[發明專利]使用脈沖電壓的高電壓施加裝置以及相應的高電壓施加方法

有效

• 申請號: 201080042298.2
• 申請日: 2010-11-24
• 公開（公告）號: CN102668357A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 三浦友規
• 申請（專利權）人: 澤藤電機株式會社
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及作為用于臭氧生成等的等離子生成電源使用的、使用脈沖電壓的高電壓施加裝置以及相應的高電壓施加方法。

背景技術

已知有用于臭氧生成等的等離子生成電源裝置。作為此種電源裝置已知有專利文獻1和專利文獻2。另一方面，本申請的申請人于2006年12月28日作為高電壓施加裝置進行了專利文獻3所示的申請。

專利文獻1和專利文獻2所示的結構為了向容性負載施加高電壓，使用譬如被供給與正弦波對應的交變電壓的變壓器，并構成為對于與該變壓器的二次側連接的容性負載，在該容性負載上連接電感的形式，并向變壓器供給交變電壓，其中，該交變電壓的頻率相當于該容性負載與電感的諧振頻率。

與此相對，在專利文獻3中，在經由脈沖變壓器連接有容性負載的結構的基礎上，生成上升陡峻、下降平緩的，譬如三角波形狀的高電壓，并使用具有預定重復期間的交變脈沖波電壓來施加高電壓。

另外，關于該向容性負載施加高電壓的高電壓施加裝置，例如在去除燃燒廢氣中的氮氧化物(NO_x)和硫氧化物(SO_x)時，考慮了流光放電和輝光放電等的采用低溫等離子的方法，在該情況下用作為去除氮氧化物和硫氧化物的手段。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2005-340185號公報

專利文獻2：日本特開2005-63760號公報

專利文獻3：日本特開2008-167584號公報

發明內容

發明所要解決的問題

在專利文獻3所公開的結構中，通過使用開關元件作為電源裝置，從而經由脈沖變壓器施加上升陡峻的三角波電壓。但是，雖說是使上升陡峻，但在電路設計上存在極限，波形的上升時間(上升所需的時間)T(rise)如圖3中后述，如波形的上升時間T(rise)(圖示(a)的期間)為T(rise)＝T(r·delay)+5τ(rise)所給出的，存在電路設計上的延遲，其中，T(r·delay)是PWM開關調壓器IC、單觸發IC、光耦合器和半導體開關元件SW的上升延遲時間的總和。τ(rise)為容性負載1的等價靜電容量C與開關電路、電流限制用電感、脈沖變壓器、布線等的合成電阻值Rt所確定的時間常數(由于該時間常數乘以“4.605”時成為峰值的99％的值，因此通過乘以時間常數“5”，成為達到峰值的時間)。

本發明的目的在于在所述專利文獻3所公開的、施加具有預定期間的脈沖成分的交變電壓的結構的基礎上，與所述專利文獻1和專利文獻2所公開的譬如諧振現象無關而產生更高的電壓，并向容性負載施加任意的脈沖重復頻率。

解決問題的手段

圖1示出本發明的整體的一個實施例的結構。

圖中的標號1為容性負載，且為進行放電而激勵氣體生成等離子的介電體阻擋放電反應器(DBD?Load)，2為直流電壓供給電路，并具有整流電路和平滑電路，3為開關電路，且構成使用多個開關元件SWi的逆變器，4為脈沖變壓器。

另外，開關元件SWi優選使用MOS-FET，也可為IGBT、晶體管等半導體開關元件。

此外，5為電流檢測器，6為放大電路，且取得與檢測出的直流電流成分成比例的比例電壓成分、以及采用預定的時間常數對該直流電流成分進行積分后的積分電壓成分，7為OR電路，用于提取比例電壓成分和積分電壓成分之中較大的成分。

另外，8為振蕩電路，按照所設定的周期振蕩出例如占空比為50％的矩形波，但是，對應所述OR電路7的輸出的大小將占空比50％以下的矩形波控制為例如輸出25％的矩形波，并進一步在所述OR電路7的輸出大到超出極限的情況下，設定為輸出占空比0％的矩形波(即，振蕩停止)。

另外，9為短脈沖發生電路，以來自振蕩電路8的輸出的上升點為基準，生成預定的例如占空比10％的矩形波。此外，10為選通驅動電路，接受短脈沖發生電路9的輸出，生成針對所述開關元件SWi的選通控制信號。

在開關電路3中，從原理上來講，通過接通開關元件SW1和SW4，從而向脈沖變壓器4供給圖示的從上方朝向下方的電流，相反，通過接通開關元件SW2和SW3，從而向脈沖變壓器4供給圖示的從下方朝向上方的電流。即，與所述振蕩電路8的振蕩頻率相對應地向容性負載1施加上升陡峻、下降較緩的正極性三角波和負極性三角波。

換言之，由于來自短脈沖發生電路9的矩形波的占空比為50％以下的值，因此施加上述的上升陡峻、下降較緩的三角波。

圖1所示的脈沖變壓器4的二次側的電壓為所述三角波電壓，即具有