(57)【要約】【課題】製造コストを上昇させることなく、負荷に供給される電力を確実に制御することができる高電圧パルス電源を提供すること。【解決手段】本発明の高電圧パルス電源１０は、インバータ２０及び制御装置５０を備える。インバータ２０は、電力をパルス状の電力に変換して負荷１１に供給する。制御装置５０はインバータ２０の駆動を制御する。なお、パルス状の電力を構成するパルス状の電流は、基準値から最大値及び最小値を経て変位した後、基準値に戻る波形であって、かつ互いに同じ形状の波形となる複数のパルスが連続して出力されるパルス群によって構成される。そして、制御装置５０は、パルス群をパルス状の電圧、電流として一定の繰り返し周期ごとに供給させる制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対して電力を供給する高電圧パルス電源であって、
前記電力をパルス状の電力に変換して前記負荷に供給するインバータと、
前記インバータの駆動を制御する制御装置と
を備え、
前記パルス状の電力を構成するパルス状の電流は、基準値から最大値及び最小値を経て変位した後、前記基準値に戻る波形であって、かつ互いに同じ形状の波形となる複数のパルスが連続して出力されるパルス群によって構成され、
前記制御装置は、前記パルス群を前記パルス状の電流として一定の繰り返し周期ごとに供給させる制御を行う
ことを特徴とする高電圧パルス電源。
【請求項２】
前記負荷に供給される前記電力を検知する電力検知部を備え、
前記制御装置は、
前記電力検知部に検知された前記電力の測定値と、予め設定された投入電力指示値とを比較する電力比較部と、
前記電力比較部による比較結果に基づいて、１つの前記パルス群に含める前記パルスの数を前記インバータに指示するパルス数指示部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の高電圧パルス電源。
【請求項３】
前記インバータに入力される電流または前記インバータから出力される電流を検知する電流検知部を備え、
前記インバータは、複数のスイッチング素子を備え、
前記制御装置は、前記電流検知部に検知された前記電流の波形に基づいて、前記複数のスイッチング素子を駆動させるための駆動信号を生成する駆動信号生成部を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の高電圧パルス電源。
【請求項４】
前記インバータは、正極側入力端子及び負極側入力端子を有し、
直流電源と前記正極側入力端子とを繋ぐ正極側電気経路上、または、前記直流電源と前記負極側入力端子とを繋ぐ負極側電気経路上に、ダイオードが配置されるとともに前記電流検知部が配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の高電圧パルス電源。
【請求項５】
前記インバータが有する出力端子と前記負荷とを繋ぐ電気経路上に、ダイオードが配置されるとともに前記電流検知部が配置されることを特徴とする請求項３に記載の高電圧パルス電源。
【請求項６】
直流電源と前記インバータが有する入力端子とを繋ぐ電気経路上に前記電流検知部が配置され、
前記制御装置は、前記電流検知部に検知された前記電流の波形を正の波形と負の波形とに分離させる制御を行い、分離した波形に基づいて前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の高電圧パルス電源。
【請求項７】
前記インバータが有する出力端子と前記負荷とを繋ぐ電気経路上、または、前記負荷内に前記電流検知部が配置され、
前記制御装置は、前記電流検知部に検知された前記電流の波形を正の波形と負の波形とに分離させる制御を行い、分離した波形に基づいて前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の高電圧パルス電源。
【請求項８】
直流電源と前記インバータが有する入力端子とを繋ぐ電気経路上に、トランスの１次側が設けられ、
前記トランスの２次側に、同トランスの２次側を流れる電流の波形を正の波形と負の波形とに分離させるダイオードが配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の高電圧パルス電源。
【請求項９】
負荷に対してパルス状の電力を供給する高電圧パルス電源の電力制御方法であって、
前記パルス状の電力を構成するパルス状の電流は、基準値から最大値及び最小値を経て変位した後、前記基準値に戻る波形であって、かつ互いに同じ形状の波形となる複数のパルスが連続して出力されるパルス群によって構成され、
前記負荷に供給される前記電力の値を算出するステップと、
算出された前記電力の値と、予め設定された投入電力指示値とを比較するステップと、
前記電力の値と前記投入電力指示値との比較結果に基づいて、１つの前記パルス群に含める前記パルスの数を指示するステップと、
指示された前記パルスの数に基づいて前記パルス群を生成し、生成した前記パルス群を、一定の繰り返し周期ごとに前記負荷に供給するステップと
を含むことを特徴とする高電圧パルス電源の電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に対して電力を供給する高電圧パルス電源及びその電力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高電圧パルス電源として、パルス状の電力を負荷に供給するインバータを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１では、インバータの負側スイッチング素子に流れる電流を検出し、電流のゼロクロス点を検出したときに、負側スイッチング素子をオフ状態に切り替えるようになっている。また、特許文献２では、電流のゼロクロス点を検出したときの共振周波数を検出し、検出した共振周波数の変化に基づいて、負荷を過電流から保護する制御を行うようになっている。
【０００３】
なお、誘電体バリア放電によってプラズマを発生させるプラズマリアクタや、誘電体バリア放電によってオゾンを発生させるオゾン発生器を負荷として用いる場合には、比較的大きい電力を負荷に対して供給する必要がある。しかしながら、特許文献１，２に記載のパルス電源では、一定の周期ごとに１つのパルス（電力）しか出力しないため、必要な電力を得るためには、１回当りの電圧及び電流を大きくする必要がある。この場合、定格電圧や定格電流が高い回路部品を用いる必要があるため、回路部品の選択肢が狭くなり、製造コストが上昇する等の問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献３には、制御回路に内蔵した発振回路を任意の時間だけ励振させることにより、一定の周期ごとに複数のパルスを連続して出力させる技術が開示されている。詳述すると、制御回路には、オゾン発生器を駆動させるための発振回路が内蔵されている。そして、発振回路を発振周波数５００Ｈｚで励振させれば、無声放電（誘電体バリア放電）が生じ、オゾン発生器からオゾンが発生するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１８９６６６号公報（図１等）
【特許文献２】特開２０１６−１８９６６７号公報（図１等）
【特許文献３】特開平７−３０１６０３号公報（図３等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、負荷に電力を供給する際において、電力のパルスは、負荷の状態（放電時、無放電時、圧力、温度など）により変わる容量値、リアクトルの特性、負荷やリアクトルの個体バラツキなどにより断続的に変化する。しかし、特許文献３に記載の従来技術は、発振回路からパルスを予め決められたモードで出力する技術であるため、状況に応じてパルスの調整（具体的には、パルスの数等の調整）を行うことは困難である。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを上昇させることなく、負荷に供給される電力を確実に制御することができる高電圧パルス電源及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段（手段１）としては、負荷に対して電力を供給する高電圧パルス電源であって、前記電力をパルス状の電力に変換して前記負荷に供給するインバータと、前記インバータの駆動を制御する制御装置とを備え、前記パルス状の電力を構成するパルス状の電流は、基準値から最大値及び最小値を経て変位した後、前記基準値に戻る波形であって、かつ互いに同じ形状の波形となる複数のパルスが連続して出力されるパルス群によって構成され、前記制御装置は、前記パルス群を前記パルス状の電流として一定の繰り返し周期ごとに供給させる制御を行うことを特徴とする高電圧パルス電源がある。
【０００９】
従って、上記手段１に記載の発明では、制御装置が、複数のパルスが連続して出力されるパルス群を、パルス状の電流として一定の繰り返し周期ごとに供給させる制御を行っている。この場合、パルスの状態が変化したとしても、１つのパルス群に含めるパルスの数等を制御装置によって確実に調整できるため、負荷に供給される電力を確実に制御することができる。また、１回当りのパルスの電流を小さくしたとしても、繰り返し周期ごとに複数のパルスを連続して出力することにより、必要な電力を得ることができる。この場合、定格電流や定格電圧が低い回路部品、即ち、比較的低コストの回路部品を用いることができるため、高電圧パルス電源の製造コストを低減させることができる。
【００１０】
なお、上記高電圧パルス電源は、負荷に供給される電力を検知する電力検知部を備え、制御装置は、電力検知部に検知された電力の測定値と、予め設定された投入電力指示値とを比較する電力比較部と、電力比較部による比較結果に基づいて、１つのパルス群に含めるパルスの数をインバータに指示するパルス数指示部とを備えることが好ましい。このようにすれば、負荷に供給される電力の測定値と予め設定された投入電力指示値とを比較した比較結果に基づいて、１つのパルス群に含めるパルスの数を決定できるため、負荷に対して最適な電力を供給することができる。
【００１１】
また、高電圧パルス電源は、インバータに入力される電流またはインバータから出力される電流を検知する電流検知部を備え、インバータは、複数のスイッチング素子を備え、制御装置は、電流検知部に検知された電流の波形に基づいて、複数のスイッチング素子を駆動させるための駆動信号を生成する駆動信号生成部を備えることが好ましい。このようにすれば、電流検知部に検知された電流の波形に基づいて複数のスイッチング素子を駆動させるだけで、電力をパルス状の電力に容易に変換することができる。
【００１２】
ここで、電流検知部としては特に限定されないが、例えば、シャント抵抗、カレントトランス、ホール素子、磁気抵抗素子などを挙げることができる。
【００１３】
なお、インバータが正極側入力端子及び負極側入力端子を有する場合、直流電源と正極側入力端子とを繋ぐ正極側電気経路上、または、直流電源と負極側入力端子とを繋ぐ負極側電気経路上に、ダイオードが配置されるとともに電流検知部が配置されることが好ましい。また、ダイオード及び電流検知部は、インバータが有する出力端子と負荷とを繋ぐ電気経路上に配置されていてもよい。なお、正極側電気経路上または負極側電気経路上にダイオード及び電流検知部を配置する場合には、電流が電気経路を常に同じ向き（直流電源からインバータ）に流れるようになるため、電流検知部を１個のみ配置すれば済む。その結果、高電圧パルス電源を構成する部品点数が少なくなるため、高電圧パルス電源の製造コストの上昇を抑えることができる。
【００１４】
また、上記高電圧パルス電源は、直流電源とインバータが有する入力端子とを繋ぐ電気経路上に電流検知部が配置され、制御装置は、電流検知部に検知された電流の波形を正の波形と負の波形とに分離させる制御を行い、分離した波形に基づいて駆動信号を生成するものであってもよい。このようにした場合、電流検知部は、インバータに入力される電流の波形を検知し、制御装置は、検知された電流の波形に基づいてスイッチング素子を駆動させる駆動信号を生成する。その結果、電気経路を流れる電流に基づいて、スイッチング素子が確実に駆動するようになる。
【００１５】
なお、高電圧パルス電源は、直流電源とインバータが有する入力端子とを繋ぐ電気経路上に、トランスの１次側が設けられ、トランスの２次側に、同トランスの２次側を流れる電流の波形を正の波形と負の波形とに分離させるダイオードが配置されるものであってもよい。このようにした場合、インバータに入力される電流がトランスの１次側を流れるのに伴って、トランスの２次側に電流が流れ、トランスの２次側を流れる電流の波形がダイオードによって分離される。そして、制御装置は、ダイオードによって分離された電流の波形に基づいてスイッチング素子を駆動させる駆動信号を生成する。その結果、電気経路を流れる電流に基づいて、スイッチング素子が確実に駆動するようになる。
【００１６】
さらに、上記高電圧パルス電源は、インバータが有する出力端子と負荷とを繋ぐ電気経路上、または、負荷内に電流検知部が配置され、制御装置は、電流検知部に検知された電流の波形を正の波形と負の波形とに分離させる制御を行い、分離した波形に基づいて駆動信号を生成するものであってもよい。このようにした場合、電流検知部は、インバータから出力される電流の波形、または、負荷内を流れる電流の波形を検知し、制御装置は、検知された電流の波形に基づいてスイッチング素子を駆動させる駆動信号を生成する。即ち、インバータから出力された電流を電流検知部で検知し、検知した電流に基づいて、インバータから出力される電流が適切なものとなるようにフィードバック制御を行うことができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、負荷に対してパルス状の電力を供給する高電圧パルス電源の電力制御方法であって、前記パルス状の電力を構成するパルス状の電流は、基準値から最大値及び最小値を経て変位した後、前記基準値に戻る波形であって、かつ互いに同じ形状の波形となる複数のパルスが連続して出力されるパルス群によって構成され、前記負荷に供給される前記電力の値を算出するステップと、算出された前記電力の値と、予め設定された投入電力指示値とを比較するステップと、前記電力の値と前記投入電力指示値との比較結果に基づいて、１つの前記パルス群に含める前記パルスの数を指示するステップと、指示された前記パルスの数に基づいて前記パルス群を生成し、生成した前記パルス群を、一定の繰り返し周期ごとに前記負荷に供給するステップとを含むことを特徴とする高電圧パルス電源の電力制御方法がある。
【００１８】
従って、手段２に記載の発明では、複数のパルスが連続して出力されるパルス群を、パルス状の電流として一定の繰り返し周期ごとに負荷に供給している。この場合、パルスの状態が変化したとしても、１つのパルス群に含めるパルスの数等を制御装置によって確実に調整できるため、負荷に供給される電力を確実に制御することができる。また、１回当りのパルスの電流を小さくしたとしても、繰り返し周期ごとに複数のパルスを連続して出力することにより、必要な電力を得ることができる。この場合、定格電流や定格電圧が低い回路部品、即ち、比較的低コストの回路部品を用いることができるため、高電圧パルス電源の製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図２】ゲート信号の波形を示すタイムチャート。
【図３】インバータから出力される電流の波形を示すタイムチャート。
【図４】負荷に印加される電流の波形及び電圧の波形を示すタイムチャート。
【図５】第２実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図６】第２分岐経路を流れる電流の波形を示すタイムチャート。
【図７】第１分岐経路を流れる電流の波形を示すタイムチャート。
【図８】インバータに入力される電流の波形を示すタイムチャート。
【図９】第３実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図１０】電流成分分離回路の電気的構成を示す回路図。
【図１１】第４実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図１２】電流成分分離回路の電気的構成を示す回路図。
【図１３】他の実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図１４】他の実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図１５】他の実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図１６】他の実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図１７】他の実施形態における電流成分分離回路の電気的構成を示す回路図。
【図１８】他の実施形態における高電圧パルス電源の電気的構成を示す回路図。
【図１９】他の実施形態における電流成分分離回路の電気的構成を示す回路図。
【図２０】他の実施形態における電流成分分離回路の電気的構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１に示されるように、高電圧パルス電源１０は、負荷１１（本実施形態ではプラズマリアクタ）に対して電力を供給するための装置である。また、プラズマリアクタは、自動車のエンジンの排ガスに含まれているＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を除去する装置であり、排気管に取り付けられている。プラズリアクタは、放電電極が形成された複数のパネルを積層した構造を有している。この場合、高電圧パルス電源１０から供給されてきたパルス電圧が隣接するパネル間に印加されると、誘電体バリア放電が生じ、放電電極間に誘電体バリア放電によるプラズマが発生する。そして、プラズマの発生により、放電電極間を流通する排ガスに含まれるＰＭが酸化（燃焼）されて除去される。
【００２２】
また、高電圧パルス電源１０には制御基板（図示略）が設けられ、制御基板上には電気回路１２が形成されている。電気回路１２はインバータ２０を備えている。インバータ２０は、トランス１３の１次側１４に設けられている。なお、トランス１３の２次側１５には、負荷１１のみが設けられている。さらに、トランス１３の１次側１４には、直流電源１６及び電源用キャパシタ１７が設けられている。直流電源１６は、インバータ２０に対して直接接続されており、インバータ２０に電力を供給する機能を有している。さらに、直流電源１６は、トランス１３に対して間接的に接続されており、トランス１３に対しても電力を供給する機能を有している。また、電源用キャパシタ１７の正極は直流電源１６の正極端子に接続され、電源用キャパシタ１７の負極は直流電源１６の負極端子に接続されている。電源用キャパシタ１７は、電気回路１２を流れる大電流によって直流電源１６が不安定になった際に、電流を直流電源１６に供給することにより、直流電源１６の電圧を安定化させる機能を有している。なお、本実施形態では、１枚の制御基板上に対して、電気回路１２を構成する全ての電気部品（インバータ２０等）が搭載されている。しかし、１個または複数個の電気部品が搭載された複数の制御基板や、制御基板に搭載していない電気部品単体等を、配線を介して互いに接続するようにしてもよい。
【００２３】
図１に示されるように、インバータ２０は、電力をパルス状の電力に変換して負荷１１に供給する装置である。インバータ２０は、直流電源１６の正極端子に接続される正極側入力端子２１と、直流電源１６の負極端子に接続される負極側入力端子２２とを有している。また、インバータ２０は、トランス１３の１次側１４の第１端１８に接続される第１出力端子３５と、トランス１３の１次側１４の第２端１９に接続される第２出力端子３６とを有している。なお、本実施形態では、直流電源１６に対して電源用キャパシタ１７とインバータ２０とが並列に接続されるようになっている。
【００２４】
また、インバータ２０には、４つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が設けられている。なお、本実施形態のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）である。スイッチング素子Ｑ１のコレクタ端子は、正極側入力端子２１に電気的に接続され、スイッチング素子Ｑ１のエミッタ端子は、第１出力端子３５に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子は、正極側入力端子２１に電気的に接続され、スイッチング素子Ｑ２のエミッタ端子は、第２出力端子３６に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のコレクタ端子は、第１出力端子３５とスイッチング素子Ｑ１のエミッタ端子とに電気的に接続され、スイッチング素子Ｑ３のエミッタ端子は、負極側入力端子２２に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ４のコレクタ端子は、第２出力端子３６とスイッチング素子Ｑ２のエミッタ端子とに電気的に接続され、スイッチング素子Ｑ４のエミッタ端子は、負極側入力端子２２に電気的に接続されている。さらに、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子には、ＥＣＵ５０の制御回路５４（図１参照）が電気的に接続されている。
【００２５】
なお、図１に示されるインバータ２０は、制御回路５４によって生成されたゲート信号（駆動信号）がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に入力されたことを契機として動作するようになっている。詳述すると、ゲート信号は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のゲート端子とスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のゲート端子とに交互に入力されるようになっている（図２参照）。即ち、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４及びスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は、交互にオン状態に切り替わるようになる。この場合、正極側入力端子２１→スイッチング素子Ｑ１→第１出力端子３５→トランス１３→第２出力端子３６→スイッチング素子Ｑ４→負極側入力端子２２の順に流れる電流が発生する。また、正極側入力端子２１→スイッチング素子Ｑ２→第２出力端子３６→トランス１３→第１出力端子３５→スイッチング素子Ｑ３→負極側入力端子２２の順に流れる電流も発生する。そして、これらの電流は交互に発生する。その結果、インバータ２０に入力された電流が図３に示すパルス状の電流Ｉとなって、インバータ２０から出力されるようになる。
【００２６】
図３に示されるように、インバータ２０から出力されるパルス状の電流Ｉは、互いに同じ形状の波形（プロファイル）となる複数（本実施形態では２つ）のパルスｉ１が連続して出力されるパルス群ｉ２によって構成されている。各パルスｉ１は、基準値ｉ３から最大値ｉ４及び最小値ｉ５を経て変位した後、基準値ｉ３に戻る波形を有している。なお、負荷１１にて放電を行う場合、１回目に出力されるパルスｉ１は、無放電状態の負荷１１に対してエネルギー（電流）として印加されるため、放電やエネルギー（電流）が安定しない。そこで、本実施形態では、複数のパルスｉ１を負荷１１に印加することにより、１回目の放電時に負荷１１に印加された電荷やエネルギー（電流）を次のパルスｉ１に利用できるようになる。また、１回目のパルスｉ１により負荷１１は放電を開始しているため、２回目のパルスｉ１からは負荷１１の放電やエネルギー（電流）が安定し、かつ、より大きなエネルギー（電流）を負荷１１に印加できるようになる。
【００２７】
また、図４に示されるように、本実施形態では、パルス状の電圧Ｖがインバータ２０から出力されて負荷１１に印加されるのに伴い、パルス状の電流Ｉが負荷１１に流れるようになる。なお、負荷１１に印加される電圧Ｖは、互いに同じ形状の波形（プロファイル）となる複数（本実施形態では２つ）のパルスｖ１が連続して出力されるパルス群ｖ２によって構成されている。各パルスｖ１は、基準値ｖ３から最大値ｖ４及び最小値ｖ５を経て変位した後、基準値ｖ３に戻る波形を有している。そして、パルス状の電流Ｉとパルス状の電圧Ｖとの積が、パルス状の電力となる。なお、負荷１１にて放電を行う場合、１回目に出力されるパルスｖ１は、無放電状態の負荷１１に対してエネルギー（電圧）として印加されるため、放電やエネルギー（電圧）が安定しない。そこで、本実施形態では、複数のパルスｖ１を負荷１１に印加することにより、１回目の放電時に負荷１１に印加された電荷やエネルギー（電圧）を次のパルスｖ１に利用できるようになる。また、１回目のパルスｖ１により負荷１１は放電を開始しているため、２回目のパルスｖ１からは負荷１１の放電やエネルギー（電圧）が安定し、かつ、より大きなエネルギー（電圧）を負荷１１に印加できるようになる。
【００２８】
なお、パルス群ｉ２は、パルス状の電流Ｉとして一定の繰り返し周期Ｔ１ごとにインバータ２０から出力された後、一定の繰返し周期Ｔ１ごとに負荷１１に印加される（図３，図４参照）。また、パルス群ｖ２も、パルス状の電圧Ｖとして一定の繰り返し周期Ｔ１ごとに出力された後、一定の繰返し周期Ｔ１ごとに負荷１１に印加される（図４参照）。このとき、各パルス群ｉ２は、同じ数（本実施形態では２つ）のパルスｉ１からなり、各パルス群ｖ２も、同じ数（本実施形態では２つ）のパルスｖ１からなっている。なお、本実施形態の繰り返し周期Ｔ１は、特定のパルス群ｉ２，ｖ２の始端から次回のパルス群ｉ２，ｖ２の始端までの期間をいう。
【００２９】
図１に示されるように、電気回路１２は、直流電源１６の正極端子とインバータ２０が有する正極側入力端子２１とを繋ぐ正極側電気経路２３と、直流電源１６の負極端子とインバータ２０が有する負極側入力端子２２とを繋ぐ負極側電気経路２４とを備えている。また、正極側電気経路２３には電源用キャパシタ１７の正極が接続され、負極側電気経路２４には電源用キャパシタ１７の負極が接続されている。
【００３０】
そして、高電圧パルス電源１０は、負荷１１に供給される電力を検知する電力検知部４０を備えている。電力検知部４０は、電流検知部４１及び電圧検知部４２からなっている。電流検知部４１は、正極側電気経路２３上に配置されており、インバータ２０に入力される電流（コレクタ電流）をモニタするカレントトランスである。電圧検知部４２は、正極側電気経路２３と負極側電気経路２４とに電気的に接続されており、正極側電気経路２３及び負極側電気経路２４間の電圧を検知する電圧計である。
【００３１】
また、電気回路１２は、インバータ２０が有する第１出力端子３５と負荷１１（具体的には、トランス１３の１次側１４の第１端１８）とを繋ぐ第１電気経路３７と、インバータ２０が有する第２出力端子３６と負荷１１（具体的には、トランス１３の１次側１４の第２端１９）とを繋ぐ第２電気経路３８とを備えている。そして、第１電気経路３７上にはリアクトルＬが設けられている。
【００３２】
図１に示されるように、本実施形態の高電圧パルス電源１０は、制御装置であるＥＣＵ５０（electronic control unit ）を備えている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力回路等により構成されている。ＥＣＵ５０は、インバータ２０の駆動を制御するためのものであり、電力演算部５１、電力比較部５２、パルス数指示部５３及び制御回路５４（駆動信号生成部）を備えている。電力演算部５１は、電力検知部４０に検知された電力の測定値、具体的には、電流検知部４１に検知された電流の測定値と電圧検知部４２に検知された電圧の測定値との積を算出する。電力比較部５２は、電力演算部５１に算出された電力の測定値と、ＥＣＵ５０のＲＯＭに予め設定(記憶)された投入電力指示値をと比較する。なお、本実施形態の投入電力指示値は、ＲＯＭに記憶されているものであるが、外部制御回路（図示略）から随時指示（入力）されるものであってもよい。また、パルス数指示部５３は、電力比較部５２による比較結果に基づいて、１つのパルス群ｉ２に含めるパルスｉ１の数を制御回路５４に指示するようになっている。具体的に言うと、パルス数指示部５３は、電力の測定値が投入電力指示値よりも小さい場合に、パルスｉ１の数を増加させるようになっている。また、パルスｖ１の数はパルスｉ１の数と等しいため、パルスｖ１の数も増加するようになる。一方、パルス数指示部５３は、電力の測定値が投入電力指示値よりも大きい場合にパルスｉ１の数を減少させるようになっている。これに伴い、パルスｖ１の数も減少するようになる。制御回路５４は、電流検知部４１に検知された電流の波形に基づいて、インバータ２０が備えるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動させるためのゲート信号を生成するようになっている。なお、ＥＣＵ５０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子に電気的に接続されている。このため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、ゲート信号がゲート端子に入力されたことを契機として、オン状態に切り替わるようになる。
【００３３】
次に、高電圧パルス電源１０の電力制御方法を説明する。
【００３４】
まず、通常制御、具体的には、インバータ２０を駆動する際の制御について説明する。この場合、直流電源１６から電流が出力され、出力された電流は、正極側電気経路２３を通過して、正極側入力端子２１からインバータ２０に入力されるようになる。
【００３５】
また、ＥＣＵ５０の制御回路５４からゲート信号が出力され、出力されたゲート信号は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子に入力される。詳述すると、まず、ゲート信号は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のゲート端子に入力される。このとき、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオン状態に切り替わり、正極側入力端子２１に流れてきた電流は、スイッチング素子Ｑ１のコレクタ端子→スイッチング素子Ｑ１のエミッタ端子→第１出力端子３５の順に流れ、トランス１３の１次側１４に供給される。これに伴い、トランス１３の２次側１５にも電流が流れ、負荷１１に対して電力が供給される。その後、１次側１４に供給された電流は、第２出力端子３６→スイッチング素子Ｑ４のコレクタ端子→スイッチング素子Ｑ４のエミッタ端子→負極側入力端子２２の順に流れるようになる。
【００３６】
次に、ゲート信号は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のゲート端子に入力される。このとき、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオン状態に切り替わり、正極側入力端子２１に流れてきた電流は、スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子→スイッチング素子Ｑ２のエミッタ端子→第２出力端子３６の順に流れる。なお、電流は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオン状態に切り替わる場合とは逆方向に流れる。そして、電流は、トランス１３の１次側１４に供給される。これに伴い、トランス１３の２次側１５にも電流が流れ、負荷１１に対して電力が供給される。その後、１次側１４に供給された電流は、第１出力端子３５→スイッチング素子Ｑ３のコレクタ端子→スイッチング素子Ｑ３のエミッタ端子→負極側入力端子２２の順に流れるようになる。
【００３７】
なお、ゲート信号は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のゲート端子とスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のゲート端子とに交互に入力される（図２参照）。その結果、パルス状の電圧Ｖが、インバータ２０から出力されるようになる。具体的に言うと、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４へのゲート信号の入力に基づいて出力される電圧の波形は正の波形となり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３へのゲート信号の入力に基づいて出力される電圧の波形は負の波形となる。それに伴い、パルス状の電流Ｉも、インバータ２０から出力されるようになる（図３参照）。具体的に言うと、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４へのゲート信号の入力に基づいて出力される電流の波形は正の波形となり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３へのゲート信号の入力に基づいて出力される電流の波形は負の波形となる。また、負荷１１にて放電を行う場合、１回目に出力されるパルスｉ１，ｖ１は、無放電状態の負荷１１に対してエネルギー（電流及び電圧）として印加されるため、放電やエネルギー（電流及び電圧）が安定しない。そこで、本実施形態では、複数のパルスｉ１，ｖ１を負荷１１に印加することにより、１回目の放電時に負荷１１に印加された電荷やエネルギー（電流及び電圧）を次のパルスｉ１，ｖ１に利用できるようになる。また、１回目のパルスｉ１，ｖ１により負荷１１は放電を開始しているため、２回目のパルスｉ１，ｖ１からは負荷１１の放電やエネルギー（電流及び電圧）が安定し、かつ、より大きなエネルギー（電流及び電圧）を負荷１１に印加できるようになる。
【００３８】
次に、高電圧パルス電源１０の電力制御方法を説明する。ここでは、負荷１１に供給される電力を検知する検知制御について説明する。具体的には、直流電源１６から出力された電流が正極側電気経路２３を流れると、正極側電気経路２３が通電状態となる。その結果、正極側電気経路２３に設けられた電流検知部４１は、インバータ２０に入力される電流を検知する検知状態となる。さらに、制御回路５４から出力されたゲート信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子に入力されると、電流は必ず負極側電気経路２４を流れるため、負極側電気経路２４が通電状態となる。その結果、正極側電気経路２３と負極側電気経路２４とに電気的に接続された電圧検知部４２は、正極側電気経路２３及び負極側電気経路２４間の電圧を検知する検知状態となる。
【００３９】
次に、ステップＳ１において、負荷１１に供給される電力の値を算出する処理を行う。具体的に言うと、ＥＣＵ５０の電力演算部５１は、電流検知部４１に検知された電流の測定値と電圧検知部４２に検知された電圧の測定値との積を算出し、算出した値を、負荷１１に供給される電力の値とする。詳述すると、電力演算部５１には、初段にオペアンプを有する電流成分分離回路（図示略）が設けられており、オペアンプは、電流検知部４１から出力された電圧信号を出力する。電圧信号は、分離される前の電流成分を示す信号であるため、電流成分（即ち電流）の値と電圧検知部４２に検知された電圧の測定値との積を演算することにより、電力を算出することができる。
【００４０】
続くステップＳ２において、ＥＣＵ５０の電力比較部５２は、電力演算部５１によって算出された電力の値と、ＥＣＵ５０のＲＯＭに予め設定（記憶）された投入電力指示値とを比較する。なお、本実施形態の投入電力指示値は、ＲＯＭに記憶されているものであるが、外部制御回路から随時指示（入力）されるものであってもよい。そして、ステップＳ３において、ＥＣＵ５０のパルス数指示部５３は、電力の値と投入電力指示値とを比較した比較結果に基づいて、１つのパルス群ｉ２に含めるパルスｉ１の数をＥＣＵ５０の制御回路５４に指示する。具体的に言うと、パルス数指示部５３は、電力の値が投入電力指示値よりも小さい場合に、制御回路５４に対してパルスｉ１の数を増加させる指示を行う。一方、パルス数指示部５３は、電力の値が投入電力指示値よりも大きい場合に、制御回路５４に対してパルスｉ１の数を減少させる指示を行う。
【００４１】
続くステップＳ４において、制御回路５４は、指示されたパルスｉ１の数に基づいてパルス群ｉ２を生成し、生成したパルス群ｉ２を、一定の繰り返し周期Ｔ１ごとに負荷１１に供給する。例えば、指示されたパルスｉ１の数が「２」である場合、制御回路５４は、ゲート信号を、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４→スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３→スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４→スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の順に入力させる制御を行った後、ゲート信号の出力を終了する。そして、繰り返し周期Ｔ１の経過後に、制御回路５４は、ゲート信号を上記の順で再度入力させる制御を行う。その結果、パルス状の電圧Ｖが、最適な状態に調整され、インバータ２０から出力されるようになる。また、パルス群ｖ２が生成されるのに伴い、指示されたパルスｖ１の数と同数のパルスｉ１に基づいてパルス群ｉ２が生成され、生成されたパルス群ｉ２が、繰り返し周期Ｔ１ごとに負荷１１に供給される。その結果、パルス状の電流Ｉが、最適な状態に調整され、インバータ２０から出力されるようになる。
【００４２】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４３】
（１）本実施形態の高電圧パルス電源１０では、ＥＣＵ５０が、複数のパルスｉ１が連続して出力されるパルス群ｉ２を、パルス状の電流Ｉとして一定の繰り返し周期Ｔ１ごとに供給させる制御を行っている。この場合、パルスｉ１の状態が変化したとしても、１つのパルス群ｉ２に含めるパルスｉ１の数をＥＣＵ５０によって確実に調整できるため、負荷１１に供給される電力を確実に制御することができる。
【００４４】
（２）本実施形態では、１回当りのパルスｉ１の電流を小さくしたとしても、繰り返し周期Ｔ１ごとに複数のパルスｉ１，ｖ１を連続して出力することにより、必要な電力を得ることができる。この場合、定格電流や定格電圧が低い回路部品、即ち、比較的低コストの回路部品を用いることができるため、高電圧パルス電源１０の製造コストを低減させることができる。また、１回当りのパルスｉ１の電流を変えない場合には、複数のパルスｉ１，ｖ１を連続して出力することにより、より大きな電力を得ることができる。
【００４５】
（３）本実施形態では、電流検知部４１に検知された電流の測定値と電圧検知部４２に検知された電圧の測定値との両方に基づいて、負荷１１に供給される電力の測定値を算出している。よって、例えば電流の測定値のみ（例えば、電圧は推測値）を用いて電力の測定値を算出する場合に比べて、電力の測定値を高精度で算出することができる。ゆえに、１つのパルス群ｉ２に含めるパルスｉ１の数（及び、１つのパルス群ｖ２に含めるパルスｖ１の数）を、ＥＣＵ５０によってより正確に調整できるため、負荷１１に供給される電力をより正確に制御することができる。
【００４６】
（４）ところで、電流検知部４１をインバータ２０に内蔵することが考えられる。しかし、この場合、インバータ２０の発熱によって電流検知部４１が誤作動する虞がある。また、インバータ２０が、電流検知部４１の設置領域の分だけ大型化するという問題もある。そこで、本実施形態では、電流検知部４１をインバータ２０の外側に配置している。このため、インバータ２０の発熱に起因する電流検知部４１の誤作動や、電流検知部４１の内蔵に起因するインバータ２０の大型化を回避することができる。
【００４７】
（５）従来、スイッチング素子Ｑ３のエミッタ端子と負極側入力端子２２との間、及び、スイッチング素子Ｑ４のエミッタ端子と負極側入力端子２２との間のそれぞれに電流検知部を設けることが提案されている（特許文献１，２参照）。しかし、両電流検知部がシャント抵抗であって、両シャント抵抗の抵抗値が互いに異なる場合には、正極側入力端子２１→スイッチング素子Ｑ１→トランス１３→スイッチング素子Ｑ４→負極側入力端子２２の順に電流が流れる第１経路の電流量と、正極側入力端子２１→スイッチング素子Ｑ２→トランス１３→スイッチング素子Ｑ３→負極側入力端子２２の順に電流が流れる第２経路の電流量とが互いに異なってしまう。その結果、パルスｉ１において、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオン状態のときに形成される部位の大きさ（基準値ｉ３から最大値ｉ４までの大きさ）と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオン状態のときに形成される部位の大きさ（基準値ｉ３から最小値ｉ５までの大きさ）とが異なるようになる。また、第１経路及び第２経路のうち、電流量が多い側の経路に設けられた電気部品（シャント抵抗、スイッチング素子）の寿命が短くなる可能性がある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４及びスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のどちらがオン状態あるときでも電流が流れる正極側電気経路２３に、電流検知部４１を配置している。このようにすれば、電流検知部４１の抵抗値に関係なく、第１経路の電流量と第２経路の電流量とが互いに等しくなる。ゆえに、基準値ｉ３から最大値ｉ４までの大きさと基準値ｉ３から最小値ｉ５までの大きさとが等しいパルス状の電流Ｉを確実に生成することができる。また、第１経路に設けられた電気部品の寿命と第２経路に設けられた電気部品の寿命とのバラツキが小さくなる。
【００４９】
［第２実施形態］
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態は、制御回路５４への入力手段が前記第１実施形態とは異なる形態である。
【００５０】
詳述すると、図５に示されるように、本実施形態の高電圧パルス電源２１０では、正極側電気経路２１１において電源用キャパシタ２１２とインバータ２１３とを繋ぐ部位が、分岐点Ａ１から第１分岐経路２５と第２分岐経路２６とに分岐している。各分岐経路２５，２６の終端は、正極側入力端子２１４に電気的に接続されている。そして、第１分岐経路２５上には第１ダイオード３１が設けられ、第２分岐経路２６上には第２ダイオード３２が設けられている。第１ダイオード３１のカソード端子は分岐点Ａ１に電気的に接続され、第１ダイオード３１のアノード端子は正極側入力端子２１４に電気的に接続されている。また、第２ダイオード３２のアノード端子は分岐点Ａ１に電気的に接続され、第２ダイオード３２のカソード端子は正極側入力端子２１４に電気的に接続されている。
【００５１】
また、本実施形態の高電圧パルス電源２１０は電流検知部２１６を備えている。電流検知部２１６は、第２分岐経路２６において第２ダイオード３２のカソード端子と正極側入力端子２１４との間に配置されており、インバータ２１３に入力される電流（コレクタ電流）をモニタするカレントトランスである。
【００５２】
さらに、図５に示されるように、本実施形態の高電圧パルス電源２１０はＥＣＵ２１７（制御装置）を備え、ＥＣＵ２１７は制御回路５４を備えている。制御回路５４は、電流検知部２１６に検知された電流の値に基づいて、インバータ２１３が備えるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動させるためのゲート信号を生成するようになっている。なお、ＥＣＵ２１７は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子に電気的に接続されている。このため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、ゲート信号がゲート端子に入力されたことを契機として、オン状態に切り替わるようになる。
【００５３】
次に、高電圧パルス電源２１０での制御方法を説明する。具体的には、直流電源２１９から出力された電流が正極側電気経路２１１を流れると、第１分岐経路２５及び第２分岐経路２６が通電状態となる。その結果、第２分岐経路２６に設けられた電流検知部２１６は、インバータ２１３に入力される電流、具体的には、第２分岐経路２６を流れる電流を検知する検知状態となる。なお、第２分岐経路２６を流れる電流は、パルスｉ１においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４またはスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオン状態のときに流れるようになっている（図６参照）。また、第１分岐経路２５を流れる電流は、パルスｉ１においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４またはスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオフ状態になった直後に流れるようになっている（図７参照）。そして、正極側入力端子２１４からインバータ２１３に入力される電流は、第２分岐経路２６を流れる電流と第１分岐経路２５を流れる電流との和となっている（図８参照）。さらに、制御回路５４から出力されたゲート信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート端子に入力されると、電流は必ず負極側電気経路２２０を流れるため、負極側電気経路２２０が通電状態となる。
【００５４】
次に、電流検知部２１６により、電流のゼロクロス点を検知し、インバータ２１３へのゲート信号の出力を制御する。具体的に言うと、制御回路５４は、電流検知部２１６に検知された電流の測定値（具体的には、第２分岐経路２６を流れる電流の値）が０（Ａ）になる度に、オン状態にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４（またはスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３）へのゲート信号の出力を終了した後、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３（またはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４）へのゲート信号の出力を開始させる制御を行う。また、制御回路５４は、ゼロクロス点に基づいて、隣接するパルスの間隔（パルス間隔Ｗ１（図２，図３参照））を調整する。具体的に言うと、制御回路５４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４（またはスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３）がオン状態にある際に、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３（またはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４）がオン状態にならないように、パルス間隔Ｗ１を調整する。その結果、パルス状の電流Ｉが、最適な状態に調整され、インバータ２１３から出力されるようになる。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（５）等に記載の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００５６】
（６）本実施形態では、インバータ２１３から出力される電流のパルスｉ１（図３参照）の状態が変化したとしても、電流のゼロクロス点を検知することにより、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３（またはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４）へのゲート信号の出力タイミングをＥＣＵ２１７によって確実に調整できるため、負荷２１８に供給される電力を確実に制御することができる。
【００５７】
［第３実施形態］
以下、本発明を具体化した第３実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態は、制御回路５４への入力手段が前記第１実施形態とは異なる形態である。
【００５８】
詳述すると、図９，図１０に示されるように、本実施形態の高電圧パルス電源６０は、前記第１実施形態の電力演算部５１、電力比較部５２及びパルス数指示部５３の代わりに、電流成分分離回路６１を備えている。電流成分分離回路６１は電気経路６２を備えている。電気経路６２の始端は、正極側電気経路６３上に配置された電流検知部６４に接続されている。そして、電気経路６２上にはオペアンプ６５が設けられている。オペアンプ６５のプラス側入力端子には電流検知部６４が接続され、オペアンプ６５のマイナス側入力端子にはオペアンプ６５の出力端子が接続されている。また、電気経路６２においてオペアンプ６５の下流側となる部位は、分岐点Ａ２から第１分岐経路６６と第２分岐経路６７とに分岐している。第１分岐経路６６上には第１ダイオード６８及び抵抗６９が設けられ、第２分岐経路６７上には第２ダイオード７０及び抵抗７１が設けられている。第１ダイオード６８のカソード端子は分岐点Ａ２に電気的に接続され、第１ダイオード６８のアノード端子は抵抗６９に電気的に接続されている。また、第２ダイオード７０のアノード端子は分岐点Ａ２に電気的に接続され、第２ダイオード７０のカソード端子は抵抗７１に電気的に接続されている。
【００５９】
なお、オペアンプ６５には、電流検知部６４から出力された電圧信号が入力されるようになっている。そして、電圧信号は、オペアンプ６５の出力端子から出力され、第２ダイオード７０によって第２分岐経路６７を流れる正のパルス電流に分離されるとともに、第１ダイオード６８によって第１分岐経路６６を流れる負のパルス電流に分離される。なお、正のパルス電流は、第２ダイオード７０と抵抗７１との間から分岐する経路７２を介して制御装置（図示略）の制御回路５４に入力される。
【００６０】
そして、電流検知部６４により、正のパルス電流のゼロクロス点を検知し、インバータ７４へのゲート信号の出力を制御する。具体的に言うと、制御回路５４は、電流検知部６４に検知された電流の測定値が０（Ａ）になる度に、オン状態にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４（またはスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３）へのゲート信号の出力を終了した後、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３（またはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４）へのゲート信号の出力を開始させる制御を行う。また、制御回路５４は、ゼロクロス点に基づいて、隣接するパルスの間隔（パルス間隔Ｗ１（図２，図３参照））を調整する。具体的に言うと、制御回路５４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４（またはスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３）がオン状態にある際に、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３（またはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４）がオン状態にならないように、パルス間隔Ｗ１を調整する。以上の結果、パルス状の電流Ｉが、最適な状態に調整され、インバータ７４から出力されるようになる。
【００６１】
［第４実施形態］
以下、本発明を具体化した第４実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態は、制御回路５４への入力手段が前記第１実施形態とは異なる形態である。
【００６２】
詳述すると、図１１，図１２に示されるように、本実施形態の高電圧パルス電源８０は、前記第１実施形態の電力演算部５１、電力比較部５２及びパルス数指示部５３の代わりに、電流成分分離回路８１を備えている。電流成分分離回路８１は電気経路８２を備えている。電気経路８２の始端は、インバータ８３が有する第１出力端子１７１と負荷８５とを繋ぐ第１電気経路１７２上に配置された電流検知部８７に接続されている。そして、電気経路８２上にはオペアンプ８８が設けられている。オペアンプ８８のプラス側入力端子には電流検知部８７が接続され、オペアンプ８８のマイナス側入力端子にはオペアンプ８８の出力端子が接続されている。また、電気経路８２においてオペアンプ８８の下流側となる部位は、分岐点Ａ３から第１分岐経路８９と第２分岐経路９０とに分岐している。第１分岐経路８９上には第１ダイオード９１及び抵抗９２が設けられ、第２分岐経路９０上には第２ダイオード９３及び抵抗９４が設けられている。第１ダイオード９１のカソード端子は分岐点Ａ３に電気的に接続され、第１ダイオード９１のアノード端子は抵抗９２に電気的に接続されている。また、第２ダイオード９３のアノード端子は分岐点Ａ３に電気的に接続され、第２ダイオード９３のカソード端子は抵抗９４に電気的に接続されている。
【００６３】
なお、オペアンプ８８には、電流検知部８７から出力された電圧信号が入力されるようになっている。そして、電圧信号は、オペアンプ８８の出力端子から出力され、第２ダイオード９３によって第２分岐経路９０を流れる正のパルス電流（例えば、図３の「Ｑ１，Ｑ４オン」の部分）に分離されるとともに、第１ダイオード９１によって第１分岐経路８９を流れる負のパルス電流（例えば、図３の「Ｑ２，Ｑ３オン」の部分）に分離される。なお、正のパルス電流は、第２ダイオード９３と抵抗９４との間から分岐する経路９５を介して制御装置（図示略）の制御回路５４に入力される。また、負のパルス電流は、第１ダイオード９１と抵抗９２との間から分岐する経路９７を介して制御回路５４に入力される。
【００６４】
そして、制御回路５４は、インバータ８３へのゲート信号の出力を制御する。具体的に言うと、制御回路５４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオン状態にあることを示す正のパルス電流が入力された場合に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４へのゲート信号の出力を終了した後、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３へのゲート信号の出力を開始させる制御を行う。また、制御回路５４は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオン状態にあることを示す負のパルス電流が入力された場合に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３へのゲート信号の出力を終了した後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４へのゲート信号の出力を開始させる制御を行う。さらに、制御回路５４は、入力されるパルス電流に基づいて、隣接するパルスの間隔（パルス間隔Ｗ１（図２，図３参照））を調整する。具体的に言うと、制御回路５４は、正のパルス電流が入力されている際に、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオン状態にならないように、パルス間隔Ｗ１を調整する。また、制御回路５４は、負のパルス電流が入力されている際に、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオン状態にならないように、パルス間隔Ｗ１を調整する。以上の結果、パルス状の電流Ｉが、最適な状態に調整され、インバータ８３から出力されるようになる。
【００６５】
なお、上記各実施形態を以下のように変更してもよい。
【００６６】
・上記第２実施形態では、直流電源２１９と正極側入力端子２１４とを繋ぐ正極側電気経路２１１上に、第１ダイオード３１及び第２ダイオード３２が配置されるとともに電流検知部２１６が配置されていた。しかし、図１３の高電圧パルス電源１００に示されるように、直流電源１０１と負極側入力端子１０２とを繋ぐ負極側電気経路１０３上に、第１ダイオード１０４及び第２ダイオード１０５を配置するとともに電流検知部１０６を配置してもよい。また、図１４の高電圧パルス電源１１０に示されるように、第１出力端子１１１と負荷１１２とを繋ぐ第１電気経路１１３上に、第１ダイオード１１４及び第２ダイオード１１５を配置するとともに第１電流検知部１１６及び第２電流検知部１１７を配置してもよい。
【００６７】
・図１５の高電圧パルス電源１２０に示されるように、直流電源１２１とインバータ１２２が有する正極側入力端子１２３とを繋ぐ正極側電気経路１２４上に、トランス１２５の１次側１２６を設けてもよい。そして、トランス１２５の２次側１２７，１２８に、２次側１２７を流れる電流の波形を正の波形に分離させるダイオード１２９と、２次側１２８を流れる電流の波形を負の波形に分離させるダイオード１３０とを配置してもよい。このようにした場合、インバータ１２２に入力される電流がトランス１２５の１次側１２６を流れるのに伴い、一方の２次側１２７からダイオード１２９に正のパルス電流（例えば、図３の「Ｑ１，Ｑ４オン」の部分）が流れるとともに、もう一方の２次側１２８からダイオード１３０に負のパルス電流（例えば、図３の「Ｑ２，Ｑ３オン」の部分）が流れるようになる。なお、正のパルス電流は、ダイオード１２９を介して制御装置（図示略）の制御回路５４に入力され、負のパルス電流は、ダイオード１３０を介して制御回路５４に入力される。そして、制御回路５４は、インバータ１２２へのゲート信号の出力を制御する。具体的に言うと、制御回路５４は、正のパルス電流が入力された場合に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４へのゲート信号の出力を終了した後、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３へのゲート信号の出力を開始させる制御を行う。また、制御回路５４は、負のパルス電流が入力された場合に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３へのゲート信号の出力を終了した後、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４へのゲート信号の出力を開始させる制御を行う。さらに、制御回路５４は、入力されるパルス電流に基づいて、隣接するパルスの間隔（パルス間隔Ｗ１（図２，図３参照））を調整する。具体的に言うと、制御回路５４は、正のパルス電流が入力されている際に、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がオン状態にならないように、パルス間隔Ｗ１を調整する。また、制御回路５４は、負のパルス電流が入力されている際に、オフ状態にあるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がオン状態にならないように、パルス間隔Ｗ１を調整する。以上の結果、パルス状の電流Ｉが、最適な状態に調整され、インバータ１２２から出力されるようになる。
【００６８】
なお、図１６の高電圧パルス電源１４０に示されるように、直流電源１４１とインバータ１４２が有する負極側入力端子１４３とを繋ぐ負極側電気経路１４４上に、トランス１４５の１次側１４６を設けてもよい。そして、トランス１４５の２次側１４７，１４８に、２次側１４７を流れる電流の波形を正の波形に分離させるダイオード１４９と、２次側１４８を流れる電流の波形を負の波形に分離させるダイオード１５０とを配置してもよい。
【００６９】
・上記第３実施形態の電流成分分離回路６１を、図１７に示される電流成分分離回路１６１に変更してもよい。例えば、図１７に示される電流成分分離回路１６１は、電気経路１６２上にオペアンプ１６３及びダイオード１６４を備えている。オペアンプ１６３のプラス側入力端子には電流検知部６４（図９参照）が接続され、オペアンプ１６３のマイナス側入力端子にはダイオード１６４のカソード端子が接続されている。また、ダイオード１６４のアノード端子は、オペアンプ１６３の出力端子に接続されている。なお、オペアンプ１６３の出力端子から出力された信号は、ダイオード１６４を介して制御装置（図示略）の制御回路５４（図９参照）に入力される。
【００７０】
・上記第４実施形態では、インバータ８３が有する第１出力端子１７１と負荷８５とを繋ぐ第１電気経路１７２上に電流検知部８７が配置されていた。しかし、図１８の高電圧パルス電源１８０に示されるように、負荷１８１内（ここでは、トランス１８２の２次側１８３と負荷１８１とを繋ぐ電気経路１８４上）に電流検知部１８５を配置してもよい。
【００７１】
・上記第４実施形態の電流成分分離回路８１を、図１９に示される電流成分分離回路１９１に変更してもよい。例えば、図１９に示される電流成分分離回路１９１は、２つの電気経路１９２，１９３上にそれぞれオペアンプ１９４，１９５及びダイオード１９６，１９７を備えている。一方の電気経路１９２では、オペアンプ１９４のプラス側入力端子に電流検知部８７（図１１参照）が接続され、オペアンプ１９４のマイナス側入力端子にダイオード１９６のカソード端子が接続されている。また、ダイオード１９６のアノード端子は、オペアンプ１９４の出力端子に接続されている。同様に、もう一方の電気経路１９３では、オペアンプ１９５のプラス側入力端子に電流検知部８７が接続され、オペアンプ１９５のマイナス側入力端子にダイオード１９７のアノード端子が接続されている。また、ダイオード１９７のカソード端子は、オペアンプ１９５の出力端子に接続されている。なお、オペアンプ１９４，１９５の出力端子から出力された信号は、ダイオード１９６，１９７を介して制御装置（図示略）の制御回路５４（図１１参照）に入力される。
【００７２】
また、上記第４実施形態において、インバータ８３が有する第２出力端子８４（図１１参照）と負荷８５とを繋ぐ第２電気経路８６（図１１参照）上に電流検知部（図示略）を配置し、電流成分分離回路８１を、図２０に示される電流成分分離回路２０１に変更してもよい。図２０に示される電流成分分離回路２０１は、上記第４実施形態のオペアンプ８８の代わりに、電流検知部からの差動信号が入力されるオペアンプ２０２を備えている。オペアンプ２０２のプラス側入力端子には、第１電気経路１７２上の電流検知部８７から延びる信号線２０３が接続され、オペアンプ２０２のマイナス側入力端子には、第２電気経路８６上の電流検知部から延びる信号線２０４が接続される。
【００７３】
・上記各実施形態のインバータ２０，７４，８３，２１３は２相インバータであったが、３相以上のインバータであってもよい。
【００７４】
・上記各実施形態のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４はＩＧＢＴであったが、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor ）などの他のスイッチング素子であってもよい。
【００７５】
・上記各実施形態の高電圧パルス電源１０，６０，８０，２１０は、自動車に搭載したプラズマリアクタに用いられていたが、例えば、船舶等に搭載したプラズマリアクタに用いてもよい。また、上記実施形態の高電圧パルス電源１０，６０，８０，２１０は、半導体検査装置等の他の装置に用いられていてもよい。
【００７６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００７７】
（１）上記手段１において、前記制御装置は、前記電力の測定値と、予め設定された投入電力指示値とを比較する電力比較部と、前記電力比較部による比較結果に基づいて、１つの前記パルス群に含める前記パルスの数を前記インバータに指示するパルス数指示部とを備え、前記パルス数指示部は、前記電力の測定値が前記投入電力指示値よりも小さい場合に、前記パルスの数を増加させる一方、前記電力の測定値が前記投入電力指示値よりも大きい場合に、前記パルスの数を減少させることを特徴とする高電圧パルス電源。
【００７８】
（２）上記手段１において、前記繰り返し周期は、特定の前記パルス群の始端から次回の前記パルス群の始端までの期間であることを特徴とする高電圧パルス電源。
【符号の説明】
【００７９】
１０，６０，８０，１００，１１０，１２０，１４０，１８０，２１０…高電圧パルス電源
１１，８５，１１２，１８１，２１８…負荷
１６，１０１，１２１，１４１，２１９…直流電源
２０，７４，８３，１２２，１４２，２１３…インバータ
２１，１２３，２１４…入力端子としての正極側入力端子
２２，１０２，１４３…入力端子としての負極側入力端子
２３，６３，１２４，２１１…電気経路としての正極側電気経路
２４，１０３，１４４…電気経路としての負極側電気経路
３１，１０４，１１４…ダイオードとしての第１ダイオード
３２，１０５，１１５…ダイオードとしての第２ダイオード
３５，１１１，１７１…出力端子としての第１出力端子
３６，８４…出力端子としての第２出力端子
３７，１１３，１７２…電気経路としての第１電気経路
３８，８６…電気経路としての第２電気経路
４０…電力検知部
４１，６４，８７，１０６，１８５，２１６…電流検知部
５０，２１７…制御装置としてのＥＣＵ
５２…電力比較部
５３…パルス数指示部
５４…駆動信号生成部としての制御回路
１１６…電流検知部としての第１電流検知部
１１７…電流検知部としての第２電流検知部
Ｉ…パルス状の電流
ｉ１…パルス
ｉ２…パルス群
ｉ３…基準値
ｉ４…最大値
ｉ５…最小値
１２５，１４５…トランス
１２６，１４６…トランスの１次側
１２７，１２８…トランスの２次側
１２９，１３０，１４９，１５０…ダイオード
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４…スイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…ステップ
Ｔ１…繰り返し周期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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