(57)【要約】【課題】回路の部品点数を極力減らして簡便な回路とし、電源側に与える雑音が少なく小型で安価なイオン発生器用電源装置を提供する。【解決手段】巻数比の大きいパルストランス１２の一次側にパルス電圧を印加し、パルストランス１２の二次側に蓄電用のコンデンサ２１と高圧ダイオード２２を直列に接続すると共に、高圧ダイオード２２の両端に放電電極１４を接続し、パルストランス１２の二次側に発生する高電圧に蓄電用のコンデンサ２１に充電された電圧を重畳させた高電圧を放電電極１４に加えて、コロナ放電をさせて所定のイオンを発生させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻数比の大きいパルストランスの一次側にパルス電圧を印加し、該パルストランスの二次側に蓄電用のコンデンサと高圧ダイオードを直列に接続すると共に、前記高圧ダイオードの両端に放電電極を接続し、前記パルストランスの二次側に発生する高電圧に前記蓄電用のコンデンサに充電された電圧を重畳させた高電圧を前記放電電極に加えて、コロナ放電をさせて所定のイオンを発生させることを特徴とするイオン発生器用電源装置。
【請求項２】
請求項１記載のイオン発生器用電源装置において、前記パルストランスの一次側には充放電用のコンデンサと充電制限用の抵抗とを直列に接続すると共に、直列に接続された前記パルストランスの一次側と前記充放電用のコンデンサの両端に両方向ブレークオーバ素子を接続して、直列接続された前記パルストランスの一次側、前記充放電用のコンデンサ及び前記充電制限用の抵抗を電源に接続し、前記充電制限用の抵抗を介して前記充放電用のコンデンサに充電された電圧を、前記両方向ブレークオーバ素子で急速放電し、前記パルストランスの一次側にパルス電圧を加えることを特徴とするイオン発生器用電源装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のイオン発生器用電源装置において、前記放電電極は薄い絶縁板の両側にＵ字状のプラス電極と棒状のマイナス電極が設けられ、しかも、平面的にみて前記マイナス電極は前記プラス電極の間に挟まれていることを特徴とするイオン発生器用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ放電を利用してマイナスイオン、場合によってはプラスイオンを発生させるイオン発生器用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイナスイオンは、呼吸や皮膚から体内に取り込まれ、細胞内にある不必要なプラスイオンと中和して体のバランスを保つ等の理由から、クーラーや空気清浄器等にマイナスイオンを発生させる装置が設けられている。
マイナスイオンを発生する方法としては、例えばトルマリン等を使って発生させる方法もあるが、電極間にコロナ放電を発生させて空気や水蒸気を帯電させる方法が一般的である。
コロナ放電を発生させるには、電力は殆ど不用であるが直流の高電圧を発生させる装置が必要があり、従来は通常の交流を昇圧して整流し、５０００〜８０００Ｖの電圧を発生させるのが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、交流を高電圧に昇圧して整流すると、回路の部品点数が多くなる。更には、出力が高電圧であるので、危険である他、絶縁のことも十分考慮する必要があり、結局は機器自体が大型化するという問題がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、回路の部品点数を極力減らして簡便な回路とし、電源側に与える雑音が少なく、小型で安価なイオン発生器用電源装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るイオン発生器用電源装置は、巻数比の大きいパルストランスの一次側にパルス電圧を印加し、該パルストランスの二次側に蓄電用のコンデンサと高圧ダイオードを直列に接続すると共に、前記高圧ダイオードの両端に放電電極を接続し、前記パルストランスの二次側に発生する高電圧に前記蓄電用のコンデンサに充電された電圧を重畳させた高電圧を前記放電電極に加えて、コロナ放電をさせて所定のイオンを発生させている。
巻数比の大きいパルストランスの一次側にパルス電圧を印加すると、二次側に実質交流の高電圧が発生する。この高電圧を蓄電用のコンデンサと高圧ダイオードとが直列に接続された回路に入力すると、交流半波時に高圧ダイオードを通じて蓄電用のコンデンサに電荷が溜まる。そして、その次の交流半波時にはパルストランスの二次側の電圧が逆転するので、この時期非導通の高圧ダイオードの両端に、パルストランスの二次側電圧と蓄電用のコンデンサに溜まった電圧が重畳し、これが高電圧の直流となる。このパルス性の高直流電圧を放電電極に加えると、コロナ放電を起こしてイオン（マイナスイオン又はプラスイオン）を発生する。なお、高圧ダイオードとは高い耐圧（正確には逆耐圧電圧）を有する整流素子をいう。
【０００５】
ここで、本発明のイオン発生器用電源装置において、前記パルストランスの一次側には充放電用のコンデンサと充電制限用の抵抗とを直列に接続すると共に、直列に接続された前記パルストランスの一次側と前記充放電用のコンデンサの両端に両方向ブレークオーバ素子（例えば、サイダック）を接続して、直列接続された前記パルストランスの一次側、前記充放電用のコンデンサ及び前記充電制限用の抵抗を電源に接続し、前記充電制限用の抵抗を介して前記充放電用のコンデンサに充電された電圧を、前記両方向ブレークオーバ素子で急速放電し、前記パルストランスの一次側にパルス電圧を加える構成とすることもできる。この場合、充放電用のコンデンサに所定の電荷が溜まって電圧が上昇して、ブレークオーバ電圧を超えると両方向ブレークオーバ素子が放電し、パルストランスにパルス電圧が印加される。
【０００６】
また、本発明のイオン発生器用電源装置において、前記放電電極は薄い絶縁板の両側にＵ字状のプラス電極と棒状のマイナス電極が設けられ、しかも、平面的にみて前記マイナス電極は前記プラス電極の間に挟まれているのが好ましい。これによって、例えば、マイナス電極に発生したマイナスイオンが絶縁板に仕切られて、プラス側に移動することなく、効率よく所望極性のイオンを得ることができる。発生したイオンは空気や水蒸気を帯電させると考えられるので、空気通路に放電電極の片側を配置することによって、空気中に所定極性のイオンを混在させることができる。
この場合、イオンを積極的に発生させるために電極には多数の突起（凹凸）を設けるのが好ましい、これによって、電位傾度が大きくなって、より低い電圧でもコロナ放電が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るイオン発生器用電源装置の回路図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ放電電極の平面図及び正面図、図３（Ａ）は電源電圧波形、（Ｂ）は充放電用のコンデンサの両端の電圧波形、（Ｃ）はパルストランスの一次側電圧波形、（Ｄ）は蓄電用のコンデンサの電圧波形、（Ｅ）は出力（即ち、放電電極）の電圧波形である。
【０００８】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るイオン発生器用電源装置１０は、交流電源を電源としてパルス電圧を発生させるパルス発生回路１１と、パルス発生回路１１によって発生したパルスが一次側に入力されるパルストランス１２と、パルストランス１２の二次側に接続された高圧整流回路１３とを有し、その発生した高圧電圧がイオン発生源となる放電電極１４に入力されている。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
パルス発生回路１１は、交流電源（ＡＣ１００Ｖ）のオンオフを行うスイッチ１５と、雑音吸収用の小容量（例えば、０．１μＦ）のコンデンサ１６と、電源側に直列に接続された充電制限用の抵抗（例えば、６．８ｋΩ）１７と、充放電用のコンデンサ（例えば、０．１μＦ）１８と、放電制限用の小抵抗（３３Ω）１９と、充電制限用の抵抗１７を介して電源に接続された両方向ブレークオーバ素子の一例であるサイダック（ＳＤＣ）２０とを有している。パルストランス１２の一次側巻線は、小抵抗１９、コンデンサ１８及び抵抗１７を介して電源に接続されている。
抵抗１７及び小抵抗１９とコンデンサ１８は、その時定数が約０．５〜２ｍｓになるようになって、交流半周周期（８〜１０ｍｓ）の間に一旦放電したコンデンサ１８が充電するのを複数回繰り返すことができるようになっている。
【００１０】
直列に接続されたコンデンサ１８、小抵抗１９及びパルストランス１２の一次側巻線の両端に接続されているサイダック２０は、例えば、６０〜１２０Ｖのブレークオーバ電圧Ｅｂを有するものが使用され、抵抗１７及び小抵抗１９を介してコンデンサ１８に充電された電圧、厳密には、直列接続されたコンデンサ１８、小抵抗１９及びパルストランス１２の一次側巻線の両端の電圧が、ブレークオーバ電圧Ｅｂを超えたときに、サイダック２０が短絡し（オンし）、図３（Ｂ）に示すように、コンデンサ１８に溜まっている電荷が急速に放電して、パルストランス１２の一次側にパルス電圧を加える。このときの最大電流値は、コンデンサ１８の充電電圧（即ち、ブレークオーバ電圧Ｅｂ）／（サイダック２０の内部抵抗＋小抵抗１９の抵抗値＋パルストランス１２の内部抵抗）となる。ここで、パルストランス１２の一次側と二次側の巻数比ｎは大きく、この実施の形態では１１７（一次巻線３ターン、二次巻線３５２ターン）であるので、パルストランス１２の二次側には、約１３００Ｖ、０．２ｍｓ（実測）の交流電圧が発生する。この様子を図３（Ｃ）に示す。
【００１１】
パルストランス１２の二次側には、高圧整流回路１３が接続されている。この高圧整流回路１３は、蓄電用のコンデンサ（４７０ｐＦ）２１とこれに直列に接続される高い逆耐電圧を有する高圧ダイオード２２とを有している。従って、コンデンサ２１の両端に高圧ダイオード２２によって整流された半波の交流が蓄電されている。この電圧は、図３（Ｄ）に示すように、実測すると約−７００Ｖの平滑された直流となっている。
コンデンサ２１に充電されるのは、高圧ダイオード２２に順方向の電流が流れる場合のみで、高圧ダイオード２２に逆方向の電圧がかかる場合には、高圧ダイオード２２の両端は、パルストランス１２の二次側巻線の高電圧Ｅ２にコンデンサ２１の充電電圧Ｅｃが重畳して、（Ｅ２＋Ｅｃ）となり、図３（Ｅ）に示すように、測定すると約−２１００Ｖの更に高い高電圧が発生する。
【００１２】
高圧ダイオード２２の両端に電気的に接続される放電電極１４は図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、薄い絶縁板の一例であるマイカ板２３の表裏にプラス電極２４とマイナス電極２５が配置されている。プラス電極２４はＵ字状となって、平面視してその間に棒状のマイナス電極２５が入り込む構造となっている。マイナス電極２５の両側は鋸状となって多数の凹凸（突起）があり、プラス電極２４との間でコロナ放電を比較的低い電圧で発生し易くなっている。
プラス電極２４の端子２６は電源側のプラス側出力に接続され、マイナス電極２５の端子２７には電源側のマイナス側出力に接続され、これによって、マイナス電極２５の周囲にコロナ放電によって、マイナスイオンが発生する。発生したマイナスイオンは、通常空気や水蒸気に帯電して、気流によって搬送される。なお、２８、２９は絶縁板（例えば、天然素材又は絶縁紙等からなる）である。
【００１３】
コロナ放電によって、周波数５ＭＨｚ以上の雑音ノズルが発生するが、コンデンサ２１によって吸収される。また、仮に漏れた雑音ノズルがあったとしても、電源側のコンデンサ１６によって吸収される。
サイダック２０を使用したことによるパルス発生に伴い、電源側にパルス性雑音が誘発されるが、雑音吸収用の小容量のコンデンサ１６が設けられているので、このコンデンサ１６にパルス性雑音も吸収される。なお、電源側に直列に小容量のリアクトルを入れて雑音を吸収させることも可能である。
【００１４】
本発明に係るイオン発生器用電源装置は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、放電電極の極性を逆にするとプラスイオンの発生装置にもなる。また、パルストランス１２の一次側に設けられたパルス発生回路は、種々の方式があり、その場合も本発明は適用されるが、本実施の形態のように構成することによって、部品点数を減少して回路全体の簡素化を図ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１〜３に記載のイオン発生器用電源装置は、以上の説明からも明らかなように、巻数比の大きいパルストランスの二次側に蓄電用のコンデンサと高圧ダイオードを直列に接続し、高圧ダイオードの両端に放電電極を接続しているので、パルストランスの二次側に発生する高電圧に蓄電用のコンデンサに充電された電圧を重畳させた高電圧が放電電極に加わって、コロナ放電が発生し、所定のイオンが発生する。
蓄電用のコンデンサは、コロナ放電によって発生する高周波ノイズを吸収するので、電源側へのノイズの影響がなくなる。
更には、回路構成が極めて簡単でかつ小型で安価の装置で所定の高電圧を得ることができる。
特に、請求項２記載のイオン発生器用電源装置においては、パルストランスの一次側には充放電用のコンデンサと充電制限用の抵抗とを直列に接続すると共に、直列に接続されたパルストランスの一次側と充放電用のコンデンサの両端に両方向ブレークオーバ素子を接続しているので、比較的簡単な回路構成で、高電圧の発生に必要なパルス性電圧を得ることができる。
そして、請求項３記載のイオン発生器用電源装置において、放電電極は薄い絶縁板の両側にＵ字状のプラス電極と棒状のマイナス電極が設けられ、しかも、平面的にみてマイナス電極はプラス電極の間に挟まれているので比較的低い電圧でコロナ放電を起こすことが可能となり、回路全体の絶縁の程度が下がり、全体構成が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るイオン発生器用電源装置の回路図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ放電電極の平面図及び正面図である。
【図３】（Ａ）は電源電圧波形、（Ｂ）は充放電用のコンデンサの両端の電圧波形、（Ｃ）はパルストランスの一次側電圧波形、（Ｄ）は蓄電用のコンデンサの電圧波形、（Ｅ）は出力（即ち、放電電極）の電圧波形である。
【符号の説明】
１０：イオン発生器用電源装置、１１：パルス発生回路、１２：パルストランス、１３：高圧整流回路、１４：放電電極、１５：スイッチ、１６：コンデンサ、１７：抵抗、１８：コンデンサ、１９：小抵抗、２０：サイダック、２１：コンデンサ、２２：高圧ダイオード、２３：マイカ板、２４：プラス電極、２５：マイナス電極、２６、２７：端子、２８、２９：絶縁板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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