高压电源装置制造方法及图纸

开关切换控制电路(90)通过使开关切换元件(Q1)接通而将高压变压器(T1)励磁，使高压变压器(T1)的次级线圈(N2)产生与直到断开为止的励磁量相应的谐振电压脉冲。开关切换控制电路(90)在施加给开关切换元件(Q1)的谐振电压脉冲为相位90°～270°为止的期间内使开关切换元件(Q1)导通，然后在高压变压器(T1)的漏电感(Le)与分布电容(C1)中产生的高次谐波振动的电流的极性反转后使开关切换元件(Q1)切断。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如离子产生装置、臭氧产生装置、利用高电压的电子设备等所使用的高压电源装置。
技术介绍
例如在离子产生装置中组入了产生1kV～几kV的交流高电压的高压电源装置。例如在专利文献1中示出以下电路，具备高压变压器、与该高压变压器的初级线圈连接的晶体管、与高压变压器的次级线圈连接的反馈控制电路，反馈控制电路基于高压变压器的次级线圈的感应电压来进行晶体管的接通/断开控制，由此使高压变压器的次级线圈产生正弦波电压。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2002-319472号公报
技术实现思路
-专利技术所要解决的技术问题-在专利文献1所示的现有的高压电源装置中，由于在有源区域使用对高压变压器的初级线圈进行驱动的晶体管，故晶体管的损耗大。在此，关于晶体管的损耗而在图15中表示典型的电流/电压波形。图15中，集电极电压Vc与高压变压器的初级线圈电流I1之积即为晶体管中产生的损耗P1。如图15所所示，在高压变压器的初级线圈电流I1流通的期间内向集电极施加电压，因此在该期间内产生损耗。再有，基极电流被反馈控制，以使得：即便输入电压发生变动，输出电压也变为恒定，因此若输入电压上升，则其上升量直接作为损耗而增加。再有，虽然也能将晶体管设为完全的接通/断开动作，但该情况下会产生开关切换噪声。本专利技术的目的在于，提供降低了对高压变压器的初级线圈的电流进行
开关切换的开关切换元件中的损耗及开关切换噪声的高压电源装置，进而提供一种不会使损耗增大就能容易地进行输出电压的控制的高压电源装置。-用于解决技术问题的手段-(1)本专利技术的高压电源装置，其特征在于，具备：具有初级线圈及次级线圈的高压变压器；对高压变压器的初级线圈进行开关切换驱动的开关切换元件；通过对开关切换元件进行脉冲驱动，从而利用开关切换元件的接通将变压器励磁，利用直到断开为止的励磁量进行能量补充，由此持续地进行次级线圈与分布电容的谐振动作的开关切换控制电路，开关切换控制电路在开关切换元件的断开时被施加给该开关切换元件的谐振电压脉冲的相位为90°～270°为止的期间内，使开关切换元件导通，然后在高压变压器的漏电感与分布电容中产生的高次谐波振动的电流的极性变为零的附近使开关切换元件切断。(2)所述开关切换控制电路优选具备输出电压控制电路，其通过对开关切换元件的接通定时进行控制来控制高压变压器的输出电压(通过将接通定时提前来提高输出电压，通过将接通定时推迟来降低输出电压)。由此，不会使损耗增大，以简易的控制就能进行输出电压的控制。(3)上述(2)中，所述输出电压控制电路优选具备：偏置电路，其对高压变压器的输出电压叠加该输出电压越上升则越增大的偏置电压；和零交叉检测电路，其将被叠加了偏置电压的电压的零交叉定时作为开关切换元件的接通定时来检测。由此，可以使输出电压保持恒定，可向负载供给稳定的高电压。(4)上述(1)～(3)的任一个中，所述开关切换控制电路优选具备PWM控制电路，其根据所述变压器的初级线圈或次级线圈中流通的电流，通过对所述开关切换元件进行PWM控制而使输出电压稳定化。由此，例如防止在轻负载时输出电压异常上升的现象，或者重负载时可使输出电压减少等，可以更稳定地进行动作。-专利技术效果-根据本专利技术，对高压变压器的初级线圈的电流进行开关切换的开关切换元件中的损耗被降低，再有开关切换噪声被降低。由此，能得到高效率
且低噪声的高压电源装置。附图说明图1是第1实施方式涉及的高压电源装置101的电路图。图2是第1实施方式涉及的高压电源装置的简易电路图。图3(A)是高压电源装置101的等效电路图，图3(B)是图3(A)的各部的波形图。图4是图1各部的波形图。图5是针对使图3(A)示出的等效电路中的开关S1的导通/切断定时发生了变化时的谐振电流波形的变化进行表示的图。图6是针对电压控制进行表示的波形图。图7是高压电源装置101的各部的波形图。图8是表示开关切换元件Q1中的损耗的波形图。图9是第2实施方式涉及的高压电源装置102的电路图。图10是表示第3实施方式涉及的高压电源装置的电路的一部分的图。图11是第4实施方式涉及的高压电源装置104的电路图。图12是高压电源装置104的各部的波形图。图13是高压电源装置104的各部的波形图。图14是表示高压电源装置104的、负载的轻重引起的输出电压V2的变化的例子的图。图15是关于现有的高压电源装置中的晶体管的损耗的典型的电流/电压波形图。具体实施方式以后，参照附图并列举几个具体例子来表示用于实施本专利技术的多个方式。在各图中对同一场所付与同一符号。各实施方式均为例示，当然能够进行不同的实施方式中示出的构成的局部性的置换或组合。《第1实施方式》图1是第1实施方式涉及的高压电源装置101的电路图，图2是第1实施方式涉及的高压电源装置的简易电路图。首先，参照图2对高压电源装置101S的构成及动作进行说明。图2所示的高压电源装置101S在高压变压器(以下简称为“变压器”)T1的初级线圈N1连接有开关切换元件Q1。该开关切换元件Q1的栅极连接有开关切换控制电路90。变压器T1的次级线圈N2连接有作为交流高电压负载的臭氧产生元件201。Le是将变压器T1的漏电感作为电路元件而图示的部件，电容器C1是将高压变压器T1及臭氧产生元件201的分布电容作为电路元件而图示的部件。其中，也可以外设电容器C1。若开关切换控制电路90将开关切换元件Q1接通，则电流(漏极电流)在变压器T1的初级线圈N1中流通，变压器T1被励磁。然后，若在给定定时使开关切换元件Q1断开，则根据变压器T1的励磁能量，谐振电流在分布电容C1与次级线圈N2所构成的谐振电路中流通，分布电容C1的两端产生谐振电压。对于谐振电压脉冲的相位而言，0°～90°及270°～360°の范围相当于对分布电容C1的充电期间，90°～270°的范围相当于放电期间。开关切换元件Q1的开关切换频率比上述谐振电路的谐振频率高。为此，在谐振电压脉冲(人山)未结束的期间内开始开关切换元件Q1的接通。此时，在谐振电压脉冲的相位为90°～270°的范围内的定时、即分布电容C1的放电期间内导通开关切换元件Q1，由此通过强制性地将电流从分布电容C1经由漏电感Le而抽出，从而可以供给谐振动作的能量，并且使谐振动作继续。如果在该范围内接通，那么不会产生异常振荡或异常电流。图3(A)是高压电源装置101的等效电路图，图3(B)是图3(A)的各部的波形图。图2的变压器T1及漏电感Le由图3(A)所示的、励磁电感Lp及漏电感La、Lb所构成的T型电路来表示。再有，图2的开关切换元件Q1由图3(A)所示的开关S1来表示，图2的臭氧产生元件201由图3(A)所示的负载电阻R4来表示。在开关S1为断开状态且电感Lp、Lb及分布电容C1所引起的并联谐振电流(高次谐波振动)Ip流通的期间内如果开关S1接通，那么电感La、
Lb及分布电容C1引起的串联谐振电流Is流通。图3(B)所示的例子中，在从分布电容C1朝着电源返回的电流流通的状态、且分布电容C1残留有电荷的状态下，通过接通开关S1，从而串联谐振电流Is流通。上述高次谐波振动是由分布电容C1与漏电感La、Lb来决定的。其能量与滞留在分布电容C1的电荷成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电源装置，其特征在于，具备：高压变压器，其具有初级线圈及次级线圈；开关切换元件，其对所述高压变压器的初级线圈进行开关切换驱动；和开关切换控制电路，其通过对所述开关切换元件进行脉冲驱动，从而利用所述开关切换元件的接通将变压器励磁，利用直到断开为止的励磁量来进行能量补充，由此持续地进行基于所述次级线圈与所述次级线圈间的分布电容的谐振动作，所述开关切换控制电路在所述开关切换元件的断开时被施加给该开关切换元件的谐振电压脉冲的相位为90°～270°为止的期间内，使所述开关切换元件导通，然后在所述高压变压器的漏电感与所述分布电容中产生的高次谐波振动的电流的极性变为零的附近使所述开关切换元件切断。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.10 JP 2014-0029111.一种高压电源装置，其特征在于，具备：高压变压器，其具有初级线圈及次级线圈；开关切换元件，其对所述高压变压器的初级线圈进行开关切换驱动；和开关切换控制电路，其通过对所述开关切换元件进行脉冲驱动，从而利用所述开关切换元件的接通将变压器励磁，利用直到断开为止的励磁量来进行能量补充，由此持续地进行基于所述次级线圈与所述次级线圈间的分布电容的谐振动作，所述开关切换控制电路在所述开关切换元件的断开时被施加给该开关切换元件的谐振电压脉冲的相位为90°～270°为止的期间内，使所述开关切换元件导通，然后在所述高压变压器的漏电感与所述分布电容中产生的高次谐波振动的电流的极性变为...

【专利技术属性】
技术研发人员：今村宣明，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP