JP4785728B2 - Ion generator - Google Patents
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Description
本発明は、空気中の浮遊細菌を殺菌除去し、空気中の有害物質を除去する為のプラスイオン及びマイナスイオンを、放電電極の放電により発生させるイオン発生素子を備えたイオン発生装置に関するものである。 The present invention relates to an ion generating apparatus including an ion generating element that generates positive ions and negative ions for sterilizing and removing airborne bacteria in air and removing harmful substances in air by discharging a discharge electrode. is there.
従来から、コロナ放電を応用してプラスイオン及びマイナスイオンを発生させるイオン発生素子を用いたイオン発生装置が提案され、空気浄化技術の一つとして空気調和機及び空気清浄機等に組み込まれて実用化されている。これらのイオン発生装置は、入力電源仕様で交流の商用電源を用いるタイプと、比較的低電圧の直流電源を用いるタイプとの2つに分類される。本発明に係るイオン発生装置は、このうちの直流電源を用いるタイプに属する。 Conventionally, ion generators using ion generating elements that generate positive ions and negative ions by applying corona discharge have been proposed, and are incorporated into air conditioners and air purifiers as one of the air purification technologies. It has become. These ion generators are classified into two types: an input power supply type using an AC commercial power supply and a type using a relatively low voltage DC power supply. The ion generator according to the present invention belongs to the type using a DC power source.
ここで、従来の直流電源を用いるイオン発生装置の例としては、CR時定数で放電周期が規定される図8に示すようなイオン発生装置が、特許文献1に開示されている。
このイオン発生装置では、直流電源から制限抵抗8を通じてコンデンサ9が充電され、その充電電圧の分圧抵抗23,24,25による分電圧値が、基準電圧に達すると、シャントレギュレータ21がオンになり、これにより、トランジスタ22がオンになる。トランジスタ22がオンになると、他のコンデンサ26への充電が開始され、コンデンサ26の充電電圧がトリガ電圧に達すると、スイッチング素子30がオンになって、コンデンサ9からの放電が開始され、その放電電流は昇圧トランス2の1次側コイルを通じて接地端子へ流れる。
Here, as an example of a conventional ion generator using a DC power supply, Patent Document 1 discloses an ion generator as shown in FIG. 8 in which a discharge cycle is defined by a CR time constant.
In this ion generator, the
コンデンサ9からの放電により、コンデンサ9の充電電圧の分圧抵抗23,24,25による分電圧値が、基準電圧より低下すると、シャントレギュレータ21がオフになり、これにより、トランジスタ22がオフになる。
トランジスタ22がオフになると、コンデンサ26からの放電が開始され、コンデンサ26の充電電圧がトリガ電圧を下回ると共に、コンデンサ9の電荷が流れ切ることによりスイッチング素子30がオフになって、昇圧トランス2の1次側コイルを流れるコンデンサ9からの放電電流が遮断されると共に、コンデンサ9への充電が再開される。
When the divided voltage value of the charging voltage of the
When the
コンデンサ9への充電が再開され、その充電電圧の分圧抵抗23,24,25による分電圧値が、基準電圧に達すると、シャントレギュレータ21がオンになり、トランジスタ22がオンになる。
以上の動作を繰り返すことにより、コンデンサ9の充電電圧が、昇圧トランス2により昇圧され、昇圧された電圧が放電電圧を超えると、昇圧トランス2の2次側コイルの両端に接続された放電電極1が放電し、マイナスイオン、プラスイオンを発生させる。
When the charging of the
By repeating the above operation, the charging voltage of the
上述したような直流電源入力タイプのイオン発生装置は、周期的にスイッチング素子30がオンして、昇圧トランス2の2次側コイルに、放電電極1が放電するのに十分な高電圧を発生させれば良いので、図9に示すように、発振回路6の出力信号に基づき昇圧トランス2をスイッチングする回路構成でも実現することができる。
図9に示すイオン発生装置は、平滑コンデンサ7で安定化された直流電源電圧Vccが発振回路6に与えられ、発振回路6は、所定周期の周期信号を出力し、インバータ5に与える。インバータ5で反転された周期信号は、ゲート抵抗4を通じて、スイッチング素子(電界効果トランジスタ)3のゲートに与えられる。
In the DC power input type ion generator as described above, the switching element 30 is periodically turned on, and the secondary coil of the step-
In the ion generator shown in FIG. 9, the DC power supply voltage Vcc stabilized by the
スイッチング素子3は、昇圧トランス2の1次側コイルの一方の端子と接地端子との間に接続され、1次側コイルの他方の端子には、直流電源電圧Vccが与えられる。1次側コイルの両端子間には、スイッチング素子3を保護する為のフライバックダイオード10が接続されている。
昇圧トランス2の2次側コイルの両端子は、2個の電極を有する放電電極1の各電極に各接続されている。
The
Both terminals of the secondary coil of the step-
以下に、このような構成のイオン発生装置の動作を、それを示す図10のタイミングチャートを参照しながら説明する。
発振回路6が、略直流電源電圧Vccから接地電位に一時的に変化する周期信号を出力すると(図10(a)節点A)、インバータ5で反転された周期信号に基づき、ゲート抵抗4とスイッチング素子3のゲート入力容量との時定数に従う電圧((b)節点B)が、スイッチング素子3のゲートに印加される。これにより、スイッチング素子3はオンになり、昇圧トランス2の1次側コイルに電流が流れて、1次側コイルの他方の端子側の電圧は、一時的に接地電位に降下する((c)節点C)。
Hereinafter, the operation of the ion generator having such a configuration will be described with reference to the timing chart of FIG.
When the
昇圧トランス2の1次側コイルに一時的に電流が流れて遮断されると、その電流の変化により、1次側コイル及び2次側コイルの巻数比に応じて昇圧された交流電圧((d)節点D)が2次側コイルに誘起され、誘起された電圧が放電電圧(±HV)を超えると、放電電極1が放電し、マイナスイオン、プラスイオンを発生させる。
When a current temporarily flows through the primary side coil of the step-
一方、発振回路6の不具合による異常動作で、周期信号が例えば3倍以上に増加した場合は、図11(a)〜(d)に示すように、そのままの短い周期で昇圧トランス2の1次側のスイッチング素子3がオンすることになり、放電回数が3倍以上に増加する。
上述した図9に示すイオン発生装置では、イオンを発生する放電周期が非常に安定してバラツキが少なく、イオンの発生量を制御する場合の目安となる放電回数の精度が高いという利点が得られる。一方、このように発振回路と昇圧トランス1次側のスイッチング素子が分離されていると、上述したように、発振回路が故障して発振周波数が上昇した場合に、スイッチング素子はその周期信号により昇圧トランスを駆動するので、放電回数が5倍、10倍等の異常な回数になっても、そのまま放電を続けることになる。 The ion generator shown in FIG. 9 described above has the advantage that the discharge cycle for generating ions is very stable and has little variation, and the accuracy of the number of discharges, which is a guide when controlling the amount of ions generated, is high. . On the other hand, when the oscillation circuit and the switching element on the primary side of the step-up transformer are separated as described above, as described above, when the oscillation circuit fails and the oscillation frequency rises, the switching element is boosted by the periodic signal. Since the transformer is driven, the discharge is continued as it is even if the number of times of discharge becomes abnormal such as 5 times or 10 times.
その為、放電回数が可聴周波数領域に入ることになり、放電に起因する騒音が発生するという問題がある。また、放電により生じるオゾン発生量が、放電回数に比例して増加するので、イオン発生装置が使用される空間が大きい場合には影響は無いものの、密閉度が高い小さな空間で使用される場合には、オゾン臭が顕著になり不快感を与えるという問題が生じる。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、放電電圧を得る為の発振回路が故障して発振周波数が上昇した場合でも、放電に起因する騒音が発生し難く、また、オゾン発生量が増加し難いイオン発生装置を提供することを目的とする。
For this reason, the number of discharges falls within the audible frequency range, and there is a problem that noise resulting from the discharge occurs. In addition, since the amount of ozone generated by discharge increases in proportion to the number of discharges, there is no effect when the space where the ion generator is used is large, but when it is used in a small space with a high degree of sealing. Causes a problem that the ozone odor becomes noticeable and uncomfortable.
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and even when an oscillation circuit for obtaining a discharge voltage fails and an oscillation frequency rises, noise due to discharge is hardly generated, An object of the present invention is to provide an ion generator in which the amount of generated ozone is difficult to increase.
本発明に係るイオン発生装置は、直流電圧が抵抗を通じて与えられるコンデンサと、該コンデンサからの放電電流を断続する為の周期信号を出力する発振回路とを備え、前記放電電流の断続を利用して昇圧された電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させるように構成してあるイオン発生装置において、前記抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数が、前記発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されていることを特徴とする。 An ion generator according to the present invention includes a capacitor to which a DC voltage is applied through a resistor, and an oscillation circuit that outputs a periodic signal for interrupting a discharge current from the capacitor, and uses the intermittent of the discharge current. In an ion generator configured to generate positive ions and negative ions or negative ions by discharging with a boosted voltage, the time constant of the circuit composed of the resistor and the capacitor is a cycle in which the oscillation circuit outputs It is set to 1/3 or more of the period of a signal.
このイオン発生装置では、直流電圧が抵抗を通じてコンデンサに与えられ、発振回路が、コンデンサからの放電電流を断続する為の周期信号を出力し、放電電流の断続を利用して昇圧された電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させる。前記抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数は、発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されている。 In this ion generator, a direct current voltage is applied to a capacitor through a resistor, and an oscillation circuit outputs a periodic signal for interrupting the discharge current from the capacitor, and discharges by a voltage boosted by using the intermittent discharge current. Thus, positive ions and negative ions or negative ions are generated. The time constant of the circuit composed of the resistor and the capacitor is set to 1/3 or more of the period of the periodic signal output from the oscillation circuit.
本発明に係るイオン発生装置は、直流電圧が抵抗を通じて与えられるコンデンサと、該コンデンサに並列に接続され、昇圧トランスの1次側コイル及びスイッチング素子が直列に接続された直列回路と、前記スイッチング素子をオン/オフする周期信号を出力する発振回路と、前記昇圧トランスの2次側コイルの両端子間に接続され、該両端子間の所定値以上の電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させる放電電極とを備えるイオン発生装置において、前記抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数が、前記発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されていることを特徴とする。 An ion generator according to the present invention includes a capacitor to which a DC voltage is applied through a resistor, a series circuit connected in parallel to the capacitor, and a primary coil of a step-up transformer and a switching element connected in series, and the switching element Is connected between both terminals of the secondary coil of the step-up transformer, and outputs a periodic signal for turning on / off, and is discharged by a voltage greater than a predetermined value between the two terminals, plus ion and minus ion Alternatively, in an ion generator including a discharge electrode that generates negative ions, a time constant of a circuit including the resistor and the capacitor is set to be 1/3 or more of a period of a periodic signal output from the oscillation circuit. Features.
このイオン発生装置では、直流電圧が抵抗を通じてコンデンサに与えられ、昇圧トランスの1次側コイル及びスイッチング素子が直列に接続された直列回路が、コンデンサに並列に接続されている。発振回路が、スイッチング素子をオン/オフする周期信号を出力し、昇圧トランスの2次側コイルの両端子間に接続された放電電極が、その両端子間の所定値以上の電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させる。前記抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数は、発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されている。 In this ion generator, a DC voltage is applied to a capacitor through a resistor, and a series circuit in which a primary coil of a step-up transformer and a switching element are connected in series is connected in parallel to the capacitor. The oscillation circuit outputs a periodic signal for turning on / off the switching element, and the discharge electrode connected between both terminals of the secondary coil of the step-up transformer is discharged by a voltage higher than a predetermined value between both terminals. , Positive ions and negative ions or negative ions are generated. The time constant of the circuit composed of the resistor and the capacitor is set to 1/3 or more of the period of the periodic signal output from the oscillation circuit.
本発明に係るイオン発生装置は、昇圧トランスの1次側コイル及び電界効果トランジスタが直列に接続され、直流電圧が与えられる直列回路と、前記電界効果トランジスタのゲートを抵抗を通じてオン/オフする周期信号を出力する発振回路と、前記昇圧トランスの2次側コイルの両端子間に接続され、該両端子間の所定値以上の電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させる放電電極とを備えるイオン発生装置において、前記抵抗と前記電界効果トランジスタのゲート入力容量とからなる回路の時定数が、前記発振回路が正常動作時に出力する周期信号のパルス幅より短く、且つ騒音及びオゾンが発生する異常動作時に前記発振回路が出力する周期信号のパルス幅以上に長く設定されていることを特徴とする。 An ion generator according to the present invention includes a series circuit in which a primary coil of a step-up transformer and a field effect transistor are connected in series, and a DC voltage is applied, and a periodic signal that turns on and off the gate of the field effect transistor through a resistor. Is connected between both terminals of a secondary coil of the step-up transformer and discharges by generating a positive ion and a negative ion or a negative ion by discharging with a voltage higher than a predetermined value between the two terminals. In the ion generator including the electrode, a time constant of a circuit including the resistor and a gate input capacitance of the field effect transistor is shorter than a pulse width of a periodic signal output when the oscillation circuit operates normally , and noise and ozone JP but said oscillating circuit during abnormal operation that occurs is longer set on the pulse width or more of the periodic signal to be output To.
このイオン発生装置では、昇圧トランスの1次側コイル及び電界効果トランジスタが直列に接続された直列回路に、直流電圧が与えられ、電界効果トランジスタのゲートを抵抗を通じてオン/オフする周期信号を発振回路が出力する。昇圧トランスの2次側コイルの両端子間に接続された放電電極が、その両端子間の所定値以上の電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させる。前記抵抗と電界効果トランジスタのゲート入力容量とからなる回路の時定数が、発振回路が正常動作時に出力する周期信号のパルス幅より短く、且つ騒音及びオゾンが発生する異常動作時に発振回路が出力する周期信号のパルス幅以上に長く設定されている。 In this ion generator, a DC voltage is applied to a series circuit in which a primary coil of a step-up transformer and a field effect transistor are connected in series, and a periodic signal for turning on / off the gate of the field effect transistor through a resistor is generated as an oscillation circuit. Is output. A discharge electrode connected between both terminals of the secondary coil of the step-up transformer is discharged by a voltage higher than a predetermined value between the two terminals to generate positive ions and negative ions or negative ions. The time constant of the circuit composed of the resistor and the gate input capacitance of the field effect transistor is shorter than the pulse width of the periodic signal output during normal operation of the oscillation circuit, and the oscillation circuit outputs during abnormal operation where noise and ozone are generated. It is set longer on the pulse width or more of the periodic signal.
本発明に係るイオン発生装置は、直流電圧が第1抵抗を通じて与えられるコンデンサと、該コンデンサに並列に接続され、昇圧トランスの1次側コイル及び電界効果トランジスタが直列に接続された直列回路と、前記電界効果トランジスタのゲートを第2抵抗を通じてオン/オフする周期信号を出力する発振回路と、前記昇圧トランスの2次側コイルの両端子間に接続され、該両端子間の所定値以上の電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させる放電電極とを備えるイオン発生装置において、前記第1抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数が、前記発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されると共に、前記第2抵抗と前記電界効果トランジスタのゲート入力容量とからなる回路の時定数が、前記発振回路が正常動作時に出力する周期信号のパルス幅より短く、且つ騒音及びオゾンが発生する異常動作時に前記発振回路が出力する周期信号のパルス幅以上に長く設定されていることを特徴とする。 An ion generator according to the present invention includes a capacitor to which a DC voltage is applied through a first resistor, a series circuit connected in parallel to the capacitor, and a primary coil of a step-up transformer and a field effect transistor connected in series. An oscillation circuit that outputs a periodic signal for turning on / off the gate of the field effect transistor through a second resistor, and a voltage higher than a predetermined value between the two terminals of the secondary coil of the step-up transformer. In the ion generator having a positive electrode and a negative electrode or a discharge electrode for generating negative ions, the time constant of the circuit composed of the first resistor and the capacitor is the period of the periodic signal output by the oscillation circuit. And a circuit comprising the second resistor and the gate input capacitance of the field effect transistor Time constant, the oscillation circuit is set normally smaller than the pulse width of the periodic signal to be output during operation, and long on pulse width than the periodic signal noise and ozone is output from the oscillation circuit when the abnormal operation that occurs It is characterized by that.
このイオン発生装置では、直流電圧が第1抵抗を通じてコンデンサに与えられ、昇圧トランスの1次側コイル及び電界効果トランジスタが直列に接続された直列回路が、コンデンサに並列に接続されている。電界効果トランジスタのゲートを第2抵抗を通じてオン/オフする周期信号を発振回路が出力し、昇圧トランスの2次側コイルの両端子間に接続された放電電極が、その両端子間の所定値以上の電圧により放電して、プラスイオンとマイナスイオン又はマイナスイオンを発生させる。第1抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数が、発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されると共に、第2抵抗と電界効果トランジスタのゲート入力容量とからなる回路の時定数が、発振回路が正常動作時に出力する周期信号のパルス幅より短く、且つ騒音及びオゾンが発生する異常動作時に発振回路が出力する周期信号のパルス幅以上に長く設定されている。 In this ion generator, a DC voltage is applied to a capacitor through a first resistor, and a series circuit in which a primary coil of a step-up transformer and a field effect transistor are connected in series is connected in parallel to the capacitor. The oscillation circuit outputs a periodic signal for turning on / off the gate of the field effect transistor through the second resistor, and the discharge electrode connected between the terminals of the secondary coil of the step-up transformer is equal to or greater than a predetermined value between the terminals. To generate positive ions and negative ions or negative ions. The time constant of the circuit composed of the first resistor and the capacitor is set to 1/3 or more of the period of the periodic signal output from the oscillation circuit, and the circuit is composed of the second resistor and the gate input capacitance of the field effect transistor. constant, the oscillation circuit is set normally smaller than the pulse width of the periodic signal to be output during operation and during abnormal operation noise and ozone is generated a long on pulse width than the periodic signal oscillating circuit outputs.
本発明に係るイオン発生装置によれば、放電電圧を得る為の発振回路が故障して発振周波数が上昇した場合でも、放電を停止、又は放電を弱めることにより、放電に起因する騒音が発生し難く、また、オゾン発生量が増加し難く不快臭が増大し難いイオン発生装置を実現することができる。 According to the ion generator of the present invention, even when the oscillation circuit for obtaining the discharge voltage fails and the oscillation frequency rises, noise caused by the discharge is generated by stopping the discharge or weakening the discharge. It is difficult to realize an ion generating device that is difficult to increase in ozone generation amount and is difficult to increase unpleasant odor.
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明に係るイオン発生装置の実施の形態1の構成を示すブロック図である。
このイオン発生装置は、平滑コンデンサ7で安定化された直流電源電圧Vccが発振回路6に与えられ、発振回路6は、所定周期の周期信号を出力し、インバータ5に与える。インバータ5で反転された周期信号は、スイッチング素子(電界効果トランジスタ)3のゲートに与えられる。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of Embodiment 1 of an ion generator according to the present invention.
In this ion generator, the DC power supply voltage Vcc stabilized by the smoothing
スイッチング素子3は、昇圧トランス2の1次側コイルの一方の端子と接地端子との間に接続され、1次側コイルの他方の端子には、抵抗8を通じて直流電源電圧Vccが与えられる。また、1次側コイルの他方の端子及び接地端子間にコンデンサ9が接続されている。抵抗8及びコンデンサ9からなる回路の時定数は、発振回路6が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されている。
昇圧トランス2の2次側コイルの両端子は、2個の電極を有する放電電極1の各電極に各接続されている。
The switching
Both terminals of the secondary coil of the step-up
以下に、このような構成のイオン発生装置の動作を、それを示す図2,3のタイミングチャートを参照しながら説明する。
図示しない電源スイッチがオンになると、直流電源電圧Vccにより抵抗8を通じて、抵抗8及びコンデンサ9からなる回路の時定数に従って、コンデンサ9が、その両端電圧が略直流電源電圧Vccになる迄満充電される(図2(c)節点C)。
Hereinafter, the operation of the ion generator having such a configuration will be described with reference to the timing charts of FIGS.
When a power switch (not shown) is turned on, the
コンデンサ9が満充電された後、発振回路6が、略直流電源電圧Vccから接地電位に一時的に変化する周期信号を出力すると(図2(a)節点A)、インバータ5で反転された周期信号に基づき、スイッチング素子3のゲート入力容量の時定数に従う電圧((b)節点B)が、スイッチング素子3のゲートに印加される。これにより、スイッチング素子3はオンになり、昇圧トランス2の1次側コイルにコンデンサ9からの放電電流が流れて、1次側コイルの他方の端子側の電圧は、一時的に接地電位に降下する((c)節点C)。
After the
昇圧トランス2の1次側コイルに一時的に電流が流れると(b)、その電流の変化により、1次側コイル及び2次側コイルの巻数比に応じて昇圧された交流電圧((d)節点D)が2次側コイルに誘起され、誘起された電圧が放電電圧(±HV)を超えると、放電電極1が放電し、マイナスイオン、プラスイオンを発生させる。 When a current temporarily flows through the primary side coil of the step-up transformer 2 (b), an alternating voltage ((d) boosted according to the turn ratio of the primary side coil and the secondary side coil due to the change in the current. When the node D) is induced in the secondary coil and the induced voltage exceeds the discharge voltage (± HV), the discharge electrode 1 is discharged, and negative ions and positive ions are generated.
昇圧トランス2の1次側コイルの電流が遮断されると(b)、コンデンサ9は、両端電圧が略直流電源電圧Vccになる迄満充電される((c)節点C)。コンデンサ9が満充電された後、発振回路6が、再び略直流電源電圧Vccから接地電位に一時的に変化する周期信号を出力する(図2(a)節点A)。
以上の動作が繰り返されることにより、昇圧トランス2の2次側コイルに接続された放電電極1には、放電するのに十分な高電圧のインパルス電圧が印加され((d)節点D)、マイナスイオン、プラスイオンを発生させることができる。
When the current of the primary side coil of the step-up
By repeating the above operation, a sufficiently high impulse voltage for discharging is applied to the discharge electrode 1 connected to the secondary coil of the step-up transformer 2 ((d) node D), minus Ions and positive ions can be generated.
一方、発振回路6の半田不良又は部品故障等の不具合による異常動作で、周期信号が例えば3倍以上に増加したと仮定した場合(図3(a))、スイッチング素子3は、発振回路6の周期信号に同期してオン/オフされる((b)節点B)。この為、コンデンサ9の充電期間が1/3以下になり、コンデンサ9の充電電圧は、抵抗8及びコンデンサ9の時定数により、正常作動時の6割程度にとどまる((c)節点C)。従って、昇圧トランス2の2次側コイルに誘起される電圧も低下し、放電電極1は、放電電圧以下の電圧((d)節点D)しか印加されないので、放電不能となり、騒音が発生せず、オゾンも発生しない。
また、昇圧トランス2の2次側コイルに誘起される電圧の低下が不十分で、放電電極1が、放電電圧を超える電圧((d)節点D)を印加されたとしても、その放電は弱くなっており、発生する騒音は小さく、オゾンの発生量も少ない。
On the other hand, when it is assumed that the periodic signal has increased by, for example, three times or more due to an abnormal operation due to a defect such as a solder failure or component failure of the oscillation circuit 6 (FIG. 3A), the switching
In addition, even if the voltage induced in the secondary coil of the step-up
(実施の形態2)
図4は、本発明に係るイオン発生装置の実施の形態2の構成を示すブロック図である。
このイオン発生装置は、平滑コンデンサ7で安定化された直流電源電圧Vccが発振回路6に与えられ、発振回路6は、所定周期の周期信号を出力し、インバータ5に与える。インバータ5で反転された周期信号は、ゲート抵抗4を通じてスイッチング素子(電界効果トランジスタ)3のゲートに与えられる。ゲート抵抗4とスイッチング素子3のゲート入力容量とからなる回路の時定数は、正常動作時の発振回路6が出力する周期信号のパルス幅より短く、且つ異常動作時のパルス幅以上に長く設定されている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of
In this ion generator, the DC power supply voltage Vcc stabilized by the smoothing
尚、前記所定周期は、発振回路6が故障時に出力する可能性のある周期信号の周期の内で、それ以上に放電回数が増加すると、騒音及びオゾン発生による影響が大きくなる周期に決定される。
また、発振回路6は、タイマーICであり、図示しない外付けコンデンサと外付け抵抗とにより、出力信号の周期、パルス幅を任意に設定できる。例えば、外付けコンデンサが接続不良になると、出力信号の周波数が数倍に上昇するが、出力信号のパルス幅は数マイクロ秒と正常動作時に比べて小さくなる。
The predetermined period is determined to be a period in which the influence of noise and ozone generation increases when the number of discharges further increases within the period of the periodic signal that the
The
スイッチング素子3は、昇圧トランス2の1次側コイルの一方の端子と接地端子との間に接続され、1次側コイルの他方の端子には直流電源電圧Vccが与えられる。
昇圧トランス2の2次側コイルの両端子は、2個の電極を有する放電電極1の各電極に各接続されている。
The switching
Both terminals of the secondary coil of the step-up
以下に、このような構成のイオン発生装置の動作を、それを示す図5,6のタイミングチャートを参照しながら説明する。
発振回路6が、略直流電源電圧Vccから接地電位に一時的に変化する周期信号を出力すると(図5(a)節点A)、インバータ5で反転された周期信号に基づき、ゲート抵抗4とスイッチング素子3のゲート入力容量とからなる回路の時定数に従う電圧((b)節点B)が、スイッチング素子3のゲートに印加される。これにより、スイッチング素子3はオンになり、昇圧トランス2の1次側コイルに電流が流れて、1次側コイルの他方の端子側の電圧は、一時的に接地電位に降下する((c)節点C)。
Hereinafter, the operation of the ion generator having such a configuration will be described with reference to the timing charts of FIGS.
When the
昇圧トランス2の1次側コイルに一時的に電流が流れると(b)、その電流の変化により、1次側コイル及び2次側コイルの巻数比に応じて昇圧された交流電圧((d)節点D)が2次側コイルに誘起され、誘起された電圧が放電電圧(±HV)を超えると、放電電極1が放電し、マイナスイオン、プラスイオンを発生させる。 When a current temporarily flows through the primary side coil of the step-up transformer 2 (b), an alternating voltage ((d) boosted according to the turn ratio of the primary side coil and the secondary side coil due to the change in the current. When the node D) is induced in the secondary coil and the induced voltage exceeds the discharge voltage (± HV), the discharge electrode 1 is discharged, and negative ions and positive ions are generated.
ここで、ゲート抵抗4とスイッチング素子3のゲート入力容量とからなる回路の時定数が、正常動作時に発振回路6が出力する周期信号のパルス幅より短く設定されているので、スイッチング素子3は、発振回路6が出力する周期信号に応じて作動することができる。
以上の動作が繰り返されることにより、昇圧トランス2の2次側コイルに接続された放電電極1には、放電するのに十分な高電圧のインパルス電圧が印加され((d)節点D)、マイナスイオン、プラスイオンを発生させることができる。
Here, since the time constant of the circuit composed of the
By repeating the above operation, a sufficiently high impulse voltage for discharging is applied to the discharge electrode 1 connected to the secondary coil of the step-up transformer 2 ((d) node D), minus Ions and positive ions can be generated.
一方、発振回路6の半田不良又は部品故障等の不具合による異常動作で、周期信号が3倍以上に増加したと仮定した場合(図6(a))、スイッチング素子3は、発振回路6の周期信号に同期してオン/オフされる((b)節点B)。このとき、ゲート抵抗4とスイッチング素子3のゲート入力容量とからなる回路の時定数が、異常動作時の発振回路6が出力する周期信号のパルス幅以上に長く設定されていれば、スイッチング素子3は、ゲート電圧が十分上昇することができず、オン電流が減少する。
On the other hand, when it is assumed that the periodic signal has increased three times or more due to an abnormal operation due to a defect such as a solder failure or component failure of the oscillation circuit 6 (FIG. 6A), the switching
実際には、異常動作時には、発振回路6からの出力パルス幅が小さくなる為(図6(a)節点A)、十分に大きい値のゲート抵抗(例えば2kΩ)とスイッチング素子(FET)のゲート入力容量との時定数により、ゲート電圧は上昇し切れず、正常動作時よりも低下する((b)節点B)。その為、オン電流が減少し((c)節点C)、昇圧トランス2の2次側コイルの端子電圧が低下して、放電電極1の放電電圧(±HV)よりも低くなり((d)節点D)、放電不能となるので、騒音が発生せず、オゾンも発生しない。
Actually, since the output pulse width from the
スイッチング素子3のゲート電圧は、使用するFET固有である為、ゲート抵抗4の値は使用する素子の特性を考慮して決めれば良い。また、正常時に適切に作動する必要があるので、ゲート抵抗4の値をむやみに大きく設定できない場合は、昇圧トランス2の2次側コイルの端子電圧が、放電電圧近く迄低下するように設定するだけでも、放電電極1の放電を弱めることができ、発生する騒音が小さくなり、オゾンの発生量も少なくなる。
Since the gate voltage of the
(実施の形態3)
図7は、本発明に係るイオン発生装置の実施の形態3の構成を示すブロック図である。
このイオン発生装置は、図1及び図4に各示すイオン発生装置を組み合わせたものであり、平滑コンデンサ7で安定化された直流電源電圧Vccが発振回路6に与えられ、発振回路6は、定められた周期の周期信号を出力し、インバータ5に与える。インバータ5で反転された周期信号は、ゲート抵抗4を通じてスイッチング素子(電界効果トランジスタ)3のゲートに与えられる。ゲート抵抗4とスイッチング素子3のゲート入力容量とからなる回路の時定数は、正常動作時の発振回路6が出力する周期信号のパルス幅より短く、異常動作時のパルス幅以上に長く設定されている。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of
This ion generator is a combination of the ion generators shown in FIGS. 1 and 4, and the DC power supply voltage Vcc stabilized by the smoothing
尚、前記所定周期は、発振回路6が故障時に出力する可能性のある周期信号の周期の内で、それ以上に放電回数が増加すると、騒音及びオゾン発生による影響が大きくなる周期に決定される。
また、発振回路6は、タイマーICであり、図示しない外付けコンデンサと外付け抵抗とにより、出力信号の周期、パルス幅を任意に設定できる。例えば、外付けコンデンサが接続不良になると、出力信号の周波数が数倍に上昇するが、出力信号のパルス幅は数マイクロ秒と正常動作に比べて小さくなる。
The predetermined period is determined to be a period in which the influence of noise and ozone generation increases when the number of discharges further increases within the period of the periodic signal that the
The
スイッチング素子3は、昇圧トランス2の1次側コイルの一方の端子と接地端子との間に接続され、1次側コイルの他方の端子には、抵抗8を通じて直流電源電圧Vccが与えられる。また、1次側コイルの他方の端子及び接地端子間にコンデンサ9が接続されている。抵抗8及びコンデンサ9からなる回路の時定数は、発振回路6が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されている。
昇圧トランス2の2次側コイルの両端子は、2個の電極を有する放電電極1の各電極に各接続されている。
The switching
Both terminals of the secondary coil of the step-up
このような構成のイオン発生装置の動作は、上述した図1及び図4に各示すイオン発生装置の各動作を合わせたものと同様であるので、説明を省略する。
このイオン発生装置では、図1及び図4に各示すイオン発生装置のそれぞれにおいて、異常時に昇圧トランス2の2次側コイルの端子電圧を十分に低下させられない場合に、それぞれの構成を組み合わせることにより、2次側コイルの端子電圧を、放電電極1が放電しない電圧に迄低下させることができる。
Since the operation of the ion generator having such a configuration is the same as that of the operations of the ion generators shown in FIGS. 1 and 4 described above, description thereof will be omitted.
In this ion generator, in each of the ion generators shown in FIGS. 1 and 4, when the terminal voltage of the secondary coil of the step-up
1 放電電極
2 昇圧トランス
3 スイッチング素子
4 ゲート抵抗
5 インバータ
6 発振回路
7 平滑コンデンサ
8 抵抗
9 コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数が、前記発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されていることを特徴とするイオン発生装置。 A capacitor to which a DC voltage is applied through a resistor and an oscillation circuit that outputs a periodic signal for interrupting the discharge current from the capacitor are discharged by a voltage boosted using the intermittent of the discharge current, In an ion generator configured to generate positive ions and negative ions or negative ions,
An ion generator, wherein a time constant of a circuit comprising the resistor and the capacitor is set to 1/3 or more of a period of a periodic signal output from the oscillation circuit.
前記抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数が、前記発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されていることを特徴とするイオン発生装置。 A capacitor to which a DC voltage is applied through a resistor, a series circuit connected in parallel to the capacitor, the primary side coil of the step-up transformer and the switching element connected in series, and a periodic signal for turning on / off the switching element are output. And a discharge electrode that is connected between both terminals of the secondary coil of the step-up transformer and generates positive ions and negative ions or negative ions by discharging with a voltage greater than a predetermined value between the two terminals. In an ion generator comprising:
An ion generator, wherein a time constant of a circuit comprising the resistor and the capacitor is set to 1/3 or more of a period of a periodic signal output from the oscillation circuit.
前記抵抗と前記電界効果トランジスタのゲート入力容量とからなる回路の時定数が、前記発振回路が正常動作時に出力する周期信号のパルス幅より短く、且つ騒音及びオゾンが発生する異常動作時に前記発振回路が出力する周期信号のパルス幅以上に長く設定されていることを特徴とするイオン発生装置。 A series circuit in which a primary coil of a step-up transformer and a field effect transistor are connected in series and a DC voltage is applied; an oscillation circuit that outputs a periodic signal for turning on / off the gate of the field effect transistor through a resistor; In an ion generator, which is connected between both terminals of a secondary coil of a transformer and includes a discharge electrode that generates a positive ion and a negative ion or a negative ion by discharging with a voltage greater than a predetermined value between the two terminals.
A time constant of a circuit composed of the resistor and a gate input capacitance of the field effect transistor is shorter than a pulse width of a periodic signal output when the oscillation circuit operates normally , and the oscillation circuit operates during an abnormal operation where noise and ozone are generated. ion generating apparatus characterized by There has long been set on the pulse width or more of the output periodic signal.
前記第1抵抗及びコンデンサからなる回路の時定数が、前記発振回路が出力する周期信号の周期の1/3以上に設定されると共に、前記第2抵抗と前記電界効果トランジスタのゲート入力容量とからなる回路の時定数が、前記発振回路が正常動作時に出力する周期信号のパルス幅より短く、且つ騒音及びオゾンが発生する異常動作時に前記発振回路が出力する周期信号のパルス幅以上に長く設定されていることを特徴とするイオン発生装置。 A capacitor to which a DC voltage is applied through a first resistor, a series circuit connected in parallel to the capacitor, a primary coil of a step-up transformer and a field effect transistor connected in series, and a gate of the field effect transistor connected to a second Connected between both terminals of an oscillation circuit that outputs a periodic signal that is turned on / off through a resistor and the secondary coil of the step-up transformer, and discharged by a voltage that is a predetermined value or more across the two terminals, plus ion and minus In an ion generator comprising a discharge electrode for generating ions or negative ions,
The time constant of the circuit composed of the first resistor and the capacitor is set to 1/3 or more of the period of the periodic signal output from the oscillation circuit, and from the second resistor and the gate input capacitance of the field effect transistor. the time constant of the composed circuit is shorter than the pulse width of the periodic signal the oscillation circuit is output during normal operation, and set longer on the pulse width or more of the periodic signal noise and ozone is the output oscillation circuit during abnormal operation that occurs Ion generator characterized by being made.
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