JPH06233540A - オゾン発生装置用電源 - Google Patents
オゾン発生装置用電源Info
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- JPH06233540A JPH06233540A JP5018291A JP1829193A JPH06233540A JP H06233540 A JPH06233540 A JP H06233540A JP 5018291 A JP5018291 A JP 5018291A JP 1829193 A JP1829193 A JP 1829193A JP H06233540 A JPH06233540 A JP H06233540A
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- JP
- Japan
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- current
- power
- voltage
- ozonization
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- Prior art date
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- Pending
Links
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 abstract 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
- C01B13/115—Preparation of ozone by electric discharge characterised by the electrical circuits producing the electrical discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 昇圧変圧器Ｔ2に接続されたオゾン発生部３
に供給する電力を一定にしてオゾン発生管の寿命を延ば
すことができるオゾン発生装置用電源を供給する。 【構成】 ゲートターンオフサイリスタＳ1，Ｓ4と
Ｓ2，Ｓ3を交互にオンすることによってコンバータ１，
２側からオゾン発生部３に交流電力を供給する。このと
きオゾン発生部３に流れる電流が、正，逆方向の半周期
で各々時間の平方根に反比例するように、電流制御部
４，５はコンバータ１，２を制御する。オゾン発生部３
への印加電圧は時間の平方根に比例するので、電圧，電
流の積である瞬時電力はほぼ一定となる。
に供給する電力を一定にしてオゾン発生管の寿命を延ば
すことができるオゾン発生装置用電源を供給する。 【構成】 ゲートターンオフサイリスタＳ1，Ｓ4と
Ｓ2，Ｓ3を交互にオンすることによってコンバータ１，
２側からオゾン発生部３に交流電力を供給する。このと
きオゾン発生部３に流れる電流が、正，逆方向の半周期
で各々時間の平方根に反比例するように、電流制御部
４，５はコンバータ１，２を制御する。オゾン発生部３
への印加電圧は時間の平方根に比例するので、電圧，電
流の積である瞬時電力はほぼ一定となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無声放電を利用したオ
ゾン発生装置の電源（電力変換装置）に関する。
ゾン発生装置の電源（電力変換装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】無声放電を利用したオゾン発生装置にお
ける電源としては、商用交流電源を利用する方法とイン
バータを利用する方式の２つに分類することが出来る。
ける電源としては、商用交流電源を利用する方法とイン
バータを利用する方式の２つに分類することが出来る。
【０００３】前者は昇圧された５０／６０Ｈｚの正弦波
電圧をオゾン発生管に印加し、後者は５００〜２ＫＨｚ
の電流源として動作させる。
電圧をオゾン発生管に印加し、後者は５００〜２ＫＨｚ
の電流源として動作させる。
【０００４】無声放電を利用したオゾン発生装置には次
のような特徴がある。
のような特徴がある。
【０００５】（１）電源側から見ると容量性の負荷とな
っている。従って印加電圧の時間変化（ｄｖ／ｄｔ）に
よって電流が流れる。
っている。従って印加電圧の時間変化（ｄｖ／ｄｔ）に
よって電流が流れる。
【０００６】（２）電圧のピークから電圧減少方向で放
電を起こさない期間が存在する。
電を起こさない期間が存在する。
【０００７】ここでオゾン発生装置を正弦波電圧駆動し
た場合の電圧，電流波形を図３に示し、方形波電流駆動
した場合の電圧，電流波形を図４に示す。図中、Ｃｄは
オゾン発生装置の誘電体の単位面積当たりの静電容量、
Ｃｇはギャップの単位面積当たりの静電容量、Ｖｓはギ
ャップの放電開始電圧、Ｖｅはギャップの放電停止電圧
である。
た場合の電圧，電流波形を図３に示し、方形波電流駆動
した場合の電圧，電流波形を図４に示す。図中、Ｃｄは
オゾン発生装置の誘電体の単位面積当たりの静電容量、
Ｃｇはギャップの単位面積当たりの静電容量、Ｖｓはギ
ャップの放電開始電圧、Ｖｅはギャップの放電停止電圧
である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図３と図４を比較する
と非放電期間は、方形波（台形波）電流駆動の方が短い
ことが分かる。従ってオゾン発生管に同一周波数、同一
ピーク電圧でかつ同じ平均有効電力を入力しようとした
場合、方形波電流駆動の方が瞬時電力の脈動が少ないこ
とは明らかである。一般に誘電体の寿命を延ばすために
は、発生管に加わる電力の脈動が少ないことが望まし
い。方形波電流駆動の場合、容量性負荷であるため、定
電流領域でも電圧は電流の積分になるので一定の傾斜で
立ち上がっていく。このため入力電圧は定電流領域で電
圧の傾斜で増加し、必ずしも理想的ではない。
と非放電期間は、方形波（台形波）電流駆動の方が短い
ことが分かる。従ってオゾン発生管に同一周波数、同一
ピーク電圧でかつ同じ平均有効電力を入力しようとした
場合、方形波電流駆動の方が瞬時電力の脈動が少ないこ
とは明らかである。一般に誘電体の寿命を延ばすために
は、発生管に加わる電力の脈動が少ないことが望まし
い。方形波電流駆動の場合、容量性負荷であるため、定
電流領域でも電圧は電流の積分になるので一定の傾斜で
立ち上がっていく。このため入力電圧は定電流領域で電
圧の傾斜で増加し、必ずしも理想的ではない。
【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、オゾン発生管に供給する電力を一定にし、
オゾン発生管の寿命を延ばすことができるオゾン発生装
置用電源を提供することにある。
その目的は、オゾン発生管に供給する電力を一定にし、
オゾン発生管の寿命を延ばすことができるオゾン発生装
置用電源を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電力を直
流に変換する電力変換部と、二次側がオゾン発生部に接
続された昇圧変圧器の一次側と前記電力変換部を結ぶ電
路に介挿され、該変圧器に流れる電流の方向を交互に切
り換えるスイッチ回路と、前記電力変換部の出力電流を
時間の平方根に反比例するように制御する電流制御部と
を備えたことを特徴としている。
流に変換する電力変換部と、二次側がオゾン発生部に接
続された昇圧変圧器の一次側と前記電力変換部を結ぶ電
路に介挿され、該変圧器に流れる電流の方向を交互に切
り換えるスイッチ回路と、前記電力変換部の出力電流を
時間の平方根に反比例するように制御する電流制御部と
を備えたことを特徴としている。
【００１１】
【作用】スイッチ回路を所定の周波数でオンオフ制御
し、電力変換部の出力電流の方向を交互に切り換える
と、昇圧変圧器には所定の交流電力が供給され、オゾン
発生部（オゾン発生管）が駆動する。このときオゾン発
生部に流れる電流は、正，逆方向の半周期で各々時間の
平方根に反比例するよう制御されるので、オゾン発生部
の印加電圧は時間の平方根に比例する。このため電圧，
電流の積である瞬時電力はほぼ一定となる。これによっ
てオゾン発生管の寿命を延ばすことができる。
し、電力変換部の出力電流の方向を交互に切り換える
と、昇圧変圧器には所定の交流電力が供給され、オゾン
発生部（オゾン発生管）が駆動する。このときオゾン発
生部に流れる電流は、正，逆方向の半周期で各々時間の
平方根に反比例するよう制御されるので、オゾン発生部
の印加電圧は時間の平方根に比例する。このため電圧，
電流の積である瞬時電力はほぼ一定となる。これによっ
てオゾン発生管の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。図１において１，２は変圧器Ｔ1から導か
れる交流電力を直流に変換するコンバータであり、例え
ばサイリスタを各々ブリッジ接続して構成されている。
コンバータ１，２は直列に接続され、コンバータ１の正
側出力端は直流リアクトルＤＣＬ1の一端に、コンバー
タ２の負側出力端は直流リアクトルＤＣＬ2の一端に各
々接続されている。
を説明する。図１において１，２は変圧器Ｔ1から導か
れる交流電力を直流に変換するコンバータであり、例え
ばサイリスタを各々ブリッジ接続して構成されている。
コンバータ１，２は直列に接続され、コンバータ１の正
側出力端は直流リアクトルＤＣＬ1の一端に、コンバー
タ２の負側出力端は直流リアクトルＤＣＬ2の一端に各
々接続されている。
【００１３】直流リアクトルＤＣＬ1の他端と直流リア
クトルＤＣＬ2の他端の間には、半導体スイッチ、例え
ばゲートターンオフサイリスタＳ1，Ｓ2から成る直列回
路とゲートターンオフサイリスタＳ3，Ｓ4から成る直列
回路が並列に接続されている。ゲートターンオフサイリ
スタＳ1，Ｓ2の共通接続点とゲートターンオフサイリス
タＳ3，Ｓ4の共通接続点の間には昇圧変圧器Ｔ2の一次
巻線が接続されている。昇圧変圧器Ｔ2の二次巻線には
オゾン発生部３が接続されている。ゲートターンオフサ
イリスタＳ1，Ｓ2の共通接続点は前記コンバータ１，２
の共通接続点に接続されている。
クトルＤＣＬ2の他端の間には、半導体スイッチ、例え
ばゲートターンオフサイリスタＳ1，Ｓ2から成る直列回
路とゲートターンオフサイリスタＳ3，Ｓ4から成る直列
回路が並列に接続されている。ゲートターンオフサイリ
スタＳ1，Ｓ2の共通接続点とゲートターンオフサイリス
タＳ3，Ｓ4の共通接続点の間には昇圧変圧器Ｔ2の一次
巻線が接続されている。昇圧変圧器Ｔ2の二次巻線には
オゾン発生部３が接続されている。ゲートターンオフサ
イリスタＳ1，Ｓ2の共通接続点は前記コンバータ１，２
の共通接続点に接続されている。
【００１４】４，５は、コンバータ１，２の出力電流を
検出する直流変流器ＤＣＣＴ1，ＤＣＣＴ2の検出電流に
基づいて、コンバータ１，２の各サイリスタの位相角制
御を行い、出力電流を時間の平行根に反比例するように
制御する電流制御部である。
検出する直流変流器ＤＣＣＴ1，ＤＣＣＴ2の検出電流に
基づいて、コンバータ１，２の各サイリスタの位相角制
御を行い、出力電流を時間の平行根に反比例するように
制御する電流制御部である。
【００１５】上記のように構成された装置の各部の電流
波形およびゲートターンオフサイリスタＳ1〜Ｓ4のオ
ン，オフタイミングは図２のように示される。図２にお
いてＩ1は直流リアクトルＤＣＬ1側を流れる電流波形、
Ｉ2は直流リアクトルＤＣＬ2側を流れる電流波形、Ｉは
昇圧変圧器Ｔ2の一次巻線に流れる電流波形、図２
（ｂ）はＩ1又はＩ2の電流波形を各々示している。
波形およびゲートターンオフサイリスタＳ1〜Ｓ4のオ
ン，オフタイミングは図２のように示される。図２にお
いてＩ1は直流リアクトルＤＣＬ1側を流れる電流波形、
Ｉ2は直流リアクトルＤＣＬ2側を流れる電流波形、Ｉは
昇圧変圧器Ｔ2の一次巻線に流れる電流波形、図２
（ｂ）はＩ1又はＩ2の電流波形を各々示している。
【００１６】ゲートターンオフサイリスタＳ1，Ｓ4とＳ
2，Ｓ3を所定の周波数（例えば５００〜３ＫＨｚのうち
のいずれか）で交互にオン制御すると、昇圧変圧器Ｔ2
を介してオゾン発生部３に交流電力が供給され、該オゾ
ン発生部３が駆動する。このとき電流制御部４，５は、
オゾン発生部３に流れる電流がＩに示すように正，逆方
向の半周期で各々時間の平方根に反比例するようにコン
バータ１，２を制御する。これによってオゾン発生部３
に印加される電圧は時間の平方根に比例し、電圧，電流
の積である瞬時電力は時間に依存せずほぼ一定になり、
オゾン発生管の寿命を延ばすことができる。
2，Ｓ3を所定の周波数（例えば５００〜３ＫＨｚのうち
のいずれか）で交互にオン制御すると、昇圧変圧器Ｔ2
を介してオゾン発生部３に交流電力が供給され、該オゾ
ン発生部３が駆動する。このとき電流制御部４，５は、
オゾン発生部３に流れる電流がＩに示すように正，逆方
向の半周期で各々時間の平方根に反比例するようにコン
バータ１，２を制御する。これによってオゾン発生部３
に印加される電圧は時間の平方根に比例し、電圧，電流
の積である瞬時電力は時間に依存せずほぼ一定になり、
オゾン発生管の寿命を延ばすことができる。
【００１７】前記電流ｉ，電圧ｖ，電力Ｐは次の各数式
で表される。尚半周期のスタート時をｔ＝０としてい
る。
で表される。尚半周期のスタート時をｔ＝０としてい
る。
【００１８】
【数１】
【００１９】
【数２】
【００２０】
【数３】
【００２１】上記の数式から各定数を次のように選ぶこ
とにより電力Ｐはほぼ一定となる。
とにより電力Ｐはほぼ一定となる。
【００２２】
【数４】
【００２３】尚、前記電流制御は、コンバータ１，２の
サイリスタの位相角制御に限らず、自己消弧形半導体素
子によるＰＷＭ制御を行うようにしても良い。
サイリスタの位相角制御に限らず、自己消弧形半導体素
子によるＰＷＭ制御を行うようにしても良い。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、オゾン発
生部に流れる電流が正，逆方向の半周期で各々時間の平
方根に反比例するように制御したので、オゾン発生部に
供給する電力をほぼ一定とすることができ、これによっ
てオゾン発生管の寿命を延ばすことができる。
生部に流れる電流が正，逆方向の半周期で各々時間の平
方根に反比例するように制御したので、オゾン発生部に
供給する電力をほぼ一定とすることができ、これによっ
てオゾン発生管の寿命を延ばすことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】（ａ）は実施例の動作説明のためのタイムチャ
ート、（ｂ）は電流波形図。
ート、（ｂ）は電流波形図。
【図３】正弦波電圧印加時の電圧，電流波形図。
【図４】定電流源接続時の電圧，電流波形図。
１，２…コンバータ ３……オゾン発生部 ４，５…電流制御部 Ｔ2…昇圧変圧器 Ｓ1〜Ｓ4…ゲートターンオフサイリスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電力を直流に変換する電力変換部
と、二次側がオゾン発生部に接続された昇圧変圧器の一
次側と前記電力変換部を結ぶ電路に介挿され、該変圧器
に流れる電流の方向を交互に切り換えるスイッチ回路
と、前記電力変換部の出力電流を時間の平方根に反比例
するように制御する電流制御部とを備えたことを特徴と
するオゾン発生装置用電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018291A JPH06233540A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | オゾン発生装置用電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018291A JPH06233540A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | オゾン発生装置用電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06233540A true JPH06233540A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11967519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5018291A Pending JPH06233540A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | オゾン発生装置用電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06233540A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110668402A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-10 | 深圳市协创智能科技电子有限公司 | 一种臭氧发生装置 |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP5018291A patent/JPH06233540A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110668402A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-10 | 深圳市协创智能科技电子有限公司 | 一种臭氧发生装置 |
| CN110668402B (zh) * | 2019-10-31 | 2021-03-09 | 深圳市协创智能科技电子有限公司 | 一种臭氧发生装置 |
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