JPH0663554A - イオン水生成器における電解用ゼロクロス電源回路 - Google Patents

イオン水生成器における電解用ゼロクロス電源回路

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JPH0663554A
JPH0663554A JP4248831A JP24883192A JPH0663554A JP H0663554 A JPH0663554 A JP H0663554A JP 4248831 A JP4248831 A JP 4248831A JP 24883192 A JP24883192 A JP 24883192A JP H0663554 A JPH0663554 A JP H0663554A
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JP
Japan
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zero
voltage
scr
circuit
cross
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Application number
JP4248831A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Nonomura
々 村 和 幸 野
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Funai Electric Co Ltd
Original Assignee
Funai Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン水生成器の電源に半サイクル・セレク
ションゼロクロスSCRON/OFF制御方式を採用
し、任意の電解レベル設定を可能として効率を改善す
る。 【構成】 電源トランス巻線aのAC入力をSCR1、
2、ダイオードD1、2の混合ブリッジで整流し平滑コ
ンデンサC12で平滑出力する電源回路で、巻線bから
のAC入力をコンパレータ10によりゼロクロス検出
し、ゼロクロスに同期して各半波毎指定選択するCPU
13からのSCRON/OFF電圧設定信号によって、
パルストランス5を介しSCR1、2をトリガーして、
任意に設定する電解レベルの電解電源を得る。電圧変換
回路7、又はQ2のソース抵抗R2両端の過電流検出電
圧をコンパレータ8で判断して、電解レベルに対応する
過電流保護も行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン水生成器の電源
回路に関し、詳しくは任意に電解レベルが設定できるゼ
ロクロスSCR−ON/OFF制御電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のイオン水生成器の電源回路
の回路図である。生成イオン水のpH、電解槽へ流入す
る流量等によってCPU103が電解槽の電解電圧を決
定して、電圧調節信号により電源トランス100の2次
側タップをリレースイッチ101により切り替えて電解
電圧を設定する。
【0003】このように、電解槽へ印加する電解電圧は
トランスのタップ1〜4の切り替えによって4段階に設
定できるようにされている。CPU103が電解ON/
OFF信号を送出すると、電解電源ON/OFF用トラ
ンジスタ105がONとなり、電源トランス100→電
解槽→トランジスタ105に電解電流(DCまたは脈
流)が流れて電解を開始する。
【0004】いま、何かの原因で電解槽に過電流Iが流
れると、電流センサーR106が過電流Iを検出、I・
Rによってトランジスタ107がONとなり、トランジ
スタ108によって電解電源ON/OFF用のMOSト
ランジスタ105がOFFとなり、電解を停止して過電
流保護処理を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示す従来技術においては、電解槽に印加する電解レベル
設定が、電源トランス100の2次側タップを4段階に
切り替えて行う方式のために、4種類の電解レベルしか
設定できないので、生成イオン水のpH調整が離散的と
なり効果的な制御ができないという問題があった。
【0006】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、ACゼロクロスSCR−ON/OFF制御の
電源回路によって、電解電源のレベルを任意に設定する
ことによりイオン水生成器のpH制御を効果的に行うこ
とができるとともに、対応する過電流保護処理が可能な
イオン水生成器における電解用ゼロクロス電源回路を提
供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電源トランスからのAC入力を整流して
電解槽へ電源を供給するSCR混合ブリッジ回路と、A
C入力から同期用のゼロクロスを検出してマイコンのゼ
ロクロスポートへ出力するゼロクロス検出回路と、該ゼ
ロクロス毎の半波を指定選択してn段階の設定を行い、
流量値、pH値、AC電源の電圧値、原水のイオン濃度
及び水温値のいずれか1つ以上の検出値により微調して
マイコンから出力される、電解レベル設定用のSCR−
ON/OFF電圧設定信号により前記SCR混合ブリッ
ジ回路のSCRをトリガーするSCRトリガー回路と、
前記SCR混合ブリッジ回路の電流をカレントセンサー
により検出してDC電圧に変換する電圧変換回路と、電
解電源ON/OFF用MOSトランジスタのソース抵抗
端子電圧を検出する電流検出回路と、該電流検出回路の
検出電圧か、前記電圧変換回路の検出電圧か何れかを入
力として、予め設定された過電流しきい値との比較によ
り過電流と判断した場合は、過電流信号をマイコンの電
流検出ポートへ出力するコンパレータを備えたことを特
徴とするイオン水生成器における電解用ゼロクロス電源
回路を備えている。
【0008】
【作用】上記構成とすることにより、SCR混合ブリッ
ジ回路は、SCRトリガー回路のゼロクロスタイミング
によってAC入力の半波毎に出力する。AC入力からゼ
ロクロス検出回路によりゼロクロスを検出して、このゼ
ロクロスに同期するタイミングで、半波毎の出力を選択
することにより、任意の電解レベルを設定する、マイコ
ンのSCR−ON/OFF電圧設定信号を流量値、pH
値、AC電源の電圧値、原水のイオン濃度及び水温値の
いずれか1つ以上の検出値により微調を加え、SCRの
トリガー信号としてSCRトリガー回路を介し、SCR
混合ブリッジ回路へ送出する。電解が開始されたら、C
TによりSCR混合ブリッジ回路の電流を検出して電圧
変換した検出電圧か、電解電源ON/OFF用MOSト
ランジスタのソース抵抗の端子電圧を検出する検出電圧
か、どちらかを入力として、コンパレータで過電流しき
い値と比較し過電流と判断されたら、マイコンより信号
を送出して電解を停止するので、電解電源であるSCR
混合ブリッジの平均値レベル出力を任意に設定すること
が可能となり、また、電解レベルに対応する過電流保護
も可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例によるゼロクロ
ス電源回路の回路図である。図1において、1,2はS
CR混合ブリッジを構成するSCRであり、3,4はダ
イオードである。5はSCRトリガー回路のパルストラ
ンスであり、Q6はパルストランス5駆動用トランジス
タでSCR−ON/OFF電圧設定信号によりSCRの
ゲートをトリガーする。
【0010】6は電解電流を検出するCT、7は検出電
流をDC電圧に変換する電圧変換回路であり、8は可変
抵抗9によって設定する過電流しきい値との比較により
過電流を検出するコンパレータである。ゼロクロス・コ
ンパレータ10とダイオード11によりゼロクロス検出
回路を構成している。
【0011】12はSCR混合ブリッジの選択出力を電
解槽へ印加するための平滑コンデンサCである。R1は
電流センサー、Q1は検出用トランジスタである。Q2
は電解電源ON/OFF用のMOSトランジスタであ
り、R2はMOSトランジスタQ2のソース抵抗で一端
はGND接続となっている。Q3,Q4は電解ON/O
FF信号のドライバー用トランジスタであり、13は全
体を制御して電解ON/OFF信号、SCR−ON/O
FF電圧設定信号、過電流オープンコレクタ信号を送出
するCPUである。
【0012】次に動作について説明する。電源トランス
巻線aからのAC入力に対して、正の半波期間はSCR
1が導通し、負の半波期間はSCR2が導通するので、
SCRトリガー回路のパルストランス5によるトリガー
パルスのタイミングを、AC入力のゼロクロス点に同期
させればSCR1,2の出力として全波整流出力が得ら
れ、平滑コンデンサC12によりDC電圧となって電解
槽に印加される。
【0013】電源トランスの巻線bからのAC入力をダ
イオード11により正負の半波期間を判別して、ゼロク
ロスコンパレータによりゼロクロスを検出し、CPU1
3のゼロクロスポートへ、ゼロクロス同期参照用のゼロ
クロス信号として入力する。
【0014】図2はSCRトリガーのタイミングチャー
トである。図2には、電源トランスの巻線bからのAC
IN波形と、ゼロクロスコンパレータ10の出力パルス
であるゼロクロス信号波形、対応するSCR1,2の半
波毎の導通期間A,B,C,D…のそれぞれのタイミン
グを示している。
【0015】図2に示すようなSCR1,2のON期間
のA,B,C,D…を、選択出力すれば電解電源出力を
可変できるものであり、電解レベルを設定するCPU1
3のSCR−ON/OFF電圧設定信号は、ゼロクロス
ポートのゼロクロス信号に同期させ、かつ、次のような
選択を行う。いま、電解レベルを1〜4の4段階設定と
すれば、 (例1) A B C D 電解レベル1 H L L L 電解レベル2 H H L L 電解レベル3 H H H L 電解レベル4 H H H H 但し、H:SCR−ON L:SCR−OFFを表わす。 のように電解レベル1〜4に応じて、各半波A,B,
C,Dを選択することによりレベル設定を行ってSCR
−ON/OFF電圧設定信号を送出する。
【0016】いま、仮りに電解レベル2(20Vとする
と)を設定すれば、信号は“H,H,L,L”を指定選
択し、SCR混合ブリッジ回路のSCR1は最初の1サ
イクルの正の半波期間ON,SCR2が負の半波期間O
N,次の1サイクルはSCR1,2ともOFFとなり、
平滑コンデンサC12の出力電圧は20Vとなる。次に
pH調整のため電解レベルを上げるべく電解レベル4
(30Vとすると)を指定すれば、信号は“H,H,
H,H”を指定選択し、1サイクルの正の半波SCR1
はON,負の半波SCR2もON,次の1サイクルも正
負半波ともSCR1,2連続ONとなり電解出力は30
V出力となる。このようにしてCPU13が電解レベル
をpH値、流量値等の入力データから半サイクル・セレ
クション設定を行い、さらに電解ON/OFF信号によ
るPWM、デューティ比制御を組合わせて、半サイクル
・セレクション設定(PWM又はデューティー比)制御
を行い、より効率的な電解が行えるようにする。
【0017】また、1電解ON期間に電解レベルを1〜
4段階として、半サイクル・セレクションA,B,C,
Dを“H,L,L,L”から“H,H,H,H”の4ス
テップとして例示したが、このままの2サイクル・セレ
クションでもA,B,C,Dの選択組合わせは24=1
6ステップ(“H,L,L,L”〜“L,L,LH”ま
で)の電解レベル選択が可能であり、この範囲内で任意
に設定することができる。さらに1電解ON期間を延長
して各半波A,B,C,Dの選択数を4からnに増やせ
ば、2nステップに設定を細分化することもできる。
【0018】次に、設定した電解レベルに対応する過電
流保護について説明する。図1に示すCT(カレント・
トランス)6により、SCRブリッジを流れる電解電流
を検出して整流回路7で電圧に変換した検出電圧を、動
作中の電解レベルに対応して抵抗9の端子電圧として設
定される過電流しきい値と、比較するコンパレータ8に
より過電流値を検出する。(なお、他の方法としてラダ
ー抵抗等の外付けによる分圧で行い、過電流しきい値の
設定はCPU13内で行う事も可能である)。コンパレ
ータ8の比較により入力がしきい値を越えた場合は、C
PU13の電流検出ポートへ過電流信号を出力して、C
PU13の過電流(オープンコレクタ)ポートより過電
流オープンコレクタ信号“L”を出力して、電源ON/
OFFトランジスタQ2を強制OFFさせ電解を停止す
る。若干の電流増の場合は、図3に示すようにCPU1
3のSCR−ON/OFF電圧設定信号を、位相制御を
併用して、電解電圧の低下調整を行うようにしてもよい
し、上記過電流オープンコレクタ信号をデューティー比
PWM制御してもよい。
【0019】もう一つの過電流保護として、電圧変換回
路7をSW,OFFして切り離した上で、図1に点線で
図示する経路で、電解電源ON/OFF用MOSトラン
ジスタQ2のソース抵抗の端子電圧を検出して、コンパ
レータ8の入力とする。検出電圧がしきい値を越えた場
合は、CPU13が過電流オープンコレクタ信号“L”
を送出して電解を停止させる。以降の処理は電圧変換回
路の検出電圧を入力した場合と同様処理を行うが、電解
電流値の検出値はR2検出の方が正確である。なお、検
出電圧はコンパレータ8を省略してCPU13内のコン
パレータに入力するようにしてもよい。また、R1,Q
1による保護回路はそのまま動作するように残される。
【0020】このような本実施例においては、ゼロクロ
スによるSCR−ON/OFF制御電源回路における、
半サイクル・セレクション電解レベルの設定と、電解O
N/OFFのPWM(又はデューテイ比)制御との組合
わせにより効果的なpH調整が可能となり、電源方式と
してもゼロクロス制御なので比較的不要放射が少なく、
レギュレータ方式などに比較すれば発熱量が少なく電源
としての効率も改善され、過電流保護についても電流セ
ンサーR1のみの従来例に比較すれば、電解レベル毎の
過電流保護なので、より安全な過電流保護を行うことが
できる。不要放射が大きくなるがゼロクロス信号よりマ
イコンによりDelayさせた位相制御を合わせてやれ
ばさらに細かい設定が可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源トランスからのAC入力を整流して電解槽へ電解電
源を供給するSCR混合ブリッジ回路と、AC入力から
ゼロクロスを検出してマイコンのゼロクロスポートへ出
力するゼロクロス検出回路と、ゼロクロス毎の半波を選
択してn段階の設定を行い、流量値、pH値、AC電源
の電圧値、原水のイオン濃度及び水温値のいずれか1つ
以上の検出値により微調してマイコンから出力される、
電解レベル設定用のSCR−ON/OFF電圧設定信号
によりSCRをトリガーするSCRトリガー回路と、S
CRブリッジの電流をカレントセンサーにより検出して
DC電圧に変換する電圧変換回路と、電解電源ON/O
FF用MOSトランジスタのソース抵抗端子電圧を検出
する過電流検出回路と、この検出電圧か、電圧変換回路
の検出電圧かどちらかを入力として、予め設定された過
電流しきい値と比較し過電流信号を出力するコンパレー
タを備えたので、任意に電解レベルを設定できること
で、効果的なpH調整が可能であり、低放射ノイズで損
失による発熱量の少ない効率的なイオン水生成器の電源
回路を構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるイオン水生成器におけ
る電解用ゼロクロス電源回路の回路図である。
【図2】図1に示す実施例のSCRトリガーのタイミン
グチャートである。
【図3】図1に示す実施例における過電流保護制御のタ
イミングチャートである。
【図4】従来のイオン水生成器の電源回路の回路図であ
る。
【符号の説明】
1,2 SCR 3,4 ダイオード 5 パルストランス 6 CT 7 電圧変換回路 8 コンパレータ 9 可変抵抗 10 ゼロクロス・コンパレータ 11 ゼロクロス検出・ダイオード 12 平滑コンデンサ 13 CPU Q2 MOSトランジスタ R2 ソース抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源トランスからのAC入力を整流して
    電解槽へ電源を供給するSCR混合ブリッジ回路と、A
    C入力から同期用のゼロクロスを検出してマイコンのゼ
    ロクロスポートへ出力するゼロクロス検出回路と、該ゼ
    ロクロス毎の半波を指定選択してn段階の設定を行い、
    流量値、pH値、AC電源の電圧値、原水のイオン濃度
    及び水温値のいずれか1つ以上の検出値により微調して
    マイコンから出力される、電解レベル設定用のSCR−
    ON/OFF電圧設定信号により前記SCR混合ブリッ
    ジ回路のSCRをトリガーするSCRトリガー回路と、
    前記SCR混合ブリッジ回路の電流をカレントセンサー
    により検出してDC電圧に変換する電圧変換回路と、電
    解電源ON/OFF用MOSトランジスタのソース抵抗
    端子電圧を検出する電流検出回路と、該電流検出回路の
    検出電圧か、前記電圧変換回路の検出電圧か何れかを入
    力として、予め設定された過電流しきい値との比較によ
    り過電流と判断した場合は、過電流信号をマイコンの電
    流検出ポートへ出力するコンパレータを備えたことを特
    徴とするイオン水生成器における電解用ゼロクロス電源
    回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003029595A (ja) * 2001-07-12 2003-01-31 Canon Inc 画像形成装置
WO2021115625A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Linde Gmbh Verfahren zum betreiben einer anlage zur elektrolyse und anlage zur elektrolyse
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