專(zhuān)利名稱(chēng)：使用脈沖電壓的高電壓施加裝置以及相應(yīng)的高電壓施加方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作 為用于臭氧生成等的等離子生成電源使用的、使用脈沖電壓的高電壓施加裝置以及相應(yīng)的高電壓施加方法。
背景技術(shù)：
已知有用于臭氧生成等的等離子生成電源裝置。作為此種電源裝置已知有專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2。另一方面，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人于2006年12月28日作為高電壓施加裝置進(jìn)行了專(zhuān)利文獻(xiàn)3所示的申請(qǐng)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的結(jié)構(gòu)為了向容性負(fù)載施加高電壓，使用譬如被供給與正弦波對(duì)應(yīng)的交變電壓的變壓器，并構(gòu)成為對(duì)于與該變壓器的二次側(cè)連接的容性負(fù)載，在該容性負(fù)載上連接電感的形式，并向變壓器供給交變電壓，其中，該交變電壓的頻率相當(dāng)于該容性負(fù)載與電感的諧振頻率。與此相對(duì)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，在經(jīng)由脈沖變壓器連接有容性負(fù)載的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，生成上升陡峻、下降平緩的，譬如三角波形狀的高電壓，并使用具有預(yù)定重復(fù)期間的交變脈沖波電壓來(lái)施加高電壓。另外，關(guān)于該向容性負(fù)載施加高電壓的高電壓施加裝置，例如在去除燃燒廢氣中的氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)時(shí)，考慮了流光放電和輝光放電等的采用低溫等離子的方法，在該情況下用作為去除氮氧化物和硫氧化物的手段?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2005-340185號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2005-63760號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2008-167584號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題在專(zhuān)利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)使用開(kāi)關(guān)元件作為電源裝置，從而經(jīng)由脈沖變壓器施加上升陡峻的三角波電壓。但是，雖說(shuō)是使上升陡峻，但在電路設(shè)計(jì)上存在極限，波形的上升時(shí)間(上升所需的時(shí)間)T(rise)如圖3中后述，如波形的上升時(shí)間T(rise)(圖示(a)的期間)為T(mén)(rise) = T(r delay) +5 τ (rise)所給出的,存在電路設(shè)計(jì)上的延遲，其中，T(r · delay)是PWM開(kāi)關(guān)調(diào)壓器1C、單觸發(fā)1C、光耦合器和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW的上升延遲時(shí)間的總和。τ (rise)為容性負(fù)載I的等價(jià)靜電容量C與開(kāi)關(guān)電路、電流限制用電感、脈沖變壓器、布線(xiàn)等的合成電阻值Rt所確定的時(shí)間常數(shù)(由于該時(shí)間常數(shù)乘以“4. 605”時(shí)成為峰值的99%的值，因此通過(guò)乘以時(shí)間常數(shù)“5”，成為達(dá)到峰值的時(shí)間)。本發(fā)明的目的在于在所述專(zhuān)利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的、施加具有預(yù)定期間的脈沖成分的交變電壓的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，與所述專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的譬如諧振現(xiàn)象無(wú)關(guān)而產(chǎn)生更高的電壓，并向容性負(fù)載施加任意的脈沖重復(fù)頻率。解決問(wèn)題的手段圖I示出本發(fā)明的整體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。圖中的標(biāo)號(hào)I為容性負(fù)載，且為進(jìn)行放電而激勵(lì)氣體生成等離子的介電體阻擋放電反應(yīng)器(DBD Load)，2為 直流電壓供給電路，并具有整流電路和平滑電路，3為開(kāi)關(guān)電路，且構(gòu)成使用多個(gè)開(kāi)關(guān)元件SWi的逆變器，4為脈沖變壓器。另外，開(kāi)關(guān)元件SWi優(yōu)選使用M0S-FET，也可為IGBT、晶體管等半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件。此外，5為電流檢測(cè)器，6為放大電路，且取得與檢測(cè)出的直流電流成分成比例的比例電壓成分、以及采用預(yù)定的時(shí)間常數(shù)對(duì)該直流電流成分進(jìn)行積分后的積分電壓成分，7為OR電路，用于提取比例電壓成分和積分電壓成分之中較大的成分。另外，8為振蕩電路，按照所設(shè)定的周期振蕩出例如占空比為50%的矩形波，但是，對(duì)應(yīng)所述OR電路7的輸出的大小將占空比50%以下的矩形波控制為例如輸出25%的矩形波，并進(jìn)一步在所述OR電路7的輸出大到超出極限的情況下，設(shè)定為輸出占空比0%的矩形波(即，振蕩停止)。另外，9為短脈沖發(fā)生電路，以來(lái)自振蕩電路8的輸出的上升點(diǎn)為基準(zhǔn)，生成預(yù)定的例如占空比10%的矩形波。此外，10為選通驅(qū)動(dòng)電路，接受短脈沖發(fā)生電路9的輸出，生成針對(duì)所述開(kāi)關(guān)元件SWi的選通控制信號(hào)。在開(kāi)關(guān)電路3中，從原理上來(lái)講，通過(guò)接通開(kāi)關(guān)元件SWl和SW4，從而向脈沖變壓器4供給圖示的從上方朝向下方的電流，相反，通過(guò)接通開(kāi)關(guān)元件SW2和SW3，從而向脈沖變壓器4供給圖示的從下方朝向上方的電流。即，與所述振蕩電路8的振蕩頻率相對(duì)應(yīng)地向容性負(fù)載I施加上升陡峻、下降較緩的正極性三角波和負(fù)極性三角波。換言之，由于來(lái)自短脈沖發(fā)生電路9的矩形波的占空比為50%以下的值，因此施加上述的上升陡峻、下降較緩的三角波。圖I所示的脈沖變壓器4的二次側(cè)的電壓為所述三角波電壓，即具有(iii)與陸峻的上升相對(duì)應(yīng)的脈沖波成分(iv)與平緩的下降相對(duì)應(yīng)的減衰波成分的交變電壓，且把該交變電壓施加到容性負(fù)載I。此時(shí)，假設(shè)容性負(fù)載I的電容為C1時(shí)，在本發(fā)明中把脈沖變壓器4的二次側(cè)漏感L1與脈沖波成分的脈沖寬度T ^的關(guān)系設(shè)定為滿(mǎn)足下式的值。L1 = ( t0/ji)2X (1/Q......(I)也就是說(shuō)，通過(guò)容性負(fù)載I的電容C1，與脈沖的重復(fù)周期無(wú)關(guān)地按照所述脈沖寬度T ^選定脈沖變壓器4的二次側(cè)漏感，或者由脈沖變壓器4的二次側(cè)漏感確定脈沖寬度T 00發(fā)明的效果在本發(fā)明中，能夠在生成作為上升陡峻的三角波電壓而得到的、脈沖寬度T ^的脈沖重復(fù)周期的交變電壓的基礎(chǔ)上，在該交變電壓中的最大功率效率和輸出電壓為任意重復(fù)周期的情況下，向容性負(fù)載施加高電壓，其結(jié)果是，能夠以較少的投入功率去除例如廢氣中的氮氧化物和硫氧化物。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)向容性負(fù)載供給高電壓的變壓器的小型化、輕量化以及低成本。


圖I示出本發(fā)明的整體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。(第一實(shí)施例)圖2示出各部的波形圖。(第一實(shí)施例)圖3示出通過(guò)使開(kāi)關(guān)元件接通/斷開(kāi)的定時(shí)向容性負(fù)載施加的高電波形。(第一實(shí)施例)圖4示出關(guān)于圖I所示的放大電路和OR電路的原理結(jié)構(gòu)圖。(第一實(shí)施例)圖5是用于說(shuō)明振蕩電路輸出的矩形波的占空比的圖。(第一實(shí)施例)圖6是選擇脈沖變壓器的二次側(cè)漏感H來(lái)測(cè)量脈沖變壓器輸出電壓峰值kVpp并標(biāo)繪成曲線(xiàn)的圖。(第一實(shí)施例)
圖7是示出在選擇了具有與圖6中的點(diǎn)①對(duì)應(yīng)的值的脈沖變壓器的二次側(cè)漏感的情況下的、施加到圖I所示的容性負(fù)載I的電壓波形的圖。(第一實(shí)施例)圖8是示出在選擇了具有與圖6中的點(diǎn)③對(duì)應(yīng)的值的脈沖變壓器的二次側(cè)漏感的情況下的、施加到圖I所示的容性負(fù)載I的電壓波形的圖。(第一實(shí)施例)圖9是示出在選擇了具有與圖6中的點(diǎn)④對(duì)應(yīng)的值的脈沖變壓器的二次側(cè)漏感的情況下的、施加到圖I所示的容性負(fù)載I的電壓波形的圖。(第一實(shí)施例)標(biāo)號(hào)說(shuō)明I :容性負(fù)載；2 :直流電壓供給電路；3 :開(kāi)關(guān)電路；4 :脈沖變壓器；5 :電流檢測(cè)器；6 :放大電路；7 0R電路；8 :振湯電路；9 :短脈沖發(fā)生電路；10 :選通驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施例方式以下根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例I本發(fā)明的高電壓施加裝置具有圖I所示的結(jié)構(gòu)，圖2示出了各部的波形圖。①、②振蕩電路8振蕩出相位錯(cuò)開(kāi)的2個(gè)矩形波。雖然圖示的“振蕩電路輸出信號(hào)I”和“振蕩電路輸出信號(hào)2”之間實(shí)際上存在預(yù)定的“同時(shí)斷開(kāi)期間”，但是，在本說(shuō)明書(shū)中為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)將該情況也稱(chēng)作占空比50%的矩形波。③、④短脈沖發(fā)生電路9與圖不的“振蕩電路輸出信號(hào)I”和“振蕩電路輸出信號(hào)2”各自的上升定時(shí)相對(duì)應(yīng)地生成上升的短脈沖。即，生成圖示的“短脈沖發(fā)生電路輸出信號(hào)I”和“短脈沖發(fā)生電路輸出信號(hào)2”。⑤、⑥、⑦、⑧施加到開(kāi)關(guān)元件SWl至SW4的選通信號(hào)根據(jù)“短脈沖發(fā)生電路輸出信號(hào)I”和“短脈沖發(fā)生電路輸出信號(hào)2”變?yōu)槿鐖D所示。⑨經(jīng)由脈沖變壓器4對(duì)容性負(fù)載施加上升陡峻、下降平緩的正極性和負(fù)極性的三角波。圖3示出通過(guò)使開(kāi)關(guān)元件接通/斷開(kāi)的定時(shí)向容性負(fù)載施加的高電壓波形。例如，設(shè)開(kāi)關(guān)元件SWl和SW4接通的定時(shí)為圖示(a)的起點(diǎn)的時(shí)刻，且斷開(kāi)的定時(shí)是圖示(b)的終點(diǎn)的時(shí)刻，則圖3所示的波形的上升時(shí)間T(rise)(圖示(a)的期間)由下式給出T(rise) = T(r · delay) +5 τ (rise)其中，T(r · delay)為PWM開(kāi)關(guān)調(diào)壓器1C、單觸發(fā)1C、光耦合器和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW的上升延遲時(shí)間的總和。T (rise)為由容性負(fù)載I的等價(jià)靜電容量C與開(kāi)關(guān)電路、脈沖變壓器、布線(xiàn)等的合成電阻值Rt確定的時(shí)間常數(shù)(該時(shí)間常數(shù)乘以“4. 605”時(shí)成為峰值的99%的值，因此通過(guò)乘以時(shí)間常數(shù)“5”，成為達(dá)到峰值的時(shí)間)。此外，峰值電壓維持時(shí)間T(peak)(圖示(b)的期間)為T(mén) (peak) = T (on) -T (rise)其中，T(on)是由短脈沖發(fā)生電路設(shè)定的脈沖寬度(另外，將T(on)設(shè)定為T(mén)(peak)與T(rise)之和小于后述的下降時(shí)間T(fall))。 此外，設(shè)開(kāi)關(guān)元件SWl和SW4斷開(kāi)的定時(shí)為圖示(C)的起點(diǎn)的時(shí)刻時(shí)，圖3所示的波形的下降時(shí)間T(fall)(圖示(C)的期間)為T(mén)(fall) = T(f delay) +5 x (fall)其中，T(f delay)為PWM開(kāi)關(guān)調(diào)壓器1C、單觸發(fā)1C、光耦合器和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW的下降延遲時(shí)間的總和。T (fall)為由容性負(fù)載I的等價(jià)靜電容量C與容性負(fù)載I的電阻RB確定的時(shí)間常數(shù)(此時(shí)也通過(guò)乘以“5”，成為達(dá)到零電平的時(shí)間)。圖4示出關(guān)于圖I所示的放大電路和OR電路的原理結(jié)構(gòu)圖。圖中的標(biāo)號(hào)6、7與圖I對(duì)應(yīng)，6-10和6-11表示放大器，6-20表示具有CR電路的時(shí)間常數(shù)電路且與積分電路部對(duì)應(yīng)，6-21表示具有電阻電路的比例電路部，7-10和7-11表示二極管，7-2表示分壓電路。供給到放大電路6的、通過(guò)電流檢測(cè)器5檢測(cè)出的直流電流成分經(jīng)由比例電路部
6-21輸入到放大器6-11，并作為比例電壓成分輸出。此外，該檢測(cè)出的直流電流成分經(jīng)由積分電路部6-20輸入到放大器6-10,并作為積分電壓成分輸出。兩者的電壓成分輸入到由二極管7-10、7_11和分壓電路7-2構(gòu)成的OR電路7，如眾所周知地，選擇具有任意一個(gè)較大值的成分，進(jìn)行分壓并輸出。該分壓后的輸出供給到圖I所示的振蕩電路8。如上所述，上升陡峻的高電壓施加到容性負(fù)載I時(shí)，向該容性負(fù)載I流入較大的突發(fā)電流。以與該突發(fā)電流對(duì)應(yīng)的形式，圖I所示的電流檢測(cè)器5輸出的直流電流成分也瞬間變大，但突發(fā)電流終將減小，該直流電流成分也隨著變小。其結(jié)果是，即便在與突發(fā)電流對(duì)應(yīng)的比例電壓成分與積分電壓成分被供給到OR電路7的情況下，來(lái)自圖4所示的分壓電路7-2的輸出也成為譬如峰值一時(shí)增大的電壓。與此相對(duì)，假設(shè)在容性負(fù)載I中產(chǎn)生短路的情況下，伴隨該短路的短路電流充分變大且在時(shí)間上持續(xù)。由此，在電流檢測(cè)器5檢測(cè)到的與該短路電流對(duì)應(yīng)的直流電流成分的情況下，來(lái)自O(shè)R電路7中的分壓電路7-2的輸出變成超過(guò)預(yù)定電平而持續(xù)的電壓。圖5是用于說(shuō)明振蕩電路輸出的矩形波的占空比的圖。在后面對(duì)振蕩電路8 (圖I所示)的結(jié)構(gòu)和振蕩電路8輸出的矩形波的振蕩頻率進(jìn)行描述，如圖5的左側(cè)所不，通過(guò)振蕩電路8振蕩出的矩形波的占空比在從所述OR電路7供給的電壓為圖示V1以下的情況下，變?yōu)檎伎毡?0%，在從OR電路7供給的電壓為V2或者V2以上的情況下，變?yōu)檎伎毡?% (即，振蕩停止)，在從OR電路7供給的電壓超過(guò)圖示V1且小于V2的情況下，變?yōu)檎伎毡?5%。
如前所述，在流入容性負(fù)載I的突發(fā)電流的情況下，來(lái)自O(shè)R電路7的輸出如圖5的左側(cè)中作為“突發(fā)電流部分”所示地，也存在瞬間超過(guò)上述電壓V1的情況，但是，不會(huì)達(dá)到電壓V2 (設(shè)計(jì)成不會(huì)達(dá)到)，而在發(fā)生短路的情況下，如圖5的左側(cè)中示為“短路電流部分”那樣，來(lái)自O(shè)R電路7的輸出會(huì)超過(guò)電壓v2。由此，在圖I所示結(jié)構(gòu)的情況下，產(chǎn)生短路時(shí)，振蕩電路8停止振蕩(S卩，占空比為0%)，另一方面，即便突發(fā)電流少許變大，振蕩電路8也只是把占空比50%的矩形波暫時(shí)變?yōu)檎伎毡?5 %的矩形波而繼續(xù)振蕩。如前所述，根據(jù)來(lái)自振蕩電路8的輸出，由于短脈沖發(fā)生電路9生成具有預(yù)定的占空比的短脈沖，因此，即便如前所述地振蕩電路8的占空比從50%變?yōu)?5%，供給到圖示的選通驅(qū)動(dòng)電路10的脈沖波的占空比也不會(huì)變化。但是，在發(fā)生短路時(shí)，振蕩電路8停止振 蕩，短脈沖發(fā)生電路9也不再生成短脈沖，其結(jié)果是，開(kāi)關(guān)電路3中的開(kāi)關(guān)元件SWl至SW4的接通/斷開(kāi)動(dòng)作停止。在本發(fā)明中，設(shè)容性負(fù)載I的電容為C1時(shí)，脈沖變壓器4的二次側(cè)漏感L1根據(jù)脈沖波成分的脈沖寬度Ttl成為L(zhǎng)1= ( τ 0/ Ji )2X {1/Q的值。也就是說(shuō)，通過(guò)容性負(fù)載I的電容C1，與脈沖的重復(fù)周期無(wú)關(guān)地，按照所述脈沖寬度τ 0來(lái)選定脈沖變壓器4的二次側(cè)漏感。另外，本申請(qǐng)所說(shuō)的“脈沖變壓器4的二次側(cè)漏感L/’是指包含脈沖變壓器4的二次側(cè)的引線(xiàn)和在該二次側(cè)附加插入的電感元件(未圖示)的“等價(jià)電感”。此外，設(shè)容性負(fù)載I的電容為C1，如果脈沖變壓器4中的二次側(cè)漏感為L(zhǎng)1,則調(diào)整短脈沖發(fā)生電路9，以使脈沖波成分的脈沖寬度飛0為工0=。進(jìn)一步說(shuō)，如后述的圖8所示，假設(shè)脈沖寬度Ttl= 10 μ S，負(fù)載的電容C1 = ZOOpF時(shí)，高電壓脈沖變壓器的二次側(cè)漏感L1的值為L(zhǎng)1 = ( t0/ji)2X (1/Q= O. 0507H= 50. 7mH。圖6是選擇脈沖變壓器的二次側(cè)漏感H，并測(cè)量脈沖變壓器輸出電壓峰值kVpp后標(biāo)繪成曲線(xiàn)的圖。圖6中的曲線(xiàn)是平滑地連結(jié)所述標(biāo)繪點(diǎn)的線(xiàn)。圖7至圖9是分別示出了在選擇具有與圖6中的點(diǎn)①、③、④對(duì)應(yīng)的值的脈沖變壓器的二次側(cè)漏感的情況下的、施加到圖I所示的容性負(fù)載I的電壓波形的圖。在圖7中示出了在減小的方向上偏離了對(duì)應(yīng)于圖6所示虛線(xiàn)的被認(rèn)為是最佳的脈沖變壓器二次側(cè)漏感時(shí)的波形。作為圖2所示的“⑨DBD負(fù)載輸出”示出的波形在現(xiàn)實(shí)中變成圖7所示的波形而被觀測(cè)到。在圖8中示出了比較接近對(duì)應(yīng)于圖6所示虛線(xiàn)的被認(rèn)為是最佳的脈沖變壓器二次側(cè)漏感時(shí)的波形。
在圖9中示出了在增大的方向上偏離了對(duì)應(yīng)于圖6所示虛線(xiàn)的被認(rèn)為是最佳的脈沖變壓器二次側(cè)漏感時(shí)的波形。本申請(qǐng)的權(quán)利要求I所述的“所述脈沖變壓器的二次側(cè)漏感的值被確定為，使得 由所述脈沖變壓器的二次側(cè)漏感和所述容性負(fù)載的電容產(chǎn)生的振蕩電壓的半周期成為與接通/斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件的該接通期間的脈沖寬度對(duì)應(yīng)的值”的表述中的“對(duì)應(yīng)的值”是指把脈沖變壓器的二次側(cè)漏感選定為圖6所示的點(diǎn)①到點(diǎn)④的范圍內(nèi)。選定為該點(diǎn)①或點(diǎn)④時(shí)，輸出將該電感選定為最佳值時(shí)得到的“變壓器輸出電壓kVpp”的值的大致一半的值。如上所說(shuō)明地，在本發(fā)明中，由脈沖變壓器的二次側(cè)漏感和容性負(fù)載的電容產(chǎn)生的振蕩波不是與作為圖2所示的“⑨DBD負(fù)載輸出”示出的整個(gè)三角波狀波形的重復(fù)周期共振的形式，優(yōu)選設(shè)計(jì)為具有與該三角波狀波形中的先頭的脈沖狀成分的脈沖寬度T C1相應(yīng)的半周期。因此，如圖6至圖9所示，施加到容性負(fù)載I的電壓的峰值大幅增大。另外，在本發(fā)明的情況下，即便在使施加到容性負(fù)載I 的正峰和負(fù)峰的重復(fù)周期變化的情況下，也不需要使上述L1 = (T0Z3I)2X(IZC1)中給出的條件變化。即，即便任意地改變脈沖重復(fù)周期，也可施加高峰值電壓。這表示與圖I相關(guān)地說(shuō)明的、與直流電流成分的大小相對(duì)應(yīng)地改變占空比的結(jié)構(gòu)不會(huì)帶來(lái)所不期望的影響。不用說(shuō),在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的內(nèi)容中，該專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2中的電路上產(chǎn)生的由電容和電感產(chǎn)生的諧振頻率的周期與施加到容性負(fù)載I的正峰和負(fù)峰的重復(fù)周期--對(duì)應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種使用脈沖電壓的高電壓施加裝置，該高電壓施加裝置向容性負(fù)載施加上升陡峻的高電壓，并且具有經(jīng)由脈沖變壓器向容性負(fù)載供給上升陡峻的脈沖波的開(kāi)關(guān)電路，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)電路具有通過(guò)選通控制而被接通/斷開(kāi)的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件， 所述聞電壓施加裝置具有振蕩電路，該振蕩電路可生成預(yù)定的占空比a %、占空比0%、以及從該占空比a %到占空比0%之間的至少中間的占空比e (a > @ >0)%的信號(hào)， 所述高電壓施加裝置構(gòu)成為，與來(lái)自該振蕩電路的矩形波的輸出的上升相對(duì)應(yīng)地生成僅在預(yù)定的期間產(chǎn)生接通電壓的短脈沖，并根據(jù)該短脈沖對(duì)所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行選通控制，同時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路的輸出端經(jīng)由脈沖變壓器向所述容性負(fù)載施加電壓， 所述脈沖變壓器的二次側(cè)漏感的值被確定為，使得由所述脈沖變壓器的二次側(cè)漏感和所述容性負(fù)載的電容產(chǎn)生的振蕩電壓的半周期成為與接通/斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件的該接通期間的脈沖寬度對(duì)應(yīng)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用脈沖電壓的高電壓施加裝置，其特征在于， 所述振蕩電路具有以下結(jié)構(gòu)能夠與如下電壓成分的大小相對(duì)應(yīng)地，取預(yù)定的占空比a %、占空比0%、以及從該占空比a %到占空比0%之間的至少中間的占空比3 (a > 3> 0) %，其中，所述電壓成分為關(guān)于流入所述開(kāi)關(guān)電路的直流電流成分的、與該直流電流成分成比例的比例電壓成分，和按照預(yù)定時(shí)間常數(shù)對(duì)該直流電壓成分進(jìn)行積分而得到的積分電壓成分中任意一個(gè)較大的電壓成分。
3.一種使用脈沖電壓的高電壓施加方法，該方法向容性負(fù)載施加上升陡峻的高電壓，為了使用脈沖電壓，該方法通過(guò)下述裝置來(lái)施加高電壓 該裝置經(jīng)由脈沖變壓器供給上升陡峻的脈沖波， 該裝置采用了具有通過(guò)選通控制而被接通/斷開(kāi)的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)電路；以及振湯電路，其可生成預(yù)定的占空比a %、占空比0%、以及從該占空比到占空比0%之間的至少中間的占空比e (a > @ >o)%的信號(hào)， 與來(lái)自該振蕩電路的矩形波的輸出的上升相對(duì)應(yīng)地生成僅在預(yù)定的期間產(chǎn)生接通電壓的短脈沖，并根據(jù)該短脈沖對(duì)所述開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行選通控制，同時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路的輸出端經(jīng)由脈沖變壓器向所述容性負(fù)載施加脈沖電壓， 其特征在于， 給定滿(mǎn)足下式的脈沖變壓器的二次側(cè)漏感L1和脈沖波的脈沖寬度T ^的值，L1 = (t0/ji)2X (1/Q 其中，C1為容性負(fù)載的電容。
全文摘要
在使用脈沖電壓的高電壓施加裝置中，經(jīng)由脈沖變壓器(4)向容性負(fù)載(1)施加具有上升陡峻的脈沖狀峰的脈沖寬度τ0的高電壓，此時(shí)，容性負(fù)載(1)的電容C1與脈沖變壓器(4)的二次側(cè)漏感L1之間的關(guān)系滿(mǎn)足L1＝(τ0/π)2×(1/C1)。由此，能夠在經(jīng)由脈沖變壓器向容性負(fù)載施加具有脈沖狀峰的高電壓時(shí)，使脈沖狀峰增大，且施加任意的脈沖重復(fù)頻率。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK102668357SQ201080042298
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者三浦友規(guī) 申請(qǐng)人:澤藤電機(jī)株式會(huì)社