特開 2024-27249 イオン発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024027249

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】イオン発生装置

(51)【国際特許分類】

   H01T 23/00 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

H01T23/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022129889

(22)【出願日】2022-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】319006047

【氏名又は名称】シャープセミコンダクターイノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤山 利也

(57)【要約】

【課題】正イオンの濃度と負イオンの濃度とのアンバランスの発生を抑制しながら、正イオンの濃度および負イオンの濃度が減少することを抑制することができるイオン発生回路およびイオン発生装置を提供する。
【解決手段】イオン発生装置は、一対の正イオン発生電極および一対の負イオン発生電極を含むイオン発生回路と、前記イオン発生回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記一対の正イオン発生電極の間への第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形の正電圧の印加と、前記一対の負イオン発生電極の間への第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の負電圧の印加と、を異なる期間に行われるように、前記イオン発生回路を制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の正イオン発生電極および一対の負イオン発生電極を含むイオン発生回路と、
前記イオン発生回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対の正イオン発生電極の間への第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形の正電圧の印加と、前記一対の負イオン発生電極の間への第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の負電圧の印加と、が異なる期間に行われるように、前記イオン発生回路を制御する、イオン発生装置。

【請求項2】

前記イオン発生回路は、
直流電源に接続された一次側コイルを有する一次側回路と、
前記一次側コイルと協働してトランスを構成し、前記一次側コイルに印加された電圧を上昇させる二次側コイルを有する二次側回路と、を含み、
前記二次側回路は、前記一対の正イオン発生電極および前記一対の負イオン発生電極を含み、
前記制御部は、前記第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形および前記第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の生成が前記二次側回路で行われるように、前記二次側回路を制御する、請求項１に記載のイオン発生装置。

【請求項3】

前記一次側回路は、直流電源と前記一次側コイルとの間に直列接続された第１スイッチング素子を含み、
前記二次側回路は、
前記二次側コイルの一方端に第１アノードが電気的に接続された第１ダイオードと、
前記一対の正イオン発生電極の一方を構成し、前記第１ダイオードの第１カソードに電気的に接続された第１放電電極と、
前記一対の正イオン発生電極の他方を構成し、前記二次側コイルの他方端に電気的に接続され、かつ、前記第１放電電極と協働して放電を引き起こす第１受電電極と、
前記第１カソードと前記第１放電電極との間の第１電気経路と、前記二次側コイルの他方端から延びる第２電気経路と、を接続する第３電気経路に電気的に接続された第２スイッチング素子と、
前記二次側コイルの前記一方端に第２カソードが電気的に接続された第２ダイオードと、
前記一対の負イオン発生電極の一方を構成し、前記第２ダイオードの第２アノードに電気的に接続された第２放電電極と、
前記一対の負イオン発生電極の他方を構成し、前記二次側コイルの他方端に電気的に接続され、かつ、前記第２放電電極と協働して放電を引き起こす第２受電電極と、
前記第２アノードと前記第２放電電極との間の第４電気経路と、前記第２電気経路と、を接続する第５電気経路に電気的に接続された第３スイッチング素子と、
を備えた、
請求項２に記載のイオン発生装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記第１スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御することにより、前記一次側コイルに一次側リンギング電圧波形を生成させ、それにより、前記二次側コイルに二次側リンギング電圧波形を生成させ、
前記第２スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御することにより、前記第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形の正電圧として、前記二次側リンギング電圧波形のうちの正側波形の電圧を、前記第１放電電極と前記第１受電電極との間に印加し、
前記第３スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御することにより、前記第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の負電圧として、前記二次側リンギング電圧波形のうちの負側波形の電圧を、前記第２放電電極と前記第２受電電極との間に印加する、
請求項３に記載のイオン発生装置。

【請求項5】

前記イオン発生回路は、
直流電源に接続された一次側コイルを有する一次側回路と、
前記一次側コイルと協働してトランスを構成し、前記一次側コイルに印加された電圧を上昇させる二次側コイルを有する二次側回路と、を含み、
前記二次側回路は、前記一対の正イオン発生電極および前記一対の負イオン発生電極を含み、
前記制御部は、前記第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形および前記第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の生成が前記一次側回路で行われるように、前記一次側回路を制御する、請求項１に記載のイオン発生装置。

【請求項6】

前記一次側回路は、
直流電源の正電極および負電極の一方に電気的に接続され得る第１スイッチング素子と、
前記一次側コイルの他方端に電気的に接続され、かつ、前記直流電源の前記正電極および前記負電極の他方に電気的に接続され得る第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子と前記一次側コイルの一方端との間の第１電気経路、ならびに、前記第２スイッチング素子と前記直流電源の前記正電極および前記負電極の他方との間の第２電気経路のそれぞれに接続された第３電気経路に電気的に接続された第３スイッチング素子と、
前記直流電源の前記正電極および前記負電極の一方と前記第１スイッチング素子との間の第４電気経路、および、前記一次側コイルの他方端と前記第２スイッチング素子との間の第５電気経路のそれぞれに接続された第６電気経路に電気的に接続された第４スイッチング素子と、
を備えた、
請求項５に記載のイオン発生装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記一次側コイルに前記第１リンギング電圧波形の正側の波形のみが生成される正期間および前記一次側コイルに前記第２リンギング電圧波形の負側の波形のみが生成される負期間が存在するように、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、および前記第４スイッチング素子のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する、
請求項６に記載のイオン発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、イオン発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、正イオンおよび負イオンの双方を発生させるイオン発生回路と、イオン発生回路を制御する制御部と、を備えたイオン発生装置の開発が行われている。このようなイオン発生装置においては、イオン発生回路に設けられた共振回路によって発生するリンギング電圧波形を利用して、正イオンおよび負イオンの双方を同時に発生させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２２６８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記したイオン発生装置によれば、正イオンおよび負イオンの双方を同時に発生させているため、空気中で発生した正イオンと負イオンとが再結合する確率が高い。その結果、空気中の正イオンおよび負イオンの濃度が減少する。

【0005】

本開示は、上述の問題に鑑みなされたものである。本開示の目的は、正イオンの濃度および負イオンの濃度が減少することを抑制することができるイオン発生装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様のイオン発生装置は、一対の正イオン発生電極および一対の負イオン発生電極を含むイオン発生回路と、前記イオン発生回路を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記一対の正イオン発生電極の間への第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形の正電圧の印加と、前記一対の負イオン発生電極の間への第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の負電圧の印加と、が異なる期間に行われるように、前記イオン発生回路を制御する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態１のイオン発生装置の概要を説明するための機能ブロック図である。

【図2】実施の形態１のイオン発生回路および制御部を含むイオン発生装置を示す回路図である。

【図3】実施の形態１のイオン発生装置の制御部が実行するスイッチング処理を説明するためのタイミングチャートである。

【図4】実施の形態２のイオン発生装置の概要を説明するための機能ブロック図である。

【図5】実施の形態２のイオン発生回路および制御部を含むイオン発生装置を示す回路図である。

【図6】実施の形態２のイオン発生装置の制御部が実行するスイッチング処理を説明するためのタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の実施の形態のイオン発生装置を、図面を参照しながら説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は繰り返さない。

【0009】

（実施の形態１）
図１～図３を用いて、実施の形態１のイオン発生装置１００を説明する。

【0010】

図１は、実施の形態１のイオン発生装置１００の概要を説明する機能ブロック図である。

【0011】

図１に示されるように、イオン発生装置１００は、高電圧制御部ＣＴ１、高電圧発生部ＨＧ、イオン発生部ＩＧ、および出力クランプ制御部ＣＴ２を備えている。高電圧制御部ＣＴ１は、高電圧発生部ＨＧを制御する。高電圧発生部ＨＧは、後述されるトランスを介して、イオン発生部ＩＧに交流電圧を伝達する。イオン発生部ＩＧは、伝達された交流電圧の波形の一部を利用して、イオンを発生させる。具体的には、出力クランプ制御部ＣＴ２は、イオン発生部ＩＧの一対の正イオン発生電極に印加される電圧波形の負側をクランプし、イオン発生部ＩＧの一対の負イオン発生電極に印加される電圧波形の正側をクランプする。それにより、正イオンおよび負イオンを時系列的に交互に発生させる。そのため、発生した正イオンおよび負イオンが再結合によって消滅する確率を低減することができる。その結果、正イオンの濃度および負イオンの濃度が減少することを抑制することができる。以下、このことを具体的に説明する。

【0012】

図２は、実施の形態１のイオン発生回路１０および制御部ＣＴを含むイオン発生装置１００を示す回路図である。

【0013】

図２に示されるように、イオン発生装置１００は、イオン発生回路１０と制御部ＣＴとを備えている。図２から分かるように、イオン発生装置１００は、図１を用いて説明した高電圧制御部ＣＴ１、高電圧発生部ＨＧ、イオン発生部ＩＧ、および出力クランプ制御部ＣＴ２を備えている。なお、制御部ＣＴは、高電圧制御部ＣＴ１および出力クランプ制御部ＣＴ２を含む。

【0014】

以下、本実施の形態のイオン発生回路１０および制御部ＣＴを具体的に説明する。

【0015】

イオン発生回路１０は、正イオンおよび負イオンを発生させるための電気回路である。イオン発生回路１０は、トランスＴＲを介して、一次側回路ＰＣＲと二次側回路ＳＣＲとを含んでいる。トランスＴＲは、一次側回路ＰＣＲの一次側コイルＰＣに供給された交流電力を、一次側コイルＰＣに供給された電力の周波数を変えることなく、二次側回路ＳＣＲの二次側コイルＳＣへ伝達する。トランスＴＲは、直流電源ＤＰの電圧を変換するためのものであるため、一次側コイルＰＣに印加される交流電圧（たとえば、１００Ｖ）の振幅と、二次側コイルＳＣに印加される交流電圧（たとえば、４ＫＶ）の振幅とは異なっている。本実施の形態のトランスＴＲは、一次側コイルＰＣと一次側コイルＰＣに印加される電圧を上昇させる二次側コイルＳＣとを有する昇圧回路である。

【0016】

一次側回路ＰＣＲは、第１スイッチング素子ＳＷ１および一次側コイルＰＣを含んでいる。本実施の形態においては、一次側回路ＰＣＲは、直流電源ＤＰを含んでいないものとする。この場合、一次側回路ＰＣＲは、建物または設備等に付随して設けられている汎用の直流電源ＤＰに電気的に接続可能に構成されていればよい。ただし、一次側回路ＰＣＲが直流電源ＤＰを含んでいてもよい。直流電源ＤＰは、電池であってもよく、また、交流電源を直流電源へ変換するＡＤ－ＤＣ変換器であってもよい。より具体的に説明すると、一次側回路ＰＣＲは、次のような構成を備えている。

【0017】

本実施の形態においては、第１スイッチング素子ＳＷ１は、直流電源ＤＰに直列接続されている。一次側コイルＰＣは、第１スイッチング素子ＳＷ１を介して、直流電源ＤＰに直列接続されている。直流電源ＤＰの正電極ＰＥが第１スイッチング素子ＳＷ１の一方側の端子に電気的に接続されている。第１スイッチング素子ＳＷ１の他方側の端子が一次側コイルＰＣの一方端に電気的に接続されている。一次側コイルＰＣの他方端が直流電源ＤＰの負電極ＮＥに電気的に接続されている。

【0018】

二次側回路ＳＣＲは、二次側コイルＳＣ、第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２、第１放電電極ＤＥ１、第１受電電極ＲＥ１、第２放電電極ＤＥ２、第２受電電極ＲＥ２、第２スイッチング素子ＳＷ２、および第３スイッチング素子ＳＷ３を備えている。より具体的に説明すると、二次側回路ＳＣＲは、次のような構成を備えている。

【0019】

二次側コイルＳＣは、一次側コイルＰＣと協働してトランスＴＲを構成する。第１ダイオードＤ１の第１アノードＡ１は、二次側コイルＳＣの一方端に電気的に接続されている。第１ダイオードＤ１の第１カソードＫ１は、第１放電電極ＤＥに電気的に接続されている。第２ダイオードＤ２の第２アノードＡ２は、第２放電電極ＤＥ２に電気的に接続されている。第２ダイオードＤ２の第２カソードＫ２は、二次側コイルＳＣの一方端に電気的に接続されている。

【0020】

見方を変えると、イオン発生回路１０は、二次側回路ＳＣＲにおいて、一対の正イオン発生電極ＰＩおよび一対の負イオン発生電極ＮＩを含んでいる。一対の正イオン発生電極ＰＩは、一方の電極として、第１放電電極ＤＥ１を有し、他方の電極として第１受電電極ＲＥ１を有している。一対の負イオン発生電極ＮＩは、一方の電極として、第２放電電極ＤＥ２を有し、他方の電極として第２受電電極ＲＥ２を有している。

【0021】

制御部ＣＴは、イオン発生回路１０を制御する。具体的には、高電圧制御部ＣＴ１がスイッチング素子ＳＷ１を制御する。出力クラインプ制御部ＣＴ２がスイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ３を制御する。本実施の形態においては、制御部ＣＴは、プログラムに基づいてイオン発生回路１０の複数のスイッチング素子を制御する１または複数のプロセッサを含む。複数のスイッチング素子は、後に詳述される。ただし、制御部ＣＴは、イオン発生回路１０の複数のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御するものであれば、１または複数の専用の回路を含むものであってもよい。なお、本実施の形態においては、回路という用語は、電気回路または電子回路を意味する。

【0022】

また、本実施の形態においては、一対の正イオン発生電極ＰＩは、針状部材により構成された第１放電電極ＤＥ１と平板状部材により構成された第１受電電極ＲＥ１とを含む。しかしながら、一対の正イオン発生電極ＰＩの形状は、互いの間に電圧が印加されることにより、互いの間に正イオンを発生できる形状であれば、いかなるものであってもよい。一対の負イオン発生電極ＮＩは、本実施の形態においては、針状部材により構成された第２放電電極ＤＥ２と平板状部材により構成された第２受電電極ＲＥ２とを含む。しかしながら、一対の負イオン発生電極ＮＩの形状は、互いの間に電圧が印加されることにより、互いの間に負イオンを発生できる形状であれば、いかなるものであってもよい。

【0023】

第１放電電極ＤＥ１は、第１ダイオードＤ１の第１カソードＫ１に電気的に接続されている。第１受電電極ＲＥ１は、二次側コイルＳＣの他方端に電気的に接続されている。第１受電電極ＲＥ１と第１放電電極ＤＥ１とは、一対の正イオン発生電極ＰＩを構成し、協働して第１受電電極ＲＥ１と第１放電電極ＤＥ１との間に放電を引き起こす。第２放電電極ＤＥ２は、第２ダイオードＤ２の第２アノードＡ２に電気的に接続されている。第２受電電極ＲＥ２は、二次側コイルＳＣの他方端に電気的に接続されている。第２放電電極ＤＥ２と第２受電電極ＲＥ２とは、一対の負イオン発生電極ＮＩを構成し、協働して第２放電電極ＤＥ２と第２受電電極ＲＥ２との間に放電を引き起こす。

【0024】

第２スイッチング素子ＳＷ２は、第１カソードＫ１と第１放電電極ＤＥ１との間の第１電気経路ＥＰ１と、二次側コイルＳＣの他方端から延びる第２電気経路ＥＰ２と、を接続する第３電気経路ＥＰ３に電気的に接続されている。第３スイッチング素子ＳＷ３は、第２アノードＡ２と第２放電電極ＤＥ２との間の第４電気経路ＥＰ４と、第２電気経路ＥＰ２と、を接続する第５電気経路ＥＰ５に電気的に接続されている。

【0025】

制御部ＣＴは、プログラムが内蔵されたプロセッサを含む。制御部ＣＴは、プログラムに基づいて、イオン発生回路１０を制御する。制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、および第３スイッチング素子ＳＷ３を制御する。制御部ＣＴの高電圧制御部ＣＴ１は、第１スイッチング素子ＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。このとき、高電圧制御部ＣＴ１は、一次側コイルＰＣに一次側リンギング電圧波形を生成させ、それにより、二次側コイルＰＣに二次側リンギング電圧波形を生成させる。制御部ＣＴの出力クランプ制御部ＣＴ２は、第２スイッチング素子ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。それにより、出力クランプ制御部ＣＴ２は、二次側リンギング電圧波形のうちの正側波形の電圧を、第１放電電極ＤＥ１と第１受電電極ＲＥ１との間に印加する。制御部ＣＴの出力クランプ制御部ＣＴ２は、第３スイッチング素子ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。それにより、出力クランプ制御部ＣＴ２は、二次側リンギング電圧波形のうちの負側波形の電圧を、第２放電電極ＤＥ２と第２受電電極ＲＥ２との間に印加する。

【0026】

第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、および第３スイッチング素子ＳＷ３のそれぞれは、トランジスタにより構成されている。制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、および第３スイッチング素子ＳＷ３のそれぞれのゲート電極に印加される電圧を制御する。それにより、制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、および第３スイッチング素子ＳＷ３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。その結果、制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、および第３スイッチング素子ＳＷ３のそれぞれのソース電極からドレイン電極へ流れる電流を制御する。

【0027】

図３は、実施の形態１のイオン発生装置１００の制御部ＣＴが実行するスイッチング処理を説明するためのタイミングチャートである。

【0028】

図３に示されるように、期間ＰＰにおいては、スイッチング素子ＳＷ１は、ＯＮからＯＦＦへ切り替えられた後の状態である。このとき、スイッチング素子ＳＷ２は、ＯＦＦからＯＮへ切り替えられた後の状態である。このとき、スイッチング素子ＳＷ３は、ＯＦＦ状態を継続している。それにより、期間ＰＰにおいて、第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形Ｒ＋の正電圧が、一対の正イオン発生電極ＰＩの間に印加される。

【0029】

その後、期間ＮＰにおいては、スイッチング素子ＳＷ１は、再び、ＯＮからＯＦＦへ切り替えられた後の状態である。このとき、スイッチング素子ＳＷ２は、ＯＦＦ状態を継続している。また、スイッチング素子ＳＷ３は、ＯＦＦからＯＮへ切り替えられた後の状態である。それにより、期間ＮＰにおいて、第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形Ｒ－の負電圧が一対の負イオン発生電極ＮＩの間に印加される。

【0030】

つまり、一対の正イオン発生電極ＰＩの間への第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形Ｒ＋の正電圧の印加と、一対の負イオン発生電極ＮＩの間への第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形Ｒ－の負電圧の印加と、が異なる期間に行われる。具体的には、一対の正イオン発生電極ＰＩの間への第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形Ｒ＋の正電圧の印加と、一対の負イオン発生電極ＮＩの間への第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形Ｒ－の負電圧の印加と、が交互に繰り返される。

【0031】

なお、本実施の形態においては、第１リンギング電圧波形および第２リンギング電圧波形のそれぞれは、振幅が徐々に小さくなるように減衰振動する仮想の波形である。ただし、リンギング波形は、正の電圧波形と負の電圧波形とを含むように振動する波形であれば、いかなるものであってもよい。

【0032】

本実施の形態のイオン発生回路１０およびイオン発生装置１００によれば、空気中での正イオンの濃度および負イオンの濃度が減少することを抑制することができる。

【0033】

また、本実施の形態においては、第１スイッチング素子ＳＷ１が一次側回路ＰＣＲに設けられており、第２スイッチング素子ＳＷ２および第３スイッチング素子ＳＷ３が二次側回路ＳＣＲに設けられている。そのため、第１リンギング電圧波形および第２リンギング電圧波形に対応する一次側のリンギング電圧波形の生成が一次側回路ＰＣＲで行われる。また、第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形および第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の生成が二次側回路ＳＣＲで行われる。これによれば、後述される実施の形態２に比較して、スイッチング素子の数を少なくすることができる。

【0034】

（実施の形態２）
図４～図６を用いて、実施の形態２のイオン発生回路１０およびイオン発生装置１００を説明する。なお、下記において実施の形態のイオン発生回路１０およびイオン発生装置１００と同様である点についての説明は繰り返さない。本実施の形態のイオン発生回路１０およびイオン発生装置１００は、以下の点で、実施の形態１のイオン発生回路１０およびイオン発生装置１００と異なる。

【0035】

図４は、実施の形態２のイオン発生装置１００の概要を説明する機能ブロック図である。

【0036】

図４から分かるように、本実施の形態のイオン発生装置１００は、出力クランプ制御部ＣＴ２が、イオン発生部ＩＧではなく、高電圧制御部ＨＧを制御する点において、実施の形態１のイオン発生装置１００と異なる。

【0037】

図５は、実施の形態２のイオン発生回路１０および制御部ＣＴを含むイオン発生装置１００を示す回路図である。

【0038】

図５に示されるように、イオン発生回路１０は、第１、２、および３スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、およびＳＷ３の代わりに、第１１、２２、３３、および４４スイッチング素子ＳＷ１１、ＳＷ２２、ＳＷ３３、およびＳＷ４４を備えている。また、本実施の形態の説明においては、第１、２、３、４、および５電気経路ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４、ＥＰ５は用いられない。本実施の形態の説明においては、それらの代わりに、第１１、２２、３３、４４、５５、および６６電気経路ＥＰ１１、ＥＰ２２、ＥＰ３３、ＥＰ４４、ＥＰ５５、およびＥＰ６６が用いられる。

【0039】

本実施の形態においては、第１スイッチング素子ＳＷ１１は、直流電源ＤＰの正電極ＰＥに電気的に接続されている。一次側コイルＰＣの一方端は、第１スイッチング素子ＳＷ１１に電気的に接続されている。第２スイッチング素子ＳＷ２２は、一次側コイルＰＣの他方端に電気的に接続されている。第２スイッチング素子ＳＷ２２は、直流電源ＤＰの負電極ＮＥに電気的に接続され得るように構成されている。

【0040】

第３スイッチング素子ＳＷ３３は、第３電気経路ＥＰ３３に電気的に接続されている。第３電気経路ＥＰ３３の一方端は、第１スイッチング素子ＳＷ１１と一次側コイルＰＣの一方端との間の第１電気経路ＥＰ１１に接続されている。また、第３電気経路ＥＰ３３の他方端は、第２スイッチング素子ＳＷ２２と直流電源ＤＰの負電極ＮＥとの間の第２電気経路ＥＰ２２に接続されている。

【0041】

第４スイッチング素子ＳＷ４４は、第６電気経路ＥＰ６６に電気的に接続されている。第６電気経路ＥＰ６６の一方端は、直流電源ＤＰの正電極ＰＥと第１スイッチング素子ＳＷ１１との間の第４電気経路ＥＰ４４に接続されている。また、第６電気経路ＥＰ６６の他方端は、一次側コイルＰＣの他方端と第２スイッチング素子ＳＷ２２との間の第５電気経路ＥＰ５５に接続されている。

【0042】

本実施の形態の二次側回路ＳＣＲは、実施の形態の二次側回路ＳＣＲとほぼ同様であるが、スイッチング素子を有していない点において異なる。そのため、本実施の二次側回路ＳＣＲに流れる電流は、一次側回路ＰＣＲの一次側コイルＰＣに生じる電流の変化のみに起因して変化する。

【0043】

本実施の形態の制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１１、第２スイッチング素子ＳＷ２２、第３スイッチング素子ＳＷ３３、および第４スイッチング素子ＳＷ４４のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。具体的には、高電圧制御部ＣＴ２は、第１スイッチング素子ＳＷ１１および第４スイッチング素子ＳＷ４４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、出力クランプ制御部ＣＴ２は、第２スイッチング素子ＳＷ２２および第３スイッチング素子ＳＷ３３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。それにより、一次側コイルＰＣにリンギング電圧波形の正側の波形のみが生成される正期間（図６のＰＰ参照）および一次側コイルＰＣにリンギング電圧波形の負側の波形のみが生成される負期間ＮＰ（図６のＮＰ参照）が存在するようになる。

【0044】

本実施の形態においても、第１スイッチング素子ＳＷ１１、第２スイッチング素子ＳＷ２２、第３スイッチング素子ＳＷ３３、および第４スイッチング素子ＳＷ４４のそれぞれは、トランジスタにより構成されている。また、制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１１、第２スイッチング素子ＳＷ２２、第３スイッチング素子ＳＷ３３、および第４スイッチング素子ＳＷ４４のそれぞれのゲート電極に印加される電圧を制御する。それにより、制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１１、第２スイッチング素子ＳＷ２２、第３スイッチング素子ＳＷ３３、および第４スイッチング素子ＳＷ４４のそれぞれのソース電極からドレイン電極へ流れる電流を制御する。

【0045】

図６は、実施の形態２のイオン発生装置１００の制御部ＣＴが実行するスイッチング処理を説明するためのタイミングチャートである。

【0046】

制御部ＣＴは、第１スイッチング素子ＳＷ１１、第２スイッチング素子ＳＷ２２、第３スイッチング素子ＳＷ３３、および第４スイッチング素子ＳＷ４４のそれぞれを制御する。図６では、一対の正イオン発生電極ＰＩの間への第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形Ｒ＋の正電圧の印加と、一対の負イオン発生電極ＮＩの間への第２リンギング波形の正側が除去された波形Ｒ－の負電圧の印加と、が異なる期間に行われる。したがって、本実施の形態のイオン発生回路１０およびイオン発生装置１００によっても、空気中での正イオンの濃度と負イオンの濃度とのアンバランスの発生を抑制しながら、空気中で正イオンの濃度および負イオンの濃度が減少することを抑制することができる。

【0047】

また、本実施の形態によれば、第１スイッチング素子ＳＷ１１、第２スイッチング素子ＳＷ２２、第３スイッチング素子ＳＷ３３、および第４スイッチング素子ＳＷ４４の全てが一次側回路ＰＣＲに設けられている。そのため、第１リンギング電圧波形の負側が除去された波形、および、第２リンギング電圧波形の正側が除去された波形の生成が一次側回路ＰＣＲで行われる。したがって、二次側回路ＳＣＲの構成をシンプルにすることができる。また、一次側回路ＰＣＲは、二次側回路ＳＣＲに比較して低い電圧を処理するため、実施の形態１に比較して、スイッチング素子ＳＷ１１、ＳＷ２２、ＳＷ３３、ＳＷ４４、ＳＷ５５、ＳＷ６６のそれぞれにかかる負荷を低減することができる。

【符号の説明】

【0048】

１０ イオン発生回路
１００ イオン発生装置
Ａ１ 第１アノード
Ａ２ 第２アノード
ＣＴ 制御部
Ｄ１ 第１ダイオード
Ｄ２ 第２ダイオード
ＤＥ１ 第１放電電極
ＤＥ２ 第２放電電極
ＤＰ 直流電源
ＥＰ１ 第１電気経路
ＥＰ２ 第２電気経路
ＥＰ３ 第３電気経路
ＥＰ４ 第４電気経路
ＥＰ５ 第５電気経路
ＥＰ１１ 第１電気経路
ＥＰ２２ 第２電気経路
ＥＰ３３ 第３電気経路
ＥＰ４４ 第４電気経路
ＥＰ５５ 第５電気経路
ＥＰ６６ 第６電気経路
Ｋ１ 第１カソード
Ｋ２ 第２カソード
ＮＥ 負電極
ＰＣ 一次側コイル
ＰＣＲ 一次側回路
ＰＥ 正電極
ＲＥ１ 第１受電電極
ＲＥ２ 第２受電電極
ＳＣ 二次側コイル
ＳＣＲ 二次側回路
ＳＷ１ 第１スイッチング素子
ＳＷ２ 第２スイッチング素子
ＳＷ３ 第３スイッチング素子
ＳＷ１１ 第１スイッチング素子
ＳＷ２２ 第２スイッチング素子
ＳＷ３３ 第３スイッチング素子
ＳＷ４４ 第４スイッチング素子
ＴＲ トランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】