专利名称：离子发生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及从商用电源接受电源供给来生成直流高电压用于发生正离子或负离子等的离子发生装置。
背景技术：
现在，负离子发生装置等各种离子发生装置，广泛流通，连一般家庭也广泛地使用了。这样的离子发生器，例如专利文献1所示，具备有直流电源或AC-DC(交流-直流)转换器、高压变压器及离子发生部。在采用AC-DC转换器的情况下，接受来自商用电源的电源供给，产生电压较低(例如12V)的直流电压。高压变压器，通过将由来自AC-DC转换器的直流电压所生成的交变电压进行升压，产生出高电压。在高压变压器的输出侧(二次侧) 具备有平滑电路，由该平滑电路输出高电压的直流电压。离子发生部，根据所施加的直流高电压进行电晕放电，发生出负离子或正离子。专利文献1日本特开2004-139946号公报在上述专利文献1所示的离子发生装置中，因为高压变压器的1次线圈的一端经由开关元件接地，2次线圈的一端也接地，所以在接地点上被连接了。但是，在这样构成的AC-DC转换器中，会发生下面这样的问题。图5是简化表示专利文献1的电路构成的图。由离子发生装置在空气中产生负离子情况下的各部分的电流、电压和图5的双点划线粗线所示的返回电流Ids流动的情况等效。返回电流Ids，从离子发生部30的高电位侧起，经由高压放电用电源装置IP中的高压转换器20P中的高压变压器Tr20中的二极管D20、二次侧线圈、高压变压器Tr20的二次侧线圈和一次侧线圈连接的连接线，到达AC-DC转换器10。在这里，如图5所示，虽然 AC-DC转换器10的一次侧和二次侧是绝缘的，但等效表示该AC-DC转换器10的一次侧和二次侧的绝缘电阻的Riltip就成为返回电流Ids的传播路径了。而且，返回电流Ids，从AC-DC 转换器10的一次侧流向商用电源100的地线，经由离子发生部30的高电位侧和地线间的阻抗Zds，到达离子发生部30的高电位侧。根据这样的返回电流Ids的路径，负离子被释放出来。但是，如图5所示，在AC-DC转换器10的一次侧和二次侧被绝缘的情况下，绝缘电阻Ri胃介于该一次侧和二次侧之间，在有电流流动的情况下会产生电位差。此外，如图5 所示，如果高压转换器20P的变压器Tr20的一次侧和二次侧导通的话，则它们之间的连接电阻Ri2tip约为0 Ω，在有电流流动的情况下也几乎不产生电位差。因此，如果AC-DC转换器 10的二次侧不接地的话(是浮置(floating)结构的话)，则用Zds和Riltip对由C20产生的高电压进行分压，在Ri 1(ΙΡ的两端产生高的电压。因此，在变压器TrlO的一次侧和二次侧之间，施加例如千伏等级的电压，会产生 AC-DC转换器10的绝缘被破坏而产生故障的问题。另外，因为AC-DC转换器10中的变压器 TrlO的二次侧的电位可达到例如千伏等级这样地非常高的值，因此用户触摸时有触电的可能性。
发明内容
鉴于这样的问题，本发明的目的在于实现如下的离子发生装置，即使用一次侧和二次侧直流绝缘且二次侧为浮置结构的通用AC-DC转换器，也可抑制该AC-DC转换器发生故障或由该AC-DC转换器导致的触电发生。本发明的离子发生装置，具备AC-DC转换器和高压转换器。AC-DC转换器，其变压器的一次侧和二次侧绝缘且该变压器的二次侧采用浮置结构，将来自商用电源的交流电压转换为规定电平的直流电压并输出。高压转换器，其输出端与离子发生部连接，将来自 AC-DC转换器的输出即直流电压进行升压，并向离子发生部输出。与AC-DC转换器的二次侧连接的包括高压转换器在内的电路，全部从地线浮置，除AC-DC转换器的绝缘部以外还设置至少一个绝缘部，从商用电源到离子发生部设置有两个以上的绝缘部。在该构成中，因为除AC-DC转换器的变压器的一次侧和二次侧的绝缘部以外还设置至少一个绝缘部，所以也给除AC-DC转换器的绝缘部以外的绝缘部施加高电压。因此， AC-DC转换器的变压器的一次侧和二次侧之间的电压是根据除AC-DC转换器的绝缘部以外的绝缘部两端的电压而降低的。另外，在本发明的离子发生装置中，高压转换器具备高压变压器，高压变压器的一次侧和二次侧绝缘。在该构成中，AC-DC转换器的变压器的一次侧和二次侧之间的电压是根据高压变压器的一次侧和二次侧之间的电压而降低的。另外，在本发明的离子发生装置中，高压转换器的高压变压器的一次侧和二次侧的绝缘电阻比AC-DC转换器的变压器的一次侧和二次侧的绝缘电阻大。在该构成中，因为在高压变压器的一次侧和二次侧之间产生的电压进一步升高， 所以在AC-DC转换器的变压器的一次侧和二次侧产生的电压进一步降低。据此，就更难发生故障，可以实现安全的离子发生装置。另外，在本发明的离子发生装置中，AC-DC转换器与高压转换器及离子发生部形成在不同框体上。在该构成中，示出以通用的AC适配器那样的单体预先形成的情况。这样，在高压放电用电源装置或包括该高压放电用电源装置的离子发生装置内没有配备AC适配器 (AC-DC转换器)的情况下，用户很容易接触。因此，上述构成就更有效。根据本发明，用一次侧和二次侧直流绝缘且二次侧为不接地的浮置结构的通用 AC-DC转换器，也可抑制在该AC-DC转换器的一次侧和二次侧间发生的电压。据此，可抑制 AC-DC转换器发生故障或由该AC-DC转换器导致的触电发生。
图1是第1实施方式涉及的包括高压放电用电源装置的离子发生装置的电路图。图2是概略性表示高压变压器Tr20的构造的一例的侧面剖视图。图3是表示在本实施方式的离子发生装置的各部中的电流或电压的状态的图。图4是包括由其他构成组成的AC-DC转换器IOA在内的高压放电用电源装置IA的电路图。图5是用于说明使用了以往通用AC适配器(AC-DC转换器)情况下的问题点的图。符号说明1、IP-高压放电用电源装置，10、10A-AC-DC转换器，20、20P_高压转换器，30-离子发生部，100-商用电源，TrlO-变压器，Tr20-高压变压器，CIO、C20-平滑用电容器，D10、 D20- 二极管，Q10, Q20-开关元件。
具体实施例方式参照附图，对本发明的第1实施方式所涉及的包括高压放电用电源装置在内的离子发生装置的构成进行说明。图1是本实施方式的包括高压放电用电源装置1在内的离子发生装置的电路图。此外，在本实施方式中，虽然以负离子发生装置为例进行说明，但对于正离子发生装置也适用本实施方式的构成。如图1所示，离子发生装置具备离子发生部30和高压放电用电源装置1。离子发生部30由已知的构造组成，通过高压放电用电源装置1施加高电压，使其发生电晕放电，向空间放射负离子。高压放电用电源装置1具备AC-DC转换器10、高压转换器20。AC-DC转换器10是通用的AC适配器，具备开关电源的构成。具体的说，AC-DC转换器10具备整流电路11、变压器TrlO、二极管D10、电容器C5、电容器ClO及开关元件Q10。整流电路11，输入侧的两端与商用电源100连接，输出侧的两端串联连接着变压器TrlO和用于控制该变压器TrlO的施加电压的开关元件Q10。另外，在输出侧的两端并联连接着电容器C5。变压器TrlO的一次侧和二次侧在电力传送路径上是绝缘的。在变压器TrlO的二次侧线圈的两端子之间，连接着由二极管DlO和平滑用电容器ClO组成的平滑电路。此时， 二极管DlO的阳极与变压器TrlO的二次侧线圈的一端连接，阴极与平滑用电容器ClO连接。由该二极管D10、平滑用电容器ClO组成的二次侧电路采用不接地的浮置结构。并且，该平滑电路的平滑用电容器ClO的两端成为AC-DC转换器10的输出端子。由这样的构成所组成的AC-DC转换器10，对由商用电源所输入的商用电压(例如， 100V,60Hz)进行交流-直流转换，并从输出端输出规定电压值(例如，12V)的直流电压。高压转换器20具备高压变压器Tr20、二极管D20、平滑用电容器C20、开关元件 Q20。在高压转换器20的输入端即AC-DC转换器10的输出端，串联连接着高压变压器 Tr20和用于控制该高压变压器Tr20的施加电压的开关元件Q20。高压变压器Tr20的一次侧和二次侧在电力传送路径上是绝缘的。图2是概略性表示高压变压器Tr20的构造的一例的侧面剖视图。高压变压器Tr20具备线圈架 (bobbin) 201、铁芯(core) 202、一次侧绕组203、二次侧绕组204、封装用电路基板205、一次侧端子206、二次侧端子207及切口(siit) 210。线圈架201在中央形成有贯通孔，在侧壁面沿贯通孔的轴方向排列形成有多个 (图2中为5个)槽。在每个槽内，缠绕着一次侧绕组203或二次侧绕组204。如果是图2的例子的话，则在多个槽的排列方向的一端的槽中缠绕着一次侧绕组203，在其他槽中缠绕着二次侧绕组204。在各槽中所缠绕的二次侧绕组204是由一根连续的导线形成的。铁芯202是由铁氧体等磁性体组成的，具有至少一部分被插嵌到线圈架201的贯通孔中的形状。缠绕有一次侧绕组203及二次侧绕组204的线圈架201和铁芯202的复合体，被封装到封装用电路基板205上。一次侧绕组203，经由一次侧端子206与封装用电路基板205 的一次侧电极图案(未图示)连接。二次侧绕组204，经由二次侧端子207与封装用电路基板205的二次侧电极图案(未图示)连接。此外，一次侧电极图案和二次侧电极图案尽可能分开地形成。据此，就可以保持高压变压器Tr20的一次侧和二次侧的绝缘性。此外，在本实施方式的高压变压器Tr20的封装用电路基板205的一次侧电极图案和二次侧电极图案之间，形成有切口 210。这样，通过形成切口 210，可进一步地提高高压变压器Tr20的一次侧和二次侧的绝缘性。另外，作为高压变压器的其他形态，不将2次绕组和2次侧整流部分的高电压部配置在印刷基板上，而在高压变压器的模块内部构成，在用绝缘树脂密封了高压部分的情况下，也可提高绝缘性。 在高压变压器Tr20的二次侧线圈的两端子之间，连接着由二极管D20和平滑用电容器C20组成的平滑电路。此时，二极管D20的阴极与高压变压器TrlO的二次侧线圈的一端连接，阳极与平滑用电容器C20连接。由该二极管D20、平滑用电容器C20组成的二次侧电路也采用不接地的浮置结构。 并且，该平滑电路的平滑用电容器C20的两端成为高压转换器20的输出端，换言之成为高压放电用电源装置1的输出端。由这样的构成所组成的高压转换器20，对由AC-DC转换器10所输入的规定电压值(例如，12V)的直流电压进行升压，并从输出端输出与该输入电压相比大幅度提高的电压(例如，约_4kV)。这样，从高压放电用电源装置1所输出的直流高电压如上述那样向离子发生部30施加。通过采用这样构成的离子发生装置，就可以解决在上述AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间会施加高电压的课题。图3是表示在本实施方式的离子发生装置的各部中的电流或电压的状态的图。在本实施方式的构成中，因为高压变压器Tr20的一次侧和二次侧是被绝缘的，所以不仅在AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间具有高的绝缘电阻，而且在高压变压器 Tr20的一次侧和二次侧之间也具有高的绝缘电阻。在该构成中，发生出负离子，若有如图3所示那样的返回电流Ids流动的话，则也会产生基于AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间的绝缘电阻Riltl的电压Vltl、以及基于高压变压器Tr20的一次侧和二次侧之间的绝缘电阻Ri^l的电压V2Q。在这里，高压放电用电源装置1的输出电压Vo是一定的。输出电压Vo与电压Vz、 电压Vltl和电压V2tl的合计一致，其中电压Vz为离子发生部30的高电位侧和地线之间的电压，电压Vltl为AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间的电压，电压V2tl为高压变压器Tr20 的一次侧和二次侧之间的电压。因此，当高压变压器Tr20的一次侧和二次侧之间的电压V2tl 达到高电压时，AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间的电压Vltl根据高压变压器Tr20的一次侧和二次侧之间的电压V2tl降低电压。这样，通过采用本实施方式的构成，可以使AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间的电压Vltl降低。据此，可以抑制AC-DC转换器10发生故障，而且可以抑制由于用户触碰由浮置结构组成的二次侧而发生触电等的高电压导致的缺陷。此外，在上述说明中，没有具体的表示出AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间的绝缘电阻Riltl和高压变压器Tr20的一次侧和二次侧之间的绝缘电阻Ri^l间的电阻值的高低关系。但是，将高压变压器Tr20的一次侧和二次侧之间的绝缘电阻Ri^l定为AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间的绝缘电阻Riltl以上(Ri2tl彡Riltl)。据此，可将在AC-DC转换器10的一次侧和二次侧之间产生的电压Vltl大幅降低，可更有效地获得上述作用。另外，在上述说明中，作为除AC-DC转换器的绝缘部以外所设置的绝缘部，虽然表示的是将高压转换器的一次侧和二次侧进行绝缘的情况，但是即使在AC-DC转换器和高压转换器之间设置DC-DC转换器，以将该DC-DC转换器的一次侧和二次侧进行绝缘的情况下， 同样也可以获得上述作用。另外，在上述说明中，虽然作为AC-DC转换器10表示的是使用开关电源的情况，但也可以使用如图4所示那样的用商用频率的电源变压器所构成的AC-DC转换器10A。图4是包括由其他构成组成的AC-DC转换器IOA在内的高压放电用电源装置IA的电路图。AC-DC 转换器IOA具备变压器TrlO、整流电路11及平滑用电容器C10。变压器TrlO的输入端(一次侧)与商用电源连接。变压器TrlO的输出端(二次侧)与整流电路11连接。在整流电路的输出端子间连接着平滑用电容器C10。像这样一般地，在二次侧采用浮置结构的AC-DC 转换器IOA中，也可以获得上述作用效果。另外，在上述说明中，虽然是以离子发生装置为例进行表示的，但同样在利用电晕放电的臭氧发生装置等所配备的高电压放电用电源装置中，也可适用上述构成。另外，在上述说明中，并没有特别提及AC-DC转换器10和高压转换器20配备在单一框体还是不同框体。但是，特别是在AC-DC转换器10用不同框体构成的情况下，S卩，AC-DC 转换器10是在市场出售的通用AC-DC适配器那样的情况下，用户操纵频率高，本发明的构成更加有效。
权利要求
1.一种离子发生装置，其特征在于，具备交流-直流转换器，其变压器的一次侧和二次侧绝缘且二次侧从地线浮置，将来自商用电源的交流电压转换为规定电平的直流电压并输出；和高压转换器，其输出端与通过放电发生离子的离子发生部连接，将来自所述交流-直流转换器的输出即直流电压进行升压，并向所述离子发生部输出，与所述交流-直流转换器的二次侧连接的包括所述高压转换器在内的电路，全部从地线浮置，除所述交流-直流转换器的绝缘部以外还设置至少一个绝缘部，从商用电源到离子发生部设置有两个以上的绝缘部。
2.根据权利要求1所述的离子发生装置，其特征在于，所述高压转换器具备高压变压器，所述高压变压器的一次侧和二次侧绝缘。
3.根据权利要求1或2所述的离子发生装置，其特征在于，所述高压转换器的所述高压变压器的一次侧和二次侧的绝缘电阻比所述交流-直流转换器的变压器的一次侧和二次侧的绝缘电阻大。
4.根据权利要求1 3任意一项所述的离子发生装置，其特征在于，所述交流-直流转换器与所述高压转换器及所述离子发生部形成在不同框体上。
全文摘要
本发明提供一种离子发生装置，用一次侧和二次侧直流绝缘且二次侧为浮置结构的AC-DC转换器，也可抑制该AC-DC转换器发生故障或由该AC-DC转换器导致的触电发生。高压放电用电源装置(1)与商用电源(100)连接，具备AC-DC转换器(10)和高压转换器(20)。AC-DC转换器(10)其变压器(Tr10)的一次侧和二次侧绝缘且二次侧采用浮置结构。高压转换器(20)也采用一次侧和二次侧绝缘的构造。在有发生离子时产生的返回电流流动时，由于高压转换器(20)的一次侧和二次侧之间绝缘，故在高压转换器(20)的一次侧和二次侧之间产生高电压。据此，由AC-DC转换器(10)的一次侧和二次侧之间的返回电流导致电压降低。
文档编号H01T23/00GK102237638SQ20111008474
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月1日 优先权日2010年4月7日
发明者井尻康则, 德田克己 申请人:株式会社村田制作所