离子发生器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种离子发生器（10），在离子发生器（10）中，两个输出电阻器（22a、22b）通过切换单元（24）与针状电极（14）连接。在离子发生器（10）的运行期间，直流高压产生电路（20a、20b）分别连续地产生直流高电压。组成切换单元（24）的第一切换开关（28a）和第二切换开关（28b）分别在互相不同的时间段被打开。
【专利说明】离子发生器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离子发生器，该离子发生器通过向电极施加电压而在电极附近产生离子。
【背景技术】
[0002]日本平开专利公报N0.10-064691，日本平开专利公报N0.2000-058290，以及日本平开专利公报N0.2007-066770,公开了以下技术:通过向电极施加高电压而在电极附近产生离子，并向要被中和的物体释放产生的离子，从而为该物体充电的静电荷被移除并且该物体得到中和。
[0003]更具体地，日本平开专利公报N0.10-064691公开了，通过高频振荡电路产生的高频高电压提供给两个二倍压整流电路。一个电阻器向一个电极施加由一个二倍压整流电路整流的正直流高电压，通过另一个电阻器向另一个电极施加由另一个二倍压整流电路整流的负直流高电压。
[0004]进一步，日本平开专利公报N0.2000-058290公开了以下技术:由正高电压产生电路和电阻器组成的串联电路，和由负高电压产生电路和电阻器组成的串联电路相对于单个电极并联连接。在这种情况下，通过交替操作正高电压产生电路和负高电压产生电路，正极性直流电压和负极性直流电压被交替地产生并施加到电极。
[0005]更进一步，日本平开专利公报N0.2007-066770公开了以下技术:由正高电压发生器和半导体切换开关组成的串联电路，和由负闻电压广生电路和半导体切换开关组成的串联电路相对于单个电极并联连接。同样在这种情况下，通过交替操作正高电压发生器和半导体切换开关和负高电压发生器和半导体切换开关，正极性直流电压和负极性直流电压被交替产生并施加到电极。
[0006]另一方面，日本平开专利公报N0.10-108480公开了一种高电压开关电路,其能够被应用到离子发生器。高电压开关电路由正极性直流电压源和负极性直流电压源与四个半导体切换元件一起组成。在这种情况下，通过控制各个半导体切换元件的打开和闭合时间，正极性直流电压和负极性直流电压交替地作用到负载。
【发明内容】
[0007]然而，采用日本平开专利公报N0.2000-058290的离子发生器，两个电阻器相对于电极并联连接。所以，如果通过直流高压产生电路和电阻器的其中一个向电极施加直流电压，存在以下可能，流经一个电阻器的部分电流将经由另一个电阻器流进另一个直流高压产生电路。因此，实际向电极施加的电压值减小，低于由一个直流高压产生电路产生的直流电压。例如，假定两个电阻器具有相同阻抗值，则向电极施加的电压值为直流电压值的一半。因此，在电极附近产生离子的效率显著下降，相对于为要被中和的物体充电的电荷，离子发生器的电荷移除能力显著下降。
[0008]对于这类问题，可以考虑补充或补偿向电极施加的电压值的下降，从而通过增大由一个直流高压产生电路产生的直流电压的电压值来保证电荷移除能力。然而，当直流电压值上升时，由流入两个电阻器的各个电流引起的发热(焦耳热)的量增大，容纳直流高压产生电路的离子发生器的壳体的温度也不利地升高。
[0009]相同的问题也发生在通过另一个直流高压产生电路和电阻器向电极施加直流电压的情况。
[0010]顺便说一下，可以考虑借助于没有采用电阻器的构造来克服上述问题，如日本平开专利公报N0.2007-066770的离子发生器。
[0011]然而，日本平开专利公报N0.2000-058290的电阻器作为限流保护电阻器，其起到保护直流高压产生电路的目的。为此，如果没有设置这种保护电阻器，不能适当地保护直流闻压广生电路。
[0012]进一步，对于日本平开专利公报N0.2000-058290和日本平开专利公报N0.2007-066770公开的技术，通过交替运行一个直流高压产生电路(和半导体切换元件)和另一个直流高压产生电路(和半导体切换元件)，正极性直流电压和负极性直流电压交替地施加到单个电极。为此，当向电极提供直流电压的直流高压产生电路切换时，或更具体地，当一个直流高压产生电路(和半导体切换元件被打开)启动运行同时另一个直流高压产生电路(和半导体切换元件被闭合)中止运行时，因为电阻器和杂散电容或由直流高压产生电路和线路电阻的电容器，启动运行的一个直流高压产生电路起动运行需要的时间，和停止运行的另一个直流高压产生电路断开需要的时间，两个都被延迟。因此，向电极施加电压以达到产生离子所需的电压值需要的时间被推迟，并且出乎意料地，电荷移除能力降低。
[0013]此外，即使在一个直流高压产生电路的运行中止同时另一个直流高压产生电路启动运行的情况下，相同的问题也可能发生。
[0014]本发明的目的在于提供一种离子发生器，其能够通过控制与直流高压产生电路的输出侧连接的电阻器产生热，并通过缩短两个直流高压产生电路切换时间和提高响应性，增强电荷移除(中和)能力。
[0015]为了实现上述目的，根据本发明的离子发生器包括:产生正极性直流电压的第一直流电压产生电路，产生负极性直流电压的第二直流电压产生电路，连接到第一直流电压产生电路的输出侧的第一电阻器，连接到第二直流电压产生电路的输出侧的第二电阻器，和连接第一电阻器和第二电阻器与电极的切换单元。
[0016]在这种情况下，第一直流电压产生电路连续地产生正极性直流电压，第二直流电压产生电路连续地产生负极性直流电压，切换单元配备有:能够建立第一电阻器和电极之间的连接的第一切换开关，和能够建立第二电阻器和电极之间的连接的第二切换开关，并且第一切换开关和第二切换开关分别在互不相同的时间段被打开。
[0017]“连续地产生正极性直流电压”和“连续地产生负极性直流电压”意思是，在运行离子发生器期间，更具体地，在使用离子发生器移除要被中和的物体的静电荷的时间段内，第一直流电压产生电路连续输出正极性直流电压，第二直流电压产生电路连续输出负极性直流电压。
[0018]因此，对于本发明，第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路正常处于运行状态(即通电状态)。因此，如果第一切换开关或第二切换开关被打开，能够向电极施加由第一直流电压产生电路产生的正极性直流电压或由第二直流电压产生电路产生的负极性直流电压。
[0019]另外，因为第一切换开关和第二切换开关在相互不同的时间段内被打开，能够防止流入第一电阻器的电流通过第二电阻器流进第二直流电压产生电路，或防止流入第二电阻器的电流通过第一电阻器流进第一直流电压产生电路。
[0020]如此，向电极施加的电压值变为正极性直流电压值或负极性直流电压值。为此，为了补偿电压降低，不必提高或增加直流电压，如日本平开专利公报N0.2000-058290。因此，第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路能够将直流电压降低至在电极附近产生离子所需的电压值。更具体地，与日本平开专利公报N0.2000-058290相比，根据本发明，在保持和保证离子发生器的电荷移除能力的同时，由第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路产生的直流电压值能够降低。
[0021]因此，分别流入第一电阻器和第二电阻器的电流值减小，从而减少耗电，并且能够抑制由第一电阻器和第二电阻器产生的热量。因此，能够抑制容纳第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路的离子发生器的壳体内的温度上升。
[0022]进一步，借助于构成切换单元的第一切换开关和第二切换开关，提供给电极的电压在正极性直流电压和负极性直流电压之间切换。由此，第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路相对于电极进行切换的时间(即，正极性直流电压和负极性直流电压进行切换的时间)取决于第一切换开关和第二切换开关的切换时间。因此，通过采用作为第一切换开关和第二切换开关的高速响应的切换元件，其耐压高于正极性直流电压和负极性直流电压的耐压，容易缩短切换时间。
[0023]进一步，如上述，根据本发明，第一直流电压产生电路连续地产生正极性直流电压，第二直流电压产生电路连续地产生负极性直流电压。所以，在打开和闭合第一切换开关和第二切换开关时，能够立即向电极提供正极性直流电压或负极性直流电压。从而，由于通过第一切换开关和第二切换开关进行切换，施加于电极的电压值在正极性直流电压和负极性直流电压之间快速变化。如此，切换时间缩短，并且因为施加于电极的电压值能够快速变化为正极性直流电压或负极性直流电压，离子发生器的电荷移除能力能够提高。
[0024]进一步，通过连续地产生正极性直流电压和负极性直流电压以及通过缩短切换时间，能够防止第一直流电压产生电路或第二直流电压产生电路的断开时间和第一直流电压产生电路或第二直流电压产生电路的打开时间，受到第一电阻器、第二电阻器以及杂散电容，或受到组成第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路的电容器以及线电阻的影响。
[0025]如此，根据本发明，通过在电极和第一电阻器和第二电阻器之间插入切换单元，能够抑制第一电阻器和第二电阻器中产生热，同时缩短切换时间和提高响应性。因此，能够提高离子发生器的电荷移除能力。
[0026]离子发生器可以包括用于控制第一切换开关和第二切换开关的打开和闭合时刻的切换控制电路，其中第一切换开关和第二切换开关优选为半导体切换元件，其通过控制来自于切换控制电路的信号而被打开和闭合。半导体切换元件(例如，耐压4000V的硅晶体管)，包括电源输出晶体管、FETs (场效应晶体管)或MOSFETs (金属氧化物半导体场效应晶体管)，能够高速反应，因此能够获得上述缩短切换时间的效果。
[0027]进一步，第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路优选为科克罗夫特-沃尔顿(Cochcroft-Walton)电路，例如，科克罗夫特-沃尔顿电路由作为电容串联的多段整流电路的电容和二极管组成。
[0028]在这种情况下，为了使直流电压的电压能够逐渐降低到在电极附近产生离子需要的电压，能够简单地降低构成科克罗夫特-沃尔顿电路的电容段的数量。因此，在使用科克罗夫特-沃尔顿电路的情况下，能够很容易地降低由第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路产生的电压值。
[0029]此外，为用作第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路，能够采用不同类型的直流高压产生电路如双高压整流电路等，而代替科克罗夫特-沃尔顿电路。
[0030]进一步，上述离子发生器可以包括:产生交流电压的交流电压产生电路和变压器，与交流电压产生电路连接的原绕组。在这种情况下，(1)对于其中的每一个由一个交流电压产生电路和一个变压器构成的组合，第一直流电压产生电路与一个组合中的变压器的副绕组连接，第二直流电压产生电路与另一个组合中的变压器的副绕组连接。或者，(2)第一直流电压产生电路和第二直流电压产生电路共同连接到上述一个组合中的变压器的副绕组。
[0031]在上述(1)和(2)的任何一种情况下，交流电压产生电路优选连续地产生交流电压。如果用这样的方式连续地产生，使用交流电压，可能连续地产生正极性直流电压和负极性直流电压。
[0032]进一步，与上述情况(1)的电路构造相比，根据情况(2)的电路构造，直流电压产生电路和变压器减少一个组合，从而能够简化电路构造，并且能够降低制造离子发生器的成本。换句话说，根据具有情况(1)的电路构造的离子发生器，如果一个直流电压产生电路和变压器的组合受到损坏，通过使用另一个直流电压产生电路和变压器的组合，能够将电路构造转变为情况(2)的构造，并且能够继续使用离子发生器。
[0033]优选地，交流电压产生电路包括逆变电路，其将直流输入电压转换成交流电压，然后将交流电压输出到变压器的原绕组。
[0034]通过下面的说明，并结合以示意性实例的方式显示的本发明的优选实施例的附图时，本发明的上述和其他的目的、特点和优点变得更加地清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是根据本发明的实施例的离子发生器的电路示意图；
[0036]图2是图1所示离子发生器的修改例的电路示意图；
[0037]图3是根据比较例的离子发生器的电路示意图；以及
[0038]图4是相对于本实施例和比较例，显示向针状电极施加的输出电压变化的时间的时间表。
【具体实施方式】
[0039]以下将参考附图详细描述根据本发明的离子发生器的较优实施例。
[0040][实施例的构造]
[0041]如图1所示，根据本实施例的离子发生器10包括:产生直流高电压的直流高电压发生器12，和向其施加产生的直流高电压(输出电压)Vwt的针状电极14。当向针状电极14施加输出电压Vwt时，离子在针状电极14附近产生，并且在向要被中和的物体(即要移除静电荷的物体)释放产生的离子时，在物体中积累的电荷能够被中和，并且静电荷能够被从要被中和的物体移除。
[0042]直流高电压发生器12包括正电压发生器12a，其产生正输出电压+V0Ut (正直流高电压，以下也简称为“正电压+V-”)，和负电压发生器12b，其产生负输出电压-V-(负直流高电压，以下也简称为“负电压-ν_”)。
[0043]正电压发生器12a包括电压驱动电路16a (交流电压产生电路)，其起将直流电压Vin (直流输入电压)转换成交流电压的逆变电路的作用；变压器18a，其用于升高或逐步提高由电压驱动电路16a产生的交流电压，和直流高压产生电路20a (第一直流电压产生电路)，该直流高压产生电路20a整流升高的交流电压并产生正电压+V。#
[0044]负电压发生器12b包括电压驱动电路16b (交流电压产生电路)，其起将直流电压Vin (直流输入电压)转换成交流电压的逆变电路的作用；变压器18b，其用于升高或逐步提高由电压驱动电路16b产生的交流电压；和直流高压产生电路20b (第二直流电压产生电路)，该直流高压产生电路20b整流升高的交流电压并产生负电压-V。#
[0045]直流高压产生电路20a、20b优选为科克罗夫特-沃尔顿电路，例如，由被设置成其中电容串联的多段整流电路的电容和二极管组成。或者，可以使用倍压整流电路。只要直流高压产生电路能够将交流电压转换成直流高电压，上述每种情况都是可接受的。
[0046]输出电阻器22a (第一电阻器)，其作为为了保护正电压发生器12a的电路的限流电阻器，与直流高压产生电路20a的输出侧连接。输出电阻器22b (第二电阻器)，其作为为了保护负电压发生器12b的电路的限流电阻器，与直流高压产生电路20b的输出侧连接。
[0047]切换单元24被配置在针状电极14和输出电阻器22a、22b之间。切换控制电路26控制切换单元24。切换单元24包括第一切换开关28a，其能够在输出电阻器22a和针状电极14之间建立电连接，和第二切换开关28b，其能够在输出电阻器22b和针状电极14之间建立电连接。第一切换开关28a和第二切换开关28b优选为半导体切换元件(例如具有耐压大概4000V的硅晶体管)，包括:晶体管、FETs、M0SFETs等，其通过控制来自切换控制电路26的信号而打开和闭合。在附图中，标号30表不针状电极14和第一和第二切换开关28a、28b之间的连接点。
[0048]因此，在切换控制电路26给第一切换开关28a提供控制信号的情况下，第一切换开关28a被打开，并且在直流高压产生电路20a、输出电阻器22a和针状电极14之间建立传导的状态。另一方面，在切换控制电路26向第二切换开关28b提供控制信号的情况下，第二切换开关28b被打开，并且在直流高压产生电路20b、输出电阻器22b和针状电极14之间建立传导的状态。
[0049]如上所述，在正电压发生器12a中从电压驱动电路16a直到变压器18a的结构，和在负电压发生器12b中从电压驱动电路16b直到变压器18b的结构基本是等同的。如此，本实施例中，如图2所示，也可以设置以下构造，共同使用单个电压驱动电路16和单个变压器18，以及正电压发生器12a和负电压发生器12b，和直流高压产生电路20a、20b与变压器18的副绕组并联。
[0050][实施例的运行]
[0051]根据本实施例的离子发生器10按如上所述构造。接下来，是关于离子发生器10的运行的描述。[0052]图3是根据比较例的离子发生器40的电路图，其不同于根据本实施例的离子发生器10 (见图1和2)，因为切换单元24和切换控制电路26没有被设置在针状电极14和输出电阻器22a、22b之间。
[0053]图4是说明根据本实施例的离子发生器10和根据比较例的离子发生器40的运行，特别地，说明输出电压vou,被输出的时间图。
[0054]对于根据本实施例的离子发生器10，在对未说明的要被中和的物体进行移除静电荷的情况下，将直流电压vin被连续地提供给电压驱动电路16、16a、16b。因此，起逆变器作用的电压驱动电路16、16a、16b，将直流电压Vin转换为交流电压，并且将交流电压输出到变压器18、18a、18b的原绕组。变压器18、18a、18b逐渐增加提供给其原绕组的交流电压，并且在该值提高后，将逐渐增加的交流电压提供给直流高压产生电路20a、20b。
[0055]在离子发生器10运行期间，更具体地，为了实现从要中和的物体上移除静电荷，在直流高压产生电路20a、20b向电压驱动电路16、16a、16b连续地提供直流电压Vin期间，连续地运行以将在变压器18、18a、18b的副绕组侧的增加的交流电压转换成正电压+V0Ut或负电压-V—，并输出相同的电压到输出电阻器22a、22b。
[0056]在图4中显示的情况为一个例子，其中，直流高压产生电路20a连续地输出电压值+Va的正电压+Vwt，直流高压产生电路20b连续地输出电压值-Va的负电压-ν_。
[0057] 切换控制电路26对于第一切换开关28a和第二切换开关28b以预定时间间隔(如图4所示T/2)交替地输出控制信号，用于打开其晶体管、FET或M0SFET。因此，在T周期内，第一切换开关28a和第二切换开关28b分别在每个时间T/2交替地打开。更具体地，在T周期内，在由周期T的第一半T/2限定的时间段内第一切换开关28a被打开而第二切换开关28b被闭合，反之，在周期T的下半T/2限定的时间段内第二切换开关28b被打开闭合和第一切换开关28a被闭合。
[0058]因此，在第一切换开关28a被打开的时间段期间，直流高压产生电路20a能够通过输出电阻器22a、第一切换开关28a和连接点30向针状电极14施加电压值+Va的正电压+V0Uto另一方面，在第二切换开关28b被打开的时间段期间，直流高压产生电路20b能够通过输出电阻器22b、第二切换开关28b和连接点30向针状电极14施加电压值-Va的负电压_V?t。
[0059]因此，如图4所示，向针状电极14施加的输出电压V-是方波直流电压，其在每个时间周期T/S内在电压值+Va和-Va之间切换。如上所述，直流高压产生电路20a、20b在离子发生器10运行期间继续输出正电压+VW或负电压-V。#因此，输出电压V-的电压极性被切换需要的时间(切换时间)依据第一切换开关28a和第二切换开关28b的切换时间。
[0060]第一切换开关28a和第二切换开关28b是半导体切换元件，比如晶体管、FETs、MOSFETs等。为此，其切换时间相对较短，因而切换输出电压极性V-需要的切换时间能够很容易地被缩短。因此，输出电压的电压极性能够快速地被切换。
[0061]在向针状电极14施加正电压+￥_的时间段内，正离子被产生在针状电极14附近，反之，在向针状电极14施加负电压-V-的时间段内，负离子被产生在针状电极14附近。因此，通过向要被中和的物体释放产生的正离子或负离子的离子发生器10，给要被中和的物体充电的静电荷能够被移除而物体能够被中和。[0062]另一方面，对于根据比较例的离子发生器40，没有设置切换单元24和切换控制电路26。因此，例如，在每个时间周期T/2内，对于电压驱动电路16a、16b重复地提供和停止提供直流电压Vin，从而极性能够在正输出电压+V0Ut’和负输出电压-Vout’之间转换。
[0063]然而，对于这样的切换方法，由于由输出电阻器22a、22b和杂散电容引起的时间延迟，或由于由构成直流高压产生电路20a、20b和线电阻的电容器引起的时间延迟，向针状电极14施加的输出电压ν_，减弱。因此，达到在针状电极14附近产生正离子或负离子所需的电压的时间变得较久，产生正离子或负离子的效率降低，离子发生器40的电荷移除能力降低。
[0064]和比较例不同，对于根据本实施例的离子发生器10，正电压+V0Ut和负极压_V0Ut从直流高压产生电路20a、20b连续地输出，并且使用切换单元24和切换控制电路26，进行切换针状电极14和直流高压产生电路20a、20b之间的导电状态。由此，在每个时间周期T/2，向针状电极14施加的输出电压Vout的极性能够被快速地切换。因此，假定电压值+Va、-Va大于在针状电极14附近产生正离子或负离子需要的值，则正离子或负离子能够大致在时间周期T/2内确实地产生。因此，正离子或负离子的离子产生效率能够提高，并且离子发生器10的电荷移除(即静电荷中和)能力能够增强。
[0065][实施例的效果]
[0066]如上所述，在根据本实施例的离子发生器10中，在离子发生器10运行期间(在相对于要被中和的物体进行静电荷移除的时候)，直流高压产生电路20a、20b总是处于运行状态(通电状态)。因此，如果第一切换开关28a或第二切换开关28b被打开，能够向针状电极14施加由直流高压产生电路20a产生的正电压+V0Ut或由直流高压产生电路20b产生的负电压-V—，而不进行修改。
[0067]另外，第一切换开关28a和第二切换开关28b在互相不同的时间段被打开。由此，能够防止流入输出电阻器22a的电流经由输出电阻器22b流进直流高压产生电路20b，或防止流入输出电阻器22b的电流经由输出电阻器22a流进直流高压产生电路20a。
[0068]用这样的方式，向针状电极14施加的输出电压值V-变为正电压+V-或负电压-V-的值(+Va，-Va)。为此，为了补偿电压降低，没有必要提高或增加直流电压，如日本平开专利公报N0.2000-058290。因此，直流高压产生电路20a、20b能够将正电压+V-和负电压-V-降低到在针状电极14附近产生正离子或负离子所必需的电压值。更具体地，与日本平开专利公报N0.2000-058290相比，根据本实施例，在保持和保证离子发生器10的电荷移除能力的同时，由直流高压产生电路20a、20b产生的正电压+V0Ut和负电压-V-的值能够减小。
[0069]因此，分别流入输出电阻器22a、22b的电流值减小，从而减少离子发生器10的耗电，并且能够抑制由输出电阻器22a、22b产生的热量。因此，能够抑制容纳直流高压产生电路20a、20b等的离子发生器10的壳体内的温度上升。
[0070]进一步，通过打开和闭合构成切换单元24的第一切换开关28a和第二切换开关28b，提供给针状电极14的输出电压Vwt在正电压+V0Ut或负电压-Vwt之间切换。由此，使直流高压产生电路20a和直流高压产生电路20b相对于针状电极14进行切换的时间(即正电压和负电压-V-相对于针状电极14进行切换的时间)取决于第一切换开关28a和第二切换开关28b的切换时间。因此，通过采用作为第一切换开关28a和第二切换开关28b的高速响应性的半导体开关元件，如晶体管、FETs、MOSFETs等，其耐压高于正电压+V-和负电压-ν_，能够很容易地缩短切换时间。
[0071]进一步，如上所述，对于本实施例，在离子发生器10的运行期间，直流高压产生电路20a、20b连续地产生正电压+￥_和负电压-Vwt。所以，在打开和闭合第一切换开关28a和第二切换开关28b，能够立即向针状电极14提供正电压+Vwt*负电压-Vwt。更具体地，由于通过第一切换开关28a和第二切换开关28b进行打开和闭合的切换，向针状电极14施加的输出电压Vwt的值快速改变成正电压+V0Ut或负电压-V。#如此，切换时间缩短，并且因为向针状电极14施加的电压值能够快速变化成正电压+V0Ut或负电压-ν_，离子发生器10的电荷移除能力能够提闻。
[0072]进一步，通过连续地产生正电压+V0Ut和负电压Vwt以及通过缩短切换时间，能够防止直流高压产生电路20a、20b的断开时间和直流高压产生电路20a、20b的打开时间，受到输出电阻器22a、22b和杂散电容的影响，或受到组成直流高压产生电路20a、20b和线电阻的电容器的影响。
[0073]用这样的方式，根据本实施例，通过在针状电极14和输出电阻器22a、22b之间插入切换单元24和切换控制电路26，能够抑制在输出电阻器22a、22b中产生热，同时缩短切换时间并提闻响应性。因此，能够提闻尚子发生器10的电荷移除能力。
[0074]进一步，在直流高压产生电路20a、20b是科克罗夫特-沃尔顿电路的情况下，为了使输出电压Vwt逐渐降低到在针状电极14附近产生正离子或负离子所需的电压，能够很容易减少构成科克罗夫特 -沃尔顿电路的电容段的数量(例如，电路能够从七段变化为四段)。用这样的方式，在使用科克罗夫特-沃尔顿电路的情况下，能够很容易地减小通过直流高压产生电路20a、20b产生的正电压+ν_和负电压-V-的值。
[0075]进一步，与图1的构造相比，在图2所示的修改实施例中，由电压驱动电路和变压器构成的装置减少了一个组合，因此，能够简化电路结构并且降低离子发生器10的制造成本。另一方面，对于图1的构造，如果一个电压驱动电路和变压器的组合损坏，通过使用另一个电压驱动电路和变压器的组合，能够将电路构造转变为图2所示的构造，并且能够继续使用离子发生器10。
[0076]根据本发明的离子发生器不局限于上述实施例。在不背离附加的权利要求限定的发明范围的情况下，可以对实施例进行各种改变和修改。
【权利要求】
1.一种离子发生器(10)，所述离子发生器(10)通过向电极(14)施加电压以在所述电极(14)附近产生离子，其特征在于，所述离子发生器(10)包括:第一直流电压产生电路(20a)，所述第一直流电压产生电路(20a)产生正极性直流电压；第二直流电压产生电路(20b)，所述第二直流电压产生电路(20b)产生负极性直流电压；第一电阻器(22a)，所述第一电阻器(22a)连接到所述第一直流电压产生电路(20a)的输出侧；第二电阻器(22b)，所述第二电阻器(22b)连接到所述第二直流电压产生电路(20b)的输出侧；和切换单元(24)，所述切换单元(24)将所述第一电阻器(22a)和所述第二电阻器(22b)与所述电极(14)连接；其中:所述第一直流电压产生电路(20a)连续地产生所述正极性直流电压；所述第二直流电压产生电路(20b)连续地产生所述负极性直流电压；所述切换单元(24)配备有第一切换开关(28a)和第二切换开关(28b)，所述第一切换开关(28a)能够建立所述第一电阻器(22a)和所述电极(14)之间的连接，所述第二切换开关(28b )能够建立所述第二电阻器(22b )和所述电极(14 )之间的连接；并且所述第一切换开关(28a)和所述第二切换开关(28b)分别在互相不同的时间段被打开。
2.如权利要求1所述的离子发生器(10)，其特征在于，进一步包括:切换控制电路(26)，所述切换控制电路(26)用于控制所述第一切换开关(28a)和所述第二切换开关(28b)打开和闭合时刻；其中，所述第一切换开关(28a)和所述第二切换开关(28b)是半导体切换元件，通过来自所述切换控制电路(26)的控制信号而被打开或闭合。
3.如权利要求1所述的离子发生器(10)，其特征在于，所述第一直流电压产生电路(20a)和所述第二直流电压产生电路(20b)是科克罗夫特_沃尔顿电路。
4.如权利要求1所述的离子发生器(10)，其特征在于，进一步包括:交流电压产生电路(16、16a、16b)，所述交流电压产生电路(16、16a、16b)产生交流电压；和变压器(18、18&、1810，所述变压器(18、18&、1813)的原绕组与所述交流电压产生电路(16、16a、16b)连接；其中:对于其中的每一个由一个交流电压产生电路(16、16a、16b)和一个变压器(18、18a、18b)构成的组合，所述第一直流电压产生电路(20a)与一个组合中的变压器(18a)的副绕组连接；所述第二直流电压产生电路(20b)与另一组合中的变压器(18b)的副绕组连接；或者，所述第一直流电压产生电路(20a)和所述第二直流电压产生电路(20b)共同连接到所述一个组合中的所述变压器(18)的所述副绕组；并且所述交流电压产生电路(16、16a、16b)连续地产生所述交流电压。
5.如权利要求4所述的离子发生器(10)，其特征在于，所述交流电压产生电路(16、16a、16b)包括逆变电路，所述逆变电路将直流输入电压转换成交流电压，并且将所述交流电压输出到所述变压器(18、18a、18b)的所述原绕组。
【文档编号】H01T23/00GK103682990SQ201310410080
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2012年9月10日
【发明者】张谷友和, 北野聪, 笹田直人 申请人:Smc株式会社