[发明专利]电源装置、控制程序以及控制方法

说明书

一种对电容性负载供给电力的电源装置，其具备：转换器、逆变器、谐振变压器、检测输出频率或输出电流以及输出电压的检测部、以及控制逆变器的控制部。控制部计算输出功率，在预定频率搜索范围内调整输出频率，且在预定电压搜索范围内调整输出电压，将输出功率达到预定输出功率时的输出频率最小值确定为频率目标值；控制逆变器使输出频率成为频率目标值，并且在预定电压搜索范围内调整输出电压，将输出功率成为目标输出功率时的输出电压的值确定为电压目标值。

技术领域

本发明涉及电源装置、控制程序以及控制方法。

背景技术

目前，已知有对电容性负载供给电力的电源装置。例如，在专利文献1中公开了一种放电管用电源装置，其将输入的交流电源转换为高频交流电后输出到作为电容性负载的放电管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4909209号

发明内容

发明要解决的课题

作为电容性负载，已知具备无声放电的放电管的臭氧发生装置。臭氧的发生量与放电管的放电量成比例，其放电量取决于驱动臭氧发生装置的电源装置的输出电压和输出频率。若对放电管的施加电压(即，电源装置的输出电压)不在预定值以上则放电管不放电；另一方面，若对放电管的施加电压过高，则放电管会发生绝缘损坏。由于放电管根数是根据臭氧的应用发生量来选定的，因此静电电容也取决于臭氧的应用发生量而产生变化。

为了驱动这样的臭氧发生装置，一般采用高频高压谐振型的电源装置。高频高压谐振型电源装置通常具备转换器、逆变器和谐振变压器(泄漏变压器)。转换器将来自商用交流电源的交流电转换为直流电。逆变器将来自转换器的直流电转换为比商用交流电源更高频率的交流电。谐振变压器的一次侧与逆变器连接，二次侧与臭氧发生装置连接，将来自逆变器的交流电进行升压后输出。

以频率f驱动臭氧发生装置时的输出功率P_f可由式(1)表示。

式(1)中的C_a和C_g分别为臭氧发生装置电极间的空隙部分以及电介质部分各自对应的静电电容，v_z为臭氧发生装置的放电维持电压，V_P为电源装置的输出电压。如果臭氧发生装置的规格确定，则C_a、C_g和v_z是常数。因此，电源装置的输出功率P_f与输出频率f和输出电压V_P的乘积成比例(P_f∝f×V_P)。

为了改善功率因数，电源装置通常以谐振频率进行驱动。谐振频率是使变压器的线圈产生的漏感L与根据放电管的数量而确定的臭氧发生装置被驱动时的平均静电电容C＝C_g(1－V_z/V_p)产生谐振的频率。此谐振频率f₀可由式(2)表示。