JP2889099B2 - 正負電位差発生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路・電力用回路
の一般的な交流電気回路に使用される正負電位差発生回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、正負電位差発生回路を用いた装
置として電位治療装置がある。

【０００３】電位治療装置は人体の全体に交流電圧を印
加したり、または人体の局部に交流電圧を印加して凝り
や便秘等の治療を行うものであるが、正側の電圧と負側
の電圧との値の差が大きくなることにより治療効果が高
くなると考えられている。

【０００４】従来、このような電位治療装置に用いられ
る正負電位差発生回路として、正側の電圧値と負側の電
圧値との差を発生させるために交流電圧と直流電圧を加
算するものが用いられている。

【０００５】このような正負電位差発生回路を用いた電
位治療装置は、図５に示すように本体２１と電床２９、
局部導子３０、３１とからなり、本体２１は、操作部２
２、表示部２３、制御部２４、変圧器２５、２６及び保
護抵抗２７、２８、直流電圧源３２、３３等から構成さ
れている。

【０００６】電床２９はマット状のものであり、この上
に人が座った状態や寝た状態で変圧器２５からの交流の
電圧（約３０００Ｖ〜約９０００Ｖ）を電床２９を介し
て人体に与える。

【０００７】また、ペン形の局部導子３０やローラ形の
局部導子３１を人体の治療を行いたい部位の形状に合わ
せて使い分けることにより、人体の局部に変圧器２６か
らの交流の電圧（約２００Ｖ〜約８００Ｖ）を局部導子
３０、３１を介して人体に与える。

【０００８】一方、直流電圧源３２、３３は変圧器２
５、２６の電圧出力に直流電圧を与え、変圧器２５、２
６の交流電圧出力のベースラインを正側または負側に変
化させる。 人体への印加電圧を変更したい場合には、
操作部２２から印加電圧を設定することにより制御部２
４で各変圧器２５、２６の一次側のタップを切り換え、
２次側の出力を可変とすることができる。

【０００９】このように人体への印加電圧について直流
電圧と交流電圧を加算することが用いられており、例え
ば図６に示すように変圧器出力のピーク電圧をＶａ、直
流電圧源の電圧をＶｄとすると人体に印加される場合の
電圧の正側の最大値は、Ｖａ＋Ｖｄ、負側の最大値はＶ
ａ−Ｖｄとなり、正の電圧と負の電圧との値の差が大き
くなる（この場合差は２Ｖｄとなる）ことにより治療効
果が高くなると考えられる。

【００１０】なお、保護抵抗２７、２８は人体への過電
流を防ぐための電流制限用の抵抗であり、表示部２３に
は人体への印加電圧の大きさや印加電圧の出力時間の残
り時間等が表示される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の正負電位差
発生回路では、高圧の直流電圧源が別途必要であり、ま
た直流電圧レベルを可変としたい場合にはさらに他の直
流電圧レベルを持つ電圧源が必要となるので、正の電圧
と負の電圧との差を容易に変化させることができないと
いう問題があった。

【００１２】本発明は上記の問題点を解決するために創
案されたものであり、簡単な回路構成で容易に直流電圧
レベルを変化させて正負電圧差を自由に設定できる正負
電位差発生回路を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の正負電位差発生回路は、変圧器と、前記変
圧器の１次側巻線または２次側巻線の一端に接続された
電圧降下素子と、前記電圧降下素子の他端と前記変圧器
の１次側巻線または２次側巻線の中間点との間に接続さ
れたダイオードとを備えたことを特徴としている。

【００１４】

【作用】変圧器の１次側に電圧降下素子とダイオードと
が接続されている場合には、変圧器に入力される交流電
圧の変化する電圧値に応じてダイオードが導通し、この
ダイオードが導通すると、電圧降下素子が働いて電圧降
下が起こる。したがって、ダイオードが導通する方向の
電圧が変圧器に印加されている場合には電圧値が低くな
り、ダイオードが導通しない方向の電圧が変圧器に印加
されている場合には電圧値はそのまま入力されて、この
電圧変化に比例した電圧が２次側に出力されるので、正
負電圧差を作り出すことができる。

【００１５】また、変圧器の２次側に電圧降下素子とダ
イオードとが接続されている場合にも上記と同様の作用
で変圧器出力の正負電圧差を作り出すことができる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を、以下、図１に基づいて
説明する。図１は本発明の正負電位差発生回路の主要構
成部を示しており、変圧器Ｔ１の２次巻線の高圧側Ａ点
に電圧降下素子としての抵抗Ｒ１が、変圧器Ｔ１の２次
巻線の適当な中間点Ｂ点にダイオードＤ１が接続されて
おり、抵抗Ｒ１及びダイオードＤ１の他端はＣ点に接続
されている。

【００１７】ここで、変圧器Ｔ１の出力電圧すなわちＣ
点の電圧がどのように変化するか図２を用いて説明す
る。Ａ点に正の電圧が出力されると、Ａ点の電位はＢ点
の電位よりも高くなるのでダイオードＤ１は導通状態と
なり、Ａ点の電圧とＢ点の電圧との電圧差（図２の斜線
部分）は抵抗Ｒ１により電圧降下するのでＣ点の電圧出
力はＢ点の電圧出力（図２の実線部分）となる。

【００１８】一方、Ａ点に負の電圧が出力されると、Ａ
点の電位はＢ点の電位よりも低くなるのでダイオードＤ
１は遮断状態となり、抵抗Ｒ１による電圧降下は生じな
いのでＡ点の電圧（図２の実線部分）がそのままＣ点に
出力される。

【００１９】したがって、Ｃ点の電圧出力の正電圧の最
大値がＶ1 、負電圧の最大値がＶ2となって正負電圧に
差が生じる。

【００２０】そして、２次巻線に接続されているダイオ
ードＤ１のタップ位置Ｂ点を変化させることにより正負
電圧差の大きさを変えることができる。

【００２１】図３は、２次巻線側に接続された抵抗Ｒ１
とダイオードＤ１の代わりに変圧器Ｔ２の１次巻線側に
抵抗Ｒ２とダイオードＤ２を接続した例であり、上記と
同じ動作原理により変圧器Ｔ２の１次巻線側の出力に正
負電圧差を得ることができ、この電圧が変圧器Ｔ２によ
り昇圧、または降圧されて２次巻線側に出力されるの
で、正負電圧に差が生じる。正負電圧差の大きさを変え
る場合には、１次巻線に接続されているダイオードＤ２
の接続点を変更すれば良い。

【００２２】しかし、変圧器の２次側に負荷を接続し、
正負電位差発生回路の変圧器を昇圧用として使用すると
きに、負荷変動が起きた場合には、変圧器の１次巻線側
に抵抗Ｒ２とダイオードＤ２を接続した図３のほうが、
負荷変動による１次巻線側の電圧変動が昇圧され、２次
巻線側に拡大されて出力されるので、図１の２次巻線側
に抵抗Ｒ１とダイオードＤ１を接続した方が負荷変動の
影響を小さくすることができる。

【００２３】上述の実施例では負電圧の最大値が正電圧
の最大値よりも大きくなるようにしたが、ダイオードＤ
１またはＤ２の接続方向を逆にすることで、正電圧の最
大値が負電圧の最大値よりも大きくなるようにすること
もできる。

【００２４】なお、電圧降下素子として抵抗を用いたが
チョークコイルを用いても良い。

【００２５】次に、本発明の正負電位差発生回路を適用
した電位治療装置について説明する。 図４は電位治療
装置の主要構成部を示しており、１は電位及び局部電位
の出力時間の選択を行ったり、電位の大きさの選択を行
ったりする操作部、２は時間や電位強度等の表示を行う
表示部、３は装置全体の制御を行う制御部、４は変圧
器、５は制御部３等にＤＣ電源を供給する電源、６、８
はリレー、７は電床、９はＡＣライン接続部、Ｒ３、Ｒ
４、Ｒ５は抵抗、Ｄ３はダイオードである。

【００２６】次に動作について説明する。まず電位治療
装置を動作させるためＡＣ１００Ｖ電源にＡＣライン接
続部９を接続する。

【００２７】そして、装置のＯＮ／ＯＦＦスイッチ等に
より装置全体にＡＣ１００Ｖが供給されると、動作可能
となり操作部１のタイマーボタン１ａにより出力時間
が、出力設定ボタン１ｂにより電位の大きさの設定が行
われる。この設定ボタンは一度押す度にパターンが切り
換わるようになっており、例えばタイマーボタン１ａに
よって２０分、３０分、４０分、５０分、１時間の出力
時間を順次変化させることができる。また、出力設定ボ
タン１ｂを繰り返して押せば、順次３０００Ｖ、６００
０Ｖ、９０００Ｖの出力電圧を切り換えることができ
る。

【００２８】このような設定が終わり、スタート・スト
ップボタン１ｃを押せば、設定されたパラメータに従っ
て制御部３が制御を行い、もう一度このボタンを押せば
強制的に出力電圧がＯＦＦとなる。

【００２９】リレー６の切り換えタップは上が変圧器４
の出力電圧３０００Ｖに、中間が６０００Ｖに、下が９
０００Ｖに対応している。

【００３０】例えば，６０００Ｖの電位出力が出力設定
ボタン１ｂにより選択されているとすると、制御部３は
リレー６のタップを切り換えて（上から２番目のタップ
がＡＣ１００Ｖラインに接続される）変圧器４の出力電
位を６０００Ｖにする。このようにして作り出された電
圧は電床７に供給される。

【００３１】電床７の上には治療を受ける人間が座った
状態か寝た状態で存在しており、この人体に６０００Ｖ
の高電圧が印加される。そして設定された高電圧の印加
時間の残り時間等が表示部２に表示される。

【００３２】なお、通常装置で設定される電圧が人体に
影響を与えない範囲で保たれていればよいが、変圧器４
の故障やＡＣ１００Ｖラインの電圧変動等で過電圧が発
生し、人体に過電流が流れると危険な状態になるので、
電流制限用抵抗Ｒ４を設けて過電流が流れないようにし
ている。

【００３３】また、保護抵抗Ｒ５は２次出力の電位を大
地に対して固定するために設けられている。

【００３４】ところで、上記したように人体に交流電圧
を印加する場合正側の電圧と負側の電圧が等電位ではな
く、正側の電圧値と負側の電圧値との差が大きい方が治
療効果が高いので、正負電圧の差が設けられるように、
変圧器４の２次巻線の高圧側の端子に電圧降下素子とし
ての抵抗Ｒ３が、変圧器４の２次巻線の適当な位置を切
り換えるリレー８にダイオードＤ３が接続されており、
抵抗Ｒ３及びダイオードＤ３の他端は抵抗Ｒ４に接続さ
れている。

【００３５】この変圧器４と抵抗Ｒ３とダイオードＤ３
とリレー８の構成部分が図１で述べた正負電位差発生回
路であり、図２に示されるような波形の正負電位差が生
じる。 このように、２次巻線のタップ位置を変化させ
るためにリレー８が変圧器４の２次巻線側とダイオード
Ｄ３との間に挿入されており、図１、２の説明からもわ
かるようにリレー８の切り換えタップの上段が接続され
れば正負電位差が小、中段が接続されれば正負電位差が
中、下段が接続されれば正負電位差が大となり、正負電
位差を変化させることができる。

【００３６】正負電位差の変更を行うために操作部１に
は電圧差設定ボタン１ｄが設けられており、この電圧差
設定ボタン１ｄを順次押して行けば、制御部３によりリ
レー８のタップが上、中、下と次々と切り換わる。

【００３７】このようにして、電床７の上の人体に印加
する電圧の大きさを変えることができるとともに、正負
電位差の大きさも変化させることができるので、治療効
果を高めることができる。

【００３８】なお、上記実施例では変圧器の２次側のダ
イオード接続点をリレーにより切り換えたが、スライド
切り換え機構により接続点を切り換えても良い。

【００３９】また、人体の治療を行いたい局部の形状に
合わせてペン形の局部導子やローラ形の局部導子を用
い、人体の局部に交流の電圧（約２００Ｖ〜約８００
Ｖ）を印加して治療を行う場合にも、同様な構成を用い
て人体の局部に印加する電圧の大きさと正負電位差の大
きさを変化させることができる。

【００４０】

【効果】以上説明したように、本発明の正負電位差発生
回路によれば変圧器の１次側巻線または２次側巻線に電
圧降下素子とダイオードを設けた非常に簡単な回路構成
で、出力電圧の正負電圧差を作ることができ、この電圧
差を容易に可変することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の正負電位差発生回路を示す
図である。

【図２】本発明の正負電位差発生回路よる出力電圧の変
化を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例の正負電位差発生回路を示
す図である。

【図４】本発明の正負電位差発生回路を用いた電位治療
装置を示す図である。

【図５】従来の正負電位差発生回路を用いた電位治療装
置を示す図である。

【図６】従来の正負電位差発生回路よる出力電圧の変化
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−146361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−45154（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−118346（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭39−19512（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H03G 11/02 A61N 1/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変圧器と、前記変圧器の１次側巻線また
   は２次側巻線の一端に接続された電圧降下素子と、前記
   電圧降下素子の他端と前記変圧器の１次側巻線または２
   次側巻線の中間点との間に接続されたダイオードとを備
   えたことを特徴とする正負電位差発生回路。