直流供電的微型空氣負離子發生器的製作方法
2023-12-05 17:14:21
專利名稱：直流供電的微型空氣負離子發生器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於產生空氣負離子的非封閉式的高壓尖端放電裝置，特別是涉及一種使用低壓直流電源供電的空氣負離子發生器。
中國專利局1993年6月9日授權公告了一種使用低壓直流電源供電的「汽車專用負離子發生器」(授權公告號CN213567Y)的實用新型專利，該實用新型專利所公開的負高壓發生電路主要由變壓器反饋振蕩的回掃變換升壓電路和多級倍壓整流電路所組成。由於該實用新型專利設置了多級升壓電路，因此存在下述幾點不足一是電路複雜，元件多，體積大；二是多級倍壓整流電路中需要較多的耐高壓電子元件，成本較高；三是電壓變換電路工作效率低。上海科學普及出版社1989年8月出版發行的《555集成電路實用電路集》的第7～8頁上記載了一種「空氣負離子發生器」的負高壓發生電路，該電路利用由555時基電路構成的脈衝觸發電路輸出的脈衝信號控制它激振蕩的回掃變換升壓電路中開關電晶體的導通或載止，在升壓變壓器的初級得到回掃脈衝，該回掃脈衝耦合到升壓變壓器次級再經二極體整流後便得到負高壓。由於該電路必須在升壓變壓器的初級繞組上並聯一隻濾波電容，才能得到具有一定寬度的回掃脈衝，因此在開關電晶體的截止過程中，升壓變壓器初級繞組內所聚集的磁場能，只有一小部分在LC充放電過程中被耦合到次級，大部分則在開關電晶體再次導通時以電流的形式對地釋放而浪費；另外該電路在開關電晶體的截止過程中，會產生LC自由振蕩，因此所得到的電壓波形為兩個回掃脈衝間夾雜著衰減的正弦波，由於衰減後的正弦波通過整流得不到使空氣電離的負高壓，所以這一部分電量也被白白地浪費掉。總之，上述「空氣負離子發生器」也存在工作效率低的不足。
鑑於現有技術所存在的上述不足，本實用新型提供一種改進型直流供電的微型空氣負離子發生器，旨在提高電壓變換效率，降低電能的損耗。
本實用新型實現上述目的的技術解決方案如下所述
一種直流供電的微型空氣負離子發生器，包括負高壓發生電路，該電路由脈衝觸發電路、它激振蕩的回掃變換升壓電路、半波整流電路依次連接所組成，其特徵是所述它激振蕩的回掃變換升壓電路中開關電晶體的集電極－－發射極並聯一隻蓄能電容和一隻阻尼二極體。
本實用新型的上述技術解決方案與現有技術相比具有下述優點和效果2、在開關電晶體的截止過程中，升壓變壓器初級繞組中儲存的磁場能以電流的形式通過阻尼二極體送還給電源，具有很高的電壓變換效率，可以節約電能；2、由於只有在5KV以上的高壓電場中才能獲得較好的空氣電離效果，而本實用新型所述的它激振蕩的回掃變換升壓電路在電壓變換過程中無LC自由振蕩，升壓變壓器初級可以獲得清晰完整的等於電源電壓8～10倍的梳狀反峰電壓，因此空氣電離的效率明顯高於現有技術。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步詳細描述。
圖1為本實用新型一種具體實施方案中負高壓發生電路的電原理圖；圖2為圖1所示電路中它激振蕩的回掃變換升電路的等效電路圖；圖3為圖2中開關電晶體V2的基極觸發電壓的波形圖；圖4為圖2中開關電晶體V2的集電極電流的波形圖；圖5為圖2中升壓變壓器B的初級繞組L1中電流的波形圖；圖6為圖2中阻尼二極體V3中電流的波形圖；圖7為圖2中開關電晶體V2的集電極－－發射極電壓的波形圖；圖8為使用圖1所示負高壓發生電路的一種具體實施方案。
參見圖8，本實施例為一種車用微型空氣負離子發生器，具體實施方法如下所述參見圖1，由555時基電路N1及其外圍元件電阻R1和R2、電容C2和C3、二極體V1構成佔空比大於80％的方波脈衝觸發電路；將開關電晶體V2的集電極與升壓變壓器的初級繞組L1相連，再在開關電晶體V2的集電極－－發射極並聯蓄能電容C5和阻尼二極體V3構成它激振蕩的回掃變換升壓電路。為了保證得到清楚完整的梳狀反峰電壓，實施時首先應合理選擇脈衝觸發電路的振蕩頻率和佔空比，使開關電晶體V2的截止時間大於電容C5經升壓變壓器B的初級繞組L1和電源放電的工作時間，其次是選用快速恢復二極體作阻尼二極體V3。
參見圖1，555時基電路的輸出端3與開關電晶體V2的基極之間串聯限流電阻R3和R4，其中電阻R3上並聯加速電容C4，以提高開關電晶體的開關速度。
參見圖1，在直流電源的輸入端並聯濾波電容C1。
參見圖1，升壓變壓器B的變化比及功率和整流二極體V4的電參數按公知的方法選取。
參見圖8，將如圖1所示電路中的電子元件按公知的方法布置到電路板4上。
圖8中其它零件按公知的方法製作，具體組裝方法可結合圖8按下述順序進行(1)將布有升壓變壓器6和其它電子元件的電路板4從外殼5的喇叭口插入，並使作電源指示的發光二極體7從外殼5上的安裝孔內露出；(2)將升壓變壓器6與外殼5之間的間隙內灌滿環氧樹脂封裝起來，再蓋上壓蓋8，並使放電針10伸出壓蓋8約6mm；(3)將網罩9擰上，壓住壓蓋8；(4)在電路板4上焊好連接塞頭1的連接螺柱11；(5)套上帶彈性爪的塞杆3，再將其與電路板4焊接起來作電源負極引入端；(6)放上絕緣墊2，再擰緊塞頭1作電源正極引入端。
圖8所示本實用新型的實施方案可以直接插在汽車上點菸器插口內取車上12V直流電源使用。
按上述實施方案所產生的車用微型空氣負離子發生器，經中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所檢測，距負離子發生器出口30cm負離子濃度為20×108個／cm3；距負離子發生器出口5cm臭氧濃度為＜5PPb。
為了讓公眾進一步理解本實用新型的目的和所能達到的技術效果，現結合附圖將本實用新型所述的它激振蕩的回掃變換升壓電路的工作原理進一步詳述如下為了分析的方便，這裡將圖1中它激振蕩的回掃變換升壓電路等效為圖2所示，圖1中12V直流電源等效為E，升壓變壓器B等效為電感L，其它元件均由圖1中相應的元件等效而來。為了縮短篇幅，敘述中各元件的代號前不再冠以名稱。
參見圖2，在V2的基極輸入如圖3所示矩形觸發電壓Ua，當正脈衝到來時，V2飽和導通；當負脈衝到來時，V2截止。參見圖3、圖4和圖5，在f1－－f2時刻，V2飽和導通，V2的集電極電流I2和L中電流I3均呈線性增長；t2時刻開始，由於I3不能突變，所以I3從正向最大逐漸減小；在這一過程中I3給C5充電把L中的磁場能變成C5中的電場能，由於I3較大，而C5容量較小，所以很快充電到很高的電壓(約等於電源電壓的10倍)；到t3時刻，I3由正向最大減小到0。由於C5上電壓不能維持，在t3－－t4時刻又通過L放電，即把C5中的電場能變成L中的磁場能；I3由0逐漸變到負向最大，此時C5上電場能全部變成L中的磁場能；t4時刻，C5上電荷洩放完畢，I3達負向最大；由於I3不能突變，在t4－－t6時刻，繼續對C5反向充電(下正上負)，C5上電壓只要大於V3的導通電壓，V3馬上導通，I3從負向最大逐漸變化到0。這一過程等於把L中的磁場能以電流的形式通過V3還給了電源。當下一個正脈衝到來時，又重複上述過程。
比較圖5與圖6，可以看出I3越過負向最大後，從t5時刻開始V3導通。V3中電流I1的波形如圖6所示。從圖7中可以看出V2的集電極－－發射極兩端的梳狀反峰電壓是由C5充放電獲得的，從t2時刻開始，t3時刻達最大值，t5時刻降到0。
權利要求1.一種直流供電的微型空氣負離子發生器，包括負高壓發生電路，該電路由脈衝觸發電路、它激振蕩的回掃變換升壓電路、半波整流電路依次連接所組成，其特徵是所述它激振蕩的回掃變換升壓電路中開關電晶體(V2)的集電極--發射極並聯一隻蓄能電容(C5)和一隻阻尼二極體(V3)。
專利摘要本實用新型公開一種直流供電的微型空氣負離子發生器，它包括負高壓發生電路，其特徵是所述負高壓發生電路中它激振蕩的回掃變換升壓電路中開關電晶體(V2)的集電極—發射極並聯一隻蓄能電容(C5)和一隻阻尼二極體(V3)，利用蓄能電容(C5)與升壓變壓器(B)的初級繞組(L1)之間的充放電獲得等於電源電壓8～10倍的梳狀反峰高壓，同時通過阻尼二極體(V3)把升壓變壓器(B)的初級繞組(L1)中的磁場能以電流的形式送還給電源。
文檔編號H01T23/00GK2169935SQ93221399
公開日1994年6月22日 申請日期1993年8月10日 優先權日1993年8月10日
發明者李平昌, 俞廣志 申請人:李平昌, 俞廣志