活性氧高頻高壓開關電源的製作方法
2023-05-25 07:07:56
專利名稱：活性氧高頻高壓開關電源的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電源開關技術領域，涉及一種開關電源，尤其涉及一種活性氧高頻高壓開關電源。
背景技術：
活性氧又名三原子氧，因其類似魚腥味的臭味而得名。其分子式為O3，是氧氣的同素異形體。人類發現活性氧已有100年的歷史了，在距離地球表面15-25公裡的高空，因受太陽紫外線照射的緣故，形成了包圍地球外圍空間的活性氧層，這厚厚的活性氧層正是人類賴以生存的保護傘。活性氧有很強的氧化能力，是已知最強的氧化劑之一，其具備很多用途，如1、強氧化劑活性氧是一種強氧化劑，具有廣泛殺滅微生物作用，包括細菌、芽胞、病毒、真菌等，其殺滅速度較氯快600-3000倍。近年來，由於科學技術發展，活性氧在消毒方面應用有新的發展，如水、空氣、物體表面、食品、蔬菜的消毒等，目前在工業和農業中滅菌也有應用。2、廣譜殺菌劑活性氧對微生物的殺滅作用主要依靠其強氧化作用。活性氧是一種廣譜殺菌劑， 可殺滅細菌繁殖體、細菌芽孢、病毒、真菌，對原蟲及其卵囊也有很好的殺滅作用，還可破壞細菌毒素、B肝表面抗原等。隨著全球經濟的發展，環境汙染問題已日益突出，並嚴重危及了人類的健康與生存，各種有毒有害氣體的排放已造成嚴重的環境汙染。為了能有效降解和氧化有機汙染氣體，利用電場放電體產生的高能量低溫等離子及自由基等活性物種(活性氧)的環保裝置即應運而生。隨之而來的活性氧廢氣淨化裝置的各種部件的升級也被迫切需要，其中為達到與活性氧發生電極配套工作，以求效率最大化、耗能最小化、結構最簡化、成本最低化的目的，急需研製開發一種活性氧高頻高壓開關電源。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種活性氧高頻高壓開關電源，該開關電源能夠與活性氧發生電極配套工作，且達到效率最大化、耗能最小化、結構最簡化、成本最低化。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案。一種活性氧高頻高壓開關電源，包括主迴路和PWM控制電路；所述主迴路包括用以提供交流電的電源模塊、用以將交流電變換成高壓直流電的輸入濾波器、用以在PWM控制電路的控制下對高壓直流電進行變換的變換器、升壓器、高頻高壓整流濾波器；所述輸入濾波器與電源模塊連接，所述變換器分別與輸入濾波器和PWM控制電路相連，所述升壓器與變換器相連，所述高頻高壓整流濾波器分別與升壓器和負載相連。作為本實用新型的一種優選方案，所述活性氧高頻高壓開關電源還包括保護和穩流電路，所述保護和穩流電路包括用以採樣負載的放電電流的放電取樣模塊、比較積分模塊、保護電流設定模塊、用以採樣負載的工作電流的電流取樣模塊、短路保護模塊、電流設定模塊；所述放電取樣模塊與負載相連，所述比較積分模塊分別與保護電流設定模塊、放電取樣模塊、PWM控制電路相連；所述電流取樣模塊與負載相連，所述短路保護模塊分別與電流設定模塊、電流取樣模塊、PWM控制電路相連。作為本實用新型的另一種優選方案，所述活性氧高頻高壓開關電源還包括用以設定防開機過衝延時的延時設定模塊、驅動控制變換器對高壓直流電進行變換的驅動電路; 所述延時設定模塊與PWM控制電路相連，所述驅動電路分別與PWM控制電路、變換器相連。作為本實用新型的再一種優選方案，所述輸入濾波器的輸出端、以及PWM控制電路的輸入端分別設有防開機過衝電路。作為本實用新型的再一種優選方案，所述PWM控制電路包括單穩態電路IC6、IC8， 放大器電路IC3、IC5 ；其中單穩態電路IC6的1腳接地，單穩態電路IC6的2腳與單穩態電路IC8的3腳相連，單穩態電路IC6的6、7腳通過電容C4接地，單穩態電路IC6的8腳通過串聯的電阻RlO和電容C4接地，單穩態電路IC6的4腳與放大器電路IC3的1腳相連， 單穩態電路IC6的5腳與放大器電路IC5的7腳相連；單穩態電路IC8的1腳接地，單穩態電路IC8的4、8腳與單穩態電路IC6的8腳相連，單穩態電路IC8的7腳和8腳之間連接有電阻R11，單穩態電路IC8的7腳和2腳之間連接有電阻R13，單穩態電路IC8的2腳通過電容C3接地。作為本實用新型的再一種優選方案，所述PWM控制電路還包括放大器電路IC1、 IC2、IC4 ；所述放大器電路IC4的輸出端與放大器電路IC2的反相輸入端相連，放大器電路 ICl的輸出端與放大器電路IC2的同相輸入端相連，放大器電路IC2的輸出端與放大器電路 IC3的反相輸入端相連，放大器電路IC3的同相輸入端接地，放大器電路IC3的輸出端接單穩態電路IC6的4腳。作為本實用新型的再一種優選方案，所述放大器電路IC5的反相輸入端與輸出端之間連接有一併聯電路，所述並聯電路包括R12、R14和C27，其中R12與C27串聯後再與R14 並聯；放大器電路IC5的同相輸入端通過電阻接電壓Vcc ；放大器電路IC5的輸出端接單穩態電路IC6的5腳。本實用新型的有益效果在於本實用新型所述的活性氧高頻高壓開關電源能夠與活性氧發生電極配套工作，且達到效率最大化、耗能最小化、結構最簡化、成本最低化；消除了開機上電時瞬間過衝電壓，保護電源不受損傷，使電源穩流精度大大提高並可控，工作電源不會因負載特性的變化而改變，具備功率保護功能。
圖1為本實用新型所述的活性氧高頻高壓開關電源的結構框圖；圖2為本實用新型所述的PWM控制電路的原理簡圖。主要組件符號說明1、主迴路；2、PWM控制電路；3、保護和穩流電路；11、電源模塊；12、輸入濾波器；13、變換器；[0025]21、延時設定模塊；31、放電取樣模塊； 14、升壓器；
15、高頻高壓整流濾波器; 22、驅動電路；33、保護電流設定模塊；35、短路保護模塊；
32、比較積分模塊; 34、電流取樣模塊; 36、電流設定模塊。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例一本實施例提供一種活性氧高頻高壓開關電源，如圖1所示，包括主迴路1和脈寬調製(PWM)控制電路2 ；其中主迴路包括電源模塊11、輸入濾波器12、變換器13、升壓器14、 高頻高壓整流濾波器15 ；所述電源模塊11用以提供220V、50Hz的交流電；所述輸入濾波器 12與電源模塊11連接，用以將220V、50Hz的交流電變換成高壓直流電輸出；所述變換器13 分別與輸入濾波器12和PWM控制電路2相連，用以在PWM控制電路2的控制下對高壓直流電進行變換；所述升壓器14與變換器13相連，用以將變換後的高壓直流電升壓；所述高頻高壓整流濾波器15與升壓器14相連，用以將升壓後的高壓直流電進行整流濾波然後輸出給負載(即活性氧發生電極)。所述活性氧高頻高壓開關電源還包括保護和穩流電路3，所述保護和穩流電路3 包括放電取樣模塊31、比較積分模塊32、保護電流設定模塊33、電流取樣模塊34、短路保護模塊35、電流設定模塊36 ；所述放電取樣模塊31與負載相連，用以採樣負載的放電電流； 所述比較積分模塊32分別與保護電流設定模塊33、放電取樣模塊31相連，用以將設定的保護電流與採樣的放電電流進行比較積分，輸出比較結果給PWM控制電路2。所述電流取樣模塊34與負載相連，用以採樣負載的工作電流；所述短路保護模塊35分別與電流設定模塊 36、電流取樣模塊34相連，用以將設定的工作電流與採樣的工作電流進行比較判斷是否短路，輸出比較判斷結果給PWM控制電路2。所述活性氧高頻高壓開關電源還包括延時設定模塊21、驅動電路22 ；所述延時設定模塊21與PWM控制電路2相連，用以設定防開機過衝的延時；所述驅動電路22分別與 PWM控制電路2、變換器13相連，用以使PWM控制電路2驅動控制變換器13對高壓直流電進行變換。所述輸入濾波器12的輸出端、以及PWM控制電路2的輸入端分別設有防開機過衝電路。圖2為開關電源完整的、具有短路保護和防開機過衝功能的PWM控制電路原理簡圖。所述PWM控制電路包括單穩態電路IC6、IC8，放大器電路IC1、IC2、IC3、IC4、IC5 ；其中單穩態電路IC6的1腳接地，單穩態電路IC6的2腳與單穩態電路IC8的3腳相連，單穩態電路IC6的6、7腳通過電容C4接地，單穩態電路IC6的8腳通過串聯的電阻RlO和電容C4 接地，單穩態電路IC6的4腳與放大器電路IC3的1腳相連，單穩態電路IC6的5腳與放大器電路IC5的7腳相連；單穩態電路IC8的1腳接地，單穩態電路IC8的4、8腳與單穩態電路IC6的8腳相連，單穩態電路IC8的7腳和8腳之間連接有電阻R11，單穩態電路IC8的 7腳和2腳之間連接有電阻R13，單穩態電路IC8的2腳通過電容C3接地。[0036]放大器電路IC4的輸出端與放大器電路IC2的反相輸入端相連，放大器電路ICl 的輸出端與放大器電路IC2的同相輸入端相連，放大器電路IC2的輸出端與放大器電路IC3 的反相輸入端相連，放大器電路IC3的同相輸入端接地，放大器電路IC3的輸出端接單穩態電路IC6的4腳。放大器電路IC5的反相輸入端與輸出端之間連接有一併聯電路，所述並聯電路包括R12、R14和C27，其中R12與C27串聯後再與R14並聯；放大器電路IC5的同相輸入端通過電阻接電壓Vcc ；放大器電路IC5的輸出端接單穩態電路IC6的5腳。圖2中的IC6 555電路組成的單穩態電路的5端不是通過電容接地的通常接法， 而是接入誤差放大的控制電壓端，當其5端控制電壓小於2/3Vcc時，電容C4的充電電壓達到相應於控制電壓的電平時，555電路中的R-S觸發器就轉入復位狀態，觸發器輸出變高， 電容C4放電，這樣脈衝寬度就隨著控制電壓的降低而減小，變換器的直流輸出電壓與開啟脈衝寬度成正比，而脈衝寬度又與控制電壓的大小成比例。如果直流輸出電壓增高時，取樣電壓VCI增高，VCI加到IC5的同相輸入端，IC5的輸出電壓下降，IC6輸出電壓下降，輸出脈衝寬度下降，使得直流變換器的輸出電流降低，從而保持輸出電流的穩定。本實用新型所述的活性氧高頻高壓開關電源的優點為1、開機設有Is IOs的延時軟啟動，消除了開機上電時瞬間過衝電壓；2、保護和穩流電路(模塊3)可在0.5ms內切斷電流，保護電源不受損傷，並延時 Is IOs後(可調)自動開機工作；3、保護和穩流電路(模塊幻直接從高壓端採樣取出，使電源穩流精度大大提高並可控，工作電源不會因負載特性的變化而改變；4、具備功率保護功能，電源超出設定功率會停止工作，Is IOs後會重新啟動；5、集成電路(IC)選用高速MOS型，電路工作可靠性強，動作靈敏，防開機過衝的延時軟啟動過程短暫而有效。本實用新型的描述和應用是說明性的，並非想將本實用新型的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特徵的情況下，本實用新型可以以其他形式、結構、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來實現。
權利要求1.一種活性氧高頻高壓開關電源，其特徵在於包括主迴路和PWM控制電路；所述主迴路包括用以提供交流電的電源模塊、用以將交流電變換成高壓直流電的輸入濾波器、用以在PWM控制電路的控制下對高壓直流電進行變換的變換器、升壓器、高頻高壓整流濾波器; 所述輸入濾波器與電源模塊連接，所述變換器分別與輸入濾波器和PWM控制電路相連，所述升壓器與變換器相連，所述高頻高壓整流濾波器分別與升壓器和負載相連。
2.根據權利要求1所述的活性氧高頻高壓開關電源，其特徵在於所述活性氧高頻高壓開關電源還包括保護和穩流電路，所述保護和穩流電路包括用以採樣負載的放電電流的放電取樣模塊、比較積分模塊、保護電流設定模塊、用以採樣負載的工作電流的電流取樣模塊、短路保護模塊、電流設定模塊；所述放電取樣模塊與負載相連，所述比較積分模塊分別與保護電流設定模塊、放電取樣模塊、PWM控制電路相連；所述電流取樣模塊與負載相連， 所述短路保護模塊分別與電流設定模塊、電流取樣模塊、PWM控制電路相連。
3.根據權利要求1所述的活性氧高頻高壓開關電源，其特徵在於所述活性氧高頻高壓開關電源還包括用以設定防開機過衝的延時設定模塊、驅動控制變換器對高壓直流電進行變換的驅動電路；所述延時設定模塊與PWM控制電路相連，所述驅動電路分別與PWM控制電路、變換器相連。
4.根據權利要求1所述的活性氧高頻高壓開關電源，其特徵在於所述輸入濾波器的輸出端、以及PWM控制電路的輸入端分別設有防開機過衝電路。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的活性氧高頻高壓開關電源，其特徵在於所述 PWM控制電路包括單穩態電路IC6、IC8，放大器電路IC3、IC5 ；其中單穩態電路IC6的1腳接地，單穩態電路IC6的2腳與單穩態電路IC8的3腳相連，單穩態電路IC6的6、7腳通過電容C4接地，單穩態電路IC6的8腳通過串聯的電阻RlO和電容C4接地，單穩態電路IC6 的4腳與放大器電路IC3的1腳相連，單穩態電路IC6的5腳與放大器電路IC5的7腳相連；單穩態電路IC8的1腳接地，單穩態電路IC8的4、8腳與單穩態電路IC6的8腳相連， 單穩態電路IC8的7腳和8腳之間連接有電阻R11，單穩態電路IC8的7腳和2腳之間連接有電阻R13，單穩態電路IC8的2腳通過電容C3接地。
6.根據權利要求5所述的活性氧高頻高壓開關電源，其特徵在於所述PWM控制電路還包括放大器電路ici、IC2、IC4 ；所述放大器電路IC4的輸出端與放大器電路IC2的反相輸入端相連，放大器電路ICl的輸出端與放大器電路IC2的同相輸入端相連，放大器電路 IC2的輸出端與放大器電路IC3的反相輸入端相連，放大器電路IC3的同相輸入端接地，放大器電路IC3的輸出端接單穩態電路IC6的4腳。
7.根據權利要求5所述的活性氧高頻高壓開關電源，其特徵在於所述放大器電路IC5 的反相輸入端與輸出端之間連接有一併聯電路，所述並聯電路包括R12、R14和C27，其中 R12與C27串聯後再與R14並聯；放大器電路IC5的同相輸入端通過電阻接電壓Vcc ；放大器電路IC5的輸出端接單穩態電路IC6的5腳。
專利摘要本實用新型公開了一種活性氧高頻高壓開關電源，包括主迴路和PWM控制電路；所述主迴路包括用以提供交流電的電源模塊、用以將交流電變換成高壓直流電的輸入濾波器、用以在PWM控制電路的控制下對高壓直流電進行變換的變換器、升壓器、高頻高壓整流濾波器；所述輸入濾波器與電源模塊連接，所述變換器分別與輸入濾波器和PWM控制電路相連，所述升壓器與變換器相連，所述高頻高壓整流濾波器分別與升壓器和負載相連。本實用新型能夠與活性氧發生電極配套工作，達到效率最大化、耗能最小化、結構最簡化、成本最低化；消除了開機上電時瞬間過衝電壓，保護電源不受損傷，使電源穩流精度大大提高並可控，工作電源不會因負載特性的變化而改變，具備功率保護功能。
文檔編號H02M1/32GK202206318SQ201120323410
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者曲獻偉, 牛炳曄, 許太明, 黃家根 申請人:上海復潔環保科技有限公司