高頻脈衝油煙淨化器電源的製作方法

2024-03-05 23:48:15 1

專利名稱：高頻脈衝油煙淨化器電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種用於中小型油煙淨化器和空氣淨化器的高頻負高壓電源，具體說是ー種高頻脈衝油煙淨化器電源。
背景技術：
現在市場上的浄化器電源，電路過於簡單，採用高壓包升壓，輸出功率小，保護電路不完善，故障率高，功率小，一臺浄化器要使用兩個或更多的電源，且工作頻率低，浄化效果差。功率大ー些的體積就増大，不利於小型浄化器上應用，另外在電場發生火花放電時，電源要停止幾秒到幾分鐘，這時的油煙就直接排放出去，影響淨化油煙的效果。發明內容本實用新型的目的在於提供ー種高頻脈衝油煙淨化器電源，它克服了現有產品的不足，通過設置多種保護電路，採用倍壓整流升壓電路，並設有洩放電阻，用樹 脂膠灌封。整機電路集成化，工作頻率高，浄化效果好，提高其安全性和可靠性。本實用新型的技術方案如下本裝置有電源濾波整流電路，該電路分兩路，一路經驅動電路和功率開關管電路、單相橋式逆變電路、倍壓整流電路接入負載電場；另一路經輔助電源及啟動電路接入自激振蕩、驅動電路及二次電源電路，自激振蕩、驅動電路及二次電源電路分別連接輔助電源、開關過熱保護、階梯式電壓控制電路、PWM脈寬調製及過流保護電路和火花跟蹤檢測、電壓自動控制電路、過壓保護電路並為其供電；上述自激振蕩、驅動電路及二次電源電路接入單相橋式逆變電路，為其提供驅動信號；本裝置所設開關過熱保護電路、階梯式電壓控制電路都接入PWM脈寬調製及過流保護電路；PWM脈寬調製及過流保護電路接入驅動電路和功率開關管電路，控制開關管工作。本實用新型的優點在於1、本裝置的特點是電場電壓以「爬坡」方式上升，即在電場電壓上升過程中，每單位時間電場電壓上升一定幅值，若電壓增量為正(除塵器電場中不產生瞬時火花放電)，則允許電壓繼續上升，相反則降低電場電壓值，因此可使設備穩定運行在最高平均電壓下，提高了安全性和可靠性。2、整機電路集成化，工作頻率高，淨化效果好，其體積小重量輕，安裝使用方便，適用於各種中小型浄化器使用。3、保護電路完善，可連續工作，功率大小可調，可應用於不同放電極距的電場。

圖I是本實用新型實施例的方框圖；圖2是本實用新型實施例整流濾波、輔助電源、PWM脈寬調製器、過流保護電路、驅動電路和功率開關管電路、単相橋式逆變電路的原理圖；圖3是本實用新型實施例啟動電路，自激振蕩，驅動電路和_■次電源電路的原通圖；圖4是本實用新型實施例電壓自動控制電路和過壓保護電路、火花跟蹤檢測電路的原理圖；圖5是本實用新型實施例階梯式電壓控制電路原理圖；圖6是本實用新型實施例開關管過熱保護電路的原理圖；圖7是本實用新型實施例倍壓整流電路原理圖。[0014]
以下結合附圖對本實用新型實施方式作進ー步說明。由圖I可以看到，本裝置有電源濾波整流電路，該電路分兩路，一路經驅動電路和功率開關管電路、単相橋式逆變電路、倍壓整流電路接入負載電場；另一路經輔助電源及啟動電路接入自激振蕩、驅動電路及二次電源電路，該電路分別連接輔助電源、開關過熱保護、階梯式電壓控制電路、PWM脈寬調製及過流保護電路和火花跟蹤檢測、電壓自動控制電路、過壓保護電路並為其供電；上述自激振蕩、驅動電路及二次電源電路接入單相橋式逆變電路，為其提供驅動信號；本裝置所設開關過熱保護電路、階梯式電壓控制電路都接入PWM脈寬調製及過流保護電路；PWM脈寬調製及 過流保護電路接入驅動電路和功率開關管電路，控制開關管工作。由圖2所示，電源整流濾波電路由電容C53、電感La、Lb、電容C。、C56, C57整流橋DF組成，主要用來過濾電源內部對電網的幹擾，同時又抑制電網對電源內部的幹擾，NTC是熱敏電阻，防止電源開機時出現過大的浪湧電流，電容C54、C55、電阻R71是低通濾波裝置，以得到平滑的直流電壓(+300V)。輔助電源是由集成電路IC2 (型號UC3842)、電阻R13、R14, R16, R19, R20, R21、電容Cn、C12> C13、C15, C16, C17, C18、ニ極管D13、場效應管Q4、線圈L2組成的降壓式開關電源，為自激振蕩和驅動電路提供-90V穩定的電壓。PWM 脈寬調製器是由 IC4 (型號 UC3842)，電位器 W，電阻 R26、R29, R30> R33> R34> R35>R36, ニ極管D31、電容C26、C29, C30> C31 > C32組成，型號為UC3842的集成電路是ー種高性能的固定頻率電流型PWM控制器，內部結構有振蕩器，誤差放大器，電流檢測比較器，PWM鎖存器，基準電壓源，內部偏置電路，欠壓鎖定電路和輸出驅動。它的振蕩頻率由電容C32和電阻R29決定，在電源工作時IC4的振蕩頻率隨電壓逐漸增高而增高，由R35、R36、D31決定，能使電源輸出更平滑的直流電壓。電源輸出過流保護電路由電流互感器T3, ニ極管D18、電容C33、電阻R31、R32組成，當電源輸出過流吋，T3檢測到的過流信號經R32，向IC4 (UC3842)的第5腳提供過流信號，IC4保護，電源停止工作。驅動電路和功率開關管電路是由集成電路IC3、ニ極管D16、D17、電容C24、C25、電阻R27、場效應管Q5、快恢復ニ極管Q6、線圈L3、電容C59組成，型號為IR2112S的集成電路IC3是一種單片雙通道高壓高速驅動器，PWM脈寬調製器IC4(UC3842)的第10腳輸出的驅動信號直接送到IC3的輸入端10和12腳，再由7腳輸出較大的驅動電流來調製功率開關管。單相橋式逆變電路由場效應管Q7、Q8、Q9、Q1q和電容C48、C49、C5tl、C51,電阻R61 R68,諧振電感L5和功率變壓器T2組成，Q7, Q8, Q9, Q10兩兩導通和截止，產生交變的方波電壓加在功率變壓器T2上，經過變壓器升壓後輸送給倍壓整流電路，再經倍壓整流電路升壓，輸送給負載電場使用。由圖2圖4可以看到，輸出過流保護電路是由電流互感器T4、ニ極管D19 22、電阻R、R43、電容C39，穩壓ニ極管D23組成。當負載短路或過流時，T4檢測到過流的交流信號經D19_22變成直流，再經C39，R43,R，D23穩壓，送到型號為TL084的集成電路IC6的第12腳放大後由14腳輸出，放大電路由IC6-A、電阻R38、R39、R41、R42、電容C41組成，經ニ極管D27向IC4(PWM調製器)提供過流信號。由圖3所示是啟動電路，自激振蕩，全橋變換器驅動電路和二次電源，是由場效應管 Q3、三極體 V1、電阻 R」 R2> R3> R7 R12> R74> R75> 電容 C5> C6、ニ極管 D9, D10, D11 組成。接通電源時+300V經R74、R75降壓，も 3也給C6充電，同時正電經R12送到D11的正極，這時電壓繼續上升，當D11兩端的電壓超過穩壓值時，D11迅速導通，由R8給V1提供偏置電流，V1導通由R11使Q3迅速導通，再經D9給自激震蕩電路(IC1)提供工作電壓。(型號為IR2153的集成電路IC1是ー種微功率啟動高壓自振蕩驅動CMOS開關管柵極的晶片)，IC1得電工作，輸出兩路高頻方波脈衝，經變壓器T5、T6驅動由場效應管QpQpD5IC8, Cltl、變壓器T1組成的半橋電路工作，(T1的L1是初級線圈)，同時變壓器Tl的次級線圈L8經整流器V2、V3整流電容C22、電阻R25濾波，輸出+15電源，經D12再反供給整機各個單元使用。線圈L卜5用於驅動全橋變換器Q7 K)。變壓器T1的次級線圈L6、整流器V6、V7，電容C38為IC6(TL084)提供負6V電源。次級線圈L7、整流器D卜4、C52是為給本機散熱風扇電機提供12V電源。由圖4所示是爬電壓自動控制電路和過壓過流保護電路，由型號為TL084的集成電路 IC6-B-C-D、C27、R40, C40, R44、C43、R46、R48、D25 組成，由電壓跟隨器 IC6-B 和 IC6-C、R4tl、C40>R44^C43構成ー個I分鐘左右的延時電路，電源開機時由IC4的14腳提供的基準5V電壓經R4tl給電容C4tl充電，C40的電位從零電位緩慢上升，同時IC6的第8，9腳經R44也對電容C43充電，C43的電位也從零電位緩慢上升，IC6的第6，7腳正電位經R46加至2腳，使2腳電壓緩 慢上升，I腳電位(剛開機時是高電位)由高緩慢降低，D25負極電位緩緩下降，IC4的5腳(A點)電壓逐漸降低，同時主開關電源的電壓也是從低到高緩慢升高。過壓保護電路由IC6-D，電阻R53、R54、R55、R47、電容C44、電阻R46、R48、ニ極管D25組成的電壓比較器電路，當正電壓超高時(正常200V)，IC6的3腳電壓升高，則I腳電位升高，經D25到IC4的第5腳，調控PWM，使電源電壓降低到標準(200V)，即能實時跟蹤調控電源電壓。火花跟蹤檢測電路，由電流互感器T7、R52, C47, D33> D32> C46, R51, C45, R5。、三極體\、R49、D24、D26組成。它是以浄化器電場閃絡信號為控制依據，當電場發生跳火吋，T7感應到一個交流脈衝信號經R52、C47、D33、D32、C46、R51、C45、R5(i整流濾波，使V8隨著脈衝信號快速導通ー下,經R49牽拉D24、D26正極接地，此時對電容C43、C40放一下電，此時兩電容的電位降低了一定的幅值，IC6第一腳也相同的升高一點，貝1J主電源電壓也降低一定量，電場高壓也同樣降低了一個幅值；同理如果電場連續放電，則高壓就逐漸降低。反之則逐漸升高到穩定電壓。由圖5所示的是階梯式電壓控制電路，由IC5(NE555)、電容C34、C35、C36、三極體V9、電阻R56。、ニ極管D28, D29, D30,發光二極體LED組成自激諧振器，IC5的3腳經D28, R58接IC4的第三腳。在電源開機初期階段，本電路工作，3腳輸出間歇式正脈衝經ニ極管D28和電阻R58加在IC4的第3腳(PWM脈寬調製器)，使輸出電壓階梯式的上升，此時LED發光管也一閃ー閃的工作。當電壓上升到設定電壓時(由R57, D3tl, D29檢測)，此電路停止。反之當電源電壓低於設定值或O輸出時，本電路啟振。此電路ー是為安全送電，ニ是兼工作狀態指
/Jn ο由圖6所示的是功率開關管過熱保護電路，由熱敏電阻NTC、三極體V5、電容C19、C2Q、C21、電阻R17、R18、R28組成。正常工作吋，NTC阻值較大，V5處於截止狀態，集電極O電位；過熱時V5導通，集電極高電位，經R28送入脈寬調製器IC4的第3腳VFB，關斷輸出電壓。由圖7所示的是倍壓整流電路，由電容C1 C6和高壓矽堆D1 D6組成。能成倍的提升變壓器的輸出電壓，從而減小變壓器的體積。[0030]本裝置的工作原理是啟動電源，電網220V交流電輸入到由電感La，Lb和電容C56, C57等組成的濾波器濾波後，再經DF整流和電容C54，C55濾波得到300V的直流電壓，一路接場效應管開關管Q5的漏極，源極經電感L3連接橋式逆變電路。一路接由IC2(UC3842)、Q4、L等組成的 輔助電源，它主要是給自激振蕩和驅動電路(圖3中小功率半橋電路Qp Q2)提供90V的穩定工作電壓。另一路經電阻R74, R75使啟動電路工作，Q3集電極輸出約18V的電壓經ニ極管D9供給ICl (IR2153)，這時由IC1. Q1, Q2, T1等組成的小功率半橋電源電路エ作，使T1的一次繞組上產生高頻脈衝交流電壓，同時T1的二次繞組L8上產生的高頻電壓經V2V3X22,整流濾波經ニ極管D12給整機各個單元電路提供+15V的工作電壓(包括輔助電源，過熱保護，階梯式電壓控制電路，PWM脈寬調製及過流保護電路，火花跟蹤檢測，電壓自動控制電路，過壓保護)，使它們都正常同步工作。T1的二次繞組L2, L3, L4, L5，分別連接橋式逆變電路的4個功率管Q7, Q8, Q9, Q10的柵極，提供IOOKHz的方波驅動脈衝信號，使其兩兩相互導通截止。T1上的L6感應的交流脈衝電壓經V6V7整流，C38濾波給IC6(TL084)提供負-6V直流電壓。L7感應的交流脈衝電壓經ニ極管Dy整流C52濾波供給風扇電機。 剛開機吋，功率開關管電路由於受階梯式電壓控制電路和電壓自動控制電路所控制，初始階段輸出的直流電壓是以(毎秒ー個增量)階梯式逐漸上升，供應給單相橋式逆變電路，逆變電路工作，產生交變的高頻電壓加在功率變壓器T2上，經過變壓器升壓後輸送給倍壓整流電路，再經倍壓整流電路升壓輸送給負載電場，此時電場的高壓也是階梯式上升。發光二極體LED也一閃ー閃的工作。當功率開關管電路輸出的電壓達到一定的電壓時，經R57和ニ極管D3tl使IC5(NE555)停止振蕩，3腳低電平，發光二極體LED常亮，PWM脈寬調製不受IC5控制，但仍受電壓自動控制電路牽制，這時功率開關管電路輸出的電壓繼續以爬坡方式繼續上升，此時負載電場的高壓也在繼續上升，直至達到設定的運行電壓。調諧電位器W控制輸出電壓的高低。在電場電壓上升或正常工作時，若負載電場(浄化器電極)出現跳火的瞬間，則由火花跟蹤檢測電路把閃絡信號取出，送到電壓自動控制電路中處理後，向PWM脈寬調製器發出控制命令，使高壓輸出迅速降低ー個電位。待電場介質絕緣強度恢復後，再繼續升壓，並逐漸逼近電場的火花放電電壓，使設備工作在最高平均電壓下。當功率開關管電路輸出的電壓過高吋，由IC6_D(TL084)，R47, R53，組成的電壓比較器向IC4送出過壓控制信號，控制功率開關管電路輸出電壓迅速降低，到標準的電位。當橋式逆變電路的負載短路或過流吋，電流互感器T3檢測到過流信號經D18和電阻R32向IC4(UC3842)送出控制信號，使功率開關管電路迅速關斷，電源中斷高壓輸出。橋式逆變電路負載過流時，由電流互感器T4檢測到的過流信號經IC6-A處理後向IC4(UC3842)PWM脈寬調製器發出控制命令，使功率開關管電路迅速關斷，電源中斷高壓輸出。當功率管過熱吋，由圖6中熱敏電阻NTC和V5等組成的保護電路經電阻R28使IC4(UC3842)，PWM脈寬調製器發出控制命令，使功率開關管電路迅速關斷，電源中斷高壓輸出。
權利要求1.一種高頻脈衝油煙淨化器電源，其特徵在於它有電源濾波整流電路，該電路分兩路，一路經驅動電路和功率開關管電路、單相橋式逆變電路、倍壓整流電路接入負載電場；另一路經輔助電源及啟動電路接入自激振蕩、驅動電路及二次電源電路，自激振蕩、驅動電路及二次電源電路分別連接輔助電源、開關過熱保護、階梯式電壓控制電路、PWM脈寬調製及過流保護電路和火花跟蹤檢測、電壓自動控制電路、過壓保護電路並為其供電；上述自激振蕩、驅動電路及二次電源電路接入單相橋式逆變電路，為其提供驅動信號；本裝置所設開 關過熱保護電路、階梯式電壓控制電路都接入PWM脈寬調製及過流保護電路；PWM脈寬調製及過流保護電路接入驅動電路和功率開關管電路，控制開關管工作。
專利摘要本實用新型公開了一種高頻脈衝油煙淨化器電源，它有電源濾波整流電路，該電路分兩路，一路經驅動電路和功率開關管電路、單相橋式逆變電路、倍壓整流電路接入負載電場；另一路經輔助電源及啟動電路接入自激振蕩、驅動電路及二次電源電路，該電路分別連接輔助電源、開關過熱保護、階梯式電壓控制電路、PWM脈寬調製及過流保護電路和火花跟蹤檢測、電壓自動控制電路、過壓保護電路並為其供電；上述自激振蕩、驅動電路及二次電源電路接入單相橋式逆變電路；開關過熱保護電路、階梯式電壓控制電路都接入PWM脈寬調製及過流保護電路；PWM脈寬調製及過流保護電路接入驅動電路和功率開關管電路。本裝置工作頻率高，淨化效果好，安全、可靠性高。
文檔編號H02M7/10GK202424563SQ201220063140
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者劉國華 申請人:劉國華