CN2169935Y - 直流供电的微型空气负离子发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种直流供电的微型空气负离
子发生器，它包括负高压发生电路，其特征是所述负
高压发生电路中它激振荡的回扫变换升压电路中开
关晶体管(V2)的集电极—发射极并联一只蓄能电容
(C5)和一只阻尼二极管(V3)，利用蓄能电容(C5)与
升压变压器(B)的初级绕组(L1)之间的充放电获得
等于电源电压8～10倍的梳状反峰高压，同时通过
阻尼二极管(V3)把升压变压器(B)的初级绕组(L1)
中的磁场能以电流的形式送还给电源。
Description
本实用新型涉及一种用于产生空气负离子的非封闭式的高压尖端放电装置，特别是涉及一种使用低压直流电源供电的空气负离子发生器。
中国专利局1993年6月9日授权公告了一种使用低压直流电源供电的“汽车专用负离子发生器”（授权公告号：CN213567Y）的实用新型专利，该实用新型专利所公开的负高压发生电路主要由变压器反馈振荡的回扫变换升压电路和多级倍压整流电路所组成。由于该实用新型专利设置了多级升压电路，因此存在下述几点不足：一是电路复杂，元件多，体积大；二是多级倍压整流电路中需要较多的耐高压电子元件，成本较高；三是电压变换电路工作效率低。上海科学普及出版社1989年8月出版发行的《555集成电路实用电路集》的第7～8页上记载了一种“空气负离子发生器”的负高压发生电路，该电路利用由555时基电路构成的脉冲触发电路输出的脉冲信号控制它激振荡的回扫变换升压电路中开关晶体管的导通或载止，在升压变压器的初级得到回扫脉冲，该回扫脉冲耦合到升压变压器次级再经二极管整流后便得到负高压。由于该电路必须在升压变压器的初级绕组上并联一只滤波电容，才能得到具有一定宽度的回扫脉冲，因此在开关晶体管的截止过程中，升压变压器初级绕组内所聚集的磁场能，只有一小部分在LC充放电过程中被耦合到次级，大部分则在开关晶体管再次导通时以电流的形式对地释放而浪费；另外该电路在开关晶体管的截止过程中，会产生LC自由振荡，因此所得到的电压波形为两个回扫脉冲间夹杂着衰减的正弦波，由于衰减后的正弦波通过整流得不到使空气电离的负高压，所以这一部分电量也被白白地浪费掉。总之，上述“空气负离子发生器”也存在工作效率低的不足。
鉴于现有技术所存在的上述不足，本实用新型提供一种改进型直流供电的微型空气负离子发生器，旨在提高电压变换效率，降低电能的损耗。
本实用新型实现上述目的的技术解决方案如下所述：
一种直流供电的微型空气负离子发生器，包括负高压发生电路，该电路由脉冲触发电路、它激振荡的回扫变换升压电路、半波整流电路依次连接所组成，其特征是所述它激振荡的回扫变换升压电路中开关晶体管的集电极－－发射极并联一只蓄能电容和一只阻尼二极管。
本实用新型的上述技术解决方案与现有技术相比具有下述优点和效果：2、在开关晶体管的截止过程中，升压变压器初级绕组中储存的磁场能以电流的形式通过阻尼二极管送还给电源，具有很高的电压变换效率，可以节约电能；2、由于只有在5KV以上的高压电场中才能获得较好的空气电离效果，而本实用新型所述的它激振荡的回扫变换升压电路在电压变换过程中无LC自由振荡，升压变压器初级可以获得清晰完整的等于电源电压8～10倍的梳状反峰电压，因此空气电离的效率明显高于现有技术。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步详细描述。
附图说明
图1为本实用新型一种具体实施方案中负高压发生电路的电原理图；
图2为图1所示电路中它激振荡的回扫变换升电路的等效电路图；
图3为图2中开关晶体管V2的基极触发电压的波形图；
图4为图2中开关晶体管V2的集电极电流的波形图；
图5为图2中升压变压器B的初级绕组L1中电流的波形图；
图6为图2中阻尼二极管V3中电流的波形图；
图7为图2中开关晶体管V2的集电极－－发射极电压的波形图；
图8为使用图1所示负高压发生电路的一种具体实施方案。
参见图8，本实施例为一种车用微型空气负离子发生器，具体实施方法如下所述：
参见图1，由555时基电路N1及其***元件电阻R1和R2、电容C2和C3、二极管V1构成占空比大于80％的方波脉冲触发电路；将开关晶体管V2的集电极与升压变压器的初级绕组L1相连，再在开关晶体管V2的集电极－－发射极并联蓄能电容C5和阻尼二极管V3构成它激振荡的回扫变换升压电路。为了保证得到清楚完整的梳状反峰电压，实施时首先应合理选择脉冲触发电路的振荡频率和占空比，使开关晶体管V2的截止时间大于电容C5经升压变压器B的初级绕组L1和电源放电的工作时间，其次是选用快速恢复二极管作阻尼二极管V3。
参见图1，555时基电路的输出端3与开关晶体管V2的基极之间串联限流电阻R3和R4，其中电阻R3上并联加速电容C4，以提高开关晶体管的开关速度。
参见图1，在直流电源的输入端并联滤波电容C1。
参见图1，升压变压器B的变化比及功率和整流二极管V4的电参数按公知的方法选取。
参见图8，将如图1所示电路中的电子元件按公知的方法布置到电路板4上。
图8中其它零件按公知的方法制作，具体组装方法可结合图8按下述顺序进行：
（1）将布有升压变压器6和其它电子元件的电路板4从外壳5的喇叭口***，并使作电源指示的发光二极管7从外壳5上的安装孔内露出；
（2）将升压变压器6与外壳5之间的间隙内灌满环氧树脂封装起来，再盖上压盖8，并使放电针10伸出压盖8约6mm；
（3）将网罩9拧上，压住压盖8；
（4）在电路板4上焊好连接塞头1的连接螺柱11；
（5）套上带弹性爪的塞杆3，再将其与电路板4焊接起来作电源负极引入端；
（6）放上绝缘垫2，再拧紧塞头1作电源正极引入端。
图8所示本实用新型的实施方案可以直接插在汽车上点烟器插口内取车上12V直流电源使用。
按上述实施方案所产生的车用微型空气负离子发生器，经中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所检测，距负离子发生器出口30cm负离子浓度为：20×108个／cm3；距负离子发生器出口5cm臭氧浓度为：＜5PPb。
为了让公众进一步理解本实用新型的目的和所能达到的技术效果，现结合附图将本实用新型所述的它激振荡的回扫变换升压电路的工作原理进一步详述如下：
为了分析的方便，这里将图1中它激振荡的回扫变换升压电路等效为图2所示，图1中12V直流电源等效为E，升压变压器B等效为电感L，其它元件均由图1中相应的元件等效而来。为了缩短篇幅，叙述中各元件的代号前不再冠以名称。
参见图2，在V2的基极输入如图3所示矩形触发电压Ua，当正脉冲到来时，V2饱和导通；当负脉冲到来时，V2截止。参见图3、图4和图5，在f1－－f2时刻，V2饱和导通，V2的集电极电流I2和L中电流I3均呈线性增长；t2时刻开始，由于I3不能突变，所以I3从正向最大逐渐减小；在这一过程中I3给C5充电把L中的磁场能变成C5中的电场能，由于I3较大，而C5容量较小，所以很快充电到很高的电压（约等于电源电压的10倍）；到t3时刻，I3由正向最大减小到0。由于C5上电压不能维持，在t3－－t4时刻又通过L放电，即把C5中的电场能变成L中的磁场能；I3由0逐渐变到负向最大，此时C5上电场能全部变成L中的磁场能；t4时刻，C5上电荷泄放完毕，I3达负向最大；由于I3不能突变，在t4－－t6时刻，继续对C5反向充电（下正上负），C5上电压只要大于V3的导通电压，V3马上导通，I3从负向最大逐渐变化到0。这一过程等于把L中的磁场能以电流的形式通过V3还给了电源。当下一个正脉冲到来时，又重复上述过程。
比较图5与图6，可以看出I3越过负向最大后，从t5时刻开始V3导通。V3中电流I1的波形如图6所示。从图7中可以看出V2的集电极－－发射极两端的梳状反峰电压是由C5充放电获得的，从t2时刻开始，t3时刻达最大值，t5时刻降到0。
Claims (1)
1、一种直流供电的微型空气负离子发生器，包括负高压发生电路，该电路由脉冲触发电路、它激振荡的回扫变换升压电路、半波整流电路依次连接所组成，其特征是所述它激振荡的回扫变换升压电路中开关晶体管(V2)的集电极--发射极并联一只蓄能电容(C5)和一只阻尼二极管(V3)。
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| CN101929255B (zh) * | 2009-12-31 | 2012-09-12 | 周云正 | 设有等离子体空气消毒净化器的医院手术室 |
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1993
- 1993-08-10 CN CN 93221399 patent/CN2169935Y/zh not_active Expired - Fee Related
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