專利名稱：高效率易擴(kuò)散空氣負(fù)離子發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及空氣負(fù)離子發(fā)生器。
人類有一半以上時間生活在室內(nèi)，必須不停地呼吸空氣。除了溫度、濕度、潔凈度、氣味等空氣質(zhì)量指標(biāo)外，還有一種能給人以清新、舒適感覺，具有治療保健與消煙除塵除異味作用的被稱為空氣維生素的負(fù)氧離子，日益受到人們的重視，國內(nèi)外廠商紛紛推出不同形式的負(fù)離子發(fā)生器，這些發(fā)生器有的功耗太大；有的輸出高壓太低，產(chǎn)生的負(fù)離子太小，不能滿足實(shí)用需要；有的元器件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；有的工作噪音大，有的需電源變壓器，有的輸出高壓隨市電大幅度波動，負(fù)離子發(fā)射量不穩(wěn)定；有的臭氧濃度高，有害身體健康；有的無發(fā)射量指示，用戶不易判別負(fù)離子發(fā)射實(shí)況。針對上述問題，本發(fā)明研制出一種新穎的更為科學(xué)合理的空氣負(fù)離子發(fā)生器。
本發(fā)明的目的在于提供一種空氣負(fù)離子發(fā)生器，這是一種無電源變壓器電暈放電式或以含銫多元合金、含銫化合物作大面積電極的光電發(fā)射式高濃度無臭氧空氣負(fù)離子發(fā)生器，該發(fā)生器電路簡單，低功耗，高穩(wěn)定性，有發(fā)射實(shí)況指示，使用方便安全。
本發(fā)明所述的一種空氣負(fù)離子發(fā)生器，該發(fā)生器的主電路是以小電流交流恒流源作振蕩管的高Q值LC調(diào)諧振蕩器，其振蕩管BG1的基極與電路的公共地之間，接有雙向穩(wěn)壓與振蕩指示單元SWY；BG1的基極與電路的公共地之間，還接有正反饋繞組L2、隔直耦合電容C3、SWY單元限流電阻R3，C3、L2、R3以串聯(lián)方式連接；BG1的發(fā)射極與電路的公共地之間，接有電流負(fù)反饋電阻R2與可調(diào)電阻W1；SWY、C3L2R3、R2W1與BG1聯(lián)合組成小電流交流恒流源的參數(shù)設(shè)定與控制回路。R2W1可以用等效電阻代替。該恒流源參數(shù)設(shè)定與控制回路，可靈活地應(yīng)用于不同類型的BG1，不同高低的電源電壓E1，無電源變壓器或有電源變壓器的各種振蕩升壓式負(fù)離子發(fā)生器中。用來指示負(fù)離子發(fā)射實(shí)況的設(shè)置是由電容C5、輝光放電管NHO、電阻R5所組成的鋸齒波弛張振蕩器，電阻R5、輝光放電管NHO以串聯(lián)方式連接，電阻R5、輝光放電管NHO串聯(lián)電路與電容C5以并聯(lián)方式連接，電阻R5、輝光放電管NHO、電容C5回路串聯(lián)在高壓電源E2與電暈放電式或光電發(fā)射式負(fù)離子發(fā)射頭之間。發(fā)生器可根據(jù)不同的應(yīng)用需要，設(shè)置大面積光電發(fā)射電極GDF。
參見附1為本發(fā)明的基本電路2、圖3為本發(fā)明適用于GDF電極的配套電路圖本發(fā)明所述的空氣負(fù)離子發(fā)生器的全電路工作過程如下220V市電經(jīng)C1限流，D1－D4橋式整流，C2濾波后，得到空載電壓E1約為310V，帶負(fù)載電壓E1約為290V。BG1等組成變壓器耦合自激振蕩器，振蕩電壓經(jīng)L3繞組升壓，BY單元倍壓整流后，得到約9－16KV直流負(fù)高壓E2，E2經(jīng)安全限流電阻R4、發(fā)射實(shí)況指示電路C5、NHO、R5后，傳輸至安全插孔CK。當(dāng)CK插有發(fā)射電極插頭FS時，由電暈放電或光電發(fā)射所產(chǎn)生的負(fù)離子向周圍擴(kuò)散，本發(fā)生器采用開放式單電極結(jié)構(gòu)，由于主電路被封閉隔離在絕緣機(jī)殼內(nèi)，只有負(fù)離子發(fā)射電極設(shè)置在機(jī)殼頂部，高壓電源E2的正極只能通過市電的中線或地線構(gòu)成閉合回路，這時，地面、墻壁、室內(nèi)的物體與人體成為天然的能吸引負(fù)離子的正極。這樣不僅避免大量的負(fù)離子被發(fā)生器自身所吸收，而且由于E2正負(fù)極之間的距離很遠(yuǎn)，電場強(qiáng)度大為減弱，緊貼FS針尖表面的空氣電暈層所產(chǎn)生的自由電子，其動能不足以形成臭氧，從而獲得負(fù)離子濃度高、無臭氧的效果。
本發(fā)明所述的電路原理如下恒流源參數(shù)設(shè)定與控制回路→小電流交流恒流源BG1→BG1的Ic幾乎恒定不變→BG1的等效內(nèi)阻與動態(tài)電阻均很高→L1C4回路損耗小、Q值高→L1C4回路振蕩強(qiáng)、消耗電源能量小。L1C4回路的諧振電容，包括C4、L1自身的分布電容、高壓繞組L3對L1的反射電容三部分，后者所指的反射電容往往占主導(dǎo)地位；對交流振蕩而言，BG1是并聯(lián)在L1C4回路二端的，很顯然，提高BG1的等效內(nèi)阻與動態(tài)電阻，可以提高L1C4回路的Q值；由于BG1的Ic幾乎恒定不變，Ic流過L1C4回路的諧振阻抗RN所產(chǎn)生壓降VL1也幾乎不變，從而實(shí)現(xiàn)市電電壓大幅度波動時輸出高壓E2的自動穩(wěn)定；激勵信號正半周時，BG1導(dǎo)通，為L1C4回路補(bǔ)充能量，激勵信號負(fù)半周時，BG1截止，L1所儲存的能量向C4充電，這時，BG1C極反峰電壓約為400-500V。振蕩時，BG1的導(dǎo)通角略小于180度，屬于效率較高的乙類工作狀態(tài)。為了保持BG1的很高的動態(tài)電阻，為了自動穩(wěn)定輸出高壓E2，當(dāng)市電電壓為正常的220V時，電路參數(shù)的設(shè)計，使BG1在激勵信號正半周時工作在VCE約為50-70V左右的不飽和的放大區(qū)；當(dāng)市電電壓由220V大幅度下跌至180V時，由于E1相應(yīng)大幅度降低，而BG1的Ic幾乎恒定不變，迫使BG1進(jìn)入接近飽和或淺飽和區(qū)。由于BG1在激勵信號正半周時，通常工作在不飽和的放大區(qū)；BG1發(fā)射極設(shè)置了很深的電流負(fù)反饋；L1C4回路的Q值高，選頻作用好，高頻寄生振蕩被抑制，使L1C4回路獲得了良好的正弦波；由于BG1的內(nèi)阻很高，發(fā)射極設(shè)置了與眾不同的很深的電流負(fù)反饋，基極激勵信號被雙向穩(wěn)壓，使電路獲得了不尋常的可靠性與穩(wěn)定性，對各種意外電沖擊具有很強(qiáng)的自我保護(hù)緩沖能力。電容C5、輝光放電管NHO、電阻R5組成用來指示負(fù)離子發(fā)射實(shí)況的鋸齒波弛張振蕩器。C5一般取0．0068－0．068微法，經(jīng)理論計算與實(shí)際測量，按

圖1所示參數(shù)，NHO每秒閃光一次，大約表示0．1微安負(fù)離子發(fā)射電流，即表示每秒鐘大約發(fā)射6×1011個負(fù)氧離子。(每秒鐘發(fā)射6千億個負(fù)氧離子)。C5應(yīng)選擇漏電小的電容，使用中應(yīng)避免C5、NHO受潮與臟污，氖燈可選用NHO－10等低起輝電壓、小體積、長壽命型號。NHO最好安裝在發(fā)生器頂部，用透明塑料或有機(jī)玻璃加以防塵、防潮與封閉絕緣。
實(shí)施例1首先選擇SWY，可選用一只正極朝上的正向壓降為1．7V左右的高亮度紅色發(fā)光二極管D5，與一只負(fù)極朝上的開關(guān)二極管D6并聯(lián)組成。D5將激勵信號正半周削波穩(wěn)壓，兼作振蕩狀態(tài)指示。激勵信號負(fù)半周時，C3通過D6構(gòu)成快速放電通路。為了使振蕩波形更好更理想，可在D5二端并聯(lián)一只0．01微法左右的整形電容C6。R2取180Ω，W1取100Ω，采用GDF電極時，R4取20MΩ。BG1選用BU508A、D1431等高反壓管。適當(dāng)調(diào)整R1的阻值，使BG1的靜態(tài)Ic約為1mA。工作時BG1發(fā)射極電流峰值Iem約為6mA，有效值Ie約為2．5mA，測量電阻R2二端壓降，即可求出有效值Ie，BG1的Ic略小于Ie。調(diào)節(jié)W1的阻值，即可改變BG1的Ic與輸出高壓E2。T1可采用U7、U5等磁芯制作，磁芯間隙要適當(dāng)。L1用Φ0．12-0．18mm漆包線繞制，電感量約為12－18mH，電路的振蕩頻率約為20－50KHz。適當(dāng)調(diào)整C4的容量，使L1C4回路與高頻寄生振蕩實(shí)現(xiàn)三次或五次調(diào)諧，以利于改善振蕩波形，使電路更容易起振。電暈放電電極采用特制的極尖銳的Φ0．20-0．35mm短針灸針，F(xiàn)S只需一根針。光電發(fā)射電極GDF的有效發(fā)射面積一般可取10－90平方厘米。負(fù)離子的發(fā)射量與GDF的有效發(fā)射面積成正比，高壓電源E2為GDF提供因光電發(fā)射所消耗的逸出電子，高壓靜電場的同性排斥作用使光電子及其與氧分子結(jié)合生成的負(fù)氧離子向周圍空間擴(kuò)散。
實(shí)施例2將BG2設(shè)計成動態(tài)等效電阻，代替R2W1。E3為取樣電壓，穩(wěn)壓管D8將E3的電壓變量全部藕合至BG2基極，直接控制、調(diào)節(jié)BG2的等效電阻，從而使振蕩管BG1成為能適應(yīng)多種負(fù)載的自動應(yīng)變恒流源。該實(shí)施例輸出高壓更為穩(wěn)定，更容易起振，可作為GDF電極的配套電路。BG2應(yīng)選用低頻鍺管。
實(shí)施例3輸出高壓可在較大范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，除作為GDF電極的配套電路外，還可廣泛應(yīng)用于需要穩(wěn)定高壓的電子儀器、電子設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.一種高效率、易擴(kuò)散空氣負(fù)離子發(fā)生器，該發(fā)生器的主電路是以小電流交流恒流源作振蕩管的高Q值LC調(diào)諧振蕩器，其特征在于振蕩管BG1的基極與電路的公共地之間，接有雙向穩(wěn)壓與振蕩指示單元SWY；BG1的基極與電路的公共地之間，還接有正反饋繞組L2、隔直耦合電容C3、SWY單元限流電阻R3，C3、L2、R3以串聯(lián)方式連接；BG1的發(fā)射極與電路的公共地之間，接有電流負(fù)反饋電阻R2與可調(diào)電阻W1；SWY、C3L2R3、R2W1與BG1聯(lián)合組成小電流交流恒流源的參數(shù)設(shè)定與控制回路，R2W1可以用等效電阻代替。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率、易擴(kuò)散空氣負(fù)離子發(fā)生器，其特征在于用來指示負(fù)離子發(fā)射實(shí)況的設(shè)置是由電容C5、輝光放電管NHO、電阻R5所組成的鋸齒波弛張振蕩器，電阻R5、輝光放電管NHO以串聯(lián)方式連接，電阻R5、輝光放電管NHO串聯(lián)電路與電容C5以并聯(lián)方式連接，電阻R5、輝光放電管NHO、電容C5回路串聯(lián)在高壓電源E2與電暈放電式或光電發(fā)射式負(fù)離子發(fā)射頭之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率、易擴(kuò)散空氣負(fù)離子發(fā)生器，其特征在于，發(fā)生器可根據(jù)不同的應(yīng)用需要，設(shè)置大面積光電發(fā)射電極GDF。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種無電源變壓器電暈放電式或以含銫多元合金、含銫化合物作大面積電極的光電發(fā)射式高濃度無臭氧空氣負(fù)離子發(fā)生器。該發(fā)生器的主電路是以一小電流交流恒流源作振蕩管的高Q值LC調(diào)諧振蕩器,它不僅具有很高的可靠性,而且能自動穩(wěn)定輸出高壓。發(fā)生器使用安全,擦洗方便。整機(jī)功耗約1W,振蕩波形為等幅正弦波。全電路結(jié)構(gòu)簡單,容易制造,是一種性能先進(jìn)的較理想的高效率、易擴(kuò)散空氣負(fù)離子發(fā)生器。
文檔編號H01T23/00GK1279379SQ9911023
公開日2001年1月10日 申請日期1999年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月6日
發(fā)明者陳銀德 申請人:陳銀德