CN102026464A - 直流离子风机高效能高压包 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直流离子风机高效能高压包，包括正高压产生电路和负高压产生电路，正高压产生电路包括第一高压变压器及与第一高压变压器的次级线圈连接的第一倍压整流电路，负高压产生电路包括第二高压变压器及与第二高压变压器的次级线圈连接的第二倍压整流电路。本高压包还包括一脉冲发生器，该脉冲发生器包括一可调电阻、可控硅、电感、第三电容及稳压二极管，脉冲发生器向第一场效应管和第二场效应管提供脉冲电压。本发明提供的一种直流离子风机高效能高压包，使高压包输出的正电压和负电压精确可调，并达到了低功耗、低发热、节能环保的设计要求。

Description

直流离子风机高效能高压包

技术领域

本发明涉及一种直流离子风机高效能高压包，尤其涉及一种防静电直流离子风机高效能高压包。

背景技术

离子风机是一种防静电电子产品，一般由高压包、风机和发射针架三部分组成。离子风机分为直流和交流两种，所谓直流离子风机是由高压包产生正、负两种高压输出端分别通过发射针向空气介质输出两种稳定的直流高压。由以上原理和结构可知，高压包是一种产生直流高压的部件，是离子风机的核心部件。

现有技术中，直流离子风机的高压包的代表性结构可参见中国专利公报于2010年9月15日公开的，公开号为CN101835333A，名称为《一种离子风机高压包》的发明专利申请。该专利申请中公开了一种离子风机离压包，该高压包包括两个高压变压器，每个高压变压器的输入端连接各自作为输入电源的振荡电路单元，输出端连接各自的整流单元。该专利申请公开的方案的主要点是正电压、负电压两路调整，使输出高压更加稳定，使离子风机的平衡电压参数能更接近于0V。但，上述专利申请方案中仅提到振荡电路单元中的三极管基极是电连接一名为“离子风机高压调节模拟电压输出电路”的电路，并没有公开其具体结构。而“离子风机高压调节模拟电压输出电路”是高压包的重要组成部分，人们需要控制该电路的输出，来保证高压包输出的正电压和负电压值的精确可调。现市场上虽有很多种电源电路，但大多结构复杂、功耗高，发热量高，不能适用于此。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种直流离子风机高效能高压包。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种直流离子风机高效能高压包，包括正高压产生电路和负高压产生电路，所述正高压产生电路包括第一高压变压器及与第一高压变压器的次级线圈连接的第一倍压整流电路，负高压产生电路包括第二高压变压器及与第二高压变压器的次级线圈连接的第二倍压整流电路；

所述第一高压变压器的初级线圈上并联第一电容，该第一电容的一端上接电源输入正极，另一端接第一场效应管的漏极，而第一场效应管的源极接地；所述第二高压变压器的初级线圈上并联第二电容，该第二电容的一端接电源输入负极，另一端接第二场效应管的漏极，而第二场效应管的源极接地；所述第一场效应管和第二场效应管均为N沟增强型MOS管；

本高压包还包括一脉冲发生器，该脉冲发生器包括一可调电阻、可控硅、电感、第三电容及稳压二极管，所述可调电阻的一端接控制电源正极，另一端接所述可控硅的阳极，而可控硅的阴极接所述电感一端，该电感另一端接地；所述第三电容一端接于可控硅的阳极，其另一端接地；而所述可控硅的控制极接所述稳压二极管的阳极，稳压二极管的阴极接于可控硅的阳极上；所述可控硅的阴极上接出一路作为输出，该输出接于所述第一场效应管的栅极和第二场效应管的栅极上，向第一场效应管和第二场效应管提供脉冲电压。

进一步地，所述第一倍压整流电路和第二倍压整流电路的输出端上均串接有接地保护电阻。

进一步地，所述可控硅采用MCR100系列芯片，而所述第一场效应管和第二场效应管采用IRFU214系列芯片。

本发明的有益效果主要体现在：本发明的直流离子风机高压包通过采用电容、场效应管以及与特别的脉冲发生器配合产生大小可控的交变振荡波形，且输出的正电压和负电压精确可调；本发明采用的脉冲发生器具有工作可靠、功耗小、发热小的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明。

图1：本发明的优选实施例电路原理图。

具体实施方式

本发明揭示了一种直流离子风机高效能高压包，如图1所示，一种直流离子风机高效能高压包，包括正高压产生电路和负高压产生电路，所述正高压产生电路包括第一高压变压器T1及与第一高压变压器T1的次级线圈连接的第一倍压整流电路，负高压产生电路包括第二高压变压器T2及与第二高压变压器T2的次级线圈连接的第二倍压整流电路。

所述第一高压变压器T1的初级线圈上并联第一电容C2，该第一电容C2的一端上接电源输入正极VIN+，另一端接第一场效应管Q1的漏极，而第一场效应管Q1的源极接地；所述第二高压变压器T2的初级线圈上并联第二电容C8，该第二电容C8的一端接电源输入负极VIN-，另一端接第二场效应管Q2的漏极，而第二场效应管Q2的源极接地；所述第一场效应管Q1和第二场效应管Q2均为N沟增强型MOS管。

本高压包还包括一脉冲发生器，该脉冲发生器包括一可调电阻RP2、可控硅Q3、电感L1、第三电容C13及稳压二极管D9，所述可调电阻RP2的一端接控制电源正极，另一端接所述可控硅Q3的阳极，而可控硅Q3的阴极接所述电感L1一端，该电感L1另一端接地；所述第三电容C13一端接于可控硅Q3的阳极，其另一端接地；而所述可控硅Q3的控制极接所述稳压二极管D9的阳极，稳压二极管D9的阴极接于可控硅Q3的阳极上；所述可控硅Q3的阴极上接出一路作为输出，该输出接于所述第一场效应管Q1的栅极和第二场效应管Q2的栅极上，向第一场效应管Q1和第二场效应管Q2提供脉冲电压。并且，具体在脉冲发生器的输出路上可串接一电阻R5，以保护第一场效应管Q1和第二场效应管Q2，在所述可调电阻RP2的一端与控制电源正极间可串接一电阻R6。所述可调电阻RP2连接的控制电源与第一电容C2的一端上接的电源输入VIN+不是一个电源，在本实施例控制电源一般采用24V比较合适。所述稳压二极管D9在这里采用15V稳压管合适。

具体，所述第一倍压整流电路由第四电容C3、第五电容C4、第六电容C5、第七电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4构成；且，在其输出端上串接两个电阻R1和R2作为接地保护电阻，该电阻R1和R2的阻值为10MΩ。所述第二倍压整流电路由第八电容C9、第九电容C10、第十电容C11、第十一电容C12、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8构成，且，在其输出端上也串接两个电阻R3和R4作为接地保护电阻，该电阻R3和R4的阻值为10MΩ。并且，为体积减小，工作更可靠，所述可控硅Q3采用MCR100系列芯片，而所述第一场效应管Q1和第二场效应管Q2采用IRFU214系列芯片。

本实施例工作原理是：由脉冲发生器中的可调电阻RP2和电阻R6与第三电容C13构成RC积分电路，随着时间的累积，第三电容C13一端（也即稳压二极管D9的阴极）的电位上升至稳压二极管D9的临界反向击穿电压值时，稳压二极管D9反向击穿向可控硅Q3提供一触发电压，可控硅Q3导通，从而使脉冲发生器输出一个个尖脉冲信号。脉冲发生器的输出为高电平时，提供给第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的栅极使第一场效应管Q1和第二场效应管Q2导通，这时电源VIN+和VIN-即向第一电容C2和第二电容C8充电，而当脉冲发生器的输出为低电平时，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2截止，第一电容C2和第二电容C8放电。第一电容C2和第二电容C8的充电和放电替换，使第一高压变压器T1和第一高压变压器T2输入交变的电压波形；第一高压变压器T1和第一高压变压器T2将其升压，并再经倍压整流电路将其整流并且进一步升高，从而输出直流高压电。

脉冲发生器输出的尖脉冲信号的频率可由调节可调电阻RP2进行调整，尖脉冲信号的频率也就直接决定了高压包输出直流高压的大小，故，使用时，用户是通过调整可调电阻RP2来调整高压包的输出直流高压的大小。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）由于第一倍压整流电路和第二倍压整流电路的输出端上均串接有接地保护电阻，保证了在输出端接地时高压包不会损坏；并且，使输出端碰到人体时，因输出端的电流为nA级微电流，不会对人体造成损害。

（2）可控硅采用MCR100系列芯片，而所述第一场效应管和第二场效应管采用IRFU214系列芯片，从而使输出的高压更稳定可靠。

（3）由于发明采用电容、场效应管以及与特别的脉冲发生器配合产生大小可控的交变振荡波形，本发明采用的脉冲发生器具有工作可靠、功耗小、发热小的优点，使本发明整个高压包的总功率小于1W，在市场上同类同规格的高压包产品的功耗都大于50 W，从而本发明满足了现今电子行业所要求的节能环保的发展要求。

（4）单独输出正负两路高压，且正负电压可调整，输出的高压稳定，一致性好，正负高压变比一致，输出电压与输入电压比值差异控制在3％之内。

（5）本发明耐温湿度环境能力强，可正常工作在温度10～30度，湿度30％～60％。在湿度为60%～85%的环境下仍然可以工作，平衡电压保持在30V之内。

（6）本发明可以保证在连续24小时工作情况下，平均无故障时间（MTBF）在30000小时。

本发明尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种直流离子风机高效能高压包，包括正高压产生电路和负高压产生电路，所述正高压产生电路包括第一高压变压器（T1）及与第一高压变压器（T1）的次级线圈连接的第一倍压整流电路，负高压产生电路包括第二高压变压器（T2）及与第二高压变压器（T2）的次级线圈连接的第二倍压整流电路；其特征在于：

所述第一高压变压器（T1）的初级线圈上并联第一电容（C2），该第一电容（C2）的一端上接电源输入正极，另一端接第一场效应管（Q1）的漏极，而第一场效应管（Q1）的源极接地；所述第二高压变压器（T2）的初级线圈上并联第二电容（C8），该第二电容（C8）的一端接电源输入负极，另一端接第二场效应管（Q2）的漏极，而第二场效应管（Q2）的源极接地；所述第一场效应管（Q1）和第二场效应管（Q2）均为N沟增强型MOS管；

本高压包还包括一脉冲发生器，该脉冲发生器包括一可调电阻（RP2）、可控硅（Q3）、电感（L1）、第三电容（C13）及稳压二极管（D9），所述可调电阻（RP2）的一端接控制电源正极，另一端接所述可控硅（Q3）的阳极，而可控硅（Q3）的阴极接所述电感（L1）一端，该电感（L1）另一端接地；所述第三电容（C13）一端接于可控硅（Q3）的阳极，其另一端接地；而所述可控硅（Q3）的控制极接所述稳压二极管（D9）的阳极，稳压二极管（D9）的阴极接于可控硅（Q3）的阳极上；所述可控硅（Q3）的阴极上接出一路作为输出，该输出接于所述第一场效应管（Q1）的栅极和第二场效应管（Q2）的栅极上，向第一场效应管（Q1）和第二场效应管（Q2）提供脉冲电压。

2.根据权利要求1所述的直流离子风机高效能高压包，其特征在于：所述第一倍压整流电路和第二倍压整流电路的输出端上均串接有接地保护电阻。

3.根据权利要求2所述的直流离子风机高效能高压包，其特征在于：所述可控硅（Q3）采用MCR100系列芯片，而所述第一场效应管（Q1）和第二场效应管（Q2）采用IRFU214系列芯片。

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