CN107645239A - 用于高能离子空气净化器的高压驱动电源 - Google Patents

用于高能离子空气净化器的高压驱动电源 Download PDF

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黄华兴
贺小云
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Abstract

本发明公开了一种用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，包括依次连接的稳压变频器、低频升压变压器。稳压变频器依净化需要为低频升压变压器提供可调压调频的低频交流电源。低频升压变压器用于对低频交流电源进行升压。稳压变频器包含调压调频模块、控制模块、电压检测模块和电流检测模块。高压驱动电源的输出电压跟踪给定可调，确保高能离子发生器激发出的高能离子能量大于需净化气体的化学键键能，以便打断其化学键。高压驱动电源的输出频率依净化效率和臭氧浓度而确定，即保证高能离子空气净化器针对不同化学成份气体的净化效率，又能有效地控制产生的臭氧浓度。

Description

用于高能离子空气净化器的高压驱动电源
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种用于高能离子空气净化器的高压驱动电源。
背景技术
在空气净化领域，涌现出很多除臭和治理有机废气的技术，无耗材净化技术是行业内追求的热点。高能离子空气净化技术是被公认为最有效的除臭和治理有机废气的无耗材净化技术之一，从而一直被很多人研究。高能离子空气净化技术是应用交变的几千伏高压作用于高能离子发生器，从而激发出高能量的离子，将需要处理的气体化学键打断，变成小分子再进行处理，以此来进行除臭和治理有机废气。
但在实际应用中，由于高能离子空气净化器无法调节高能离子的能量，有时化学键无法打断，影响了其净化效果；而且由于高能离子空气净化器无法控制离子数量，而影响了其净化效率，并且伴随着高浓度的臭氧产生，在人机共存的应用场合会对人体产生有害的影响。由于应用环境复杂，其安全性、稳定性和可靠性方面也存在问题，严重影响了高能离子空气净化技术的应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，解决了高能离子空气净化器净化效果差，离子数量不可控，产生高浓度臭氧等问题。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，包括依次连接的稳压变频器、低频升压变压器。稳压变频器用于为低频升压变压器提供稳定的可调压调频的低频交流电源。低频升压变压器用于对低频交流电源进行升压，为高能离子发生器提供驱动电源。
稳压变频器包含调压调频模块、控制模块、电压检测模块。调压调频模块对输入电源进行变压和变频，为低频升压变压器输出所述低频交流电源。电压检测模块检测调压调频模块输出的所述低频交流电源的电压值大小。控制模块依据电压检测模块检测的电压值调节调压调频模块，使得所述低频交流电源的电压值大小维持在预设范围内，以便打断所需净化气体的化学键，变成小分子气体。
进一步地，稳压变频器还包含电流检测模块。电流检测模块检测调压调频模块输出的所述低频交流电源的电流值大小。控制模块依据电流检测模块检测的电流值调节调压调频模块的输出交流频率，使得所述低频交流电源的电流值大小维持在预设范围内，以便控制离子发生量、提高净化效率和控制臭氧的发生。
进一步地，稳压变频器还包含功率因数校正模块。功率因数校正模块的输出端与调压调频模块的输入端相连接。控制模块与功率因数校正模块相连接。控制模块依据调压调频模块输出的所述低频交流电源的电压值、电流值大小对功率因数校正模块进行控制。功率因数校正模块对调压调频模块输出的所述低频交流电源的功率因数进行调节。
进一步地，稳压变频器还包含通讯模块。控制模块与通讯模块相连接。控制模块通过通讯模块获取控制信号，将调压调频模块输出的所述低频交流电源的电压或频率调整到给定值。
进一步地，稳压变频器还包含电源输入处理模块。电源输入处理模块的输出端与功率因数校正模块的输入端相连接。电源输入处理模块对输入电源进行滤波或/和防雷处理。
进一步地，稳压变频器还包含开关电源模块。电源输入处理模块通过开关电源模块分别与控制模块、通讯模块相连接。开关电源模块分别为控制模块、通讯模块提供工作所需的低压直流电源。
进一步地，稳压变频器还包含电源输出滤波模块。调压调频模块通过电源输出滤波模块与低频升压变压器相连接。并且电源输出滤波模块分别通过电压检测模块、电流检测模块与控制模块相连接。电源输出滤波模块对调压调频模块的输出所述低频交流电源进行整形或/和谐波处理。
本发明的有益效果：
(1)该高压驱动电源的控制模块依据电压检测模块反馈的电压参数调节调压调频模块输出的电压值，高压驱动电源的输出电压跟踪给定可调，确保高能离子发生器激发出的高能离子能量大于需净化气体的化学键键能，以便打断有机气体的化学键。
(2)该高压驱动电源的控制模块依据电流检测模块反馈的电流参数调节调压调频模块输出的频率来控制高压电流达到恒流闭环控制；高压驱动电源的输出频率依净化效率和臭氧浓度而确定，即保证高能离子空气净化器针对不同化学成份气体的净化效率，又能有效地控制产生的臭氧浓度。
(3)通过功率因数校正模块和电流检测模块、电压检测模块实现空载保护、过载保护、短路保护、拉弧保护以及保证高功率因数。
(4)该高压驱动电源可通过通讯模块获取给定的电压或频率，实现对调压调频模块输出的电压或频率的调节。
附图说明
图1为本发明用于高能离子空气净化器的高压驱动电源的电路框图。
图2为图1中稳压变频器1的电路框图。
其中，图1至图2的附图标记为：稳压变频器1、低频升压变压器2、高能离子发生器3；电源输入处理模块11、功率因数校正模块12、调压调频模块13、电源输出滤波模块14、开关电源模块15、控制模块16、通讯模块17、电压检测模块18、电流检测模块19。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，包括依次连接的稳压变频器1、低频升压变压器2。稳压变频器1用于为低频升压变压器2提供稳定的低频交流电源。低频升压变压器2对低频交流电源进行升压，为高能离子发生器3提供驱动电源。
稳压变频器1输入电源为宽电压范围90VAC～265VAC 50Hz/60Hz，以适应不同的用电环境要求，输出为可变低频交流电源125VAC～250VAC 50Hz～500Hz，用于低频升压变压器2的输入。低频升压变压器2输出电压为3500VAC～7000VAC 50Hz～500Hz。高能离子发生器3通常为高能离子管。
如图2所示，稳压变频器1包含电源输入处理模块11、功率因数校正(PFC)模块、调压调频模块13、电源输出滤波模块14、开关电源模块15、控制模块16、通讯模块17、电压检测模块18、电流检测模块19。
电源输入处理模块11、功率因数校正模块12、调压调频模块13、电源输出滤波模块14顺次连接。电源输出滤波模块14与低频升压变压器2相连接。并且，电源输出滤波模块14分别通过电压检测模块18、电流检测模块19与控制模块16相连接。电源输入处理模块11通过开关电源模块15分别与控制模块16、通讯模块17相连接。控制模块16分别与功率因数校正模块12、调压调频模块13相连接。控制模块16还与通讯模块17相连接。
电源输入处理模块11对输入电源进行滤波和防雷等处理。电源输入处理模块11处理后的电源输送至功率因数校正模块12。控制模块16依据调压调频模块13输出的电压、电流大小对功率因数校正模块12进行控制，功率因数校正模块12校正调压调频模块13输出电压的功率因数，确保功率因数大于0.9。依据控制模块16的控制信号，调压调频模块13输出低频升压变压器2所需的低频交流电源。电源输出滤波模块14对调压调频模块13的输出电压进行整形和谐波处理，减少电磁兼容性带来的问题，并提高后继接入的低频升压变压器2的使用寿命。
电源输入处理模块11处理后的电源还输送至开关电源模块15。开关电源模块15为小功率开关电源，主要为控制模块16和通讯模块17供低压直流电源。
控制模块16通过通讯模块17获取输出电压和频率的给定信号，然后对调压调频模块13进行调节，使得调压调频模块13的输出电压和输出频率满足低频升压变压器2的需求。
电压检测模块18、电流检测模块19实时检测输出电压和电流参数，并将参数反馈给控制模块16，由控制模块16进行综合处理，处理过程主要包括：
a).执行恒压闭环控制，依据反馈的电压参数调节调压调频模块13输出的电压值，确保激发出的高能离子能量大于需净化气体的化学键键能，以便打断有机气体的化学键。
b).执行恒流闭环控制，依据反馈的电流参数调节调压调频模块13输出的频率来控制高压电流的大小，依库仑定理便可知激发的离子数量，以确保净化效率；且通过控制输出频率不超过500Hz，可避免高浓度臭氧的产生。
c).通过反馈的电压和电流参数，判断高能离子发生器3的空载、过载、短路、拉弧等非正常工作状态，并做出相应的故障处理，以保障高能离子空气净化设备的安全性和可靠性。
该高压驱动电源通过控制频率达到恒流闭环控制，以确保净化效果和低臭氧浓度发生；通过恒压闭环控制，以确保高能离子的能量；通过功率因数校正电路和检测保护电路，其具有空载保护、过载保护、短路保护、高能离子发生器(通常是高能离子管)拉弧保护以及功率因数大于0.9等特征。可有效解决高能离子空气净化器的净化效率可控性和稳定性问题，并可有效保障高压离子空气净化器的安全性和可靠性问题，以促进高能离子空气净化技术的推广应用。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，其特征在于：
包括依次连接的稳压变频器(1)、低频升压变压器(2)；
所述稳压变频器(1)用于为低频升压变压器(2)提供低频交流电源；
所述低频升压变压器(2)用于对所述低频交流电源进行升压，为高能离子发生器(3)提供驱动电源；
所述稳压变频器(1)包含调压调频模块(13)、控制模块(16)、电压检测模块(18)；
所述调压调频模块(13)对输入电源进行变压和变频，为低频升压变压器(2)提供所述低频交流电源；
所述电压检测模块(18)检测调压调频模块(13)输出的所述低频交流电源的电压值大小；
所述控制模块(16)依据电压检测模块(18)检测的电压值调节调压调频模块(13)，使得所述低频交流电源的电压值大小维持在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，其特征在于：
所述稳压变频器(1)还包含电流检测模块(19)；
所述电流检测模块(19)检测调压调频模块(13)输出的所述低频交流电源的电流值大小；
所述控制模块(16)依据电流检测模块(19)检测的电流值调节调压调频模块(13)的输出交流频率，使得所述低频交流电源的电流值大小维持在预设范围内。
3.根据权利要求1所述的用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，其特征在于：
所述稳压变频器(1)还包含功率因数校正模块(12)；
所述功率因数校正模块(12)的输出端与调压调频模块(13)的输入端相连接；
所述控制模块(16)与功率因数校正模块(12)相连接；
所述控制模块(16)依据调压调频模块(13)输出的所述低频交流电源的电压值、电流值大小对功率因数校正模块(12)进行控制；
所述功率因数校正模块(12)对调压调频模块(13)输出的所述低频交流电源的功率因数进行调节。
4.根据权利要求1所述的用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，其特征在于：
所述稳压变频器(1)还包含通讯模块(17)；
所述控制模块(16)与通讯模块(17)相连接；
所述控制模块(16)通过通讯模块(17)获取控制信号，将调压调频模块(13)输出的所述低频交流电源的电压或频率调整到给定值。
5.根据权利要求4所述的用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，其特征在于：
所述稳压变频器(1)还包含电源输入处理模块(11)；
所述电源输入处理模块(11)的输出端与功率因数校正模块(12)的输入端相连接；
所述电源输入处理模块(11)对输入电源进行滤波或/和防雷处理。
6.根据权利要求5所述的用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，其特征在于：
所述稳压变频器(1)还包含开关电源模块(15)；
所述电源输入处理模块(11)通过开关电源模块(15)分别与控制模块(16)、通讯模块(17)相连接；
所述开关电源模块(15)分别为控制模块(16)、通讯模块(17)提供工作所需的低压直流电源。
7.根据权利要求2所述的用于高能离子空气净化器的高压驱动电源，其特征在于：
所述稳压变频器(1)还包含电源输出滤波模块(14)；
所述调压调频模块(13)通过电源输出滤波模块(14)与低频升压变压器(2)相连接；
并且，所述电源输出滤波模块(14)分别通过电压检测模块(18)、电流检测模块(19)与控制模块(16)相连接；
所述电源输出滤波模块(14)对调压调频模块(13)的输出所述低频交流电源进行整形或/和谐波处理。
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