CN108964438B - 一种臭氧发生电源启动控制装置、方法及臭氧发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种臭氧发生电源启动控制装置,包括驱动电源单元,用于驱动臭氧发生器放电产生臭氧;电流监测单元,用于实时监测臭氧发生器的放电电流信号;主控单元,连接在所述驱动电源单元和所述电流监测单元之间,用于根据所述放电电流信号判断分析臭氧发生器的实时工作状态,以在所述放电电流信号处于预设范围值内时,控制所述驱动电源单元进入正常工作阶段。本发明能够通过检测放电管的放电电流来准确判断放电管是否临界击穿放电,从而提高整个装置的能效性、增强可靠性。本发明还提供了一种包括上述臭氧发生电源启动控制装置的臭氧发生装置和控制方法。

Description

一种臭氧发生电源启动控制装置、方法及臭氧发生装置
技术领域
本发明涉及大功率臭氧制备技术领域,具体涉及一种臭氧发生电源启动控制装置、控制方法及臭氧发生装置。
背景技术
目前,由于臭氧环保处理技术具有氧化能力强,反应速度快,不产生二次污染等优点而广泛应用于各类污染处理领域。臭氧一般使用臭氧发生装置来制备,当臭氧发生装置正常工作时,臭氧发生管经上万伏高压激励作用,电极间的气体会被击穿放电,形成大量由细微的纳秒级脉冲式放电通道组成的微放电电流,同时这一放电过程会将放电腔中的氧气不断转化为臭氧,然后臭氧经分离过滤器输送至臭氧发生装置的排放口。
但是,当臭氧发生驱动电源刚上电时,臭氧发生管处于未击穿态,没有形成放电电流,不具备产生臭氧的能力。此时,如果放电电压过高,则会增大放电管的应力,影响放电管的工作寿命,甚至会导致放电管的应力损坏。另一方面,在放电管临界击穿瞬间,可能会对整个装置产生瞬间的放电冲击,如果此时驱动电源不能立刻提供高于临界击穿电压阈值的驱动电压,则放电管将不断在未击穿态与临界击穿态间切换,可能会影响臭氧发生装置的工作可靠性和稳定性。
然而,现有技术中,很难准确检测放电管的击穿瞬间放电过程,如果过早判断放电管临界击穿放电,则会导致放电管放电电压过高,从而导致放电管或者是其他器件的应力损坏;而如果过晚判断放电管临界击穿放电,则会导致放电管放电效率偏低,甚至无法正常持续放电而是不断启停放电,影响装置使用寿命。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种臭氧发生电源启动控制装置、方法及臭氧发生装置,能够通过检测放电管的放电电流来准确判断放电管是否临界击穿放电,从而提高整个装置的能效性、增强可靠性。
为了解决上述技术问题,本发明的一种臭氧发生电源启动控制装置,包括:
驱动电源单元,用于驱动臭氧发生器放电产生臭氧;
电流监测单元,用于实时监测臭氧发生器的放电电流信号;
主控单元,连接在所述驱动电源单元和所述电流监测单元之间,用于根据所述放电电流信号判断分析臭氧发生器的实时工作状态,以在所述放电电流信号处于预设范围值内时,控制所述驱动电源单元进入正常工作阶段。
进一步的,还包括有磁耦隔离器,与所述电流监测单元连接,用于将所述放电电流感应耦合至所述电流监测单元。
进一步的,所述电流监测单元包括第一二极管组、第二二极管组及电阻组;所述第一二极管组与所述第二二极管组并联后与所述电阻组串联,所述磁耦隔离器两端分别接在所述第一二极管组、所述第二二极快管组的电路上。
进一步的,所述第一二极管组包括串联的第一二极管和第二二极管,所述第二二极管组包括串联的第三二极管和第四二极管,所述电阻组包括串联的第一电阻和第二电阻。
进一步的,所述驱动电源单元包括依次连接的市电电压电路、保护电路、整流电路、全桥逆变电路及升压电路,所述全桥逆变电路与所述主控单元连接,以根据所述主控单元的调节信号调整输出功率。
进一步的,所述主控单元包括:分析判定模块,用于判定所述放电电流信号是否在预设范围值内;调节启动模块,用于在所述放电电流满足预设范围值时,控制所述驱动电流单元进入正常工作阶段,同时根据所述放电电流调整所述驱动电源单元的输出功率。
本发明还提供了一种应用上述臭氧发生电源启动控制装置的控制方法,包括以下步骤:
S1、准备运行阶段,所述电流监测单元实时检测臭氧发生器的放电电流信号并发送至所述主控单元;
S2、判定比较阶段,所述主控单元将所述放电电流信号与预设范围值进行比较,并根据比较结果判定是否进行下一动作;
S3、正常工作阶段,若所述放电电流信号处于预设范围值内,所述主控单元控制所述驱动电源单元进入正常工作阶段。
进一步的,所述步骤S1之前还包括步骤S0,臭氧发生器上电后,所述主控单元控制所述驱动电源单元进入软启动阶段,当满足预设条件时,所述主控单元控制所述驱动电源结束所述软启动阶段。
本发明还提供了一种臭氧发生装置,包括以上任一项所述的臭氧发生电源启动控制装置。
附图说明
图1是本发明所述的一种臭氧发生电源启动控制装置的结构示意图;
图2是本发明所述的一种臭氧发生电源启动控制装置的电路示意图;
图3是本发明所述的一种臭氧发生电源启动控制装置的主控单元结构图;
图4是本发明所述的一种臭氧发生电源启动控制装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
如图1所示,本发明的臭氧发生电源启动控制装置,包括驱动电源单元113驱动臭氧发生器105放电产生臭氧;电流监测单元114,实时监测臭氧发生器105的放电电流信号;主控单元110,连接在所述驱动电源单元113和所述电流监测单元114之间,用于根据所述放电电流信号判断分析臭氧发生器105的实时工作状态,以在所述放电电流信号处于预设范围值内时,控制所述驱动电源单元113进入正常工作阶段。
其中,驱动电源单元113包括有依次连接的市电电压电路100、保护电路101、整流电路102、全桥逆变电路103及升压电路104。市电电压电路100作为功率源输入,为整个装置提供动力。保护电路101连接至整流电路102,具有防浪涌及过压过流保护功能,防止供电异常以保护后级电路。整流电路102连接至全桥逆变电路103,用以功率调整。全桥逆变电路103与主控单110元连接,以根据所述主控单元110的调节信号调整输出功率,提供足够的放电电压和放电电流以驱动臭氧发生器105工作。
如图2所示,电流监测单元114包括第一二极管组、第二二极管组及电阻组;第一二极管组与第二二极管组并联后与所述电阻组串联。其中,第一二极管组包括串联的第一二极管114a和第二二极管114b,第二二极管组包括的第三二极管114c和第四二极管114d,电阻组包括串联的第一电阻114e和第二电阻114f。电流监测单元114还连接有磁耦隔离器106,磁耦隔离器106的第一端接在第一二极管114a和第二二极管114b之间,另一端接在第三二极管114c和第四二极管114d之间的电路上。当臭氧发生器105内开始击穿放电产生放电电流时,磁耦隔离器106上会产生一定的耦合感应电流,该耦合感应电流的大小正比于放电电流的大小,电流监测单元114通过对该耦合感应电流进行采样即可得到臭氧发生器105的实际放电电流。电流监测单元114经过信号调理后将放电电流信号发送至主控单元110进行下一动作。
如图3所示,主控单元110包括:分析判定模块111,用于判定所述放电电流信号是否在预设范围值内,分析出臭氧发生器105的实时工作状态;调节启动模块112,用于在放电电流满足预设范围值时,控制驱动电流单元113进入正常工作阶段,同时根据放电电流调整驱动电源单元113的输出功率,从而实现对臭氧发生器105的精确控制。通过电电流监测单元114将臭氧发生器105的放电电流发送至主控单元110,从而准确判断臭氧发生器105的放电管是否临界放电,一方面有效避免了因过早判断放电管临界击穿放电而导致放电管或者是其他相关器件的损坏,提高了装置的使用寿命;另一方面,这也解决了因过晚判断放电管临界击穿放电而导致放电管放电效率偏低甚至是无法正常持续放电的问题,提高了装置的可靠性和稳定性。
如图4所示,本发明还提供了上述臭氧发生电源启动控制装置的控制方法,包括以下步骤:
S0、臭氧发生器105上电后,主控单元110控制驱动电源单元113进入软启动阶段,将驱动电源单元113的占空比逐渐从0%增大到5%,同时保持电源开关频率始终固定,当满足预设条件时,主控单元110控制驱动电源单元113结束所述软启动阶段。预设条件可以选择为一段预设时间,或者根据实际情况具体选择。
S1、准备运行阶段,主控制单元110逐步增大驱动电源单元113的开关管的占空比,并根据放电管的放电电压计算放电所需的占空比,当开关管的占空比达到放电所需的占空比时,主控制单元110保持该占空比。电流监测单元114实时检测臭氧发生器105的放电电流信号并发送至主控单元110;
S2、判定比较阶段,主控单元110将放电电流信号与预设范围值进行比较,若放电电流信号处于预设范围值之外,主控单元110控制驱动电源单元113继续保持准备运行阶段,若放电电流信号处于预设范围值内,主控制单元110判断放电管已开始放电,并控制驱动电源单元113进入下一阶段;
S3、正常工作阶段,若放电电流信号处于预设范围值内,主控单元110控制驱动电源单元113进入正常工作阶段,同时根据放电电流调整驱动电源单元113的输出功率,从而实现对臭氧发生器105的精确控制。
本发明还包括应用上述臭氧发生电源启动控制装置的臭氧发生装置。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,故凡未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种应用臭氧发生电源启动控制装置的控制方法,其特征在于,所述臭氧发生电源启动控制装置包括:
驱动电源单元,用于驱动臭氧发生器放电产生臭氧;
电流监测单元,用于实时监测臭氧发生器的放电电流信号;所述电流监测单元包括第一二极管组、第二二极管组及电阻组;所述第一二极管组与所述第二二极管组并联后与所述电阻组串联,所述第一二极管组、第二二极管组的电路上连接有磁耦隔离器;所述第一二极管组包括串联的第一二极管和第二二极管,所述第二二极管组包括串联的第三二极管和第四二极管,所述电阻组包括串联的第一电阻和第二电阻;
磁耦隔离器,与所述电流监测单元连接,用于将所述放电电流感应耦合至所述电流监测单元;所述磁耦隔离器其第一端接在第一二极管和第二二极管之间,另一端接在第三二极管和第四二极管之间的电路上;
主控单元,连接在所述驱动电源单元和所述电流监测单元之间,用于根据所述放电电流信号判断分析臭氧发生器的实时工作状态,以在所述放电电流信号处于预设范围值内时,控制所述驱动电源单元进入正常工作阶段;
所述主控单元包括:分析判定模块,用于判定所述放电电流信号是否在预设范围值内;调节启动模块,用于在所述放电电流满足预设范围值时,控制所述驱动电流单元进入正常工作阶段,同时根据所述放电电流调整所述驱动电源单元的输出功率;
所述控制方法包括以下步骤:
S1、准备运行阶段,所述电流监测单元实时检测臭氧发生器的放电电流信号并发送至所述主控单元;
S2、判定比较阶段,所述主控单元将所述放电电流信号与预设范围值进行比较,并根据比较结果判定是否进行下一动作;
S3、正常工作阶段,若所述放电电流信号处于预设范围值内,所述主控单元控制所述驱动电源单元进入正常工作阶段。
2.根据权利要求1所述的应用臭氧发生电源启动控制装置的控制方法,其特征在于:
当臭氧发生器内开始击穿放电产生放电电流时,磁耦隔离器上会产生一定的耦合感应电流,该耦合感应电流的大小正比于放电电流的大小,电流监测单元通过对该耦合感应电流进行采样即可得到臭氧发生器的实际放电电流;
电流监测单元经过信号调理后将放电电流信号发送至主控单元进行下一动作。
3.根据权利要求1所述的应用臭氧发生电源启动控制装置的控制方法,其特征在于:
所述驱动电源单元包括依次连接的市电电压电路、保护电路、整流电路、全桥逆变电路及升压电路,所述全桥逆变电路与所述主控单元连接,以根据所述主控单元的调节信号调整输出功率。
4.根据权利要求1所述的应用臭氧发生电源启动控制装置的控制方法,其特征在于,所述步骤S1之前还包括步骤S0:
S0、臭氧发生器上电后,所述主控单元控制所述驱动电源单元进入软启动阶段,当满足预设条件时,所述主控单元控制所述驱动电源结束所述软启动阶段。
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