CN110306200A - 一种电解装置及基于电解装置的电压控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电解装置，包括电解槽、水箱、气路、控制电路及壳体；控制电路包括电路板及封装于所述电路板上的限压控流电路，限压控流电路包括相互电连接的限压控流控制芯片及DC‑DC降压电路，限压控流控制芯片用于根据工作状态调节输出PWM信号的占空比，并驱动/关闭DC‑DC降压电路以调节限压控流电路的输出电压；壳体上设有用于检测壳体温度信息的热敏电阻，热敏电阻与限压控流控制芯片电连接，限压控流控制芯片还用于根据热敏电阻反馈的温度信息调节输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。本发明还公开了一种基于电解装置的电压控制方法。本发明，体积小巧，结构简单，可通过限压控流电路有效控制输出电压，从而稳定地生成氢气。
Description
技术领域
本发明涉及电解水领域，尤其涉及一种电解装置及一种基于电解装置的电压控制方法。
背景技术
目前，生成氢气的产品常用市电供电的开关电源控制，并使用恒压大电流电源或者恒流电源，不仅体积庞大，而且固定电压或电流驱动控制，无法满足电解装置生成氢气的稳定性。
电解装置是通过机械组装将正电极、离子膜及负电极三者精密接触，以形成良好的电解系统。但是，离子膜的生产工艺，会导致每一片离子膜的催化作用不统一；同时，生产组装工艺及相关配件精度限制，正电极、离子膜、负电极组装后的系统，不能形成统一接触结构，也会导致催化效果不同；因此，材料及结构会导致电解装置不能统一且稳定生成氢气。
因此，在固定额定功率输出的电源系统下，如何稳定地生成氢气已成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的电解装置及基于电解装置的电压控制方法，可稳定地生成氢气。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电解装置，包括电解槽、水箱、气路、控制电路及壳体，所述电解槽、水箱、气路及控制电路封装于所述壳体内；所述控制电路包括电路板及封装于所述电路板上的限压控流电路，所述限压控流电路包括相互电连接的限压控流控制芯片及DC-DC降压电路，所述限压控流控制芯片用于根据工作状态调节输出PWM信号的占空比，并驱动/关闭DC-DC降压电路以调节限压控流电路的输出电压；所述壳体上设有用于检测壳体温度信息的热敏电阻，所述热敏电阻与限压控流控制芯片电连接，所述限压控流控制芯片还用于根据热敏电阻反馈的温度信息调节输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。
作为上述方案的改进，所述DC-DC降压电路包括第一MOS管、第二MOS管、功率电感及阻容器件。
作为上述方案的改进，所述限压控流控制芯片上设有ILIM1信号脚、ILIM2信号脚、SNS1N信号脚、SNS1P信号脚、SNS2N信号脚、SNS2P信号脚、SE信号脚及VPWM信号脚；所述ILIM1信号脚连接接地电阻，用于设置输入电流限流值；所述ILIM2信号脚连接接地电阻，用于设置输出电流限流值；所述SNS1N信号脚与SNS1P信号脚之间跨接采样电阻，用于检测输入电流；所述SNS2N信号脚与SNS2P信号脚之间跨接采样电阻，用于检测输出电流；所述SE信号脚用于输出使能信息以驱动或关闭DC-DC降压电路；所述VPWM信号脚用于输出PWM信号以控制限压电压值。
作为上述方案的改进，所述电解装置还包括用于连接外部电源的USB-C电源适配器，所述USB-C电源适配器通过TYPE-C接口与限压控流电路电连接。
作为上述方案的改进，所述电解装置还包括封装于电路板上的散热风扇，所述散热风扇用于对限压控流电路进行散热处理。
作为上述方案的改进，所述水箱内设有液位检测器及水质检测电路；所述液位检测器用于监测水箱的最低水位及最高水位；所述水质检测电路用于实时监测水箱内水的溶解物杂质含量。
作为上述方案的改进，所述电解槽包括依次设置的第一固定板、第一绝缘板、阳极电解板、第一钛纤维板、离子膜、第二钛纤维板、阴极电解板、第二绝缘板和第二固定板；所述阳极电解板面向阴极电解板的一面设有水流槽，所述水流槽内设有竖直走向的导向条，所述水流槽的下部与进水口连通、上部与出水口连通，所述导向条的上表面与水流槽的边沿相平；所述阴极电解板上设有出气孔，所述出气孔与第一钛纤维板连通；所述水箱通过导管连接所述进水口和出水口，连接进水口的导管与水箱的连接位置低于连接出水口的导管与水箱的连接位置。
作为上述方案的改进，所述水箱顶部设有盖子，所述盖子设有止水通气腔，所述止水通气腔内设有下通气孔和上通气孔，所述下通气孔和上通气孔之间设有堵头，所述堵头与弹簧连接，所述上通气孔的下方设有导气柱；初始状态下，所述堵头与导气柱之间留有间隙，所述堵头下端面设有锥型部，所述锥型部伸入下通气孔中。
相应地，本发明还提供了一种基于电解装置的电压控制方法，包括：获取启动信号，根据启动信号调节输出PWM信号的占空比，并输出低电平以驱动DC-DC降压电路对输入电压进行降压处理，使限压控流电路输出低压电；判断启动时间是否到达预设时间，判断为是时，调节输出PWM信号的占空比，并输出高电平以关闭DC-DC降压电路，使限压控流电路输出高压电；获取热敏电阻反馈的温度信息，根据温度信息调节限压控流控制芯片输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。
作为上述方案的改进，温度信息的值越大，PWM信号的占空比越小。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明通过在电解装置内设置限压控流电路，可有效控制电流输出，避免上电瞬间电流较大，使得电解装置在固定额定功率输出的电源系统下，可稳定地生成氢气。同时，本发明还通过热敏电阻反馈温度数据以调节PWM输出占空比，从而调节输出电压，进一步调节电解装置温度。
进一步，本发明通过在电路板上安装散热风扇，可降压电路部分散热，并实现产品腔内气流循环，达到整机散热效果，解决了电解装置手感温度高的问题；通过液位检测器监测水箱的最低水位及最高水位，保证电解装置的正常水位；通过水质检测电路实时监测水箱内水的溶解物杂质含量，保证电解装置的正常运作。
另外，本发明电解装置结构独特，通过在第一固定板和第二固定板的边沿设置成排的螺栓，对第一固定板和第二固定板之间的多种板材施加均匀的压力。在上述压力的加持下，通过橡胶密封框在阳极电解板与离子膜、阴极电解板与离子膜之间形成密封腔室；在所述密封腔室中设置表面平整的第一蜂窝铝板和第二蜂窝铝板，利用第一蜂窝铝板和第二蜂窝铝板的疏水性和透气性，保证离子膜表面持续被水覆盖，并且产生的气体能够及时从第一蜂窝铝板和第二蜂窝铝板排出；利用第一蜂窝铝板和第二蜂窝铝板的导电性，使离子膜两侧形成均匀电场，保证电解反应的稳定进行；利用第一蜂窝铝板和第二蜂窝铝板强度大，内孔致密，表面平整细滑的物理特性，将离子膜各部位夹紧，防止离子膜在电解过程中受到周期力而反复涨缩，延长离子膜的使用寿命，保证氢气的稳定生成。
附图说明
图1是本发明电解装置的结构示意图；
图2是本发明电解装置中限压控流电路的电路示意图；
图3是本发明电解装置中电解槽的结构示意图；
图4是本发明电解装置中阳极电解板的结构示意图；
图5是本发明电解装置中盖子的结构示意图；
图6是本发明电解装置中加湿槽和压力仓的结构示意图；
图7是本发明基于电解装置的电压控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图1，图1显示了本发明电解装置的具体结构，其包括电解槽2、水箱1、气路3、控制电路4及壳体5，所述电解槽2、水箱1、气路3及控制电路4封装于所述壳体5内。其中，所述控制电路4包括电路板及封装于所述电路板上的限压控流电路；所述限压控流电路包括相互电连接的限压控流控制芯片U1及DC-DC降压电路，所述限压控流控制芯片U1用于根据工作状态调节输出PWM信号的占空比，并驱动/关闭DC-DC降压电路以调节限压控流电路的输出电压。具体地:
电解装置启动时，限压控流控制芯片U1调节输出PWM信号的占空比，并输出低电平以驱动DC-DC降压电路对输入电压进行降压处理，使限压控流电路输出低压电。优选地，电解装置启动时，限压控流控制芯片U1调节输出PWM信号的占空比为75％。
负载完成充电后，限压控流控制芯片U1调节输出PWM信号的占空比，并输出高电平以关闭DC-DC降压电路，使限压控流电路输出高压电。优选地，负载完成充电后，限压控流控制芯片U1调节输出PWM信号的占空比为100％。
例如：当电解装置通电后，电源向限压控流电路输入电压为20V，电流为3.25A的直流电，限压控流电路通电并启动；此时，限压控流控制芯片U1输出40KHz占空比75％的方形波PWM信号以限定限压控流电路的输出电压为2.5V；同时，限压控流控制芯片U1输出低电平使能信号以驱动DC-DC降压电路工作，DC-DC降压电路启动以使限压控流电路的输出电压下降至2.5V，从而实现对负载的低压充电；负载完成充电后，限压控流控制芯片U1增加PWM信号的占空比，输出40KHz占空比100％的方形波PWM信号以调整限压控流电路输出电压为3.15V，电流为15A的直流电，同时，限压控流控制芯片U1输出高电平使能信号以关闭DC-DC降压电路，此时负载通过恒定电流输出，保持负载驱动的稳定性。
需要说明的是，由于电解装置内的负载大部分呈现为容性负载，上电瞬间电流较大，因此，通过限压控流电路的进行限压，可有效控制电流输出，避免超过输出电源。
同时，所述壳体5上设有用于检测壳体温度信息的热敏电阻，所述热敏电阻与限压控流控制芯片U1电连接，所述限压控流控制芯片U1还用于根据热敏电阻反馈的温度信息调节输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。具体地：
电解装置工作时，限压控流控制芯片U1采集热敏电阻反馈的温度信息，并根据温度信息调节限压控流控制芯片U1输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。具体地，温度值与PWM输出占空比的关系如下表所示：
| 温度范围 | 占空比 |
| <55℃ | 95％-100％ |
| 55-60℃ | 90％ |
| 60-65℃ | 80％ |
| 65-70℃ | 70％ |
| >70℃ | 65％ |
| >80℃ | 0％ |
如上表所示，电解装置工作时，温度信息的值越大，PWM信号的占空比越小。相应地，生产厂商可将温度值与PWM输出占空比的关系预先写入限压控流控制芯片U1中，并通过限压控流控制芯片U1内部的逻辑控制电路实现PWM输出占空比的灵活调节，从而避免电解装置温度过高。
如图2所示，所述DC-DC降压电路包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、功率电感L1及阻容器件(如，D3、D4、R1-R7、C1-C14)，电路稳定，转换效率高。
所述限压控流控制芯片U1上设有ILIM1信号脚、ILIM2信号脚、SNS1N信号脚、SNS1P信号脚、SNS2N信号脚、SNS2P信号脚、SE信号脚及VPWM信号脚；所述ILIM1信号脚连接接地电阻，用于设置输入电流限流值，实现过流保护功能；所述ILIM2信号脚连接接地电阻，用于设置输出电流限流值，实现控流恒流；所述SNS1N信号脚与SNS1P信号脚之间跨接采样电阻，用于检测输入电流；所述SNS2N信号脚与SNS2P信号脚之间跨接采样电阻，用于检测输出电流；所述SE信号脚用于输出使能信息以驱动输出，具体地，所述SE信号脚用于输出使能信息以驱动或关闭DC-DC降压电路；所述VPWM信号脚用于输出PWM信号以控制限压电压值。所述限压控流控制芯片U1优选为上海南芯半导体科技有限公司的SC8001芯片，但不以此为限制。
需要说明的是，通过DC-DC降压电路及限压控流控制芯片U1的相互配合，可将20V/3.25A的直流电调整为3.15V/15A的直流电，其中可变电压为0～3.15V。
进一步，本发明电解装置还包括USB-C电源适配器，所述限压控流电路通过USB-C电源适配器连接外部电源。所述USB-C电源适配器优选为小米或华为等品牌的USB-C电源适配器，功率为65W，但不以此为限制。
具体地，所述USB-C电源适配器通过TYPE-C接口与限压控流电路电连接。因此，本发明采用TYPE-C接口，通过PD协议选取所需输入电压，可使本发明电解装置通过弱电供电，安全性高。
当通过TYPE-C接口接通USB-C电源适配器供电后，电解装置执行功能动作。启动时，限压控流控制芯片U1通过VPWM信号脚，输出40KHz占空比75％的方形波信号限定输出电压，输出电压为2.5V；同时，限压控流控制芯片U1低电平使能CE信号脚，使能DC-DC降压电路驱动输出；负载充电几秒钟后，增加VPWM信号脚输出占空比，输出40KHz占空比100％的方形波信号限定输出电压，输出额定电压为3.15V，此时负载通过恒定电流输出，保持负载驱动的稳定性。具体地，所述限压控流控制芯片U1内置有计时器，当负载充电到达预设时间后，即可增加VPWM信号脚输出占空比。
进一步，所述电解装置还包括封装于电路板上的散热风扇6，所述散热风扇6用于对限压控流电路进行散热处理。通过散热风扇6可降压电路部分散热，并实现产品腔内气流循环，达到整机散热效果。优选地，所述散热风扇6优选为3010静音散热风扇6，体积小，噪音小。
由上可知，本发明通过在电解装置内设置限压控流电路，可有效控制电流输出，避免上电瞬间电流较大，使得电解装置在固定额定功率输出的电源系统下，可稳定地生成氢气。同时，本发明通过在电路板上安装散热风扇6，可降压电路部分散热，并实现产品腔内气流循环，达到整机散热效果，解决了电解装置手感温度高的问题。
如图3-图5所示，所述电解槽2包括依次设置的第一固定板21、第一绝缘板22、阳极电解板23、第一钛纤维板24、离子膜25、第二钛纤维板26、阴极电解板27、第二绝缘板28和第二固定板29，所述阳极电解板23面向阴极电解板27的一面设有水流槽231，所述水流槽231内设有竖直走向的导向条232，所述水流槽231的下部与进水口233连通、上部与出水口234连通，所述导向条232的上表面与水流槽231的边沿相平；所述阴极电解板27上设有出气孔271，所述出气孔271与第一蜂窝铝板24连通；所述第一固定板21和第二固定板29可以由铝合金制成，所述第一绝缘板22和第二绝缘板28可以是硅胶板，所述阳极电解板23需要是TA1钛基材和阴极电解板27可以是一般的导电金属板，所述离子膜25可以是N117表面涂覆或电镀贵金属催化剂。所述水箱1通过导管连接所述进水口233和出水口234，连接进水口233的导管与水箱1的连接位置低于连接出水口234的导管与水箱1的连接位置。工作时，阴极电解板27连接直流电源的负极，阳极电解板23连接直流电源的正极。阴极电解板27将电场传递到第二钛纤维板26，阳极电解板23将电场传递到第一钛纤维板24，使离子膜25的两侧形成电势差，水中的氢离子和阳离子在电势差的作用下定向移动，在离子膜25的一侧产生氢气，另一侧产生氧气，产生的氢气经过第二钛纤维板26传回阴极电解板27，产生的氧气经过第一钛纤维板24传回阳极电解板23。
所述水箱1通过导管连接所述进水口233和出水口234，连接进水口233的导管与水箱1的连接位置低于连接出水口234的导管与水箱1的连接位置。外，所述水箱1内还设有液位检测器，所述液位检测器用于监测水箱1的最低水位及最高水位。同时，所述水箱1内还设有水质检测电路，所述水质检测电路用于实时监测水箱1内水的溶解物杂质含量。所述水质检测探针为TA1纯钛螺丝针。需要说明的是，电解槽2的组成部件离子膜，在催化电解过程中，如果有过多的矿物质离子在水中，会导致离子膜的空隙堵塞，导致离子膜影响催化效率并寿命缩短，因此，工作过程中，水质检测电路实时监测水箱1内水的溶解物杂质含量，如果水箱1内水的溶解物杂质含量超过预设值，则电解装置停止工作并进行提示报警以通知用户进行处理。
本发明通过在第一固定板21和第二固定板29的边沿设置成排的螺栓，对第一固定板21和第二固定板29之间的多种板材施加均匀的压力。在上述压力的加持下，通过橡胶密封框20在阳极电解板23与离子膜25、阴极电解板27与离子膜25之间形成密封腔室；在所述密封腔室中设置表面平整的第一钛纤维板24和第二钛纤维板26，利用第一钛纤维板24和第二钛纤维板26的疏水性和透气性，保证离子膜25表面持续被水覆盖，并且产生的气体能够及时从第一蜂窝铝板24和第二蜂窝铝板26排出；利用第一钛纤维板24和第二钛纤维板26的导电性，使离子膜25两侧形成均匀电场，保证电解反应的稳定进行；利用第一钛纤维板24和第二钛纤维板26强度大，内孔致密，表面平整细滑的物理特性，将离子膜25各部位夹紧，防止离子膜25在电解过程中受到周期力而反复涨缩，延长离子膜25的使用寿命。
在阳极反应端，要保证水和离子膜25充分接触，同时生成的氧气能及时排出。为此，本发明将四个所述导向条232间隔预定距离横向排列，形成一个水流支撑单元A，所述水流槽231内横向排列有两组水流支撑单元A，所述两组水流支撑单元A之间的距离大于单个水流支撑单元A中相邻导向条232的距离。两组水流支撑单元A之间形成主水流通道233，为第一蜂窝铝板24快速补水；相邻的导向条232之间形成副水流通道234，引导生成的氧气气泡汇集到出水口234排出，防止生成的氧气气泡在水流槽231上过快聚集，变成大气泡，阻碍水流的流动。在副水流通道234中的小气泡向上移动，同时为水流带来向上流动的动力，使得只需要将进水口233与出水口234与水箱1直接连通，无需设置水泵等主动动力装置，水流即可自发地从进水口233进入、从出水口234流出。
优选地，所述水流槽231内纵向排列有三组水流支撑单元A，所述三组水流支撑单元A按照预定间距排列。在纵向排列的水流支撑单元A之间，水流和气泡可以横向移动，防止由于某个副水流通道234堵塞而造成整个纵向区域内的水流都无法流动，或者气体压力异常增大。
正如上文所说的，要使第一钛纤维板24、离子膜25和第二钛纤维板26中的水的电解反应迅速而稳定，必须保证第一钛纤维板24和第二钛纤维板26受力均匀地紧贴在离子膜25表面，并同时为它们提供水密和气密环境。为此，所述第一蜂窝铝板24、离子膜25和第二蜂窝铝板26的外围设有硅胶密封框20，当第一固定板21和第二固定板29对阳极电解板23和阴极电解板27施加压力时，所述阳极电解板23和阴极电解板27将硅胶密封框20压紧，在阳极电解板23和阴极电解板27之间形成密封空间；所述阳极电解板23与第一钛纤维板24抵接，所述阴极电解板27与第二钛纤维板26抵接，所述第一钛纤维板24和第二钛纤维板26均匀夹紧所述离子膜25。所述离子膜25从第一钛纤维板24和第二钛纤维板26的四周边沿延伸出来，并被硅胶密封框20夹持；阳极电解板23、硅胶密封框20和离子膜25之间形成密封的水流容腔，阴极电解板27、橡胶密封框20和离子膜25之间形成密封的氢气容腔。通过上述结构，第一钛纤维板24、离子膜25和第二钛纤维板26的紧贴程度不受装配精度的影响，外围的密封由具有弹性的硅胶密封框20完成，对各元件的公差精度要求降低，也更利于装配。
电解槽生成的氧气随出水口234重新进入水箱1，因此，水箱1必须具有排气功能。另外，为了提高本设备的便携性，水箱1能够排气的同时应该能防止水从里面倒出。为此，所述水箱1顶部设有盖子11，所述盖子11设有止水通气腔111；所述止水通气腔111内设有下通气孔112和上通气孔113，所述下通气孔112和上通气孔113之间设有堵头114，所述堵头114与弹簧115连接。具体地，所述上通气孔113的下方设有导气柱116；初始状态下，所述堵头114与导气柱116之间留有间隙，所述堵头114下端面设有锥型部117，所述锥型部117伸入下通气孔112中。当水箱1内的气压大于环境气压时，水箱1内的气体推动所述堵头114向上运动，水箱1内的气体从堵头114与导气柱116之间的间隙进入导气柱116内，通过上通气孔113排出。本方案通过锥形部伸入下通气孔112作为堵头114的导向，解决了常规结构中在堵头114的上方设置导向槽，堵头114在导向槽中运行受阻时气体无法及时排出的缺陷。当水箱1被倾倒时，水通过下通气孔112进入，推动堵头114向导气柱116运动，由于水的粘性和阻力都比气体大，因此堵头114会堵在导气柱116上，水无法进入导气柱116，因而无法从上通气孔113流出。
优选地，所述盖子11顶部设有高于其所在平面的手持部118，所述手持部118的顶面为山脊状；所述上通气孔113设于所述手持部118的顶面。在日常使用中，高于其所在平面的手持部118的顶面不容易堆积灰尘，山脊状的顶面也不容易被杂物完全覆盖，因此，其上设置的上通气孔113不易堵塞，保证使用可靠。
如图6所示，所述电解装置还包括竖向设置的加湿槽7和压力仓8，所述加湿槽7用于增加氢气的湿度；所述压力仓8为密封的箱体，其顶部设有氢气输入口81和氢气输出口82，底部设有与水箱1连接的排水口83；所述氢气输出口82通过第一电磁阀84控制其开闭；所述排水口83通过第二电磁阀85控制其开闭。
其中，所述加湿槽7顶部与氢气输入口81连通。所述加湿槽7由透明材料制成，能够通过上升的气泡使用户直观获知当前的氢气生成量，便于判断本设备工作是否正常。另外，加湿槽7中上升的气泡不但提升了本设备的整体美感，用户通过观察水中上升的气泡，可以缓解紧张的情绪，使精神得到放松。
具体地，本发明电解装置的工作流程如下：
(1)将水加入水箱1中，接通电源，使阴极电解板27连接直流电源的负极，阳极电解板23连接直流电源的正极，获得氢气和氧气；
(2)获得的氧气进入第一钛纤维板24，在第一钛纤维板24内聚集并上升进入阳极电解板23的出水口234，经过出水口234与水箱1的连接管道重新进入水箱1内，带动水箱1中的水从进水口233进入电解槽2并从出水口234循环流出；
(3)获得的氢气进入透明并竖向设置的加湿槽7中，从离子膜25带出的水分在加湿槽7中聚集，氢气穿过聚集的水，增加自身湿度，并通过上升的气泡使用户直观获知当前的氢气生成量；
(4)当水充满加湿槽7，将从加湿槽7顶部通过氢气输入口81进入压力仓8，在正常供气状态下，第一电磁阀84打开，第二电磁阀85关闭，氢气进入压力仓8后，从氢气输出口82向外输出；在排水状态下，第一电磁阀84关闭，第二电磁阀85打开，氢气进入压力仓8后无法排出，将在压力仓8聚集，将压力仓8中的水通过排水口83排入水箱1中。
优选地，可以通过预设时间或者感知压力仓8中的水位来控制正常供气状态和排水状态的切换。如间隔半小时切换到排水状态20秒，或者在压力仓8中安装水位感应器，当压力仓8中的水位达到预定高度，将触发所述水位感应器，继而开始切换到排水状态20秒；排水预定时间后，重新回到正常供气状态。
采用本方法，可以通过加湿槽7增加制备出的氢气的湿度，使用户吸取时更为舒服。加湿的同时水生成水柱中气泡不断上升的景象，不但提升了本设备的整体美感，用户通过观察水中上升的气泡，可以缓解紧张的情绪，使精神得到放松。利用压力仓8收集制氢过程带出的水气，并在一定周期内利用制备的氢气将水重新压入水箱1中，无需额外的驱动元件，使得设备更加紧凑，重量轻，便于携带；加水一次使用周期长，期间无需维护，使用便利。
图7是本发明基于电解装置的电压控制方法的流程图，包括：
S101，获取启动信号，根据启动信号调节输出PWM信号的占空比，并输出低电平以驱动DC-DC降压电路对输入电压进行降压处理，使限压控流电路输出低压电。
电解装置启动时，限压控流控制芯片U1获取启动信号，调节输出PWM信号的占空比，并输出低电平以驱动DC-DC降压电路对输入电压进行降压处理，使限压控流电路输出低压电。
S102，判断启动时间是否到达预设时间，判断为是时，调节输出PWM信号的占空比，并输出高电平以关闭DC-DC降压电路，使限压控流电路输出高压电。
启动时间到达预设时间时，则表示负载完成充电，此时限压控流控制芯片U1调节输出PWM信号的占空比，并输出高电平以关闭DC-DC降压电路，使限压控流电路输出高压电。
S103，获取热敏电阻反馈的温度信息，根据温度信息调节限压控流控制芯片输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。
电解装置工作时，限压控流控制芯片U1采集热敏电阻反馈的温度信息，并根据温度信息调节限压控流控制芯片U1输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。
进一步，电解装置工作时，温度信息的值越大，PWM信号的占空比越小。
由上可知，本发明将结构独特的电解装置与电压控制方法相结合，通过调节不同工作状态下PWM信号的占空比，有效控制限压控流电路的输出电压，灵活性强。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电解装置，其特征在于，包括电解槽、水箱、气路、控制电路及壳体，所述电解槽、水箱、气路及控制电路封装于所述壳体内；
所述控制电路包括电路板及封装于所述电路板上的限压控流电路，所述限压控流电路包括相互电连接的限压控流控制芯片及DC-DC降压电路，所述限压控流控制芯片用于根据工作状态调节输出PWM信号的占空比，并驱动/关闭DC-DC降压电路以调节限压控流电路的输出电压；
所述壳体上设有用于检测壳体温度信息的热敏电阻，所述热敏电阻与限压控流控制芯片电连接，所述限压控流控制芯片还用于根据热敏电阻反馈的温度信息调节输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。
2.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述DC-DC降压电路包括第一MOS管、第二MOS管、功率电感及阻容器件。
3.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述限压控流控制芯片上设有ILIM1信号脚、ILIM2信号脚、SNS1N信号脚、SNS1P信号脚、SNS2N信号脚、SNS2P信号脚、SE信号脚及VPWM信号脚；
所述ILIM1信号脚连接接地电阻，用于设置输入电流限流值；
所述ILIM2信号脚连接接地电阻，用于设置输出电流限流值；
所述SNS1N信号脚与SNS1P信号脚之间跨接采样电阻，用于检测输入电流；
所述SNS2N信号脚与SNS2P信号脚之间跨接采样电阻，用于检测输出电流；
所述SE信号脚用于输出使能信息以驱动或关闭DC-DC降压电路；
所述VPWM信号脚用于输出PWM信号以控制限压电压值。
4.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，还包括用于连接外部电源的USB-C电源适配器，所述USB-C电源适配器通过TYPE-C接口与限压控流电路电连接。
5.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，还包括封装于电路板上的散热风扇，所述散热风扇用于对限压控流电路进行散热处理。
6.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述水箱内设有液位检测器及水质检测电路；
所述液位检测器用于监测水箱的最低水位及最高水位；
所述水质检测电路用于实时监测水箱内水的溶解物杂质含量。
7.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述电解槽包括依次设置的第一固定板、第一绝缘板、阳极电解板、第一钛纤维板、离子膜、第二钛纤维板、阴极电解板、第二绝缘板和第二固定板；
所述阳极电解板面向阴极电解板的一面设有水流槽，所述水流槽内设有竖直走向的导向条，所述水流槽的下部与进水口连通、上部与出水口连通，所述导向条的上表面与水流槽的边沿相平；
所述阴极电解板上设有出气孔，所述出气孔与第一钛纤维板连通；
所述水箱通过导管连接所述进水口和出水口，连接进水口的导管与水箱的连接位置低于连接出水口的导管与水箱的连接位置。
8.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述水箱顶部设有盖子，所述盖子设有止水通气腔，所述止水通气腔内设有下通气孔和上通气孔，所述下通气孔和上通气孔之间设有堵头，所述堵头与弹簧连接，所述上通气孔的下方设有导气柱；
初始状态下，所述堵头与导气柱之间留有间隙，所述堵头下端面设有锥型部，所述锥型部伸入下通气孔中。
9.一种基于权利要求1～8任一项所述的电解装置的电压控制方法，其特征在于，包括：
获取启动信号，根据启动信号调节输出PWM信号的占空比，并输出低电平以驱动DC-DC降压电路对输入电压进行降压处理，使限压控流电路输出低压电；
判断启动时间是否到达预设时间，判断为是时，调节输出PWM信号的占空比，并输出高电平以关闭DC-DC降压电路，使限压控流电路输出高压电；
获取热敏电阻反馈的温度信息，根据温度信息调节限压控流控制芯片输出PWM信号的占空比，以控制限压控流电路的输出电压。
10.一种基于权利要求9所述的电解装置的电压控制方法，其特征在于，所述温度信息的值越大，PWM信号的占空比越小。
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