CN112925250B - 等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法及控制电路 - Google Patents

等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法及控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法及控制电路，控制器实时接收老化试验中等离子发生器输出电流转换的电压信号，根据等离子发生器输出电流转换的电压信号判断等离子发生器输出电流是否增大与减小，电流增大，则减小MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出，电流减小，则增大MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出，从而可以保证等离子发生器输出电流的稳定性，进而保证等离子体空气净化器达到电参数老化标准的效果。

Description

等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法及控制电路
技术领域
本发明涉及等离子发生器老化试验技术领域，具体为一种等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法及控制电路。
背景技术
自从新冠肺炎疫情爆发以来，人们对空气质量关注程度越来越高，从而促进了空气净化器市场持续升温。等离子体空气净化器作为一种高效消毒除菌产品深受消费者喜爱。等离子发生器作为等离子体空气净化器核心部件，其质量安全受到全民关注。传统的等离子发生器老化试验是将等离子发生器直接放置于规定严酷温湿度环境中，由220V电源进行供电，输出端直接接入数字示波器对其输出的电流和电压进行监控或者在输出端加恒定电阻负载，采用万用表等进行电流或电压的检测。然而，等离子发生器输出是高压电离输出，电流受到空气介质影响，波动比较大，当示波器配合探头检测等离子发生器电参数时，会引入相关输入阻抗，等离子发生器在正常工作或老化试验时处于高阻状态，输入较低阻抗引入会造成测量误差；在输出端加恒定电阻负载，但是电阻负载会引入低阻抗，会改变等离子发生器运行情况，从而影响等离子体空气净化器的老化效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高等离子体空气净化器老化效果的等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法及控制电路。
本发明所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法，包括：
控制器实时接收老化试验中等离子发生器输出电流转换的电压信号；
根据等离子发生器输出电流转换的电压信号判断等离子发生器输出电流是否增大与减小；
电流增大，则减小MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出；
电流减小，则增大MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出。
本发明所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法，通过控制器实时接收老化试验中等离子发生器输出电流转换的电压信号，根据等离子发生器输出电流转换的电压信号判断等离子发生器输出电流是否增大与减小，电流增大，则减小MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出，电流减小，则增大MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出，从而可以保证等离子发生器输出电流的稳定性，进而保证等离子体空气净化器达到电参数老化标准的效果。
所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制电路，包括：
等离子发生器输出电流采集回路, 实时采集老化试验中等离子发生器输出电流转换为电压信号，并发送至控制器；
控制器，根据接收的电压信号，向等离子发生器输出电流控制回路发送控制信号；
等离子发生器输出电流控制回路，接收控制器发送的控制信号，控制MOS管栅极电压的增大与减小，从而控制等离子发生器稳定电流输出。
所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制电路，通过等离子发生器输出电流采集回路对老化试验中等离子发生器输出电流的有效实时采集与控制器和等离子发生器输出电流控制回路的MOS管栅极控制电压形成闭环控制，保证等离子发生器输出电流的稳定性，而保证等离子体空气净化器达到电参数老化标准的效果。
附图说明
图1为等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法流程示意图；
图2为等离子发生器输出电流控制电路；
图3为等离子发生器输出电流采集电路；
图4为等离子发生器输出电压数据采集电路；
图5为耦合电容器C1放电时电容器电流变化曲线示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法，包括：控制器实时接收老化试验中等离子发生器输出电流转换的电压信号；
根据等离子发生器输出电流转换的电压信号判断等离子发生器输出电流是否增大与减小；
电流增大，则减小MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出；
电流减小，则增大MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出。
还包括控制器同时实时采集老化试验中等离子发生器输出的电压；根据等离子发生器输出的电压与预设的电压阀值进行对比；若小于预设的电压阀值，则输出报警信号，反之不输出报警信号。
还包括控制器同时实时采集老化试验中等离子发生器输出的功率；根据等离子发生器输出的功率与预设的功率阀值进行对比；若小于预设的功率阀值，则输出报警信号，反之不输出报警信号。
可以实现实时监控等离子发生器输出电流、电压及功率情况，其电压及功率中任何一个参数到达阀值，输出报警，提示该样品已经失效, 提醒试验人员。
一种等离子体空气净化器电参数老化试验控制电路，包括：
等离子发生器输出电流采集回路, 实时采集老化试验中等离子发生器输出电流转换为电压信号，并发送至控制器；
控制器，根据接收的电压信号，向等离子发生器输出电流控制回路发送控制信号；
等离子发生器输出电流控制回路，接收控制器发送的控制信号，控制MOS管栅极电压的增大与减小，从而控制等离子发生器稳定电流输出。
还包括等离子发生器输出电压数据采集电路，采集老化试验中等离子发生器输出电流，向控制器反馈与等等离子发生器输出电压相等的反馈信息；
控制器，接收等离子发生器输出电压数据采集电路的反馈信息，显示老化试验中等离子发生器的电压值。
所述等离子发生器输出电流控制回路包括MOS管以及连接MOS管漏极的采样电阻R1，采样电阻R1一端连接等离子发生器高电平端，MOS管的栅极和源极之间连接有偏置电阻R2, 有偏置电阻R2两端连接控制器，MOS管的源极连接电离板正极，电离板负极连接等离子发生器低电平端。当进行等离子发生器老化试验时通常需要控制其输出恒定电流Id，通过控制输入MOS管栅极电压从而控制等离子发生器输出的恒定电流。如图2所示，让N沟道MOS管工作在恒流区，MOS管M1栅极G接控制器，控制器通过闭环反馈输出电压Vgs达到稳定等离子发生器输出电流目的。MOS管漏极接采样电阻R1，正常工作时电阻R1两端产生电势差Ud=Id×R1，控制器实时监控Ud作为反馈信号输入，及时调整栅极驱动电压Vgs。
所述等离子发生器输出电流采集回路包括差分运算放大器U1，所述差分运算放大器U1的正负端分别连接有正负输入电阻R4和电阻R5，正输入电阻R5连接采样电阻R1的一端，负输入电阻R4连接采样电阻R1的另一端，差分运算放大器U1输出端和负输入端之间设置有反馈电阻R7，差分运算放大器U1输出端连接控制器。等离子发生器输出电流采集回路主要是利用差分运算放大器U1差分放大的功能，通过采样电阻R1有效将电流信号转换为电压信号输入，差分运算放大器U1大大减少了共模信号干扰，如下图3所示，其中负输入电阻R4=正输入电阻R5, 反馈电阻R7=电阻R6，经过运算可以推算出差分运算放大器U1的输出端Vout=（v2-v1）×R7÷R4。Id=（v2-v1）/R1，控制器采集到的Vout电压值就可以推算出当前等离子发生器输出的电流值。
所述等离子发生器输出电压数据采集电路包括达林顿管U2，达林顿管U2连接控制器和继电器K，继电器K的两常闭触点之间串联电阻R3、耦合电容器C1和电流表A，继电器K的两常闭触点的另一端分别连接电离板正负极，电流表A两端连接控制器。等离子发生器电压检测电路主要原理是通过电流表A采集流过耦合电容器C1电流推算出电容器电荷总量，根据公式：U=Q/C推导出电压值。如图4所示，当继电器K常闭点K1-1接a和K1-1接c时，待测耦合电容器C1处于充电和额定供电状态，经过规定时间后耦合电容器C1两端电压达到稳定状态,此时耦合电容器C1两端电压值和等离子发生器放电电压值相等。需要定时检测等离子发生器输出电压时，控制器输出高电平经过达林顿管ULN2003增强驱动能力后驱动继电器K常闭触点端发生动作，常闭触点K1-1接b端，常闭触点K1-2接d端，待测耦合电容器C1处于放电状态，耦合电容器C1在残余电压作用下电流从耦合电容器C1正极经过电阻R3，电流表A回到耦合电容器C1负极，电流表A两端接控制器采集放电电流变化值。放电电流变化曲线如下图5所示，耦合电容器C1电荷放电时间大致从t1至t2这段时间，故耦合电容器C1在放电瞬间其两端电荷量为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
公式中f（t）是上图4中I与时间t对应函数关系。经过控制器积分运算后可以得出Q值，放电瞬间耦合电容器C1两点电势差为U，耦合电容器C1的电容值为C,故U=Q/C。由此可推算出等离子发生器放电电压值。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法，其特征在于，包括：
控制器实时接收老化试验中等离子发生器输出电流转换的电压信号；
根据等离子发生器输出电流转换的电压信号判断等离子发生器输出电流是否增大与减小；
电流增大，则减小MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出；
电流减小，则增大MOS管栅极电压，进而控制等离子发生器稳定电流输出。
2.根据权利要求1所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法，其特征在于，还包括：
控制器同时实时采集老化试验中等离子发生器输出的电压；
根据等离子发生器输出的电压与预设的电压阀值进行对比；
若小于预设的电压阀值，则输出报警信号，反之不输出报警信号。
3.根据权利要求1-2任一项所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制方法，其特征在于，还包括：
控制器同时实时采集老化试验中等离子发生器输出的功率；
根据等离子发生器输出的功率与预设的功率阀值进行对比；
若小于预设的功率阀值，则输出报警信号，反之不输出报警信号。
4.一种等离子体空气净化器电参数老化试验控制电路，其特征在于，包括：
等离子发生器输出电流采集回路, 实时采集老化试验中等离子发生器输出电流转换为电压信号，并发送至控制器；
控制器，根据接收的电压信号，向等离子发生器输出电流控制回路发送控制信号；
等离子发生器输出电流控制回路，接收控制器发送的控制信号，控制MOS管栅极电压的增大与减小，从而控制等离子发生器稳定电流输出。
5.根据权利要求4所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制电路，其特征在于，还包括：
等离子发生器输出电压数据采集电路，采集老化试验中等离子发生器输出电流，向控制器反馈与等离子发生器输出电压相等的反馈信息；
控制器，接收等离子发生器输出电压数据采集电路的反馈信息，显示老化试验中等离子发生器的电压值。
6.根据权利要求5所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制电路，其特征在于，所述等离子发生器输出电流控制回路包括MOS管以及连接MOS管漏极的采样电阻R1，采样电阻R1一端连接等离子发生器高电平端，MOS管的栅极和源极之间连接有偏置电阻R2, 有偏置电阻R2两端连接控制器，MOS管的源极连接电离板正极，电离板负极连接等离子发生器低电平端；
所述等离子发生器输出电流采集回路包括差分运算放大器U1，所述差分运算放大器U1的正负端分别连接有正负输入电阻R4和电阻R5，正输入电阻R5连接采样电阻R1的一端，负输入电阻R4连接采样电阻R1的另一端，差分运算放大器U1输出端和负输入端之间设置有反馈电阻R7，差分运算放大器U1输出端连接控制器。
7.根据权利要求6所述的等离子体空气净化器电参数老化试验控制电路，其特征在于，等离子发生器输出电压数据采集电路包括达林顿管U2，达林顿管U2连接控制器和继电器K，继电器K的两常闭触点之间串联耦合电容器C1和电流表A，继电器K的两常闭触点的另一端分别连接电离板正负极，电流表A两端连接控制器。
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