CN202424563U

CN202424563U - 高频脉冲油烟净化器电源

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Publication number: CN202424563U
Application number: CN201220063140XU
Authority: CN
Inventors: 刘国华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-24

Abstract

本实用新型公开了一种高频脉冲油烟净化器电源，它有电源滤波整流电路，该电路分两路，一路经驱动电路和功率开关管电路、单相桥式逆变电路、倍压整流电路接入负载电场；另一路经辅助电源及启动电路接入自激振荡、驱动电路及二次电源电路，该电路分别连接辅助电源、开关过热保护、阶梯式电压控制电路、PWM脉宽调制及过流保护电路和火花跟踪检测、电压自动控制电路、过压保护电路并为其供电；上述自激振荡、驱动电路及二次电源电路接入单相桥式逆变电路；开关过热保护电路、阶梯式电压控制电路都接入PWM脉宽调制及过流保护电路；PWM脉宽调制及过流保护电路接入驱动电路和功率开关管电路。本装置工作频率高，净化效果好，安全、可靠性高。

Description

高频脉冲油烟净化器电源

技术领域本实用新型涉及一种用于中小型油烟净化器和空气净化器的高频负高压电源，具体说是一种高频脉冲油烟净化器电源。

背景技术现在市场上的净化器电源，电路过于简单，采用高压包升压，输出功率小，保护电路不完善，故障率高，功率小，一台净化器要使用两个或更多的电源，且工作频率低，净化效果差。功率大一些的体积就增大，不利于小型净化器上应用，另外在电场发生火花放电时，电源要停止几秒到几分钟，这时的油烟就直接排放出去，影响净化油烟的效果。

发明内容本实用新型的目的在于提供一种高频脉冲油烟净化器电源，它克服了现有产品的不足，通过设置多种保护电路，采用倍压整流升压电路，并设有泄放电阻，用树脂胶灌封。整机电路集成化，工作频率高，净化效果好，提高其安全性和可靠性。

本实用新型的技术方案如下：

本装置有电源滤波整流电路，该电路分两路，一路经驱动电路和功率开关管电路、单相桥式逆变电路、倍压整流电路接入负载电场；另一路经辅助电源及启动电路接入自激振荡、驱动电路及二次电源电路，自激振荡、驱动电路及二次电源电路分别连接辅助电源、开关过热保护、阶梯式电压控制电路、PWM脉宽调制及过流保护电路和火花跟踪检测、电压自动控制电路、过压保护电路并为其供电；上述自激振荡、驱动电路及二次电源电路接入单相桥式逆变电路，为其提供驱动信号；本装置所设开关过热保护电路、阶梯式电压控制电路都接入PWM脉宽调制及过流保护电路；PWM脉宽调制及过流保护电路接入驱动电路和功率开关管电路，控制开关管工作。

本实用新型的优点在于：1、本装置的特点是电场电压以“爬坡”方式上升，即在电场电压上升过程中，每单位时间电场电压上升一定幅值，若电压增量为正(除尘器电场中不产生瞬时火花放电)，则允许电压继续上升，相反则降低电场电压值，因此可使设备稳定运行在最高平均电压下，提高了安全性和可靠性。2、整机电路集成化，工作频率高，净化效果好，其体积小重量轻，安装使用方便，适用于各种中小型净化器使用。3、保护电路完善，可连续工作，功率大小可调，可应用于不同放电极距的电场。

附图说明

图1是本实用新型实施例的方框图；

图2是本实用新型实施例整流滤波、辅助电源、PWM脉宽调制器、过流保护电路、驱动电路和功率开关管电路、单相桥式逆变电路的原理图；

图3是本实用新型实施例启动电路，自激振荡，驱动电路和二次电源电路的原理图；

图4是本实用新型实施例电压自动控制电路和过压保护电路、火花跟踪检测电路的原理图；

图5是本实用新型实施例阶梯式电压控制电路原理图；

图6是本实用新型实施例开关管过热保护电路的原理图；

图7是本实用新型实施例倍压整流电路原理图。

下面结合附图对本实用新型实施方式作进一步说明。

由图1可以看到，本装置有电源滤波整流电路，该电路分两路，一路经驱动电路和功率开关管电路、单相桥式逆变电路、倍压整流电路接入负载电场；另一路经辅助电源及启动电路接入自激振荡、驱动电路及二次电源电路，该电路分别连接辅助电源、开关过热保护、阶梯式电压控制电路、PWM脉宽调制及过流保护电路和火花跟踪检测、电压自动控制电路、过压保护电路并为其供电；上述自激振荡、驱动电路及二次电源电路接入单相桥式逆变电路，为其提供驱动信号；本装置所设开关过热保护电路、阶梯式电压控制电路都接入PWM脉宽调制及过流保护电路；PWM脉宽调制及过流保护电路接入驱动电路和功率开关管电路，控制开关管工作。

由图2所示，电源整流滤波电路由电容C₅₃、电感La、L_b、电容C₀、C₅₆、C₅₇整流桥DF组成，主要用来过滤电源内部对电网的干扰，同时又抑制电网对电源内部的干扰，NTC是热敏电阻，防止电源开机时出现过大的浪涌电流，电容C₅₄、C₅₅、电阻R₇₁是低通滤波装置，以得到平滑的直流电压(+300V)。

辅助电源是由集成电路IC₂(型号UC3842)、电阻R₁₃、R₁₄、R₁₆、R₁₉、R₂₀、R₂₁、电容C₁₁、C₁₂、C₁₃、C₁₅、C₁₆、C₁₇、C₁₈、二极管D₁₃、场效应管Q₄、线圈L₂组成的降压式开关电源，为自激振荡和驱动电路提供-90V稳定的电压。

PWM脉宽调制器是由IC₄(型号UC3842)，电位器W，电阻R₂₆、R₂₉、R₃₀、R₃₃、R₃₄、R₃₅、R₃₆，二极管D₃₁、电容C₂₆、C₂₉、C₃₀、C₃₁、C₃₂组成，型号为UC3842的集成电路是一种高性能的固定频率电流型PWM控制器，内部结构有振荡器，误差放大器，电流检测比较器，PWM锁存器，基准电压源，内部偏置电路，欠压锁定电路和输出驱动。它的振荡频率由电容C₃₂和电阻R₂₉决定，在电源工作时IC₄的振荡频率随电压逐渐增高而增高，由R₃₅、R₃₆、D₃₁决定，能使电源输出更平滑的直流电压。

电源输出过流保护电路由电流互感器T₃，二极管D₁₈、电容C₃₃、电阻R₃₁、R₃₂组成，当电源输出过流时，T₃检测到的过流信号经R₃₂，向IC₄(UC3842)的第5脚提供过流信号，IC₄保护，电源停止工作。

驱动电路和功率开关管电路是由集成电路IC₃、二极管D₁₆、D₁₇、电容C₂₄、C₂₅、电阻R₂₇、场效应管Q₅、快恢复二极管Q₆、线圈L₃、电容C₅₉组成，型号为IR2112S的集成电路IC₃是一种单片双通道高压高速驱动器，PWM脉宽调制器IC₄(UC3842)的第10脚输出的驱动信号直接送到IC₃的输入端10和12脚，再由7脚输出较大的驱动电流来调制功率开关管。

单相桥式逆变电路由场效应管Q₇、Q₈、Q₉、Q₁₀和电容C₄₈、C₄₉、C₅₀、C₅₁，电阻R₆₁～R₆₈，谐振电感L₅和功率变压器T₂组成，Q₇、Q₈、Q₉、Q₁₀两两导通和截止，产生交变的方波电压加在功率变压器T2上，经过变压器升压后输送给倍压整流电路，再经倍压整流电路升压，输送给负载电场使用。

由图2图4可以看到，输出过流保护电路是由电流互感器T₄、二极管D₁₉～₂₂、电阻R、R₄₃、电容C₃₉，稳压二极管D₂₃组成。当负载短路或过流时，T₄检测到过流的交流信号经D_19-22变成直流，再经C₃₉，R₄₃，R，D₂₃稳压，送到型号为TL084的集成电路IC₆的第12脚放大后由14脚输出，放大电路由IC6-A、电阻R₃₈、R₃₉、R₄₁、R₄₂、电容C₄₁组成，经二极管D₂₇向IC₄(PWM调制器)提供过流信号。

由图3所示是启动电路，自激振荡，全桥变换器驱动电路和二次电源，是由场效应管Q₃、三极管V₁、电阻R₁、R₂、R₃、R₇～R₁₂、R₇₄、R₇₅、电容C₅、C₆、二极管D₉、D₁₀、D₁₁组成。接通电源时+300V经R₇₄、R₇₅降压，R_1～3也给C₆充电，同时正电经R₁₂送到D₁₁的正极，这时电压继续上升，当D₁₁两端的电压超过稳压值时，D₁₁迅速导通，由R₈给V₁提供偏置电流，V₁导通由R₁₁使Q₃迅速导通，再经D₉给自激震荡电路(IC₁)提供工作电压。(型号为IR2153的集成电路IC₁是一种微功率启动高压自振荡驱动CMOS开关管栅极的芯片)，IC₁得电工作，输出两路高频方波脉冲，经变压器T5、T6驱动由场效应管Q₁、Q₂、D_5-8、C₈、C₁₀、变压器T₁组成的半桥电路工作，(T₁的L₁是初级线圈)，同时变压器T1的次级线圈L₈经整流器V₂、V₃整流电容C₂₂、电阻R₂₅滤波，输出+15电源，经D₁₂再反供给整机各个单元使用。线圈L_2～5用于驱动全桥变换器Q_7～10。变压器T₁的次级线圈L₆、整流器V₆、V₇，电容C₃₈为IC₆(TL084)提供负6V电源。次级线圈L₇、整流器D_1～4、C₅₂是为给本机散热风扇电机提供12V电源。

由图4所示是爬电压自动控制电路和过压过流保护电路，由型号为TL084的集成电路IC6-B-C-D、C₂₇、R₄₀、C₄₀、R₄₄、C₄₃、R₄₆、R₄₈、D₂₅组成，由电压跟随器IC6-B和IC6-C、R₄₀、C₄₀、R₄₄、C₄₃构成一个1分钟左右的延时电路，电源开机时由IC₄的14脚提供的基准5V电压经R₄₀给电容C₄₀充电，C₄₀的电位从零电位缓慢上升，同时IC₆的第8，9脚经R₄₄也对电容C₄₃充电，C₄₃的电位也从零电位缓慢上升，IC₆的第6，7脚正电位经R₄₆加至2脚，使2脚电压缓慢上升，1脚电位(刚开机时是高电位)由高缓慢降低，D₂₅负极电位缓缓下降，IC₄的5脚(A点)电压逐渐降低，同时主开关电源的电压也是从低到高缓慢升高。

过压保护电路由IC6-D，电阻R₅₃、R₅₄、R₅₅、R₄₇、电容C₄₄、电阻R₄₆、R₄₈、二极管D₂₅组成的电压比较器电路，当正电压超高时(正常200V)，IC6的3脚电压升高，则1脚电位升高，经D₂₅到IC4的第5脚，调控PWM，使电源电压降低到标准(200V)，即能实时跟踪调控电源电压。

火花跟踪检测电路，由电流互感器T₇、R₅₂、C₄₇、D₃₃、D₃₂、C₄₆、R₅₁、C₄₅、R₅₀、三极管V₈、R₄₉、D₂₄、D₂₆组成。它是以净化器电场闪络信号为控制依据，当电场发生跳火时，T7感应到一个交流脉冲信号经R₅₂、C₄₇、D₃₃、D₃₂、C₄₆、R₅₁、C₄₅、R₅₀整流滤波，使V8随着脉冲信号快速导通一下，经R₄₉牵拉D₂₄、D₂₆正极接地，此时对电容C₄₃、C₄₀放一下电，此时两电容的电位降低了一定的幅值，IC₆第一脚也相同的升高一点，则主电源电压也降低一定量，电场高压也同样降低了一个幅值；同理如果电场连续放电，则高压就逐渐降低。反之则逐渐升高到稳定电压。

由图5所示的是阶梯式电压控制电路，由IC₅(NE555)、电容C₃₄、C₃₅、C₃₆、三极管V₉、电阻R_56～60、二极管D₂₈，D₂₉，D₃₀，发光二极管LED组成自激谐振器，IC5的3脚经D₂₈，R₅₈接IC₄的第三脚。在电源开机初期阶段，本电路工作，3脚输出间歇式正脉冲经二极管D₂₈和电阻R₅₈加在IC₄的第3脚(PWM脉宽调制器)，使输出电压阶梯式的上升，此时LED发光管也一闪一闪的工作。当电压上升到设定电压时(由R₅₇，D₃₀，D₂₉检测)，此电路停止。反之当电源电压低于设定值或0输出时，本电路启振。此电路一是为安全送电，二是兼工作状态指示。

由图6所示的是功率开关管过热保护电路，由热敏电阻NTC、三极管V₅、电容C₁₉、C₂₀、C₂₁、电阻R₁₇、R₁₈、R₂₈组成。正常工作时，NTC阻值较大，V₅处于截止状态，集电极0电位；过热时V5导通，集电极高电位，经R₂₈送入脉宽调制器IC₄的第3脚VFB，关断输出电压。

由图7所示的是倍压整流电路，由电容C₁～C₆和高压硅堆D₁～D₆组成。能成倍的提升变压器的输出电压，从而减小变压器的体积。

本装置的工作原理是：启动电源，电网220V交流电输入到由电感La，Lb和电容C₅₆，C₅₇等组成的滤波器滤波后，再经DF整流和电容C₅₄，C₅₅滤波得到300V的直流电压，一路接场效应管开关管Q₅的漏极，源极经电感L₃连接桥式逆变电路。一路接由IC₂(UC3842)、Q₄、L等组成的辅助电源，它主要是给自激振荡和驱动电路(图3中小功率半桥电路Q₁、Q₂)提供90V的稳定工作电压。另一路经电阻R₇₄，R₇₅使启动电路工作，Q₃集电极输出约18V的电压经二极管D₉供给IC1(IR2153)，这时由IC₁、Q₁、Q₂、T₁等组成的小功率半桥电源电路工作，使T₁的一次绕组上产生高频脉冲交流电压，同时T₁的二次绕组L₈上产生的高频电压经V₂V₃、C₂₂，整流滤波经二极管D₁₂给整机各个单元电路提供+15V的工作电压(包括辅助电源，过热保护，阶梯式电压控制电路，PWM脉宽调制及过流保护电路，火花跟踪检测，电压自动控制电路，过压保护)，使它们都正常同步工作。T₁的二次绕组L₂，L₃，L₄，L₅，分别连接桥式逆变电路的4个功率管Q₇，Q₈，Q₉，Q₁₀的栅极，提供100KHz的方波驱动脉冲信号，使其两两相互导通截止。T₁上的L₆感应的交流脉冲电压经V₆V₇整流，C₃₈滤波给IC₆(TL084)提供负-6V直流电压。L₇感应的交流脉冲电压经二极管D_1-4整流C₅₂滤波供给风扇电机。

刚开机时，功率开关管电路由于受阶梯式电压控制电路和电压自动控制电路所控制，初始阶段输出的直流电压是以(每秒一个增量)阶梯式逐渐上升，供应给单相桥式逆变电路，逆变电路工作，产生交变的高频电压加在功率变压器T₂上，经过变压器升压后输送给倍压整流电路，再经倍压整流电路升压输送给负载电场，此时电场的高压也是阶梯式上升。发光二极管LED也一闪一闪的工作。当功率开关管电路输出的电压达到一定的电压时，经R₅₇和二极管D₃₀使IC₅(NE555)停止振荡，3脚低电平，发光二极管LED常亮，PWM脉宽调制不受IC₅控制，但仍受电压自动控制电路牵制，这时功率开关管电路输出的电压继续以爬坡方式继续上升，此时负载电场的高压也在继续上升，直至达到设定的运行电压。

调谐电位器W控制输出电压的高低。在电场电压上升或正常工作时，若负载电场(净化器电极)出现跳火的瞬间，则由火花跟踪检测电路把闪络信号取出，送到电压自动控制电路中处理后，向PWM脉宽调制器发出控制命令，使高压输出迅速降低一个电位。待电场介质绝缘强度恢复后，再继续升压，并逐渐逼近电场的火花放电电压，使设备工作在最高平均电压下。

当功率开关管电路输出的电压过高时，由IC6-D(TL084)，R₄₇，R₅₃，组成的电压比较器向IC4送出过压控制信号，控制功率开关管电路输出电压迅速降低，到标准的电位。

当桥式逆变电路的负载短路或过流时，电流互感器T₃检测到过流信号经D₁₈和电阻R₃₂向IC₄(UC3842)送出控制信号，使功率开关管电路迅速关断，电源中断高压输出。

桥式逆变电路负载过流时，由电流互感器T₄检测到的过流信号经IC6-A处理后向IC₄(UC3842)PWM脉宽调制器发出控制命令，使功率开关管电路迅速关断，电源中断高压输出。

当功率管过热时，由图6中热敏电阻NTC和V₅等组成的保护电路经电阻R₂₈使IC₄(UC3842)，PWM脉宽调制器发出控制命令，使功率开关管电路迅速关断，电源中断高压输出。

Claims

1.一种高频脉冲油烟净化器电源，其特征在于：它有电源滤波整流电路，该电路分两路，一路经驱动电路和功率开关管电路、单相桥式逆变电路、倍压整流电路接入负载电场；另一路经辅助电源及启动电路接入自激振荡、驱动电路及二次电源电路，自激振荡、驱动电路及二次电源电路分别连接辅助电源、开关过热保护、阶梯式电压控制电路、PWM脉宽调制及过流保护电路和火花跟踪检测、电压自动控制电路、过压保护电路并为其供电；上述自激振荡、驱动电路及二次电源电路接入单相桥式逆变电路，为其提供驱动信号；本装置所设开关过热保护电路、阶梯式电压控制电路都接入PWM脉宽调制及过流保护电路；PWM脉宽调制及过流保护电路接入驱动电路和功率开关管电路，控制开关管工作。