CN217215504U - 一种便携式负氧离子发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种便携式负氧离子发生器，包括：充电管理模块、升压模块、主控模块、高压发生模块、碳刷，充电管理模块用于控制锂电池充放电，锂电池供电给升压模块，升压模块用于提升电压并提供给高压发生模块，高压模块还输入主控模块的驱动信号，高压发生模块通过倍压电路整流放大后输出给碳刷，碳刷为碳元素制作的释放尖端，用于对空气放电，产生负离子，本实用新型的装置依靠电路中的压电陶瓷变压器YD1实现体积小型化，降低了功耗，能输出纯净正弦波且有很强的过载能力，采用聚合物锂电池作为本装置的储能元件，具有体积小、能量密度大、无充电记忆的优点，具备充电后本装置能脱离有限供电，使用场景更广泛，使用体验更便利。

Description

一种便携式负氧离子发生器

技术领域

本实用新型涉及负氧离子发生设备领域，具体涉及一种便携式负氧离子发生器。

背景技术

现市面上有的负氧离子发生器，大多使用电磁式变压器或6W压电陶瓷变压器接市电AC220V使用，主要缺点是：1、体积大；2、电磁式变压器输出端怕短路；3、对电源有依赖，无AC220V电源就无法使用，不方便随身携带。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供体积小过载能力强的便携式负氧离子发生器，具体技术方案为：包括：充电管理模块、升压模块、主控模块、高压发生模块、碳刷，所述充电管理模块用于控制锂电池充放电，锂电池供电给所述升压模块，所述升压模块用于提升电压并提供给所述高压发生模块；所述高压发生模块包含：功率芯片U1、压电陶瓷变压器YD1、倍压电路，所述功率芯片U1接入所述主控模块的驱动信号，所述压电陶瓷变压器YD1与所述功率芯片U1连接，用于产生纯净正弦波；所述倍压电路与所述压电陶瓷变压器YD1连接，用于将压电陶瓷变压器YD1输出电压再次放大；所述主控模块包含：MCU控制芯片U4、开关机控制按键、震荡电路、输出电压反馈电路，所述开关机控制按键与MCU控制芯片U4连接，用于控制负氧离子发生器的启停，所述震荡电路与所述MCU控制芯片U4连接，用于给MCU控制芯片U4提供与压电陶瓷变压器YD1谐振频率一致的时钟频率；所述MCU控制芯片U4用于输出与压电陶瓷变压器YD1谐振频率一致的方波；所述输出电压反馈电路用于检测压电陶瓷变压器YD1是否有正常输出；所述碳刷连接在高压发生模块输出端，所述碳刷为碳元素制作的释放尖端，用于对空气放电，产生负离子。

进一步的，所述充电管理模块包括：USB电源输入接口、充电管理IC U2、锂电池和充电状态显示LED，充电管理IC U2选用AP5056电源芯片，充电管理IC U2的4管脚和8管脚连接在电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接所述USB电源输入接口，用于输入充电电压；充电管理IC U2的2引脚和3引脚之间连接电阻R3，电阻R3用于决定充电电流的大小；充电管理IC U2的5引脚接锂电池，用于对锂电池充电；电管理IC U2的6、7引脚接充电状态显示LED阴极，充电状态显示LED接电阻R2的另一端，用于显示锂电池是否充满电。

进一步的，所述升压模块通过接口J1引入锂电池的电压，所述升压模块包括：用于对锂电池电信号整流的滤波电路、与所述滤波电路连接的升压电路、与所述升压电路连接的升压芯片U3、与所述升压芯片连接的取样电路。

更进一步的，所述滤波电路采用滤波电容C3，所述升压电路采用升压电感L1，所述升压芯片U3选用LN2220，升压电感L1的另一端接二极管D7的阳极、二极管D7的阴极接升压芯片U3的VIN管脚；所述取样电路包括串联的电阻R4、电阻R5，电阻R5的另一端接升压芯片U3的VIN管脚、电阻R4的另一端接地，电阻R4、电阻R5的共接点接升压芯片U3的SHDN管脚；升压芯片U3的VOUT管脚接二极管D7的阳极。

进一步的，主控模块中，MCU控制芯片U4采用JZ2612，芯片采用3.7v锂电池供电，MCU控制芯片U4的3管脚连接开关机控制按键，MCU控制芯片U4的5管脚连接震荡电路，MCU控制芯片U4的12管脚连接输出电压反馈电路，MCU控制芯片U4的11管脚还连接电源电压采样电路。

更进一步的，所述震荡电路包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9，电阻R11一端接MCU控制芯片U4的5管脚、另一端串联电阻R12，电阻R12的另一端连接电容C8，电容C8的另一端接电阻R13，电阻R13的另一端接3.7v电压；电容C6接在电阻R11的一端和地之间，电容C7连接在电阻R11的另一端和地之间，电容C9连接在电阻R12的另一端。

更进一步的，输出电压反馈电路包括：电阻R6、电阻R7、电阻R9、二极管D1、电容C5与P1端口，所述P1端口设置于压电陶瓷变压器YD1的底部，用于获取压电变压器工作时的震荡信号，电阻R6一端接P1端口、另一端连接电阻R7和二极管D1的阳极，电阻R7的另一端接地，二极管D1的阴极接电容C5和电阻C9和MCU控制芯片U4的12管脚，电容C5的另一端接地，电阻R9与电容C5并联。

进一步的，高压发生模块中，功率芯片U1采用JZ1511，芯片的的1引脚输入锂电池的3.7v的供电电压，功率芯片U1的2管脚接振荡电路中电阻R13的一端，功率芯片U1的3引脚接电阻R14一端，电阻R14与电容C13并联，电阻R14的另一端接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的S极接地、MOS管Q1的G极与S极之间连接电阻R15、MOS管Q1的D极与S极之间连接串联的电容C14和电容C15，MOS管Q1的D极接电感L2，电感L2的另一端接升压模块的输出端；压电陶瓷变压器YD1的1、2接引脚分别接MOS管Q1的D极与S极，压电陶瓷变压器YD1的3引脚接倍压电路；所述倍压电路包含：二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C17、电容C18、电容C16，二极管D3的阳极接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、阴极接压电陶瓷变压器YD1的2引脚和电容C16一端；二极管D4的阴极接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、阳极接电容C16另一端；电容C17一端接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、另一端接二极管D5的阳极和二极管D6的阴极，二极管D5的阴极接二极管D4的阳极和电容C18的一端，电容C18的另一端接二极管D6的阳极。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的装置依靠电路中的压电陶瓷变压器YD1实现体积小型化，降低了功耗，能输出纯净正弦波且有很强的过载能力，采用聚合物锂电池作为本装置的储能元件，具有体积小、能量密度大、无充电记忆的优点，具备充电后本装置能脱离有限供电，使用场景更广泛，使用体验更便利。

附图说明

图1负氧离子发生装置结构示意图；

图2充电管理模块的电路图；

图3升压模块的电路图；

图4主控模块的电路图；

图5高压发生模块电路图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1所示，本专利包括：充电管理模块、升压模块、主控模块、高压发生模块、碳刷，充电管理模块用于控制锂电池充放电，锂电池供电给升压模块，升压模块用于提升电压并提供给高压发生模块，高压模块还输入主控模块的驱动信号，高压发生模块通过倍压电路整流放大后输出给碳刷，碳刷为碳元素制作的释放尖端，用于对空气放电，产生负离子。

图2所示为充电管理模块的电路图，充电管理模块包括：USB电源输入接口、充电管理IC U2、锂电池和充电状态显示LED，充电管理IC U2选用AP5056电源芯片，USB电源输入接口用于输入充电电压，且经过电阻R1后输入至充电管理IC U2的4管脚和8管脚，充电管理ICU2的4管脚还经过电容C1后接地；充电管理IC U2的2引脚和3引脚之间连接电阻R3，电阻R3为充电电流选择电阻，电阻R3的的大小决定充电电流的大小；充电管理IC U2的5引脚接锂电池，用于对锂电池充电，并通过接地的电容C2实现滤波；电管理IC U2的6引脚、7引脚接充电状态显示LED阴极，充电状态显示LED接电阻R2的另一端，电阻R2的一端连接充电管理ICU2的4管脚和电阻R1，图中采用两种颜色的LED灯，6引脚与电阻R2的另一端连接的为红色LED灯，7引脚与电阻R2之间连接的是绿色LED灯，当锂电池正在充电时红色LED灯亮，充满时绿色LED灯。

图3所示为升压模块的电路图，升压模块通过接口J1引入锂电池的3.7v电压，升压模块包括：用于对锂电池电信号整流的滤波电路、与滤波电路连接的升压电路、与升压电路连接的升压芯片U3、与升压芯片连接的取样电路。

其中，滤波电路采用滤波电容C3，升压芯片U3选用LN2220，升压电路采用升压电感L1，升压电感L1的一端输入经滤波电容滤波后C3滤波后的锂电池电压、另一端接二极管D7的阳极和升压芯片U3的VOUT管脚，二极管D7的阴极连接接地的电容C4和升压芯片U3的VIN管脚；升压芯片U3的VIN管脚还连接电阻R5一端，电阻R5另一端串联电阻R4，电阻R4的另一端接地，串联的电阻R4和R5构成取样电路，取样点为电阻R4和R5共接点，取样点接升压芯片U3的SHDN管脚，电阻R5和R4的阻值决定输出电压的高低。

图5所示的，高压发生模块包含：功率芯片U1、压电陶瓷变压器YD1、倍压电路，功率芯片U1接入主控模块的驱动信号，压电陶瓷变压器YD1与功率芯片U1连接，用于产生纯净正弦波；倍压电路与压电陶瓷变压器YD1连接，用于将压电陶瓷变压器YD1输出电压再次放大，最后输入到碳刷上，发射出负氧离子。

高压发生模块中，功率芯片U1采用JZ1511，芯片的1引脚输入锂电池的3.7v的供电电压，功率芯片U1的2管脚接主控模块，功率芯片U1的3引脚接电阻R14一端，电阻R14与电容C13并联，电阻R14的另一端接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的S极接地、MOS管Q1的G极与S极之间连接电阻R15、MOS管Q1的D极与S极之间连接串联的电容C14和电容C15，MOS管Q1的D极接电感L2，电感L2的另一端接升压模块的输出端；压电陶瓷变压器YD1的1、2接引脚分别接MOS管Q1的D极与S极，压电陶瓷变压器YD1的3引脚接倍压电路。

高压发生模块中，倍压电路包含：二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C17、电容C18、电容C16，二极管D3的阳极接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、阴极接压电陶瓷变压器YD1的2引脚和电容C16一端；二极管D4的阴极接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、阳极接电容C16另一端；电容C17一端接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、另一端接二极管D5的阳极和二极管D6的阴极，二极管D5的阴极接二极管D4的阳极和电容C18的一端，电容C18的另一端接二极管D6的阳极。

图4所示，主控模块包含：MCU控制芯片U4、开关机控制按键、震荡电路、输出电压反馈电路，开关机控制按键与MCU控制芯片U4连接，用于控制负氧离子发生器的启停；MCU控制芯片U4采用JZ2612，芯片采用3.7v锂电池供电，MCU控制芯片U4用于输出与压电陶瓷变压器YD1谐振频率一致的方波；震荡电路与MCU控制芯片U4连接，用于给MCU控制芯片U4提供与压电陶瓷变压器YD1谐振频率一致的时钟；输出电压反馈电路用于检测压电陶瓷变压器YD1是否有正常输出。

进一步的，主控模块中，MCU控制芯片U4的3管脚连接开关机控制按键，MCU控制芯片U4的5管脚连接震荡电路，MCU控制芯片U4的12管脚连接输出电压反馈电路，MCU控制芯片U4的11管脚还连接电源电压采样电路。

更进一步的，振荡电路包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9，电阻R11一端接MCU控制芯片U4的5管脚、另一端串联电阻R12，电阻R12的另一端连接电容C8，电容C8的另一端接电阻R13，与电阻R13的共接点为F0，F0接功率芯片U1的2管脚，电阻R13的另一端接3.7v电压；电容C6接在电阻R11的一端和地之间，电容C7连接在电阻R11的另一端和地之间，电容C9连接在电阻R12的另一端，震荡电路产生与压电变压器谐振频率相近的信号供功率控制芯片U1的2管脚作为驱动信号接入MCU控制芯片U4的5管脚。

更进一步的，电源电压采样电路包括串联的电阻R16和R17，电阻R16另一端接3.7v电压，电阻R16与R17的共接点DL接入MCU控制芯片U4的11管脚，电阻R17的另一端接地。

更进一步的，输出电压反馈电路包括：电阻R6、电阻R7、电阻R9、二极管D1、电容C5与P1端口，P1端口设置于压电陶瓷变压器YD1的底部，为一焊盘，用于获取压电变压器工作时的震荡信号，电阻R6一端接P1端口、另一端连接电阻R7和二极管D1的阳极，电阻R7的另一端接地，二极管D1的阴极接电容C5和电阻C9和MCU控制芯片U4的12管脚，电容C5的另一端接地，电阻R9与电容C5并联，输出电压反馈电路根据反馈电压的高低调整震荡电路的震荡频率，使得驱动信号的频率跟踪压电陶瓷变压器YD1的谐振频率，压电陶瓷变压器YD1工作时，其震荡信号通过P1端口耦合到二极管D1，经二极管D1整流滤波后通过MCU控制芯片U4检测此信号，此信号好的高低反映压电陶瓷变压器输出电压的高低，MCU控制芯片U4根据此信号调整控制信号的频率使系统工作在最佳频率段上。

本实用新型的装置依靠电路中的压电陶瓷变压器YD1实现体积小型化，降低了功耗，能输出纯净正弦波且有很强的过载能力，采用聚合物锂电池作为本装置的储能元件，具有体积小、能量密度大、无充电记忆的优点，具备充电后本装置能脱离有限供电，使用场景更广泛，使用体验更便利。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便携式负氧离子发生器，其特征在于，包括：充电管理模块、升压模块、主控模块、高压发生模块、碳刷，所述充电管理模块用于控制锂电池充放电，锂电池供电给所述升压模块，所述升压模块用于提升电压并提供给所述高压发生模块；

所述高压发生模块包含：功率芯片U1、压电陶瓷变压器YD1、倍压电路，所述功率芯片U1接入所述主控模块的驱动信号，所述压电陶瓷变压器YD1与所述功率芯片U1连接，用于产生纯净正弦波；所述倍压电路与所述压电陶瓷变压器YD1连接，用于将压电陶瓷变压器YD1输出电压再次放大；

所述主控模块包含：MCU控制芯片U4、开关机控制按键、震荡电路、输出电压反馈电路，所述开关机控制按键与MCU控制芯片U4连接，用于控制负氧离子发生器的启停，所述震荡电路与所述MCU控制芯片U4连接，用于给MCU控制芯片U4提供与压电陶瓷变压器YD1谐振频率一致的时钟频率；所述MCU控制芯片U4用于输出与压电陶瓷变压器YD1谐振频率一致的方波；所述输出电压反馈电路用于检测压电陶瓷变压器YD1是否有正常输出；所述碳刷连接在高压发生模块输出端，所述碳刷为碳元素制作的释放尖端，用于对空气放电，产生负离子。

2.根据权利要求1所述的一种便携式负氧离子发生器，其特征在于：所述充电管理模块包括：USB电源输入接口、充电管理IC U2、锂电池和充电状态显示LED，充电管理IC U2选用AP5056电源芯片，充电管理IC U2的4管脚和8管脚连接在电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接所述USB电源输入接口，用于输入充电电压；充电管理IC U2的2引脚和3引脚之间连接电阻R3，电阻R3用于决定充电电流的大小；充电管理IC U2的5引脚接锂电池，用于对锂电池充电；电管理IC U2的6、7引脚接充电状态显示LED阴极，充电状态显示LED接电阻R2的另一端，用于显示锂电池是否充满电。

3.根据权利要求2所述的一种便携式负氧离子发生器，其特征在于：所述升压模块通过接口J1引入锂电池的电压，所述升压模块包括：用于对锂电池电信号整流的滤波电路、与所述滤波电路连接的升压电路、与所述升压电路连接的升压芯片U3、与所述升压芯片连接的取样电路。

4.根据权利要求3所述的一种便携式负氧离子发生器，其特征在于：所述滤波电路采用滤波电容C3，所述升压芯片U3选用LN2220，所述升压电路采用升压电感L1，升压电感L1的另一端接二极管D7的阳极、二极管D7的阴极接升压芯片U3的VIN管脚；所述取样电路包括串联的电阻R4、电阻R5，电阻R5的另一端接升压芯片U3的VIN管脚、电阻R4的另一端接地，电阻R4、电阻R5的共接点接升压芯片U3的SHDN管脚；升压芯片U3的VOUT管脚接二极管D7的阳极。

5.根据权利要求2所述的一种便携式负氧离子发生器，其特征在于：主控模块中，MCU控制芯片U4采用JZ2612，芯片采用3.7v锂电池供电，MCU控制芯片U4的3管脚连接开关机控制按键，MCU控制芯片U4的5管脚连接震荡电路，MCU控制芯片U4的12管脚连接输出电压反馈电路，MCU控制芯片U4的11管脚还连接电源电压采样电路。

6.根据权利要求5所述的一种便携式负氧离子发生器，其特征在于：所述震荡电路包括：电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9，电阻R11一端接MCU控制芯片U4的5管脚、另一端串联电阻R12，电阻R12的另一端连接电容C8，电容C8的另一端接电阻R13，电阻R13的另一端接3.7v电压；电容C6接在电阻R11的一端和地之间，电容C7连接在电阻R11的另一端和地之间，电容C9连接在电阻R12的另一端。

7.根据权利要求5所述的一种便携式负氧离子发生器，其特征在于：输出电压反馈电路包括：电阻R6、电阻R7、电阻R9、二极管D1、电容C5与P1端口，P1端口设置于压电陶瓷变压器YD1的底部，用于获取压电变压器工作时的震荡信号，电阻R6一端接P1端口、另一端连接电阻R7和二极管D1的阳极，电阻R7的另一端接地，二极管D1的阴极接电容C5和电阻C9和MCU控制芯片U4的12管脚，电容C5的另一端接地，电阻R9与电容C5并联。

8.根据权利要求6所述的一种便携式负氧离子发生器，其特征在于：高压发生模块中，功率芯片U1采用JZ1511，芯片的1引脚输入锂电池的供电电压，功率芯片U1的2管脚接振荡电路中电阻R13的一端，功率芯片U1的3引脚接电阻R14一端，电阻R14与电容C13并联，电阻R14的另一端接MOS管Q1的G极，MOS管Q1的S极接地、MOS管Q1的G极与S极之间连接电阻R15、MOS管Q1的D极与S极之间连接串联的电容C14和电容C15，MOS管Q1的D极接电感L2，电感L2的另一端接升压模块的输出端；压电陶瓷变压器YD1的1、2接引脚分别接MOS管Q1的D极与S极，压电陶瓷变压器YD1的3引脚接倍压电路；所述倍压电路包含：二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C17、电容C18、电容C16，二极管D3的阳极接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、阴极接压电陶瓷变压器YD1的2引脚和电容C16一端；二极管D4的阴极接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、阳极接电容C16另一端；电容C17一端接压电陶瓷变压器YD1的3引脚、另一端接二极管D5的阳极和二极管D6的阴极，二极管D5的阴极接二极管D4的阳极和电容C18的一端，电容C18的另一端接二极管D6的阳极。

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