CN219204360U

CN219204360U - 一种高压产生电路

Info

Publication number: CN219204360U
Application number: CN202320168089.7U
Authority: CN
Inventors: 林琪; 张维国; 王军良; 纪朝宁
Original assignee: Shanghai Rongtai Health Technology Corp Ltd
Current assignee: Shanghai Rongtai Health Technology Corp Ltd
Priority date: 2023-01-29
Filing date: 2023-01-29
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2033-01-29

Abstract

本申请提供一种高压产生电路，涉及电子电路技术领域，该高压产生电路包括连接器、升压变压器、倍压电路、第一电阻、高压放电器件、控制单元及第一开关单元；连接器的第一引脚连接预设直流电源的正极，连接器的第一引脚还连接升压变压器的初级侧的第一引脚；连接器的第二引脚接地；预设直流电源的负极连接升压变压器的初级侧的第二引脚；升压变压器的次级侧的第三引脚和第四引脚分别连接倍压电路的两个输入端，倍压电路的输出端通过第一电阻连接高压放电器件；控制单元的第一输出引脚连接第一开关单元的控制端，第一开关单元的输入端接地；第一开关单元的输出端与直流电源的负极连接。本申请解决了只能用交流电源为高压产生电路供电的问题。

Description

一种高压产生电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种高压产生电路。

背景技术

随着技术的发展及科技的进步，人们对室内空气质量的要求也越来越高。现有的空气净化方法是通过高压产生电路电解空气中的氧气，产生臭氧离子，利用臭氧离子吸附污染物来达到净化空气的作用。

但在现有的高压产生电路中，由于高压产生电路中的变压器只能通过交流电源供电，因此，在使用高压产生电路来净化空气时必须用交流电源供电，在当前操作场景中没有交流电源时，存在供电不便捷的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种高压产生电路，以便解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

在可能的实现示例中，本申请实施例提供了一种高压产生电路，包括：连接器、升压变压器、倍压电路、第一电阻、高压放电器件、控制单元、第一开关单元及预设直流电源；

所述连接器的第一引脚连接预设直流电源的正极，所述连接器的第一引脚还连接所述升压变压器的初级侧的第一引脚；所述连接器的第二引脚接地；所述预设直流电源的负极连接所述升压变压器的初级侧的第二引脚；

所述升压变压器的次级侧的第三引脚和第四引脚分别连接所述倍压电路的两个输入端，所述倍压电路的输出端通过所述第一电阻连接所述高压放电器件；

所述控制单元的第一输出引脚连接所述第一开关单元的控制端，所述第一开关单元的输入端接地；所述第一开关单元的输出端与所述直流电源的负极连接。

在可能的实现示例中，所述高压产生电路还包括：第二电阻以及低压放电器件；所述升压变压器的次级侧的第四引脚还通过所述第二电阻连接低压放电器件。

在可能的实现示例中，所述高压产生电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述连接器的第二引脚，所述第一二极管的阴极连接所述预设直流电源。

在可能的实现示例中，所述高压产生电路还包括：第三电阻、第四电阻以及第五电阻；所述控制单元的第一输出端通过所述第三电阻连接所述第一开关单元的控制端，所述第一开关单元的控制端还通过所述第四电阻连接所述第一开关单元的输入端，所述第一开关单元的输入端还通过所述第五电阻接地。

在可能的实现示例中，所述高压产生电路还包括：第六电阻、第七电阻以及第二开关单元；所述第一开关单元的输入端还通过所述第六电阻连接所述第二开关单元的控制端，所述第二开关单元的输入端通过所述第七电阻连接所述控制单元的第二输出引脚，所述第二开关单元的输出端接地。

在可能的实现示例中，所述高压产生电路还包括：第一电容，所述控制单元的第二输出引脚通过所述第一电容连接接地。

在可能的实现示例中，所述倍压电路包括：第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第二二极管、第三二极管、第四二极管以及第五二极管；

所述升压变压器的次级侧的第三引脚依次通过所述第二电容和所述第三电容连接所述第五二极管的阳极；所述升压变压器的次级侧的第四引脚依次通过所述第四电容和所述第五电容连接所述第五二极管的阴极，所述倍压电路的输出端为所述第五二极管的阴极；

所述第二二极管的阳极连接所述升压变压器的次级侧的第四引脚，所述第二二极管的阴极连接第一连接点，所述第一连接点为所述第二电容和所述第三电容的串联连接点；

所述第一连接点还连接所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接第二连接点，所述第二连接点为所述第四电容和所述第五电容的串联连接点；

所述第四二极管的阳极连接所述第二连接点，所述第四二极管的阴极连接第三连接点，所述第三连接点为所述第三电容和所述第五二极管的阳极的串联连接点。

在可能的实现示例中，所述第一开关单元为N型MOS管，所述第一开关单元的控制端为所述N型MOS管的栅极，所述第一开关单元的输入端为所述N型MOS管的源极，所述第一开关单元的输出端为所述N型MOS管的漏极。

在可能的实现示例中，所述第二开关单元为NPN型三极管，所述第二开关单元的控制端为所述NPN型三极管的基极，所述第二开关单元的输入端为所述NPN型三极管的集电极，所述第二开关单元的输出端为所述NPN型三极管的发射极。

在可能的实现示例中，所述控制单元的第一输出引脚为脉冲输出引脚，所述控制单元的第二输出引脚为复位引脚、模数检测引脚或者输入输出引脚。

本申请的有益效果是：本申请提供了一种高压产生电路，包括：连接器、升压变压器、倍压电路、第一电阻、高压放电器件、控制单元及第一开关单元；连接器的第一引脚连接预设直流电源的正极，连接器的第一引脚还连接升压变压器的初级侧的第一引脚；连接器的第二引脚还连接升压变压器的初级侧的第二引脚；升压变压器的次级侧的第三引脚和第四引脚分别连接倍压电路的两个输入端，倍压电路的输出端通过第一电阻连接高压放电器件；控制单元的第一输出引脚连接第一开关单元的控制端，第一开关单元的输入端接地，第一开关单元的输出端还连接连接器的第二引脚。本申请提供的高压产生电路，通过用直流电源模拟交流电源的电流输出特性，使用直流电源也可以为升压变压器供电，提高了实用性，解决了现有技术中只能使用交流电源供电所带来的供电不便捷的问题，并且，本申请提供的高压产生电路，升压变压器的频率可调，可以将电压频率调到与升压变压器的工作频率匹配的电压值，提高了高压产生电路的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种高压产生电路的原理框图；

图2为本申请实施例提供的一种高压产生电路的电路图；

图3为本申请实施例提供的控制单元的脉冲示意图。

附图标记说明：1、连接器；2、升压变压器；3、倍压电路；4、第一电阻；5、高压放电器件；6、控制单元；7、第一开关单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

若要将高压产生电路用于电解氧气，高压产生电路中需设置有低压放电器件和高压放电器件。并且高压产生电路需要为低压放电器件提供低电压，为高压放电器件提供高电压，这样，才能使高压放电器件和低压放电器件之间产生等离子体，等离子体电解氧气以达到净化空气的作用。因此，高压产生电路中还需要设置有升压变压器，通过升压变压器将电压升高以达到为高压放电器件提供高电压的目的。

以下结合附图通过多个示例对本申请提供的高压产生电路进行具体的示例说明。

图1为本申请实施例提供的一种高压产生电路的原理框图，图2为本申请实施例提供的一种高压产生电路的电路图。如图1所示，该高压产生电路包括：连接器1、升压变压器2、倍压电路3、第一电阻4、高压放电器件5、控制单元6、第一开关单元7及预设直流电源8。

在本实施例中，连接器1例如可以为接插件(也称为连接器，如图2中的CN1)，是一种可以用来连接两个有源器件的器件，连接器例如可以用来为预设直流电源(图2中的VDD)供电，如图2所示，连接器的第一引脚(图2中CN1的3脚)连接预设直流电源的正极，连接器的第一引脚还连接升压变压器的初级侧的第一引脚(图2中T1的1脚)；连接器的第二引脚(图2中CN1的1脚)接地，预设直流电源的负极与升压变压器的初级侧的第二引脚(图2中T1的2脚)连接，这样即可将升压变压器和预设直流电源连接起来。

升压变压器的次级侧的第三引脚(图2中T1的3脚)和第四引脚(图2中T1的5脚)分别连接倍压电路的两个输入端，倍压电路的输出端通过第一电阻(图2中R1)连接高压放电器件(图2中VH)。其中，升压变压器的初级侧与直流电源连接，可以接收到直流电源提供的电压，升压变压器的次级侧可以将直流电源提供的电压值放大；倍压电路与升压变压器的次级侧连接，可以将升压变压器的次级侧的电压值进一步放大，使放大后的电压值满足高压放电器件的工作电压值要求；第一电阻起到限流作用，使流向高压放电器件的电流不会超过高压放电器件可以通过的最大电流，起到对高压放电器件的保护作用。

控制单元(图2中U1)的第一输出引脚(图2中U1的PWM脚)连接第一开关单元的控制端(图2中M1的G端)，第一开关单元的输入端(图2中M1的S端)接地，第一开关单元的输出端与直流电源的负极连接。控制单元可以控制第一开关单元的导通或断开，而第一开关单元可以控制直流电源的工作状态。例如，当第一开关单元导通时，直流电源开始工作，升压变压器接收到直流电源当前输送的电流，当第一开关单元断开时，直流电源停止工作，升压变压器接收到直流电源输送的电流值为零。

图3为本申请实施例提供的控制单元的脉冲示意图，参照图3，图3中的波形中t₁时间表示控制单元高电平持续脉冲，t₂表示控制单元关断，n₁个高脉冲期间内的输出频率是f＝1/(t₁+t₂)。相应的，在T₁周期内第一开关单元导通，T₂周期内第一开关单元断开。后面n₂个高脉冲的个数和n₃个高脉冲的个数根据需要可以设置成不同的频率，也可以设置成和n₁个高脉冲数量相等，这样做的目的是：通过这种控制方法可以使提供给升压变压器的电流能更好的与升压变压器的工作参数和状态相吻合，防止升压变压器初级侧的饱和，也可以减少反峰电压对整个高压产生电路的破坏，增加高压产生电路工作的稳定性。

在本实施例中，在T₁周期内第一开关单元导通，T₂周期内第一开关单元断开，可以使直流电源在T₁周期内工作，为升压变压器提供电流；在T₁周期内停止工作，停止为升压变压器提供电流。本实施例中的直流电源输出的电流方向随时间作周期性变化，可以起到用直流电源模拟交流电源、用直流电源即可为升压变压器供电的作用(交流电源的特性即电流方向随时间作周期性变化，本实施例中用直流电源输出的电流的特性与交流电源类似)，也即实现了用直流电源即可为高压产生电路中的变压器供电。

需要说明的是，在本实施例中，控制单元可以为单片机或其他类型的可编程逻辑器件，也可以为555定时器；预设直流电源为可以提供直流电流的电源。

综上，本申请提供的高压产生电路，通过用直流电源模拟交流电源的电流输出特性，使用直流电源也可以为升压变压器供电，提高了实用性，解决了现有技术中只能使用交流电源供电所带来的供电不便捷的问题，并且，本申请提供的高压产生电路，升压变压器的频率可调，可以将电压频率调到与升压变压器的工作频率匹配的电压值，提高了高压产生电路的稳定性。

继续参照图2，本申请提供的高压产生电路还可以包括第二电阻以及低压放电器件，升压变压器的次级侧的第四引脚还通过第二电阻连接低压放电器件。

由上述实施例中的陈述可知，高压放电针需要与低压放电针结合起来使用，在本实施例中，升压变压器的次级侧的第四引脚(图2中T1的5脚)还通过第二电阻R2连接低压放电器件，在高压产生电路工作时，高压放电器件和低压放电器件之间会产生蓝色的低温等离子体，低温等离子体可以电解空气中的氧气，产生臭氧离子，利用臭氧离子吸附污染物来达到净化空气的作用。

第二电阻R2起到了限流作用，使流向低压放电器件的电流不会超过低压放电器件可以通过的最大电流，起到对低压放电器件的保护作用。

继续参照图2，本申请提供的高压产生电路还可以包括第一二极管，第一二极管D5的阳极连接连接器的第二引脚，第一二极管的阴极连接升压变压器的初级侧的第二引脚。

由于二极管的单向导通特性，在高压产生电路正常工作时，电流可以由第一二极管D5的阳极流向阴极，但若在预设直流电源突然停止工作时，变压器的初级侧线圈会释放出电流，影响周围的电路，这时，第一二极管D5可以起到防反峰的作用。

继续参照图2，第一开关单元例如可以为图示的N型MOS管M1，第一开关单元M1的控制端为N型MOS管的栅极(图2中M1的G端)，第一开关单元M1的输入端为N型MOS管的源极(图2中M1的S端)，第一开关单元M1的输出端为N型MOS管的漏极(图2中M1的D端)。

继续参照图2，高压产生电路还包括：第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R6。控制单元U1的第一输出引脚PWM通过第三电阻R3连接第一开关单元M1的控制端，第一开关单元M1的控制端还通过第四电阻R4连接第一开关单元的输入端，第一开关单元M1的输入端还通过第五电阻R6接地。

第三电阻R3起到了限流作用，使控制单元U1与第一开关单元M1相连接的支路上的电流被控制在一定范围内，起到对控制单元U1和第一开关单元M1的保护作用，同理，第四电阻R4以及第五电阻R6也分别对其所在的支路起到了限流作用。

高压产生电路还包括：第六电阻R5、第七电阻R7以及第二开关单元(第二开关单元为图2中的三极管Q1)。第一开关单元M1的输入端(图2中M1的S端)还通过第六电阻R5连接第二开关单元的控制端(图2中三极管Q1的基极)，第二开关单元的输入端(图2中三极管Q1的集电极)通过第七电阻R7连接控制单元的第二输出引脚(图2中U1的RST端)，第二开关单元的输出端接地。

设置第二开关单元的作用为：当升压变压器的初级侧线圈饱和后，流经电阻R6的电流会增大，此时三极管Q1的基极的电压会升高，三极管导通，控制单元U1会在短时间内复位或者产生中断信号，使U1的PWM的输出停止，此时MOS管M1的栅极被拉低，使升压变压器的初级侧停止工作，避免破坏高压产生电路。

在本申请实施例中，第二开关单元Q1例如可以为NPN型三极管，第二开关单元Q1的控制端为NPN型三极管的基极，第二开关单元Q1的输入端为NPN型三极管的集电极，第二开关单元的输出端为NPN型三极管的发射极。

继续参照图2，高压产生电路还包括第一电容C5，控制单元U1的第二输出引脚RST通过第一电容C5接地，第一电容C5起到滤波作用。

本申请还提供了一种倍压电路的可能实施方式，继续参照图2，倍压电路可以包括：第二电容C1、第三电容C2、第四电容C3、第五电容C4、第二二极管D1、第三二极管D2、第四二极管D3以及第五二极管D4。

升压变压器的次级侧的第三引脚依次通过第二电容C1和第三电容C2连接第五二极管D4的阳极；升压变压器的次级侧的第四引脚依次通过第四电容C3和第五电容C4连接第五二极管D4的阴极，倍压电路的输出端为第五二极管D4的阴极，即高压放电器件与第五二极管D4的阴极连接。

第二二极管D1的阳极连接升压变压器的次级侧的第四引脚，第二二极管D1的阴极连接第一连接点，第一连接点为第二电容C1和第三电容C2的串联连接点。

第一连接点还连接第三二极管D2的阳极，第三二极管D2的阴极连接第二连接点，第二连接点为第四电容C3和第五电容C4的串联连接点。

第四二极管D3的阳极连接第二连接点，第四二极管D3的阴极连接第三连接点，第三连接点为第三电容C2和第五二极管D4的阳极的串联连接点。

倍压电路可以将升压变压器次级侧的电压值放大，具体的方法为：倍压电路是利用二极管的整流和导引作用，将电压分别贮存到电容上，然后把多个二极管按照极性相加的原路串联起来，输出端高于输入端的电压，从而达到将电压放大的作用。例如，在本申请中，C1上贮存的电压值与升压变压器的次级侧的电压值相等；C3上贮存的电压值为C1上的电压值与升压变压器的次级侧的电压值之和，也即升压变压器的次级侧的电压值的二倍；C3上贮存的电压值为升压变压器的次级侧的电压值的三倍；C4上贮存的电压值为升压变压器的次级侧的电压值的四倍。即，倍压电路将升压变压器次级侧的电压值放大了四倍，高压放电器件上的电压值为低压放电器件上的电压值的四倍。

控制单元U1的第一输出引脚PWM可以为脉冲输出引脚，控制单元U1的第二输出引脚RST可以为复位引脚、模数检测引脚或者输入输出引脚。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种高压产生电路，其特征在于，包括：连接器、升压变压器、倍压电路、第一电阻、高压放电器件、控制单元、第一开关单元及预设直流电源；

2.根据权利要求1所述的高压产生电路，其特征在于，所述高压产生电路还包括：第二电阻以及低压放电器件；所述升压变压器的次级侧的第四引脚还通过所述第二电阻连接低压放电器件。

3.根据权利要求1所述的高压产生电路，其特征在于，所述高压产生电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述升压变压器的第二引脚，所述第一二极管的阴极连接所述预设直流电源。

4.根据权利要求1所述的高压产生电路，其特征在于，所述高压产生电路还包括：第三电阻、第四电阻以及第五电阻；所述控制单元的第一输出引脚通过所述第三电阻连接所述第一开关单元的控制端，所述第一开关单元的控制端还通过所述第四电阻连接所述第一开关单元的输入端，所述第一开关单元的输入端还通过所述第五电阻接地。

5.根据权利要求4所述的高压产生电路，其特征在于，所述高压产生电路还包括：第六电阻、第七电阻以及第二开关单元；所述第一开关单元的输入端还通过所述第六电阻连接所述第二开关单元的控制端，所述第二开关单元的输入端通过所述第七电阻连接所述控制单元的第二输出引脚，所述第二开关单元的输出端接地。

6.根据权利要求5所述的高压产生电路，其特征在于，所述高压产生电路还包括：第一电容，所述控制单元的第二输出引脚通过所述第一电容连接接地。

7.根据权利要求1所述的高压产生电路，其特征在于，所述倍压电路包括：第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第二二极管、第三二极管、第四二极管以及第五二极管；

8.根据权利要求1所述的高压产生电路，其特征在于，所述第一开关单元为N型MOS管，所述第一开关单元的控制端为所述N型MOS管的栅极，所述第一开关单元的输入端为所述N型MOS管的源极，所述第一开关单元的输出端为所述N型MOS管的漏极。

9.根据权利要求5所述的高压产生电路，其特征在于，所述第二开关单元为NPN型三极管，所述第二开关单元的控制端为所述NPN型三极管的基极，所述第二开关单元的输入端为所述NPN型三极管的集电极，所述第二开关单元的输出端为所述NPN型三极管的发射极。

10.根据权利要求5所述的高压产生电路，其特征在于，所述控制单元的第一输出引脚为脉冲输出引脚，所述控制单元的第二输出引脚为复位引脚、模数检测引脚或者输入输出引脚。