CN220107193U - 一种负离子发生器及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请属于空调器技术领域，涉及一种负离子发生器，包括至少两个放电电极以及每个放电电极的驱动电路；驱动电路用于控制所述放电电极释放负离子，包括降压模块、整流模块、滤波模块、振荡模块、MCU芯片、驱动模块、升压变压器以及放电模块，升压变压器、整流模块、滤波模块、振荡模块、MCU芯片、驱动模块、升压变压器以及放电模块之间电连接，放电模块的输出端与放电电极相连。本申请还涉及一种空调器。本申请提供的技术方案能够独立分开控制负离子发生器的放电电极，实现对负离子发生器的电极开启数量进行精准控制，既能减少空气对人体的不良影响，又能节能环保，大大延长了负离子发生器的使用寿命。

Description

一种负离子发生器及空调器

技术领域

本申请涉及空调器技术领域，更具体地，涉及一种负离子发生器及空调器。

背景技术

随着用户对室内空气质量的重视，具有消烟除尘功能的空调变得越来越普及。负离子发生器由于具备功耗低、噪音小、低价和净化效率高，而成为主流的净化设备之一。

负离子发生器通常是采用电晕放电法生成负离子，由于负离子能使室内环境中的烟尘、病菌、胞子、花粉和毛屑等微粒带电，从而形成负离子，利用静电的集聚作用，将小颗粒尘埃集聚成大颗粒沉降，其净化效果远远大于采用过滤式净化设备和臭氧式净化设备。

现有的负离子发生器一般为单电极或多电极结构，尤其是多电极结构时，通常通电后所有电极都会开启，无法根据室内实时粉尘浓度进行智能化控制。当负离子发生器运行一段时间后，已经完成了对室内空气的净化，但是负离子发生器还是全放电电极开启运行，这意味着存在不必要的寿命损耗以及能源浪费，影响了用户的使用体验。

实用新型内容

本申请实施例所要解决的技术问题是现有多电极负离子发生器不能实时根据室内粉尘浓度控制放电电极的开关，损耗负离子发生器的寿命以及造成能源浪费。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种负离子发生器，采用了如下所述的技术方案：

至少两个放电电极以及每个所述放电电极的驱动电路；

所述驱动电路用于控制所述放电电极释放负离子，包括降压模块、整流模块、滤波模块、振荡模块、MCU芯片、驱动模块、升压变压器以及放电模块，所述升压变压器、所述整流模块、所述滤波模块、所述振荡模块、所述MCU芯片、所述驱动模块、所述升压变压器以及所述放电模块之间电连接，所述放电模块的输出端与所述放电电极相连。

进一步的，所述降压模块包括第一变压器，所述第一变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的线圈匝数大于所述次级线圈的线圈匝数；

所述初级线圈连接空调器的主控模块，所述次级线圈连接所述整流模块。

进一步的，所述整流模块为整流桥，所述整流桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；

所述第一二极管的阳极与所述第四二极管的阴极连接，连接点为所述整流桥的第一输入端；所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极连接，连接点为所述整流桥的第一输出端；

所述第二二极管的阳极与所述第三二极管的阴极连接，连接点为所述整流桥的第二输入端；

所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阳极连接，连接点为所述整流桥的第二输出端；

所述第一输入端和所述第二输入端与所述降压模块连接，所述第一输出端和所述第二输出端与所述滤波模块连接。

进一步的，所述滤波模块包括第一电容，所述第一电容的两端分别连接所述整流桥的第一输出端和第二输出端，所述第一电容与所述振荡模块并联连接。

进一步的，所述振荡模块包括第一电阻、第二电阻和第二电容；

所述第一电阻的第一端连接所述第一输出端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接；

所述第二电阻的第二端连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第二输出端。

进一步的，所述驱动模块包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极与所述MCU芯片连接，所述第二三极管的发射极连接所述整流模块，所述第一三极管的集电极与所述升压变压器连接；

所述第二三极管的基极与所述第一三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述升压变压器连接，所述第二三极管的发射极与所述整流模块连接。

进一步的，所述驱动模块还包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述MCU芯片，所述第三电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接；

所述第四电阻的第一端分别连接所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的基极，所述第四电阻的第二端连接所述整流模块。

进一步的，所述升压变压器为自耦变压器，所述自耦变压器的第一输入端连接所述整流模块，所述自耦变压器的第二输入端与所述驱动模块连接，所述自耦变压器的输出端与所述放电模块连接。

进一步的，所述放电模块包括第五二极管、第三电容和第四电容；

所述第五二极管的阴极连接所述自耦变压器的输出端，所述第五二极管的阳极为所述放电模块的输出端；

所述第三电容和所述第四电容串联后连接于所述第五二极管的阳极和接地端。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种空调器，采用了如下所述的技术方案：

该空调器包括主控模块、电源模块、粉尘浓度检测模块以及如上所述的负离子发生器，所述主控模块、所述电源模块、所述粉尘浓度检测模块和所述负离子发生器之间电连接。

与现有技术相比，本申请主要有以下有益效果：

本申请提供的负离子发生器，包括至少两个放电电极以及控制每个放电电极释放负离子的驱动电路，负离子发生器各放电电极不再统一开启或关闭，而是独立分开控制，驱动电路可以根据实时接收的粉尘浓度检测信号控制相应的放电电极开启或关闭，实现对负离子发生器的电极开启数量进行精准控制，既能减少空气对人体的不良影响，又能节能环保，大大延长了负离子发生器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请的负离子发生器的一个实施例的电路原理图；

图2是本申请的负离子发生器的一个实施例的结构示意图；

图3是本申请的空调器的一个实施例的结构连接图；

图4是本申请的空调器的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请实施例提供一种负离子发生器，参见图1和图2所示，包括至少两个放电电极10、20以及每个放电电极的驱动电路30，驱动电路30用于控制放电电极10和/或20释放负离子。

驱动电路30包括降压模块31、整流模块32、滤波模块33、振荡模块34、MCU芯片U1、驱动模块35、升压变压器36以及放电模块37，其中，降压模块31、整流模块32、滤波模块33、振荡模块34、MCU芯片U1、驱动模块35、升压变压器36以及放电模块37之间电连接，放电模块37的输出端与放电电极10或20相连。

系统上电后，MCU的工作频率由振荡模块34设定的参数决定，MCU芯片U1输出与MCU工作频率一致的方波使驱动模块35工作，在升压变压器36的次级产生与输入的工作频率相同的正弦波，此正弦波经由放电模块37输出负离子；升压变压器36的输出电压经升压变压器36的初级线圈和次级线圈将输入电压进行放大后得到。

在本实施例中，降压模块31包括第一变压器T1，第一变压器T1包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的线圈匝数大于次级线圈的线圈匝数；初级线圈连接空调器的主控模块，次级线圈连接整流模块32。

示例的，第一变压器T1将220V交流电转为12V交流电，则初级线圈的线圈匝数：次级线圈的线圈匝数＝220:12。

在本实施例中，整流模块32为整流桥，整流桥包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4；第一二极管D1的阳极与第四二极管D4的阴极连接，连接点为整流桥的第一输入端；第一二极管D1的阴极与第二二极管的阴极连接，连接点为整流桥的第一输出端；第二二极管D2的阳极与第三二极管D3的阴极连接，连接点为整流桥的第二输入端；第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阳极连接，连接点为整流桥的第二输出端；第一输入端和第二输入端与降压模块31连接，第一输出端和第二输出端与滤波模块33连接。

具体的，整流桥的第一输入端连接第一变压器T1次级线圈的第一输出端，整流桥的第二输入端连接第一变压器T1次级线圈的第二输出端，整流桥用于将交流电转化为直流电。

在一些实施例中，滤波模块33包括第一电容C1，第一电容C1的两端分别连接整流桥的第一输出端和第二输出端，第一电容C1与振荡模块34并联连接。第一电容C1用于对输入的直流电进行滤波处理。

在一些实施例中，振荡模块34包括第一电阻R1、第二电阻R2和第二电容C2；第一电阻R1的第一端连接整流桥的第一输出端，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接；第二电阻R2的第二端连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端连接整流桥的第二输出端。

第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端的公共连接点与MCU芯片U1的第七引脚连接，第二电阻R2的第二端与第二电容C2的第一端的公共连接点分别连接至MCU芯片U1的第二引脚和第六引脚。第一电阻R1、第二电阻R2和第二电容C2的设定参数决定MCU芯片U1的工作频率，其中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值以及第二电容C2的容值可以根据实际情况进行选择，示例的，第一电阻R1选择1kΩ，第二电阻R2的阻值选择15kΩ，第二电容C2的容值为0.047μF。

在一些实施例中，驱动模块35包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，第一三极管Q1的基极与MCU芯片U1连接，第二三极管Q2的发射极连接整流模块32，第一三极管Q1的集电极与升压变压器36连接；第二三极管Q2的基极与第一三极管Q1的发射极连接，第二三极管Q2的集电极与升压变压器36连接，第二三极管Q2的发射极与整流模块32连接。

在一些实施例中，驱动模块35还包括第三电阻R3和第四电阻R4；第三电阻R3的第一端连接MCU芯片U1，第三电阻R3的第二端与第一三极管Q1的基极连接；第四电阻R4的第一端分别连接第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的基极，第四电阻R4的第二端连接整流模块32。

具体的，第三电阻R3的第一端连接MCU芯片U1的第三引脚，第四电阻R4的第二端连接至整流桥的第二输出端，第三电阻R3和第四电阻R4为分压电阻。

MCU芯片U1输出工作频率的方波使驱动模块35工作，升压变压器36的初级线圈在交变电压的作用下，使得升压变压器36的次级线圈产生与初级线圈输入频率相同的正弦波，正弦波在放电模块37的输出端输出负离子。

在一些实施例中，升压变压器36为自耦变压器T2，自耦变压器的第一输入端连接整流模块32，自耦变压器的第二输入端与驱动模块35连接，自耦变压器T2的输出端与放电模块37连接。

具体的，自耦变压器T2的第一输入端连接整流桥的第一输出端，自耦变压器的第二输入端与第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的集电极连接。

同容量的自耦变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，在本实施例中，自耦变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比可以选择12:4000。在本实施例中，自耦变压器T2即为负离子发生器高压包。

在一些实施例中，放电模块37包括第五二极管D5、第三电容C3和第四电容C4；第五二极管D5的阴极连接自耦变压器的输出端，第五二极管D5的阳极为放电模块37的输出端；第三电容C3和第四电容C4串联后连接于第五二极管D5的阳极和接地端。

在正弦波的作用下产生负离子，并将负离子传输给放电电极进行输出。

本申请的负离子发生器，各放电电极独立分开控制，驱动电路可以根据实时接收的粉尘浓度检测信号控制相应的放电电极开启或关闭，实现对负离子发生器的电极开启数量进行精准控制，既能减少空气对人体的不良影响，又能节能环保，大大延长了负离子发生器的使用寿命。

基于上述负离子发生器，本申请还提供一种空调器，参见图3所示，空调器包括主控模块1、电源模块2、粉尘浓度检测模块3以及如上所述的负离子发生器4，主控模块1、电源模块2、粉尘浓度检测模块3和负离子发生器4之间电连接。

其中，主控模块1用于接收粉尘浓度检测模块3检测空调器使用环境中的粉尘浓度，并根据粉尘浓度生成粉尘浓度检测信号至相应的驱动电路30，用于控制负离子发生器放电电极的开启和关闭；

电源模块2用于给主控模块1、粉尘浓度检测模块3和负离子发生器4以及空调器的其他元件供电；

粉尘浓度检测模块3用于检测出空调器使用环境中的粉尘浓度，并将粉尘浓度发送给主控模块1；

负离子发生器4用于净化空调器所在环境空气中的粉尘。

其中，主控模块1可以采用单片机或微控制器；粉尘浓度检测模块3可以采用粉尘检测仪；具体方式在此不做限制。

在本实施例中，粉尘浓度检测模块3检测空调器使用环境中的粉尘浓度，并将粉尘浓度发送给主控模块1；主控模块1接收粉尘浓度检测模块3发送的粉尘浓度，将粉尘浓度与设定粉尘浓度进行比较，确定粉尘浓度所在的范围，根据粉尘浓度所在的范围生成相应控制信号，将控制信号发送给负离子发生器4；负离子发生器4中通过相应的驱动电路30驱动放电电极释放负离子，负离子使室内环境中的烟尘、病菌、胞子、花粉和毛屑等微粒带电，利用静电的集聚作用，将小颗粒尘埃集聚成大颗粒沉降，可以达到消烟、除尘、消除异味、改善空气的品质，以促进人体健康的保健作用。

示例的，对设定粉尘浓度P0、室内实时粉尘浓度P1进行逻辑判定的原理如下：

假设负离子发生器有2个放电电极，设定粉尘浓度P0、室内实时粉尘浓度P1，则负离子发生器控制逻辑如下：

定义2个设定粉尘浓度值，分别是P01、P02，且0＜P01＜P02，粉尘浓度越高，相对应负离子发生器的放电电极的开启数量越多，P01、P02可以通过科学实验数据得到或国家标准得到，比如：PM2.5平均值，P01＝35ug/m³，P02＝75ug/m³；PM2.5平均值在(0，P01]区间，表明空气质量优；PM2.5平均值在(P01，P02]区间，表明空气质量良；PM2.5平均值＞P02，表明空气质量差(至少轻度污染)。

根据得到的3个设定粉尘浓度区间，当室内实时粉尘浓度P1在其中一个区间时，主控模块1控制负离子发生器4开启对应数量的放电电极。对应关系如表1所示。

表1

具体说明如下：

1)当实时粉尘浓度P1＞P02，表明室内实时粉尘浓度高，空气质量等级差，此时通过主控模块1将控制信号发送给负离子发生器4全部放电电极对应的驱动电路30，通过驱动电路30控制全部放电电极开启，释放负离子，从而达到快速除尘的目的，尽量减少污染空气对人体的影响；

2)当实时粉尘浓度P1在P01＜P1≤P02区间，表明室内实时粉尘浓度低，空气质量等级良，此时通过主控模块1将控制信号发送给负离子发生器4一半放电电极对应的驱动电路30，通过相应驱动电路30控制一半放电电极开启，释放负离子，既能达到除尘的目的，减少污染空气对人体的影响，又能起到了节能环保的作用，延长负离子发生器使用寿命；

3)当实时粉尘浓度P1在0＜P1≤P01区间，表明室内实时粉尘浓度非常低，空气质量等级优，此时通过主控模块1将负离子发生器关闭，可以起到节能环保的作用，大大延长负离子发生器使用寿命，又不会出现污染空气对人体的影响。

在一些实施例中，要保持每个放电电极运行时间相当，控制逻辑如下：

若2个放电电极全开，不存在随机开始运行现象；若只开1个，则在2个放电电极中随机开启1个，同时累计各放电电极的开启时间，通过轮换方式，保证各放电电极累积开启时间相同或基本相当。

通过上述控制逻辑，既能减少空气污染对人体的不良影响，节能环保的同时，大大延长了负离子发生器的使用寿命。

需要说明的是，以上使用两个放电电极仅用来对控制逻辑进行举例说明，具体的放电电极数量根据实际情况进行设置。

本申请的空调器，利用负离子发生器根据实时粉尘浓度智能地控制放电电极的开启数量，在最大程度上减少污染空气对人体的不良影响，同时在不需要全电极运行的情况下，加入各电极轮换运行的工作模式，使每个电极运作的时间相当，既大大延长了负离子发生器的使用寿命，又起到了节能环保的作用，从而很好的保障了用户的使用体验。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种负离子发生器，其特征在于，包括：

至少两个放电电极以及每个所述放电电极的驱动电路；

所述驱动电路用于控制所述放电电极释放负离子，包括降压模块、整流模块、滤波模块、振荡模块、MCU芯片、驱动模块、升压变压器以及放电模块，所述升压变压器、所述整流模块、所述滤波模块、所述振荡模块、所述MCU芯片、所述驱动模块、所述升压变压器以及所述放电模块之间电连接，所述放电模块的输出端与所述放电电极相连。

2.根据权利要求1所述的负离子发生器，其特征在于，所述降压模块包括第一变压器，所述第一变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的线圈匝数大于所述次级线圈的线圈匝数；

所述初级线圈连接空调器的主控模块，所述次级线圈连接所述整流模块。

3.根据权利要求1所述的负离子发生器，其特征在于，所述整流模块为整流桥，所述整流桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；

所述第一二极管的阳极与所述第四二极管的阴极连接，连接点为所述整流桥的第一输入端；所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极连接，连接点为所述整流桥的第一输出端；

所述第二二极管的阳极与所述第三二极管的阴极连接，连接点为所述整流桥的第二输入端；

所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阳极连接，连接点为所述整流桥的第二输出端；

所述第一输入端和所述第二输入端与所述降压模块连接，所述第一输出端和所述第二输出端与所述滤波模块连接。

4.根据权利要求3所述的负离子发生器，其特征在于，所述滤波模块包括第一电容，所述第一电容的两端分别连接所述整流桥的第一输出端和第二输出端，所述第一电容与所述振荡模块并联连接。

5.根据权利要求4所述的负离子发生器，其特征在于，所述振荡模块包括第一电阻、第二电阻和第二电容；

所述第一电阻的第一端连接所述第一输出端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接；

所述第二电阻的第二端连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第二输出端。

6.根据权利要求1所述的负离子发生器，其特征在于，所述驱动模块包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极与所述MCU芯片连接，所述第二三极管的发射极连接所述整流模块，所述第一三极管的集电极与所述升压变压器连接；

所述第二三极管的基极与所述第一三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述升压变压器连接，所述第二三极管的发射极与所述整流模块连接。

7.根据权利要求6所述的负离子发生器，其特征在于，所述驱动模块还包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端连接所述MCU芯片，所述第三电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接；

所述第四电阻的第一端分别连接所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的基极，所述第四电阻的第二端连接所述整流模块。

8.根据权利要求1所述的负离子发生器，其特征在于，所述升压变压器为自耦变压器，所述自耦变压器的第一输入端连接所述整流模块，所述自耦变压器的第二输入端与所述驱动模块连接，所述自耦变压器的输出端与所述放电模块连接。

9.根据权利要求8所述的负离子发生器，其特征在于，所述放电模块包括第五二极管、第三电容和第四电容；

所述第五二极管的阴极连接所述自耦变压器的输出端，所述第五二极管的阳极为所述放电模块的输出端；

所述第三电容和所述第四电容串联后连接于所述第五二极管的阳极和接地端。

10.一种空调器，其特征在于，包括主控模块、电源模块、粉尘浓度检测模块以及如权利要求1至9中任一项所述的负离子发生器，所述主控模块、所述电源模块、所述粉尘浓度检测模块和所述负离子发生器之间电连接。