集成LED平板灯的空气净化装置的制作方法

本发明涉及照明及空气净化技术领域，尤其是一种集成LED平板灯的空气净化装置。

背景技术：

LED灯由于具有显著的节能效果而倍受青睐，现有技术的LED照明灯不具有空气净化功能，而现有的空气净化器又不具备照明功能，随着LED照明灯用于室内装饰的规范吊顶内，如何使现有的LED照明灯既满足装饰装潢简约美观的要求，又能起到对室内空气进行净化的效果，是拓展和发展LED照明技术的有益探试。现有技术具有空气净化器的LED照明灯，由于LED照明灯嵌在空气净化器的外表面上，存在的问题是，由于空气净化器上的滤网及离子发生管需定期更换，否则将影响空气净化的效果，而更换时必须将LED照明灯连同空气净化器全部拆下，对滤网及离子发生管进行更换后再重新安装，导致拆卸安装困难、使用不便；此外，由于等离子管会随着工作时间加长,其工作电流会逐渐增大,工作电压会被拉低,产生的等离子会逐渐减少，导致等离子管寿命降低，对室内空气净化的效果减弱。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种集成LED平板灯的空气净化装置，本发明将LED平板灯与边框铰接及卡接，并在风管上设置了滤网门及离子管门，便于更换滤网及等离子管，具有结构简单，更换方便的优点。此外，在控制电路中设置了自动电流跟踪调节电路，将等离子电路的工作电流转换成电压，经采集、放大送到等离子电路的供电系统,以增大等离子电路的工作电流和电压,抑制了等离子数量的衰减,延长了等离子管的工作寿命，使空气净化的效果大幅提升。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种集成LED平板灯的空气净化装置，特点是它包括边框、LED平板灯、风管、风扇、等离子管、PM2.5信号传感器、开关电源及控制电路，所述边框为型材搭接而成的矩形框架，边框上四边均设有风口；所述LED平板灯为矩形板状，其一侧设有铰链，与其对应的另一侧设有卡扣；所述风管为一端设有进风口、另一端设有出风口的折弯管，风管内进风口与出风口之间设有风扇座，风扇座与出风口之间设有离子管座，风管的管壁上与风扇座对应设有滤网门，风管的管壁上与离子管座对应设有离子管门，管壁外侧设有电路板座；

所述LED平板灯设于边框正面，LED平板灯的铰链与边框一侧铰接，卡扣与边框铰接对应的一侧卡接；

所述风管为两件，排列在边框背面，风管的进风口及出风口分别与边框上的风口贯通；

所述风扇及等离子管分别设于风扇座及离子管座上；

所述PM2.5信号传感器、开关电源及控制电路依次设于风管管壁外侧的电路板座上；其中：

所述控制电路包括LDO—DC\DC转换模块、无线WIFI与APP连接模块、控制模块、PM2.5显示模块、红外遥控模块、LED调压恒流模块、自动电流跟踪调节电路及风扇控制模块，所述LDO—DC\DC转换模块与无线WIFI与APP连接模块、控制模块、LED调压恒流模块、自动电流跟踪调节电路及风扇控制模块连接，无线WIFI与APP连接模块与控制模块连接，控制模块与PM2.5显示模块、红外遥控模块、LED调压恒流模块、自动电流跟踪调节电路及风扇控制模块连接；

所述LED平板灯与控制电路的LED调压恒流模块连接，风扇与控制电路的风扇控制模块连接，等离子管与控制电路的自动电流跟踪调节电路连接，PM2.5信号传感器与控制电路的控制模块连接，开关电源与控制电路的LDO—DC\DC转换模块连接。

所述风管的滤网门上设有滤网。

所述自动电流跟踪调节电路，具体形式为：

+12V电源从P-MOS 管Q5的S极输入，电阻R12两端分别接P-MOS 管Q5的S极和G极，电阻R14两端分别接P-MOS 管Q5的G极和三极管Q4的C极，三极管Q4的B极分别接电阻R24、电阻R11的一端，三极管Q4的E极分别接电阻R11另一端及接地，电阻R24另一端接放大器U8A的1脚及电容C28的一端，电容C28的另一端接地；

P-MOS 管Q5的D极接稳压器U4的输入端3脚和二极管D4的阴极， 稳压管U4的输出端2脚接二极管D4的阳极、二极管D5的阴极、电容C10的正极、电容C11和电阻R16的一端以及接口JP3的1脚；稳压管U4的调节端1脚接电阻R16另一端、二极管D5的阳极、电容C9的正极、稳压二极管ZD1的阴极、电阻R15、电阻R13、电容C8的一端；电容C8、电阻R15、电容C11的另一端、电容C9及电容C10的负极、稳压二极管ZD1的阳极接地；接口JP3的2脚接电阻R17、电阻R60、电阻R31、电阻R29、电容C23的一端，电阻R17、电阻R60、电容C23的另一端接地，电阻R29的另一端接电容C22的一端、放大器U8B的5脚，电容C22的另一端接地，放大器U8B的6脚接电阻R28、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接电阻R25、电阻R26的一端，电阻R25的另一端接+12V电源，电阻R26的另一端接地，放大器U8B的7脚接电阻R13、电阻R28的另一端、电容C21的一端，电容C21的另一端接地；电阻R31的另一端接放大器U8A的2脚、电容C29的一端，电容C29的另一端接地；放大器U8A的3脚接电阻R32、电阻R33的一端，电阻R32的另一端接+12V电源，电阻R33的另一端接地；放大器U8A的4脚接地，放大器U8A的8脚和电容C30的一端接+12V电源，电容C30的另一端接地。

本发明将LED平板灯与边框铰接及卡接，并在风管上设置了滤网门及离子管门，便于更换滤网及等离子管，具有结构简单，更换方便的优点。发明在控制电路中设置了自动电流跟踪调节电路，将等离子电路的工作电流转换成电压，经采集、放大送到等离子电路的供电系统,以增大等离子电路的工作电流和电压,抑制了等离子数量的衰减,延长了等离子管的工作寿命，使空气净化的效果大幅提升。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A向视图；

图3为本发明风管的结构示意图；

图4为图2的侧视图；

图5为图4的B处局部放大示意图；

图6为控制电路结构框图；

图7为自动电流跟踪调节电路原理图。

具体实施方式

参阅图1- 6，本发明包括边框1、LED平板灯2、风管3、风扇4、等离子管6、PM2.5信号传感器7、开关电源8及控制电路5，所述边框1为型材搭接而成的矩形框架，边框1上四边均设有风口11；所述LED平板灯2为矩形板状，其一侧设有铰链21，与其对应的另一侧设有卡扣22；所述风管3为一端设有进风口36、另一端设有出风口37的折弯管，风管3内进风口36与出风口37之间设有风扇座32，风扇座32与出风口37之间设有离子管座33，风管3的管壁上与风扇座32对应设有滤网门34，风管3的管壁上与离子管座33对应设有离子管门35，管壁外侧设有电路板座31。

所述LED平板灯2设于边框1正面，LED平板灯2的铰链21与边框1一侧铰接，卡扣22与边框1另一侧卡接。

所述风管3为两件，排列在边框1反面，风管3的进风口36及出风口37分别与边框1上的风口11贯通。

所述风扇4及等离子管6分别设于风扇座32及离子管座33上；

所述PM2.5信号传感器7、开关电源8及控制电路5依次设于风管3管壁外侧的电路板座31上；其中：

所述控制电路5包括LDO—DC\DC转换模块51、无线WIFI与APP连接模块52、控制模块53、PM2.5显示模块54、红外遥控模块55、LED调压恒流模块56、自动电流跟踪调节电路57及风扇控制模块58，LDO—DC\DC转换模块51与无线WIFI与APP连接模块52、控制模块53、LED调压恒流模块56、自动电流跟踪调节电路57及风扇控制模块58连接，无线WIFI与APP连接模块52与控制模块53连接，控制模块53与PM2.5显示模块54、红外遥控模块55、LED调压恒流模块56、自动电流跟踪调节电路57及风扇控制模块58连接。

所述LED平板灯2与控制电路5的LED调压恒流模块56连接，风扇4与控制电路5的风扇控制模块58连接，等离子管6与控制电路5的自动电流跟踪调节电路57连接，PM2.5信号传感器7与控制电路5的控制模块53连接，开关电源8与控制电路5的LDO—DC\DC转换模块51连接。

参阅图1-3，所述的风管3的滤网门34上设有滤网38。

本发明是这样工作的：

参阅图1-4，本发明将LED平板灯2与风管3结合在边框1上，通过边框1将本发明设置于室内的吊顶上；通过开关电源8及控制电路5控制LED平板灯2、风扇4及等离子管6，从而实现照明及室内空气净化的双重功效。

本发明室内空气净化的工作过程如下：

参阅图2-6，当开关电源8及风扇控制模块58控制风扇4开启，在风扇4的风力作用下，空气流从边框1的风口11即风管3的进风口36一侧流入，在风扇4的作用下，空气通过滤网38从风管3的出风口37一侧流出，此时，自动电流跟踪调节电路57控制等离子管6的工作，当空气从出风口37一侧流出的同时，将等离子管6产生的电离子从出风口37带入室内，与室内的空气电离与交换，实现除臭、灭菌及净化空气的功能。

本发明控制电路的工作过程如下：

参阅图1、图6，通过开关电源8及控制电路5的LED调压恒流模块56控制LED平板灯2的开启与关闭。

通过开关电源8及控制电路5的风扇控制模块58控制风扇4的工作。

通过开关电源8及控制电路5的自动电流跟踪调节电路57控制等离子管6的工作。

通过开关电源8及控制电路5的控制模块53控制PM2.5信号传感及处理器7采集初始信号处理分析以及运算后输出PM2.5信号。

本发明自动电流跟踪调节电路工作过程如下：

参阅图7，本发明所设稳压器U4保持输出端2脚与调节端1脚之间1.25V的标称参考电压，这一参考电压由电阻R16转换成电流，该恒定电流经电阻R15到地；当调节端1脚的电压增大时,输出端2脚电压也增大。

电容C8、C9为旁路电容，为了抑制纹波，防止输出电压增大时纹波被放大；电容C10、C11为滤波电容其作用滤出干扰信号以及改进瞬态响应稳定输出电压。

当稳压器U4输入电压3脚增大，等离子管的电流增大时，经电阻R13输入到调节端1脚的电压可能超过11V；这时稳压二极管ZD1限止调节端1脚电压不超过11V，输出到等离子电路的电压就不会超过12.25V, 防止电压过高烧坏等离子电路以及等离子浓度过高。

二极管D4防止输入短路时电容C10经稳压器U4放电；二极管D5防止输出短路时电容C9对稳压器U4放电，二极管D4，D5组合防止输入短路时电容C9对稳压器U4放电。

所设U8（LM358）双运算放大器, 其一路运算放大器U8B（5，6，7脚）与电阻R28、R27、R26、R25组成运算放大电路，电阻R28、R27、R26、R25组成放大调节电路，电阻R25为预留，电阻R26为变阻器，调节电阻R26改变放大倍数。当+12V电源从P-MOS 管Q5输入到稳压器U4的3脚，从稳压器U4的2脚输出6.5V设定值到等离子电路，再经由电阻R17、R60回到地。当电流经过电阻R17、R60时，会在电阻R17、R60产生一个反馈电压,其电压随着电流的增大而增大,反馈电压经电阻R29、电容C22、C23组成的π型滤波电路滤波后送到U8B的5脚放大后经U8B的7脚输出,由电容C21、电阻R13滤波后送到稳压器U4的调节端1脚,当反馈电压增大时,送到稳压器U4的调节端1脚的电压也会放大增大, 稳压器U4的输出端2脚的电压同时也会增大，以保持产生等离子的数量。

U8的另一路运算放大器U8A（1，2，3脚）与电阻R32、R33组成电压比较及过流保护电路，电阻R32、R33组成分压电路,分出一个0.6V电压并设定过流保护值，送到U8A的3脚, 初始设定U8A的3脚比U8A的2脚的电压高,U8A的1脚会输出高电平经电容C28滤波后经电阻R24送到三极管Q4，三极管Q4导通使P-MOS 管Q5的G极与S极形成电位差，P-MOS 管Q5导通，所以平时只要一通电P-MOS 管Q5就导通，当反馈电压增大超过0.6V时，经电阻R31、电容C29滤波后送到U8A的2脚，这时U8A的2脚比U8A的3脚的电压高，U8A的1脚输出低电平，使三极管Q4、P-MOS 管Q5截止，系统停止供电。当反馈电压恢复正常范围即低于0.6V设定值时，系统恢复供电，以达到对等离子电路的保护。电阻R11、R24为三极管Q4的偏置电阻, 电阻R12、R14为P-MOS 管Q5的偏置电阻。

本发明自动电流跟踪调节电路57的设置，将等离子电路的工作电流转换成电压，经采集、放大送到等离子电路的供电系统，以增大等离子电路的工作电流和电压,抑制了等离子数量的衰减,延长了等离子管的工作寿命，使空气净化的效果大幅提升。

本发明滤网及等离子管的更换：

参阅图1-3，关闭开关电源8，控制电路5断电。从边框1正面打开一侧边的卡扣22，将LED平板灯2绕另一侧边的铰链21转动，使得LED平板灯2与边框1相互垂直，边框1被完全打开，设于边框1反面风管3壁上的滤网门34及离子管门35完全暴露；此时，打开风管3上的滤网门34，即可实施对滤网38的更换；打开风管3上离子管门35，即可实施对等离子管6的更换。更换完成后，依次关闭滤网门34及离子管门35，再将LED平板灯2复位，并经卡扣22与边框1卡接，本发明滤网及等离子管6的更换完毕。

本发明充分利用了600×600mm或600×1200mm规格吊顶灯的空间，将一根或多根等离子管6集成在LED平板灯2内，在不拆除本发明的前提下即可实施对滤网及等离子管6进行更换，不仅满足了装饰装潢简约美观的要求，还保证了空气净化的效果；本发明采用控制电路5中的自动电流跟踪调节电路57控制等离子管6的工作，使得等离子管6的工作寿命明显延长。