专利名称：高效负离子发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压电场分离，是一种电离空气产生负离子以净化空气的负离子发生器。
众所周知，当空气中含有一定量的负离子时，不仅能使空气清新，使人有舒适感觉、头脑清醒，而且研究表明，当一立方厘米中含有10－100万个负离子时，具有防治疾病的作用，此外，空气中的负离子能与飘浮在空气中的尘埃、细菌病毒、烟雾结合成中性离子而沉降，故使用负离子发生器后对空气具有净化作用。空气中负离子的作用逐渐被广大人们所认识，故负离子发生器也受到人们普遍欢迎。本申请人在92年5月26日向中国专利局申请了一件专利申请号为92215610.7的“车用空气负离子发生器”专利，其主要特点是在外壳中装有高压发生电路及放电针，外壳侧面面板上设置有网罩，网罩内面四周设置有一圈接地的导体；在电路方面，为防止在电源输入时因极性搭错情况下损坏发生器，特采用装有保护二极管的极性转换开关；高压发生电路中的振荡器是一种能产生40－50KC的正弦波高频振荡实用电路，直流负高压形成电路则是一种由高压线圈、高压二极管和高压充电电容元器件组成的一个能形成6KV直流负高压的实用电路。该车用空气负离子发生器，电路简单，结构紧凑，功耗较小，能发生较高浓度的负离子。但该负离子发生器的侧面面板网罩上设置的一圈接地导体与负极放电针构成了一个双极型放电场，利用提高集中电场来提高负离子浓度，所以，离面板20厘米处负离子浓度可达2×106个／立方厘米。但这种结构再要提高负离子浓度(如以提高负电压的方法而达到)，会使臭氧含量更快地相应增加，负离子与臭氧两者相互产生制约，这是这种结构不可克服的；本振荡电路采用高频(50KC)一次升压，二倍压整流形成负高压，对制作振荡变压器加工工艺要求严格，对升压电容，整流管和印刷板要求高，另因升压线圈圈数较多，使振荡变压器体积(3.8×3.8×2.5＝36立方厘米)也较大，这种振荡电路测实功耗为0.84瓦。其次，极性转换开关虽已能适应正搭铁或负搭铁的车型，但它使用还不方便，需要人工控制。
本实用新型的目的是提供一种改进的高效负离子发生器，使在降低臭氧含量、减少功耗、提高可靠性、安全性和组织生产容易实施，方便用户使用前提下，较大程度地提高负离子浓度，从而增加作用距离，提高效率。
为达到上述目的，本实用新型把高压放电场设计成开放式结构，并改进高压发生电路中振荡电路的结构和采用多级倍压的负高压形成电路，以获得更高的放电电压。具体方案是，在外壳侧面面板上与放电针相应位置处开有直径比放电针直径大数十倍的通孔，放电针并穿设其中，形成一个开放式放电场，则放电针为一个负极高压场，正极是机壳外的自然空间，放电针与空间中的人、物间形成一个静电场，负离子流向空间扩散，在同样静电负高压场下，开放式结构形成的负离子环流距离远大于双极型，有了放电场这一结构性的改变，再提高放电电压，从而提高负离子浓度，且不增加臭氧。在本实用新型中，高频振荡器由振荡变压器B1、晶体三极管BG、直流偏置电阻R3及分压电容C3、C4元件组成；B1由高频铁氧体和L1、L2两线圈构成，BG的基极连接在呈串联的分压电容C3、C4的连结点上，并连接着R3，C3的另一端与升压线圈L2串接，C4的另一端接在BG的发射极上，BG的集电极与初级线圈L1串接；升压线圈L2与分压电容C1的结点E为振荡电压的输出点，振荡器频率由C3和C4的串联值与L2的感抗决定。为达到本实用新型负离子浓度目标所需的高压，本实用新型电路中采用多级倍压电路。
为达到交直流电源两用和适应电源不同极性接入时都能使用，本实用新型采用自动极性换向器，该换向器由电源插座CK、四只二极管D1、D2、D3、D4组成，四只二极管电桥式连接，两桥臂A点和B点与电源插座CK相连接，另两桥臂中C为输出点，D点为接地点。则当用直流电源，A点为正极、B点为负极输入供电时、D2、D3导通，D1、D4截止，C点得到正电位，D点得到负电位，建立所需供电极性，如输入电源极性相反时，A点变为负极、B点为正极供电，这时D1、D4导通，D2、D3截止，C点仍得到正电位，D处为负电位，达到自动转换电源极性的目的；在采用低压交流电源时，A端为正半周，B端为负半周输入，D1、D4截止，D3、D2导通，C处建立正电位，D处建立负电位，当交变电源瞬间变化时，A端为负半周、B端为正半周输入，则D3、D2截止，D1、D4导通，仍然在C点处建立正电位，D点处建立负电位，完成电路所需的电源极性要求。在本实用新型中，还可于极性自动换向器输出端设置一组由电容C1、C2和电阻R1构成的π型RC滤波器，其作用是，当使用交流电源时，起到平滑交流纹波作用，其中R1又是输入电源过压保护电阻和电源欠压提升电阻，当输入电压升高时，则流过R1的电流增加，致使R1上两端压降也随之增大，起到保护后级器件的作用；当出现欠压时，流过R1电流减小，R1上两端压降下降，起到提升电压的作用。
如上所述的外壳面板，因其上具有使放电针与外界相通的通孔，在针尖放电时电离出的空气负离子为增大截面沿着电力线向自然空间扩散而形成负离子流，本实用新型在负离子发生器面板上的通孔旁设置一圈起触发引伸电晕作用的金属导体。此外，因通孔面积较放电针截面积大得多，为防止手触摸到放电针时会产生的麻电现象，在放电针输入端处接一只防触电电阻。
本实用新型的优点是，电路中的高频振荡器能产生20KC的高频振荡和多级倍压电路能发生8KV负电压，特别是放电场的开放式结构，使放电针在高压放电时产生的负离子浓度高，作用距离远，并且，几乎不产生臭氧。本实用新型样机经测试，在距发生器200毫米处测得负离子浓度高达1000万个／立方厘米，在距发生器50毫米处，测得臭氧含量小于3PPM。这远低于世界卫生组织对环境质量标准中规定的臭氧含量标准。由于本振荡电路作了改进，所用的振荡变压器体积远小于双极型，使铁损减小，整机功耗下降到0.21瓦。同时，振荡频率低，振荡输出电压适中(所需高压采用多级倍压得到)，使振荡变压器的制作随之也简单，潮湿试验时不易击穿、飞弧，提高了可靠性；采用多级倍压方式，高电压分散到每一级电容和二极管上，元件的选择容易了，产品安全可靠。本设计中的电源极性自动换向器，使得本实用新型既可使用直流电源、蓄电池，也可使用低压交流电源，方便了用户。本高效负离子发生器也就可制成携带式或固定式结构。
以下结合附图所示实施例对本实用新型作具体描述。
图1为本实用新型的正向剖视图。
图2为图1的侧向视图。
图3为本实用新型的外观图。
图4为本实用新型的电路结构图。
由图1、图2、3见，本实施例包括外壳4、装有电子元件的电路板5和放电针3。外壳4由上、下壳盖合而成，下壳低部为一球形接头6，座接在底座7的圆弧槽中，则外壳4相对于底座7能作360度转动和俯仰活动。外壳4的前端装有面板1，该面板上开有三个通孔2，固定在线路板上并与负极相连的三只放电针3分别伸置在通孔2的中心。电路板5固定在外壳4中。
由图4所示本实用新型的电路结构图见，该电路由电源极性自动换向器8、π型滤波器9、指示灯10、高频振荡器11和高压倍压电路12组成，由12V直流或交流供电。电源极性自动换向器8由电源插座CK、二极管D1、D2、D3、D4构成，四只二极管呈电桥式连接，D1、D2正极连接成一接地臂D，D3、D4负极连接成一输出臂C，D1负极与D3正极在A点连接并与电源插座CK的一极连接，D2的负极与D4的正极在B点连接并与电源插座的另一极连接。π型滤波器9由电容C1、C2和R1组成，两电容C1、C2并联，正极端接入电源自动换向器8的输出端，并在该两电容间串接一只电阻R1，C1、C2的负极端接地。图中D5为LED发光二极管，作电源指示用，与之串联的R2是D5的限流设定电阻。
高频振荡器11由R1、B1、C3、C4和BG元件组成，E为振荡电压输出点，B1由高频铁氧体和L1、L2两组线圈组成的振荡变压器。建立振荡的条件是L1和L2必须为正反馈，要构成合理的反馈，用电容做分压，其分压比为C3比C3＋C4，振荡器频率由C3和C4的串联值与L2的感抗决定。为了得到高的振荡电压，L2做成升压线圈，R3为BG的直流偏置电阻，R3的阻值与振荡频率稳定性有关，这种结构的振荡器可使变压器体积大大缩小(1.3×1.3×1.4＝2.33立方厘米)，只有双极型用振荡变压器的1／15。高频振荡电路E点输出的电压值，经半波或桥式整流而获得的电压，不足形成负离子流，在本实用新型中采用6级以上倍压整流电路，由C5、C6、C7、C8、C9、Cn和D6、D7、D8、D9、D10、Dn组成，使在放电针3针尖处形成8KV直流负高压，对空间中的人、物产生电晕放电，形成负离子气流。图中R4是防触电电阻。
权利要求1.一种包括外壳、高压发生电路及放电针的高效负离子发生器，高压发生电路中含有电源开关、高频振荡器、直流倍压电路，其特征在于(1)外壳4侧面面板1上与放电针3相应位置处开有直径比放电针大数十倍的通孔2，放电针3穿设其中；(2)高压发生电路中的高频振荡器11由R3、B1、C3、C4和晶体管BG组成，B1为由高频铁氧体和L1、L2两组线圈构成的振荡变压器，BG的基极连接在串联的分压电容C3、C4的连结点上并连接有直流偏置电阻R3，C1的另一端与L2线圈连接，C4的另一端与BG的发射极连接，BG的集电极与L1线圈串联。
2.根据权利要求1所述高效负离子发生器，其特征在于所说的电源开关是一种电源极性自动换向器8，由电源插座CK、二极管D1、D2、D3、D4元件组成；四只二极管构成电桥式连接，两桥臂A点和B点与电源插座CK相连接，另两桥臂中C点为输出点，D点为接地点。
3.根据权利要求2所述高效负离子发生器，其特征是在电源极性自动换向器8的输出端设置有一组由电容C1、C2和电阻R1构成的π型RC滤波器9，C1、C2关联在极性自动换向器9的输出端线路上，并在C1、C2之正极间串接电阻R1。
4.根据权利要求1或2所述高效负离子发生器，其特征是放电针3输入端接有一只防触电的电阻R4。
专利摘要本实用新型是一种使空气电离产生负离子以净化空气的负离子发生器，主要特点是外壳面板上于放电针相应位置处开有直径比放电针大得多的通孔，构成电极开放式结构；与之相应地改进了高压发生电路中的振荡器和采用多级倍压形成电路，以获得较高的放电电压，并采用电源自动极性换向器，以使交直流两用和适应电源不同极性接人时都能使用。本实用新型产生的负离子浓度高，并几乎不产生臭氧，特别适于车辆、居室、病房内使用。
文档编号F24F3/16GK2141526SQ9222162
公开日1993年9月1日 申请日期1992年11月13日 优先权日1992年11月13日
发明者王朝阳 申请人:王朝阳