一种极性可变换电解食盐水生成次氯酸钠的电解电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及食盐水电解技术领域，尤指一种极性可变换电解食盐水生成次氯酸钠 的电解电路。
【背景技术】
[0002] 电解食盐水是直流电源以化学性质稳定的材料为电极，对食盐水溶液进行电解， 阳极产生含氯气分子和次氯酸等高氧化还原电位的酸性水，阴极产生含氢气等还原性物质 的碱性水，电解食盐水对食品、医疗器械和卫生环境具有杀菌消毒作用，能够有效减少致病 菌的污染，同时，作为蔬菜和水果收获前后期的真菌清除剂，还可以消除其表面的农药残 留，而其本身的制备只需一点食盐和电能，随时生产，随时使用，成本低、用途广、效益高和 无污染，是一项极具市场潜力的技术。目前，已有电解食盐水的电解电路，大多是通过变压 器将220伏交流降压后进行整流，对电解电极进行直流供能，无法实现电解电极极性的切 换或电解电极极性的交替变换，无法满足多样性的需求。
【发明内容】
[0003] 本发明一种极性可变换电解食盐水生成次氯酸钠的电解电路，其特征是：通过单 片机输出两路带有死区时间的PWM，驱动两组晶体管，实现任一单组晶体管工作或两组晶体 管交替切换工作之目的，再通过单片机过流控制和集成芯片电路过流控制，实现对工作电 路的双重保护和保障工作电路安全运行之目的。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种极性可变换电解食盐水生成 次氯酸钠的电解电路包括变压器单元、第一整流电路单元、第二整流电路单元、第一驱动电 路单元、第二驱动电路单元、第一过流保护电路单元、第二过流保护电路单元、第一组晶体 管、第二组晶体管、第一电流采样电路单元、第二电流采样电路单元、电解电极、单片机控制 和保护电路单元、电源模块，电源模块分别与第一驱动电路单元、第二驱动电路单元、第一 过流保护电路单元、第二过流保护电路单元、第一电流采样电路单元、第二电流采样电路单 元、单片机控制和保护电路单元进行电气连接并提供直流工作电源，第一整流电路单元和 第二整流电路单元分别对变压器单元输出端进行整流，第一整流电路单元与第一组晶体管 进行电气连接并提供直流电，第二整流电路单元与第二组晶体管进行电气连接并提供直流 电，第一驱动电路单元与第一组晶体管进行电气连接并对其控制，第一过流保护电路单元 与第一驱动电路单元并联，第二驱动电路单元与第二组晶体管进行电气连接并对其控制， 第二过流保护电路单元与第二驱动电路单元并联，第一电流采样电路单元与第一组晶体管 进行电气连接，第一电流采样电路单元还与第一过流保护电路单元及单片机控制和保护电 路单元进行电气连接，第二电流采样电路单元与第二组晶体管进行电气连接，第二电流采 样电路单元还与对第二过流保护电路单元及单片机控制和保护电路单元进行电气连接，单 片机控制和保护电路单元还分别与第一驱动电路单元和第二驱动电路单元进行电气连接。
[0005] 进一步的，所述的变压器单元由保险丝管FU、电容CU共模电感LU压敏电阻RV和 变压器T构成；
[0006] 所述的第一整流电路单元由变压器次级线圈N2、二极管Dl~D4、电解电容C2构 成；
[0007] 所述的第二整流电路单元由变压器次级线圈N3、二极管D5~D8、电解电容C3构 成；
[0008] 所述的第一驱动电路单元由集成芯片U31、集成芯片U41、电阻R6~R8、电容C8、 可控硅BCRl构成；
[0009] 所述的第二驱动电路单元由集成芯片U32、集成芯片U42、电阻R16~R18、电容 C11、可控硅BCR2构成；
[0010] 所述的第一过流保护电路单元由集成芯片U11、集成芯片U21、电阻Rl~R5、可调 电阻R9~R10、电容C6和C7、二极管D9构成；
[0011] 所述的第二过流保护电路单元由集成芯片U12、集成芯片U22、电阻Rll~R15、 R19~R20、电容C9和C10、二极管DlO构成；
[0012] 所述的第一组晶体管由晶体管Ql晶体管Q2构成；
[0013] 所述的第二组晶体管由晶体管Q3晶体管Q4构成；
[0014] 所述的第一电流采样电路单元由集成芯片U51、电容C4、电阻R21构成；
[0015] 所述的第二电流采样电路单元由集成芯片U52、电容C5、电阻R22构成；
[0016] 所述的电解电极由电解电极A和电解电极B构成；
[0017] 所述的单片机控制和保护电路单元由单片机U7、集成芯片U7~U9、晶振Y、三极管 Q5和Q6、电阻R23~R25、电容C12和C13、轻触按键K、发光二极管LEDl和LED2构成。
[0018] 更进一步的，所述的集成芯片Ull和U12是运算放大IC ;所述的集成芯片U21和 U22是电流比较IC ;所述的集成芯片U31和U32是光偶合IC ;所述的集成芯片U41和U42 是晶体管驱动IC ;所述的集成芯片U51和U52是霍尔线性电流传感IC ;所述的集成芯片U7 是锁存IC ;所述的集成芯片U8是A/D转换IC ;所述的集成芯片U9是四二输入或非门IC ; 所述的晶体管Ql~Q4是三极管、达林顿管和场效应管，优选场效应管。
[0019] 本发明的优点和特点是：通过单片机输出两路带有死区时间的PWM，驱动两组晶 体管，达到任一单组晶体管工作或两组晶体管交替切换工作的效果，再通过单片机过流控 制和集成芯片电路过流控制，达到对工作电路的双重保护和保障工作电路安全运行的效 果。具有电解电极极性切换方便和使用安全的特点。
【附图说明】
[0020] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步描述。
[0021 ] 附图1为本发明的单元方框图；
[0022] 附图2为本发明的电路原理图（不包括单片机控制和保护电路单元）；
[0023] 附图3为本发明的单片机控制和保护电路单元原理图。
【具体实施方式】
[0024] 如附图1所示，一种极性可变换电解食盐水生成次氯酸钠的电解电路包括变压器 单元、第一整流电路单元、第二整流电路单元、第一驱动电路单元、第二驱动电路单元、第一 过流保护电路单元、第二过流保护电路单元、第一组晶体管、第二组晶体管、第一电流采样 电路单元、第二电流采样电路单元、电解电极、单片机控制和保护电路单元、电源模块，电源 模块分别与第一驱动电路单元、第二驱动电路单元、第一过流保护电路单元、第二过流保护 电路单元、第一电流采样电路单元、第二电流采样电路单元、单片机控制和保护电路单元进 行电气连接并提供直流工作电源，第一整流电路单元和第二整流电路单元分别对变压器单 元输出端进行整流，第一整流电路单元与第一组晶体管进行电气连接并提供直流电，第二 整流电路单元与第二组晶体管进行电气连接并提供直流电，第一驱动电路单元与第一组晶 体管进行电气连接并对其控制，第一过流保护电路单元与第一驱动电路单元并联，第二驱 动电路单元与第二组晶体管进行电气连接并对其控制，第二过流保护电路单元与第二驱动 电路单元并联，第一电流采样电路单元与第一组晶体管进行电气连接，第一电流采样电路 单元还与第一过流保护电路单元及单片机控制和保护电路单元进行电气连接，第二电流采 样电路单元与第二组晶体管进行电气连接，第二电流采样电路单元还与对第二过流保护电 路单元及单片机控制和保护电路单元进行电气连接，单片机控制和保护电路单元还分别与 第一驱动电路单元和第二驱动电路单元进行电气连接。
[0025] 如附图2所示，压敏电阻Rl和电容Cl并联后，其两端分别与共模电感Ll的输入 端连接，共模电感Ll的输入端还分别连接市电的零线和保险丝管FU，保险丝管FU的另一 端连接火线，共模电感Ll的输出端分别连接变压器T初级线圈Nl的两端，变压器T次级线 圈N2的两端分别连接二极管Dl~D4组成的整流桥的Dl和D3的接点和D2和D4的接点， 二极管Dl和D2的接点及二极管D3和D4的接点之间并联电解电容C2,二极管Dl和D2的 接点还连接集成芯片U51的管脚1和2、场效应管Ql的源极，场效应管Ql的漏极接电解电 极A，集成芯片U51的管脚6连接电容C4,集成芯片U51的管脚7分别连接电阻Rl和R21， 集成芯片U51的管脚3和4、电容C4的另一端、场效应管Q2的漏极均接二极管D3和D4的 接点，二极管D3和D4的接点还连接集成芯片Ull的管脚4,变压器T次级线圈N3的两端 分别连接二极管D5~D8组成的整流桥的D5和D7的接点和D6和D8的接点，二极管D5和 D6的接点及二极管D7和D8的接点之间并联电解电容C3,二极管D5和D6的接点还连接集 成芯片U52的管脚1和2、场效应管Q3的源极，场效应管Q3的漏极分别接场效应管Q2的源 极和电解电极B，集成芯片U52的管脚6连接电容C5,集成芯片U52的管脚7分别连接电阻 Rll和R22,集成芯片U52的管脚3和4、电容C5的另一端、场效应管Q4的漏极均接二极管 D7和D8的接点，二极管D7和D8的接点还连接集成芯片U12的管脚4,场效应管Q4的源极 接场效应管Ql的漏极，电阻Rl的另一端接集成芯片Ull的管脚3,集成芯片Ull的管脚1 和2均接电阻R2,电阻R2的另一端分别接电阻R3和电容C6,电阻R3的另一端分别接电容 C7和集成芯片Ull的管脚5,集成芯片Ull的管脚6分别接电阻R4和可调电阻R9,集成芯 片Ull的管脚7分别接集成芯片U21的管脚2、可调电阻R9的另一端和中间触点，Ull的管 脚8分别接集成芯片U21的管脚8、集成芯片U31的管7和8、集成芯片U41的管脚1和8、 电阻R5和R7、可调电阻R10、电容C8,电阻R5的另一端分别接芯片U21的管脚7和二极管 D9的正极端，二极管D9的负极端接可控硅BCRl的控制极，集成芯片U41的管脚3接可控硅 BCRl的第一基极，集成芯片U41的管脚6和7均接效应管Ql和Q2的栅极，集成芯片U21的 管脚3接可调电阻RlO的中间触点，电阻R7的另一端分别接电阻R6、集成芯片U31的管脚 6、集成芯片U41的管脚2,电阻R6的另一端、电容C8的另一端、集成芯片U31的管脚5、集 成芯片U41的管脚4和5、集成芯片U21的管脚1和4、可控硅BCRl的第二基极、可调电阻 RlO的另一端、电阻R4的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、集成芯片U31的管脚 3均接电源地，集成芯片U31的管脚2接电阻R8,电阻Rll的另一端接集成芯片U12的管脚 3,集成芯片U12的管脚1和2均接电阻R12,