控制器1中，并设定主控制器1对其输出的频率进行PID控 制的比例系数Kp、积分系数I、微分系数Kd和电压偏差阈值M，以及压电陶瓷变压器3的电 流设定值Is、压电陶瓷变压器3的温度设定值1；和电压上下偏差AU，且存储在主控制器1 中；具体实施时，所述AU的取值为0.lkV;
[0069] 本实施例中，步骤一中所述预先测定主控制器1输出的频率与数字化负离子发生 器输出的电压的关系表的具体过程为：
[0070] 步骤101、所述主控制器1输出的频率f在65Hz~75Hz的范围内从65Hz开始以 0. 1Hz递增的方式变化，输出频率f?给驱动电路12,驱动电路12驱动LC半桥谐振电路2工 作，再经过压电陶瓷变压器3变压、二倍压电路4倍压后输出直流负高压信号；
[0071] 步骤102、所述负高压反馈电路对二倍压电路4输出的直流负高压信号进行实时 检测并将检测到的信号输出给A/D转换电路10,A/D转换电路10对信号进行A/D转换后输 出给主控制器1，主控制器1分析处理得到数字化负离子发生器输出的电压；
[0072] 步骤103、所述主控制器1记录主控制器1输出的频率f与数字化负离子发生器输 出的电压的关系表。
[0073] 步骤二、启动数字化负离子发生器：操作电压给定电路11，输入电压设定值1给 主控制器1，主控制器1查询存储在其中的主控制器1输出的频率与数字化负离子发生器输 出的电压的关系表，找到电压设定值1对应的主控制器1输出的频率f，并输出频率f给驱 动电路12,驱动电路12驱动LC半桥谐振电路2工作，再经过压电陶瓷变压器3变压、二倍 压电路4倍压后输出直流负高压信号；而且，主控制器1还根据公式U_=Us+AU计算得 到电压上限值U_并存储，还根据Umin=Us_AU计算得到电压上限值^并存储；
[0074] 步骤三、信号采集及存储：所述过热保护电路6对压电陶瓷变压器3的温度进行 实时检测并将检测到的信号输出给A/D转换电路10,同时，所述过流保护电路5对LC半桥 谐振电路2的电流信号进行实时检测并将检测到的信号输出给主控制器1，所述负高压反 馈电路对所述功率变换电路输出的直流负高压信号进行实时检测并将检测到的信号输出 给A/D转换电路10,所述主控制器1按周期t对过流保护电路5检测到的LC半桥谐振电路 2的电流信号进行采样，并按周期t对A/D转换电路10进行模数转换得到的压电陶瓷变压 器3的温度信号和所述功率变换电路输出的直流负高压反馈信号进行采样，且对当前采样 时刻所述功率变换电路输出的直流负高压反馈信号和当前前一次采样时刻所述功率变换 电路输出的直流负高压反馈信号进行存储；其中将当前采样时刻记为第k个采样时刻，将 当前采样时刻所述功率变换电路输出的直流负高压反馈信号记为U(k)，将当前前一次采样 时刻记为第k-1个采样时刻，将当前前一次采样时刻所述功率变换电路输出的直流负高压 反馈信号记为U(k-l)，k为不小于2的正整数；具体实施时，所述周期t的取值为lOOus~ lms；
[0075] 步骤四、过流判断：所述主控制器1比较第k个采样时刻LC半桥谐振电路2的电 流信号I(k)与电流设定值Is，当I(k) < 13时，执行步骤五；否则，当I(k) >1 3时，主控制器 1输出频率f(k) = 0 ;然后返回步骤三；
[0076] 步骤五、过热判断：所述主控制器1比较第k个采样时刻压电陶瓷变压器3的温度 信号T(k)与温度设定值Ts，当T(k) <Ts时，执行步骤六；否则，当T(k)>T3时，主控制器1 输出频率f(k) = 0 ;然后返回步骤三；
[0077] 步骤六、反馈电压比对：首先，所述主控制器1比较当前采样时刻所述功率变换电 路输出的直流负高压反馈信号U(k)与当前前一次采样时刻所述功率变换电路输出的直流 负高压反馈信号U(k-l)，得到当前采样时刻与当前前一次采样时刻的反馈电压偏差e(k) =U(k)_U(k-1);然后，所述主控制器1比较当前采样时刻所述功率变换电路输出的直流 负高压反馈信号U(k)与电压上限值Umax，当U(k)多Umax时，再比较当前采样时刻和当前前 一次采样时刻的反馈电压偏差e(k)与电压偏差阈值M，当|e(k)| 时，执行步骤七，当 e(k) |彡M时，执行步骤八；否则，当U(k)〈Umjt，再比较当前采样时刻和当前前一次采样 时刻的反馈电压偏差e(k)与电压下限值Umin，当U(k)>Umijt，执行步骤七，当U(k) <Umin 时，再比较当前采样时刻与当前前一次采样时刻的反馈电压偏差e(k)与电压偏差阈值M， 当|e(k) |彡M时，执行步骤八，当|e(k) |〈M时，执行步骤七；
[0078] 步骤七、主控制器1输出频率f(k) =f(k_l)，然后返回步骤三；其中，f(k)即为 主控制器1当前采样时刻输出的频率，f(k-1)为主控制器1当前前一次采样时刻输出的频 率；
[0079] 步骤八、主控制器 1 输出频率f(k) =f(k-l)+CQe(k)+Cie(k-l)+C2e(k-2);然后返 回步骤三；其中，CQ为比例放大折合系数且CQ= 1. 2Kp+Ki+Kd，（^为积分放大折合系数且C1 =_(Kp+2Kd)，C2为微分放大折合系数且(：2= Kd;e(k-1)为当前前一次采样时刻与当前前两 次采样时刻的反馈电压偏差且e(l) =0,当k彡3时，e(k-l) =U(k-l)-U(k-2)，U(k-2)为 当前前两次采样时刻所述功率变换电路输出的直流负高压反馈信号；e(k_2)为当前前两 次采样时刻与当前前三次采样时刻的反馈电压偏差且e(0) =e(l) =0,当k>4时，e(k_2) =U(k-2)-U(k-3)，U(k-3)为当前前三次采样时刻所述功率变换电路输出的直流负高压反 馈信号。
[0080] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种数字化负离子发生器，其特征在于：包括用于将24V直流电源（16)输出的24V 直流电压变换为-6. 5kV~-IlkV的直流负高压的功率变换电路、用于对功率变换电路进行 控制的主控制器（1)和用于为数字化负离子发生器中各用电电路供电的电压转换电路，以 及保护电路和用于将所述功率变换电路输出的直流负高压信号反馈给主控制器（1)的负 高压反馈电路；所述功率变换电路由依次连接的LC半桥谐振电路（2)、压电陶瓷变压器（3) 和二倍压电路⑷组成，所述LC半桥谐振电路⑵与24V直流电源（16)的输出端连接；所 述保护电路包括与LC半桥谐振电路（2)的电流信号采样端连接且用于对压电陶瓷变压器 (3) 过流进行保护的过流保护电路（5)和用于对压电陶瓷变压器（3)过热进行保护的过热 保护电路（6);所述负高压反馈电路由依次连接的分压电路（7)、半波整流电路⑶和电压 限幅电路（9)组成，所述分压电路（7)的输入端与二倍压电路（4)的输出端连接；所述过 流保护电路（5)的输出端与主控制器（1)的输入端相接，所述主控制器（1)的输入端还接 有A/D转换电路（10)，所述过热保护电路（6)的输出端和电压限幅电路（9)的输出端均与 A/D转换电路（10)的输入端连接，所述A/D转换电路（10)的输入端还接有用于给定所述 功率变换电路输出的直流负高压大小的电压给定电路（11);所述主控制器（1)的输出端接 有驱动电路（12)，所述LC半桥谐振电路（2)与驱动电路（12)的输出端连接；所述电压转 换电路包括用于将24V直流电源（16)输出的24V直流电压转换为5V的5V电压转换电路 (13) 、用于将5V电压转换电路（13)输出的5V直流电压转换为3. 3V的3. 3V电压转换电路 (14) 和用于将3. 3V电压转换电路（14)输出的3. 3V直流电压转换为I. 5V的I. 5V电压转 换电路（15)，所述主控制器（1)与3. 3V电压转换电路（14)和I. 5V电压转换电路（15)的 输出端均相接，所述过流保护电路（5)、过热保护电路（6)、A/D转换电路（10)、电压给定电 路（11)和驱动电路（12)均与5V电压转换电路（13)的输出端相接。
2. 按照权利要求1所述的一种数字化负离子发生器，其特征在于：所述LC半桥谐振电 路（2)包括NMOS功率管Q3、电感Ll、非极性电容C3、非极性电容C4和非极性电容C5,所 述NMOS功率管Q3的栅极通过电阻R12与驱动电路（12)的输出端相接，所述电感Ll的一 端与24V直流电源（16)的输出端相接，所述NMOS功率管Q3的源极与电感Ll的另一端、非 极性电容C3的一端和非极性电容C5的一端相接且为LC半桥谐振电路（2)的输出端，所述 NMOS功率管Q3的漏极通过电阻R13接地，所述NMOS功率管Q3的漏极与电阻R13的连接端 为LC半桥谐振电路（2)的电流信号采样端，所述非极性电容C3的另一端通过非极性电容 C4接地，所述非极性电容C5的另一端接地；所述压电陶瓷变压器（3)为多层压电陶瓷变压 器MPT1，所述多层压电陶瓷变压器MPTl的初级压电振子的一端与LC半桥谐振电路（2)的 输出端相接，所述多层压电陶瓷变压器MPTl的初级压电振子的另一端接地，所述多层压电 陶瓷变压器MPTl的次级压电振子的一端为压电陶瓷变压器（3)的输出端；所述二倍压电路 (4) 由二极管D1、二极管D2和非极性电容C6组成，所述二极管Dl的阳极和二极管D2的阴 极均与压电陶瓷变压器（3)的输出端相接，所述二极管Dl的阴极接地，所述二极管D2的阳 极为二倍压电路（4)的输出端且通过非极性电容C6接地。
3. 按照权利要求1所述的一种数字化负离子发生器，其特征在于：所述主控制器（1) 为 FPGA 芯片 EP2C5T144C8N。
4. 按照权利要求3所述的一种数字化负离子发生器，其特征在于：所述A/D转换电路 (10)包括模数转换芯片AD7862,所述模数转换芯片AD7862的Verf引脚和VDD引脚均与5V 电压转换电路（13)的输出端相接，所述模数转换芯片AD7862的DBO引脚、DBl引脚、DB2引 脚、DB3引脚、DB4引脚、DB5引脚、DB6引脚、DB7引脚、DB8引脚、DB9引脚、DBlO引脚和DBll 引脚依次对应与FPGA芯片EP2C5T144C8N的第94引脚、第93引脚、第92引脚、第87引脚、 第86引脚、第81引脚、第80引脚、第79引脚、第76引脚、第75引脚、第74引脚和第73引 脚相接，所述模数转换芯片AD7862 ^CONVSt引脚、BUSY引脚、RD引脚、CS引脚和AO引 脚依次对应与FPGA芯片EP2C5T144C8N的第4引脚、第3引脚、第7引脚、第8引脚和第24 引脚相接，所述模数转换芯片AD7862的VBl引脚与电压限幅电路（9)的输出端相接且通过 非极性电容Cl接地，所述模数转换芯片AD7862的VAl引脚与过热保护电路（6)的输出端 相接，所述模数转换芯片AD7862的VB2引脚与电压给定电路（11)的输出端相接；所述电压 给定电路（11)由滑动变阻器VRl和非极性电容C2组成，所述滑动变阻器VRl的一端接5V 电压转换电路（13)的输出端，所述滑动变阻器VRl的另一端接地，所述滑动变阻器VRl的 滑动端为电压给定电路（11)的输出端，且通过非极性电容C2接地。
5. 按照权利要求3所述的一种数字化负离子发生器，其特征在于：所述驱动电路（12) 由对称三极管Q1、三极管Q2、电阻Rl和电阻R2组成，所述对称三极管Ql由NPN型上三极 管Ql-I和PNP型下三极管Q1-2组成；所述三极管Q