一种直流高压输出稳压和恒流电源的控制系统的制作方法_2

文档序号:9491449阅读:来源:国知局
头晕头痛、视力下降、记忆力衰退;臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,致使人的皮肤起皱、出现黑斑;臭氧还会破坏人体的免疫机能,诱发淋巴细胞染色体病变,加速衰老,致使孕妇生畸形儿。可见超剂量臭氧对人体的危害程度不可忽视,输出高压未经稳压恒流的空气清新、净化类机器产品,在技术指标上标称“臭氧产生剂量符合国标”未免有些虚假之嫌。我们的该项技术是;首先标定理想的使用条件,如;环境温度25°C ;相对湿度75%的条件下调节输出高压电流值,测定臭氧产生量优于国家标准值,同时将此输出高压电流值就作为恒流值基准。空气净化机产品在任何环境和地域工作,其放电电流都将被恒定钳位,也将意味着臭氧产生量永远不会超标。
[0018]本发明的高压输出稳压控制功能:即当吸尘组件负载意外脱离高压电源后,如不加限制,空载后的高压电源输出电压会升高至一一额定工作电压值的1.414倍,将达到1.5万伏之高!该级别的高压足已击穿20毫米的空气介质,破坏安全绝缘,会对人身、设备、财产安全构成极大的威胁。本发明的控制电路设计的高压空载稳压功能,就能有效地限制空载高压的上升,如本电路设定的高压稳定值为-10KV(稳定精度±5% ),额定负载时的工作电压为-9KV。正常工作时稳压系统不动作,额定负载输出电压值优先,负载任何时刻开路时高压稳定电路动作,输出电压钳位限定,可有效防范灾害事故的发生和臭氧的超剂量产生。该功能在同类产品中无应用报道,这也是本发明的一大创新。
[0019]本发明的控制电路基于以脉冲宽度控制(PWM)、误差比较、多功能保护为一体的集成电路为核心的,直流开关高压电源变换系统。引入了全新的“高压输出端电流、电压取样”技术,实现了对输出电流、电压予以高精密度控制,最高精密度可控制在5%以内。如此高的高压输出精度,就为臭氧产生量精确控制提供了保证条件,是有别于常规技术的创新。
【附图说明】
[0020]图1为本发明直流高压输出稳压和恒流电源的控制系统的控制电路图;
[0021]图2为本发明直流高压输出稳压和恒流电源的控制系统的另一控制电路图。
[0022]注:
[0023]本发明图1虚框内的电路为本发明的高压输出恒流控制电路,图2虚框内的电路为本发明的尚压输出稳压控制电路。
【具体实施方式】
[0024]如图1、2所示,本发明直流高压输出稳压和恒流电源的控制系统,应用于“电晕或电离式空气放电型”空气净化和清新类机具产品。本发明直流高压输出稳压和恒流电源的控制系统的控制电路主要由脉宽调制集成芯片IC1、电容C1?C16、电阻R1?R13、电阻R15?R18、场效应晶体管VT1?VT3、变压器TR1、稳压二极管DZ1?DZ3、二极管D2?D7、倒相放大器IC2连接组成。
[0025]该电容Cl、C3、C9、C10、C16为极性电容;该脉宽调制集成芯片IC1的第1脚为误差电压反向输入端,该脉宽调制集成芯片IC1的第2脚为与接基准电压源的同相输入端,该脉宽调制集成芯片IC1的第5、6、7脚共同构成锯齿波产生电路和死区控制电路,该脉宽调制集成芯片IC1的第8脚为软启动控制端,该脉宽调制集成芯片IC1的第9脚为集成电路内误差放大器的输出端,该脉宽调制集成芯片IC1的第10脚为电流限制关闭端,该脉宽调制集成芯片IC1的第13脚为内部图腾柱驱动管供电端,该脉宽调制集成芯片IC1的11、14脚为双通道图腾柱式输出驱动端,该脉宽调制集成芯片IC1的16脚为基准电压(Vref)输出端。
[0026]该电容Cl、C2均一端接地,另一端连接+9?26V电源;该电容C3 —端接地,另一端连接脉宽调制集成芯片IC1的第13脚;电容C4连接于该脉宽调制集成芯片IC1的第1脚和第12脚之间;电容C5 —端连接脉宽调制集成芯片IC1的第16脚,另一端接地;电容C6 一端接地,另一端连接脉宽调制集成芯片IC1的第5脚;电阻R1 —端连接脉宽调制集成芯片IC1的第9脚,另一端连接脉宽调制集成芯片IC1的第1脚;电阻R2 —端连接+9?26V电源,另一端连接脉宽调制集成芯片IC1的第13脚;电阻R3 —端接地,另一端连接脉宽调制集成芯片IC1的第1脚;电阻R4连接于脉宽调制集成芯片IC1的第16脚和第2脚之间;电阻R5 —端接地,另一端连接于脉宽调制集成芯片IC1的第2脚;电阻R6 —端连接脉宽调制集成芯片IC1的第1脚,另一端连接二极管D2的阴极端;电阻R7 —端连接脉宽调制集成芯片IC1的第5脚,另一端连接脉宽调制集成芯片IC1的第7脚;电阻R8 —端接地,另一端连接脉宽调制集成芯片IC1的第6脚;电阻R9 —端连接脉宽调制集成芯片IC1的第14脚,另一端连接场效应晶体管VT2的栅极;电容C7并联于该电阻R9两端;电阻R10 —端连接脉宽调制集成芯片IC1的第11脚,另一端连接场效应晶体管VT3的栅极;电容C8并联于该电阻R10两端;电容C9的正极端连接场效应晶体管VT1的栅极,电容C9的负极端接地;场效应晶体管VT1的源极接地,漏极连接脉宽调制集成芯片IC1的第8脚;电容C16正极端连接脉宽调制集成芯片IC1的第8脚,负极端接地;场效应晶体管VT2和VT3的漏极分别连接于变压器TR1的原边线圈两端,该场效应晶体管VT2和VT3的源极彼此相连并一起接地;变压器TR1的抽头一端连接+9?26V电源,另一端连接电容C1的正极端;电容C10的负极端接地;稳压二极管DZ1的阳极端接地,阴极端连接场效应晶体管VT1的栅极;稳压二极管DZ2的阳极端连接场效应晶体管VT1的栅极,阴极端连接二极管D3的阴极端;稳压二极管DZ3的阳极端接地,阴极端连接变压器TR1的副边线圈正极端;二极管D3的阳极端连接二极管D2的阳极端;电阻R11 —端连接于二极管D2、D3的阳极端,另一端连接变压器TR1的副边线圈正极端;电阻R12 —端接地,另一端连接变压器TR1的副边线圈正极端;电阻R13 —端连接变压器TR1的副边线圈正极端,另一端连接电阻R15并通过电阻R15连接至电离集尘组件(即负载)的负极端;电阻R16—端连接电容C15并通过电容C15接地,另一端连接电阻R13与电阻R15之间的连接点;倒相放大器IC2的同相输入端通过电阻R17接地,反相输入端连接至电阻R16与电容C15之间的连接点,输出端连接于脉宽调制集成芯片IC1的第10脚;电阻R18连接于倒相放大器IC2的反相输入端与输出端之间;二极管D4的阴极端连接于变压器TR1的副边线圈正极端,阳极端连接于二极管D5的阴极端;二极管D5的阳极端连接于二极管D6的阴极端;二极管D6的阳极端连接于二极管D7的阴极端;二极管D7的阳极端连接于电离集尘组件的负极端;电容C11 一端连接于变压器TR1的副边线圈负极端,另一端连接于二极管D4和D5之间的连接点;电容C12 —端连接二极管D4和D5之间的连接点,另一端连接于二极管D6和D7之间的连接点;电容C13 —端连接于变压器TR1的副边线圈正极端,另一端连接二极管D5和D6之间的连接点;电容C14 一端连接二极管D5和D6之间的连接点,另一端连接电离集尘组件的负极端。同时,该二极管D2的阳极端与电阻R11之间还引出有端子FG,该端子FG为高压电流取样检测输出端,为单片机提供检测信号,为实现全功能的智能化控制预留扩展功能。
[0027]其中,如图1(虚框内)所示,该电阻R3?R6、电阻R11?R12、电容C4?C5、二极管D2、稳压二极管DZ3组成了高压输出恒流控制电路。如图2(虚框内)所示,该电阻R13、电阻R15?R18、电容C15、倒相放大器IC2连接组成了高压输出稳压控制电路。
[0028]本发明的工作原理如下:
[0029]直流工作电压9?26V接入系统后,脉宽调制集成芯片IC1开始工作,其第11脚和14脚交替输出方波脉冲,驱动场效应晶体管VT2、VT3于推挽开关工作状态,经高频、高压变压器TR1隔离耦合、输出方波交变高压,经由二极管D4、D5、D6、D7&igCll、C12、C13、C14构成的4倍压整流滤波后(本发明不局限于倍压整流的级数、整流升压的形式、输出电压的高低、输出电压的极性均属被保护的范畴),输出至电离集尘组件工作。电阻R12为高压电流取样电阻,与输出回路相串联,当有高压电流按箭头方向流过时,在电阻R12上将会产生电阻电压降UR12,其表达式为UR12 = IXR12 (V),当电阻R12 —定时UR12将是高压电流I的函数,呈比例跟踪改变。该动态电压值经限幅和单向门元件(DZ3、D2)后送入脉宽调制集成芯片IC1的误差电压反向输入端第1脚,为脉宽调制集成芯片IC1提供误差信号,与接基准电压源的同相输入端第2脚,在脉宽调制集成芯片IC1内进行比较放大后,对脉冲宽度进行调制,输出PWM驱动信号,控制外接的场效应晶体管VT2、VT3进行开关占空比调整,达到闭环输出恒定电流的目的。当某些原因令电离集尘组件负载阻抗变小时(如;遇较高的湿度和其他可电离的气体),高压输出电流上升,电流取样电阻R12上电压降增大,经脉宽调制集成芯片IC1误差比较后会减小输出脉冲占空比,高压输出电压下降,高压输出功率下降,高压电流保持伺服恒流状态,(符合功率定理:P = IXU),而对集尘组件的电离强度进行了抑制
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