空气优化设备的无极调压调速电路及空气优化设备的制作方法

1.本实用新型涉及空气净化技术领域，具体涉及一种空气优化设备的无极调压调速电路及空气优化设备。


背景技术：

2.随着科技的发展，人们的生活水平逐渐提高，人们对自身周围环境安全的越发重视，空气净化设备应运而生，高压静电除尘设备，主要是利用高压电流产生的静电场，当空气通过除尘设备静电场时，使空气中的尘埃粒子带电荷，并吸附在集尘电极上，同时，灰尘上的病菌等有害物质被碳化杀灭，从而达到净化空气的目的。
3.现有高压静电除尘设备，静电高压很高，臭氧浓度比较高，不适合人机共存。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提出了一种空气优化设备的无极调压调速电路及空气优化设备，采用变频控制方式，调节静电高压连续输出，功率在可控范围，安全可靠。可根据空气中粉尘、菌类等对身体健康不利的成分，采用不同功效的静电高压，可以达到不同的效果。
5.本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：
6.本实用新型提出了一种空气优化设备的无极调压调速电路，其特征在于，包括：静电高压无极调压电路及风机无极调速电路，
7.所述静电高压无极调压电路包括半桥电路ir2153、调频电路、半桥功率驱动电路、电荷泵电路及高压检测电路；
8.其中，半桥电路ir2153包括ir2153芯片u1；
9.其中，调频电路包括调频电阻r26、调频电位器rp1及调频电容c11，调频电阻r26和调频电位器rp1并联后串接在ir2153芯片u1的引脚2和引脚3之间；调频电容c11连接在ir2153芯片u1的引脚3与接地端gnd之间；
10.其中，半桥功率驱动电路包括电阻r2、mos管v13、稳压管v7、稳压管v8、电阻r3、mos管v14、稳压管v9及稳压管v10，电阻r2串接在ir2153芯片u1的7引脚和mos管v13的栅极g之间；稳压管v7和稳压管v8反向串联并串接在mos管v13的栅极g和源极s之间；电阻r3串接在ir2153芯片u1的5引脚和mos管v14的栅极g之间；稳压管v9和稳压管v10反向串联并串接在mos管v14的栅极g和源极s之间；mos管v13和mos管v14分别与高压包线圈t1的驱动线圈绕组连接；
11.其中，电荷泵电路包括二极管v11和电容c2，二极管v11串接在ir2153芯片u1的8引脚和1引脚之间；电容c2串接在ir2153芯片u1的8引脚和6引脚之间；
12.其中，高压检测电路包括高压包线圈t1的辅助绕组、电阻r11、二极管v24、光耦v20、电阻r12、电容c33及施密特触发反相器u6e，电阻r11串接在高压包线圈t1的辅助绕组和光耦v20的2引脚之间；二极管v24串接在光耦v20的2引脚和3引脚之间；电阻r12串接在光耦v20的6引脚和8引脚；施密特触发反相器u6e连接在光耦v20的6引脚和atmega64单片机芯
片u2的26引脚上；电容c33串接在光耦v20的8引脚和接地端gnd之间；
13.所述风机无极调速电路包括过零检测电路、调相驱动电路及逻辑控制电路；
14.其中，过零检测电路包括接插件xs1、电阻r4、电阻r5、电阻r8、电阻r9、整流桥v15、光耦v16及反相器u6c，接插件xs1是动力供电接插件；电阻r4串接在接插件xs1的l端和整流桥v15的1引脚之间；电阻r5串接在接插件xs1的n端和整流桥v15的2引脚之间；整流桥v15的3引脚和光耦v16的1引脚连接；整流桥v15的4引脚与光耦v16的2引脚连接；电阻r8串接在反相器u6c的5引脚和光耦v16的3引脚；反相器u6c的6引脚与atmega64单片机芯片u2的25引脚连接；
15.其中，调相驱动电路包括接插件xs2、电阻r6、电阻r7、光耦u3及晶闸管v17；接插件xs2是风机的动力电源，晶闸管v17是风机的调相电子开关；电阻r6连接在atmega64单片机芯片u2的5引脚和光耦u3的1引脚之间，电机调相信号从atmega64单片机芯片u2的5引脚发出，经电阻r6到达光耦u3的1引脚，使得光耦u3的3引脚和4引脚开关导通；动力电源l从电阻r7、光耦u3的引脚3、光耦u3的引脚4到达晶闸管v17的控制端g，从而引起晶闸管v17的调相电子开关t2到调相电子开关t1导通；晶闸管v17的调相电子开关t2端连接接插件xs2的1脚，引入动力电源l；晶闸管v17的调相电子开关t1端连接风机的供电端；
16.其中，逻辑控制电路包括atmega64单片机芯片u2及电位器rp2，电位器rp2的1引脚和3引脚分别连接到vcc电源电压和gnd接地端，电位器rp2的2引脚与atmega64单片机芯片u2的60引脚连接。
17.进一步，所述mos管v13和mos管v14均为场效应管fqpf9n50c。
18.进一步，所述光耦v20为6n137光耦；施密特触发反相器u6e为六路施密特触发反相器74hc14。
19.进一步，所述整流桥v15为mb10s整流桥；光耦v16为tlp521-1光耦；反相器u6c为74hc14反相器。
20.进一步，所述光耦u3为moc3023光耦；晶闸管v17为bta06双向可控硅晶闸管。
21.所述空气优化设备的无极调压调速电路，其特征在于：还包括辅助电路，辅助电路包括电容c15、电容c17、电容c8、电容c7、电容c6、电容c5、电阻r28、电感l1、时钟电路bc1、电容c22及电容c21，电容c15串接在电位器rp2的2引脚和接地端gnd；电容c17串接在atmega64单片机芯片u2的20引脚和接地端gnd之间；电容c8串接在atmega64单片机芯片u2的21引脚和接地端gnd之间；电容c7串接在atmega64单片机芯片u2的52引脚和接地端gnd之间；电容c6串接在atmega64单片机芯片u2的62引脚和接地端gnd之间；电容c5串接在atmega64单片机芯片u2的64引脚和接地端gnd之间；电阻r28串接在atmega64单片机芯片u2的20引脚和vcc电源电压之间；电感l1串接在atmega64单片机芯片u2的64引脚和vcc电源电压之间；时钟电路bc1串接在atmega64单片机芯片u2的23引脚和24引脚之间；电容c22串接在atmega64单片机芯片u2的23引脚和接地端gnd之间；电容c21串接在atmega64单片机芯片u2的24引脚和接地端gnd之间。
22.本实用新型还提出了一种空气优化设备，其特征在于：该空气优化设备包括上述空气优化设备的无极调压调速电路。
23.通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：本实用新型提供的空气优化设备的无极调压调速电路及空气优化设备，采用变频控制方式，调节静电高压连续输
出，功率在可控范围，安全可靠。不同的静电电压形成的电场强度不同，空气通过静电场时，获得的电子能量级别不同，产生电子、带电离子的浓度不同。在电压偏低时，产生的带电离子浓度低，臭氧浓度低，适合人机共存；在电压偏高时，产生的臭氧浓度高，适合杀菌、消毒等。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型示意性实施例及其说明用于理解本实用新型，并不构成本实用新型的不当限定，在附图中：
25.图1是本实用新型实施例中静电高压无极调压电路的电路图。
26.图2是本实用新型实施例中过零检测电路的电路图。
27.图3是本实用新型实施例中调相驱动电路的电路图。
28.图4是本实用新型实施例中atmega64单片机芯片u2及辅助电路。
29.图5是本实用新型实施例中电位器rp2的连接关系示意图。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.如图1、图2、图3、图4及图5所示，本实用新型提出了一种空气优化设备的无极调压调速电路，本实用新型还提出了一种空气优化设备，该空气优化设备包括上述无极调压调速电路。
32.空气优化设备的空气净化原理：
33.在所述空气优化设备风道内用铝管和管芯建立负高压静电场，当被污染的空气通过空气优化设备的高压静电场时，空气中的氧分子、氮分子在电场作用下丢失电子变成阳离子，大量电子和阳离子袭击空气中的病毒、细菌、异味、颗粒等，病毒、细菌基本上是单核dna，大约是1um～100um的胶粒，在高压静电场作用下受到带电离子的撞击造成c-h键断裂使得dna链被破坏，异味的c-c键断裂被分解，颗粒因带电荷被吸附到电场阳极，从而达到优化空气的目的。
34.本实用新型提供的空气优化设备的无极调压调速电路包括静电高压无极调压电路、风机无极调速电路和辅助电路。
35.所述静电高压无极调压电路包括半桥电路ir2153、调频电路、半桥功率驱动电路、电荷泵电路及高压检测电路。
36.其中，半桥电路ir2153包括ir2153芯片u1。
37.其中，调频电路包括调频电阻r26、调频电位器rp1及调频电容c11，调频电阻r26和调频电位器rp1并联后串接在ir2153芯片u1的引脚2和引脚3之间；调频电容c11连接在ir2153芯片u1的引脚3与接地端gnd之间；调整调频电位器rp1，可以改变静电高压的输出频
率，除此之外，还包括电阻r22和电阻r10，电阻r22和r10并联后串接在电阻r26和ir2153芯片u1的引脚3之间。
38.其中，半桥功率驱动电路包括电阻r2、mos管v13、稳压管v7、稳压管v8、电阻r3、mos管v14、稳压管v9及稳压管v10，电阻r2串接在ir2153芯片u1的7引脚和mos管v13的栅极g之间；稳压管v7和稳压管v8反向串联并串接在mos管v13的栅极g和源极s之间；电阻r3串接在ir2153芯片u1的5引脚和mos管v14的栅极g之间；稳压管v9和稳压管v10反向串联并串接在mos管v14的栅极g和源极s之间；mos管v13和mos管v14均为场效应管fqpf9n50c；mos管v13和mos管v14分别与高压包线圈t1的驱动线圈绕组连接；
39.半桥功率驱动电路的高压半桥功率驱动过程为：ir2153芯片u1的7引脚输出高压信号，通过电阻r2、mos管v13、稳压管v7及稳压管v8组成半桥高压端功率驱动输出高压端信号；ir2153芯片u1的7引脚输出高压端信号，通过串接在ir2153芯片u1的7引脚和mos管v13的栅极g之间的电阻r2，将信号送给半桥高压端功率驱动mos管v13，经功率放大后，通过高压包线圈t1的驱动线圈绕组升压，送出静电高压的高压端信号；串接在mos管v13的栅极g和源极s之间的稳压管v7和稳压管v8对mos管v13起到保护作用；
40.半桥功率驱动电路的低压半桥功率驱动过程为：ir2153芯片u1的5引脚输出低压信号，通过电阻r3、mos管v14、稳压管v9及稳压管v10组成半桥低压端功率驱动输出低压端信号；ir2153芯片u1的5引脚输出低压信号，通过串接在ir2153芯片u1的5引脚和mos管v14的栅极g之间的电阻r3，将信号送给半桥低压端功率驱动mos管v14，经功率放大后，通过高压包线圈t1的驱动线圈绕组升压，送出静电高压的低压端信号；串接在mos管v14的栅极g和源极s之间的稳压管v9和稳压管v10对mos管v14起到保护作用。
41.其中，电荷泵电路包括二极管v11和电容c2，二极管v11串接在ir2153芯片u1的8引脚和1引脚之间；电容c2串接在ir2153芯片u1的8引脚和6引脚之间；电荷泵电路通过电容c2连接到半桥功率驱动电路中；调频信号在高压包线圈t1的驱动线圈绕组输出的同时，对电容c2进行充放电，用于提高ir2153芯片u1的8引脚的直流电压，将这个电压作为mos管v13的栅极g的直流偏置，保障mos管v13顺利导通和截止。
42.其中，高压检测电路包括高压包线圈t1的辅助绕组、电阻r11、二极管v24、光耦v20、电阻r12、电容c33及施密特触发反相器u6e，电阻r11串接在高压包线圈t1的辅助绕组和光耦v20的2引脚之间；二极管v24串接在光耦v20的2引脚和3引脚之间，二极管v24为光耦v20的输入保护电路；电阻r12串接在光耦v20的6引脚和8引脚，电阻r12作为光耦输出的保护电路；施密特触发反相器u6e连接在光耦v20的6引脚和atmega64单片机芯片u2的26引脚上；电容c33串接在光耦v20的8引脚和接地端gnd之间，电容c33为光耦v20的电源滤波电路；光耦v20为6n137光耦；施密特触发反相器u6e为六路施密特触发反相器74hc14；
43.调频信号经高压包线圈t1的辅助绕组和串接在光耦v20的2引脚的电阻r11驱动光耦v20工作，光耦v20输出信号经施密特触发反相器u6e输送给atmega64单片机芯片u2的26引脚，在高压负载一定的情况下，通过检测信号频率，可计算出静电高压输出值。
44.所述静电高压无极调压电路原理：采用变频控制方式，调节连续输出600v～7000v的静电电压连续输出，功率在可控范围，安全可靠。不同的静电电压形成的电场强度不同，空气通过电场时，获得的电子能量级别不同，产生电子、带电离子的浓度不同。在电压偏低时，产生的带电离子浓度低，臭氧浓度低，适合人机共存；在电压偏高时，产生的臭氧浓度
高，适合杀菌、消毒等。因此，可根据空气中粉尘、菌类等对身体健康不利的成分，采用不同功效的静电高压，可以达到不同的效果。
45.本实用新型在静电低压区工作，没有臭氧或有达标的臭氧浓度，适合人机共存。
46.所述静电高压无极调压电路的功能实现过程：用半桥电路ir2153组成频率生成电路，将不同频率通过mos管驱动高压包线圈t1。
47.所述风机无极调速电路包括过零检测电路、调相驱动电路及逻辑控制电路。
48.其中，过零检测电路包括接插件xs1、电阻r4、电阻r5、电阻r8、电阻r9、整流桥v15、光耦v16及反相器u6c，接插件xs1是动力供电接插件，电阻r4串接在接插件xs1的l端和整流桥v15的1引脚之间；电阻r5串接在接插件xs1的n端和整流桥v15的2引脚之间，起到限流作用；整流桥v15的3引脚和光耦v16的1引脚连接；整流桥v15的4引脚与光耦v16的2引脚连接；上述电路构成过零检测的输入电路；电阻r8串接在反相器u6c的5引脚和光耦v16的3引脚；反相器u6c的6引脚与atmega64单片机芯片u2的25引脚连接；过流检测的输出信号经串接在反相器u6c的5引脚和光耦v16的3引脚之间的电阻r8，通过反相器u6c的6引脚输出到atmega64单片机芯片u2的25引脚；整流桥v15为mb10s整流桥；光耦v16为tlp521-1光耦；反相器u6c为74hc14反相器。
49.其中，调相驱动电路包括接插件xs2、电阻r6、电阻r7、光耦u3及晶闸管v17；接插件xs2是风机的动力电源，晶闸管v17是风机的调相电子开关；电机调相信号从atmega64单片机芯片u2的5引脚发出，经电阻r6到达光耦u3的1引脚，使得光耦u3的3引脚和4引脚开关导通；动力电源l从电阻r7、光耦u3的引脚3、引脚4到达晶闸管v17的控制端g，从而引起晶闸管v17的调相电子开关t2到调相电子开关t1导通；晶闸管v17的调相电子开关t2端连接接插件xs2的1脚，引入动力电源l；晶闸管v17的调相电子开关t1端连接风机的供电端，晶闸管v17的控制端g信号的时间位置，决定晶闸管v17的调相电子开关t1和调相电子开关t2导通阀门，从而达到风机调速的目的。
50.光耦u3为moc3023光耦；晶闸管v17为bta06双向可控硅晶闸管。
51.其中，逻辑控制电路包括atmega64单片机芯片u2及电位器rp2，电位器rp2的1引脚和3引脚分别连接到vcc电源电压和gnd接地端，电位器rp2的2引脚输出逻辑控制信号到atmega64单片机芯片u2的60引脚，通过atmega64单片机芯片u2的计算输出调相逻辑控制命令。
52.所述风机无极调速电路原理：利用晶闸管v17的过零关断特性，通过调相实现电机调速。
53.所述风机无极调速电路电路链接及实现过程：由atmega64单片机芯片u2通过过零检测电路的反相器u6c接收交流电过零位置信息，配合调压控制电位器rp2给出的命令，经过逻辑计算，在命令要求的相位点给出晶闸管v17开关信号，改变风机电机供电相位，从而达到调速的目的。
54.所述辅助电路包括电容c15、电容c17、电容c8、电容c7、电容c6、电容c5、电阻r28、电感l1、时钟电路bc1、电容c22及电容c21，电容c15串接在电位器rp2的2引脚和接地端gnd，电容c15是逻辑输入命令的滤波电容；电容c17串接在atmega64单片机芯片u2的20引脚和接地端gnd之间；电容c8串接在atmega64单片机芯片u2的21引脚和接地端gnd之间；电容c7串接在atmega64单片机芯片u2的52引脚和接地端gnd之间；电容c6串接在atmega64单片机芯
片u2的62引脚和接地端gnd之间；电容c5串接在atmega64单片机芯片u2的64引脚和接地端gnd之间；电容c17、电容c8、电容c7、电容c6及电容c5为atmega64单片机芯片u2的电源滤波电容；电阻r28串接在atmega64单片机芯片u2的20引脚和vcc电源电压之间，电阻r28是atmega64单片机的启动电路；电感l1串接在atmega64单片机芯片u2的64引脚和vcc电源电压之间，电感l1为电源滤波电感；时钟电路bc1串接在atmega64单片机芯片u2的23引脚和24引脚之间；电容c22串接在atmega64单片机芯片u2的23引脚和接地端gnd之间；电容c21串接在atmega64单片机芯片u2的24引脚和接地端gnd之间；串接在atmega64单片机芯片u2的23引脚和接地端gnd之间的电容c22及atmega64单片机芯片u2的24和接地端gnd之间的电容c21为atmega64单片机芯片u2的时钟稳定电路。