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⑵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1. 5V的1. 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1. 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所述的空气负离子发生器，其特征在于：所述LC半桥谐振电路（2) 包括NMOS功率管Q3、电感L1、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L1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L1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MPT1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MPT1的初级压电振子的另一端接地，所述多层压电陶瓷变压 器MPT1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⑷由二 极管D1、二极管D2和非极性电容C6组成，所述二极管D1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D1的阴极接地，所述二极管D2的阳极为二倍 压电路⑷的输出端且通过非极性电容C6接地。3. 按照权利要求1所述的空气负离子发生器，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所述的空气负离子发生器，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、DB1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、DB10引脚和DB11弓丨 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的CONVST引脚、BUSY引脚、RD引脚、CS引脚和A0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VB1引脚与电压限幅电路（9)的输出端相接且通过非 极性电容C1接地，所述模数转换芯片AD7862的VA1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VR1和非极性电容C2组成，所述滑动变阻器VR1的一端接5V电 压转换电路（13)的输出端，所述滑动变阻器VR1的另一端接地，所述滑动变阻器VR1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所述的空气负离子发生器，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R1和电阻R2组成，所述对称三极管Q1由NPN型上三极管Q1-1 和PNP型下三极管Q1-2组成；所述三极管Q2的基极为驱动电路（12)的输入端且与FPGA 芯片EP2C5T144C8N的第9引脚相接，所述三极管Q2的集电极、NPN型上三极管Q1-1的基极 和PNP型下三极管Q1-2的基极均通过电阻R2与5V电压转换电路（13)的输出端相接，所 述NPN型上三极管Q1-1的集电极通过电阻R1与5V电压转换电路（13)的输出端相接，所 述三极管Q2的发射极和PNP型下三极管Q1-2的集电极均接地，所述NPN型上三极管Q1-1 的发射极和PNP型下三极管Q1-2的发射极相接且为驱动电路（12)的输出端。6. 按照权利要求1所述的空气负离子发生器，其特征在于：所述分压电路（7)由串联 的电阻R16和电阻R17组成，所述电阻R16和电阻R17串联后的一端为分压电路（7)的输 入端，另一端接地；所述半波整流电路（8)由二极管D5、二极管D6和非极性电容C13组成， 所述二极管D5的阳极和二极管D6的阴极均与电阻R16和电阻R17的连接端相接，所述二 极管D6的阳极和非极性电容C13的另一端均接地；所述电压限幅电路（9)由稳压二极管 DZ3构成，所述稳压二极管DZ3的阴极与二极管D5的阴极相接且为电压限幅电路（9)的输 出端，所述稳压二极管DZ3的阳极接地。7. 按照权利要求1所述的空气负离子发生器，其特征在于：所述过流保护电路（5)包 括比较器U8B、三极管Q1、与比较器U8B的同相输入端相接的参考电压电路和与比较器U8B 的反相输入端相接的信号采集放大电路，所述参考电压电路由电阻R19、电阻R20、稳压二 极管DZ4和非极性电容C14组成，所述电阻R19和电阻R20串联后的一端与5V电压转换电 路（13)的输出端相接，另一端接地，所述电阻R19和电阻R20的连接端为参考电压电路的 参考电压输出端，所述稳压二极管DZ4的阴极和非极性电容C14的一端均与5V电压转换电 路（13)的输出端相接，所述稳压二极管DZ4的阳极和非极性电容C14的另一端均接地；所 述信号采集放大电路由运算放大器U8A、电阻R21、电阻R22和非极性电容C15组成，所述运 算放大器U8A的同相输入端为电流信号输入端且与LC半桥谐振电路（2)的电流信号采样 端相接，所述运算放大器U8A的反相输入端通过电阻R22接地，所述电阻R21和非极性电容 C15并联在运算放大器U8A的反相输入端与输出端之间，所述运算放大器U8A的输出端为信 号采集放大电路的输出端；所述三极管Q1的基极与比较器U8B的输出端相接，所述三极管 Q1的集电极接地，所述三极管Q1的发射极为过流保护电路（5)的输出端且通过电阻R18与 5V电压转换电路（13)的输出端相接；所述过热保护电路（6)由温度传感器MCP9701构成。8.按照权利要求1所述的空气负离子发生器，其特征在于：所述5V电压转换电路（13) 包括降压开关稳压器MCP16301、开关二极管D3、开关二极管D4、稳压二极管DZ1、稳压二极 管DZ2和电感L2,所述降压开关稳压器MCP16301的第4引脚和第5引脚均通过保险F1与 开关二极管D3的阴极相接，且通过极性电容C7接地；所述开关二极管D3的阳极和稳压二 极管DZ1的阴极均与24V直流电源（16)的输出端相接，所述稳压二极管DZ1的阳极接地，所 述降压开关稳压器MCP16301的第1引脚与开关二极管D4的阴极相接，且通过非极性电容 C12与稳压二极管DZ2的阴极和电感L2的一端相接，所述稳压二极管DZ2的阳极接地，所述 开关二极管D4的阳极和电感L2的另一端相接且为5V电压转换电路（13)的输出端，且通 过极性电容C8接地；所述5V电压转换电路（13)的输出端与地之间接有串联的电阻R14和 电阻R15,所述降压开关稳压器MCP16301的第3引脚与电阻R14和电阻R15的连接端相接； 所述3. 3V电压转换电路（14)包括芯片AMS1117-3. 3V，所述芯片AMS1117-3. 3V的第3引脚 与5V电压转换电路（13)的输出端相接，且通过极性电容C9接地，所述芯片AMS1117-3. 3V 的第1引脚接地，所述芯片AMS1117-3. 3V的第2引脚为3. 3V电压转换电路（14)的输出 端，且通过极性电容CIO接地；所述1.5V电压转换电路（15)包括芯片AMS1117-1.5V，所 述芯片AMS1117-1. 5V的第3引脚与3. 3V电压转换电路（14)的输出端相接，所述芯片 AMS1117-1. 5V的第1引脚接地，所述芯片AMS1117-1. 5V的第2引脚为1. 5V电压转换电路 (15)的输出端，且通过极性电容C11接地。
【专利摘要】本实用新型公开了一种空气负离子发生器，包括功率变换电路、主控制器和电压转换电路，以及保护电路和负高压反馈电路；功率变换电路由依次连接的LC半桥谐振电路、压电陶瓷变压器和二倍压电路组成；保护电路包括过流保护电路和过热保护电路；负高压反馈电路由依次连接的分压电路、半波整流电路和电压限幅电路组成；主控制器的输入端还接有A/D转换电路，A/D转换电路的输入端还接有电压给定电路；主控制器的输出端接有驱动电路，LC半桥谐振电路与驱动电路的输出端连接。本实用新型设计新颖合理，工作可靠性高，功能完备，故障率低，可维护性强，实用性强，便于推广使用。
【IPC分类】H01T23/00
【公开号】CN204651680
【申请号】CN201520364654
【发明人】刘宁庄
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月29日