專利名稱：用于油煙凈化器的可調(diào)頻調(diào)壓的高壓脈沖電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及抽油煙機(jī)的電源部分，尤其涉及電沉積式抽油煙機(jī)的可調(diào)頻調(diào)壓高壓脈沖電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在市場(chǎng)上的抽油煙機(jī)電源部分一般采用高壓靜電發(fā)生器，通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)，一種是工頻變壓器升壓，整流濾波，獲得直流靜電。這種電源的缺點(diǎn)是采用的變壓器體積大、耗材多、笨重不方便；不可調(diào)電暈電流、容易產(chǎn)生反電暈。
第二種是采用逆變器進(jìn)行升壓，通過(guò)整流濾波獲得直流靜電。這種電路主回路復(fù)雜，充放電回路過(guò)多，容易造成反沖電壓高，器件容易損壞；主變壓器多了一個(gè)初級(jí)繞組，次級(jí)高壓不穩(wěn)定；不能調(diào)頻、調(diào)壓，不可調(diào)靜電。
以上兩種高壓靜電發(fā)生器的共同點(diǎn)是不可調(diào)靜電，在油煙收集過(guò)程中是固定的電暈起作用。這樣就存在以下缺陷靜電直流電暈產(chǎn)生的電子能量相對(duì)較小；不可調(diào)頻，使電暈電流窄，容易產(chǎn)生反電暈，油煙收集效率大幅下降；不可調(diào)最佳峰值電壓，使場(chǎng)強(qiáng)和空間荷電等離子密度得不到最佳控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于油煙凈化器的可調(diào)頻調(diào)壓的高壓脈沖電源，采用可調(diào)頻、調(diào)壓的高壓脈沖發(fā)生器克服了上述缺陷。所要解決的技術(shù)問(wèn)題是產(chǎn)生的電暈要強(qiáng)大，克服反電暈的產(chǎn)生，產(chǎn)生出的電子平均能量要高，油煙凈化器的動(dòng)態(tài)工作條件(場(chǎng)強(qiáng)、氣流、密度、顆粒等)能很好配合。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案如下用于油煙凈化器的可調(diào)頻調(diào)壓的高壓脈沖電源，包括高壓脈沖輸出電路，連接可調(diào)壓的直流電路，可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路，取樣保護(hù)電路，報(bào)警顯示電路。以直流高壓變壓器為主體構(gòu)成高壓脈沖輸出電路，由調(diào)頻脈沖振蕩器D0的輸出控制雙向可控硅Kz2，雙向可控硅的輸出連接橋式整流器再連接LC濾波器構(gòu)成可調(diào)壓的直流電路。
單向交流電輸入雙向可控硅Kz2，由調(diào)頻脈沖振蕩控制器D0的輸出控制主回路雙向可控硅Kz2進(jìn)行無(wú)極調(diào)壓，雙向可控硅的輸出經(jīng)整流器KBPC整流，由電容Cc和電感線圈ZL構(gòu)成的LC濾波器對(duì)脈動(dòng)直流進(jìn)行濾波后，通過(guò)快速恢復(fù)二極管RURG對(duì)電容C1進(jìn)行充電，當(dāng)PWM振蕩器的第一個(gè)方波脈沖使主回路大功率晶閘管打開(kāi)后有較大電流通過(guò)非晶態(tài)高壓變壓器T，并在高壓變壓器的次級(jí)形成第一個(gè)脈沖高壓，然后在高壓脈沖變壓器輸出端取樣，通過(guò)取樣保護(hù)電路Comp送入可調(diào)頻調(diào)寬方波振蕩器PWM，由PWM方波振蕩器送出的方波脈沖信號(hào)控制晶閘管KZ1的開(kāi)與斷。當(dāng)晶閘管關(guān)閉，C1重新充電，以此重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，COMP比較電路給出過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)沖的報(bào)警電位，送入報(bào)警系統(tǒng)給出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)控制PWM電路發(fā)出關(guān)閉晶閘管信號(hào)，使主回路處于關(guān)斷狀態(tài)。
這樣，在主回路的高壓變壓器T中產(chǎn)生三角形脈沖高壓，該脈沖的峰值和頻率可通過(guò)設(shè)定電路參數(shù)任意調(diào)整。從而能克服現(xiàn)有油煙凈化器電源采用高壓靜電發(fā)生器造成的上述缺陷。
因此，本實(shí)用新型與現(xiàn)在市場(chǎng)上的靜電油煙凈化器比較具有如下有益效果其一，在氣體通道中建立的瞬間高壓電場(chǎng)能產(chǎn)生較強(qiáng)的脈沖電暈，該脈沖電暈區(qū)瞬間發(fā)射的電子能量較高，有足夠能量的電子轟擊氣體使其電離，得到足夠的氣體等離子體撞擊油滴小顆粒和煙塵小顆粒，在電場(chǎng)力的作用下，飛向收集板；其二，調(diào)頻控制電暈電流，不會(huì)發(fā)生反電暈現(xiàn)象；其三，調(diào)控高壓脈沖的峰值大小在一個(gè)相對(duì)可靠的運(yùn)行范圍內(nèi)，不致發(fā)生氣體火花擊穿；其四，能夠合理調(diào)配氣流、油煙濃度、脈沖頻率、高壓峰值、場(chǎng)強(qiáng)大小、電暈電流、顆粒度、比電阻值、黏附性、氣壓、溫度、濕度等參數(shù)，使其達(dá)到最佳凈化效果；其五，能夠有效調(diào)控高能電子的平均能量和數(shù)量，不但能使95％以上的油煙被收集，并且還能夠?qū)芏嘤袡C(jī)物、無(wú)機(jī)物氣體進(jìn)行氧化，加成反應(yīng)，祛除辣味、燥味、腐敗味和毒性。


圖1所示為本實(shí)用新型工作原理框圖圖2所示為高壓脈沖電源主線路原理圖圖3所示為Comp取樣保護(hù)電路原理圖圖4所示為PWM可調(diào)頻調(diào)寬的方波振蕩器電路原理圖圖5所示為DO調(diào)頻脈沖振蕩控制器原理圖具體實(shí)施方式
圖1所示為本實(shí)用新型的可調(diào)壓調(diào)頻的高壓脈沖電源工作原理框圖，包括可調(diào)壓的直流電路，高壓脈沖輸出電路，可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路，取樣保護(hù)電路，報(bào)警顯示電路。
圖2所示為高壓脈沖電源主線路電原理圖，其包括了圖1中的可調(diào)壓的直流電路部分、高壓脈沖輸出電路部分。單向交流電輸入雙向可控硅Kz2，由調(diào)頻脈沖振蕩器DO控制雙向可控硅Kz2進(jìn)行無(wú)極調(diào)壓，送入硅整流模塊KBPC進(jìn)行整流，然后對(duì)脈動(dòng)直流進(jìn)行LC濾波后，通過(guò)快速恢復(fù)二極管RURG對(duì)電容C1進(jìn)行充電，當(dāng)PWM振蕩器的第一個(gè)方波脈沖使主回路大功率晶閘管打開(kāi)后有較大電流通過(guò)高壓變壓器T，并在高壓變壓器的次級(jí)形成第一個(gè)脈沖高壓，然后在高壓脈沖變壓器輸出端取樣，通過(guò)取樣保護(hù)電路Comp送入可調(diào)頻調(diào)寬方波振蕩器PWM，由可控振蕩器PWM送出的方波脈沖信號(hào)控制大功率晶閘管Kz1的開(kāi)與斷。當(dāng)大功率晶閘管關(guān)閉，C1重新充電，以此重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，Comp取樣保護(hù)電路給出過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)沖的報(bào)警電位，送入報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)發(fā)出關(guān)閉大功率晶閘管的信號(hào)給PWM電路，使主回路處于關(guān)斷狀態(tài)。
用大功率控制級(jí)可關(guān)斷的晶閘管作為開(kāi)關(guān)主回路，用晶閘管直接拉斷充電主回路，脈沖高壓變壓器最好采用“非晶態(tài)”鐵芯，并且僅有一個(gè)初級(jí)繞組。報(bào)警電路由紅、綠放光二極管和振蕩器、聲音報(bào)警器等組成。
如圖3所示為Comp取樣保護(hù)電路原理圖，包括高壓短路保護(hù)電路和防開(kāi)機(jī)過(guò)沖保護(hù)電路。高壓短路保護(hù)電路采用高壓過(guò)流保護(hù)實(shí)現(xiàn)，由直接串聯(lián)在負(fù)載回路中的電壓、電流取樣、隔離、差分比較放大和比較完成。從串聯(lián)在負(fù)載回路中的電阻R1、R2、Rx中的低阻R1處取樣，經(jīng)電阻R3耦合送入雙穩(wěn)態(tài)集成電路IC1的正相端跟隨隔離，將隔離后的采樣信號(hào)V1送入差分比較放大器IC2的反相輸入端；由電阻R6、R7與電位器W1串聯(lián)，通過(guò)電位器抽頭取樣輸入雙穩(wěn)態(tài)集成電路IC4的正相端跟隨隔離，在IC4輸出端得到設(shè)定電壓值Vs，該設(shè)定電壓值Vs輸入差分比較放大器IC2的正相端，作為差分比較放大器的基準(zhǔn)電壓，IC2差分比較的輸出結(jié)果送入比較器IC3的正相端，經(jīng)IC3整形后輸出，作為高壓過(guò)流保護(hù)電路的輸出信號(hào)，送入PWM方波振蕩器的控制端。通過(guò)調(diào)整電位器的阻值使得IC2輸入端的基準(zhǔn)電壓變化，從而使輸出到PWM方波振蕩器控制端的信號(hào)可調(diào)。
在防開(kāi)機(jī)過(guò)沖電路中，由電阻R19、R20、電位器W3串聯(lián)，設(shè)定電壓基準(zhǔn)值，輸入積分器IC5的反相輸入端，積分器IC5的正相輸入端接串聯(lián)在負(fù)載回路中的電阻R14、R15的低端，積分器緩沖時(shí)間由電阻R17、電容C2決定，積分器的輸出送入到PWM控制電路從而實(shí)現(xiàn)電源開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)。
如圖4所示的PWM方波振蕩器的主電路由兩個(gè)555時(shí)基電路IC6、IC8和一個(gè)反相器組成，IC6、電阻R12、R13、電容C3構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩電路，振蕩頻率由電阻R13、電容C3的取值確定，多諧振蕩器輸出的方波脈沖經(jīng)反相器IC7反相，作用在時(shí)基電路IC8的觸發(fā)端，IC8的控制端5接防開(kāi)機(jī)過(guò)沖電路輸出的控制信號(hào)，復(fù)位端4接高壓短路保護(hù)電路輸出的過(guò)流電壓信號(hào)，IC8輸出端3輸出方波脈沖信號(hào)，方波脈沖寬度由電阻R10、電容C4的取值確定，調(diào)整電阻、電容取值，可調(diào)整方波脈沖的占空比。當(dāng)IC8的控制端5的控制電壓小于2/3Vcc時(shí)，電容C4的充電電壓到達(dá)相應(yīng)于控制電壓電平時(shí)，時(shí)基電路中的觸發(fā)器就轉(zhuǎn)入復(fù)位狀態(tài)，觸發(fā)器輸出變高，C4放電，脈沖寬度就隨控制電壓的降低而減小，高壓輸出與開(kāi)啟脈沖寬度成正比，與控制電壓的大小成正比，高壓輸出增高，取樣電壓也增高，積分器IC5的輸出電壓下降，觸發(fā)器控制端電壓下降，輸出脈沖寬度變窄，使得輸出高壓下降。
圖5所示為DO調(diào)頻脈沖振蕩控制器電原理圖，由變壓器T1將220V市電降壓，經(jīng)由二極管D1、D2、D3、D4構(gòu)成的橋式整流器整流，RL提供過(guò)流保護(hù)，穩(wěn)壓二極管Dz穩(wěn)壓后，通過(guò)電阻R20提供到場(chǎng)效應(yīng)管DJG，作為其起振電壓，由Rw、C5確定振蕩頻率，二極管D5跨接在變壓器T2的初級(jí)，串接入DJG中，抑制負(fù)脈沖，由T2輸出脈沖，作為大功率晶閘管Kz2的控制脈沖，BG1、BG2、R21、R22、R24、構(gòu)成的電路起穩(wěn)定振蕩的作用，使DJG不易停振，并有一定的輸出功率。調(diào)整Rw可以改變輸出脈沖的頻率，達(dá)到調(diào)整主回路中雙向可控硅Kz2開(kāi)啟大小的目的。
權(quán)利要求1.用于油煙凈化器的可調(diào)頻調(diào)壓的高壓脈沖電源，包括高壓脈沖輸出電路、可調(diào)壓的直流電路、可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路(PWM)、取樣保護(hù)電路(Comp)、報(bào)警顯示電路，其特征在于高壓脈沖輸出電路以高壓變壓器(T)為主體，可調(diào)壓的直流電路的輸出端連接高壓脈沖輸出電路的輸入端，在高壓脈沖變壓器的輸出端取樣，輸入取樣保護(hù)電路(Comp)，通過(guò)取樣保護(hù)電路給出電壓控制信號(hào)，通過(guò)可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路(PWM)送出脈沖信號(hào)控制高壓脈沖輸出電路中的晶閘管(KZ1)的開(kāi)與斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖電源，所述可調(diào)壓的直流電路中的振蕩控制器(D0)控制雙向可控硅(KZ2)，雙向可控硅的輸出經(jīng)整流器(KBPC)整流，LC濾波器濾波，送入高壓脈沖輸出電路中通過(guò)快速恢復(fù)二極管(RURG)對(duì)電容(C1)進(jìn)行充電；通過(guò)可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路輸出方波脈沖控制主回路大功率晶閘管(Kz1)；取樣保護(hù)電路由高壓過(guò)流保護(hù)電路和防開(kāi)機(jī)過(guò)沖電路構(gòu)成，防開(kāi)機(jī)過(guò)沖電路是由積分器的輸出控制可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)緩起動(dòng)；顯示報(bào)警電路由發(fā)光二極管和振蕩器、聲音報(bào)警器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖電源，其特征在于所述的高壓變壓器采用“非晶態(tài)”鐵芯，只有一個(gè)初級(jí)繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓脈沖電源，所述的振蕩控制器由變壓器、橋式整流器、穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電源通過(guò)電阻(R20)提供場(chǎng)效應(yīng)管(DJG)的起振電壓，將其振蕩信號(hào)控制雙向可控硅；所述的可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路由反向器(IC7)連接兩時(shí)鐘電路(IC6、IC8)構(gòu)成；所述高壓過(guò)流保護(hù)電路由串聯(lián)在負(fù)載回路中的電阻(R1、R2、Rx)，并在電阻(R1)低端取樣構(gòu)成電壓取樣，由電阻(R6、R7)及電位器(W1)串聯(lián)構(gòu)成電流取樣，將取樣信號(hào)分別送入雙穩(wěn)態(tài)集成電路(IC1、IC4)跟隨隔離，由雙穩(wěn)態(tài)集成電路(IC1、IC4)構(gòu)成的隔離電路的輸出端分別連接差分放大器(IC2)的正、反相輸入端，差分放大器的輸出端連接比較器(IC3)的正向輸入端；防開(kāi)機(jī)過(guò)沖電路由電阻(R17)、電容(C2)串聯(lián)設(shè)定積分器的緩沖時(shí)間，由電阻(R19、R20)及電位器(W3)串聯(lián)設(shè)定積分器輸出電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4其中之一所述的高壓脈沖電源，其特征在于該高壓脈沖電源用于電沉積式抽油煙機(jī)。
專利摘要一種用于油煙凈化器中的可調(diào)頻調(diào)壓的高壓脈沖電源，主要用于電沉積式抽油煙機(jī)的電源部分，包括有高壓脈沖輸出電路、可調(diào)壓的直流電路、可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路(PWM)、取樣保護(hù)電路(Comp)、報(bào)警顯示電路，高壓脈沖輸出電路以非晶態(tài)高壓變壓器(T)為主體，通過(guò)可調(diào)壓的直流電路對(duì)電容不斷充電，由可調(diào)頻的開(kāi)關(guān)電路送出的方波信號(hào)控制大功率晶閘管(KZ1)的開(kāi)斷，在主回路變壓器中產(chǎn)生三角形脈沖高壓，該脈沖的峰值和頻率可在設(shè)定中任意調(diào)整，這樣，在氣體通道中建立的瞬間高壓電場(chǎng)產(chǎn)生較強(qiáng)的脈沖電暈，有足夠能量的電子轟擊氣體使其電離，并且不會(huì)產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，能大幅度提高油煙收集效率，提高凈化效果。
文檔編號(hào)H02M3/156GK2728093SQ200420033908
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月5日
發(fā)明者徐本慶, 唐繼東 申請(qǐng)人:徐本慶, 唐繼東