电极加热型室内负离子空气净化器电源的优化设计

摘要

随着大量的新型建筑装饰材料进入住宅和公共建筑，加之现代化建筑的密闭性，造成了室内空气污染的目益严重。室内空气中漂浮的大量微生物及微尘，还有家用电器诸如电视、电脑、电冰箱、空调等所释放的正离子都在无形中危害着人们的身体健康。这使得人们越来越注重室内空气的质量，负离子空气净化器顺应需求地出现在人们视野中，从而赋予对负离子空气净化器供电电源的研制相当大的意义。 目前，随着人们生活质量的提高，负离子空气净化器逐渐为人们所看重，从而走向办公场所和家庭。本文为了提高负离子空气净化器电源性能，抑制负离子空气净化器工作过程中产生高浓度臭氧，结合开关电源的典型结构，研制一种既能输出负直流高压使电极附近空气发生负极性电晕放电，又能输出低压给电极加热以抑制臭氧的产生，从而满足室内负离子空气净化器性能要求的负直流高压电源和加热电源。高压电源电路结构包括Buck电路、双管反激逆变电路、高频高压升压电路和倍压整流电路，输出所需负的直流高压。加热电源电路结构包括逆变电路和高频高电位降压电路，输出低的直流电极加热电压。电源的驱动由控制电路来实现，并通过国际整流公司的驱动芯片IR211x系列的自举电路，来取代高频变压器耦合驱动电路，使得驱动波形稳定，不易扰动。经过测定，所设计的电极在-7kV时已经有明显的电晕放电现象出现，所以将负直流高压电源设定在-7kV、-8kV和-9kV通过遥控器定点可调。同时进一步增加倍压整流电路的级数，以降低高频高压变压器的噪音。 本文利用设计的电源来完成负离子空气净化器的功能，对于各项性能参数的测定，证明了所设计的复合室内负离子空气净化器的性能要求，使得室内负离子空气净化器进入人们日常生活成为更大地可能。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1.1课题研究的背景

1.1.1空气净化器的种类及其应用前景

1.1.2目前空气净化器研究的侧重点

1.2课题的选择思路以及研究内容

1.3小结

2负离子空气净化器的原理及设计

2.1气体放电的物理过程

2.1.1汤逊理论

2.1.2流注理论

2.2电晕放电的发生机理

2.2.1不均匀电场中的放电特点

2.2.2极不均匀电场中的电晕放电

2.3室内负离子空气净化器中的设计

2.3.1电晕放电在空气净化器设计中的实现

2.3.2加热电晕线降低产生臭氧浓度的实现

2.4小结

3高压电源的设计

3.1电源设计的理论基础

3.1.1 Buck电路的工作原理

3.1.2反激型电路的工作原理

3.2负高压直流电源主电路的设计

3.2.1启动电路

3.2.2输入电压的保护

3.2.3高压电源主电路中的Buck电路

3.2.4高压电源主电路中的逆变器部分

3.3高压输出部分装置

3.3.1高频高压变压器的设计

3.3.2倍压整流电路

3.4小结

4加热电源以及控制电路设计

4.1加热电源

4.1.1加热电源电路基本结构

4.1.2加热电源中高频变压器的设计

4.2控制电路

4.2.1控制启动电路部分

4.2.2控制电路驱动Buck电路部分

4.2.3控制电路驱动加热电源部分

4.2.4高压电源逆变器的驱动电路

4.2.5控制电路中的遥控器

4.3辅助稳压电源

4.4小结

5样机工作性能测试

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢