專利名稱：臭氧高壓電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種廣泛用于環保中的污水處理及飲用水消毒、工業氧化、醫藥 衛生、食品等領域的臭氧高壓電源。
背景技術：
目前國內的常規臭氧高壓電源，工作頻率較低，能耗較大，臭氧產生量低，若要提 高臭氧量，則勢必提高輸入功率，在能耗及運行成本增加的同時，也使電源整機的體積、重 量相應增大。
發明內容鑒于現有技術存在的問題，本實用新型提供了一種工作頻率高、耗能低、可靠性好 的(500W)臭氧高壓電源。本實用新型為實現上述目的，所采取的技術方案是一種臭氧高壓電源，包括電源 整機箱體及箱體內的電源電路，其特征在于所述電源電路包括控制電路、電流反饋電路、 過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電電路、驅動及輸出電路，所述控制電路分別與電流 反饋電路、過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電電路、驅動及輸出電路連接，所述供電電 路與驅動及輸出電路連接，所述驅動及輸出電路與電流反饋電路連接；所述控制電路中控制芯片Ul的13腳和15腳相連并接內部穩壓供電端Vcc，控制 芯片Ul的3腳、10腳和12腳相連并接控制地GNDl，控制芯片Ul的1腳和9腳相連并通過 電容C4接控制地GNDl，電阻R6與電容C5并聯，控制芯片Ul的2腳分別接電阻R5和電阻 R6的一端，控制芯片Ul的16腳接電容C3的正極并作為內部基準電壓端Vref，電容C3的 負極與電阻R6的另一端相連并接控制地GND1，電容Cl的正極接內部穩壓供電端Vcc，電容 Cl的負極接控制地GNDl，控制芯片Ul的5腳接電容C2的一端并通過電阻R2接控制芯片 Ul的7腳，控制芯片Ul的6腳通過電阻Rl接可調電阻Wl的2端，可調電阻Wl的2端和3 端相連，可調電阻Wl的1端與電容C2的另一端相連并接控制地GND1，控制芯片U2A的1腳 和2腳相連并接電阻R5的另一端，控制芯片U2B的7腳接電阻R3的一端，電阻R7與電容 C6并聯，控制芯片U2B的6腳分別接電阻R7和電阻R4的一端、電阻R3的另一端、二極管 D3的正極，電阻R4的另一端接控制芯片U2A的3腳，控制芯片U2B的5腳接內部基準電壓 端Vref，控制芯片U2A的4腳接控制地GNDl，控制芯片U2A的8腳接內部穩壓供電端Vcc ；所述電流反饋電路中電阻R26的一端通過電容C14分別接二極管D4的負極和二 極管D5的正極，電阻R26的另一端接二極管D4的正極，二極管D5的負極分別接電阻R27 的一端和電容C13的正極，電容C13的負極接高壓輸出地G，電阻R27的另一端分別接電阻 R28和電阻R29的一端，電阻R28的另一端接可調電阻W4的2端，可調電阻W4的2端和3 端相連，可調電阻W4的1端接輸出地G，電阻R29的另一端分別接光電耦合器U5的1腳和 電容C15的一端，光電耦合器U5的2腳和電容C15的另一端相連并接輸出地G，光電耦合器 U5的3腳接控制地GNDl，光電耦合器TO的4腳接控制電路中控制芯片Ul的8腳；[0007]所述過溫保護電路中電阻R25與電容C9并聯，控制芯片U4B的5腳通過電阻15分 別接電阻R14和電阻R25的一端、三極管T5的基極，電阻R14的另一端接接內部穩壓供電 端Vcc，電阻R25的另一端與三極管T5的集電極相連并接控制地GND1，電阻R17與電容Cll 并聯，控制芯片U4B的6腳分別接電阻R16和電阻R17的一端，電阻R16的另一端接控制地 GND1，控制芯片U4B的7腳分別接電阻R20的一端、電阻R17的另一端，電阻R20的另一端 接控制芯片U4A的2腳，電阻R19與電容C12并聯，控制芯片U4A的3腳分別接電阻R21和 電阻R18的一端、電容C12的正極，電容C12的負極接控制地GNDl，電阻R18的另一端接可 調電阻W3的2端，可調電阻W3的2端和3端相連，可調電阻W3的1端接內部穩壓供電端 Vcc，控制芯片U4A的1腳分別接電阻R22的一端和電阻R21的另一端，電阻R22的另一端 分別接電阻R23的一端、三極管T4的基極，電阻R23的另一端與三極管T4的發射極相連并 接控制地GND1，三極管T4的集電極分別接發光二極管D3的負極、控制電路中二極管Dl的 負極，發光二極管D3的正極通過電阻RM接內部供電端V2，控制芯片U4A的4腳接控制地 GND1，控制芯片U4A的8腳接內部穩壓供電端Vcc，電容ClO的正極接內部穩壓供電端Vcc， 電容ClO的負極接控制地GNDl ；所述輸入過壓保護電路中控制芯片U3A的2腳通過電阻R8接內部基準電壓端 Vref，控制芯片U3A的3腳分別接電阻R9和電阻RlO的一端，電阻R9的另一端分別接電容 C7的正極、電阻Rll的一端、可調電阻W2的1端，可調電阻W2的3端和2端相連并與電容 C7的負極相連后接控制地GNDl，電阻Rll的另一端接穩壓二極管D2的正極，穩壓二極管D2 的負極接內部供電端V2，控制芯片U3A的1腳分別接電阻R12的一端、電阻RlO的另一端， 電阻R12的另一端分別接電阻R13的一端和三極管T3的基極，電阻R13的另一端與三極管 T3的發射極相連并接控制地GNDl，三極管T3的集電極分別接電容C8的正極、控制電路中 控制芯片Ul的8腳，電容C8的負極接控制地GNDl，控制芯片U3A的4腳接控制地GNDl，控 制芯片U3A的8腳接內部穩壓供電端Vcc ；所述供電電路中交流供電的L端通過保險管BX接輸入濾波電感Ll的1腳，交流 供電的N端接輸入濾波電感Ll的2腳，輸入濾波電感Ll的3腳分別接整流橋BRIDGE1的1 腳、變壓器TRF3初級線圈的1端，輸入濾波電感Ll的5腳分別接整流橋BRIDGE1的3腳、 變壓器TRF3初級線圈的2端，輸入濾波電感Ll的4腳接大地E，電阻R31與電容C16并聯， 電阻R32與電容C17并聯，整流橋BRIDGE1的2腳接電容C16的正極并作為內部功率供電 端VI，電容C16的負極接電容C17的正極，電容C17的負極分別接整流橋BRIDGE1的4腳、 電容C20的一端及交流熱地HG，電容C20的另一端接輸出地G，變壓器TRF3次級線圈的3、4 端分別接整流橋BRIDGE2的AC端，整流橋BRIDGE2的正端接電阻R30的一端并作為內部供 電端V2，電阻R30的另一端分別接穩壓芯片U6的1腳和電容C18的正極，穩壓芯片U6的3 腳接電容C19的正極并作為內部穩壓供電端Vcc，穩壓芯片U6的2腳分別與整流橋BRIDGE2 的負端、電容C18和電容C19的負極相連并接控制地GNDl ；所述驅動及輸出電路中隔離驅動變壓器TRF2的初級線圈1端接控制電路中控制 芯片Ul的11腳，隔離驅動變壓器TRF2的初級線圈2端接控制電路中控制芯片Ul的14腳， 電阻R33與二極管D6并聯，電阻R34與二極管D7并聯，隔離驅動變壓器TRF2的次級線圈 3端接二極管D6的負極，二極管D6的正極分別接電阻R35的一端和場效應三極管Tl的柵 極，隔離驅動變壓器TRF2的次級線圈4端分別接場效應三極管Tl的源極、電阻R35的另一端、場效應三極管T2的漏極、主變壓器TRFl初級線圈的2端及電容C25的一端，場效應三 極管Tl的漏極接內部功率供電端VI，隔離驅動變壓器TRF2的次級線圈5端接二極管D7的 負極，二極管D7的正極分別接電阻R36的一端和場效應三極管T2的柵極，隔離驅動變壓器 TRF2的次級線圈6端分別接場效應三極管T2的源極、電阻R36的另一端及交流熱地HG，電 容C21與電容C22并聯，電容C23與電容C24并聯，電容C21的一端接內部功率供電端VI， 電容C21的另一端分別接電容C23的一端、電阻R37的一端和主變壓器TRFl初級線圈的 1端，電容C25的另一端接電阻R37的另一端，電容C23的另一端接交流熱地HG，主變壓器 TRFl次級線圈的3端接高壓輸出端HV. out,主變壓器TRFl次級線圈的4端接電流反饋電 路中電容C14和電阻R26的相連點，高壓輸出地G接電流反饋電路中二極管D4的正極。本實用新型的有益效果是工作頻率高，整機耗能低；具有輸入過壓、功率轉換過 熱及輸出過流等保護功能；配有輸出功率手動微調和報警指示；長期工作穩定性好，重量 較輕，外形美觀。
圖1為本實用新型的箱體示意圖。圖2為圖1的后視圖。圖3為本實用新型的電路連接框圖。圖4為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1 4所示，臭氧高壓電源，包括電源整機箱體1及箱體內的電源電路，電源 電路包括控制電路、電流反饋電路、過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電電路、驅動及輸 出電路，控制電路分別與電流反饋電路、過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電電路、驅 動及輸出電路連接，供電電路與驅動及輸出電路連接，驅動及輸出電路與電流反饋電路連 接；控制電路中控制芯片Ul的13腳和15腳相連并接內部穩壓供電端Vcc，控制芯片 Ul的3腳、10腳和12腳相連并接控制地GND1，控制芯片Ul的1腳和9腳相連并通過電容 C4接控制地GNDl，電阻R6與電容C5并聯，控制芯片Ul的2腳分別接電阻R5和電阻R6的 一端，控制芯片Ul的16腳接電容C3的正極并作為內部基準電壓端Vref，電容C3的負極與 電阻R6的另一端相連并接控制地GND1，電容Cl的正極接內部穩壓供電端Vcc，電容Cl的 負極接控制地GND1，控制芯片Ul的5腳接電容C2的一端并通過電阻R2接控制芯片Ul的 7腳，控制芯片Ul的6腳通過電阻Rl接可調電阻Wl的2端，可調電阻Wl的2端和3端相 連，可調電阻Wl的1端與電容C2的另一端相連并接控制地GND1，控制芯片U2A的1腳和 2腳相連并接電阻R5的另一端，控制芯片U2B的7腳接電阻R3的一端，電阻R7與電容C6 并聯，控制芯片U2B的6腳分別接電阻R7和電阻R4的一端、電阻R3的另一端、二極管D3 的正極，電阻R4的另一端接控制芯片U2A的3腳，控制芯片U2B的5腳接內部基準電壓端 Vref，控制芯片U2A的4腳接控制地GNDl，控制芯片U2A的8腳接內部穩壓供電端Vcc ；電流反饋電路中電阻似6的一端通過電容C14分別接二極管D4的負極和二極管 D5的正極，電阻R26的另一端接二極管D4的正極，二極管D5的負極分別接電阻R27的一容C13的負極接高壓輸出地G，電阻R27的另一端分別接電阻似8 和電阻R29的一端，電阻R28的另一端接可調電阻W4的2端，可調電阻W4的2端和3端相 連，可調電阻W4的1端接輸出地G，電阻R29的另一端分別接光電耦合器U5的1腳和電容 C15的一端，光電耦合器U5的2腳和電容C15的另一端相連并接輸出地G，光電耦合器U5 的3腳接控制地GNDl，光電耦合器U5的4腳接控制電路中控制芯片Ul的8腳；過溫保護電路中電阻R25與電容C9并聯，控制芯片U4B的5腳通過電阻15分別 接電阻R14和電阻R25的一端、三極管T5的基極，電阻R14的另一端接接內部穩壓供電端 Vcc,電阻R25的另一端與三極管T5的集電極相連并接控制地GND1，電阻R17與電容Cll 并聯，控制芯片U4B的6腳分別接電阻R16和電阻R17的一端，電阻R16的另一端接控制地 GND1，控制芯片U4B的7腳分別接電阻R20的一端、電阻R17的另一端，電阻R20的另一端 接控制芯片U4A的2腳，電阻R19與電容C12并聯，控制芯片U4A的3腳分別接電阻R21和 電阻R18的一端、電容C12的正極，電容C12的負極接控制地GNDl，電阻R18的另一端接可 調電阻W3的2端，可調電阻W3的2端和3端相連，可調電阻W3的1端接內部穩壓供電端 Vcc，控制芯片U4A的1腳分別接電阻R22的一端和電阻R21的另一端，電阻R22的另一端 分別接電阻R23的一端、三極管T4的基極，電阻R23的另一端與三極管T4的發射極相連并 接控制地GND1，三極管T4的集電極分別接發光二極管D3的負極、控制電路中二極管Dl的 負極，發光二極管D3的正極通過電阻RM接內部供電端V2，控制芯片U4A的4腳接控制地 GND1，控制芯片U4A的8腳接內部穩壓供電端Vcc，電容ClO的正極接內部穩壓供電端Vcc， 電容ClO的負極接控制地GNDl ；輸入過壓保護電路中控制芯片U3A的2腳通過電阻R8接內部基準電壓端Vref，控 制芯片U3A的3腳分別接電阻R9和電阻RlO的一端，電阻R9的另一端分別接電容C7的正 極、電阻Rll的一端、可調電阻W2的1端，可調電阻W2的3端和2端相連并與電容C7的負 極相連后接控制地GND1，電阻Rll的另一端接穩壓二極管D2的正極，穩壓二極管D2的負 極接內部供電端V2，控制芯片U3A的1腳分別接電阻R12的一端、電阻RlO的另一端，電阻 R12的另一端分別接電阻R13的一端和三極管T3的基極，電阻R13的另一端與三極管T3的 發射極相連并接控制地GND1，三極管T3的集電極分別接電容C8的正極、控制電路中控制芯 片Ul的8腳，電容C8的負極接控制地GNDl，控制芯片U3A的4腳接控制地GNDl，控制芯片 U3A的8腳接內部穩壓供電端Vcc ；供電電路中交流供電的L端通過保險管BX接輸入濾波電感Ll的1腳，交流供電 的N端接輸入濾波電感Ll的2腳，輸入濾波電感Ll的3腳分別接整流橋BRIDGE1的1腳、 變壓器TRF3初級線圈的1端，輸入濾波電感Ll的5腳分別接整流橋BRIDGE1的3腳、變壓 器TRF3初級線圈的2端，輸入濾波電感Ll的4腳接大地E，電阻R31與電容C16并聯，電阻 R32與電容C17并聯，整流橋BRIDGE1的2腳接電容C16的正極并作為內部功率供電端VI， 電容C16的負極接電容C17的正極，電容C17的負極分別接整流橋BRIDGE1的4腳、電容C20 的一端及交流熱地HG，電容C20的另一端接輸出地G，變壓器TRF3次級線圈的3、4端分別 接整流橋BRIDGE2的AC端，整流橋BRIDGE2的“ + ”端接電阻R30的一端并作為內部供電端 V2,電阻R30的另一端分別接穩壓芯片U6的1腳和電容C18的正極，穩壓芯片U6的3腳接 電容C19的正極并作為內部穩壓供電端Vcc，穩壓芯片U6的2腳分別與整流橋BRIDGE2的 “-”端、電容C18和電容C19的負極相連并接控制地GNDl ；[0022]驅動及輸出電路中隔離驅動變壓器TRF2的初級線圈1端接控制電路中控制芯片 Ul的11腳，隔離驅動變壓器TRF2的初級線圈2端接控制電路中控制芯片Ul的14腳，電阻 R33與二極管D6并聯，電阻R34與二極管D7并聯，隔離驅動變壓器TRF2的次級線圈3端接 二極管D6的負極，二極管D6的正極分別接電阻R35的一端和場效應三極管Tl的柵極，隔 離驅動變壓器TRF2的次級線圈4端分別接場效應三極管Tl的源極、電阻R35的另一端、場 效應三極管T2的漏極、主變壓器TRFl初級線圈的2端及電容C25的一端，場效應三極管Tl 的漏極接內部功率供電端VI，隔離驅動變壓器TRF2的次級線圈5端接二極管D7的負極，二 極管D7的正極分別接電阻R36的一端和場效應三極管T2的柵極，隔離驅動變壓器TRF2的 次級線圈6端分別接場效應三極管T2的源極、電阻R36的另一端及交流熱地HG，電容C21 與電容C22并聯，電容C23與電容CM并聯，電容C21的一端接內部功率供電端Vl，電容C21 的另一端分別接電容C23的一端、電阻R37的一端和主變壓器TRFl初級線圈的1端，電容 C25的另一端接電阻R37的另一端，電容C23的另一端接交流熱地HG，主變壓器TRFl次級 線圈的3端接高壓輸出端HV. out,主變壓器TRFl次級線圈的4端接電流反饋電路中電容 C14和電阻R26的相連點，高壓輸出地G接電流反饋電路中二極管D4的正極。電源電路的核心部分采用PWM集成控制芯片U1，工作頻率高，工作電壓范圍寬，圖 騰柱式輸出結構，采用隔離變壓器驅動半橋輸出電路，通過輸出電流反饋的調節，以穩定輸 出功率。同時，該電路具有多種保護功能，使用方便。選用低噪聲、低溫漂、穩定性好的控制芯片及其它元器件；合理的PCB布局設計， 確保控制電路與交流供電及輸出完全隔離；在變壓器線包結構工藝、裝配工藝及高壓絕緣 處理等方面有嚴格要求，確保電源長期工作的可靠性及穩定性。電源整機箱體1為3U標準機箱，輸出高壓用高壓纜線從電源整機箱體1后面板的 一側引出二根引線，分別是高壓輸出端H. V. Out、高壓輸出地G、交流供電輸入端ACIN，電源 整機箱體的前面板設有輸入電壓顯示表2、輸入電流顯示表3、報警指示燈4及電源工作開 關5。工作原理工頻市電220V經保險BX及濾波電感Ll后，一路通過橋式全波整流電 路BRIDGE1及濾波后，作為輸出電路的功率供電電源，另一路通過變壓器TRF3、整流電路 BRIDGE2及穩壓芯片U6，獲得內部供電V2和內部穩壓供電Vcc。控制電路的核心部分采用PWM集成控制芯片Ul，從其11腳和14腳雙端輸出的PWM 振蕩脈沖信號，直接連接隔離驅動變壓器TRF2，該變壓器既能使次級電平位移，又能使控制 電路與主變換器電路隔離，耦合驅動由MOS功率三極管Tl和T2、主變壓器TRF1、電容C21 及電容C22等組成的半橋輸出電路。在過溫保護電路中，當功率轉換裝置工作溫度過高時，溫度傳感器T5采集的溫度 電壓信號，通過控制芯片U4A和U4B等，使三極管T4導通，一方面將控制電路中控制芯片Ul 的2腳電位拉低，使其停止工作，另一方面將開機軟啟動定時電容C6上的電荷放掉，等待重 新啟動。在輸入過壓保護電路中，當輸入的交流供電電壓過高時，在整流電路BRIDGE2的 正輸出端采集的輸入過壓信號V2，通過控制芯片U3A等，使三極管T3導通，將控制電路中控 制芯片Ul的8腳電位拉低，使其停止工作。在驅動及輸出電路中，控制電路產生的高頻脈沖波，通過半橋電路，經主變壓器TRFl輸出高壓，并通過控制、調節輸出電流，來穩定輸出功率。負載電容與高壓變壓器TRFl 的漏感發生諧振，產生峰峰值為幾千伏的準正弦波高壓，用于驅動以電暈放電制取臭氧的裝置。
權利要求1.一種臭氧高壓電源，包括電源整機箱體(1)及箱體內的電源電路，其特征在于所述 電源電路包括控制電路、電流反饋電路、過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電電路、驅動 及輸出電路，所述控制電路分別與電流反饋電路、過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電 電路、驅動及輸出電路連接，所述供電電路與驅動及輸出電路連接，所述驅動及輸出電路與 電流反饋電路連接。
2.根據權利要求1所述的臭氧高壓電源，其特征在于所述電源整機箱體(1)后面板 分別設有高壓輸出端HV. Out、高壓輸出地G、交流供電輸入端AC IN,電源整機箱體的前面 板設有輸入電壓顯示表O)、輸入電流顯示表(3)、報警指示燈(4)及電源工作開關(5)。
專利摘要本實用新型涉及一種臭氧高壓電源，包括電源整機箱體及箱體內的電源電路，電源電路包括控制電路、電流反饋電路、過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電電路、驅動及輸出電路，控制電路分別與電流反饋電路、過溫保護電路、輸入過壓保護電路、供電電路、驅動及輸出電路連接，供電電路與驅動及輸出電路連接，驅動及輸出電路與電流反饋電路連接；本實用新型的有益效果是工作頻率高，整機耗能低；具有輸入過壓、功率轉換過熱及輸出過流等保護功能；配有輸出功率手動微調和報警指示；長期工作穩定性好，重量較輕，外形美觀。
文檔編號C01B13/11GK201846244SQ20102025501
公開日2011年5月25日 申請日期2010年7月12日 優先權日2010年7月12日
發明者于亮, 劉云濱, 殷生鳴 申請人:天津市東文高壓電源廠