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无线电电子与电气工程百科全书 小型空气扩散器。 无线电电子电气工程百科全书
新型空气离子发生器的开发旨在打造紧凑型家用电器。 但在完整的设计出现之前，作者进行了多次实验。 最初，它们是用一个简单的三极管高压转换器进行的，后来由于它产生的电磁干扰和低效率而不得不放弃。 随后，制作了单晶体管转换器，这是所述空气离子发生器的基础。 两种类型的转换器都可以在电离电极上获得高达 80 kV 的负电势。 为了改变电极上的电压，使用了可调自耦变压器，从其输出将频率为 50 Hz 的电源电压施加到转换器。 用带有磁电指针指示器（指针总偏转电流50μA）和附加电阻（阻值为2GΩ，由20个每个100MΩ的电阻串联组成）的电压表测量电极处的电压。 因此，测量电压的极限为100kV。 在实验中，使用的电极是末端尖的一束细导体（“蒲公英”的形式）。 测量结果表明，在距电离电极20m处的电位为2kV时，空气离子浓度已达到卫生标准允许的最高水平。 因此，对于电极上任何大的电位值，人可以长时间停留的最小距离变得更大。 另一个重要的结论是，轻空气离子的浓度随着距电极的距离而显着降低——每米距离大约降低 10 倍。 这种下降是由于离子的重组（死亡）以及它们被污染空气的各种气溶胶颗粒捕获所致。 由于重组，轻空气离子的平均存在时间（“生命”持续时间）非常有限，实际上不超过十秒。 因此，根本不可能在一个房间内产生均匀的空气离子分布，如果仅在其中一个房间安装离子发生器，则更不可能在多个房间内使空气离子饱和。 试图为未来储备空气离子也是没有用的。 关闭设备后，他们的注意力会迅速下降到背景水平。 但工作设备的好处仍然会在很长一段时间内以清洁空气的形式体现出来。 如果需要使多个房间充满空气离子，则每个房间都必须配备离子发生器或使用便携式设备。 考虑到上述情况，开发了一种紧凑型空气离子发生器，作者将其命名为“Korsan”（图1）。
高压转换器和其中的电晕电极在结构上通过连接器连为一体。 半个外部尺寸为 110x80x30 mm 的塑料肥皂盒被用作转换器盒，其中有一个单晶体管自激振荡器板，带有来自 220 V 网络的无变压器电源、一个二极管电压倍增器、一个电流-限流保护电阻和用于连接电极的插座。 设备机身上没有电源开关，人体接近工作设备时会产生静电荷，无法使用。 因此，空气离子发生器配备了一根末端带有插头的长（至少2 m）柔性电源线，用于打开和关闭设备。 外壳尺寸允许在其中放置 40 kV 或更高电压的二极管倍增器。 但根据离子发生器在日常生活和医疗机构中使用三年的经验，应认为适合家庭使用，电极电位的选择为15至30 kV。 空气离子发生器的电路如图所示。 2.
网络220V的交流电压在二极管电桥VD1和电容器C1的帮助下被转换成约310V的恒定电压，该恒定电压为高压振荡器供电。 它由晶体管VT1和变压器T1组成。 绕组I和电容器C2构成振荡电路，与电阻器R2和与电阻器R1并联的指示灯LED HL3串联连接到晶体管的集电极电路。 从绕组II通过去耦电容器C3，正反馈电压被施加到晶体管的基极。 电阻器 R4-R6 决定底座上的自动偏置模式。 在升压绕组III上，产生幅度约为3kV的交流电压，该电压被提供给二极管VD2-VD11和电容器C4-C13上的倍增器。 通过十个倍增级，可实现 30 kV 的负电势。 当使用八级倍增器时，其输出将分别为24 kV。 倍增器的输出通过保护电阻R2连接到插座X7，如果意外接触电晕电极，保护电阻RXNUMX会将电流限制到安全值。 该设备最关键的元件是高压变压器（图 3）。 它是在十一节圆柱形框架2上制成的，该框架具有直径为1mm的由M8NN铁氧体制成的磁路400。
升压绕组 III 包含 3300 匝 PELSHO 0,06 线，均匀地敷设在每个 300 匝的框架部分中。 绕组I包含300匝PELSHO 0,1，并在套筒4上绕三排，根据绕组输出方案III，套筒0,1从左侧位于框架边缘。 反馈绕组 II 的四匝用 PELSHO 3 线绕在绕组 I 上，并用一层绝缘胶带（胶带）XNUMX 与其隔开。 带有磁芯的框架的长度可以在70...100毫米的范围内，并且由壳体的尺寸决定。 变压器的框架2和套筒4可由3-4层打印机或复印机用纸粘合在一起。 用于分离部分的颊板可由 0,3 ... 0,5 毫米厚的厚纸制成。 但当然，最好用电介质（氟塑料、聚苯乙烯、有机玻璃、硬橡胶或致密木材）雕刻截面框架。 绕组 III 的起点和终点焊接到端子 5 上，并粘在框架的边缘上。 从直径为 0,4 ... 0,5 mm 的单芯铜线很容易得出结论，但不可能产生短路匝。 得到同样的结论，将变压器贴在板上。 绕组 I 和 II 的端子按照图中所示的相位焊接到电路板上。 所描述的设计允许变压器在没有任何特殊浸渍的情况下运行。 如果使用 KP872、KP810 或 KP953A 系列的任何 BSIT 晶体管（栅极端子用作基极、漏极 - 集电极、源极 - 发射极）而不是电路上所示的双极晶体管 KT948A，将获得最佳结果。 。 二极管电桥VD1-任意，设计用于至少100mA的整流电流和至少400V的反向电压； 整流极 VD2-VD11 - KTs106B-KTs106G 或任何 KTs117、KTs121-KTs123 系列。 电容器 C1 - 容量为 1 至 10 微法，电压至少为 315 V； C2、C3 - 任何类型，但 C2 的工作电压至少为 315 V； C4-C13 - K15-5，容量为 100-470 pF，电压为 6,3 kV。 LED——任何具有可见辐射的LED。 电阻器 R1-R6 - C2-23、C2-33、MLT、OMLT； R7 - C3-14-0,5 或 C3-14-1。 当使用可维修部件并无错误安装时，空气离子发生器立即开始工作。 使用测量限值为 25-50 mA 的交流毫安表和允许您在屏幕上观察摆幅至少 600 V 的电信号的示波器，可以方便地控制振荡器的操作并测量其主要参数电流表可以让您确定并最小化网络消耗的功率，而示波器则可以直观地监控和优化设备的运行，以及间接确定乘法器输出端的恒定电压值。 任何网络线路的断路处都包含交流电表。 但在将 X1 插头插入电源插座之前，请记住，空气离子发生器在没有隔离变压器的情况下供电，因此，相对于中性线，其任何元件都处于对人体危险的电压下。 因此，请记住安全措施并遵守它们！ 建议第一个包含项不使用二极管倍增器。 在没有发电的情况下（由连接到晶体管集电极的示波器控制），应注意消耗的电流（静态电流）。 如果不超过1mA，则晶体管的基极电流传输比可能降低，最好更换。 但您可以尝试通过选择阻值较小的电阻器 R5 来增加静态电流。 如果静态电流在 2 ... 5 mA 范围内，并且没有发电，则其不存在的原因可能是变压器绕组引线的相位不正确。 在这种情况下，交换任意绕组（I 或 II）的末端就足够了。 如果此生成之后没有发生或存在振荡，但振幅非常小（晶体管在不截止的情况下工作），则有必要增加反馈绕组 II 的匝数（1 ... 2）。 在正常运行的发电机中（其频率为 40 ... 60 kHz），集电极上相对于公共导线的峰值电压在 500 ... 超过 600 mA 的范围内。 在此模式下，晶体管释放的功率不超过90W，并且可以在没有散热器的情况下使用。 应该记住，发生器的效率与晶体管的截止角有关。 通过选择电阻器 R4 和绕组 II 上的电压，可以使用示波器轻松优化该参数的值。 电压越高（匝数越多）和电阻器的阻值越低，截止角就越大。 效率对截止角的依赖性极大，最佳模式在 80-100° 的角度下实现。 发电机调谐完成后，可以使用示波器测量升压绕组III上的电压幅度。 为此，最简单的方法是使用电容分压器（图 4）。
电容器 C1 的工作电压必须至少为 3000 V，例如 KVI，电容器 C2 的工作电压可以是任何类型。 电容器指示值和示波器输入电容 100 pF 的这种链的分频系数为 100。 通过将升压绕组 III 上的电压幅值乘以二极管倍增器的级数来确定电离电极（插座 X2 上）上的电压，具有足够的精度。 设置结束后，您可以使用连接的乘法器测试设备的运行情况。 为此，必须使用至少 10 厘米长的电线将其连接到升压绕组 III，并将其放置在良好的电介质片（有机玻璃、getinaks 等）上。 最好的检查方法是使用高压电压表测量乘法器输出端相对于地线的负电位。 但您可以将自己限制为简单的包含。 在正常运行的转换器中，通常会在二极管倍增器的电容器端子之间发生电晕放电，并伴有特有的嘶嘶声和臭氧气味，但火花放电也是可能的。 当然，以这种形式操作空气离子发生器是不可能的。 至少需要用介电化合物密封倍增器。 如果决定只密封一个倍增器，那么整个离子发生器的设计应使电晕电极与高压单元之间的距离至少为1m，否则空气离子发生器的可靠性会急剧下降几个月后可能会失败。 微电流开始通过现有的接头和间隙流过高压单元的外壳，最终变成火花放电，这不仅是由于气溶胶颗粒不可避免地沉降在其表面，而且还由于它们渗透到外壳中。 在所描述的设计中，器件的所有部件均采用 EDP 环氧粘合剂密封。 在浇注之前，将单元和元件安装在壁厚至少为 1,5 毫米的介电外壳中。 必须采取措施消除树脂可能通过连接连接器、LED 和电源线入口的孔泄漏的情况。 为此，孔的直径必须与相应的元件完全匹配。 可以使用PVA胶、“Moment”、BF等对这些地方进行初步密封。 EDP胶水按照其附带的说明使用。 在与固化剂混合之前，将基材加热至 70...90°C，以增加流动性并加速固化过程。 但必须考虑到各组分混合后会发生固化反应并释放大量的热。 体积大于 50 毫升的树脂可能会在几分钟内自热沸腾并固化。 因此，必须使用以1:1的体积比加入到已准备好的浇注料中的填料（石英或河沙）。 在装满箱子后 24 小时内可以操作设备。 作者：V.N.科罗文
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