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高压 静电 吸发器 设计 研究 钻研 电子 优秀 优良 机械 机电 电机 毕业设计 论文 a6199

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说明书一份,23页,11500字左右.

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内容简介：

河南科技学院本科毕业论文（设计）中期 进展情况 检查表 学生姓名 朱凯 班级 应教 052 指导教师 田泽正 论文（设计）题目 高压静电吸发器的研究与设计 目前已完成任务 解了它们的高压直流电源设计原理，参考他们的设计方法，画出了本设计所需要的电路原理图。 厂企业中的吸尘头装置不适合在家庭中使用。 是否符合任务书要求进度： 符合 尚需完成的任务 直流高压电压测试及吸尘头装置的研制 能否按期完成论文（设计）： 能够按期完成论文 存在问题和解决办法 存 在 问 题 直流高压电源电压及功率是否足够，吸尘头装置采用平板式还是圆筒式 拟 采 取 的 办 法 遇到棘手问题及时向指导老师反映，在老师的指导下和同学的帮助下解决问题，设计过程中，多向经验丰富的同学请教，遇到有争议的地方共同讨论后再作出合理决定，确保设计的合理性、科学性、实用性以及资料来源的权威性。 指导教师签 字 日期 年 月 日 教学院长（ 系 主任） 意 见 签字： 年 月 日 河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书 题目名称 高压静电吸发器的研究与设计 学生姓名 朱凯 所学专业 应用电子技术教育 学号 20050324219 指导教师姓名 田泽正 所学专业 农业机械化 职称 教授 完成期限 2008年 12月 22日 至 2009年 6月 5日 一、论文（设计）主要内容及主要技术指标 在分析工厂企业中使用的除尘器装置的基础上 研究和设计 一种 能用于家庭使用的高压静电吸发器，主要用于清理地板上的毛发等灰尘。采用直流高压电源 ，要求电源稳定可靠，整个装置使用轻便， 所用电路尽量简单易懂，选用的元器件要常见易得，适合家庭标准 。 （ 1） 直流高压电源产生的电压要足够高 ； （ 2）高压电源要有保护电路 ； （ 3） 整个装置功率要达到吸起毛发的标准 ； （ 4） 整个装置尽量小巧轻便。 二、 毕业论文（设计）的基本要求 文）一份：有 400字左右的中英文摘要，正文后有 10篇左右的参考文献。 论文字数在 6000字以上； 000汉字的与本课题有关的外文翻译资料； 0000字以上； 三、毕业论文（设计）进度安排 12 月 22 日 1 月 9 日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。 2. 2009 年 2月 167 日（第 1指导教师审核开题报告、设计方案和英文资料翻译。 3. 2009年 3月 2日 4日（第 3毕业设计单元部分设计。 4. 2009年 4月 26日 日（第 10=11周），毕业设计中期检查。 5. 2009年 5月 4日 2日（第 12），设计仿真、程序调试、线路板制作调试， 整理、撰写毕业设计报告。 6. 2009 年 5月 25日（第 15）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。 1 a in A of of of of in to in of be by as he of in is In be a of is of by or of be to of a to to to to a By of to do a in or In to a is a be a s a in By of of of be as or A of a is a of AC 0Hz 00Hz 00 (is to in of to to a to of In of in a to It be as X 10-9 100be in of of is on a or be It be a a to on of n of be be as as By to A be a is 3 a of an a as a or is in of 6 I = (E/R)(1) I = in E = at R = in is dc of is to to a to a is a of be is a of an to is 4 a of an If is on a be as or a of A be so in A an if a A of is to 7 be by an a be at a 6) be in is a be to or in to be be by of V. n a by is be in a of A be as a it is it be as 7: 2 is on 1. R1 2 a In a be is to an as is to as 2. In it be to In be to an of is to be of 8 to it of be a of be by In of be of be on A is 104. 1 C. 995. 2 D. . s 994. 3D. . of 9994. 410n 高压静电 发生器 工程副总裁 摘要 高压电源的关键组成部分 是 静电应用。各种工业和科学应用的高电压电源以供科学家，工程师，规范和用户的静电。工业生产过程，例如，需要大量的监测作业条件，以便最大限度地扩大产品产量，改善品质，并降低成本。新进展供电技术提供更高水平的监测和过程控制。科学实验还可以影响电力的影响。促进效果，如输出精度，稳定，纹波和管理进行了讨论。 一。导言 使用高电压的科学及工业应用是司空见惯。特别是，静电可用于不同 的影响。从广义上说，是研究静电效应所产生的电气费或领域。静电的应用可用于产生运动的材料，无需身体接触，分离材料到元素水平，结合材料，形成均匀的混合物和其他实际和科学用途。根据定义，静电的能力的影响，需要做的工作不同电位两个或两个以上的材料。在大多数情况下，所需的能量，迫使潜在的区别是来自高压电源。这种高电压源可以是一个高压电源 应用 。今天的高电压电源器是固态，高频设计，提供性能和控制无法实现的仅在几年前。显着提高的可靠性，稳定性，控制，减少大小，成本和安全已经实现。通过了解这些改进，用户的高压静电电源的应用中 受益。此外， 作为 独特的要求，高压电源 发生 器应被理解为他们可以影响到设备，实验，过程或产品 。 二。 高 压电源 发生 器 的操作原理 图 1 一种简化的高压电源 10 一种简化 的 高压电源 如 图 1。输入电压的来源可能有广泛的电压特性。交流 电 源 50至 400480 流电源从 500键是用户要了解输入电压的要求，因为这会影响整个系统的使用和设计。监管机构，如美国保险商实验室，加拿大标准协会，国际电工技术委员会及其他具有高度参与任何电路连接到电网。除了主要的逆变电源电路的电源， 输入电压源也可以用于辅助电源控制电路和其他辅助电源要求。 输入 滤波平台 提供输入电压源。这种调节通常的形式，整顿和过滤交流渠道，并附加的滤波直流来源。超载保护， 监控电路也可以找到。输出输入的过滤器通常是直流电压源。这个直流电压提供了能量来源逆变。逆变阶段的直流电源转换为高频交流信号。电 源中 存在许多不同的逆变器拓扑结构。高压电源器具有独特的因素，可能会决 定逆变器的最佳办法。该逆变器产生高频交流信号是加紧了高压变压器的原因，高频产生是为了提供高性能与缩小规模和减少磁存储电容器的纹波。 一个变压器 具有 高加强 比例 时， 高变频器 就会被加倍 。加强高比率反映了一种寄生电容在 主要的高电压互感器， 这反映为（ 二 功能。这 种 大 的 寄生电容出现在主要的变压器必须是隔离的逆变器开关设备。如果没有， 异 常高脉冲电流将 会 出 现 在逆变器 之中 。 常见的高电压电源 的另一个参数 是一种广泛的负荷运作。由于存在高电压，绝缘击穿是司空见惯。该逆变器的 稳定 性和控制回路的特点，必须 负责 几乎 与 任何开路，短路和业务负载相结合的条件。这些问题以及可靠性和成本，必须在高压电源逆变器拓扑结构 之中 解决。 高频逆变器输出的是适用于 主要 高电压升压变 压器。适当的高电压变压器的设计需要大量的理论和实际工程。了解 这个有吸引力的 设计必须 应用材料和过程控制。许多具体的专门知识 涉及大量的二级轮流， 较高的次级 电压。由于这些因素，核心几何，绕组绝缘方法和技术有很大不同，比传统变压器的设计。一些令人关切的领域是：伏特 /反过来评级二次线，绝缘层层评级，绝缘材料损耗因数，绕组几何，因为它关注的是寄生电容和 次级 漏磁，浸渍绝缘漆，以缠绕层，电晕水平和几乎所有其他常规的问题，如热利润率，以及总成本。 高电压倍增电路负责整顿和乘法的高电压互感器二次电压。这些电路使用高压二极管和电 容器在 “电荷泵 ”电压倍增器的连接。与高电压变压器，高电压倍增器设计需要特定的专门知识。此外，以整顿和乘法，高压电路中使用的过滤器的输出电压，并在监测电压和电流反馈控制。输出阻抗可能故意添加，以防止放电电流从电源的存储电容。 这些高电压绝缘部件通常是从地面水平，以防止电弧了。绝缘材料的差别很大，但是典型的材料是：空气， 缘油，固体 胶囊型 （ 氧树11 脂等）。 对于 一个可靠的高电压设计 而言，绝缘材料的选择和过程控制可能是最重要的方面 。 控制电路使所有的电源一起工作。电路的复杂性可从一个模拟 大量 的集成电路，甚至一个微处理器控制和监测的所有方面的高压电源。但是，基本的要求，每个控制电路必须满足是精确调节输出电压和电流 的负载，输入功率，决定和命令的规定。这是最好的反馈控制回路。图 2显示了如何利用反馈信号来调节输出的电压 。常规调控电压和电流可通过监测输出电压和电流分别。这是比较理想的（参考） 输出信号。差额（错误）之间的反馈和参考将导致改变逆变器控制装置， 这将导致改变权力交付输出电路。 图 2 电源控制环 此外，电压和电流调节，其他参数可精确调节。控制输出功率很容易完成了 功能 （ 即 ），和 比较理想的输出功率范围。事实上，任何变量内发现欧姆定律可以调节 （电阻，电压，电流和功率）。此外，最终的工艺参数可调节的影响，如果他们的高压电源（即涂料，流量等）。 三。高电压调节 必须有一个规范的高电压和 /或恒流对于大多数应用中，涉及静电。变化的输出电压或电流可以直接影响最终结果，因此，必须充分理解为一种错误来源。在高压电源器，用于项目所需输出 电压参数 可以消除的一个重大错误来源 是 使用高度稳定的 集成电路。 典型规格优于 5是 常规的。同样 模拟集成电路（运算放大器， 模数和数模转换器，等等） 可以消除的一个重要错误来源 是 慎重 挑选你所使用 设备。 独特的高电压电 源还有一个部分，这将是稳定的错误主要来源：高电压反馈分压器。正如图 1，高电压反馈分压器由一个电阻分压器网络。这个网络将 输出电压足够 低的水平来处理的控制电路 的问题，稳定在这个网络结果从大阻力的反馈电阻。 阻 值 高于 100百万欧姆的电阻是常见的 （这是为了降低功耗和减少电路的影响， 以及 温度变化而 产生的自热 ）。大阻力和高电压等级，需要独特的技术，12 具体到高电压电阻器。独特的高电压电阻必须 “配对 ”，以低价值的电阻率跟踪，以确保根据温度变化 电压，湿度和时间。 此外，高附加值的 电阻 的反馈网络是指易感性非常低电流的干扰。可以看出，电流低至 110100此，电晕电流的影响，必须认真加以考虑的设计，电阻和电阻反馈网络。此外，由于许多电阻技术是基于核心或陶瓷基板，压电效应，还必须考虑。它可以证明，振动高压电源在运行期间将实施一个信号，相关的振动频率，在输出的电力。 四。高压电源 需要的 辅助 功能 在许多应用中的高电压，增加控制功能 是 可能需要的工具。电源设计者必须熟悉的静电应用的最终用户。通过了解应用， 电源设计人员可以把重要的职能，以造福于结束 进程。一个 高压电源 典型功能是可以实现 一种 “电弧识别 ”的控制，如 图 3 所示 。通常情况下，电流感应装置，如电流互感器或电阻插入 “低压侧 ”的高电压输出电路。通常情况下，电弧电流等于： I= （ E/R） I=电弧电流安培。E=高压电容器电压。 R =输出限制电阻 。 图 3 电弧识别电路 电弧电流通常远远大于正常的直流电流额定值的电力。这是因为保持阻力限制到最低限度，从而功耗到最低限度。一旦弧事件感觉到，一些 功能能够得到执行。 “灭弧 ”一词的特点是电 弧终止时电压被 消 除。图 4显示了 灭弧功能的 框图 。 图 4 灭弧原理 13 如果不想要关闭的第一个弧事件，数字反相器可以添加在所显示的图 5。关机或灭弧后会出现预定数目弧线已被识别到。复位时 必须使用的低频弧事件不是积累的 反相器。例如：如果 一分钟内 有 8个电 弧 就可以进行一个弧形关机 。 图 5 弧计数电路 一个有用的应用识别弧电路能最大限度地施加电压 略低 于电弧水平。这可以通过遥感，一个弧已经发生和降低电压的一小部分 直至电弧停止。电压可以缓慢自动增加（图 6）。 图 6 自动减缓电压框图 另一个特点是可以在高 压电源是一种高度准确 的电流监测电路。通用应用这一监测功能只能 精确到毫安或微安。然而 在一些静电应用精度下降到 毫微微安倍可能需要。这 种精度可提供高压监控电路，然而 用户的电 源 通常必须 在 订购之前指定这个要求。 五 。 生成恒流源 在许多静电应用，恒流电晕造成的影响是可取的。这可以在一些独特的方式。恒流源可大致定义为源阻抗远远大于负载阻抗 电源 。 它 显示在图 7中。 图 7 实用 恒 流源 14 实际上指出，作为 电流通过 电阻 此 一个恒定电流。在单电源应用，这可以从两方面入手。首先是提供一个外部电阻器的电流调节器。第二是目前的电子 监管 中 使用电流反馈控制如前述 图 2所示。 在应用中 经常需要 多个电流源， 而 多个电源 可能不够实际 。在这种情况下，多个电阻可用于 提供一系列的电流源。这通常是大面积使用在需要处理的使用静电。图 8显示这项计划。 图 8 多电流源实现方法 六。结论 本 文介绍了有益的静电应用高压电源。高压电源的关注，区别于传统的电源 。设计师高电压电源 发生 器可以是一个关键资源为用户静电。重要的控制功能，可提供的高压电源。此外，高电压使用需要重要关注 安全 。 高电压源可致命，初学者 高压的教育应该是所涉及的危险。一般准则的安全做法是在 准510安全高电压，高功率测试 的 推荐做法 4”。 参考文献： 1“高压电源分析仪器 ”，匹兹堡会议， 1995年 3月。 2. “如何 说明今天的高电压电源发生器 ”，电子产品杂志， 1994年 3月。 3“新的高频率，高电压电源 发生 器的微波加热应用 ”议事第 29次 微波功率研讨会， 1994年 7月。 410合 高电压和高功率测试建议操作 河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告 高压静电吸发器 的设计与研究 学生姓名 朱凯 专业 应用电子技术教育 学号 20050324219 指导教师姓名 田泽正 所学专业 农业机械化 职称 教授 完成期限 2008 年 12 月 22 日 至 2009 年 6 月 5 日 一、选题的目的意义 们对空气质量的要求也越来越高。然而由于生理心理等各种原因，脱落的头发一直威胁着我们本来应该洁净的室内环境。在 索地面头发如何处理的约有 1 570 000 多条 ，可见关于 清理地面头发一直是十分令人头疼的问题。 尘器主要由起尘、吸尘、滤尘三部分组成，一般包括串激整流子电动机、离心式风机、滤尘器（袋）和吸尘附件。一般吸尘器的功率为 400更高，便携式吸尘器的功率一般为 250W 及其以下。吸尘器能除尘，主要在于它的 “头部 ”装有一个电动抽风机。抽风机的转轴上有风叶轮，通电后在抽风机 以每秒 500 圈的转速产生极强的吸力和压力 作用下 ，空气高速排出，而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气，致使吸尘器内部产生瞬时真空， 在大气压作用下 吸入含灰尘的空气 。灰尘等杂物依次通过地毯或地板刷、长接管、弯管、软管、软管接头进入滤尘袋，灰尘等杂物滞留在滤尘袋内，空气经过滤片净化后，由机体尾部排出。吸尘器的吸尘桶内装有一个收集灰尘的盒子，尘垢便留在集尘盒里，盒子装满后，可取出用水刷洗清理。 是大多数用于大型厂矿企业中 粉尘捕集回收和气体净化 ，而对于家庭用清洁地面毛发纤维的几乎没有。这里研究的高压静 电 吸发 器系高压直流静电除尘设备，电晕线接高压直流电成为 阴 极，阳极板接地成为正极。由于高压电场的作用，产生气体电离 毛发 也有带 有负电。大量带负电的 毛发等纤维 被吸尘极进行电中和而逐渐沉积下来。同 时，也有少量带正电荷的粉尘粒子沉积在电晕极上。通过专设的机械 机构，分别将两极上沉积的粉尘振落、聚集到灰斗中，于是便完成了气体除尘过程。 二、国内外研究现状 近 年来，关于静电的研究从未终止过，从一开始人们惧怕它给我们带来的诸多不便到我们研究它的原理并加以应用，我们认清了它的真面目。静电已广泛应用于 静电除尘和分选、静电喷涂、静电纺纱、静电植绒、静电复印、静电制版、静电火箭发动机、静电轴承、静电陀螺仪、静电透镜、静电育种 、静电常温灭菌 。 我国在这方 面走在前列的是 北京市劳动保护科学研究 所、 鞍山静电技术研究设计院 、 河北大学静电研究所， 大连理工大学 静电与特种电源研究所 、 上海科苑静电研究所 。 高压开关式电源已成为电除尘器供电的新趋势，高压直流电源技术已渐进成熟，这种电源成品也数不胜数。我国 在跟踪国外技术的基础上，正在研制工作频率 2040出电压 45100流 300500种开关式电源体积小，重量轻，纯直流供电，火花快速恢复以及间歇供电。可使电除尘器的除尘效率得到显著提高。 三、主要研究内容 1高压静电吸发器是利用 含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线 (又称电晕极 )和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。 果该项目设计得好，一定会对家庭卫生作出必要的贡献。 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 计。 五、 主要参考文献与资料 1 程守洙 . 普通物理学 M. 北京 : 高等教育出版社 ,2000. 2 马文蔚 . 物理学原理在工程技术中的应用 M高等教育出版社 . 1995. 3 刘后启 ,林宏 . 电除尘器 M. 北京 :中国建筑工业出版社 ,1987 4 解广润 高压静电除尘 M 北京 水利电力出版社 5 库兹明科 孙琦译 晶体管直流电压变换器的设计 M北京 人民邮电出版社 6 梁显鉴 宽范围可调高压电源 J电子技术， 1997，（ 4）； 176 7 董玉振等 微型数控高压电源的研究 J 高电压技 术， 1994， 20（ 4）； 23 8 李爱文 现代逆变技术及应用 M 北京：科学技术出版社， 2000 9 沙占友等编特种集成电源最新应用技术 M北京：人民邮电出版社， 2000 10 戴晓明，李振国。新型高压开关电源的研制 J 原子能科学技术， 2000， 34（ 2）： 125 11 , , , . of a 12 , , , et of 13 , et ,231,643. 14 , , , et SP 15 P G， 5 50 J 1990，（ 2） 六、 指导教师审批意见 签名： 年 月 日 河南科技学院本科生毕业论文（设计）成绩 评定表 （指导教师用） 学生 姓名 朱凯 院（系） 机电学院 专业 应教 052 论文（设计）题目 高压静电吸发器的研究与设计 指 导 教 师 评 语 及 评 分 指导教师评语： 本论文课题选择新颖，该生认真对待，收集了详细的资料特别是外文资料，详细的做了参考研究，并结合所学知识做了理论分析。该生在整个毕业设计期间态度认真仔细，工作积极主动积极性较高，专业基础理论扎实，分析了几种高压电路，提出了几个可行性方案，得出最终方案；创新性的设计出了吸发器头部装置。出色的完成了毕业设计任务， 达到了学士论文水平， 同意参加答辩。 需手写 指导教师评分 _ 指导教师签字： _ 2009 年 5 月 21 日 河南科技学院本科生毕业论文 (设计 )指导过程记录表 论文 (设计 )题目 论文答辩定时控制器的设计与制作 学生姓名 朱凯 专业 应用电子技术教育 学生学号 20050324219 班级 052 指导教师姓名 田泽正 职称 教授 第 1次指导： 发派设计任务， 确定 了 设计方向 。 指导时间 年 月 日 第 2次指导： 收集 资料，确定 了 可实现设计的方案 。 指导时间 年 月 日 第 3次指导： 查询资料，对比方案，确定 了 设计方案。 指导时间 年 月 日 第 4次指导： 根据所掌握的资料，确定 了 所能实现的功能，考虑暂时不能实现的功能如何才能实现。 指导时间 年 月 日 第 5次指导： 确定 了 直流高压电源的 实现框图、 大致原理图 。 指导时间 年 月 日 第 6次指导： 参考工厂企业中的电源 实现方法，设计出 了 高压电源 电路。 指导时间 年 月 日 续表 第 7次指导： 参考工厂企业厂矿中使用的除尘头装置，考虑家庭用装置 。 指导时间 年 月 日 第 8次指导： 画出吸发器吸尘头装置原理图 。 指导时间 年 月 日 第 9次指导： 整理思路，收集本设计的材料，着手论文的撰写 。 指导时间 年 月 日 第 10次指导： 整理材料，撰写 好 了论文 。 指导时间 年 月 日 第 11次指导： 上交了论文，基本可以，稍作部分修改 。 指导时间 年 月 日 第 12次指导： 论文修改可以，可以答辩 。 指导时间 年 月 日 说明： 设计 )的过程记录表，由指导教师填写。 次。 每周集中填写指导记录表 1次。 3. 论文 (设计 )完成后， 此表由指导教师交院 (系 )教学秘书处保存。 1;:方案五电路原理图中二极管 电路起什么作用？ 答： 于防止输入、输出端意外短路而损坏集成块 到保护电路的作用。 2:在理论分析后你得出吸起尘埃所需要的电压是多高？你设计的高压电路能产生多高电压？ 答：吸起普通的尘埃大概需要 2 万伏左右，吸起脱落的头发需要的电压更高些。本设计的高压电源可产生 8 万伏左右的直流高压。 3：简要说一下你所选用方案的优点？ 答：方案五输出直流高压足够高，足够吸附毛发等大一点的尘埃，电路原理简单，元器件常见，特别是设计了恒流自动控制电路，这样功率稳定， 使 该装置工作起来稳定可靠。 摘 要 本文 设计了一种 家庭 实用的高压静电 除尘 器 。 介绍了 常见高压 静电 发生器的工作原理， 对 几种 电路进行了 分析，对所选用的电路详细的分析。此装置既可用于 普通居民家庭中 毛发等灰尘的清理 ，又可用于 理发店美发厅 。 关键词 高压 ， 静电 ， 吸发 器 ， 除尘 英文摘要 目录 1 绪论 在空气干燥的季节，当你开门时偶尔会有电击的感觉，这就是静电放电（）。当你感觉电击时，你身上的静电电压已超过伏！当你看到放电火花时你身上的静电已高达伏！当你听到放电声音时，你身上的静电已高达伏！但是现代许多高速超大规模集成电路碰到仅几十伏或更低的静电就会遭到损坏。也就是说当你接触这些电路时，你既没有感觉到又没有看到更没有听到静电放电时，这块电路就已部分损伤或完全损坏，而你可能还在找其硬件或软件的原因。你可能还没有意识到是静电这个“幽灵”。在上个世纪中叶以前，静电现象就如同科技馆中的表演，只是一种有趣的物理现象；然而现在，静电已成为高科技现代化工业的恐怖主义者。 国内外近年发生了多起因静电造成的重大人员死亡事故。在军工企业部门，静电放电使火箭（弹）产生意外爆炸；在石化工业中静电放电多次使汽油着火爆炸；在电子工业中损坏电子元器件，仅美国每年因静电对电子工业所造成的损失就达几百亿美元。静电危害的另一种形式是静电力的危害，静电力的吸尘作用会影响产品质量，在大规模集成电路生产中由于静电使芯片成品率大大降低。印刷过程中由于静电吸引力使纸张难以对齐，降低生产效率。另外静 电放电还产生很强的电磁干扰，其频率非常宽，从低频至几千兆赫兹以上。这种强电磁场作用时间短但其强度远比手机辐射的电磁场强，会干扰一些设备的正常工作。 静电有很多危害，静电是否也能利用呢？答案是肯定的，利用静电能给人类造福。大家了解得最多的是静电复印现在得到广泛使用。静电除尘，具有效率高的优点，现在很多空气净化器就是利用静电能吸除空气中的很小的尘埃，使空气净化。在农业中，利用静电喷雾能大大提高效率和降低农药的使用，既经济又有利环境保护。静电还有很多应用，如静电处理的种子抗病能力强，病害发生减少，而且发芽率高，产 量得到提高；静电放电产生的臭氧是强化剂，有很强的杀菌作用；经过静电处理的水，既能杀菌又不易起水垢。带有静电的驻极体膜还能治疗各种软组织损伤，它有活血化瘀、消炎消肿的作用。静电还可用于喷涂，用静电喷涂家用电器如洗衣机、电冰箱的外壳非常均匀。 除尘是除去或减少空气中的灰尘或烟雾 。 在自然环境遭到破坏的今天 ， 大气层中的灰尘越来越多 ， 许多工业生产 ， 科学实验日常生活常常需要除尘处理 ， 高压静电除尘是应用得最广泛的一种 ， 它有四个过程 ： 电晕放电 ， 尘粒荷电 ， 带电尘粒从烟气中分离 ， 整打清灰 。 本文介绍的是一种由低压直流电源供电的高 压静 电除尘装置 ， 结构简单使用方便 。 在设计由低压直流电供电的高压除尘装置时 ，首先要根据直流电压转换的原理设计出高压静电发生器产生几十千伏的高压 ， 然后分析电场分布的物理模型 。 带电尘粒在电场中的运动规律及吸附在极板上的条件 ， 得出电极的几何形状和有关参数 ， 从而设计出高压静电除尘装置 。 目前，市 场上出售的吸尘器基本上是真空吸尘器，静电技术在工农业生产中的日益广泛，如农业方面的静电喷雾、静电选种、静电促进植物生长和工业方面的静电喷漆、粉末静电喷涂等，这些应用都离不开高压静电发生器这一关键电子设备。本文设计了一种具有恒流 自动控制功能的高压静电发生器，它可有效地防止在使用过程中产生高压“打火”现 象，从而使操作更加安全，同时对元器件具有更好的保护作用。该仪器 用于实际，效果良好。 2 高压静电发生器 的设计与研制 目前产生高压 电源 的方法大致分为两种 ： 一种是 模拟 方法 ， 另一种是 数字 方法。前者的稳压电路、调节电路和 显示 电路均采用 模拟 电路 控制 ， 而后者则是通过 数字 电路进行自动 控制 。 传统的高压 电源 一般通过调整十圈电位器和波段 开关预置所需电压 。 电压值由电压表头指示 ， 这种手工 控制 和指示方式有很多缺点 ：调整麻烦 ， 不能很快获得所需电压 ， 指针读数不精确 ， 也不能在大 负载 和其他异常情况下自动监测和自身保护。另外 ， 实验室中的仪器或设备 ， 有些同学难免会乱动旋钮和 开关 ， 造成下次开机时因电压过高而损坏仪器。 下面简要 介绍目前几种比较常用的高压静电产生电路的工作原理。 方案一 ： 该高压发生器由电源、振荡、功率放大、高压升压与倍压整流、恒流自动控制等部分组成（如图 1 所示）。其工作原理为：电网 220V 10%电源加入变压器输入端，次级两个绕组提供 +12V 直流稳压电源和 +27V 直流稳压电源。+12V 直流电源作为振荡电路的工作电压，产生 15右的脉冲方波信号。 +27V 直流稳压电源是功率转换的主要能源，高压静电是通过脉冲高压经倍压整流而获得，基脉冲信号由振荡电路产生，经功率放大电路放大后，在高频脉冲变压器的升压下，最终输出 12右的高压信号，经 8 倍压整流使输出电压可达 流自动控制取样高压回路的静电工作电流，在恒流时，其 负载加大不会引起工作电流的上升，这是因为静电电流上升引起 +27V 稳压电源输出电压下跌，造成高压变压器输出的脉冲的幅值减小，使倍压整流电压降低，从而导致静电工作电流的下降而使工作电流恒定于某一数值。 3 电路分析 图 2 为装置的 电路原理图，下面对各部分电路进行分析。 荡电路 振荡电路的原理图如图 2 所示 ， 电路采 时器接成的多谐振荡器来产生所需一定大小的方波信号。从图中可以看到 ： 振荡电路的定时元件 ， 调节它们可以得到不同的振荡频率 ； 作用是防止干扰电压对电路的影响 。 振荡电路原理图 电源 电源变压器经过降压，在两个次级绕组上分别产生 13V 和 23V 的交流电，用于供给 +12V 和 +27V 稳压源电路。 （ 1） 13V 交流电经桥堆 流和由 3 端固定稳压器 成的稳压电路稳压后，输出稳定电压 +12V。电路中的 主滤波电容， （ 2） 23V 交流电经桥堆 流和由 3 端可调稳压器及 1、 成的稳压电路稳压后，输出稳定可调电压 +27V。电路中的 C 为主滤波电容， C 和 4 用以消除高频自激振荡， V 和 V 用于防止输入、输 3 5 出端意外短路而损坏集成块。调节电位器 R 可改变 2 输出电压 U，它与 R 的关系为 。 电路中的 4 为一大功率三级管，用于扩展电源的输出电流。 振荡及放大电路 振荡电路由 555 集成定时器 外围元件 成，输出占空比和频率均可调的脉冲方波。其输出方波的频率由下式确定式中： 表集成电路 4 脚和 2 脚之间外接电阻的阻值。而该脉冲方波的占空比则由比值 R 47定， 义同 电路原理图可知，调节 改变输出脉冲的频率，而调节 改变输出脉冲的占空比，功率放大由功率三级管 成。由于 555 定时器的输出电流最大可达 200而可直接驱动功率管 高压升压及倍压整流 高压升压由高压升压变压器 成。一般升压后，高压输出能达 12上。倍压整流则由 成的 8 倍压电路完成。如图 2 所示，设高压变压器 级输出的电压幅值为 U。当次级信号为上正下负时，则对 ；当信号为上负下正时，则由 电压加 U 值一起对 电至 2U。第 2 个周期开始时，以电压 2U 对 C 充电至电压值 2U。以此类推，直到 都充满 2U 电压为止。这样从 输出的电压就是高压变压器次级输出电压的 8 倍，一般可大 80上。 恒流自动控制电路 恒流自动控制电路由 元件组成。实际工作时，电流经电流表头、 地。随着高压负载的加大，流过 电流亦增大，到一定值（可通过调节 定）时，三级管 通，原流经 电流将部分地通过 地，从而导致 的电压降减小，即集成块 3 脚电位下降，其输出端 2 脚电压亦下降，使功放管 出电压下降，高压输出电 压降低，静电电压下降，最终导致静电电流恒定在某一事先调整好的电流值上。 该 高压静电发生器可输出 0 880续可调电压，恒流控制范围可设定在 50 100 A。经用于粉末静电喷涂和静电选种等多种场合，效果良好。 由于高压 电源 电路 开关 管与升压变压器工作于振荡状态 ,因此电路中会产生大量的高频高次谐波 ,为了防止这些有害的干扰影响振荡电路的工作 ,必须采用严格的隔离和滤波。 隔离的方式有许多种 ,其中效果较为明显的主要有两种 ,一种是变压器隔离 ,一种是 光电 隔离。结合本系统 ,前者的优点是可以作为 开关 管的前级推动变压器 ,使 开关 管获得足够的推动 功率 ,从而可以减小 开关 管的损耗 ,但是 ,由于其体积较大 ,市场上很难买到符合要求的变压器 ,相比之下 ,后者体积小 ,价格便宜 ,因而得到了广泛的 应用 。本系统采用 光电 隔离技术 ,试验证明 ,光耦隔离可以有效的防止干扰 脉冲 影响振荡电路的工作。 电路采用电压比较器作为 驱动 电路 ,它能产生一组幅度相等、相位相反的 脉冲 信号 ,分别加到两个 开关 管基极 ,很好的满足电路的要求。这种方式具有电路简单、 驱动 功率 大、输出波形好的特点 ,从而避免了采用体积较大而笨重且绕制繁琐的 压器 驱动 。隔离与 驱动 电路原理图如图 3 所示。 方案二 本电路产生的 高压静电，输出 直 流电压为 1用于粉末涂料生产及高压静电喷塑。 下面简要分析该 电路工作原理 该高压静电发生器电路由振荡升压电路和倍压整流电路组成，如图 8示。 振荡升压电路由电阻器 容器 闸管 极管升压变压器 成。 倍压整流电路由二极管 电容器 成。 接通电源开关 S 后， ， 始充电，在 一次绕 组中产生充电电流，二次绕组中产生感应高压。当 满电时， 触发导通，过 一次绕组对 电，使 止，然后 歇导通，以上充、放电振荡过程周而复始地进行，即可在 二次绕组上产生近万伏脉冲高压。此脉冲高压经 压整流 ( 3 倍压整流 ; 3 倍压整流 ; 4 倍压整流 )后，产生 1 直流高压。 高压发生器工作后，在放电间隙 (司隙可调 )产生放电火花，这样既可限制输出电压过高，又可以指示高压的有无。 整个电路安装完毕后，应用环氧树脂封装或浸在变压器油中，防止对空气放电。 元器件选择 选用 1/2W 金属膜电阻器。 选用耐压值为 630V 的 容器 ;选用耐压值为 高压瓷介电容器。 选用 1硅整流二极管 ;选用耐压值为 2 选用 3A、 800V 的晶 闸 管。 用 14白电视机的行输出变压器改制 :一次绕组用 0 匝，二次绕组使用原行输出变压器的高压包，安装时，二次绕组应与高压包拉开距离，可安装在高压包另一侧磁柱上。 S 选用 5A、 220V 的双极开关。 用 220V、 2白炽灯泡。 方案三： 该高压静电发生器以 555 为核心，配以升压变压器和高反压二极管及放电刷（针）， 555 和 成无稳态多谐振荡器，振荡频率 f= 2，图示参数约在 20右，经升压变压器 压后，在 次级 可得到20近 10高压，经 流后得到近 7电压，负载电流可达 50 方案四 本例介绍的高压静电发生器，采用交流 220V 电源供电，能产生近 100直流高压，可用于粉末涂料的生产及静电喷塑等场合，代替高压静电喷涂机的高压发生器电路。 电路工作原理 该高压静电发生器电路由电源开关 S、电源变压器 T、整流二极管 容器 阻器 压表 电流表 成，如图所示。 接通电源开关 S，交流 220V 电压经电源变压器 T 升压及 倍压 整流电路，倍压整流后，产生 100右的直流高压，一路经 流后输出，另一路经 流后，通过 示出输出电压值。 电路元器件安装完毕后，应使用环氧树脂进行封灌处理，以防止各元器件之问放电。 元器件选择 ： 选用 1W 的高压电阻器。 选用耐压值为 30高压瓷介电容器。 用耐压值为 30高压整流硅堆（也可用两只耐压为 18 20整流硅堆串联代替），例如 22型号。 用0 100A 的电流表。 T 选用成品升压变压器（二次电压为 12右）也可使用14白电视机的分离式行输出变压器改制。 S 选用 220V、触头电流容量大于5A 的双极开关。 方案五： 本电路如下图所示，该电路以 12V 只留电源供电，可获得 10000V 直流电压的输出。直流 /直流变换器把它的输出送入一个十级的高压倍增器而产生 10000V 的直流输出电压。 密特六反相器）。门电路 作方波脉冲发生器，它产生很纯净的方波（脉冲式直流）输出。再把 输出送往 输入端，这些反相器并联起来以驱动电流。 并联的门电路输出脉冲送往 基极， 是 着 震荡而开关工作。集电极与 初级线圈串联。 初级线圈的另一端接 +12V 的电源，并通过 地去耦合。 加在 脉冲信号引起开关作用，造成 铁氧体磁芯升压变压器）初级线圈中的电磁场起伏，在 次级线圈中诱导出极性相反的脉冲信号。把 级线圈的脉冲直流输出（在 800间）加 10 级电压倍增器电路，此电路含有 及 增器电路把电压提高到十倍，产生的输出电压可达 10000V 直流电压。通过二极管 电容 反复充放电，倍增器输出将是倍增器中所有电容的一连串相加的和。为了是电路能有效的工作，必须考虑方形波的频率以及加在倍增器的信号。 数值规定振荡器 输出频率（规定数值大约为 15 电位器 来微调振荡器的输出频率。振荡器的频率越高，倍增器的容抗越低。 发光二极管 输出功率的指示器，而氖灯 指示 级线圈的输出。要获得倍增器最大的最好办法是把示波器连接倍增器的高压输出，通过高压探针，调节电位器 取得高电压的输出，如果没有合是的测试工具，可以把倍增器的输出导线与 地线相隔 1造成火花，调节 获得最大的火花输出为佳。 应当注意因倍增器的输出高压将引起强烈的电击，要注意即使把倍增器关闭之后，各电容仍然存储着电荷，如果没有充分放电触及这输出仍会有危险，把这输出短路接地可以清楚这些电荷。 件，对静电很敏感。仅能承受 15V 直流电压超过了这个临界， 极管 来防止输入电压极性相反。 从电压倍增器的角度来看，二极管和电容必须能承受输入电压的两倍以上，所以，如果输入是 1000V，所有的二极管和电容必须能承受至少 2000V。由于这种额定电压 的二极管很难找到和价钱昂贵，实际上 个都是两个串联的1A/1000V 整流二极管。，安装时要注意以下五点： 1：该装置可以安装在，一块自制的电路板上， 须装上合适的散热器，否则会迅速过热而损坏。 2：倍增器必须组装可以防止任何离子漏电。如果高压源末端是尖的，电荷密度就会集中到这点上，而造成离子漏电。所以在焊接倍增器时要使用足够的锡焊焊成平滑的球型焊点，这点非常重要。 3：应该把倍增器焊接面绝缘，以防止任何金属物体接触。可以使用高压绝缘复合材料，也可以使用耐高压油灰。 4：电路的输出要屏蔽的很好的 导线，和用于电视显像管阳极高压的屏蔽线一样。这样导线可以安全处理的电压在 伏至 2 万伏之间，并有助于防止电荷漏电。 5：在倍增器电路各级取分路，所以输出电压范围从 1000 直流电压到 10000 直流电压。例如 阴极可得到 20V 和 6000V 的电压。 吸尘头 装置 的设计与研制 : 静电除尘装置的设计 以常见的静电除尘装置有圆筒式和平行板式两种 , 下面以圆筒式为例设计装置的相关参数 所示 。 中心电极为正极 (圆柱形 ) 其半径为 圆筒壁为负极 ， 内径为 可以把它看成圆柱形电容器 。 电容大小为 ： 式中 0 为空气介电常数 ， L 为圆柱筒高 。 将高压静电发生器的输出 在正负极上 , 圆筒中产生径向电场 E。 极板上电荷 Q 及单位长度电荷密度 为 电场内距轴心 r 处的场强 Rar。 方向垂直于轴线呈辐射状，它是一个与 r 成反比的变化