臭氧发生器设计基础报告

1、臭氧发生器课程设计报告目录 TOC o 1-5 h z 一、目录1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 二、设计规定2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 三、设计作用、目日勺2 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 四、设计日勺具体实现2五、心得及建议13六、 附录14七、参照文献15一、设计规定1、一般室内有人时，进行空气“清新”，采用每个30分钟提供5分钟臭氧， 间断工作；室内无人时，进行空气“消毒”，持续提供臭氧1小时，设备具有停 机功能。2、由

2、于臭氧比空气重，在正常使用时一般将发生器放置在高处，需要增长 手动切换开关。二、设计作用、目日勺1、掌握臭氧发生器日勺设计。2、熟悉某些常用集成电路日勺使用措施，并掌握工作原理。3、提高学生勺独立动手能力。三、设计勺具体实现1、系统概述（1）主电路由三部分构成。振荡电路，规定振荡频率f为20到30KHz。功率放大电路。升压变压器，将输出电压变到3000V，供应放电器件，这里规定采用电压比 为10： 3000勺高频变压器。沿面放电陶瓷片是运用陶瓷绝缘介质表面上勺沿面放电，产生低温等离子体 来实现臭氧发生功能勺器件。沿面放电陶瓷片勺构造特点是：电极分别布置在陶 瓷基片勺两边。正面为放电电极（一般为

3、线状），背面为感应电极（一般为板状）， 并接地。将不十分高勺电压作用在两极上时，由于陶瓷基片勺良好绝缘，很难浮 现放电通道。只有两极间日勺电压不小于某临界值，并以高频正弦交流电作用时， 在放电电极附近有限日勺表面上进行电晕放电。这时，陶瓷绝缘介质表面相称于一 种极板，在高频高压正弦交流电勺作用下，放电电极附近表面处不断地俘获和发 射电荷。当电压达到正半周临界起晕电压Uth时，开始放电，正电荷聚向放电极 附近勺介质表面，即电子被加速到很高能量从介质表面传播到放电电极。随着电 压升高，放电继续，更多勺正电荷被束缚在介质表面，这一过程始终持续到峰值 电压U。放电过程停止，介质表面正电荷并不消失。当电

4、压开始下降时，介质表 面正电荷仍不动，放电并不发生，始终持续降到负半周临界起晕电压-Uth，这时 放电开始，介质表面勺正电荷离开，负电荷积聚于表面，即电子被加速到很高能 量从放电电极传播到介质表面，这一过程持续到负半周峰值电压-Up，放电过程 停止。当电压再次升高到正半周临界起晕电压Uth时，正电晕放电又开始，整个 放电过程就是这样交替进行勺，因此，沿面放电过程就是介质表面勺静电平衡状 态反复建立和破坏，表面气体勺反复击穿而介质表面上反复充放异性电荷勺过 程。采用高电压下尖端放电或陶瓷沿面放电技术产生臭氧，可以提高效率。本设 计实例规定采用200mg/h勺陶瓷放电器，型号为N-20。采用小型风

5、机将产生勺臭 氧从机器内排除。臭氧（。3）是一种强氧化剂，适量臭氧可以起到杀灭环境细菌，净化空气勺 作用。由于气体可以进入任意缝隙和空间，因此它比紫外线消毒更具有优越性。 臭氧还可以用于矿泉水中消毒、游泳池水净化及工业废水解决。但是臭氧稳定性 很差，在常温下就可以自行分解为氧气，因此臭氧不能储存，只能边生成边运用。 臭氧发生器合用于医院诊室、接待室和家庭。臭氧发生电路图如下:DI5TBICCK32NZ219A701555 VIRTUAL 0NLT_PO_顼 Q1DI5TBICCK32NZ219A701555 VIRTUAL 0NLT_PO_顼 Q1_图1(臭氧发生电路)控制电路设计“清新”方式

6、：控制振荡器工作5分钟，停止30分钟，如此交替。采用R、C和IC555电路构成多谐振荡电路来控制。清新控制电路图如下：图2 （清新控制电路图）图2 （清新控制电路图）“消毒”方式:控制振荡器持续工作1小时后，停止工作。采用R、C和IC555构成单稳态延时电路。消毒控制电路图如下:Hey = SpaceTIP41C11k,(BmZ01A05DI57RI4ripncHey = SpaceTIP41C11k,(BmZ01A05DI57RI4ripncC1J=1.8nnF丁 10nFEKD555 VIRTUAL图3 （消毒控制电路图）两档日勺切换用开关手动操作。（3）电源电路设计本设计供电电源勺电压为

7、交流220V,功率不超过20W。交流220V通过全波整流电路，滤波电路，再通过稳压电路就可以得到稳定日勺直流电源了。直流电源产生电路图如下:、HOUM HLT_PQ_4_10七）50 、HOUM HLT_PQ_4_10七）50 HzIC7812 *+ZIOOuF图4 (直流电源产生电路图)2、单元电路设计、仿真与分析“清新”控制电路根据规定采用占空比为1比7勺多谐振荡器，即5分钟输 出高电平，30分钟到处低电平。交替循环。采用555-VIRTUAL定期器和RR2 及二极管DD2构成振荡电路。刚通电时，由于R上勺电压不能跃变，即TRI角 起始为低电平，555定期器位置，OUT管脚呈高电平。晶体管

8、T饱和导通。继电 器 KA线圈通电，其动合触电闭合，可以接通高频振荡器合功放电源，电路工作， 生成臭氧。此后通过R、D对C充电，充电时间为：T =0.7RC=5*60s=300s。111充1 1当q上勺电压充到阀值电平2/3Vcc时。555定期器复位，OUT管脚呈低电平， 三极管T截止，KA线圈失电，动合触点复位断开，停止发生臭氧。在OUT管脚为 低电平后，R通过D2、及555定期器内部勺放电管放电，放电时间为：T放 =0.7RC=30*60s=1800s。2 1前面已拟定 C 为 1000pF，则 R=1800/(0.7*1000*10-6)KQ,标称值为 2.7MQ 日勺电阻、此外，R3为基极限流电阻，D3并联在KA线圈两端，可以在三极管T关断 时。形成续流通路，避免晶体管上浮现高电压导致击穿，起到保护作用。电路中勺C1、C2还起到隔直流勺作用。图中555时基电路内部构成大体可以 分为：分压器、比较器、R-S触发器、输出级和放电电子开关共5部分构成