[发明专利]一种具有恒压恒流的放电电路

说明书

一种具有恒压恒流的放电电路，功率电感的输入端连接电源输入端，开关电路的开关控制端连接控制芯片，一个开关连接端连接功率电感的输出端，另一开关连接端接地，续流二极管的阳极连接功率电感的输出端，阴极形成电源输出端，电压采样电路的采样连接端连接电源输出端，采样输出端连接至控制芯片，电流采样电阻的一端接地，另一端与APGD激发源的输出端连接；比较反馈电路的第一比较信号输入端连接至电流采样电阻的所述另一端，第二比较信号输入端连接基准电压，反馈信号输出端连接至控制芯片；控制芯片根据电压采样电路与比较反馈电路传输过来的信号大小，分别实现电压与电流的负反馈调节。本发明放电电路在放电时，放电电压及电流稳定，延时小。

技术领域

本发明涉及放电领域，更具体地说，涉及一种具有恒压恒流的放电电路。

背景技术

经济高速发展带来的问题也是严重的，与老百姓最密切的就是环境污染，已经严重影响人们的日常生活。在所有环境问题中，水污染是一个很棘手的问题。各地的钢铁厂、铝厂、电厂以及化肥厂等等，生产过程中会产生很多废水。这些废水往往含有重金属元素，只有很少一部分被处理，绝大部分被直接排放到河流或地下，污染了淡水、地下水及土壤，严重影响了动植物的生长和人们的健康。因此，迫切需要进行水体重金属污染的有效监控和治理。对于废水中重金属的检测，目前的方法是现场取样-将样品带回实验室-根据实验室的检测结果对排污企业进行处罚。这种方式有很多问题，比如，样品在带回实验室的途中可能会被换掉，环保部门突击或例行取样时企业可以暂停排污等等。造成这一问题的深层次原因是传统检测通常采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、原子吸收光谱(AAS)等技术。采用该技术的检测设备有很多缺点：体积和重量大、功率高、惰性气体消耗量大、测试费用昂贵等，因此无法实现现场的快速检测。

本专利技术致力于解决上述问题。采用“基于常压辉光放电(APGD)激发光源”，并配备本专利技术提到的放电电路，研发出的便携式“重金属检测仪”，可以满足目前水体中常见重金属最低检出限值的要求，同时仪器的功率可以降低至30W以内。再配以锂电池，可以将仪器携带到污染现场，可以快速得到检测结果。同时，可以直接将检测设备布置到污染现场的出水点，利用无线通信技术，可以直接在环保部门的电脑上或者手机App上实时察看污染现场的水质数据，让排污企业没有任何可乘之机。本专利技术提到的放电电路，是上述便携式“重金属检测仪”的关键技术，能够实现APGD的点火和稳定放电，光谱仪可以获得稳定的测试数据。

目前市场上的高压放电电路有以下两种：

第一种，采用恒压电源+电阻限流的方法，原理图见图1。

该电路中：高压电源的输出是恒压模式，输出电压恒定；单片机是软件可编程的芯片；APGD激发源是常压辉光放电的组件；R1和R2是限流电阻；Vadj是控制高压电源的电压。

电路工作原理为：单片机接受用户指令，确定所需要的高压值，通过Vadj控制高压电源的输出；高压电源输出是恒压模式，无论负载电流是多大，输出电压都是恒定不变的；电阻R1、APGD激发源、电阻R2是串联关系，三者电阻之和决定了高压放电的电流；电流公式为：

该电路结构简单，但其缺点也是明显的，主要有以下两个方面：一是输出电流不稳定：APGD激发源的特性是放电电弧，其等效电阻R_APGD不稳定，时大时小，这就造成Io是不稳定的，APGD辉光放电效果差，检测结果时好时坏；二是该电路没有漏电保护功能：高压电源经常超过1000V，尤其是在潮湿的环境下，漏电发生的概率更大，无漏电保护时，安全性不好。

第二种，采用恒压电源+电流反馈的方法，原理图见图2。

该电路中：高压电源的输出是恒压模式，输出电压恒定；单片机是软件可编程的芯片；APGD激发源是常压辉光放电的组件；R1和R2是限流电阻；Rcs是对输出电流进行采样的电阻；Vadj是控制高压电源的电压。