[发明专利]一种基于电容式负离子发生电路

说明书

本发明公开了一种基于电容式负离子发生电路，低压充电电路的输出端分别与过低频脉冲电路和双稳态触发电路的输入端电性连接，低频脉冲电路的输出端与电容器的负极层电性连接；双稳态触发电路的输出端分别与晶体管和单向可控硅开关的输入端电性连接，晶体管的输入端还连接有负高压脉冲电源，晶体管的输出端与电容器的正极层电性连接，负极层通过单向可控硅开关将电容器的正极层切换至负高压脉冲电源，用于中和正极层正电荷，将同性电荷相斥给负极层电子获得脱离其导带的动能，负极层电子排斥至空气中与氧气结合成负氧离子。本发明正极层与负极层相互作用力距离非常接近并且过空气量不会受到限制，负离子能源源不断地产生并且能保持高浓度产出。

技术领域

本发明是涉及负离子发生器技术领域，具体地说是涉及一种基于电容式负离子发生电路。

背景技术

负离子发生器是一种生成空气负离子的装置，该装置将输入的直流或交流电经EMI处理电路及雷击保护电路处理后，通过脉冲式电路，过压限流；高低压隔离等线路升为交流高压，然后通过特殊等级电子材料整流滤波后得到纯净的直流负高压，将直流负高压连接到金属或碳元素制作的释放尖端，利用尖端直流高压产生高电晕，高速地放出大量的电子(e-),而电子无法长久存在于空气中(存在的电子寿命只有nS级),立刻会被空气中的氧分子(O₂)捕捉，从而生成空气负离子。负离子净化空气，还可以改善水环境，并有益于人体健康。负离子及电流和静电都和电子有关，但它们运动方式各不相同，各有各自的用途，而负离子对于人类健康很有意义，相关领域科技工作者为了寻找更好的负离子产生方式，去实现无臭氧、无超氧化物的高浓度负氧离子，并试图采用低压技术产生负离子，其负离子浓度非常有限，相关领域专家试图不断通过提高电压的等级高度来获得高浓负离子也难如愿，因为电压越高越容易把空气击穿，而电子大多数会跑到正极去，单极的就容易跑到大地去，就如同电流短路一样。还有一些实验模仿自然界水相互摩擦原理产生负离子，这是基于同性电荷相斥原理使水分子外层轨道电子相互摩擦碰撞而造成电子逸出的结果，有些利用新材料来产生负离子，有些利用矿物质热电效应来产生负离子，这些虽然不会产生臭氧及超氧化物，但负离子浓度不怎么理想，难以和森林及海边的负离子浓度相媲美，更无法解决理论上空气最大负氧离子浓度，目前来说利用电源来产生负离子才是唯一可以获得高浓负离子的方式，不管是自然界产生的负离子，还是人工方式产生的负离子都是符合库仑定律的同性电荷相斥与异性电荷相吸最基本物理原理的，其作用力大小与两个电荷量大小成正比，与两个电荷间的距离成反比。现行的双极高压负离子发生器容易造成电子跑到正极去，电离空气还会有臭氧产生；于是演变出了单极负高压负离子发生器，该方法要比双极高压所产生的负离子浓度高许多，若电压太高同样也会存在空气被电离的情况，也会有臭氧产生，它还会受制于电极针尖表面积较少及静电趋肤效应束缚，很难有大量电子聚集到针尖上面，无论怎样加大电压等级所获得的负离子浓度都难以突破2×10⁹/cm³，这与理论上浓度限相去甚远。正因为如此，有相关研究采用电容原理来实现大量电子聚集在负极层上，并设法让电子脱离负极层导带，如中国专利：专利名称：一种低压负氧离子发生器，专利号：201420679363.8，采用电容方式以获得更多电子释放去和空气中氧气相结合，其原理与方法虽然很大程度上要比针尖释放负离子具有优势，但其正极层与负极层间距离太远，相应电压要求也会较高，若把正极层与负极层间距离缩短，其过空气量会受到极大的限制。

因此研发一种电荷相互作用距离近、并能持续产生负离子的电路成为进一步改进的方向。

发明内容