一种采用时分技术控制放电功率的装置的制作方法

1.本实用新型为一种采用时分技术控制放电功率的装置，属于脉冲用电设备的控制领域。


背景技术：

2.高压脉冲在很多行业都有着广泛的应用。例如食品行业采用高压脉冲进行杀菌消毒，具有低温杀菌的功效，其效果明显且不破坏食品风味；污水处理行业中应用高压脉冲产生游离基对污水进行降解；而在臭氧制造行业中，高压脉冲的应用已经十分成熟。
3.很多放电设备无法精确控制和调整放电设备的功率，比如臭氧生产量。为了控制臭氧单位时间内生产量，即生产速度，提出一种通过控制脉冲占空比来影响臭氧发生器工作时间进而控制生产速度的方式。
4.另外，包括臭氧发生器等放电设备因其特有的工作方式，臭氧发生器或者其他高压放电模块与其对应的高压包是相互匹配的。使用时需要配套采购，后期维护或者更换时需要对高压放电模块极其匹配的高压包配合兼顾，防止出现高压包与高压放电模块不兼容导致高压放电模块发热严重，甚至出现设备无法正常启动、漏电或短路的情况。
5.之前，为了实现通过脉冲占空比控制臭氧发生器等放电设备生产功率的目的，对高压包电路进行改进。因此企业采购时需要对高压包进行单独定制后与其它零件组装为成品，当成品出售给客户后，一旦高压包出现故障，客户必须从销售企业重新采购定制高压包，如此给客户造成限制，同时定制高压包价格相对较高，整体上降低了成品的市场竞争力。通过使用本实用新型所述之产品，从而使用配套成熟的市场产品，既降低用户使用成本，也减少配件更换时间。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型提出一种不影响用电设备直接供电的脉冲频率，仅对脉冲电压提供设备进行间歇性供电的控制模块。
7.一种采用时分技术控制放电功率的装置，包括：时分电路模块和放电模块；所述放电模块包括放电单元和与之匹配的高压包，所述高压包与放电单元电气连接，所述高压包向放电单元提供高压脉冲，所述高压包与时分电路模块输出端连接，所述时分电路模块为放电模块提供输出频率可控的脉冲。
8.所述放电模块为臭氧发生模块，所述放电单元为臭氧发生器。
9.所述高压包工作频率为f
n
，所述时分电路模块输出频率为f
m
，所述f
m
∈f
n
，即f
m
适应f
n
。
10.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括主控芯片，所述主控芯片与时分电路模块电气连接，所述主控芯片控制时分电路模块时分占空比以及输出频率。
11.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括网络通信模块，所述网络通信模块包括无线网络通信模块和有线网络通信模块，所述无线网络通信模块和有线网络通信
模块均与主控芯片电气连接。
12.所述主控芯片上还设置有传感器接口，所述传感器接口有多种类型，且数量有多个，可以满足市场绝大多数传感器连接。
13.所述时分电路模块包括固态继电器q1，所述固态继电器q1输出端一个接线柱与电源连接，所述固态继电器q1输出端另一个接线柱与高压包电气连接；所述固态继电器q1输入端与主控芯片电气连接。
14.所述时分电路模块还包括隔离模块，所述固态继电器q1与主控芯片之间通过隔离模块进行安全控制，起到抗干扰和防止高压部分对低压部分的影响和冲击。
15.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括风扇和温湿度传感器，所述风扇和温湿度传感器均与主控芯片电气连接。
16.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
17.一、在现有技术成熟的前提下，很多作业设备都配备有与相匹配的电源模块或者高压包模块，本实用新型通过时分电路模块改变高压包供电占空比，实现不影响高压包本身工作频率，同时便捷控制放电单元的工作功率。
18.二、本实用新型不改变作业设备直接供电的脉冲频率，因此设备工作时其供电频率和工作频率相匹配，可确保设备工作效率正常、发热量小。
19.三、本实用新型尤其适用于臭氧发生器，臭氧发生器因其独特的工作模式，导致臭氧生产效率恒定，本实用新型通过向高压包间歇性供电实现不改变供电频率的前提下控制臭氧单位时间内生产量，而且基本适用于市场上臭氧发生器装置，便于生产也利于后期维护。
附图说明
20.图1为本实用新型结构示意图。
21.图2为本实用新型的电气原理示意图。
22.图3为本实用新型实施例1实物连接示意图。
23.图4为本实用新型主控芯片与固态继电器q1之间光电隔离模块电路图。
24.图5为本实用新型实施例1单总线传感器接线电路。
25.图6为本实用新型电源部分电路。
26.图7为本实用新型dc3.3v隔离电源和dc5v隔离电源电路。
27.图8为本实用新型dc1.8v电源电路。
28.图中：1为固态继电器q1，2为臭氧发生器，3为高压包，4为中控主板。
具体实施方式
29.为进一步理解本实用新型，下面结合附图和实施例详细阐述：
30.另外，本实用新型需要说明的是：所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还可以应用于高压脉冲杀菌装置、高压脉冲废水处理装置、电火花加工设备以及步进电机控制器等领域。
31.实施例1
32.如图1至图3所示：本实用新型所述一种采用时分技术控制放电功率的装置，包括：
时分电路模块和臭氧发生模块；所述臭氧发生模块包括臭氧发生器2和与之匹配的高压包3，所述高压包3与臭氧发生器2电气连接，所述高压包向臭氧发生器2提供高压脉冲，所述高压包3与时分电路模块输出端连接，所述时分电路模块为臭氧发生模块提供输出频率可控的脉冲。
33.所述高压包工作频率为f
n
，所述时分电路模块输出频率为f
m
，所述f
m
∈f
n
，即f
m
适应f
n
。
34.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括主控芯片，所述主控芯片与时分电路模块电气连接，所述主控芯片控制时分电路模块时分占空比以及输出频率。
35.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括网络通信模块，所述网络通信模块包括无线网络通信模块和有线网络通信模块，所述无线网络通信模块和有线网络通信模块均与主控芯片电气连接。
36.所述主控芯片上还设置有传感器接口，所述传感器接口有多种类型，且数量有多个,可以满足市场绝大多数传感器连接，以及多种场合的使用。
37.所述时分电路模块包括固态继电器q1，所述固态继电器q1输出端一个接线柱与电源连接，所述固态继电器q1输出端另一个接线柱与高压包3电气连接；所述固态继电器q1输入端与主控芯片电气连接。
38.所述时分电路模块还包括隔离模块，所述固态继电器q1与主控芯片之间通过隔离模块进行安全控制，起到抗干扰和防止高压部分对低压部分的影响和冲击。
39.如图4至图8所示：
40.所述隔离模块为光电隔离模块。
41.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括风扇和温湿度传感器，所述风扇和温湿度传感器均与主控芯片电气连接。
42.所述主控芯片、网络通信模块和传感器接口集成中控主板4上。
43.所述主控芯片为单片机stm32f107vct6。
44.所述单片机的i/o引脚与光电隔离模块第二引脚连接，所述光电隔离模块第一引脚与dc3.3v电源连接，所述光电隔离模块第四引脚接dc12v电源，所述光电隔离模块第三引脚接电源控制输出模块，所述电源控制输出模块为接线端子，所述接线端子与固态继电器q1输入端连接。
45.所述无线网络通信模块为4g通信模块，所述4g通信模块采用4g_dtu模块，所述模块与单片机串口连接，所述4g_dtu模块上插接sim卡。
46.所述有线网络通信模块为以太网，所述中控主板4上集成rj45接口。
47.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括显示模块和输入模块，所述显示模块为显示屏，所述输入模块为按键模块，所述显示屏和按键模块均与单片机电气连接。
48.所述传感器接口与单片机之间设置有单总线传感器接口电路，所述单总线传感器接口电路为：单总线传感器信号接电阻r26和单片机i/o引脚，所述电阻r26另一端并接dc3.3v电源、传感器电源正极接线端和滤波电容c29，且滤波电容c29另一端接地，所述传感器负极接线端接地。
49.所述单片机通过继电器控制风扇运行，实现臭氧发生器壳体内散热通风。
50.所述单片机上还设置有adc电路。
51.所述单片机上还设置有rs485接口电路。
52.所述电源为ac220v，电源模块接ac220v电源后输出dc12v电源，电源模块输出端负极接地和电解电容c9负极，所述电源模块输出端正极接电解电容c9正极、电阻r6和发光二极管d3，所述发光二极管d3负极接地。
53.电源隔离模块u1输入端接dc12v电源,输出dc3.3v电源，所述电源隔离模块u1输入端和输出端上均设置有滤波电容。
54.电源隔离模块u2输入端接dc12v电源,输出dc5v电源，所述电源隔离模块u2输入端和输出端上均设置有滤波电容。
55.所述电源还包括dc1.8v电源电路，所述dc1.8v电源电路为以太网芯片供电，所述dc1.8v电源电路通过稳压芯片lm117
‑
1v8进行降压。
56.所述显示模块、按键模块、adc电路、单片机、温湿度传感器、单总线传感器均采用dc3.3v电源供电。
57.本实用新型包括臭氧传感器，所述臭氧传感器与单片机电气连接，所述臭氧传感器用于检测相应空间内臭氧浓度，所述臭氧传感器采用dc5v供电。
58.本实施例中，时分电路模块为固态继电器，通过控制高压包3供电的电路闭合和断开，实现向高压包3提供间歇性供电的目的，通过控制供电频率，高压包本身工作频率不变的情况下，实现在单位时间内控制臭氧产量。
59.实施例2
60.如图1和图2所示：本实用新型一种采用时分技术控制放电功率的装置4，包括：时分电路模块和放电模块；所述放电模块包括放电单元和与之匹配的高压包3，所述高压包3与放电单元电气连接，所述高压包3向放电单元提供高压脉冲，所述高压包3与时分电路模块输出端连接，所述时分电路模块为放电模块提供输出频率可控的脉冲。
61.所述高压包工作频率为f
n
，所述时分电路模块输出频率为f
m
，所述f
m
∈f
n
，即f
m
适应f
n
。
62.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括主控芯片，所述主控芯片与时分电路模块电气连接，所述主控芯片控制时分电路模块时分占空比以及输出频率。
63.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括网络通信模块，所述网络通信模块包括无线网络通信模块和有线网络通信模块，所述无线网络通信模块和有线网络通信模块均与主控芯片电气连接。
64.所述主控芯片上还设置有传感器接口，所述传感器接口有多种类型，且数量有多个。
65.所述主控芯片、网络通信模块和传感器接口集成中控主板4上。
66.所述时分电路模块包括固态继电器q1，所述固态继电器q1输出端一个接线柱与电源连接，所述固态继电器q1输出端另一个接线柱与高压包电气连接；所述固态继电器q1输入端与主控芯片电气连接。
67.所述时分电路模块还包括隔离模块，所述固态继电器q1与主控芯片之间通过隔离模块进行安全控制，起到抗干扰和防止高压部分对低压部分的冲击。
68.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括风扇和温湿度传感器，所述风扇和温湿度传感器均与主控芯片电气连接。
69.所述放电单元为杀菌处理室，所述高压包3是一种脉冲发生器，待处理液体或流状食品经过杀菌处理室后，杀菌处理室内生成高压电场、紫外光和部分臭氧，待处理液体或流状食品经过杀菌处理室后实现低温杀菌消毒，可保存食品风味同时杀菌。所述脉冲发生器与时分电路模块连接，可以根据产品进入杀菌处理室的情况控制其工作间歇性，保证杀菌处理室正常工作时供电频率，同时满足控制杀菌处理室生产功率。
70.实施例3
71.如图1和图2所示：本实用新型所述一种采用时分技术控制放电功率的装置，包括：时分电路模块和放电模块；所述放电模块包括放电单元和与之匹配的高压包3，所述高压包3与放电单元电气连接，所述高压包3向放电单元提供高压脉冲，所述高压包3与时分电路模块输出端连接，所述时分电路模块为放电模块提供输出频率可控的脉冲。
72.所述高压包工作频率为f
n
，所述时分电路模块输出频率为f
m
，所述f
m
∈f
n
，即f
m
适应f
n
。
73.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括主控芯片，所述主控芯片与时分电路模块电气连接，所述主控芯片控制时分电路模块时分占空比以及输出频率。
74.所述一种采用时分技术控制放电功率的装置还包括网络通信模块，所述网络通信模块包括无线网络通信模块和有线网络通信模块，所述无线网络通信模块和有线网络通信模块均与主控芯片电气连接。
75.所述主控芯片上还设置有传感器接口，所述传感器接口有多种类型，且数量有多个。
76.所述主控芯片、网络通信模块和传感器接口集成中控主板4上。
77.所述放电单元为电解床。
78.废水经过电解床，所述高压脉冲在阴极和阳极分解出带电离子，在此基础上将大分子有机物降解为小分子有机物或者氧化为co2、h2o和矿物质盐等，根据污水量不同、污水流速不同可通过时分电路模块控制电解床工作间歇来实现功率控制，同时不影响电解床本身供电频率。
79.本实用新型可广泛应用于以脉冲电源为直接供电的设备中，可在原脉冲控制的基础上进行二次脉冲控制。
80.上述实施方式仅示例性说明本实用新型的原理及其效果，而非用于限制本实用新型。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。