一种远距离智能静电消除电路、消除器、消除系统的制作方法

1.本发明涉及静电消除，具体是一种远距离智能静电消除电路、消除器、消除系统。


背景技术：

2.收放卷应用贯穿所有行业，无论是塑料薄膜、纸张、还是纺织品。而在快速收放卷的过程中，物料与辊之间会产生大量的摩擦、剥离、挤压，使物体表面积聚不同电性的静电荷，且随速度增加和时长增加静电值不断累积，造成很严重的静电问题。中心卷绕式、压辊卷绕式、塔式卷绕式等不同收放卷方式，静电消除器需要不同的正确安装方式才能达到理想的静电消除效果。当没有足够的安装空间时，需要用长距离高电压智能静电消除器才能达到消除静电的目的。
3.现有的离子棒一般为交流离子棒，即工频离子棒与脉冲交流离子棒，这种离子棒高压均为为正负7kv左右。工频离子棒工作频率为50hz，因工作频率的限制和正负离子交替产生于相同的放电针，在无风状态下会产生自我中和正负离子，需要借助压缩空气输送正负离子，但无法远距离消除静电。脉冲交流离子棒工作频率范围宽可在0.1－100hz之间切换，可以无风消除静电，但因其工作模式为脉冲交流方式，正负离子交替产生于同一支静电针，从同一个离子喷射口输出正负离子，所以还是会有正负离子自我中和的现象，因此也达不到远距离消除静电。
4.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种远距离智能静电消除电路、消除器、消除系统，本发明采用远距离智能静电消除器采用直流脉冲技术，并根据静电的大小和极性自动匹配和消除静电，以超高直流电压(10－30kv)作为动力，驱动电离空气中和静电，达到远距离消除静电。
6.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种远距离智能静电消除电路，包括mcu、连接于所述mcu的正离子发生电路、连接于所述mcu的负离子发生电路、连接于所述mcu的pwm控制电路、连接于所述mcu的用于检测所述负离子发生电路电流和所述正离子发生电路电流的电流检测电路；
7.所述pwm控制电路的输出端连接至所述负离子发生电路和所述正离子发生电路，用以控制所述负离子发生电路和所述正离子发生电路的通断。
8.进一步地，所述正离子发生电路包括正离子变压器导通电路、三级正离子变压器、正离子倍压整流电路，所述正离子变压器导通电路的输入端连接至所述mcu用于接收p控制信号，所述正离子变压器导通电路的输出端连接至所述三级正离子变压器用以控制三级变压器的通断，三级所述正离子变压器分别连接有一所述正离子倍压整流电路，三级所述正离子倍压整流电路串联后输出正离子vf 。
9.进一步地，所述负离子发生电路包括负离子变压器导通电路、三级负离子变压器、
负离子倍压整流电路，所述负离子变压器导通电路的输入端连接至所述mcu用于接收n控制信号，所述负离子变压器导通电路的输出端连接至所述三级负离子变压器用以控制三级变压器的通断，三级所述负离子变压器分别连接有一所述负离子倍压整流电路，三级所述负离子倍压整流电路串联后输出负离子vf－。
10.进一步地，所述pwm控制电路包括pwm控制芯片u301，所述pwm控制芯片u301的输入端连接至所述mcu并接收pwm控制信号，输出端连接至所述三级正离子变压器、所述三级所述负离子变压器。
11.进一步地，所述电流检测电路包括电子开关u7、运放器u6、比较芯片u8，所述电子开关u7的输入端连接至所述mcu用于接收导通信号，所述电子开关u7的输出端连接至所述运放器u6用于控制所述运放器u6的工作状态以读取电流信号，所述运放器u6的输出端连接至比较芯片u8且输出至所述mcu，所述比较芯片u8输出至所述mcu。
12.一种远距离智能静电消除器，包括负静电针、正静电针、电路板；所述电路板配置有静电消除电路；所述负静电针连接至所述负离子发生电路的输出端，所述正静电针连接至所述正离子发生电路的输出端。
13.进一步地，所述电路板还配置有高压异常检测电路、使能电路、清洁电路、接口端子、模式选择电路、报警电路。
14.一种远距离智能静电消除系统，包括一种远距离智能静电消除器。
15.综上所述，本发明取得了以下技术效果：
16.1、本发明内置正负30kv高压，低压24－36逆变为正负30kv高压电路，三级高频变压器串联，tl494pwm控制，实现高压高功率输出，为远距离传送提供足够的动力，实现10－1500mm远距离消除静电；
17.2、本发明设置正负离子检测，自动感应静电的大小和极性实现自动匹配和消除静电；
18.3、本发明正负发射针分离，15级倍压升压，正负发射针分离防止离子相互中和，强化性能，达到瞬时的除静电速度；
19.4、本发明485通信实现远距离显示及工作状态控制。
附图说明
20.图1是本发明实施例提供的mcu引脚示意图；
21.图2是正离子发生电路示意图；
22.图3是负离子发生电路示意图；
23.图4是pwm控制电路示意图；
24.图5是电流检测电路示意图；
25.图6是消除系统流程示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
27.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本
发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.实施例：
33.一种远距离智能静电消除电路，包括mcu、连接于mcu的正离子发生电路2、连接于mcu的负离子发生电路3、连接于mcu的pwm控制电路4、连接于mcu的用于检测负离子发生电路电流和正离子发生电路电流的电流检测电路5；其中，正离子发生电路2用于产生大量的正离子用以消除负静电，负离子发生电路3用于产生大量的负离子用以消除正静电，电流检测电路5用于检测电流用以实时匹配静电。
34.pwm控制电路4的输出端连接至负离子发生电路3和正离子发生电路2，用以控制负离子发生电路3和正离子发生电路2的通断。
35.如图1所示是mcu的示意图，如图2所示，正离子发生电路2包括正离子变压器导通电路201、三级正离子变压器202、正离子倍压整流电路203，正离子变压器导通电路201的输入端连接至mcu用于接收p控制信号，正离子变压器导通电路201的输出端连接至三级正离子变压器202用以控制三级变压器的通断，三级正离子变压器202分别连接有一正离子倍压整流电路203，三级正离子倍压整流电路203串联后输出正离子vf 。
36.具体的，如图2所示，正离子变压器导通电路201包括mos管q305、mos管q2000、mos管q2001，mos管q305的4脚连接至mcu的18脚，用以接收mcu发出的p ctrl信号，p ctrl信号为高/低电平，当是高电平时，mos管q305导通，mos管q305的5、6、7、8脚输出导通信号给mos管q2000、mos管q2001，mos管q2000、mos管q2001导通后发送打开信号给三级正离子变压器202，即用于控制变压器t2－1、t2－2、t2－3的开断，三个变压器输出电压电流后，经过正离子倍压整流电路203进行倍压整流，使得电流发生15级倍压升压，从而输出大量的正离子vf
，利用连接器j21输出到正静电针，提高静电消除的效果。
37.具体的，如图2所示，mos管q305的4脚经过电阻r308连接至mcu的18脚，同时，mos管q305的4脚还经过电阻r309接地、经过稳压二极管d305接地，mos管q305的5、6、7、8脚共同连接后，再分别连接至连接至mos管q2000的1－3脚、mos管q2001的1－3脚、稳压二极管d2001、电阻r2000、三极管q2003的发射极、三极管q2002的发射极、稳压二极管d2000、电阻r2001，其中，稳压二极管d2001、电阻r2000和mos管q2000的4脚共同经过电容c2001且与三极管q2002的集电极、mos管q2001的5－8脚混合后共同连接至t2－1的6脚和2脚、t2－2的6脚和2脚、t2－3的6脚和2脚，并且，t2－1的6脚和2脚之间利用电容c2002连接，t2－2的6脚和2脚之间利用电容c2003连接，t2－3的6脚和2脚之间利用电容c2004连接。mos管q2000的5－8脚与三极管q2003的集电极共同连接后一路经过电容c2000连接至电阻r2001、稳压二极管d2000、mos管q2001的4脚，另一路连接至t2－1的6脚和2脚、t2－2的6脚和2脚、t2－3的6脚和2脚。三极管q2003的基极连接至t2－1的5脚。t2－1的3脚和4脚、t2－2的3脚和4脚、t2－3的3脚和4脚均连接来自pwm控制电路的t24v信号。
38.三级正离子变压器202包括变压器t2－1、t2－2、t2－3，三级均接收mos管q2000、mos管q2001的导通信号，且三级各自的输出电压电流分别经过一个正离子倍压整流电路203的倍压整流后形成15倍的放大，从而保证输出的正离子数量较大。
39.以变压器t2－1的正离子倍压整流电路203为例，包括6个反向的二极管、6个电容，6个二极管并联，分别是pdb201、pdb202、pdb203、pdb204、pdb205、pdb206，且相邻的二极管之间方向相反，6个电容分别是pbc201、pbc202、pbc203、pbc204、pbc205、pbc206，6个电容间隔式串联在相连两个二极管之间，形成倍压整流。
40.如图3所示，负离子发生电路3包括负离子变压器导通电路301、三级负离子变压器302、负离子倍压整流电路303，负离子变压器导通电路301的输入端连接至mcu用于接收n控制信号，负离子变压器导通电路301的输出端连接至三级负离子变压器302用以控制三级变压器的通断，三级负离子变压器302分别连接有一负离子倍压整流电路303，三级负离子倍压整流电路303串联后输出负离子vf－。
41.进一步地，负离子变压器导通电路301的电路连接结构与正离子变压器导通电路201相同，包括mos管q306、mos管q1000、mos管q1001，mos管q306的4脚连接至mcu的42脚，用以接收mcu发出的n ctrl信号，n ctrl信号为高/低电平，当是高电平时，mos管q306导通，mos管q306的5、6、7、8脚输出导通信号给mos管q1000、mos管q1001，mos管q1000、mos管q1001导通后发送打开信号给三级负离子变压器302，即用于控制变压器t1－1、t1－2、t1－3的开断，三个变压器输出电压电流后，经过负离子倍压整流电路303进行倍压整流，使得电流发生15级倍压升压，从而输出大量的负离子vf ，利用连接器j11输出到负静电针，提高静电消除的效果。
42.mos管q306、mos管q1000、mos管q1001之间的连接关系与图2中正离子的连接关系相同，在此不再赘述。
43.三级负离子变压器302为变压器t1－1、t1－2、t1－3，三级均接收mos管q1000、mos管q1001的导通信号，且三级各自的输出电压电流分别经过一个负离子倍压整流电路303的倍压整流后形成15倍的放大，从而保证输出的负离子数量较大。
44.负离子倍压整流电路303与变压器之间的连接关系与图2中的正离子连接结构相
同不同的是负离子倍压整流电路303的二极管的方向，以变压器t1－1的负离子倍压整流电路303为例，负离子倍压整流电路303的6个二极管分别是pdb101、pdb201、pdb301、pdb401、pdb501、pdb601，6个二极管的方向与图2的正离子倍压整流电路203的二极管方向相反。
45.本实施例中，采用变压器、倍压整流将低压24－36逆变为正负30kv高压电路，实现低压到高压输出，提供远距离动力，提高静电消除的效果。
46.同时，本实施例，正离子产生电路2利用正直流高压发生器，实现更多离子发生量，实现瞬时的除负电速度，负离子产生电路3利用负直流高压发生器，更多离子发生量，实现瞬时的除正电速度。将正离子发生电路2连接至正静电针，负离子发生电路3连接至负静电针，使得正负发射针分离，防止离子相互中和，强化性能，瞬时的除静电速度。
47.如图2和图3所示，变压器t1和变压器t2的3脚和4脚均连接有t24v信号，t24v信号由电感l301输出，具体的，电感l301的输出端输出t24v信号给变压器t1－1、t1－2、t1－3的3脚和4脚，也输出t24v信号给变压器t2－1、t2－2、t2－3的3脚和4脚，t24v信号用以控制正离子的变压器工作或者负离子的变压器工作。
48.再进一步的，如图3所示，电感l301连接有pwm导通电路5，pwm导通电路5经过连接器j1连接至pwm控制电路4。pwm导通电路5包括三极管q304，三极管q304的1脚经过电阻r305连接至连接器j1，3脚连接3.3v电源，2脚连接至电感l301。当pwm控制电路4输出导通信号给三极管q304时，三极管q304导通从而输出一个t24v信号。
49.如图4所示，pwm控制电路4包括pwm控制芯片u301，pwm控制芯片u301的输入端连接至mcu并接收pwm控制信号，输出端连接至三级正离子变压器202、三级负离子变压器302。进一步地，pwm控制芯片u301的2脚经过电阻r320和连接器j1连接至mcu的43脚用以接收mcu发送的高/低电平，pwm控制芯片u301根据高低电平而输出pwm调整信号，从8脚输出一个pwm信号波，控制pwm波的宽度，pwm信号波经过连接器j1连接至电阻r305从而到达三极管q304，来控制三极管q304的通断，以此来控制电感l301输出t24v信号从而控制变压器的工作。
50.具体的，如图4所示，u301的1脚经过电容c311连接至2脚，3脚经过电容c312连接至2脚，2脚一路经过电阻r320连接至mcu的43脚，一路经过电阻r321接地，一路经过电阻r319、电容c313接地。
51.u301的1脚还经过电阻r331、连接器j11连接至负离子发生电路3的vf－端，用以接收负离子的输出量，u301的1脚还经过电阻r332、连接器j21连接至正离子发生电路2的vf 端，用以接收正离子的输出量，u301根据正负离子的输出量来控制输出不同宽度的pwm波，从而控制负离子发生电路3、正离子发生电路2的工作状态。u301的15脚一路经过电阻r322连接5v电源，一路经过电阻r325接地，另一路经过电容c314接地。
52.如图5所示，电流检测电路5包括电子开关u7、运放器u6、比较芯片u8，u7的1脚经过电阻r14和连接器j5连接至mcu的37脚，2脚经过电阻r15和连接器j5连接至mcu的38脚，8脚经过电阻r15和连接器j5连接至mcu的33脚，16脚经过电阻r15和连接器j5连接至mcu的32脚，2脚和3脚对应1脚的输出，6脚和7脚对应8脚的输出，10脚和11脚对应9脚的输出，14脚和15脚对应16脚的输出，各自对应形成4路开关，分别对应4路信号，用做控制读取不同工作时期的电流。u7的2脚连接至u6的2脚，u7的3脚和11脚共同连接至u6的1脚，且u6的2脚与u6的1脚之间以电容c8连接。u7的7脚连接至u6的5脚，u7的7脚同时经过电容c12连接参考电流ref，作为基准电压，u7的6脚和10脚连接后经过电容c13连接参考电流ref，u7的15脚一路连
接参考电流ref，作为基准电压，另一路经过电阻r18与u7的14脚连接，且共同经过电阻r19、电阻r20后连接至u6的2脚。电阻r19还经过电阻r21接地，同时，电阻r21的两端设置有并联着的电容c14、电阻r22、电容c15，且电容c14、电阻r22、电容c15均连接参考电流ref。
53.如图5所示，u6的3脚连接参考电流ref，u6的6脚经过电阻r13连接参考电流，u6的7脚一路经过电阻r12、电容c10连接电阻r13，电阻r12、电容c10并联结构，u6的7脚另一路经过电阻27连接u8的2脚，u8的1脚经过电阻r29输出pb5/c20信号至mcu的41脚。同时，u8的1脚和2脚之间连接电阻r26，u8的3脚连接参考电流ref，作为基准电压，u8的5脚连接3.3v电源，u8的6脚输出参考电流ref。
54.u6的7脚经过电阻r28输出一个pb4/c19信号给mcu的40脚。电阻r28和电阻r29之间连接电容c18。
55.本实施例中，电子开关u7的输入端连接至mcu用于接收导通信号，具体是：u7的1脚、8脚、9脚、16脚为4路开关的输入端，mcu的37脚、38脚、33脚、32脚输出高低电平，用于选择导通某路开关，例如，当mcu的37脚输出高电平，电子开关u7的1脚1n1导通，从而电子开关u7的2脚和3脚即d1、s1输出信号至运放器u6，控制u6的工作状态为工作，读取静电端的电流大小信号，并放大后经过u6的7脚输出放大电流经过电阻r27给比较芯片u8的2脚，比较芯片u8接收放大电流与3.3v比较后从6脚输出参考电流ref；另外，u6的7脚输出放大电流经过电阻r28输出一个pb4/c19信号经过连接器j4至mcu的40脚，u8的1脚输出电流后经过电阻r29输出一个pb5/c20信号经过连接器j4至mcu的41脚，pb4/c19信号、pb5/c20信号这两个信号给到mcu用以识别，根据电流的状态来控制mcu输出p ctrl信号n ctrl信号，从而调整正负离子的输出。
56.电子开关u7的输出端连接至运放器u6用于控制运放器u6的工作状态以读取电流信号，运放器u6的输出端连接至比较芯片u8且输出至mcu，比较芯片u8输出至mcu，以检测到的电流信号来控制正负离子的输出。
57.本实施例中设置电流检测电路5，实现正负离子监测，自动感应静电的大小和极性实现自动匹配和消除静电。
58.本实施例中，mcu输出p ctrl信号和n ctrl信号，当p ctrl是高电平而n ctrl信号是低电平时，p ctrl信号对应的正离子发生电路2工作，而n ctrl信号对应的负离子发生电路3不工作，p ctrl信号给到正离子发生电路2的mos管q305，使得mos管q305所在的正离子变压器导通电路201导通，从而三级变压器t2导通，输出高压的电流信号，经过相应的正离子倍压整流电路203倍压整流后输出15倍级别的高压正离子，用以消除负离子静电；如果，p ctrl是低电平而n ctrl信号是高电平时，p ctrl信号对应的正离子发生电路2不工作，而n ctrl信号对应的负离子发生电路3工作，工作原理相同，在此不再赘述；
59.正负离子还配置pwm控制，用于控制正负离子的输出，mcu输出高低电平给pwm控制电路4，同时pwm控制电路4接收实时正负离子的输出量，输出一个pwm信号波，从而控制正离子发生电路2、负离子发生电路3的工作状态；
60.mcu发送高低电平信号来控制运放读取正负端的电流信号，经过比较芯片u8的比较后输出到mcu，mcu再根据接收到的信号来控制正负离子的输出量，形成闭环控制。
61.本发明将正负离子发生电路相互隔离开，形成独立的电路，并且将正静电针、负静电针作为独立的静电针，相互之间不会干扰，不会发生静电针的中和现象。
62.一种远距离智能静电消除器，包括负静电针、正静电针、电路板；电路板配置有静电消除电路；负静电针连接至负离子发生电路3的输出端，正静电针连接至正离子发生电路2的输出端。
63.电路板还配置有高压异常检测电路、使能电路、清洁电路、接口端子、模式选择电路、报警电路，实现mcu智能控制管理网络，静电自动检测自动消除、需要清洁信号输出、整机过流过压保护、远程485通信及启停控制、led指示整机工作状态等
64.一种远距离智能静电消除系统，包括一种远距离智能静电消除器。
65.以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。