專利名稱：負(fù)離子發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及負(fù)離子發(fā)生器，它通過使氣體分子諸如氧氣分子或空氣中的微小粒子帶負(fù)電而充分地產(chǎn)生負(fù)離子。
已有技術(shù)近來，負(fù)離子引起了人們的關(guān)注，它能積極影響生物體，例如避免人體之氧化作用的健康作用、食品保鮮作用、和除臭作用。各種負(fù)離子發(fā)生器由此產(chǎn)生，它們通過使氣體分子諸如氧氣分子或空氣中的微小粒子帶負(fù)電而可以產(chǎn)生負(fù)離子。在這樣的負(fù)離子發(fā)生器中的高壓生成電路采用鐵氧體高壓變壓器，該變壓器的線圈纏繞在鐵心上，并通過電磁感應(yīng)進(jìn)行電磁耦合放大。
然而，在已有技術(shù)的負(fù)離子發(fā)生器中，線圈型高壓變壓器在進(jìn)行電磁耦合放大時(shí)產(chǎn)生電磁波，由于該電磁波是產(chǎn)生正離子的起因，而這些正離子對(duì)生物體產(chǎn)生如氧化作用的不利影響。換句話說，已有技術(shù)的負(fù)離子發(fā)生器具有自相矛盾的問題，即盡管它產(chǎn)生負(fù)離子，也產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的正離子，它們抵消負(fù)離子并會(huì)產(chǎn)生如氧化生物體的不利影響。而且，由于諸如需要確保擊穿電壓安全的原因，減小線圈型高壓變壓器的體積和厚度也受到限制。因此，這種負(fù)離子發(fā)生器不可能滿足市場(chǎng)對(duì)于減小用來安裝于各種儀器中的負(fù)離子發(fā)生器的體積和厚度的需要。并且，為使所生成負(fù)離子的量可變，需要電壓變化電路來改變輸入到變壓器中的驅(qū)動(dòng)電壓，而且電路元件的數(shù)量也必然會(huì)增加。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)離子發(fā)生器，它能抑制正離子的產(chǎn)生，可以容易地控制所生成之負(fù)離子的數(shù)量并可減小其體積和厚度。為實(shí)現(xiàn)該目的，提供了一種電子發(fā)射型負(fù)離子發(fā)生器，當(dāng)在尖端放電電極上施加負(fù)高電壓時(shí)，該發(fā)生器向空氣中發(fā)射電子。該負(fù)離子發(fā)生器使用壓電變壓器來放大來自變壓器驅(qū)動(dòng)電路的非整流驅(qū)動(dòng)電壓。來自該壓電變壓器的交流高電壓被整流而得到負(fù)高電壓，它被施加到用于從其上發(fā)射電子的尖端放電電極上，從而在空氣中產(chǎn)生負(fù)離子。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明

圖1及圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種負(fù)離子發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。所描述的負(fù)離子發(fā)生器1是由以下部分組成的模塊尺寸為44×77×6mm的薄而小的外殼、置于外殼3中的基底部件4、壓電變壓器5、尖端放電電極6、驅(qū)動(dòng)電路(未示出)和連接到電源及外部電路上的輸入/輸出端子7。這種負(fù)離子發(fā)生器1可以作為負(fù)離子發(fā)生器模塊而裝配在各種設(shè)備和場(chǎng)合(facility)中，例如空氣凈化器和食品儲(chǔ)存?zhèn)}庫。
圖3是負(fù)離子發(fā)生器1的電路圖。負(fù)離子發(fā)生器1具有振蕩電路8，該電路使用小型定時(shí)器(compact timer)IC作為振蕩裝置。振蕩電路8產(chǎn)生一個(gè)例如頻率為75kHz的信號(hào)作為壓電變壓器5的諧振頻率(這是由長度方向的尺寸決定的)，或其頻率為該諧振頻率的鄰域頻率(±5kHz)。該信號(hào)被輸入到變壓器驅(qū)動(dòng)電路9中，該電路由場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成，又輸出交流電壓以驅(qū)動(dòng)壓電變壓器5。
壓電變壓器是小而薄且高效的變壓器。例如，壓電變壓器5的結(jié)構(gòu)包括薄而細(xì)長的矩形壓電陶瓷體、形成于該陶瓷體之長度方向一半的相對(duì)表面上的輸入電極、以及形成于陶瓷體之端面上并與輸入電極相對(duì)的輸出電極。當(dāng)變壓器驅(qū)動(dòng)電路9的諧振頻率之鄰域中的交流電壓被施加在輸入電極上時(shí)，壓電陶瓷體由于反壓電效應(yīng)而進(jìn)行機(jī)械振蕩，由于壓電作用，這些機(jī)械振蕩表現(xiàn)為在輸出電極上的高電壓。該高電壓被輸出。
整流電路10將從壓電變壓器5的輸出電極上輸出的高電壓整流為-1.0至-6.0KV的負(fù)高電壓。這個(gè)負(fù)高電壓被施加到尖端放電電極6上，該電極從它的尖端發(fā)射電子。這樣，負(fù)離子就產(chǎn)生了。所產(chǎn)生的負(fù)離子數(shù)可以按需要設(shè)置在每立方厘米1,000至2,000,000個(gè)離子的范圍內(nèi)。
振蕩頻率控制裝置11控制所生成的負(fù)離子的數(shù)量。具體來說，該裝置為可變電阻器(例如其電阻為105kΩ±5kΩ)，它被設(shè)置在振蕩電路8中的定時(shí)器IC的振蕩頻率控制端子上。通過改變?cè)摽勺冸娮杵鞯碾娮柚?，可以?5kHz±5kHz的范圍內(nèi)改變從振蕩電路8中的定時(shí)器IC輸出的信號(hào)之頻率。通過在75kHz±5kHz的范圍內(nèi)改變用以驅(qū)動(dòng)壓電變壓器5的交流電壓，可以根據(jù)諧振頻率的偏移大幅度改變壓電變壓器5的高電壓輸出。這樣，所產(chǎn)生的負(fù)離子數(shù)可以在每立方厘米1,000到2,000,000個(gè)離子之范圍內(nèi)被大幅度變動(dòng)。
在以上實(shí)施例中，定時(shí)器IC用振蕩頻率控制裝置11中來改變施加到尖端放電電極上的負(fù)高電壓。然而，這決不是限制性的；例如，可以采用脈沖寬度控制作為定時(shí)器IC中的另一種控制方法，即，可變電阻器可被設(shè)置于定時(shí)器IC的脈沖寬度控制端子上，用來改變輸出信號(hào)的脈沖寬度，由此改變輸入到壓電變壓器上的交流電壓的幅度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)離子發(fā)生器是一種電子發(fā)射型負(fù)離子發(fā)生器，通過將負(fù)高電壓加到尖端放電電極上、并從尖端放電電極發(fā)射電子到空氣中而產(chǎn)生負(fù)離子，該發(fā)生器使用壓電變壓器作為輸出非整流交流高電壓以產(chǎn)生負(fù)高電壓的裝置。這樣，可以抑制和消除已有技術(shù)的負(fù)離子發(fā)生器采用的線圈型變壓器產(chǎn)生正離子的不利影響，并且可以減小設(shè)備的尺寸和厚度。
另外，為驅(qū)動(dòng)壓電變壓器，定時(shí)器IC被用作振蕩裝置，以產(chǎn)生壓電變壓器之諧振頻率的鄰域頻率中的交流電壓。這樣，振蕩裝置可以由少量元件構(gòu)成并減小體積，因此有利于使該負(fù)離子發(fā)生器的尺寸和厚度減小。
而且，該定時(shí)器IC配置有用于調(diào)整頻率的振蕩頻率調(diào)節(jié)裝置。該振蕩頻率調(diào)節(jié)裝置使得被施加到壓電變壓器上而用于其驅(qū)動(dòng)的交流電壓的頻率發(fā)生變化，也就是引起頻率從壓電變壓器的諧振頻率偏移，從而改變施加到尖端放電電極上的負(fù)高電壓。這樣，與已有技術(shù)不同，不需要大規(guī)模電壓變化電路，通過使用單獨(dú)的可變電阻器，而使得用于驅(qū)動(dòng)壓電變壓器的交流電壓之頻率從其諧振頻率偏移，因而允許從壓電變壓器的輸出電壓有較大變化。因此可以使電壓變化電路小型化，以減小負(fù)離子發(fā)生器的尺寸和厚度。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射型負(fù)離子發(fā)生器，利用加在尖端放電電極上的負(fù)高電壓使電子發(fā)射到空氣中而產(chǎn)生負(fù)離子，其中，采用壓電變壓器作為輸出非整流交流高電壓以產(chǎn)生負(fù)高電壓的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的負(fù)離子發(fā)生器，其中，采用定時(shí)器IC作為用于產(chǎn)生交流電壓的振蕩裝置，該交流電壓的頻率是在該壓電變壓器的諧振頻率的鄰域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的負(fù)離子發(fā)生器，其中，該定時(shí)器IC包括用于調(diào)節(jié)振蕩頻率的振蕩頻率調(diào)節(jié)裝置，該振蕩頻率調(diào)節(jié)裝置可以引起用于驅(qū)動(dòng)該壓電變壓器的交流電壓之頻率從其諧振頻率偏移，用以改變施加到該尖端放電電極上的負(fù)高電壓。
全文摘要
一種負(fù)離子發(fā)生器，它能抑制正離子的生成，易于控制所生成的負(fù)離子數(shù)量，并具有較小的尺寸和厚度。該負(fù)離子發(fā)生器1是用于產(chǎn)生負(fù)離子的電子發(fā)射型負(fù)離子發(fā)生器，通過在尖端放電電極6上施加負(fù)高電壓而使電子發(fā)射到空氣中。壓電變壓器5用于放大來自變壓器驅(qū)動(dòng)電路9的非整流驅(qū)動(dòng)電壓。對(duì)來自壓電變壓器5的交流高電壓進(jìn)行整流，結(jié)果得到負(fù)高電壓，在尖端放電電極6上施加該負(fù)高電壓，從此處發(fā)射電子，從而在空氣中產(chǎn)生負(fù)離子。
文檔編號(hào)H01T19/00GK1400700SQ02124420
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2002年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月27日
發(fā)明者相木良昭, 坂本若夫 申請(qǐng)人:安第斯電氣株式會(huì)社