臭氧发生器设计报告.doc

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1、臭氧发生器课程设计报告目录一、目录……………………………………………1二、设计要求………………………………………2三、设计作用、目的………………………………2四、设计的具体实现………………………………2五、心得及建议……………………………………13六、附录……………………………………………14七、参考文献……………………………………15...一、设计要求1、一般室有人时，进行空气“清新”，采用每个30分钟提供5分钟臭氧，间断工作；室无人时，进行空气“消毒”，连续提供臭氧1小时，设备具有停机功能。2、由

2、于臭氧比空气重，在正常使用时一般将发生器放置在高处，需要增加手动切换开关。二、设计作用、目的1、掌握臭氧发生器的设计。2、熟悉一些常用集成电路的使用方法，并掌握工作原理。3、提高学生的独立动手能力。三、设计的具体实现1、系统概述（1）主电路由三部分组成。振荡电路，要求振荡频率f为20到30KHz。功率放大电路。升压变压器，将输出电压变到3000V，供给放电器件，这里规定采用电压比为10：3000的高频变压器。...沿面放电陶瓷片是利用陶瓷绝缘介质表面上的沿面放电，产生低温等离子体来实现臭氧发生功能的器

3、件。沿面放电陶瓷片的结构特点是：电极分别布置在陶瓷基片的两边。正面为放电电极（一般为线状），背面为感应电极（通常为板状），并接地。将不十分高的电压作用在两极上时，由于陶瓷基片的良好绝缘，很难出现放电通道。只有两极间的电压大于某临界值，并以高频正弦交流电作用时，在放电电极附近有限的表面上进行电晕放电。这时，陶瓷绝缘介质表面相当于一个极板，在高频高压正弦交流电的作用下，放电电极附近表面处不断地俘获和发射电荷。当电压达到正半周临界起晕电压Uth时，开始放电，正电荷聚向放电极附近的介质表面，即电子被加速到很高

4、能量从介质表面传输到放电电极。随着电压升高，放电继续，更多的正电荷被束缚在介质表面，这一过程一直持续到峰值电压U。放电过程停止，介质表面正电荷并不消失。当电压开始下降时，介质表面正电荷仍不动，放电并不发生，一直持续降到负半周临界起晕电压-Uth，这时放电开始，介质表面的正电荷离开，负电荷积聚于表面，即电子被加速到很高能量从放电电极传输到介质表面，这一过程持续到负半周峰值电压-Up，放电过程停止。当电压再次升高到正半周临界起晕电压Uth时，正电晕放电又开始，整个放电过程就是这样交替进行的，因此，沿面放电

5、过程就是介质表面的静电平衡状态反复建立和破坏，表面气体的反复击穿而介质表面上反复充放异性电荷的过程。采用高电压下尖端放电或陶瓷沿面放电技术产生臭氧，可以提高效率。本设计实例规定采用200mg/h的陶瓷放电器，型号为N-20。采用小型风机将产生的臭氧从机器排除。臭氧（O3）是一种强氧化剂，适量臭氧可以起到杀灭环境细菌，净化空气的作用。由于气体可以进入任意缝隙和空间，因此它比紫外线消毒更具有优越性。臭氧还可以用于矿泉水中消毒、游泳池水净化及工业废水处理。但是臭氧稳定性很差，在常温下就可以自行分解为氧气，所

6、以臭氧不能储存，只能边生成边利用。臭氧发生器适用于医院诊室、接待室和家庭。臭氧发生电路图如下：图1（臭氧发生电路）（2）控制电路设计“清新”方式：控制振荡器工作5分钟，停止30分钟，如此交替。采用R、C和IC555电路组成多谐振荡电路来控制。清新控制电路图如下:...图2（清新控制电路图）“消毒”方式:控制振荡器连续工作1小时后，停止工作。采用R、C和IC555组成单稳态延时电路。消毒控制电路图如下：图3（消毒控制电路图）两档的切换用开关手动操作。（3）电源电路设计本设计供电电源的电压为交流220V,

7、功率不超过20W。交流220V通过全波整流电路，滤波电路，再通过稳压电路就可以得到稳定的直流电源了。直流电源产生电路图如下：...图4（直流电源产生电路图）2、单元电路设计、仿真与分析“清新”控制电路根据要求采用占空比为1比7的多谐振荡器，即5分钟输出高电平，30分钟处处低电平。交替循环。采用555--VIRTUAL定时器和R1、R2及二极管D1、D2组成振荡电路。刚通电时，由于C1上的电压不能跃变，即TRI角起始为低电平，555定时器位置，OUT管脚呈高电平。晶体管T饱和导通。继电器KA线圈通电，其

8、动合触电闭合，可以接通高频振荡器合功放电源，电路工作，生成臭氧。此后通过R1、D1对C1充电，充电时间为：T充=0.7R1C1=5*60s=300s。当C1上的电压充到阀值电平2/3Vcc时。555定时器复位，OUT管脚呈低电平，三极管T截止，KA线圈失电，动合触点复位断开，停止发生臭氧。在OUT管脚为低电平后，C1通过D2、R1及555定时器部的放电管放电，放电时间为：T放=0.7R2C1=30*60s=1800s。前面已确定C1为1000pF，则R2