專利名稱：電吸塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電吸塵器。
圖7A示意性地給出了一種常規(guī)的電吸塵器。
在圖7A所示的電吸塵器中，通過(guò)耦合電容器133，脈沖電源電路142產(chǎn)生的脈沖電壓疊加到基電源電路141產(chǎn)生的直流基電壓上，并且該疊加電壓施加到吸塵室130A內(nèi)的放電極130B上。
圖7B中給出了該施加電壓的波形，該波形的脈寬為50μs至200μs，脈沖頻率為25pps到400pps。
還有，圖7A中，數(shù)字131表示一脈沖形成電容器，132表示一開(kāi)關(guān)電路，134表示一耦合變壓器，135和136表示一電源調(diào)整電路，137和138表示一變壓器，以及139和140表示一整流電路。
圖8A示意性地表示了另外一種常規(guī)的電吸塵器。
在圖8A所示的電吸塵器中，在不需要耦合電容器的情況下，直流高壓電源146產(chǎn)生的直流高電壓疊加到脈沖形成電容器147的脈沖電壓上，在吸塵室144A內(nèi)的放電極114B被電壓波形如圖8B所示的電壓充電。
還有，圖8A中，數(shù)字143表示基電源電阻，145表示一控制器，以及148表示一開(kāi)關(guān)電路。
圖9A示意性地給出了另一種常規(guī)的電吸塵器。
如圖9A所示，電吸塵器包括一個(gè)基電源電路150和一個(gè)脈沖電源電路152，以及一個(gè)具有耦合電容器功能的脈沖形成電容器151。
置放在吸塵室153A內(nèi)的放電極153B被電壓波形如圖9B所示的電壓充電。
還有，圖9A中的數(shù)字154表示一開(kāi)關(guān)電路。


圖10A示意性地給出了另一種常規(guī)的電吸塵器。
如圖10A所示，電吸塵器包括一脈沖生成電路164，其內(nèi)有一個(gè)脈沖形成電容器161和一個(gè)高壓開(kāi)關(guān)電路162。并且用一個(gè)直流高電壓電源160對(duì)脈沖形成電路161充電。
當(dāng)脈沖形成電路161上的電壓到達(dá)一高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)電路162執(zhí)行開(kāi)關(guān)功能產(chǎn)生一LC諧振，從而圖10B所示的陡前沿脈沖電壓疊加到電吸塵室16A內(nèi)的放電極16B的剩余電壓上。
常規(guī)電吸塵器存在如下問(wèn)題在圖7A所示的電子吸塵器中，(1)、由于在基電源電路14中使用了三相交流電源以使基電壓平滑，所以電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，且價(jià)格昂貴。
(2)、還有，為了提高脈沖形成電容器131的充電效率，脈沖電源電路142使用了三相交流電源，但這只能有限地提高充電效率。
(3)、由于在耦合變電壓器次級(jí)繞組內(nèi)的基電流流動(dòng)方向與耦合變電壓134初級(jí)繞組內(nèi)的脈沖電流流動(dòng)方向一致，所以這些電流產(chǎn)生的磁通方向一致。因此，為了避免耦合變壓器134的飽和，必須使耦合變壓器134的鐵芯足夠大，從而得不到一個(gè)具有窄脈寬的陡前沿脈沖。
在圖8A所示的電吸塵器中，(1)、由于使用了單一直流高壓電源146，并且直流高壓電源146，開(kāi)關(guān)電路148和放電極144B通常是電連接的，因此，放電極144B的充電常常影響基電壓，它不能光滑。
(2)、由于脈沖形成電容器147施加的電壓大致與吸塵器室144A施加的電壓即基電壓相等，基電壓影響脈沖電壓的峰值，因此不能單獨(dú)地控制基電壓和脈沖電壓。從而，當(dāng)脈沖電壓疊加到基電壓上時(shí)，可能發(fā)生不正常的放電。
(3)、由于基電源電阻143損耗直流高壓電源146產(chǎn)生的基電流能量和放電極144B產(chǎn)生的諧振電流，因此電阻143阻值必須足夠大。另外，能量損耗增大，從節(jié)約能量出發(fā)，還是不希望的。
在圖9A所示的電吸塵器中，(1)、獨(dú)立地提供基電源150和脈沖電源電路152，由于脈沖形成電容器151的一端與放電電極153B相連，脈沖形成電容器151施加的電壓被基電壓的波紋所干擾，因此不能單獨(dú)地控制脈沖電壓。
(2)、為了避免基電壓中的波紋干擾，必須增大基電壓，當(dāng)基電壓增大的，將發(fā)生不正常的放電，這對(duì)于吸塵器的操作是不希望的。
(3)、由于基電壓和脈沖電壓之和施加到脈沖形成電容器151，為了增大脈沖形成電容器151的最大容許電壓和增大在開(kāi)關(guān)上脈沖的峰值電壓，必須增大電容器151的容量。
在圖10A所示的電吸塵器中，(1)、由于在脈沖生成電路164中提供了開(kāi)關(guān)功能和絕緣功能，脈沖電壓可以單獨(dú)地控制。然而，由于沒(méi)有提供基電源，在非脈沖周期內(nèi)，不能控制基電壓。
(2)、當(dāng)開(kāi)關(guān)電路162處于接通狀態(tài)時(shí)，由于流動(dòng)著諧振電流，衰減的脈沖電壓多次施加到放電電極163B上，因此不能準(zhǔn)確地控制脈沖頻率。
(3)、諧振電流的能量主要地?fù)p耗在吸塵室163A內(nèi)。但是，由于施加了多個(gè)脈沖，與一個(gè)脈沖比較，損耗了更多的能量。考慮到吸塵器的運(yùn)行，這是不希望的。
為了解決上述問(wèn)題，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，電吸塵器把脈沖電路產(chǎn)生的負(fù)極性脈沖電壓疊加到基電源電路產(chǎn)生的負(fù)極性基電壓上，從而在同極性方向上把上述兩電壓彼此相加，它把該疊加電壓施加到吸塵室(連接到地)內(nèi)的負(fù)極性放電電極上。該吸塵器的特點(diǎn)在于它保持了把電容器的一端接地，另一端通過(guò)脈沖變壓器的次級(jí)繞組連接到放電電極，把基電源電路的正極性邊輸出端連接到電容器的接地端，通過(guò)一平滑電路把基電源電路的負(fù)極性邊輸出端連接到電容器的放電電極端，把脈沖電源電路的輸出端連接到脈沖變壓器的初級(jí)繞組。
按照本發(fā)明的另一方面，脈沖電源電路包括一串聯(lián)放電電路，該串聯(lián)放電電路有一個(gè)開(kāi)關(guān)單元，一個(gè)飽和扼流圈和用直流電源充電且把脈沖狀放電電流施加到脈沖變壓器初級(jí)繞組的脈沖電容器。脈沖電源電路還包括一個(gè)半導(dǎo)體器件，它并列地連到開(kāi)關(guān)單元件上，并只讓電流的流動(dòng)方向與放電電流的方向相反。其中開(kāi)關(guān)單元包括一半導(dǎo)體器件，通過(guò)施加到半導(dǎo)體器件控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)，可以控制該半導(dǎo)體器件的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)。
仍然按本發(fā)明的另一個(gè)方面，脈沖電源電路包括一個(gè)把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷旱霓D(zhuǎn)換電路，把轉(zhuǎn)換的直流電壓變換的一個(gè)希望的高頻交流電壓的變換電路，升壓高頻交流電壓的變壓器，用于整流升壓的高頻交流電壓的整流器和用整流的直流電壓充電的脈沖電容器。該脈沖電容器把脈沖狀放電電流施加到脈沖變壓器的初級(jí)繞組上。
仍然按照本發(fā)明的另一方面，上述電吸塵器其特征在于，脈沖電源電路包括一串聯(lián)放電電路，該串聯(lián)放電電路包括一開(kāi)關(guān)單元，一個(gè)飽和扼流圈，和一個(gè)用直流充電的并把脈沖狀放電電流施加到脈沖變壓器初級(jí)繞組的脈沖電容器。脈沖電源電路還包括一個(gè)施加到開(kāi)關(guān)單元控制端，用以接通和關(guān)閉通導(dǎo)控制信號(hào)供給路經(jīng)的第一開(kāi)關(guān)。并且基電源電路包括位于交流電源和變壓器之間的反相并排放置的反相阻斷三端可控硅，把施加到可控硅控制端的通導(dǎo)控制信號(hào)接通到連續(xù)放電信號(hào)或間歇放電信號(hào)的第二開(kāi)關(guān)，以及對(duì)變壓器升壓的交流電壓進(jìn)行整流的整流器。其中第三開(kāi)關(guān)通過(guò)平滑電路，電容器和脈沖變壓器的次級(jí)繞組，或直接旁路平滑電路、電容器以及脈沖變壓器的次級(jí)繞組，用以把基電源電路的負(fù)極性電壓輸出端連接到放電電極。
仍然按本發(fā)明的一個(gè)方面，脈沖電源電路包括一串聯(lián)放電電路，該串聯(lián)放電電路包括一開(kāi)關(guān)單元，開(kāi)關(guān)單元有一半導(dǎo)體部件，它能被施加到它的控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)控制其接通或斷開(kāi)。串聯(lián)放電電路還包括一個(gè)飽和扼流圈，以及用直流電源充電且提供脈沖狀放電電流到脈沖變壓器的所述初級(jí)繞組的脈沖電容器。脈沖電源電路包括一個(gè)并聯(lián)到開(kāi)關(guān)單元且使電流朝放電電流反方向流動(dòng)的一個(gè)半導(dǎo)體器件。脈沖電源電路還包括一個(gè)接通或斷開(kāi)提供給開(kāi)關(guān)單元控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)的供電路經(jīng)的開(kāi)關(guān)?；娫措娐钒ㄎ挥诮涣麟娫春妥儔浩髦g，反向并列的反向阻斷三端可控硅，用于把供給可控硅控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)連接到一個(gè)連續(xù)充電信號(hào)或一個(gè)間歇充電信號(hào)的第二開(kāi)關(guān)，以及對(duì)變壓器升壓的交流電壓進(jìn)行整流的整流器。其中提供的第三開(kāi)關(guān)，通過(guò)平滑電路，電容器和脈沖變壓器的次級(jí)繞組，或直接旁路平滑電路、電容器和脈沖變壓器的次級(jí)繞組，用以把基電源電路的負(fù)極性輸出端與放電電極相連。
仍然按照本發(fā)明的另一方面，直流電源包括一個(gè)用以整流高頻交流電壓的整流器，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路和交換電路，高頻交流電壓被轉(zhuǎn)換為一個(gè)希望的高頻電壓，并用變壓器進(jìn)行升壓。
在本發(fā)明中，當(dāng)交流電源的交流電功率供給基電源電路時(shí)，反相阻斷三極可控硅調(diào)整電功率，并用變壓器提升電壓。然后，用整流器整流該升高電壓，從而產(chǎn)生基電壓。該基電壓用平滑電路進(jìn)行平滑，并跨接在電容器上輸出。同時(shí)，通過(guò)脈沖變壓器的次級(jí)繞組，平滑電路的負(fù)極性輸出端產(chǎn)生的負(fù)極性電壓提供給放電電極。
另一方面，當(dāng)交流電源的交流電功率提供給脈沖電源電路時(shí)，在轉(zhuǎn)換電路中，把電功率轉(zhuǎn)換為直流電壓，然后在交換電路中被轉(zhuǎn)換為一高頻交流電壓。通過(guò)變壓器，升高該交流電壓，整流該升高電壓后，通過(guò)飽和扼流圈，整流的電壓提供給脈沖電容器。
接通開(kāi)關(guān)單元時(shí)，通過(guò)飽和扼流圈和開(kāi)關(guān)單元，脈沖電容器放電的脈沖狀電流流經(jīng)脈沖變壓器的初級(jí)繞組，脈沖狀電流引起的負(fù)極性脈沖電壓疊加到供給脈沖變壓器次級(jí)供組的負(fù)極性基電壓上，即兩電壓在同一極性方向上相加并施加到放電電極，從而在吸塵室內(nèi)發(fā)生電暈放電。
然后，通過(guò)LC諧振，放電電極釋放積累在吸塵室內(nèi)的電荷，并且以脈沖變壓器的次級(jí)繞組傳輸該諧振電流到脈沖變壓器的初級(jí)繞組。然后，通過(guò)半導(dǎo)體器件和飽和扼流器，該電流流回該脈沖電容器。
依靠第一開(kāi)關(guān)，接通或斷開(kāi)供給開(kāi)關(guān)單元控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)，并且，依靠第二開(kāi)關(guān)，提供給可控硅控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)被連接到持續(xù)放電信號(hào)或間歇放電信號(hào)。還有，通過(guò)平滑電路、電容器和脈沖變壓器的次級(jí)繞組，或直接旁路平滑電路、電容器和脈沖變壓器的次級(jí)繞組，第三開(kāi)關(guān)可以把基電源電路的負(fù)極性輸出端與與放電電極連接起來(lái)，從而可以選擇脈沖充電，全直流充電，間歇充電以及直流紋波充電等各種方式。
按照本發(fā)明，所提供的電容器的一端接地，而另一端通過(guò)脈沖變壓器的次級(jí)繞組與放電電極相連，并且基電源電路的正電壓輸出端與電容器的接地端相連。通過(guò)平滑電路，基電源電路的負(fù)壓輸出端與電容器的放電電極端相連，并且脈沖電源電路的輸出端與脈沖變壓容的初級(jí)繞組相連。相應(yīng)地，可以平滑基電壓，并且可以單獨(dú)地控制基電壓和脈沖電壓。還有，使用小型脈沖變壓器，通過(guò)放電電極，可以產(chǎn)生大輸出功率的陡前沿脈沖。
更進(jìn)一步，按本發(fā)明的另一方面，脈沖電源電路包括串聯(lián)放電電路，該串聯(lián)放電電路包括開(kāi)關(guān)單元，飽和扼流圈，和用直流電源充電的且把脈沖狀放電電流提供給脈沖變壓器初級(jí)繞組的脈沖電容器。脈沖電源電路還包括一個(gè)并聯(lián)到開(kāi)關(guān)單元的半導(dǎo)體器件，它使電流的流動(dòng)方向必須與放電電流的方向相反。開(kāi)關(guān)單元包括半導(dǎo)體器件，通過(guò)控制提供給，半導(dǎo)體控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)，可以控制該半導(dǎo)體的接通和斷開(kāi)，從放電電極反方向流到脈沖電源電路的諧振電流可以流回脈沖電容器。按照這種結(jié)構(gòu)，可以提高能量的利用效率，并且可以精確地控制施加到放電電極的脈沖頻率。
還有，按照本發(fā)明的另一方面，脈沖電源電路包括把交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換電路，把轉(zhuǎn)換的直流電壓變換為希望的高頻交流電壓的變換電路，提升高頻交流電壓的變壓器，整流升壓的高頻交流電壓整流器，和用整流的直流電壓充電并把脈沖狀放電電流提供給脈沖變壓器的初級(jí)繞組的脈沖電容器。按照這種結(jié)構(gòu)，可以提高脈沖電容器的充電效率和充電速度。
更進(jìn)一步，脈沖電源電路可以包括串聯(lián)的放電電路，該串聯(lián)放電電路包含開(kāi)關(guān)單元，飽和扼流圈，和用直流電源充電且把脈沖狀放電電流提供給脈沖變壓器初級(jí)繞組的脈沖電容器。脈沖電源電路還包括第一開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)用以接通或關(guān)斷提供給開(kāi)關(guān)單元控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)的傳導(dǎo)路徑。還有，基電源電路可以包括位于交流電源和變壓器之間，反相并聯(lián)的反相阻斷三端可控硅，用于把提供給可控硅控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)與持續(xù)充電信號(hào)或間歇充電信號(hào)相連的第二開(kāi)關(guān)，和整流由變壓器升壓的交流電壓的整流器。另外，所提供的第三開(kāi)關(guān)，通過(guò)平滑電路、電容器和脈沖變壓器的次級(jí)繞組，或通過(guò)直接旁路平滑電路、電容器和脈沖變壓器的次級(jí)繞組，可以把基電源電路的負(fù)壓輸出端與放電電極連接起來(lái)。相應(yīng)地，由于可以選擇包括脈沖充電，全直流充電，間歇充電和直流紋波充電的各種方式，不管所處理的空氣中灰塵的電阻率的如何變化，都可以提高吸塵的運(yùn)行，并降低能耗。
圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的原理圖；圖2是一個(gè)時(shí)序圖，表示第一實(shí)施方式脈沖電源電路的運(yùn)行；圖3是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的原理圖；圖4表示第二實(shí)施例方式中，開(kāi)啟角信號(hào)和充電速率信號(hào)的開(kāi)關(guān)機(jī)制的示意圖；圖5表示第二實(shí)施方式中，開(kāi)啟角信號(hào)和充電速率信號(hào)的另一實(shí)施方式的示意圖，圖6A—圖6D為時(shí)序圖，表示第二實(shí)施方式中，可控硅的柵極電流和輸出電壓以及放電電極的電壓。圖6A表明脈沖放電方式，圖6B為全直流充電方式，圖6C為間歇充電方式，以及圖6D為直流紋波充電方式；圖7A是說(shuō)明常規(guī)電吸塵器的一個(gè)例子的原理圖，圖7B是它的輸出波形圖；圖8A是說(shuō)明常規(guī)吸塵器的另一個(gè)例子的原理圖，圖8B是它的輸出波形圖；圖9A也是說(shuō)明常規(guī)電吸塵器的另一個(gè)例子的原理圖，圖9B是它的輸出波形圖；以及圖10A也是說(shuō)明常規(guī)電吸塵器的另一個(gè)例子的原理圖，圖10B是它的輸出波形圖。
圖1和圖2分別示意地說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1中，數(shù)字30表示一個(gè)基電源電源，它包括一對(duì)反向并列的反向阻斷型三端可控硅31(后面稱可控硅)，一個(gè)變壓器33，一個(gè)整流器34和一個(gè)控制器32。
當(dāng)交流電源的交流電輸入到基電源電路時(shí)，通過(guò)可控硅31，調(diào)整電功率，從而得到希望的基電壓。
還有，控制器32的導(dǎo)通控制信號(hào)(持續(xù)充電信號(hào)或間歇充電信號(hào))，輸入到可控硅31的控制端，控制可控硅31的開(kāi)啟時(shí)間，即導(dǎo)通時(shí)間，從而調(diào)整電流和電壓，即調(diào)整電功率。
下面仔細(xì)描述導(dǎo)通控制信號(hào)，在交流電源頻率的每個(gè)半周期上(充電速率為1)，用一個(gè)給定開(kāi)啟角(導(dǎo)通角)開(kāi)啟可控硅31時(shí)，這種運(yùn)行方式稱持續(xù)充電。在交流電源頻率的每個(gè)全周期上(充電速率為1/2)，或一個(gè)半周期上(充電速率的1/3)，用一個(gè)定給開(kāi)啟角(導(dǎo)通角)開(kāi)啟可控硅31時(shí)，這種運(yùn)行方式稱間歇充電。
相應(yīng)地，在導(dǎo)通控制信號(hào)的開(kāi)啟角為60°且充電速率為1/3的情況下，反復(fù)控制可控硅31，從而在半個(gè)周期60°時(shí)，開(kāi)啟(接通)可控硅31，而在下一個(gè)全周期(2個(gè)半周期)不開(kāi)啟，并且再在下一個(gè)半周期60°上開(kāi)啟可控硅31。
通過(guò)控制器32可以任意地設(shè)置和改變開(kāi)啟角和充電速率。
用變壓器33升高可控硅31調(diào)整的交流電壓然后用整流器34進(jìn)行整流。
通過(guò)平滑電路25，把整流器34的輸出平滑為一個(gè)接近全直流電壓，該平滑電路25包括一個(gè)平滑電容器18和電抗線圈19、20，并跨接在電容器20上。
電容器20的正極端接地，通過(guò)脈沖變壓器16的次級(jí)繞組，電容器20的負(fù)極端連接到放電電極41，從而用負(fù)電壓對(duì)放電電極41充電。
另一方面，脈沖電源電路1包括一轉(zhuǎn)換電路2，電抗線圈3，電容器4，保險(xiǎn)絲5，交換電路6(由晶體管“橋”組成)，變壓器10，整流器11，GTO可控硅(可關(guān)斷可控硅開(kāi)關(guān)元件)12，二極管13(半導(dǎo)體元件)13，飽和扼流圈14，脈沖電容器15，以及控制器7、8、9和17。通過(guò)脈沖變壓器16，基電源電路30和放電電極是絕緣的。
當(dāng)交流電源的三相交流電壓輸入到脈沖電源電路1時(shí)，根據(jù)控制器7的信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路2，把電壓轉(zhuǎn)換脈沖狀電壓，并用電抗線圈3進(jìn)行平滑，電抗線圈3平滑的電壓施加到電容器4。
根據(jù)控制器8的控制信號(hào)，變換電路6把電容器4的直流電壓變換為一個(gè)希望的高頻交流電壓，然后變壓器10升高該交流電壓。接著，整流器11整流該升高的電壓，通過(guò)飽和扼流圈14，把整流電壓輸入到脈沖電容器15。
這時(shí)，響應(yīng)于控制器17的一個(gè)指令，GTO可控硅12沒(méi)接通。
電壓表(沒(méi)畫(huà)出)檢測(cè)脈沖電容器15的電壓，當(dāng)指示脈沖電容器15被充到一預(yù)定電壓的信號(hào)輸入控制器9時(shí)，控制器9的一個(gè)指令關(guān)斷控制器8的信號(hào)。
然后，當(dāng)一個(gè)接通指令(即來(lái)自控制器的導(dǎo)通控制信號(hào))輸入到GTO可控硅12時(shí)，GTO可控硅12接通到脈沖電容器15，從而放電電流，經(jīng)飽和扼流圈14和GTO可控硅12(串聯(lián)放電電路)，由脈沖電容器15進(jìn)入脈沖變壓器16的初級(jí)繞組。
結(jié)果，在脈沖變壓器16的次級(jí)繞組產(chǎn)生一個(gè)負(fù)極性脈沖電壓，并疊加到常輸入到次級(jí)繞組的負(fù)極性基電壓上。從而在同一極性方向上把這兩個(gè)電壓相加，形成電壓Ve和電流Ie，它們施加到放電電極41。
從脈沖電壓器初級(jí)繞組的下端流到上端的放電電流的方向與從脈沖變壓器次級(jí)繞組的上端流到下端的基電流方向相反。
電壓Ve輸入到放電電極41之后，流逝的飽和扼流圈14的飽和時(shí)間達(dá)到一個(gè)峰值時(shí)，通過(guò)LC諧振，放電電極41放電存儲(chǔ)在吸塵室40的電荷，諧振電流方向與上述放電過(guò)程的電流方向相反。
從脈沖變壓器16的次級(jí)繞組傳輸電流到它的初級(jí)繞組，經(jīng)過(guò)與可控硅12反相并聯(lián)的二極管13和飽和扼流圈14，上述電流流入脈沖電容器15。
電壓Ve達(dá)到峰值之后，直到諧振電流停止流動(dòng)，控制器17的一個(gè)指令關(guān)斷GTO可控硅12，流入脈沖電容器16的電荷在脈沖電容器16中恢復(fù)，而不用象諧振電流那樣再次放電。
控制器9向控制器7，8和17輸入信號(hào)，從而控制器9控制轉(zhuǎn)換電路2的開(kāi)/關(guān)定時(shí)，變換電路6和GTO可控硅12。
控制器9與基電源電路30的控制器32內(nèi)部連接，并且脈沖電源電源1與基電源電路30協(xié)調(diào)運(yùn)作。
圖2表示脈沖電源電路1的運(yùn)行時(shí)序圖。
由于脈沖電源電路1與基電源電路30和放電電極41是隔開(kāi)的，且平滑電路大體上把基電壓轉(zhuǎn)換為全直流的電壓，所以可以單獨(dú)地控制基電壓和脈沖電壓。相應(yīng)地，脈沖電壓疊加到基電壓和脈沖電壓。相應(yīng)地，脈沖電壓疊加到基電壓上時(shí)，不可能發(fā)生不正常放電。
還有，平滑電路的容量遠(yuǎn)大于吸塵室40的容量(大約為10倍)時(shí)，上述效果更佳。
另外，流經(jīng)脈沖變壓器16初級(jí)繞組的脈沖電流方向與流經(jīng)變壓器的次級(jí)繞組的基電流方向相反，兩電流產(chǎn)生的脈沖變壓器16的磁通方向被顛倒，用以防止脈沖變壓器16的鐵芯飽和。相應(yīng)地，即使用一個(gè)小型脈沖電壓器，也可以得到大輸出功率的陡前沿脈沖電壓。
更進(jìn)一步，由于諧振電流反向地從放電電極41流入脈沖電源電路1是發(fā)生在一個(gè)閉合回路中，該閉合回路包括脈沖變壓器16的初級(jí)繞組16、二極管13、飽和扼流圈14和脈沖電容器15，并且因?yàn)橹C振電流被恢復(fù)到脈沖電容器15，從而可以提高能量的利用率，同時(shí)，可以準(zhǔn)確地控制施加到放電電極41的脈沖頻率。
另外，轉(zhuǎn)換2和變換電路6把交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓后，由于產(chǎn)生了一個(gè)希望的高頻交流電壓，可以提高向脈沖電容器15充電的效率。
還有，由于GTO可控硅12控硅制脈沖電容器15的接通和斷開(kāi)，所以幾十微秒(幾個(gè)10μs)的指令可以控制脈沖寬度。
參考圖3到圖6，描述本發(fā)明的第二實(shí)施方式。
圖3中，數(shù)字52表示第一開(kāi)關(guān)，用以接通控制器9輸出的導(dǎo)通控制信號(hào)的供給路徑至GTO可控硅12。接通開(kāi)關(guān)52時(shí)，來(lái)自控制器17的導(dǎo)通控制信號(hào)控制GTO可控硅12的接通和斷開(kāi)，當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，可控硅12不能接通，即使控制器9輸出導(dǎo)通控制信號(hào)時(shí)，可控硅12也不能導(dǎo)通。
數(shù)字53表示第二開(kāi)關(guān)，用以把輸入到可控硅31的導(dǎo)通控制信號(hào)接通到持續(xù)或間歇充電信號(hào)上。接通開(kāi)關(guān)53時(shí)，導(dǎo)通控制信號(hào)接通到間歇充電信號(hào)，并且當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)53時(shí)，導(dǎo)通控制信號(hào)被轉(zhuǎn)換到持續(xù)充分電信號(hào)上。
圖4示意地說(shuō)明了這個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)理。
開(kāi)啟角信號(hào)和充電率信號(hào)從外部輸入到控制器32，并且用充電率信號(hào)切換開(kāi)關(guān)S。
特別地，通過(guò)經(jīng)常接通的開(kāi)關(guān)S，開(kāi)啟角信號(hào)輸入到可控硅31，當(dāng)充電率為1/3時(shí)，在一個(gè)全周期(2個(gè)半周期)上，用充電率信號(hào)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，此段時(shí)間不開(kāi)啟可控硅31，充電暫停。
相應(yīng)地，接通開(kāi)關(guān)53時(shí)，控制器32產(chǎn)生的導(dǎo)通控制信號(hào)是有一定開(kāi)啟角的間歇充電信號(hào)。另一方面，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)53時(shí)，斷開(kāi)用以切換開(kāi)關(guān)S的充電率信號(hào)。于是當(dāng)接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，控制器32輸出的導(dǎo)通控制信號(hào)是有一定開(kāi)啟角的持續(xù)充電信號(hào)。
數(shù)字50和51表示第三開(kāi)關(guān)，它們是互連的。當(dāng)開(kāi)關(guān)從P側(cè)撥到D側(cè)時(shí)，從圖1所示的狀態(tài)，脈沖變壓器16的次級(jí)繞組和放電電極被彼此分開(kāi)，放電電極41旁路脈沖變壓器16的次級(jí)繞組和平滑電路25，直接地與基電源電路30的負(fù)電壓輸出端相連。
其它部分的構(gòu)造與圖1所示的一樣。用同樣的數(shù)字表示相對(duì)應(yīng)的元件，并且略去對(duì)他們的描述。
這種類型的吸塵器，隨著吸塵室40處理空氣的灰塵的電阻率的增加，充電條件逐漸向正常充電、常出現(xiàn)火花、高壓反向電離化、大電流低電壓反向電離化轉(zhuǎn)變。
相應(yīng)地，根據(jù)充電條件的改變，按照直流紋波充電、全直流充電、間歇充電和脈沖充電的次序選擇充電方式，從而可以提高吸塵的運(yùn)行。
第三開(kāi)關(guān)50和51拔到P側(cè)，且第一開(kāi)關(guān)52接通時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)50和平滑電路25，平滑基電源電路30產(chǎn)生的基電壓，然后通過(guò)脈沖變壓器16的次級(jí)繞組，輸入到放電電極41。由于第一開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)，來(lái)自控制器17的導(dǎo)通控制信號(hào)接通GTO可控硅12。從而產(chǎn)生了脈沖電流。當(dāng)該脈沖電流流經(jīng)脈沖變壓器16的初級(jí)繞組時(shí)，在脈沖變化器16的次級(jí)繞組感應(yīng)產(chǎn)生的脈沖電壓疊加到基電壓。該疊加電壓被施加到吸塵室40的放電電極41，從而得到脈沖充電方式。
圖6A是一個(gè)時(shí)序圖，給出了脈沖充電方式，可控硅31的柵極電流和輸出電壓，以及放電電極41的電壓的波形圖。
在脈沖充電方式中，由于大約幾微秒內(nèi)可以調(diào)整電壓運(yùn)用時(shí)間，對(duì)于具有短時(shí)間常量的反向電離來(lái)說(shuō)，脈沖充電方式很有效。由于電壓運(yùn)作時(shí)間很短，可以大大地減少功率損耗。
第一開(kāi)關(guān)52斷開(kāi)且把第三開(kāi)關(guān)50和51拔到P側(cè)時(shí)，斷開(kāi)了導(dǎo)通控制信號(hào)到GTO可控硅12的供給路徑，從而沒(méi)接通GTO可控硅12，并且脈沖電容器15不放電。從而不產(chǎn)生脈沖電壓。
另一方面，通過(guò)平滑電路25，基電源電路30產(chǎn)生的基電壓輸入放電電極41。
相應(yīng)地，輸入到放電電極41的基電壓具有紋波被平滑電路25卻除的波形，從而得到所謂的全直流充電方式。
圖6B是一個(gè)時(shí)序圖，給出了全直流充電方式下，可控硅31的柵極電流和輸出電壓以及放電電極41電壓的波形。
由于在全直流充電方式中不存在紋波，即使在經(jīng)常發(fā)生火花的條件下，也可抑制火花放電的發(fā)生。
當(dāng)把第三開(kāi)關(guān)50和51拔到D側(cè)，且第二開(kāi)關(guān)53接通時(shí)，放電電極41直接與基電源電路相連，并且控制器32產(chǎn)生間歇充電信號(hào)，從而以給定開(kāi)啟角和充電率接通可控硅31。在這種情況下，輸入到放電電極41的基電壓波形，當(dāng)可控硅31導(dǎo)通時(shí)，有一峰值，從而得到所謂的間歇放電方式。
圖6C為一時(shí)序圖，表明間歇充電方式下，可控硅31的柵極電流和輸出電壓以及放電電極41電壓的波形。
在間歇充電方式中，由于幾微秒內(nèi)可以調(diào)整電壓運(yùn)作時(shí)間。相應(yīng)地，對(duì)于所發(fā)生的具有短時(shí)間常數(shù)的反電離化的情況，間歇充電方式很有效，且由于電壓運(yùn)作時(shí)間短，可以減少功率損耗。
當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)53斷開(kāi)且第三開(kāi)關(guān)50到51被拔到D側(cè)時(shí)，圖4所示的用以連接開(kāi)關(guān)S的充電率信號(hào)被斷開(kāi)，相應(yīng)地，控制器32產(chǎn)生一個(gè)具有給定開(kāi)啟角的持續(xù)充電信號(hào)。
這樣，輸入到放電電極41的基電壓的波形有紋波，從而得到所謂的直流紋波充電方式。
圖6D為一時(shí)序圖，給出了直流紋波方式中，可控硅31的柵極電流和輸出電壓以及放電電極41的電壓的波形圖。
直流紋波充電方式是一個(gè)應(yīng)用滿意的常規(guī)充電方法。在直流紋波充電方式中，容易分析其特征，并且在正常充電條件下，吸塵運(yùn)行很好。
還有，改變方式時(shí)，由于在控制器32中設(shè)定了開(kāi)啟角和充電率，所以輸入到放電電極41的電壓變?yōu)橐活A(yù)定值。
如上所述，通過(guò)拔動(dòng)開(kāi)關(guān)50、51和52，可以轉(zhuǎn)換到脈沖充電方式、全直流充電方式、間歇充電方式以及直流紋波充電方式，按照充電條件(正常，常出現(xiàn)火花放電，反向電離化)的改變，選擇最優(yōu)充電方式，其中充電條件的變化是由包含在處理氣體的灰塵電阻率的不同引起的。從而可以提高吸塵效果，并且減少功耗。
還有，第二開(kāi)關(guān)53的構(gòu)成是用以斷開(kāi)充電率信號(hào)的供給路徑，如圖5所示，控制器32可以劃分為用以間歇充電功能的電路和用以持續(xù)充電功能的電路，并且可用開(kāi)關(guān)53選擇。
接通或斷開(kāi)圖5所示開(kāi)關(guān)S的操作和圖4所示開(kāi)關(guān)的操作一樣。
權(quán)利要求
1.一種電吸塵器，把脈沖電源電路產(chǎn)生的負(fù)極性脈沖電壓疊加到基電源電路產(chǎn)生的負(fù)極性基電壓上，從而兩電壓在同一極性上相加，并且把該疊加電壓供給與地相連吸塵室內(nèi)的放電電極，該吸塵器包括一個(gè)電容器，電容器一端接地，另一端通過(guò)脈沖變壓器的次級(jí)繞組與所述放電電極相連；所述基電源電路的一個(gè)正電壓輸出端，它與所述電容器地端相連。所述基電源電路的一個(gè)負(fù)電壓輸出端，通過(guò)一平滑電路，與所述電容器的放電電極端相連；以及所述脈沖電源電路的一個(gè)輸出端，與所述脈沖變壓器的初級(jí)繞組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電吸塵器，其特征在于，所述脈沖電源電路包括一串聯(lián)放電電路，它包括一開(kāi)關(guān)單元，一飽和和扼流圖，和用直流電源充電的且把脈沖狀放電電流輸入到所述脈沖變壓器的所述初級(jí)繞組的脈沖電容器；以及一半導(dǎo)體器件，它并聯(lián)到所述開(kāi)關(guān)單元，并且只讓電流朝放電電流的相反方向流動(dòng)。其中所述開(kāi)關(guān)單元包括一半導(dǎo)體器件，輸入到半導(dǎo)體器件控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)能夠控制半導(dǎo)體器件的接通或斷開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的吸塵器，其特征在于，所述脈沖電源電路包括把交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換器；把所述轉(zhuǎn)換的直流電壓變換為一個(gè)希望的高頻交流電壓的變換電路；提升所述高頻交流電壓的變壓器；整流所述升壓的高頻交流電壓的整流器；以及用所述整流直流電壓充電的脈沖電容器，用以把脈沖狀放電電流提供給所述脈沖變壓器的所述初級(jí)繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的吸塵器，其特征在于所述脈沖電源電路包括一串聯(lián)放電電路，它包括一開(kāi)關(guān)單元，一飽和扼流圈，和用直流電源充電的且把脈沖狀放電電流輸入到所述脈沖變壓器的所述初級(jí)繞組的脈沖電容器；以及第一開(kāi)關(guān)，用以接通或斷開(kāi)輸入到所述開(kāi)關(guān)單元控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)的供給路徑。所述基電源電路包括位于交流電源和變電器之間，反相并聯(lián)的反相阻斷三端可控硅；第二開(kāi)關(guān)，用以把輸入到所述可控硅控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)切換到持續(xù)充電信號(hào)或間歇充電信號(hào)；以及整流器，用以整流所述變壓器開(kāi)壓壓的交流電壓。其中第三開(kāi)關(guān)，通過(guò)所述平滑電路、所述電容器以及所述脈沖變壓器的所述次級(jí)繞組，或直接旁路所述平滑電路、所述電容器、以及所述脈沖變壓器的所述次級(jí)繞組，用以把所述基電源電路的所述負(fù)電壓輸出端與所述放電電極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電吸塵器，其特征在于所述脈沖電源電路包括一串聯(lián)放電電路，包括一有半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)單元，輸入到該半導(dǎo)體器控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)，可以控制該半導(dǎo)體器件的接通或斷開(kāi)，一飽和扼流圈，以及脈沖電容器，用直流電源充電且把脈沖狀放電電流輸入所述脈沖變壓器的所述初級(jí)繞組；一半導(dǎo)體器件，它并聯(lián)到所述開(kāi)關(guān)單元，并且只讓電流放電電流相反的方向流動(dòng)；以及第一開(kāi)關(guān)，用以接通或斷開(kāi)輸入到所述開(kāi)關(guān)單元控制端的導(dǎo)通控制信號(hào)的供給路徑。所述基電源電路包括位于交流電源和變壓器之間，反相并聯(lián)的反相阻斷三端可控硅；第二開(kāi)關(guān)，用以把輸入到所述可控硅控制端導(dǎo)通控制信號(hào)切換到持續(xù)充電信號(hào)或間歇充電信號(hào)；以及整流器，用以整流所述變壓器升壓的交流電壓。其中第三開(kāi)關(guān)，通過(guò)所述平滑電路、所述電容器以及所述脈沖變壓器所述的次級(jí)繞組，或直接旁路所述平滑電路、所述電容器、以及所述脈沖變壓器的所述次級(jí)繞組，用以把所述基電源電路的所述負(fù)電壓輸出端與所述放電電極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的電吸塵器，其特征在于所述直流電源包括一個(gè)用以整流高頻交流電壓的整流器，該希望的高頻交流電壓是通過(guò)轉(zhuǎn)換電路和變換電路的轉(zhuǎn)換，以及變壓器升壓得到的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的吸塵器，其特征在于所述直流電源包括一個(gè)用以整流高頻交流電壓的整流器，該希望的高頻交流電壓是通過(guò)轉(zhuǎn)換電路和變換電路的轉(zhuǎn)換，以及變壓器升壓得到的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的吸塵器，其特征在于所述直流電源包括一個(gè)用以整流高頻交流電壓的整流器，該希望的高頻交流電壓是通過(guò)轉(zhuǎn)換電路和變換電路的轉(zhuǎn)換，以及變壓器升壓得到的。
全文摘要
給出了一個(gè)電容器20，其一端接地，另一端通過(guò)脈沖變壓器16的次級(jí)繞組連接到放電電極41。經(jīng)一平滑電路，電容器20的地端與基電源電路30的正電壓輸出端相連，并且基電源電路30的負(fù)電壓輸出端與電容器20的放電電極端相連，脈沖電源電路30的輸出端與脈沖變壓器16的初級(jí)繞組相連?？梢詥为?dú)地控制基電壓和脈沖電壓，因此可以向放電電極41提供一個(gè)大功率的陡前沿脈沖。
文檔編號(hào)B03C3/66GK1117377SQ9410762
公開(kāi)日1996年2月28日 申請(qǐng)日期1994年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月28日
發(fā)明者杉浦坂男, 川畑理, 寺村信生 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社