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無線電子工学および電気工学の百科事典 小型のエアディフューザー。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
家電製品のコンパクト化を目指し、新型空気イオナイザーの開発に取り組みました。 しかし、完成したデザインが現れる前に、著者は多くの実験を行いました。 当初、それらは単純なトリニスタ高電圧コンバータを使用して実行されましたが、電磁干渉が発生し、効率が低いため、後に放棄されなければなりませんでした。 続いて、前述の空気イオナイザーの基礎となる単一トランジスタ コンバータが作成されました。 どちらのタイプのコンバータでも、イオン化電極上に最大 80 kV の負の電位を得ることができました。 電極の電圧を変更するには、調整可能な単巻変圧器が使用され、その出力から周波数 50 Hz の供給電圧がコンバーターに適用されました。 電極の電圧は、磁気電気ポインタインジケータ（ポインタの合計偏向電流、50μA）と、抵抗値が2GΩの追加の抵抗器（それぞれ20MΩの100個の直列接続抵抗器で構成）を備えた電圧計で測定されました。 したがって、測定電圧の限界は 100 kV でした。 実験では、両端が尖った細い導体の束の形（「タンポポ」の形）の電極が使用されました。 測定結果は、イオン化電極から 20 m の距離で 2 kV の電位ですでに、空気イオンの濃度が最大許容衛生基準のレベルにあることを示しました。 したがって、電極上の電位の値が大きい場合、人が長時間滞在できる最小距離はさらに大きくなります。 もう 10 つの重要な結論は、軽空気イオンの濃度は電極からの距離とともに大幅に減少し、距離が XNUMX メートルごとに約 XNUMX 倍になるということです。 この減少は、イオンの再結合 (死) と、空気を汚染するさまざまなエアロゾル粒子によるイオンの捕捉によるものです。 再結合により、軽空気イオンの平均存在時間 (「寿命」の期間) は非常に限られており、実際には XNUMX 秒を超えません。 したがって、室内に空気イオンを均一に分布させることは基本的に不可能であり、イオナイザーが XNUMX つの部屋にしか設置されていない場合、複数の部屋の空気をイオンで飽和させようとすることはさらに不可能です。 将来のために空気イオンを蓄えようとしても無駄です。 デバイスの電源をオフにすると、集中力はすぐにバックグラウンドレベルに低下します。 しかし、作動する装置の利点は、きれいな空気の形で長期間にわたって現れます。 複数の部屋を空気イオンで満たす必要がある場合は、各部屋にイオナイザーを装備するか、ポータブルデバイスを使用する必要があります。 これまでの話を考慮して、コンパクトな空気イオナイザーが開発され、作者によって「Korsan」と名付けられました（図1）。
高電圧コンバーターとその中のコロナ電極は、コネクターによって構造的に一体化されています。 外形寸法 110x80x30 mm のプラスチック石鹸皿の半分がコンバータのハウジングとして使用され、その中には 220 V ネットワークからのトランスレス電源、ダイオード電圧乗算器、電流を備えた単一トランジスタ自励発振器の基板があります。 -制限保護抵抗器と電極を取り付けるためのソケット。 動作中の装置に近づくと人体に静電気が発生して使用できなくなるため、装置本体に電源スイッチがありません。 したがって、空気イオナイザーには、端にプラグが付いた長い (少なくとも 2 m) の柔軟な電源コードが装備されており、これによってデバイスの電源がオン/オフになります。 ハウジングの寸法により、40 kV 以上のダイオード乗算器をその中に配置することができます。 しかし、日常生活や医療機関での 15 年間のイオナイザーの操作の経験に基づいて、電極の電位の選択は 30 ～ XNUMX kV であり、家庭での使用には適切であると認識される必要があります。 空気イオナイザの電気回路を図 2 に示します。 XNUMX.
ネットワークの交流電圧 220 V は、ダイオード ブリッジ VD1 とコンデンサ C1 の助けを借りて、約 310 V の定電圧に変換され、高電圧発振器に供給されます。 これは、トランジスタ VT1 と変圧器 T1 で行われます。 巻線 I とコンデンサ C2 は、抵抗 R2 と抵抗 R1 によって分路されたインジケータ LED HL3 と直列のトランジスタのコレクタ回路に接続された発振回路を形成します。 巻線 II からデカップリング コンデンサ C3 を介して、正のフィードバック電圧がトランジスタのベースに印加されます。 抵抗 R4 ～ R6 はベースの自動バイアス モードを決定します。 昇圧巻線 III では、振幅約 3 kV の交流電圧が発生し、ダイオード VD2 ～ VD11 およびコンデンサ C4 ～ C13 上の乗算器に供給されます。 30 の増倍ステージにより、24 kV の負電位が達成されます。 2 段マルチプライヤを使用する場合、その出力はそれぞれ 7 kV になります。 マルチプライヤの出力は保護抵抗器 RXNUMX を介してソケット XXNUMX に接続されており、コロナ電極が誤って触れた場合に電流を安全な値に制限します。 このデバイスの最も重要な要素は高電圧変圧器です (図 3)。 これは、M2NN フェライトで作られた直径 1 mm の磁気回路 8 を備えた 400 セクションの円筒形フレーム XNUMX 上に作られています。
ステップアップ巻線 III には 3300 ターンの PELSHO 0,06 ワイヤが含まれており、各 300 ターンのフレーム セクションに均等に配置されています。 巻線 I には 300 ターンの PELSHO 0,1 が含まれており、巻線出力スキーム III に従ってフレームの端に左側から配置されたスリーブ 4 に 0,1 列で巻かれます。 フィードバック巻線 II の 3 つのターンは、巻線 I の上に PELSHO XNUMX ワイヤで巻かれ、絶縁テープ (粘着テープ) XNUMX の層によって巻線から分離されます。 磁気コアを備えたフレームの長さは 70 ～ 100 mm の範囲で、ケースの寸法によって決まります。 変圧器のフレーム 2 とスリーブ 4 は、プリンターやコピー機に使用される 3 ～ 4 層の紙を接着して貼り付けることができます。 セクションを分離するためのチークは、厚さ0,3 ... 0,5 mmの厚紙で作ることができます。 しかし、もちろん、誘電体（フッ素樹脂、ポリスチレン、プレキシガラス、エボナイト、または緻密な木材）から断面フレームを彫刻するのが最善です。 巻線 III の始まりと終わりは端子 5 にはんだ付けされ、フレームの端に接着されます。 直径0,4 ... 0,5 mmの単芯銅線から結論を出すのは簡単ですが、短絡ターンを作成することは不可能です。 同じ結論で、トランスは基板に取り付けられます。 巻線 I と II の結線は、図に示されている位相に従って基板にはんだ付けされます。 記載された設計により、特別な含浸を行わなくても変圧器の動作が可能になります。 回路に示されているバイポーラ トランジスタ KT872A の代わりに、KP810、KP953、または KP948A シリーズの BSIT トランジスタを使用すると、最良の結果が得られます (ゲート端子がベース、ドレイン - コレクタ、ソース - エミッタとして使用されます)。 。 ダイオードブリッジ VD1 - 少なくとも 100 mA の整流電流と少なくとも 400 V の逆電圧向けに設計された任意のもの。 整流器極 VD2 ～ VD11 ～ KTs106B ～ KTs106G または KTs117、KTs121 ～ KTs123 シリーズのいずれか。 コンデンサ C1 - 少なくとも 1 V の電圧に対して 10 ～ 315 マイクロファラッドの容量。 C2、C3 - 任意のタイプ。ただし、動作電圧が少なくとも 2 V の場合は C315。 C4-C13 - K15-5、電圧 100 kV で容量 470 ～ 6,3 pF。 LED - 可視放射線を伴うもの。 抵抗 R1-R6 - C2-23、C2-33、MLT、OMLT; R7 - C3-14-0,5 または C3-14-1。 保守可能な部品を使用し、エラーなく設置すると、空気イオナイザーはすぐに動作を開始します。 測定限界が 25 ～ 50 mA の AC ミリ電流計と、画面上で少なくとも 600 V の振幅の電気信号を観察できるオシロスコープを使用して、発振器の動作を制御し、その主要パラメータを測定すると便利です。電流計を使用すると、ネットワークから消費される電力を決定して最小限に抑えることができ、オシロスコープを使用すると、デバイスの動作を視覚的に監視して最適化し、直流電圧の値を間接的に決定できます。乗算器の出力。 AC メーターはネットワーク ワイヤーの切れ目に含まれています。 ただし、X1 プラグを主電源ソケットに挿入する前に、空気イオナイザーは絶縁変圧器なしで電力供給されているため、その要素のいずれかが中性線と比較して人体にとって危険な電圧下にあることを覚えておいてください。 したがって、安全対策を覚えて、それに従ってください。 最初の組み込みは、ダイオード乗算器なしで行うことをお勧めします。 生成がない場合（トランジスタのコレクタに接続されたオシロスコープによって制御される）、消費される電流（静止電流）に注意を払う必要があります。 1mAを超えない場合は、トランジスタのベース電流伝達率が低下している可能性があるため、交換した方がよいでしょう。 ただし、抵抗値の低い抵抗 R5 を選択することで、静止電流を増やすことができます。 静止電流が 2 ～ 5 mA 以内で、生成がない場合、その理由は変圧器巻線リード線の位相が正しくない可能性があります。 この場合、巻線 I または II のいずれかの端を交換するだけで十分です。 この発生後に発振が発生しない場合、または発振はあるものの振幅が非常に小さい場合（トランジスタがカットオフなしで動作する場合）、フィードバック巻線 II の巻数を（1 ... 2 ずつ）増やす必要があります。 正常に動作している発電機（周波数は40 ... 60 kHz）では、共通線に対するコレクタのピーク電圧は500 ... 600 Vの範囲にあり、トランジスタのカットオフ角は90°に近く（トランジスタは15分の1周期で飽和します）、電流消費はXNUMX mAを超えません。 このモードでは、トランジスタで放出される電力は XNUMX W 未満であり、ヒートシンクなしで使用できます。 発電機の効率はトランジスタのカットオフ角に関係していることに留意する必要があります。 このパラメータの値は、オシロスコープを使用して抵抗 R4 と巻線 II の電圧を選択することで簡単に最適化できます。 電圧が高くなるほど（巻数が多くなり）、抵抗器の抵抗値が低くなるほど、カットオフ角は大きくなります。 効率のカットオフ角への依存性は非常に大きく、最適モードは 80 ～ 100°の角度で達成されます。 発電機の調整が完了したら、オシロスコープを使用して昇圧巻線 III の電圧振幅を測定できます。 これを行う最も簡単な方法は、容量性分圧器を使用することです (図 4)。
コンデンサ C1 の動作電圧は少なくとも 3000 V (KVI など) でなければならず、コンデンサ C2 は任意のタイプでなければなりません。 コンデンサの表示値とオシロスコープの入力容量100 pFによるこのようなチェーンの分割係数は100です。 十分な精度で、イオン化電極 (ソケット X2 上) の電圧は、昇圧巻線 III の電圧の振幅値にダイオード乗算器の段数を乗じることによって決定されます。 セットアップの最後に、接続された乗算器を使用してデバイスの動作をテストできます。 これを行うには、少なくとも10 cmの長さのワイヤで昇圧巻線IIIに接続し、良好な誘電体（プレキシガラス、ゲティナックスなど）のシート上に配置する必要があります。 確認する最良の方法は、高電圧電圧計を使用して、アース線に対する乗算器の出力の負の電位を測定することです。 ただし、単純な包含に限定することもできます。 正常に動作しているコンバータでは、通常、ダイオード乗算器のコンデンサの端子間でコロナ放電が発生し、特有のヒスノイズとオゾン臭が伴いますが、スパーク放電が発生する可能性もあります。 もちろん、この形態では空気イオナイザーを動作させることはできません。 少なくとも誘電体化合物による乗算器の封止が必要である。 1 つの乗算器のみを密閉する決定がなされた場合、コロナ電極と高電圧ユニットの間の距離が少なくとも XNUMX m になるようにイオナイザー全体を設計する必要があります。そうしないと、空気イオナイザーの信頼性が急激に低下し、数か月で故障する可能性があります。 マイクロカレントは、既存の接合部や隙間を通って高電圧ユニットのハウジングに流れ始め、最終的には火花放電に変わります。これは、エアロゾル粒子が表面に必然的に沈降するだけでなく、ハウジングへの浸透も原因となります。 説明されている設計では、デバイスのすべての部分が EDP エポキシ接着剤で封止されています。 注ぐ前に、ユニットと要素は壁厚が少なくとも 1,5 mm の誘電体ハウジングに取り付けられます。 コネクタ、LED、および電源コードの差し込み口を取り付けるために使用される穴から樹脂が漏れる可能性を排除するための措置を講じる必要があります。 これを行うには、穴の直径が対応する要素と正確に一致している必要があります。 これらの場所をPVA接着剤、「モーメント」、BFなどで予備シールすることができます。 EDP接着剤は付属の説明書に従って使用されます。 硬化剤と混合する前に、流動性を高めて硬化プロセスを促進するために、ベースを 70 ～ 90°C の温度に加熱します。 ただし、成分を混合した後、硬化反応が発生し、大量の熱が発生することを考慮する必要があります。 50 ml を超える樹脂の量は、沸騰により自己発熱し、数分以内に硬化する可能性があります。 したがって、注ぐためにすでに準備されている塊に1：1の体積比で導入された充填剤（石英または川砂）を使用する必要があります。 ケースを充填してから24時間以内にデバイスの操作が可能になります。 著者: V.N.コロビン
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