电子灭蚊器

电子灭蚊器 摘要:随着现代社会的高速发展～人们的生活水平日益提高～与此同时～对生活质量提出了较高的要求。很久以来～人们都习惯于传统的生活方式～喜欢在房间点蚊香熏蚊子～但是～蚊香内含农药～点燃时容易灼伤人～并且还带有毒性～与此同时～蚊香的市场价格不菲～因此～我们利用现代技术来解决这一问题～经过不断探索与研究～电子灭蚊器终在社会上诞生。该产品现代、环保、便宜～是理想的绿色产品。 关键词: 控制,高压发生器, 占空比 1概述 本电路主要高压打蚊子电路。 主要技术指标:电源电压220V 频率50Hz，通断电时间比为1:5，高压发生器产生1000V以上电压。 电路板图及电源理图分别见附图І、П。电路没有采用变压器，而是利用电容和二极管特殊性质升压，D5~D9及C2~C5构成倍压电路，把电压升高到1000V以上输出，高压电网可以用两根平行并绕的金属裸线构成，其终端呈开放状态，两线间距约4mm，当蚊子触及电网时，电流就会从蚊体急速流过，使蚊子瞬间被烧焦。用运放741和电容、电阻和直流电源组成占空比可调电路，再用继电器与之结合对高压电源进行控制。 该电路设计比较简单，所用材料来源市场，可以根据市场需求成批量生产。结合电路图可知，产品使用时不宜让小孩触接。本文提供的电路仅供维修参考，为确保安全，非专业人员请勿制作。 2论证 经过理论计算，进行比较并逐步模拟，确立以下比较合理的方案。 电子灭蚊器电路组成如图1所示。 设计一个电子灭蚊器电路，该电路由振荡器、控制电路、高压发生器和电源电路组 高压发振荡器 控制电路 电源 生器 图1 电子灭蚊器电路原理框图 成。 1 3电路工作原理及说明 3.1 占空比可调电路 占空比可调电路如图2所示，其原理是:利用二极管的单项导电性，使电容正向和反向的时间常数不同，即两个充电路的参数不同，改变电位器的滑动端就可以改变电容充、放电比例但周期不变。 图2 占空比可调电路 周期 T= T1+T2?(R5+2R4)×C1ln(1+2R3/R2) (1) 占空比 q=T1/T?(R5×14%+R4)/(R5×86%+2R3) (2) 3.2 占空比仿真输出 由上页公式(2)可以计算占空比 q?(R5×14%+R4)/(R5×86%+2R3) 代入数据可得 q?0.82 实际仿真结果如图4所示: 3.3倍压电源电路 用二极管单向导电性和电容的储能特性对市电压进行升压，电路如图3所示。 2 图3 高压电源 上图为高压型电子灭蚊器电路。220V交流电经过C2~C6及二极管D5~D9组成的5倍整流电路升压，理论计算会输出1400V高压，接至电网上进行灭蚊，电容用0.47uF，使用时应特别注意人身安全，通过计算，每日耗电小于0.005度，是比较合理的节能产品。 4电路性能指标的测试 4.1占空比可调电路的测试 占空比可调电路主要运用运放741加+15V直流电源使其工作。稳压管有两个02BZ2.2二极管反相相接而成，另外两个二极管都是1N4007，电容大小为3μF，电阻大小见下表。 表1占空比电路电阻 电阻 R1 R2 R3 R4 R5 大小(kΩ) 5 30 26.5 2 150 4.2 仿真结果 3 图4 占空比输出波形 从波形看，周期550ms，T1为108.5ms，T2为421.5ms，基本满足占空比。 4.3高压电源 上页已给出其电路图，主要用到220V50Hz交流电压源，一只120V 100W指示灯，5只1N4007二极管和5个0.47μF电容。 输出结果如下: 表2 测试数据表 二极管 C值(μF) 电压(V) 周期(s) 频率(Hz) 1N4007 0.47 1096 0.19 48 4.4整体连接 电路图见附图2 总体连接后万用表输出: 4 图5 仿真输出 此输出与理论计算值相比偏小，这与电压源所接负载有关系，电容两端在一定程度上电压，再者，仿真时软件存在不稳定性，可能对输出的影响巨大。造成仿真输出比理论值小。 总体连接后示波器输出(具体输出见附录Ш): 图6 总体连接输出 5 5结论 将占空比可调电路、高压电压与一个继电器连接起来，就可以得到一个可控的高压电子灭蚊器电路，从万用表和示波器看，此电路基本满足性能指标，符合要求，高压电路工作与不工作的时间比为1:5，电压接市电压，输出大于1000V。只要在接示波器的地方接上电网，电路便可以工作。 总的来说，在整个设计过程中收获颇丰，对基本电路有更深层次的理解，能独立解决简单的实际电路。 6性价比 本电路需要运用许多二极管和电容，需要一个特殊的运放741，在执行过程中便不顺利，此运放比普通的昂贵，如果能想办法换成普通的就好，并且还不需要直流电源，这可大大节约资源，至于高压电源哪里的灯管，可以不要，但是，本着安全第一的原则，还是安上的比较好。总的来说，此电路是一个合理的电路，能用于实际生活中。 6 附录一 元器件清单 序号 编号 名称 大小 数量 001 741 运放 1 002 V1 直流电源 +15V 1 003 V2 直流电源 -15V 1 004 V4 交流电源 220V 1 005 K1 继电器 1 006 R1 电阻 5kΩ 1 007 R2 电阻 3 kΩ 1 008 R3 电阻 26.5 kΩ 1 009 R4 电阻 2 kΩ 1 010 R5 电位器 150 kΩ 1 011 D1、D2 二极管 2 012 D3、D4 二极管 2 013 D5~D9 二极管 5 014 C1 电容 1 3μF 015 C2~C6 二极管 5 0.47μF 016 J1 开关 1 017 XMM1 万用表 1 018 X1 灯管 100W 1 019 XSC1 示波器 1 7 附录二 整体电路原理图 8 附录三 示波器显示控制输出 参考文献 [1]童诗白、华成英主编者 . 模拟电子技术基础. [M]北京:高等教育出版社，2006年. [2]谭博学主编. 集成电路原理与应用. [M]北京:电子工业出版社，2003年. [3]谢自美主编. 电子线路设计、实验、测试.[M]武昌:华中科技大学出版社，1992年. [4]戴伏生主编.基础电子电路设计与实践，[M]北京:国防工业出版社，2002年. [5]张庆双 主编.全新实用电路集粹 上、，[M]北京:机械工业出版社，2006年. [6]陈佳新、林淑华 主编.新编实用电工线路500，[M]福建:福建科学技术出版社，2004年. 9