4 軟件編程

　　采取瑞薩8位單片機R8C/2L, R8C/2L采用R8C CPU內核，最高工作頻率為20 MHz。單片機具備以下功能：

　　● 采用8位預定標器(定時器RA和RB)的8位多功能定時器：2通道;

　　● 輸入捕捉/輸出比較定時器(定時器RC、RD)：16位 x 3通道;

　　● UART/時鐘同步串行接口：2通道;

　　● LIN模塊：1通道(定時器RA、UART0);

　　● 10位A/D轉換器：9通道;

　　● 檢測定時器;

　　● 時鐘生成電路：XIN時鐘生成電路、片上振蕩器(高/低速);

　　● 振蕩停止檢測功能;

　　● 電壓檢測電路;

　　● 上電復位電路;

　　● I/O端口：25(包括LED驅動端口);

　　● 外部中斷引腳：7;

　　● 數據閃存：2 KB。

　　使用定時器TB作為系統時鐘，每距0.1ms中斷一次，進入中斷服務程序，通過中斷服務程序內部設置不同的計數變量以形成不同的時間間距標志，作為系統不同功能程序的運行時間，定時器TA設置為PWM輸出模式，作為高壓發(fā)生電路的PWM驅動信號，單片機中斷口INT1設置為下降沿觸發(fā)，用于高頻升壓變壓器初級頻率檢測。單片機AD采樣口AN7用于高頻升壓變壓器電壓值檢測。芯片其它I/O口作為產品其它功能的輸入輸出接口，如風扇轉速控制、電源過零信號檢測等。

　　高壓輸出啟動，定時器TA發(fā)出啟動脈沖，脈沖關斷時間固定在 16.5μs逐步加大脈沖的導通時間，當導通時間達到 3.5μs時，每間距10ms計算一次中斷口檢測到的脈沖個數，當脈沖個數為300-700之間時，相應的頻率為40KHz左右，判斷為輸出負載正常條件，否則視為負載較輕或者負載斷路情況，重復判斷，累計判斷正常負載20次，則進入正常運行，脈沖關斷時間固定在16.5μs，導通時間根據輸出電壓要求逐步加大，在正常運行狀態(tài)下，實時判斷高頻升壓變壓器初級的頻率變化，如檢測到負載較輕或斷路情況，將導通時間降低至3.5μs，重新進入啟動判斷循環(huán)，以保證電路的可靠運行。實時檢測輸出高壓的電壓變化，如檢測到電壓偏離合理范圍，進入保護狀態(tài)，關閉脈沖信號輸出。

5 電路性能參數

　　輸入電壓：直流12V低電壓輸入;輸出電壓：1KV-4KV交流電壓可調;頻率：關斷時間固定在16.5μs，開啟時間3.5μs-9μs，頻率范圍：40KHz-50KHz，輸出功率15W。

6 電路驗證

　　通過產品整機性能驗證，使用同一規(guī)格的臭氧陶瓷片，使用此電路相比線性升壓變壓器方式，臭氧量提升100%以上，通過長期運行，電路運行穩(wěn)定，并能智能檢測臭氧陶瓷片斷路或短路等情形，MOS管溫升在20K以下，高頻變壓器溫升控制在30K左右，電路長期運行可靠。

7 注意事項

　　MOS管除了剛啟動時無法避免沖擊電流的產生外，后面連續(xù)脈沖的開通時段需保證在MOS管漏極電壓較低的位置。以控制MOS的沖擊電流，減少MOS管的熱損耗。根據負載情況調節(jié)關斷時間可達到此目的。

　　高壓電路啟動時，需給MOS管一個小的導通信號，使電路振蕩起來后，再慢慢增加導通時間，以避免剛導通時沖擊電流持續(xù)時間過長對MOS造成損壞。

　　需根據負載的不同，選擇不同的關斷時間，并在運行當中實時檢測判斷負載的變化，以避免MOS管漏極電壓超過限值，導致MOS的電壓擊穿。

　　由于電路運行頻率在40KHz-50KHz左右，為保證電路的穩(wěn)定性，需注意元器件的選型，特別是開通、關斷速度的要求。

　　根據輸出電壓的要求不同，需對高頻升壓變壓器的初級與次級的絕緣耐壓進行充分的評估，以避免高壓串接到初級線圈，導致元器件的損壞。如快速光耦，在電路調試過程中，由于高頻升壓變壓器的選型問題，多次導致光耦的擊穿。

8 電路其它應用

　　本電路主要產生交流高壓輸出，如需要直流并且更高電壓輸出，可在電路后端增加倍壓電路，如離子風空氣凈化器一般需要1萬伏以上的直流高壓輸出。為實現更高直流電壓的輸出，需增加倍壓電路，其原理圖如圖6所示：二極管需采取快速恢復高壓二極管，如UHVM8L，電容可根據電容及負載能力選擇相應耐壓值及容量的規(guī)格。

9 總結

　　通過分析高壓發(fā)生電路的原理，提出一種交流發(fā)生電路，以滿足臭氧產生的高壓電路要求，并通過實驗驗證，臭氧發(fā)生量比采取線性變壓器升壓的方式有了較為明顯的提升，該電路通過在后端增加倍壓電路的方式可達到更高壓輸出，可應用于離子風空氣凈化器的高壓模塊中去，具備良好的應用前景。

參考文獻：

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