申请日2013.11.25
公开(公告)日2014.07.09
IPC分类号H02M3/24; C02F5/00
摘要
本实用新型涉及节能环保水处理技术领域，一种水处理电路，包括电源电路、高频信号发生电路、低频信号发生电路及电感线圈，电源电路将市电经低频整流滤波器整流和滤波得到直流电源，该直流电源为高频信号发生电路和低频信号发生电路提供工作电源，高频信号发生电路生成一路高频交变电流，该低频信号发生电路生成一路低频交变电流，该路低频交变电流输出至电感线圈第一接线端，该路高频交变电流输出至电感线圈第二接线端，通过电感线圈发射到水体中并形成低频包络载波的高频交变电磁场，也即复合亚音频交变电磁场。本实用新型能够实现采用一组高频电源电路对多个电感线圈进行大电流驱动，并对大水量进行同等效果的水处理目的，且本电路结构简单，成本低廉。
权利要求书
1.一种水处理电路，其特征在于：包括电源电路、高频信号发生电路、低频信号发生电路及电感线圈，所述电源电路将市电经低频整流滤波器整流和滤波得到直流电源，该直流电源为高频信号发生电路和低频信号发生电路提供工作电源，所述高频信号发生电路生成一路高频交变电流，该低频信号发生电路生成一路低频交变电流，该路低频交变电流输出至电感线圈第一接线端，该路高频交变电流输出至电感线圈第二接线端，通过电感线圈发射到水体中并形成低频包络载波的高频交变电磁场，也即复合亚音频交变电磁场。
2.根据权利要求1所述的一种水处理电路，其特征在于：所述电源电路包括滤波保护电路、桥式整流电路、分压电路、开关电源发生电路、开关变压器、反馈电路、滤波稳压电路和稳压电源电路构成，市电经滤波保护电路、桥式整流电路的整流滤波后，输入至分压电路分压输出一路分压电路至开关电源发生电路，该开关电源发生电路控制开关变压器输出的电流大小，开关变压器输出一路直流电源经滤波稳压电路滤波稳压后输出+36V直流电源，该+36V直流电源连接稳压电源电路后输出一路+5V直流电源，开关变压器输出另一路直流电源接至反馈电路，该反馈电路用于检测输出电压，并将该输出电压反馈至开关电源发生电路，进而控制开关变压器输出稳定的+36V直流电源。
3.根据权利要求2所述的一种水处理电路，其特征在于：所述滤波保护电路由防雷击电阻Rv、滤波电容CX1和扼流线圈L1并联构成，该滤波保护电路输入端并联在市电两端，该滤波保护电路输出端接桥式整流电路的整流桥BR的两输入端，整流桥BR输出端正负极并联稳压电容C1正负极，经稳压电容C1稳压后输出至分压电路，分压电路由电阻R2、电阻R12和电阻R4串联构成，开关电源发生电路由开关电源芯片U1、电容C2、电阻R3、齐纳二极管VR1、阻断二极管D1、电阻R1、电容C4、电容C3和电阻R5构成，分压电阻输出的一路分压接至开关电源芯片U1的X脚为该脚提供电流，电容C2与电阻R3串联后与齐纳二极管VR1并联，再与阻断二极管D1串联后并联在开关变压器T1的初级输入，且该阻断二极管D1的阳极还与开关电源芯片U1的D脚连接，当开关信号由1转0的时候形成高压反加在开关电源芯片U1的D脚进行泄压，作用是保护开关电源芯片U1的D脚，开关电源芯片U1的S脚与整流桥BR负极输出端连接，该端还同时与开关电源芯片U1的F脚连接，电阻R1一端与整流桥BR正极输出端连接，电阻R1另一端与开关电源芯片U1的L脚连接，电阻R1用于检测整流后的电源电压，
滤波稳压电路包括电容C11、电阻R11、二极管D3、电容C7、电容C6、电容C8、电容C12、二极管D6和电容C5，开关变压器T1的第一次级线圈一端与二极管D3的阳极连接，该端还与电容C11的一端连接，电容C11的另一端与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与二极管D3的阴极连接，该端还与电容C7正极连接，电容C7负极与开关变压器T1的第一次级线圈另一端连接，且该端为接地端，电容C6、电容C8和电容C12的正负极依次分别并联在电容C7的正负极之间，电容C12的正极为+36V直流电源输出端，
所述稳压电源电路由稳压电源芯片Q1、电容C19、电容C13构成，该+36V直流电源与稳压电源芯片Q1的Vin端连接，该端与电容C19的一端连接，电容C19的另一端接地，稳压电源芯片Q1的Vout端则为+5V直流电源输出端，该端同时与电容C13的一端连接，电容C13的另一端接地，开关变压器T1的第二次级线圈一端与二极管D6阳极连接，二极管D6阴极与电容C5正极连接，电容C5负极与开关变压器T1的第二次级线圈另一端连接，该二极管D6和电容C5用于稳压滤波，
所述反馈电路由反馈芯片U2和电阻R7、电阻R9、电阻R13、电阻R10、电阻R6、电阻R8、电容C9、电容C10和触发二极管U3构成，反馈芯片U2采集+36V直流电源，电阻R9、电阻R13和电阻R10串联构成采样电路对+36V直流电源采样，并为触发二极管U3的触发极提供一个电压，开关电源芯片U1的C脚与电容C4的一端连接，该端还与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电容C3的正极连接，电容C3的负极与电容C4的另一端连接后接至整流桥BR负极输出端，反馈检测芯片U2的输入侧一端与二极管D6的阴极连接，反馈检测芯片U2的输入侧另一端与开关电源芯片U1的C脚连接。
4.根据权利要求1所述的一种水处理电路，其特征在于：所述高频信号发生电路包括振荡发生电路、运放电路、高频信号发生器，所述振荡发生电路由电阻RA、电阻RB、电容C9、二极管DV、谐振芯片U1、谐振电容C，所述电阻RA一端接+5V直流电源，电阻RA另一端与电阻RB一端连接，该端还与二极管DV的阳极、谐振芯片U1的DIS脚连接，电阻RB另一端与电容C9一端连接，该端还与二极管DV阴极、谐振芯片U1的THR脚连接，电容C9的另一端接地，谐振芯片U1的TRIG脚与THR脚连接，谐振芯片U1的RESET脚、V+脚与+5V直流电源连接，谐振芯片U1的CTRL脚与谐振电容C一端连接，谐振电容C另一端接地，谐振芯片U1的GND脚接地，谐振芯片U1的OUT脚与隔离电容C1一端连接，隔离电容C1的另一端与运放电路的运算放大器U2正极输入端连接，运放电路还包括电阻R1和电容C2组成的反馈电路，该电阻R1一端与运算放大器U2的负极输入端连接，该端还与电容C2一端连接，电阻R1的另一端与高频信号发生器的信号发生器芯片U3的DFADJ1脚连接，高频信号发生器还包括稳压二极管DW、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R3和电容C8，信号发生器芯片U3的DFADJ1脚还与电阻R4一端连接，电阻R4另一端与+5V直流电源连接，电容C2的另一端与运算放大器U2的放大端连接，该端还与电阻R3一端连接，电阻R3另一端与信号发生器芯片U3的FMMIN脚连接，信号发生器芯片U3的DFADJ2脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与+5V直流电源连接，信号发生器芯片U3的V+脚与+5V直流电源连接，信号发生器芯片U3的C脚与电容C8一端连接，电容C8另一端接地，信号发生器芯片U3的GND脚接地，信号发生器芯片U3的SQOUT脚与电阻R6一端连接，电阻R6另一端与+5V直流电源连接，电阻R7一端与信号发生器芯片U3的SQOUT脚连接，电阻R7另一端与电阻R8一端连接，该端为高频交流信号输出端OUT2，电阻R8另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种水处理电路，其特征在于：低频信号发生电路包括低频信号发生芯片U4、可调电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7，低频信号发生芯片U4的DFADJ1脚和DFADJ2脚分别串联电阻R10和电阻R11一端，电阻R10和电阻R11另一端均分别与可调电阻R9两端连接，可调电阻R9调节端与+5V直流电源连接，该端还同时与低频信号发生芯片U4的V+脚、电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与低频信号发生芯片U4的SQOUT脚连接，该端还与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端为低频信号输出端OUT1，该端还与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端接地，低频信号发生芯片U4的C脚分别通过选择开关与电容C4、电容C5、电容C6、电容C7连接，通过选择开关选择不同电容控制低频信号输出端OUT1的频率，低频信号发生芯片U4的FMBIAS脚和FMMIN脚连接，低频信号发生芯片U4的GND脚接地。
6.根据权利要求4所述的一种水处理电路，其特征在于：所述电容C4为10uf，电容C5为4.7uf ，电容C6为1uf，电容C7为0.47uf，选择开关选择电容C4O时，OUT1端输出频率为25HZ、选择开关选择电容C5时，OUT1端输出频率为50HZ，选择开关选择电容C6时，OUT1端输出频率为100HZ，选择开关选择电容C7时，OUT1端输出频率为200HZ。
说明书
一种水处理电路
技术领域
本实用新型涉及节能环保水处理技术领域，特别是涉及一种水处理电路。
背景技术
日常用水中含有大量的碳酸根离子(CO32-)及钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子，当水温升高时，钙、镁离子与碳酸根离子结合，生成难溶于水的碳酸钙(CaCO3)等，并以固体形式析出，此即水垢，附着在系统换热器表面，结构致密结晶， 这层物质的存在严重降低了换热面的导热系数，造成设备换热效率急剧下降，无法达到使用要求，造成工业换热系统瘫痪，严重影响整个系统的连续、安全、稳定运行。现有的水处理方法主要有化学处理方法和物理处理方法，一般的化学处理方法，即在水中添加足够功能的化学药剂，防止结垢添加阻垢剂等，其主要缺点是化学药剂里的磷酸盐和亚硝酸盐是藻类和细菌的丰富营养来源，容易产生水体污染。
一般的物理方法常见的是采用电场或磁场的水处理技术，利用外加的交变高频电磁场，改变晶体的结构形态，达到防垢和除垢目的，同时，采用交变高频电磁场，还可以击破微生物细胞壁和细胞膜，使其不能在水中继续生存、繁殖，达到杀菌、灭菌的目的。但这种技术的水处理电器设备需要高频电源供电，该高频电源电路一般由直流电源、高频逆变电路及电感线圈组成，所述直流电源将市电经低频整流滤波器整流和滤波得到低压直流电，再经过高频逆变电路高频逆变得到高频交流电，然后将所得高频交流电经电感线圈能量增进发射到水体中并形成高频交变电磁场，水在高频交变电磁场的作用下发生物理性能和结构的变化。例如假设正常处理Qm3的水量所需的单个电感线圈所需的电流为IA，所需的高频电源电路的固定电压为UV，在保持高频电源电路的固定电压为U不变的情况下，需要处理10Qm3的水量时，则需要10IA的电流才能处理，按现有技术通常需要采用10个电感线圈来获得同样的水处理效果，这需要10组高频电源电路分别驱动10个电感线圈，这会造成成本上升，产品的体积也较大，不易安装和维护，当然，也可也采用1组高频电源电路驱动10个电感线圈，但这种方式，根据高频电磁场阻性电路的电压公式U=(R+jωX)*I ，计算得到阻抗Z=R+jωX=U/I，jωX为感抗，由于ω=2πf，由于高频电源电路的固定电压为U不变，10个电感线圈采用串联，水处理频率f不变，则阻抗变成了Z’=10Z，则根据I=U/Z’，计算得到实际的电流为0.1IA，即使增大高频电源电路的电压U，也达不到所需的IA电流，因此达不到需要的水处理效果。因此现有技术受ω=2πf的影响，在10个电感线圈串联进一个高频电源电路中时，难以实现在高频f的情况下获得大电流I，这种高频交变电磁场无法实现对大水量进行同等效果的水处理目的。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水处理电路，实现采用一组高频电源电路对多个电感线圈进行大电流驱动，实现在高频f的情况下获得大电流，并对大水量进行同等效果的水处理目的，且本电路结构简单，成本低廉，除垢效率高。
本实用新型所采用的技术方案是，一种低频包络载波的高频水处理电路，包括：电源电路、高频信号发生电路、低频信号发生电路及电感线圈，所述电源电路将市电经低频整流滤波器整流和滤波得到直流电源，该直流电源为高频信号发生电路和低频信号发生电路提供工作电源，所述高频信号发生电路生成一路高频交变电流，该低频信号发生电路生成一路低频交变电流，该路低频交变电流输出至电感线圈第一接线端，该路高频交变电流输出至电感线圈第二接线端，通过电感线圈发射到水体中并形成低频包络载波的高频交变电磁场，也即复合亚音频交变电磁场。
进一步的，所述电源电路包括滤波保护电路、桥式整流电路、分压电路、开关电源发生电路、开关变压器、反馈电路、滤波稳压电路和稳压电源电路，市电经滤波保护电路、桥式整流电路的整流滤波后，输入至分压电路分压输出一路分压电路至开关电源发生电路，该开关电源发生电路控制开关变压器输出的电流大小，开关变压器输出一路直流电源经滤波稳压电路滤波稳压后输出+36V直流电源，该+36V直流电源连接稳压电源电路后输出一路+5V直流电源，开关变压器输出另一路直流电源接至反馈电路，该反馈电路用于检测输出电压，并将该输出电压反馈至开关电源发生电路，进而控制开关变压器输出稳定的+36V直流电源。
更进一步的，所述滤波保护电路由防雷击电阻Rv、滤波电容CX1和扼流线圈L1并联构成，该滤波保护电路输入端并联在市电两端，该滤波保护电路输出端接桥式整流电路的整流桥BR的两输入端，整流桥BR输出端正负极并联稳压电容C1正负极，经稳压电容C1稳压后输出至分压电路，分压电路由电阻R2、电阻R12和电阻R4串联构成，开关电源发生电路由开关电源芯片U1、电容C2、电阻R3、齐纳二极管VR1、阻断二极管D1、电阻R1、电容C4、电容C3和电阻R5构成，分压电阻R4输出的一路分压接至开关电源芯片U1的X脚为该脚提供电流，电容C2与电阻R3串联后与齐纳二极管VR1并联，再与阻断二极管D1串联后并联在开关变压器T1的初级输入，且该阻断二极管D1的阳极还与开关电源芯片U1的D脚连接，当开关信号由1转0的时候形成高压反加在开关电源芯片U1的D脚进行泄压，作用是保护开关电源芯片U1的D脚，开关电源芯片U1的S脚与整流桥BR负极输出端连接，该端还同时与开关电源芯片U1的F脚连接，电阻R1一端与整流桥BR正极输出端连接，电阻R1另一端与开关电源芯片U1的L脚连接，电阻R1用于检测整流后的电源电压，电阻R5一端与开关电源芯片U1的C脚连接，该端还与电容C4一端连接，电阻R5另一端与电容C3的正极连接，该端还与电容C4另一端连接后再连接至整流桥BR负极输出端;
滤波稳压电路包括电容C11、电阻R11、二极管D3、电容C7、电容C6、电容C8、电容C12、二极管D6和电容C5，开关变压器T1的第一次级线圈一端与二极管D3的阳极连接，该端还与电容C11的一端连接，电容C11的另一端与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与二极管D3的阴极连接，该端还与电容C7正极连接，电容C7负极与开关变压器T1的第一次级线圈另一端连接，且该端为接地端，电容C6、电容C8和电容C12的正负极依次分别并联在电容C7的正负极之间，电容C12的正极为+36V直流电源输出端，二极管D6的阳极与开关变压器T1的第二次级线圈一端连接，二极管D6的阴极与电容C5的正极连接，电容C5的负极与开关变压器T1的第二次级线圈另一端连接，二极管D6和电容C5用于稳压滤波，
所述稳压电源电路由稳压电源芯片Q1、电容C19、电容C13构成，该+36V直流电源与稳压电源芯片Q1的Vin端连接，该端与电容C19的一端连接，电容C19的另一端接地，稳压电源芯片Q1的Vout端则为+5V直流电源输出端，该端同时与电容C13的正极连接，电容C13的负极接地，
所述反馈电路由反馈芯片U2和电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R13、二极管D4、电容C9、电容C10和触发二极管U3构成，反馈芯片U2采集+36V直流电源，电阻R9、电阻R13和电阻R10串联构成采样电路对+36V直流电源采样，并为触发二极管U3的触发极提供一个电压，开关电源芯片U1的C脚与电容C4的一端连接，该端还与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电容C3的正极连接，电容C3的负极与电容C4的另一端连接后接至整流桥BR负极输出端，反馈检测芯片U2的输入侧一端与二极管D6的阴极连接，反馈检测芯片U2的输入侧另一端与开关电源芯片U1的C脚连接。反馈检测芯片U2型号为PC817A，反馈检测芯片U2的3脚与二极管D6的阴极连接，反馈检测芯片U2的4脚与开关电源芯片U1的C脚连接，电阻R7一端接+36V直流电源，该端还与反馈检测芯片U2的1脚连接，电阻R7另一端接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极与电阻R6一端连接，该端还与反馈检测芯片U2的2脚连接，电阻R6另一端与触发二极管U3的阴极连接，该端还串联电容C9和电阻R8后接至触发二极管U3的触发极，二极管D4的阴极还与电容C10的正极连接，电容C10的负极接地，电阻R10的一端与触发二极管U3的触发极连接，电阻R10的另一端接地。
进一步的，所述高频信号发生电路包括振荡发生电路、运放电路、高频信号发生器，所述振荡发生电路由电阻RA、电阻RB、电容C9、二极管DV、谐振芯片U1、谐振电容C，所述电阻RA一端接+5V直流电源，电阻RA另一端与电阻RB一端连接，该端还与二极管DV的阳极、谐振芯片U1的DIS脚连接，电阻RB另一端与电容C9一端连接，该端还与二极管DV阴极、谐振芯片U1的THR脚连接，电容C9的另一端接地，谐振芯片U1的TRIG脚与THR脚连接，谐振芯片U1的RESET脚、V+脚与+5V直流电源连接，谐振芯片U1的CTRL脚与谐振电容C一端连接，谐振电容C另一端接地，谐振芯片U1的GND脚接地，谐振芯片U1的OUT脚与隔离电容C1一端连接，隔离电容C1的另一端与运放电路的运算放大器U2正极输入端连接，运放电路还包括电阻R1和电容C2组成的反馈电路，该电阻R1一端与运算放大器U2的负极输入端连接，该端还与电容C2一端连接，电阻R1的另一端与高频信号发生器的信号发生器芯片U3的DFADJ1脚连接，高频信号发生器还包括稳压二极管DW、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R3、电容C8，信号发生器芯片U3的DFADJ1脚还与电阻R4一端连接，电阻R4另一端与+5V直流电源连接，电容C2的另一端与运算放大器U2的放大端连接，该端还与电阻R3一端连接，电阻R3另一端与信号发生器芯片U3的FMMIN脚连接，信号发生器芯片U3的DFADJ2脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与+5V直流电源连接，信号发生器芯片U3的V+脚与+5V直流电源连接，信号发生器芯片U3的C脚与电容C8一端连接，电容C8另一端接地，信号发生器芯片U3的GND脚接地，信号发生器芯片U3的SQOUT脚与电阻R6一端连接，电阻R6另一端与+5V直流电源连接，电阻R7一端与信号发生器芯片U3的SQOUT脚连接，电阻R7另一端与电阻R8一端连接，该端为高频交流信号输出端OUT2，电阻R8另一端接地。
低频信号发生电路包括低频信号发生芯片U4、可调电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7，低频信号发生芯片U4的DFADJ1脚和DFADJ2脚分别串联电阻R10和电阻R11一端，电阻R10和电阻R11另一端均分别与可调电阻R9两端连接，可调电阻R9另一端与+5V直流电源连接，该端还同时与低频信号发生芯片U4的V+脚、电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与低频信号发生芯片U4的SQOUT脚连接，该端还与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端为低频信号输出端OUT1，该端还与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端接地，低频信号发生芯片U4的C脚分别通过选择开关与电容C4、电容C5、电容C6、电容C7连接，通过选择开关选择不同电容控制低频信号输出端OUT1的频率，低频信号发生芯片U4的FMBIAS脚和FMMIN脚连接，低频信号发生芯片U4的GND脚接地。
进一步的，所述电容C4为10uf，电容C5为4.7uf ，电容C6为1uf，电容C7为0.47uf，选择开关选择电容C4时，OUT1端输出频率为25HZ、选择开关选择电容C5时，OUT1端输出频率为50HZ，选择开关选择电容C6时，OUT1端输出频率为100HZ，选择开关选择电容C7时，OUT1端输出频率为200HZ。
本实用新型通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：
本实用新型一种低频包络载波的高频水处理电路，分别产生一路低频信号和一路高频信号，再将该低频信号和高频信号分别输出至电感线圈的两端，从而将直流电源转变为一路低频包络载波的高频交变电流，此交变电流即为复合亚音频电流，通过电感线圈发射到水体中并形成复合亚音频交变电磁场，能够实现采用一组高频电源电路对多个电感线圈在高频f的情况下获得大电流，进而对大水量进行同等效果的水处理目的，且结构简单，成本低廉，阻垢、除垢效率高。
