1.2 Технические характеристики устройства

- питающее напряжение с частотой, Гц 50;

- ток полного отклонения стрелки, мкА 50;

- предел измеряемого напряжения, кВ 100;

- питание от сети, В 220;

- диодный умножитель, кВ 40;

- потенциала на электроде, кВ 15 – 30.

2 Описание схемы электрической принципиальной устройства

Под управлением микроконтроллера аэроионизатор сможет работать не только в привычном непрерывном ре­жиме, хотя и в нем предусмотрена воз­можность регулировать подаваемое на нее напряжение. Он будет включаться и выключаться с заданным периодом и автоматически прекращать работу по истечении установленного времени. Параметры всех режимов можно изме­нять с кнопочного пульта, наблюдая их значения на светодиодном цифровом индикаторе.

Основная часть схемы источника (без подключаемой к вилке ХР1 платы ввода/вывода) приведена в приложении А1

В структурной схеме выделено три основных функциональных узла.

Узел питания — бестрансформа­торный. Это вполне оправдано при об­щем потребляемом от сети токе не бо­лее 15 мА. Диодный мост VD1 выпрямляет переменное сетевое напряжение. Резистор R1 ограничивает амплитуду импульсов зарядного тока конденсато­ра С1. Выпрямленное напряжение че­рез гасящие резисторы R14 и R15 пи­тает оконечный каскад высоковольтно­го инвертора на полевом транзисторе VT4, а через резисторы R2—R4 {на них падает приблизительно 70 В) — стаби­лизатор напряжения +12 В на транзис­торе VT1 для предварительных каска­дов инвертора. Из напряжения +12 В с помощью интегрального стаби­лизатора DA1 получают +5 В для пита­ния микросхем устройства.

Узел управления построен на базе микроконтроллера PIC16F628, который должен быть предварительно запро­граммирован в соответствии с табли­цей. Данные об установленном пользо­вателем режиме работы источника мик­роконтроллер хранит во внутренней энергонезависимой памяти. Поэтому нет необходимости, включая иониза­тор, каждый раз настраивать источник его питания заново — работа будет ав­томатически возобновлена в режиме, действовавшем в момент выключения.

Чтобы заблаговременно распознать этот момент, использованы два компа-­

ратора, встроенных в микроконтрол­лер. На их входы (выводы 1 и 18 DD1) посту-

пает напряжение из диагонали резисторного моста R18—R21, причем во время работы прибора напряжение на выводе 18 DD1 выше, чем на его выводе 1. После отключения от сети напряже­ние на выводе 18 DD1 быстро спадает, а в цепи +5 В II и на выводе 1 DD1 неко­торое время остается почти неизмен­ным благодаря цепи VD3C7. Обнару­жив, что разность потенциалов выводов 18 и 1 изменила знак, микроконтроллер успевает записать в энергонезависи­мую память данные о режиме работы прежде, чем напряжение его питания упадет до значения, недостаточного для продолжения работы.

На выводы 10—13 микроконтролле­ра поступают сигналы от четырех ус­тановленных на плате ввода/вывода кнопок, с помощью которых управляют ис-точником. Формируемые микрокон­троллером в последовательной форме сигналы управления находящимися на той же плате двумя цифровыми светодиодными индикаторами сдвиговый регистр DD2 преобразует в параллельную форму. Индикация динамическая: в зависимости от уровней напряжения на выводах 6 и 9 DD1 в каждый момент времени работает лишь один из индикаторов. Высоковольтный инвертор построен на транзисторах VT2-VT4 и импульсном трансформаторе Т1 – строчном от малогабаритного черно-белого телевизора. Импульсы прямоугольной формы частотой 150…350 Гц, генерируемые микроконтроллером DD1 на выводе 8, усиливают транзисторы VT2 и VT3 до амплитуды 10…12 В. После укорочения дифференцирующей цепью C8R13 эти импульсы открывают мощный КМОП-транзистор VT4, в цепь стока которого включена обмотка 5-7 трансформатора Т1. Диод VD4 - демпферный.

Импульсы с повышающей обмотки (9-11) трансформатора поступают на выпрямитель с умножением напряжения на диодных столбах VD6 – VD11. Схема и конструкция такого выпрямителя общеизвестна. В зависимости от частоты повторения импульсов напряжение, подаваемое на ионизатор, изменяется в интервале 15…35 кВ, при необходимости его можно увеличить, добавив еще несколько ступеней умножения напря­жения.