Ионизатор в автомобильном пылесосе

Назначение автомобильного пылесоса нам понятно из названия. Многие автомобилисты пользуются автомобильными пылесосами не так часто, и они занимают место в багажнике автомобиля или хранятся в гараже, ожидая очередной чистки салона. В статье предлагается доработать схему пылесоса и использовать его, дополнительно, для чистки ковров в доме и офисе, а при надобности пылесос за две секунды переключается с питания от бытового выпрямителя на питание от автомобильного аккумулятора. Для большей пользы в схему пылесоса введён высоковольтный ионизатор для улавливания ультрадисперсной пыли, вред от которой на здоровье человека намного превышает все нормативы.

Фильтры промышленных пылесосов не позволяют задержать пыль мелкого диаметра (менее одного микрона), эффективно задерживается только крупные частицы. Пропущенная через пылесос с большой скоростью мелкая пыль поднимается в воздухе помещения, создавая дополнительно увеличение её содержания, осаждается на мебели и радиоаппаратуре, электронные схемы которой обладают электростатическим эффектом.

Большую часть времени человек проводит в помещении офисов и квартир, и доработку бытовых пылесосов необходимо выполнить с обязательной установкой ионизатора с функцией устранения наличия мелкой пыли, опасной для здоровья человека.

Принципиальная схема ионизатора ничем не отличается от схемы высоковольтного блока телевизора и выполнено из радиодеталей старых телевизоров и мониторов.

Коронный разряд, наблюдаемый во время эксплуатации высоковольтного блока дополнительно ионизирует воздух, насыщая его аэроионами.

Источник напряжения питания выполнен в отдельном корпусе с ручкой переноски, электронная схема с высоковольтным блоком располагается внутри корпуса пылесоса, свободного места в нём достаточно, вес платы печатного монтажа с радиокомпонентами не превышает 100 грамм.

Электронная схема, как фильтр, притягивает пыль с положительным потенциалом - радиоактивную и ультрадисперсную пыль и может использоваться для очистки воздуха от пыльцы растений и бактерий в помещениях путём установки в бытовые пылесосы, оконные вентиляторы и системы кондиционирования воздуха. Металлическая сетка установленная внутри корпуса пылесоса или кондиционера подключается к отрицательному потенциалу преобразователя, перед вентилятором. После «налипания» большого количества ультрадисперсной пыли сетка промывается тёплой водой с мылом.

Предварительно пылесос при проведении ремонтных и испытательных работ отключить от электросети.

Характеристики устройства:
Напряжения питания 220/12 вольт.
Потребление тока без двигателя пылесоса 2ампера.
Потребление тока с электродвигателем не более 10 ампер.
Отрицательное напряжение ионизатора - 10 кв.
Ток разряда ионизатора 3 микроампера.

Схема ионизатора автомобильного пылесоса состоит из мультивибратора на аналоговом таймере, генератора прямоугольных импульсов, импульсного усилителя на мощном транзисторе для раскачки трансформатора высокого напряжения. При питании устройства в бытовых условиях питание выполнено от внешнего блока питания на сетевом трансформаторе.

Генератор прямоугольных импульсов выполнен на аналоговом таймере DA1. Внешняя зарядная цепь состоит из резисторов R1, R2 и конденсатора С2. Процесс заряд – разряда конденсатора проходит циклически и на выходе микросхемы появляется прямоугольный импульс со временем заряда Т1=0,639(R1+R2)C2 и разряда Т2 =R3 C2.

Чтобы получить на выходе импульсы нужной длительности или частоты сигнала имеется регулятор – резистор R2.Функциональная схема таймера состоит из двух операционных усилителей, работающих в качестве компараторов; RS- триггера; выходного усилителя для повышения нагрузочной способности и разрядного транзистора.

Вывод 2 DA1– вход нижнего компаратора, который используется для управления переключением выходного напряжения и срабатывает когда напряжение на конденсаторе достигает уровня 1/3 питания. Вывод 3 – выход нагрузки. Вывод 6- вход верхнего компаратора, который используется для переключения выхода в нулевое состояние. Это происходит, когда напряжение на выходе превысит уровень 2/3 напряжения питания. Вывод 7 -вывод коллектора внутреннего транзистора микросхемы, он открыт когда на выходе 3 нулевое напряжение и заперт, когда на выходе присутствует напряжение и служит для разряда внешнего конденсатора.

Период импульсов Т =Т1+Т2 состоит из периода заряда и периода разряда.
Частота автогенератора F зависит от значения сопротивлений R1,R2,R3 и конденсатора C1. F= 1/ Т. Скважность D = Т1/ Т. Установка в схеме импульсного диода VD1 позволяет защитить вход нижнего компаратора при минимальном значении резистора R1 и ускорить разряд конденсатора С2 через резистор R3 назначение которого- защита внутреннего транзистора (вывод 7) от пробоя при разряде конденсатора С2.

Выходной прямоугольный сигнал таймера поступает на делитель напряжения R6,R7 выходного каскада на транзисторе VT2 и светодиодный индикатор выходных импульсов HL1 с ограничительным резистором R4. Питание схемы таймера и внешних RC цепей выполнено на транзисторе VT1 обратной проводимости с цепями стабилизации VD2 и резистором тока смещения стабилитрона - R5.

Выходной импульсный транзистор большого коэффициента усиления VT1 позволяет преобразовать прямоугольный сигнал таймера в мощный импульс тока первичной обмотки трансформатора Т1. Элементы R8, C4, VD3,C5 устраняют выброс напряжения обратного тока, выполняя назначение демпфера, чем защищают от пробоя обмотку трансформатора и ключевой транзистор.

Все обмотки в строчном трансформаторе Т1 соединены последовательно, первичная обмотка подключена к плюсу питания –вывод 2, а вывод 5 соединения обмоток подключен к коллектору ключевого транзистора VT2. Вывод 7 выхода высоковольтной обмотки расположен сверху трансформатора, напряжение на нём достигает 4-5 кВ и после преобразования в умножителе достигает 9-10 кВ.

Высоковольтное напряжение вторичной цепи трансформатора Т1 поступает на умножитель напряжения на конденсаторе С6 и диодах VD4,VD5 и через ограничительный резистор R10 в отрицательной полярности подаётся на ионизатор при напряжении почти в десять тысяч вольт. Ток короткого замыкания не представляет опасности для человека, но может нанести точечную рану. Следует соблюдать безопасность при монтаже устройства. Видимая дуга при разряде превышает 4 мм, коронный разряд виден только в полной темноте.

Регулировки
Для повышения или понижения высоковольтного напряжения следует переместить подключение положительной цепи питания с вывода 2 трансформатора на вывод 3 или 1, соответственно.

Выходной транзистор необходимо снабдить радиатором размерами 30*15*10 мм. Высоковольтное напряжение с ограничительного резистора R10 на ионизатор подаётся через стандартный высоковольтный провод от телевизоров.

Мотор вентилятора пылесоса М1 подключен непосредственно к шине питания 12 вольт, для снижения импульсных помех от коллектора электродвигателя М1 в схеме установлен электролитический конденсатор большой ёмкости - С7.

Цепь R9, HL2 предназначена для индикации наличия напряжения на схеме. Во включенном состоянии не следует проводить чистку пылесоса от пыли или проводить ремонтные работы. После отключения выждать 3-5 секунд для разряда конденсаторов питания.

Радиодетали
В выпрямителе питания применён диодный блок большой мощности VD6, его можно заменит на два диода типа КД213Б.Трансформатор питания рассчитан на токи обмоток 2-3 по 4-5 ампер и напряжение 12 вольт типа ТН-36.

Резисторы в схеме применены малогабаритные типа С2-29,С2-14, подстроечные типа СП3-23.

Транзисторы заменимы на тип КТ3102 Б и D313 соответственно. Строчный трансформатор можно применить от телевизоров «Юность» или «Шилялис». Конденсаторы применены малогабаритные типа КМ и К50-6, напряжение указано на схеме.

Правильно собранная схема начинает работать сразу при среднем положении резистора R1,Светодиоды должны гореть. Предварительно к выводу 7 трансформатора Т1 через резистор номиналом 300 кОм и минусом источника питания припаять неоновую лампочку типа ТН-0,2, при наличии высоковольтного напряжения она должна светится.Регулятор R1 установить в положение в котором яркость светодиода HL1 и лампочки ТН-0,2 должны достигать максимальной величины.Мотор вентилятора во время настройки принципиальной схемы подключать не обязательно.После подключения умножителя к выводу 7 напряжение с него через высоковольтный провод подать на металлическую сетку перед вентилятором.

Литература:
1) А.П.Фоменко. Радиолюбителю о транзисторных телевизорах. Минск 1977
2) В.В.Мукосеев. И.Н.Сидоров Маркировка и обозначение радиоэлементов. 2001г.
3) Ю.А.Мячин 180 аналоговых микросхем.Москва 1993 год.
4) И.П.Шелестов Радиолюбителям полезные схемы.Книга 5. Москва, 2003 г

Теги:

• Sprint-Layout