高压静电消除器的制作

　　许多轻工产品(如香烟、小食品等)外层包装大多采用聚酯类或乙烯类薄膜。这类薄膜，因其表面呈高阻状态，因此，在制造、运输和使用过程中难免会在其表面产生静电，造成相互粘连缠绕，导致包装不良的产品出现。

　　如果在包装工序前，让包装薄膜通过一个高压正电场，便可降低或消除薄膜上所带的电，使上述现象得以消除。

　　本文介绍一种高压静电消除器。它可有效的消除这类薄膜所带的静电，经使用，效果很好，可显著提高包装质量。这种高压静电消除器具有四个特点：(1)输出电压5000～15000V连续可调，并用发光二极管作输出指示。(2)没有特殊定做的器件，所有器件均可在市场上购买到。(3)费用低，每套所有器件按市场零售价不足百元。(4)制作简单，基本不用调试，只要器件参数正确，焊接无误，一装即成。

　　工作原理

　　高压静电消除器电原理图如图1所示。电阻R1和电容C2组成一个分压电路。R1两端电压通过由D1、R13、C5构成的触发回路，加在双向可控硅SCR的控制极上，作为可控硅的触发电压，使双向可控硅在电网交流电压正半周和负半周均维持导通状态。C3和升压变压器T1的初级线圈构成一个LC振荡回路，其产生的频率约为3000Hz的振荡信号经升压和整流后，便可用来产生一个高压正电场。W1用来控制输入功率，从而可调节输出电压。R2、R3、R4和W1构成分压取样网络，g为公共参考端，r为取样端。Urg随输入功率的增大而增大，以此驱动指示电路。指示电路由三个运算放大器构成的比较器组成，R5、R6、R7、R12组成的分压网络给各比较器提供比较基准。IC1A、IC1B、IC1C随r端电位的升高依次导通。R8、R9、R10、R11为限流电阻，L1、L2、L3、L4为发光二极管。电源变压器T2、整流桥D和三端稳压器IC2为指示电路提供直流电源。VCC为6～12V，本例VCC为12V。若手头器件不是12V，只需适当调整限流电阻R8～R11和基准电阻R12的值即可。

　　

 

　　

 

　　图一

　　元件选用与制作

　　为保证高压器件引脚间的绝缘，印刷电路板最好采用环氧玻璃丝板基。升压变压器T1可采用14～17英寸黑白电视机用一体化行输出变压器。该变压器必须用优质品，否则会产生不起振、输出电压低、引脚间放电等现象。由于这种行输出变压器内部已有高压硅堆，D3可省略，在要求不是很高的情况下，C4可省略。双向可控硅SCR的额定电流应不小于1A，否则不易起振或输出电压低。IC1为四运算放大器，用LM124、L224和LM324或其同类产品均可。IC2为78系列的三端稳压器。D为整流桥，其额定电流应大于1A。所用电阻，除标明功率的需用金属膜电阻外，其余均可用1/4W碳膜电阻。

　　高压静电消除器用的印刷电路板图如图2所示。由图可见，除电源外所有器件集中布置，以便在需要的时候(如工作环境恶劣或其它需要)。用塑料盒和环氧树酯加以灌封。大多数情况下，用行输出变压器的⑥脚和⑧脚作为T1的初级线圈，个别厂家的产品需要用⑥脚和⑦脚。这在布线时已做了考虑，可视具体情况选择短路位置1或2。行输出变压器高压引出线较短，需长距离引出时，引出线耐压必须大于20000V，并且机内接头须用绝缘支架固定，使其与周围器件或机壳之间的距离不小于20mm，防止高压放电。如果手头没有高压测试仪而无法准确测其输出电压，只好凭经验判断。在干燥环境中(相对湿度小于60%)，10000V高压对地连续放电，可接大约10mm左右的电弧，根据起弧长度即可粗略判断高压情况。

　　

 

　　图二

　　笔者建议使用如图3所示的梳状电极(外部为绝缘材料，心部导体将放电针连通，由锣钉处引入高压电缆)，单排放置的放电针顶端要尖，长度要一致，针与针之间距离为10mm左右。电极长度应与薄膜宽度一致，必要时可两面放置。为确保安全，使用时机壳应可靠接地。

　　

 

　　图三