全文总字数：3383字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着社会进步，急剧的工业化和城市化导致能源迅猛消耗、人口高度聚集、生态环境遭到破坏，不科学的发展带来了严重的后果，其中空气污染越发成为一个严峻的问题。2014年世界卫生组织公布了一份全球雾霾报告，涵盖了全球91个国家1600个城市的空气质量。印度新德里空气中的pm2.5更是高达每立方米153微克，成为世界重度污染城市之一。2016年世界卫生组织公布，在中国，pm2.5年平均值最低的城市主要在台湾省和海南省。大陆城市最低为三亚，最高为邢台。雾霾天气笼罩着全国，由雾霾所引发的环境治理和室内空气污染备受瞩目。

室内空气污染的形成既有“源头”，也有“帮凶”，室内空气的污染源多种多样，比如花粉过敏原，室外污染物，燃烧产物，有害气体，建筑装饰材料，雾霾天气等；室内空气恶化的帮凶主要是不利于颗粒物扩散的条件，一旦有害颗粒物在长期静态的条件下积聚，就容易导致空气恶化。由此可见，改善iaq的办法有两种：一种是直接减少颗粒物的排放，另一种是控制颗粒物的扩散。控制源头是改善空气的最直接行之有效的方法，但是，当前社会发展条件下，控制源头将直接影响着社会、经济和工业等各个方面的发展，不是一蹴而就的事情。因此，研究控制颗粒物的扩散减少雾霾危害是当前改善空气质量的一个重要途径。

空气净化器有很好的市场前景，许多家庭都会选择，甚至会作为标准的家电。但现有的空气净化器品牌繁多，净化原理、净化方式多种多样，市场很混乱，没有统一标准。并且一些空气净化器的净化功能单一、净化对象单一，有很大的局限性，本文的研究内容——一种共振式颗粒物净化装置的电路设计就是在这样的背景下提出来的，并基于此电路想设计出一款性能强，效果高，成本低，静音的空气净化设备，主要表现在净化技术合适，净化对象全面，净化方式快捷，净化效果凸出，是一款综合性非常强的产品。

国内外研究现状

空气净化器起源于消防，为使消防员免于呼入烟雾、灰尘而发明的一种防护装置。空气净化器最初只是简单的面罩式或者用浸湿的布料进行有效隔绝，通过不断改进，苏格兰人发现在口罩中加入木炭可吸附空气中的一些有害物质，后来二战时期美国的曼哈顿计划又开发出过滤器，可过滤所有有害颗粒，保护人们的呼吸安全。经调查，目前国内外许多公司都开始进行复合型技术的研究，仅仅是单一的净化技术或者净化材料很难满足当前社会环境的净化需求，需要将多种技术和材料集成在一个净化器内；并且净化方法也在不断革新，每次革新其净化效果明显提升。然而这些方法或多或少都存在一定问题。

2. 研究的基本内容

为了设计出一款家用，简单，静音的室内空气净化设备，本文主要从以下这几个方面进行了研究和讨论。

（1）根据调查，分析比较现有空气净化方式的优劣，并结合现有技术，选择合适的净化方式和技术，同时设计出净化器外形，与部分功能实现。本文采用脉冲高压静电除尘。

（2）搭建净化器，包括一对平行金属板做为共振驱动板，带可调负高压电源的吸附板、主控制器、高压脉冲调制器、双极性脉冲驱动电路等的调试。主要是高压脉冲调制器电路的设计与实现，是技术难点与创新点。

（3）编写净化器软件，主要包括主程序、净化器净化程序、信号采集、液晶显示，按键中断、产生spwm波驱动高压电源等程序。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

结合市面上现有的净化技术和净化方式的优劣，净化效率的高低成为判定净化器好坏的标准，为了适应现在的净化要求，需要设计出一款性能强，效果高，成本低，静音的空气净化设备。基于此，设计了如图3所示的一种共振式颗粒物净化装置，净化装置的特征在于，包括一对平行设置的共振驱动板、带负高压电源的吸附板、单片机、高压脉冲调制器、可调负高压电源。其中高压电源和高压脉冲调制器是技术难点。高压脉冲调制器和负高压电源与控制器之间均电连接，高压脉冲调制器的两个输出端分别连接两块共振驱动板，可调负高压电源的负压输出端通过导线与吸附板相连。控制器负责控制净化功能和人机交互功能：控制脉冲调制器和高压开关电源实现净化功能，控制人机交互界面实现人机交互功能。控制器产生驱动脉冲，控制双极性驱动电路产生双极性脉冲，通过高压脉冲调制器放大为双极性脉冲高压，最终在共振驱动板上形成双极性电场，颗粒物带电后在共振电场里来回共振运动，形成共振腔。再由带负高压电的吸附板吸附颗粒物，达到净化的目的。控制器通过控制显示、按键装置等达到人机交互的目的

进度安排：

4. 参考文献

1. 汤云峰. 空气净化器智能化系统的设计与实现[d].东南大学, 2015.

2. 王新春,付盼,胡庆林. 高压静电除尘电源仿真与研究[d]. 内蒙古科技大学, 2015.

3. 李琦. 脉冲电源与高频电源技术在静电除尘中的组合应用[d]. 黑龙江科技信息大学, 2015.

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