一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路，屬于制氫技術(shù)領(lǐng)域。一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路，包括控制單元MCU、恒壓電源單元、恒流電源單元、自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元、制氫電極單元和TDS監(jiān)測(cè)單元；該自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路能夠在不同電解質(zhì)濃度水溶液中運(yùn)行穩(wěn)定，制備富氫水的氫濃度一致。
【專利說明】
一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路，屬于制氫技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氫水顧名思義即是含有氫氣的水，自從發(fā)現(xiàn)氫氣的醫(yī)學(xué)效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng)以來，近年來，國(guó)際醫(yī)學(xué)界和生物學(xué)界都在積極研究。其中具有代表性的研究者是日本東京大學(xué)的太田教授和上海第二軍醫(yī)大學(xué)的孫學(xué)軍教授。目前比較流行的觀點(diǎn)認(rèn)為氫氣具有選擇性抗氧化作用;對(duì)生物體有害的自由基，氫氣能主動(dòng)性選擇與其結(jié)合生成水。醫(yī)學(xué)界普遍認(rèn)為自由基學(xué)說是疾病的和衰老的根本原因之一，氫氣選擇性中和有害自由基，為氧化損傷產(chǎn)生的疾病提供了一種治療方法，更重要的是對(duì)人體預(yù)防疾病的發(fā)生和衰老提供了一種預(yù)防措施，氫氣是所有元素中質(zhì)量最輕的元素，常溫常壓下以氣體形式存在。人體利用氫氣的方法之一就是將氫氣溶入高純度的水中，借助水為載體進(jìn)入身體，在體內(nèi)散發(fā)從而對(duì)人體因有害自由基產(chǎn)生的氧化起到一個(gè)還原作用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中最常使用的的是電解水制氫，電解水制氫裝置核心部件一一控制線路板通常采用0(:-0(:升\降壓電路為恒壓電源單元驅(qū)動(dòng)電極片電解礦物質(zhì)水溶液制氫。
[0004]在授權(quán)公告號(hào)為CN103695957A的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開了一種具有智能控制功能的制氫裝置;包括控制電路、陽極電極和陰極電極，所述控制電路包括電源模塊、顯示模塊、電流檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)模塊、輸出電路、開關(guān)單元和控制器，所述陽極電機(jī)和陰極電極與輸出電路連接;但是該現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺失:首先由于純凈水是弱導(dǎo)電液體，采用電解純水制氫，電解極片的驅(qū)動(dòng)電壓要求較高(一般DC5V±0.5V)才能實(shí)現(xiàn)電解制氫；富含礦物質(zhì)水溶液是強(qiáng)導(dǎo)電液體，采用電解富含礦物質(zhì)水溶液制氫，電解極片的驅(qū)動(dòng)電壓要求較低(一般2.0±0.5V)就能實(shí)現(xiàn)電解制氫。若采用DC-D(^\降壓電路驅(qū)動(dòng)電極片電解制氫則會(huì)出現(xiàn):
1、礦物質(zhì)濃度不同的水在同等制氫過程中制氫量(氫濃度)不同；
2、電解礦物質(zhì)濃度值差過大的水溶液，電解制氫裝置運(yùn)行不穩(wěn)定(電路中電流值因礦物質(zhì)濃度值而變化)甚至燒毀(礦物質(zhì)濃度值高電流值大)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路，電解制氫設(shè)備在不同電解質(zhì)濃度水溶液中運(yùn)行穩(wěn)定，制氫量一致。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路，包括恒壓電源單元、恒流電源單元、自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元、制氫電極單元和TDS監(jiān)測(cè)單元;所述TDS監(jiān)測(cè)單元采集水中的TDS值;所述TDS監(jiān)測(cè)單元與恒流電源單元電信號(hào)連接并將采集到的水中的TDS值發(fā)送給控制單元MCU;所述制氫電極單元包括陰極Jl和陽極J2;所述恒流電源單元提供所述制氫電極單元工作恒電流源;所述恒壓電源單元包括一集成運(yùn)放電路，所述恒流電源單元包括一組合管電路，所述組合管電路包括N溝道的Q4和P溝道的Q10，Q4的G極與控制單元MCU的阻值采樣端連接，QlO的D極與恒壓電源單元的輸出端連接，恒壓電源單元的輸出端與恒流電源單元的VDD端連接，恒流電源單元的電流輸出端與制氫電極單元的陽極端連接，恒流電源單元的VP端通過控制MOS管Ql 2與制氫電極單元陽極端連接，制氫電極單元的陰、陽極分別接入恒流電源單元電路中并構(gòu)成回路;所述制氫電極單元的陰極端與恒壓電源單元的集成運(yùn)放電路的反相輸入端相連構(gòu)成負(fù)反饋放大電路，恒流電源單元的VP端的電壓信號(hào)經(jīng)過負(fù)反饋放大電路放大后輸入到控制單元MCU的ADC采樣端口。
[0007]本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明不同礦物質(zhì)濃度的水溶液在同等制氫過程中制氫量(氫濃度)一致。
[0008]2、本發(fā)明電解礦物質(zhì)濃度差過大的水溶液，電解制氫裝置運(yùn)行穩(wěn)定(礦物質(zhì)濃度不同時(shí)電路中電流值保持一致)。
[0009]3、本發(fā)明純凈水、高硬度飲用水(礦物質(zhì)濃度高的水，國(guó)標(biāo)規(guī)定飲用水硬度小于450ppm)電解制氫裝置運(yùn)行穩(wěn)定，制氫量(氫濃度)一致。
[0010]4、本發(fā)明在不同的礦物質(zhì)濃度水溶液電解過程中要求通過電極片的電流值恒定，電極片兩端的電壓值可隨水溶液中礦物質(zhì)濃度值不同自適應(yīng)調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路的整體電路圖；
圖2為本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路的工作原理示意圖；
圖3為本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路的恒壓電源單元的電路圖；
圖4為本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路的恒流電源單元的電路圖；
圖5為本發(fā)明自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路的TDS監(jiān)測(cè)單元的電路圖。
[0012]圖中附圖標(biāo)記表示為:
4-恒壓電源單元、5-恒流電源單元、6-自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元、7-制氫電極單元、S-TDSi測(cè)單元。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0014]參見圖1-5，一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路，包括控制單元M⑶、恒壓電源單元4、恒流電源單元5、自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元6、制氫電極單元7和TDS監(jiān)測(cè)單元8;所述TDS監(jiān)測(cè)單元8采集水中的TDS值;所述TDS監(jiān)測(cè)單元8與恒流電源單元5電信號(hào)連接并將采集到的水中的TDS值值發(fā)送給控制單元MCU ；所述制氫電極單元7包括陰極JI和陽極J 2 ；所述恒流電源單元5提供所述制氫電極單元7工作恒電流源;所述恒壓電源單元4包括一集成運(yùn)放電路，所述恒流電源單元5包括一組合管電路，所述組合管電路包括N溝道的Q4和P溝道的Q10，Q4的G極與控制單元MCU的阻值采樣端連接，QlO的D極與恒壓電源單元4的輸出端連接，恒壓電源單元4的輸出端與恒流電源單元5的VDD端連接，恒流電源單元5的電流輸出端與制氫電極單元7的陽極端連接，恒流電源單元5的VP端通過控制MOS管Q12與制氫電極單元7陽極端連接，制氫電極單元7的陰、陽極分別接入恒流電源單元5電路中并構(gòu)成回路;所述制氫電極單元7的陰極端與恒壓電源單元4的集成運(yùn)放電路的反相輸入端相連構(gòu)成負(fù)反饋放大電路，恒流電源單元5的VP端的電壓信號(hào)經(jīng)過負(fù)反饋放大電路放大后輸入到控制單元MCU的ADC采樣端□ O
[0015]本發(fā)明的工作原理:
使用過程中，在控制單元MCU的控制下，當(dāng)水中電解礦物質(zhì)濃度值增高，極間電流增大，恒流電源單元5控制自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元6降低制氫電極單元7電壓確保電流恒定；當(dāng)水中電解礦物質(zhì)濃度值降低，極間電流減小，恒流電源單元5控制自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元6增加制氫電極單元7電壓確保電流恒定。
[0016]其中，恒流電源單元5中由N溝道的Q4與P溝道的QlO構(gòu)成組合管電路，Q4的G極接控制單元MCU的I /0 口，Q1的D極為接恒壓電源單元4的4.5 V輸出端，當(dāng)I /0為高電平時(shí)，組合管導(dǎo)通，恒壓電源單元4的4.5V輸出端接入恒流電源單元5的電源端口，將恒流電源單元5的電流輸出端連接到制氫電極單元7的陽極端，同時(shí)，恒流電源單元5的電流輸入端通過控制MOS管Q12連接到制氫電極單元7陰極端，當(dāng)Q12導(dǎo)通時(shí)，制氫電極單元7的陰、陽極分別接入恒流電源單元5電路中并構(gòu)成回路，制氫電極單元7開始電解水制氫，電流穩(wěn)恒在200mA ± I OmA。
[0017]TDS監(jiān)測(cè)單元8通過制氫電極單元7的陽極電壓經(jīng)過水的傳導(dǎo)在陰極上感應(yīng)出電壓值，不同的電解液有不同的電壓值，制氫電極單元7的陰極端與恒壓電源單元4的集成運(yùn)放電路的反相輸入端相連構(gòu)成負(fù)反饋放大電路，將制氫電極單元7陰極端的電壓信號(hào)放大后輸入到控制單元MCU的ADC采樣端口，通過ADC采樣端口得出的不同電壓值推算出水中TDS濃度值。
[0018]自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元6根據(jù)水中TDS濃度值調(diào)節(jié)恒壓電源單元4輸出電壓:根據(jù)不同的TDS濃度值由控制單元MCU內(nèi)部查表推算出對(duì)應(yīng)PffM占空比波形控制的電壓調(diào)節(jié)模塊Q4的G極，從而調(diào)整制氫電極單元7陰、陽極輸出的電壓值從而達(dá)到恒流電解要求。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)制氫驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:包括控制單元MCU、恒壓電源單元(4)、恒流電源單元(5)、自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)單元(6)、制氫電極單元(7)和TDS監(jiān)測(cè)單元(8);所述TDS監(jiān)測(cè)單元(8)采集水中的TDS值;所述TDS監(jiān)測(cè)單元(8)與恒流電源單元(5)電信號(hào)連接并將采集到的水中的TDS值發(fā)送給控制單元MCU;所述制氫電極單元(7)包括陰極Jl和陽極J2;所述恒流電源單元(5)提供所述制氫電極單元(7)工作恒電流源;所述恒壓電源單元(4)包括一集成運(yùn)放電路，所述恒流電源單元(5)包括一組合管電路，所述組合管電路包括N溝道的Q4和P溝道的Q10，Q4的G極與控制單元MCU的阻值采樣端連接，QlO的D極與恒壓電源單元(4)的輸出端連接，恒壓電源單元(4)的輸出端與恒流電源單元(5)的VDD端連接，恒流電源單元(5)的電流輸出端與制氫電極單元(7)的陽極端連接，恒流電源單元(5)的VP端通過控制MOS管Q12與制氫電極單元(7)陽極端連接，制氫電極單元(7)的陰、陽極分別接入恒流電源單元(5)電路中并構(gòu)成回路;所述制氫電極單元(7)的陰極端與恒壓電源單元(4)的集成運(yùn)放電路的反相輸入端相連構(gòu)成負(fù)反饋放大電路，恒流電源單元(5)的VP端的電壓信號(hào)經(jīng)過負(fù)反饋放大電路放大后輸入到控制單元MCU的ADC采樣端口。
【文檔編號(hào)】C25B9/04GK106086931SQ201610644052
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月8日 公開號(hào)201610644052.1, CN 106086931 A, CN 106086931A, CN 201610644052, CN-A-106086931, CN106086931 A, CN106086931A, CN201610644052, CN201610644052.1
【發(fā)明人】徐道華, 余建清
【申請(qǐng)人】福州品行科技發(fā)展有限公司