摘要：本文介紹了什么是負(fù)離子，以及負(fù)離子的發(fā)生及工作原理，介紹了負(fù)離子的作用和發(fā)生機(jī)理。負(fù)離子對人體健康及我們的生存環(huán)境很重要，所以將被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中。
關(guān)鍵詞：負(fù)離子負(fù)離子發(fā)生器原理
負(fù)離子，又稱“活性氧”或“空氣維生素”，它如同陽光、空氣一樣是人類健康生活不可缺少的一種物質(zhì)。科學(xué)研究表明：負(fù)離子在空氣中的含量是決定空氣質(zhì)量好壞的一個(gè)重要因素，空氣中含有適量的負(fù)離子不僅能高效地除塵、滅菌、凈化空氣，同時(shí)還能夠激活空氣中的氧分子而形成攜氧負(fù)離子，活躍空氣分子，改善人體肺部功能，促進(jìn)新陳代謝，增強(qiáng)抗病能力，調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使人精神煥發(fā)、充滿活力等等。
在“負(fù)離子”概念出現(xiàn)后，先知先覺的商家便將焦點(diǎn)放在“人工制造”的可能性。人一進(jìn)公園，就會(huì)覺得心曠神怡，除了視野開闊外，一個(gè)很重要的原因是這里空氣清新，有豐富的負(fù)氧離子。
根據(jù)自然現(xiàn)象的啟示，人們開始用人工的方法產(chǎn)生負(fù)離子，釋放到周圍的空氣中，凈化空氣，改善人們的生活環(huán)境。這種用人工產(chǎn)生空氣負(fù)離子的設(shè)備就稱為空氣負(fù)離子發(fā)生器或負(fù)離子發(fā)生器。
一、負(fù)離子發(fā)生器的構(gòu)成
負(fù)離子發(fā)生器一般由本體、電暈線發(fā)射端、接地端、電源輸入端構(gòu)成。
本體：是由塑料材料作為外殼，采用阻燃環(huán)氧樹脂封裝而成的高壓絕緣體。本體外殼通常采用PBT（聚對苯二甲酸丁二醇酷）或PEI（聚乙醚）注塑成型，材料必須耐高溫超過200℃，阻燃絕緣。
電暈線發(fā)射端：通常采用金屬針或碳纖維。
接地端：采用銅片與地相連。
電源輸入端：電源供電導(dǎo)線。
圖1、負(fù)離子發(fā)生器組成
如圖1所示，交流電壓經(jīng)過降壓、整流、濾波，成為直流電，再經(jīng)振蕩器、放大電路、開關(guān)管，經(jīng)高壓磁包去控制放電極針產(chǎn)生負(fù)離子。高壓磁包即高頻變壓器，高壓包內(nèi)有高壓硅堆對其逆變電壓進(jìn)行整流，因此其輸出的是經(jīng)過整流的直流電。凡是逆變的電流都屬交流的一種，變壓器的儲(chǔ)能和釋放能量時(shí)的電流方向是相反的。電流方向固定不變化的電流才叫直流電。逆變有單端、橋式幾種，有單端正激式、單端反激式、半橋式、全橋式等多種。
二、負(fù)離子發(fā)生器的電路
具體電路圖如圖2所示。
三、負(fù)離子發(fā)生器的封裝
高壓磁包由于產(chǎn)生高壓、高溫，極易產(chǎn)生電火花，容易擊穿周圍電子元件，因此這里采用Tenon（鐵氟龍）封裝高壓磁包。高壓磁包外部被含有阻燃耐熱性樹脂的環(huán)氧樹脂或者含有皿鰲(氨基甲酸乙酷)樹脂的塑膠粉灌澆處理。PCB焊接(Soldering)面被塑膠粉覆蓋的同時(shí)也能填充絕緣空隙部分；空隙部分被阻燃環(huán)氧樹脂封填，避免了電路元件間的相互干擾，能夠提高電路元件的使用壽命。
四、負(fù)離子發(fā)生器工作原理
負(fù)離子發(fā)生器工作原理來源于電暈放電。電暈放電是氣體自持放電的一種形式，它不需要外加電離源來引發(fā)和維持放電。為了保持穩(wěn)定的電暈放電，必須形成一個(gè)非均勻電場。隨著施加在電極間的電壓的增加，導(dǎo)線附近的空間電場強(qiáng)度也將增大。通常在自由空間中，由于宇宙輻射，每立方厘米空氣中大約有1000個(gè)自由電子存在，這些自由電子在電場的作用下，會(huì)受到加速，撞擊氣體原子或分子。自由電子的加速度會(huì)隨著電場強(qiáng)度的增加而增大，自由電子在撞擊氣體原子或分子前積累的能量也隨之增大。當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到氣體放電的臨界值時(shí)，自由電子在撞擊前積累的能量將足以從氣體原子或分子撞擊出一個(gè)電子。此時(shí)在導(dǎo)線附近一個(gè)小范圍內(nèi)的空氣就開始電離，出現(xiàn)了氣體的非自持放電。繼續(xù)升高電壓，氣體的電離將加劇，形成大量電子崩，產(chǎn)生大量的電子和正負(fù)離子，并伴隨著發(fā)出淡藍(lán)色的輝光和咝咝聲，放電也就由非自持放電轉(zhuǎn)變?yōu)樽猿址烹姟＿@種特定形式的氣體放電就稱為電暈放電。
電場的不均勻性把主要的電離過程局限于局部電場強(qiáng)度很高的電極附近，特別是發(fā)生在曲率半徑很小的電極附近或大或小的薄層中，氣體的發(fā)光也只發(fā)生在這個(gè)區(qū)域里，這個(gè)區(qū)域稱為電離區(qū)域，或稱之為電暈層或起暈層。在區(qū)域之外，由于電場弱，不發(fā)生或很少發(fā)生電離，電流的傳導(dǎo)依靠正離子、負(fù)離子或電子的遷移運(yùn)動(dòng)，因此電離區(qū)域之外的區(qū)域被稱為遷移區(qū)域或外圍區(qū)域。若兩電極中僅有一個(gè)電極起暈，則放電的遷移區(qū)域中基本上只有一種符號(hào)的帶電粒子，在此情況下，電流是單極性的。本實(shí)驗(yàn)中的負(fù)離子發(fā)生器形成不均勻電場的兩個(gè)電極分別是加負(fù)高壓的電暈線極和接地電極，發(fā)生的是負(fù)電暈放電，其形成的就是負(fù)極性的電暈電流。
電暈放電產(chǎn)生后，若再進(jìn)一步增大兩電極間的電壓，電暈區(qū)將逐漸擴(kuò)大，亮度及咝咝聲也越來越大。當(dāng)電壓升高到某一值時(shí)，在某些放電點(diǎn)上可以出現(xiàn)向外輻射的刷狀細(xì)火花，它的范圍要比正常的電暈區(qū)大得多，咝咝聲中還伴隨著拆裂聲。這種放電形式稱為刷狀放電。電壓繼續(xù)升高，刷狀火花越來越長，最后將在正負(fù)兩極間構(gòu)成通道，產(chǎn)生氣體的擊穿，兩極間的電壓將隨之急劇下降。根據(jù)電源容量的大小，擊穿可以表現(xiàn)為弧光放電的形式，也可以表現(xiàn)為火花放電的形式。
當(dāng)電源容量足夠大時(shí)，氣體擊穿后會(huì)有很大的放電電流流過，在電極間形成電弧，稱為弧光放電；如果電源容量較小，則氣體擊穿以后，放電電流會(huì)受到限制，使之不足以形成電弧，這時(shí)的放電就會(huì)停留在火花放電階段。火花放電是一束明亮曲折、常常又是分叉的細(xì)絲，這些細(xì)絲很快地穿過放電間隙，又很快地熄滅，熄滅后隨即再度產(chǎn)生。火花放電的電流比弧光放電要小得多。
為了使發(fā)生器能正常工作，必須在電極間加以一定的電壓，使之形成電暈放電。形成電暈放電的最低電壓稱為起暈電壓。此時(shí)由于空氣被電離而出現(xiàn)大量離子，在電壓的作用下就會(huì)有一定的電暈電流流過，電暈電流將隨著電壓的升高而增大。當(dāng)然由于空氣中自由電子的存在，即使在所加電壓遠(yuǎn)小于起暈電壓時(shí)，電極間也會(huì)因自由電子的流動(dòng)而形成電流，但這些自由電子的數(shù)目不大，所形成的電流和電暈電流相比是微不足道的。
當(dāng)空氣和其它特定環(huán)境中存在能發(fā)射負(fù)離子條件的地方，就會(huì)使大氣(O2、N2、CO2、SO2、H2O)中的電子e釋放出來，它與CO2、H2O反應(yīng)如下:
H2O+e←→O2(H2O)m
CO2+e←→CO4(H2O)m
CO4+(H2O)+H2←→O2(H2O)m+CO2
五、應(yīng)用
由于人們生活水平的提高及各種科學(xué)文獻(xiàn)充分證明了負(fù)離子對人體的健康作用，從而提高了人們對負(fù)離子的正確認(rèn)識(shí)，來自全球的眾多家電、禮品、臺(tái)燈、保健品等行業(yè)的經(jīng)銷商、制造們紛紛將負(fù)離子功能加裝到各種產(chǎn)品中去。目前應(yīng)用負(fù)離子的產(chǎn)品主要有電風(fēng)扇、空氣清新機(jī)、空調(diào)器、中央空調(diào)器、空調(diào)扇、大廈扇、電暖器、電吹風(fēng)、直發(fā)器、電夾板、電動(dòng)梳、顯示器、電腦機(jī)箱、臺(tái)燈、節(jié)能燈、小夜燈、加濕機(jī)、干手機(jī)、電話機(jī)、DVD、音響等產(chǎn)品。