摘 要：本文主要介绍简易电子防身设备的制作。主要利用高压变压线圈和三极管作为核心元件的设计，把直流低输入电压提升到直流高输出电压。该设备设计简单、元器件少、成本低、便于携带、具有一定的实际应用价值。

关键词：电子防身器，DC/AC转换，升压线圈

基金项目：浙江省教育厅科研究项目（Y201431731），公安海警学院项目（2013XYPYZ012）

1 引言

近年来，在我国一些地区，犯罪事件接二连三地发生，暴力犯罪尤其是针对妇女的侵害一直呈上升趋势，在调查中发现大多数人没有或者缺少正当的防卫能力，抵制暴力、保护自己已成为一个迫切需要解决的社会问题。为此制作了一种简易、有效的电子防身器。通过调查发现，市面上出售的电子防身器各具缺憾，不能做到尽善尽美。例如德国泰瑟电击器、 TW-11防身电击器、雷神A击晕防暴器等电子防身器他们的价格大都比较昂贵，普通消费者鲜有购买，而且电击器输出的电压高、结构复杂、安全系数低、体积大、不方便携带，因此防身器的安全化、便携化、简易化设计就成了急需解决的问题。

为了解决上述问题，我们设计了一种以干电池为动力的电子防身器。利用直流升压电路获得电路中所需要的高电压，具有携带方便、体积小等特点。当遇到歹徒时，只要歹徒一接触放电区域，就会遭到强烈的电击，足可以使歹徒感到疼痛麻木，甚至晕倒在地，制止犯罪的发生，但不至于有生命的危险。

2 整体的硬件设计

硬件包括：电阻、二极管、三极管、变压器。二极管最大的特性就是单向导电，就是电流只可以从二极管的一个方向流过，可以把直、交流电互相改变，得到整流电路，检波电路，稳压电路等各种电路。本设计利用二极管的单向导通特性来进行整流。

三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做基极B，集电极C，发射极E。三极管的作用是自激振荡并形成开关电路产生直流脉冲。

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要初级线圈、次级线圈和铁芯构成。当初级线圈通上交流电时，变压器铁芯产生交变磁场，次级线圈就产生感应电动势。电压的大小根据线圈的匝数多少决定。

3 仿真设计

Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。Multisim 是一个完整的集成化设计环境。可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。

按照硬件设计搭建仿真电路，如图1所示。首先选择元器件，仿真中使用1N4007型二极管，利用它的整流作用，电压通过二极管（附加一个电阻起到保护作用，防止二极管被反向击穿），将单一方向的直流电变换成方向交替变化的交流电，然后利用三极管的特性集电极电流受基极电流控制，且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍。将放大后的交流电连接变压器的初级线圈，当初级线圈通交流电时，铁芯中便产生变化的磁通，，使次级线圈中感应出电压（或电流）。利用初次级线圈的匝数不同来升高输出电压，再将输出的交流电通过半波整流变换成直流电输出。如图所示将1.5V的直流电压升压成1.078kV。

4 内部元件和测量

根据仿真图制作出实物来，结合实际情况部分元器件被替换，电路也做了改动。将输出的半波整流电路改成桥式整流电路，是对半波整流的一种改进，效果依然不减。利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动的直流电压。在交流电源的作用下，整流二极管周期性的导通和截止，使负载得到脉动直流电。在电源的正半周，二极管导通，在电源电压的负半周，二极管处于反向截止状态，承受电源负半周电压，负载电压几乎为零。

实测结果和电路图如图2所示，只有几伏的电源瞬间升到近千伏电压，使人接触的瞬间有刺痛感，失去抵抗力这就是我们要的效果。

5 结束语

本文介绍的简易电子防身设备，携带方便、体积小。由于所用电源能量有限，具有安全可靠的特点，能够起到防身不伤人命的效果目的。

参考文献

[1]《数字电路基础》 作者：人力资源和保障部教材办公室 中国劳动社会保障出版社

[2]《电子技术基础模拟部分》 主编：康华光 高等教育出版社

[3]《晶体三极管晶体二极管的特性》 科学出版社