18世紀，物理學家庫侖通過實驗發現，絕緣金屬導體攜帶的電荷會在大氣中消失。此外，物理學家倫琴和貝克雷爾發現，電解質溶液中的氣體帶有正電荷或負電荷，這使氣體導電。物理學家埃斯特爾、加特勒和威爾遜也用大氣電導率理論解釋了庫侖的實驗結果。這種空氣中的導電粒子被物理學家法拉第稱為“離子”，因此得名“空氣離子”。
100多年後，J .Thomson第壹個用公式表達了離子的特性，同時建立了正負離子的模型。隨後Eiseer和Geieel證明了離子的存在，即帶有正負電荷的粒子，其粒徑略大於分子。1905年，朗格林發現了大氣中的第二種離子，稱為朗格林離子或大直徑帶電粒子，也稱為重離子。到1909 A.Pouer發現了第三種離子，即直徑中等的離子，稱為中離子。到了20世紀30年代，德國的德紹爾已經開始了對大氣中正負離子的研究。他首先使用了電暈離子發生器，形成了負離子生物效應的第壹次研究高潮。數百篇論文、研究和實驗報告證明，負離子對人體有明顯的有益作用，而正離子則對人體血壓和新陳代謝有明顯的破壞作用。這些研究因第二次世界大戰而終止。美國加州大學ALbeterPani Kragan教授及其研究團隊開創了離子生物效應的微觀研究和實驗，將空氣負離子的研究推向了第二次開發利用的高潮。克拉根教授對動物、植物和人類做了大量的實驗，從人體內分泌、內循環、各種酶的反應等方面論證了負離子是如何影響人體、動物和植物，以及它們是如何產生各種生物效應的。世界各地的許多研究者在自己研究的基礎上進行了上述實驗，認為負氧離子具有明顯的生物學效應。國外開發了許多新型負離子發生器，用於實驗研究和空調房間及醫療衛生領域。
從1889開始，德國科學家埃爾斯特和格特爾發現了空氣負離子的存在，德國物理學家菲利波納爾博士第壹個從學術上證明了空氣負離子對人體的功效。到1902，阿薩馬斯等人肯定了空氣離子存在的生物學意義。1903年，俄羅斯學者發表了壹篇用空氣負離子治療疾病的論文。美國RCA公司Hamsen在1932年發明了世界上第壹臺醫用空氣負離子發生器。半個世紀以來，歐美和日本對空氣負離子的研究經歷了漫長的發展和應用階段。
AS系列負氧離子代獲得1976日內瓦國際新發明新技術展覽會金獎。
該裝置利用電暈放電產生負離子。負氧離子發生器的結構如圖2-1所示。
在圖2-1中，如果在壹排針狀負電極和環形正電極之間施加3~4 kV的DC高壓，就會在壹排針狀負電極處產生電暈放電，使空氣電離。由於氧氣的電子親合力遠大於氮氣等其他氣體，被空氣電離的自由電子大部分被氧分子俘獲，形成負氧離子。這些負氧離子被負高壓所排斥，其中壹些負氧離子在負電極後面裝有壹個小型軸流風扇。在電場和風扇風的作用下，負氧離子在環形正極的縫隙中不斷放電，形成含有大量負氧離子的新鮮空氣。
空氣主要由氮氣(占空氣的78.09%)和氧氣(占空氣的20.95%)組成。正常情況下是中性的，但由於宇宙射線、紫外線、微量放射性物質的輻射以及壹些物理化學反應，空氣中的少數中性分子(或原子)會電離成自由電子和正離子，而自由電子往往與中性分子結合形成負離子。因為各種氣體原子(或分子)的電子親和力不同，親和力高的容易吸收電子產生負離子。氮的電子親和能為0~0.05 eV，氧的電子親和能為1.13~1.47 eV，處於下層。
大氣是最豐富的，所以大部分在空氣中電離的自由電子被氧分子俘獲，成為負氧離子。流程如下:[2]
然而，壹些氧分子在電離過程中被還原成氧原子。
如果氧原子與氧分子重新結合，就會產生臭氧。
上面說的是電離負氧離子發生器電極附近的情況。
[3]
負離子發生器的工作原理來自電暈放電。電暈放電是氣體自持放電的壹種形式，它不需要外部電離源來啟動和維持放電。為了保持穩定的電暈放電，必須形成不均勻的電場。隨著電極間施加電壓的增加，導體附近的空間電場強度也會增加。通常在自由空間，由於宇宙輻射，每立方厘米空氣中大約有1000個自由電子。在電場的作用下，這些自由電子會加速撞擊氣體原子或分子。自由電子的加速度會隨著電場強度的增加而增加，自由電子在撞擊氣體原子或分子之前積累的能量也會增加。當電場強度達到氣體放電的臨界值時，自由電子在撞擊前積累的能量將足以撞擊壹個來自氣體原子或分子的電子。這時，導體附近小範圍內的空氣開始電離，出現了氣體的無意識放電。如果電壓繼續升高，氣體電離加劇，形成大量電子坍縮，產生大量電子和正負離子，並伴有淡藍色輝光和嘶嘶聲，放電由非自持放電變為自持放電。這種特殊形式的氣體放電稱為電暈放電。
電場的不均勻性將主要電離過程限制在局部電場強度較高的電極附近，特別是在曲率半徑較小的電極附近的大或小薄層中，氣體的發光只發生在這壹區域，稱為電離區，或稱電暈層或電暈層。在區域外，由於電場較弱，不發生或很少發生電離，電流的傳導依靠正離子、負離子或電子的遷移運動，所以電離區外的區域稱為遷移區或外圍區。如果兩個電極只有壹個暈，放電的遷移區基本上只有壹個符號的帶電粒子。在這種情況下，電流是單極的。本實驗中，負離子發生器形成不均勻電場的兩個電極是電暈線電極和負高壓接地電極，發生負電暈放電，形成負電暈電流。
電暈放電後，如果進壹步提高兩電極間的電壓，電暈面積會逐漸擴大，亮度和嘶嘶聲會越來越大。當電壓上升到壹定值時，在某些放電點可出現刷狀細小火花，其範圍遠大於正常電暈區，並伴有嘶嘶聲和劈啪聲。這種放電形式稱為刷式放電。隨著電壓的不斷升高，電刷火花越來越長，最後在正負電極之間會形成壹個通道，導致氣體擊穿，兩電極之間的電壓會急劇下降。根據電源容量的大小，擊穿的形式可以是電弧放電或火花放電。
當電源容量足夠大時，氣體擊穿後會流過較大的放電電流，在電極間形成電弧，稱為電弧放電；如果電源容量小，氣體擊穿後，放電電流會受到限制，以至於不足以形成電弧，然後放電停留在火花放電階段。火花放電是壹束明亮、曲折、常分叉的細絲，迅速穿過放電間隙，然後迅速熄滅，熄滅後又立即重新出現。火花放電的電流比電弧放電的電流小得多。
為了使發電機正常工作，必須在電極之間施加壹定的電壓，形成電暈放電。形成電暈放電的最低電壓稱為電暈起始電壓。此時由於空氣的電離出現了大量的離子，在電壓的作用下會流過壹定的電暈電流，電暈電流會隨著電壓的增大而增大。當然，由於空氣中自由電子的存在，即使施加的電壓遠小於電暈電壓，也會由於自由電子的流動而在電極之間形成電流，但這些自由電子的數量很少，形成的電流與電暈電流相比可以忽略不計。[4]
負氧離子發生器的壹個重要技術指標是負氧離子濃度。壹般在發電機手冊中
中標記的濃度值表示負氧離子發生器前方20 cm處空氣中的負氧離子化。
分濃度，大於或小於20 cm的濃度是不壹樣的，因此，必須輸入負氧離子的濃度。
線路理論計算和測試。從負氧離子發生器排出的負氧離子流包含傳導電流。
和載流電流，即
(2)帶入(1)
使用高斯定理
現在我們將討論氧離子勻速運動的壹維穩態系統，因為
(4)成為
(5)存在指數衰減解。
因為
因此，負氧離子濃度為
結果表明，穩態系統的負氧離子濃度n從針狀陰極開始，隨距離呈指數遞減。
如圖2-2所示，實驗觀測值與理論計算值壹致。
通過模擬自然條件下的溫濕度，連續幾個月測量空氣中的負離子濃度，詳細討論了溫濕度變化對負離子濃度的影響。來自同壹地點環境的輻射強度基本保持不變，即實驗環境中只有溫度和濕度發生變化。
負離子發生器壹般由本體、電暈線發射端、接地端和電源輸入端組成。
如圖1，交流電壓經過降壓、整流、濾波變成直流電，再經過振蕩器、放大電路、開關管，由高壓磁包控制產生負離子。高壓磁包是壹個高頻變壓器，高壓磁包內有壹個高壓矽樁對其逆變電壓進行整流，因此其輸出為整流DC。所有逆變器電流都屬於交流電，變壓器儲能和釋能的電流方向相反。電流方向固定的電流稱為直流電。逆變器有幾種，單端和橋式、單端正激、單端反激、半橋、全橋等等。
本體:是以塑料為外殼，用阻燃環氧樹脂包封的高壓絕緣子。機身外殼通常采用PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)或PEI(聚醚)註塑成型，材料必須耐高溫200℃以上，阻燃絕緣。
電暈線發射端:通常使用金屬針或碳纖維。
接地端子:銅片用於接地。
電源輸入:電源線。
上圖為高效開放式負離子發生器，采用可控矽逆變高壓懸浮放電針，結構簡單，效果好，安全可靠。市電電壓從160 V到250 V都能正常工作，功耗極低，只有1W左右，可以長時間連續工作。
220V商用電源由VD1，VD2，R1，R2整流和限流。單向脈動電流控制VS的通斷產生振蕩。經變壓器T升壓後，由VD3整流，得到約10000伏的負高壓。放電後對著空氣放電，產生電離和負離子。
高壓磁包由於電壓高，溫度高，容易產生火花，擊穿周圍的電子元器件，所以這裏用Tenon(聚四氟乙烯)封裝高壓磁包。高壓磁包外部澆註有含阻燃耐熱樹脂的環氧樹脂或含三聚氰胺樹脂的塑料粉末。PCB的焊接面覆蓋塑料粉，也能填充絕緣間隙；間隙用阻燃環氧樹脂填充，避免了電路元件之間的相互幹擾，可以提高電路元件的使用壽命。
中國擁有自己的高端負離子專利技術:負離子轉換器技術和納米富勒烯釋放器技術，使負氧離子成為醫療中的壹種輔助醫療手段。
負離子轉換器是應用在負離子發生設備上的特殊部件，可以使設備產生小顆粒的空氣負離子，即輕離子。小顆粒負離子具有高動能、高活性的特點，遷移距離和速度大，負氧離子不用風扇吹就能覆蓋4-5米。
富勒烯是納米技術制成的電催化劑材料，是壹種接近超導的材料，即電阻幾乎等於零。當電離子通過這種材料時，會產生強烈的振動效益，所以它充分利用了電離子的自由沈澱，所以不需要像傳統的離子釋放材料(普通碳纖維金屬等)那樣需要強電流。).只需要相對微弱的電流就能釋放出大劑量、高純度、高活性、小粒徑的負離子。
以淘寶某品牌負氧離子發生器為例。
可以看出它具有-40kv的輸出電壓