CN102620375A - 超声波加湿器 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种超声波加湿器。该超声波加湿器由50V直流电源、水位控制电路、三点式LC振荡器及正反馈电路、功率管保护电路、超声波输出电路组成。本发明是一种超声波型加湿器，为了在缺水的情况下能够保证超声波换能器的安全，电路特别设计了缺水自动保护电路。它适合于干燥的空气环境加湿，以利人的呼吸，营造舒适的生活环境，可以一改冬季暖气的燥热；同时也能使盆景、假山等周围产生层层雾气，极大地提高了观赏价值；若在水中加入适量的某种溶剂，可以给被污染的居住环境消毒，以预防疾病，如加入些食用醋雾化，可以预防流感等等。

Description

超声波加湿器

技术领域

本发明属于电子技术应用领域，是关于一种超声波加湿器。

背景技术

市场上用于加湿的产品主要有三种类型：热蒸发型加湿器、直接蒸发型增湿器和超声波型加湿器。

热蒸发型增湿器也称作电加热式加湿器，其工作原理是将水在加热体中加热到100度后产生蒸气，再用风机将蒸气吹出。所以电加热式加湿器是技术最简单的加湿方式，其缺点是能耗大，不能干烧，安全系数较低、且加热容器底部和周围容易结垢；直接蒸发型增湿器通常称作为纯净型加湿器，纯净型加湿器通过分子筛蒸发技术，可除去水中的钙镁离子，彻底解决“白粉”问题；超声波型加湿器是采用超声波的高频震荡能量，将水雾化成为1～5微米的超微粒子，再将水雾扩散到空气中。

本发明是一种超声波型加湿器，为了在缺水的情况下能够保证超声波换能器的安全，电路特别设计了缺水自动保护电路。它适合于干燥的空气环境加湿，以利人的呼吸，营造舒适的生活环境，可以一改冬季暖气的燥热；同时也能使盆景、假山等周围产生层层雾气，极大地提高了观赏价值；若在水中加入适量的某种溶剂，可以给被污染的居住环境消毒，以预防疾病，如：加入些食用醋雾化，可以预防流感等等。

以下详细说明本发明所述的超声波加湿器在制作过程中所涉及的相关技术内容。

发明内容

发明目的及有益效果：本发明是一种超声波型加湿器，为了在缺水的情况下能够保证超声波换能器的安全，电路特别设计了缺水自动保护电路。它适合于干燥的空气环境加湿，以利人的呼吸，营造舒适的生活环境，可以一改冬季暖气的燥热；同时也能使盆景、假山等周围产生层层雾气，极大地提高了观赏价值；若在水中加入适量的某种溶剂，可以给被污染的居住环境消毒，以预防疾病，如加入些食用醋雾化，可以预防流感等等。

电路的工作原理：超声波加湿器由超声波发生器、水位控制电路、电源电路等几部分组成。超声波发生器由NPN型三极管VT2、超声波换能器HA及其外围元件组成电容三点式LC振荡器，其固有频率fc为1.65MHz，电容C3和电容C4决定着振荡的幅度，反馈线圈L3、电容C3为正反馈元件，其固有频率略高于fc，快速恢复二极管D1是为保护NPN型大功率三极管VT1而设。由于雾化时超声波换能器HA浸在水中，水位控制电路由NPN型三极管VT1等元件构成，其作用有：一是为振荡电路提供NPN型三极管VT2的基极偏置电流；二是当盆景中水位低于设定值时，使振荡器电路停振，起到保护超声波换能器HA的作用。NPN型三极管VT1通过高频扼流线圈L1、电阻R4向NPN型三极管VT2提供基极偏置电流，高频扼流线圈L1是为了阻止超声波信号进入水位控制电路。调整电阻R1的阻值，可改变NPN型三极管VT2的基极电流，从而控制整机的工作电流。电路上的a端、b端为2个水位控制端，平时a端、b端浸没在水中。当加湿器的水位下降到一定限度时，a端、b端脱离水面，NPN型三极管VT1便截止，水位控制电路停止向NPN型三极管VT2的基极提供电流，整机停止工作。

技术方案：超声波加湿器，它由50V直流电源、水位控制电路、三点式LC振荡器及正反馈电路、功率管保护电路、超声波输出电路组成，其特征在于：

水位控制电路：由NPN型三极管VT1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1和a端、b端，NPN型三极管VT1的基极接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接b端，NPN型三极管VT1的集电极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极接电阻R2的另一端和电容C1的一端，电容C1的另一端接电路地GND；

三点式LC振荡器及正反馈电路：由高频扼流线圈L1、电阻R4、NPN型三极管VT2、振荡线圈L2、电容C3、电容C4和反馈线圈L3组成，NPN型三极管VT2的基极接电阻R4的一端和电容C3的一端，电阻R4的另一端接高频扼流线圈L1的一端，高频扼流线圈L1的另一端接NPN型三极管VT1的发射极，NPN型三极管VT2的集电极接电路正极VCC，NPN型三极管VT2的发射极接振荡线圈L2的一端，振荡线圈L2的另一端与电容C3的另一端、电容C4的一端及反馈线圈L3的一端相连，电容C4的另一端接电路正极VCC，反馈线圈L3的另一端接电路地GND；

功率管保护电路：快速恢复二极管D1的负极接电路正极VCC，快速恢复二极管D1的正极接NPN型三极管VT2的发射极；

超声波输出电路：由超声波换能器HA和电容C2组成，超声波换能器HA的一端接接电路正极VCC，超声波换能器HA的另一端接电容C2的一端，电容C2的另一端接NPN型三极管VT1的基极。

50V直流电源的正极与电路正极VCC相连，50V直流电源的负极与电路地GND相连。

附图说明

附图1是本发明提供一个超声波加湿器的实施例电路工作原理图。

具体实施方式

按照附图1所示超声波加湿器的电路工作原理图和附图说明，并且按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本发明。

元器件的选择及其技术参数

VT1为NPN型三极管，采用的型号为2SC9014，要求β≥260；

VT2为NPN型三极管，采用意大利生产的BU406、BU407或BU408等大功率高频三极管，要求fT≥100MHz，使用时加上尺寸合适的散热片；

D1为快速恢复二极管，选用的型号为RU2Z；

电阻全部使用RJ-0.25W金属膜电阻，电阻R1的阻值为39KΩ；电阻R2的阻值为22KΩ；电阻R3的阻值为1KΩ；电阻R4的阻值为680Ω；

C1～C3为聚苯涤纶电容，其容量分别是0.01μF、0.47μF、0.47μF；

电容C4使用高频瓷介电容，其容量是1100PF，耐压为200V；

HA为超声波换能器，采用￠20×1.25mm/1.65MHz或用￠20×1.2mm/1.7MHz高强度压电陶瓷片。

电路制作要点

高频扼流线圈L1可用270μH色码电感；振荡线圈L2选用￠0.69mm漆包线在￠6mm钻头绕2.5匝，然后脱胎取下，电感量约0.22μH；反馈线圈L3可使用￠0.51mm漆包线在￠10×10mm磁芯上绕27匝，电感量约为24μH。

电路调试方法

NPN型三极管VT2因为是大功率元件必须安装散热器；

将超声波换能器HA固定在水盆底部，要求水盆中的水深淹没超声波换能器4～6cm为宜；

水位控制电路中a端、b端的安装高度要求略高于将超声波换能器HA，否则起不到保护超声波换能器HA作用；并且超声波换能器HA不能离水通电，否则容易将其烧坏；

50V直流电源可选用功率大于50W的直流稳压电源，元器件安装好后，调整电阻R1的阻值，使整机电路总电流控制在0.6A左右，电路调试即告完成。

Claims (1)

1.一种超声波加湿器，它由50V直流电源、水位控制电路、三点式LC振荡器及正反馈电路、功率管保护电路、超声波输出电路组成，其特征在于：

水位控制电路由NPN型三极管VT1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1和a端、b端，NPN型三极管VT1的基极接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接b端，NPN型三极管VT1的集电极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极接电阻R2的另一端和电容C1的一端，电容C1的另一端接电路地GND；

三点式LC振荡器及正反馈电路由高频扼流线圈L1、电阻R4、NPN型三极管VT2、振荡线圈L2、电容C3、电容C4和反馈线圈L3组成，NPN型三极管VT2的基极接电阻R4的一端和电容C3的一端，电阻R4的另一端接高频扼流线圈L1的一端，高频扼流线圈L1的另一端接NPN型三极管VT1的发射极，NPN型三极管VT2的集电极接电路正极VCC，NPN型三极管VT2的发射极接振荡线圈L2的一端，振荡线圈L2的另一端与电容C3的另一端、电容C4的一端及反馈线圈L3的一端相连，电容C4的另一端接电路正极VCC，反馈线圈L3的另一端接电路地GND；

功率管保护电路中的快速恢复二极管D1的负极接电路正极VCC，快速恢复二极管D1的正极接NPN型三极管VT2的发射极；

超声波输出电路由超声波换能器HA和电容C2组成，超声波换能器HA的一端接接电路正极VCC，超声波换能器HA的另一端接电容C2的一端，电容C2的另一端接NPN型三极管VT1的基极；

50V直流电源的正极与电路正极VCC相连，50V直流电源的负极与电路地GND相连。

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