CN105562278A - 一种加热雾化装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种雾化加热装置，包括：工作腔和测温装置，所述工作腔包括：基座11、工作罩12、外壳14、连接座13、连接杆22、导杆15、方块17、发热体16和航空插座23，通过测温装置实时监测所述工作腔内的环境温度信息，对测到的温度信息进行显示，实现了对雾化过程中，加热信息的监控。

Description

一种加热雾化装置

技术领域

本发明涉雾化设备技术领域，具体涉及一种加热雾化装置。

背景技术

气溶胶为由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系，传统的气溶胶产生的方法主要有两种，一种是超声波雾化法，一种是压缩气体雾化法。这两种方法主要用在医疗方面，把由水分和药液形成的气溶胶的液体微滴或者固体微粒，被吸入并沉积于呼吸道和肺泡靶器官，以达到治疗疾病、改善症状的目的，同时雾化吸入也具有一定的湿化气道的作用。

超声雾化法是由超声波发生器振荡产生超声波作用于雾化容器内的液体，使之成为微细的雾滴，如果被雾化的液体中存在受温度影响的分子时，由于超声波的作用，会使液体温度升高，因此会影响气溶胶的效果，因此急需一种能够监测加热温度的雾化加热装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种雾化加热装置，以实现在雾化过程中对加热温度进行监控。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种雾化加热装置，包括：

工作腔和测温装置；

所述测温装置的温度采集端设置于所述工作腔内的导杆的内腔，所述测温装置用于采集并显示所述工作腔内的温度信息；

所述工作腔包括：

基座，所述基座为柱状结构，所述基座的第一端和第二端之间采用台阶式通孔贯穿，所述基座的第二端的通孔孔径大于第一端的通孔孔径，所述基座的外表面包括表面高度低到高台阶式分布的第一外表面、第二外表面和第三外表面，所述第一外表面位于所述基座的第一端，所述第三外表面位于所述基座第二端，所述第一外表面和第二外表面上设置有外螺纹，所述基座第二端设置有内螺纹，所述基座的第三外表面上设置有与内腔相贯穿的流量调节孔，所述流量调节孔内设置有流量调节机构；

工作罩，所述工作罩为管状结构，所述工作罩的第一端的直径大于第二端的直径，所述工作罩的第一端设置有与所述基座第一外表面上的外螺纹相匹配的内螺纹，所述工作罩通过所述内螺纹与所述基座的第一端相连；

外壳，所述外壳为三段式管状结构，所述外壳的第一端直径大于外壳的中间段直径，所述外壳的第二端直径小于所述外壳的中间段直径，所述外壳的第一端设置有与所述基座的第二外表面的外螺纹匹配的内螺纹，所述外壳的第一端通过螺纹与所述基座的第二外表面相连，所述外壳的内部通孔由第一端到第二端包括直径逐步变小的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述第二通孔的表面与所述工作罩的第二端相贴合；

连接座，所述连接座的第一端和第二端被台阶孔贯穿，所述连接座的第一端的直径小于所述连接座的第二端的直径，所述连接座的第一端设置有与所述连接杆的内螺纹相匹配的外螺纹、第二端设置有外螺纹，所述连接座的第二端通过螺纹与所述基座的第二端相连；

连接杆，所述连接杆为管状结构，所述连接杆的第一端的孔径大于所述连接杆的第二端的孔径，所述连接杆的第一端设置有内螺纹，所述连接杆的第二端设置有与所述连接座的外螺纹相匹配的内螺纹，所述连接杆的第二端通过螺纹与所述连接座的第一端相连；

设置于所述基座内部的中空式导杆，所述导杆的第二端穿过所述基座的第一端、通过螺纹与方块相连，所述导杆间位置有两个垂直于导杆的轴线方向的长椭圆形通孔，所述导杆还设置有与所述两个通孔垂直的两个限位螺钉，其中一个限位螺钉用于对设置于所述导杆的内腔中的所述温度采集端进行定位，另一限位螺钉用于对所述导杆内腔的导线进行固定；

发热体，所述发热体的一端通过固定件固定于所述方块未与导杆相连的一端，所述发热体的另一端通过固定件固定于所述基座的第一端，所述发热体外覆盖有用于吸附液体的吸附层；

航空插座，所述航空插座通过螺纹与所述连接杆的第一端相连，所述航空插座的电极通过导线分别与所述发热体和测温装置相连。

优选的，上述雾化加热装置中，所述工作罩的第二端端面与所述外壳的第二通孔和第三通孔之间的台阶面通过密封环相贴合。

优选的，上述雾化加热装置中，所述吸附层为含镍导液棉。

优选的，上述雾化加热装置中，还包括：

设置于所述外壳的第二端外部的护套，所述护套为管状结构，所述护套的第一端的孔径大于第二端的孔径，所述外壳的第二端由所述护套的第一端插入至所述护套的内腔。

优选的，上述雾化加热装置中，所述测温装置，包括：

温度传感器、测温仪表和处理器；

所述温度传感器作为所述测温装置的温度采集端设置于所述导杆的内腔，用于采集所述工作罩内的温度信息；

所述温度仪表用于将所述温度传感器采集到的温度信息进行A/D转换；

所述处理器用于依据A/D转换后的温度信息生成与所述温度信息相匹配的温度值，并进行显示和存储。

优选的，上述雾化加热装置中，所述导杆的轴向方向上的外表面呈台阶式分布，所述导杆外表面的台阶通过绝缘片与所述基座的台阶式通孔的台阶贴合；

所述方块通过异型绝缘垫设置于所述基座的第一端端面上。

优选的，上述雾化加热装置中，工作罩、连接座、外壳、导杆、方块、护套和连接杆的材质均为食品级不锈钢材质。

优选的，上述雾化加热装置中，所述流量调节机构为定位螺钉，通过调整所述定位螺钉的位置可改变所述流量调节孔的导通面积。

优选的，上述雾化加热装置中，还包括：

与所述航空插座相连的电源；

所述电源包括：

电源管理芯片，以及所述电源管理芯片的外围电路；

栅极与所述电源管理芯片的TG1引脚相连的第一MOS管，所述第一MOS管的漏极与供电电源相连、源极与所述电源管理芯片的SW1引脚相连；

栅极与所述电源管理芯片的BG1引脚相连的第二MOS管，所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的源极相连；

与所述第二MOS管反向并联的第三二极管；

一端接地，另一端与所述第三二极管的阳极相连的第九电阻；

栅极与所述电源管理芯片的BG2引脚相连、漏极与所述第三二极管的阳极相连、源极与所述电源管理芯片的SW2引脚相连的第三MOS管；

一端与所述第三MOS管的源极相连、另一端与所述第三二极管的阴极相连的第二电感；

栅极与所述电源管理芯片的TG2引脚相连、漏极与所述第三MOS管的源极相连的第四MOS管，所述第四MOS管的源极作为所述电源的输出端与所述航空插座相连。

优选的，上述雾化加热装置中，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均为N沟道场效应管。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的雾化加热装置通过所述测温装置实时监测所述工作腔内的环境温度信息，将并对测到的温度信息进行显示，实现了对雾化过程中，加热信息的监控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的雾化加热装置的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的工作腔的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的工作腔中的基座的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的工作腔中的导杆的结构示意图

图5为本申请实施例公开的工作腔中的外壳的结构示意图；

图6为本申请实施例公开的测温装置的结构示意图；

图7为本申请实施例公开的电源的电路结构示意图；

图8为微控制器U1及其外围电路的结构示意图；

图9为排阻RP1与拨码开关S1的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如果采用传统的超声雾化法生成气溶胶时，由于该过程中是以超声波对液体进行加热的，因此无法直接采用温度传感等部件进行温度检测。

针对于此，本申请公开了一种雾化加热装置，参见图1至图5，包括：

工作腔100和测温装置200；

所述测温装置200的温度采集端设置于所述工作腔100内的导杆15的内腔中，所述测温装置200用于采集并显示所述工作腔100内的温度信息；

所述工作腔100为液体雾化的场所，由电源获取电能后，产生热量，对被注入至工作腔100内的液体进行加热。参见图2，所述工作腔100包括：

基座11、工作罩12、连接座13、外壳14、导杆15、发热体16、方块17、护套21、连接杆22、航空插座23；

基座11，所述基座11为柱状结构，所述基座11的第一端和第二端之间采用台阶式通孔贯穿，所述基座11的第二端的通孔孔径大于第一端的通孔孔径，所述基座11的外表面包括表面高度低到高台阶式分布的第一外表面11a、第二外表面11b和第三外表面11c，所述第一外表面11a位于所述基座11的第一端，所述第三外表面11c位于所述基座第二端，所述第一外表面11a和第二外表面11b上设置有外螺纹，所述基座11的第二端设置有内螺纹，所述基座11的第三外表面11c上设置有与内腔相贯穿的流量调节孔11d，所述流量调节孔11d内设置有流量调节机构；

工作罩12，所述工作罩12为管状结构，所述工作罩12的第一端的直径大于第二端的直径，所述工作罩12的第一端设置有与所述基座11第一外表面上的外螺纹相匹配的内螺纹，所述工作罩12通过所述内螺纹与所述基座11的第一端相连；

外壳14，所述外壳14为三段式管状结构，所述外壳14的第一端直径大于外壳14的中间段14b的直径，所述外壳14的第二端直径小于所述外壳14的中间段14b直径，所述外壳14的第一端设置有与所述基座11的第二外表面11b的外螺纹匹配的内螺纹，所述外壳14的第一端通过螺纹与所述基座11的第二外表面相连，所述外壳14的内部通孔由第一端到第二端包括直径逐步变小的第一通孔14c、第二通孔14d和第三通孔14e，所述第二通孔14d的表面与所述工作罩12的第二端相贴合；

连接座13，所述连接座13的第一端和第二端被台阶孔贯穿，所述连接座13的第一端的直径小于所述连接座13的第二端的直径，所述连接座13的第一端设置有与所述连接杆22的内螺纹相匹配的外螺纹、第二端设置有外螺纹，所述连接座13的第二端通过螺纹与所述基座11的第二端相连；

连接杆22，所述连接杆22为管状结构，所述连接杆22的第一端的孔径大于所述连接杆22的第二端的孔径，所述连接杆22的第一端设置有内螺纹，所述连接杆22的第二端设置有与所述连接座13的外螺纹相匹配的内螺纹，所述连接杆22的第二端通过螺纹与所述连接座13的第一端相连；

设置于所述基座11内部的中空式导杆15，所述导杆15的第二端穿过所述基座11的第一端、通过螺纹与方块17相连，所述导杆15间位置有两个垂直于导杆15的轴线方向的长椭圆形通孔，所述长椭圆形通孔为气流通道，所述导杆15还设置有与所述两个通孔垂直的两个限位螺钉，其中一个限位螺钉用于对设置于所述导杆的内腔中的所述温度采集端进行定位，另一限位螺钉用于对所述导杆15内腔的导线进行固定；

发热体16，所述发热体16的一端通过固定件固定于所述方块17未与导杆15相连的一端，所述发热体16的另一端通过固定件固定于所述基座11的第一端，所述发热体外16覆盖有用于吸附液体的吸附层10；

航空插座23，所述航空插座23通过螺纹与所述连接杆22的第一端相连，所述航空插座23的电极通过导线分别与所述发热体和所述测温装置相连。

当采用本申请上述实施例公开的雾化加热装置产生气溶胶时，把液体注入工作腔内，使得液体附着在所述吸附层上，通过电源为发热体提供电能，对附着在吸附层上的液体进行加热，通过所述测温装置实时监测所述工作腔内的环境温度信息，将并对测到的温度信息进行显示，同时，用户可以通过调节电源的输出电压的高低，实现控制发热体的温度，即可分别测出在不同温度条件下被注入液体表现出的特性，找出最能彰显该液体品质特性适宜的最优温度，为后续产品设计过程中的加热温度提供参考数据。

在本申请上述实施例公开的方案中，工作腔100为液体雾化的环境，工作腔100内的温度不同，液体的雾化量也就不同，使用者对于气溶胶的感官也不同，工作腔100内部的温度通过可通过调节发热体16的温度来实现，根据电功率计算公式，发热体16的功率等于发热体16两端的电压的平方与发热体的电阻的商，当安装在发热腔内的发热体16不变时，通过调整发热体16两端的直流电压，即可实现对工作腔内的温度的调节，通过测温装置200即可测量所述工作腔100内的温度，进而可记录工作腔内的温度变化曲线。

其中，所述测温装置中的温度采集端，例如传感器，可通过工作腔内的导杆15的内腔引出导线，所述导杆15未与所述方块17相连的一端定位螺栓用于对穿过导杆15内腔的传感器导线和用于对发热体16进行供电的电源线进行固定。所述电源线和传感器的导线由所述连接座13的空腔引出，连接至所述航空插座23。

可以理解的是，为了保证所述工作罩12的腔体与所述外壳14的腔体之间的密闭性，参见图4，所述外壳14的第二通孔14b和第三通孔14c之间还设置有一台阶结构，所述台阶结构的台阶面为14f，本申请上述实施例公开的方案中所述工作罩12的第二端端面与所述外壳14的第二通孔14b和第三通孔14c之间的台阶面14f通过密封环20相贴合。

可以理解的是，本申请上述实施例公开的所述吸附层10可以为现有技术中任意类型的具有良好的吸附液体的效果的材料，优选的，本申请上述实施例公开的所述吸附层10为含镍导液棉。

除了上述结构之外，为了便于使用者进行吸入操作，参见图2，本申请上述实施例公开的装置中，还可以包括：设置于所述外壳14的第二端外部的护套21，所述护21为管状结构，所述护套21的第一端的孔径大于第二端的孔径，所述外壳14的第二端由所述护套21的第一端插入至所述护套21的内腔。

在本申请上述实施例公开的所述测温装置中，所述测温装置200可以为现有技术中常用的能够进行温度采集和显示的装置，参见图6，所述测温装置200可以包括：

温度传感器210、测温仪表220和处理器230，其中，所述处理器230可以为电脑；

所述温度传感器210作为所述测温装置200的温度采集端设置于所述导杆15的内腔，用于采集所述工作罩12内的温度信息；此时所述航空插座23设置于所述温度传感器210和所述测温仪表220之间，所述温度传感器210通过所述航空插座23的电极将采集到的所述温度信息发送至所述测温仪表220；

所述温度仪表220用于将所述温度传感器210采集到的温度信息进行A/D转换；

所述处理器230用于依据A/D转换后的温度信息生成与所述温度信息相匹配的温度值，并进行显示和存储。

参见图3和图4，在本申请上述实施例公开的技术方案中，所述导杆15的轴向方向上的外表面可以呈台阶式分布，所述导杆15的外表面的台阶15a可通过绝缘片19与所述基座11的台阶式通孔的台阶11e贴合；所述方块17可通过异型绝缘垫18设置于所述基座11的第一端端面上。即，所述导杆15的第二端依次穿过所述绝缘片19、基座11的第一端、异型绝缘垫18、通过螺纹与所述方块17链接。参见图4，为了方便所述温度采集端进行温度采集，所述温度采集端端头可以由所述导杆15的第二端冒出预设长度(例如可为2mm)，即所述温度采集端设置于所述导杆15的腔体内，且由所述导杆15的第二端延伸出预设长度。

可以理解的是，在本申请上述实施例公开的技术方案中，参见图2和图5，所述外壳14的第二通孔14d内设置有一层过滤层9，所述过滤层9用于对通过所述外壳14的第二通孔14d的气体进行过滤。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，所述基座11、工作罩12、连接座13、外壳14、导杆15、方块17、护套21和连接杆22的材质均为食品级不锈钢材质。所述过滤层9可为核孔膜或纤维膜，所述发热体16为耐高温合金材质，所述异型绝缘垫18和绝缘片19为耐高温陶瓷材质或聚四氟乙烯材质，所述密封环20为聚四氟乙烯材质，所述航空插座23为工业级通用接插件。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，所述流量调节机构可以为定位螺钉，通过调整所述定位螺钉的位置可改变所述流量调节孔的导通面积。

可以理解的是，本申请上述实施例公开的装置中，还可以包括：

与所述航空插座相连的电源；

参见图7，所述电源包括：

电源管理芯片U4，以及所述电源管理芯片U4的外围电路；

栅极与所述电源管理芯片U4的TG1引脚相连的第一MOS管QA，所述第一MOS管QA的漏极与供电电源VIN相连、源极与所述电源管理芯片U4的SW1引脚相连；

栅极与所述电源管理芯片U4的BG1引脚相连的第二MOS管QB，所述第二MOS管QB的漏极与所述第一MOS管QA的源极相连；

与所述第二MOS管QB反向并联的第三二极管D3；

一端接地，另一端与所述第三二极管D3的阳极相连的第九电阻R9；

栅极与所述电源管理芯片U4的BG2引脚相连、漏极与所述第三二极管D3的阳极相连、源极与所述电源管理芯片U4的SW2引脚相连的第三MOS管QC；

一端与所述第三MOS管QC的源极相连、另一端与所述第三二极管D3的阴极相连的第二电感L2；

栅极与所述电源管理芯片U4的TG2引脚相连、漏极与所述第三MOS管QC的源极相连的第四MOS管QD，所述第四MOS管QD的源极作为所述电源的输出端与所述航空插座23相连。

其中，所述MOS管QA、QB、QC、QD可均为功率N沟道场效应管，共同作用实现同极性单电感升降压，并且其同步结构可以显著提高转换效率，减小发热量，进而提高输出功率。所述二极管D2和D3可均为肖特基二极管，在上下桥臂场效应管全部关闭的死区时间内，为电感提供续流作用，避免电感自激产生较高电势，损坏电路中功率器件。所述电感L2为功率电感，可使用铁镍钼磁环绕制，电感量可为10uH，其在每个开关周期进行储能，以完成电压转换。所述电阻R9为检流电阻，除了在开关周期内为电源管理芯片U4提供逐周期电流反馈之外，还连接到微控制器，用于为电源提供可调的过流保护。

U4可以为电源管理芯片LTC3780，此芯片与其外围元件一起，实现四开关同步Buck-Boost的控制，在输入电压高于输出电压时，MOS管QA与QB工作于受控模式，MOS管QC与QD工作在固定最大占空比模式，电路工作在Buck状态；在输入电压低于输出电压时，MOS管QC与QD工作于受控模式，MOS管QA与QB工作在固定最大占空比模式，电路工作在Boost状态；在输入电压与输出电压较为接近时，MOS管QA、QB、QC、QD全部工作于受控模式，电路工作在Buck-Boost状态。

所述U4的第一个引脚为PGOOD引脚，作为电源工作正常指示，输出模式为开漏,在此应用中接一电阻上拉到微控制器的逻辑高电平3.3V，连接到微控制器的PA8引脚，并将外部中断源重映射到该引脚，当输出电压偏离规定电压的7.5％时,PGOOD引脚被下拉到地，触发微控制器中断。

所述U4的第二个引脚为软启动设置(SoftStart)引脚，用来减小电源启动时输入电流的浪涌。在进行电源设计时,SS引脚需外接电容以设置软启动时间,软启动时间Tss由公式Tss(s)＝1.5*C14(uF)确定，本实例中使用100nF电容连接至该引脚，以获得0.1s的启动时间。

所述U4的第三与第四个引脚为电流反馈引脚，通过感测电路中电流取样电阻R9两端电压，并经RC网络R4，R5，C15进行滤波，滤除高频分量后送至U4来实现逐开关周期的电流反馈。为取得良好的滤波效果，R4，R5取100Ω，C15取10nF。

所述U4的第五个引脚为误差放大器的补偿引脚，外接电阻电容元件以补偿片内误差放大器的频率特性，防止输出出现振荡。

由于分析计算过程过于复杂，这里可使用Linear公司数据手册中的典型值，即R6取5.6K，C16取3.3nF，C17取47pF。

所述U4的第六个引脚为电压反馈引脚。输出电压通过电阻与数字电位器串联形成电阻分压网络，将输出电压信号通过内部误差放大器与内部0.8V参考电压相比较,以调节场效应管的导通时间,使输出电压稳定在设置值。输出电压由公式Vout(V)＝0.8*{[R8/RP(U3)]+1}确定，由于本实例中使用最大阻值为100K的数字电位器，为了使输出获得较大的动态范围，取R8为500K。由上述公式可知，在使用时通过微控制器调节U3的电阻大小RP(U3)，即可达到调节输出电压的效果。

所述U4的第七个引脚为信号地引脚。为了保证控制环路正常工作，不受功率级电路部分的开关带来的高频干扰影响，控制部分的所有小信号元件应全部返回至信号地，并在功率级部分的电源地之间采用单点连接。此引脚连接至信号地，为内部控制电路提供信号地基准。

所述U4的第八个引脚为芯片启动控制引脚。当此引脚电压高于1.5V时，芯片启动。在此实例中，将此引脚连接至微控制器的PA10引脚，并使能芯片内部的上拉电阻，以便在正常状态时默认启动电源输出，并使微控制器可以在电源过压过流时将此引脚拉低，关闭电源输出。

所述U4的第九个引脚为强制连续输入控制(ForceContinuousBias)引脚。通过接受一个逻辑偏置输入，FCB引脚用来为降压和升压操作选择三种工作模式中的一种。下表写出了三种不同的工作模式。

当FCB引脚电压低于0.75V时，控制器将进入强制连续模式。在此模式下，电感电流始终连续，即电感始终不发生磁复位。此模式相比较其他模式而言，工作过程描述最为简单，输出纹波最小，但静态功耗最大，电源轻载时效率最低。

当FCB引脚电压低于5V但高于0.85V时，控制器将进入突发模式操作(在升压操作中)或跳周期模式(在降压操作中)。在升压操作期间，突发模式操作在禁止场效应管QC之前设定一个最小输出电流水平，并在电感器电流变至负值时关断同步场效应管(MOS管)QD。在低电流条件下，这种要求组合将强制误差放大器的补偿引脚(ITH)低于一个电压门限，从而将短暂地禁止接通功率场效应管QC和QD，直到输出电压下降为止。在与ITH引脚相连的突发比较器中存在100mV迟滞。该迟滞产生了至场效应管QC和QD的输出信号，这些输出信号使它们在多个周期中保持接通状态。最大输出电压纹波被限制为标称DC输出电压的3％。在降压操作期间，跳周期模式设定了一个最小正电感器电流水平。当电感器电流低于该水平时，同步场效应管QB被保持于关断状态。在每个周期中，同步场效应管QB的体二极管或与同步场效应管QB并联的肖特基二极管被用于对电感器进行放电。因此，当输出负载电流降至最大设计负载的1％以下时将跳过一些周期，以维持输出电压。

当FCB引脚电压高于5.3V时，控制器进入恒定频率不连续电感电流模式(DCM)对于升压操作，当ITH引脚低于一个门限电压时，同步场效应管QD被保持在关断状态。在每个周期中，场效应管QC被用于对电感器进行充电。在输出电压足够高之后，控制器将进入连续电流降压模式并持续一个周期，以对电感器进行放电。在随后的一个周期中，控制器将恢复DCM升压操作。对于降压操作，恒定频率不连续电流模式设定了一个最小负电感器电流水平。当电感器电流低于该水平时，同步场效应管QB被关断。在负载非常低的条件下，这种恒定频率操作的效率不及突发模式操作或跳周期模式，但实现了噪声较低的恒定频率操作。

所述U4的第十个引脚是芯片内部锁相环的低通滤波器控制引脚，可以通过外加电压的方式来控制该芯片的工作频率。在本电源中，将此引脚与INTVCC相连，使芯片工作在400kHz的开关频率。

所述U4的第十一个引脚为芯片锁相环相位检波器的外同步引脚，由于本实例为单相开关电源，不需要与另一电源管理芯片进行时钟同步，故将此引脚接地以禁用该功能。

所述U4的第十二个引脚为待机控制引脚。本电源未使用此功能，按数据手册要求将此引脚接一电容去耦至地。

所述U4的第十三个至二十四个引脚构成了一个常规N沟道全桥MOS管驱动电路，此方面说明在电力电子技术相关书籍中均有详细说明，故限于篇幅不再详述。

参见图8，微控制器U1为STM32F415RG，是一只ARMCortex-M4内核的微控制器，主要用于监测拨码开关输入数值，并在查表转换为预设电压后，经内部程序处理转换为电阻值送至数字电位器输出，以改变输出电压。除此以外，微控制器U1还用于监测电源管理芯片U4的PGOOD引脚，以及电流取样电阻电压，以便在输出电压失常，或者电流超过预设值时及时报警并通过U4的RUN引脚关闭输出。

参见图9，RP1与S1为排阻与拨码开关，其提供了输出电压的选择功能，每个开关的闭合对应着一个微控制器U1内预设的输出电压，经微控制器U1的I/O端口读取后处理。

参见图7，U3为MicroChip公司的MCP41100数字电位器，连接至电源管理芯片U4的电压反馈电阻网络，受微控制器U1的控制来改变反馈电阻值，从而改变输出电压。

本电源的工作模式区间可划分为三种：降压区，降压-升压区与升压区。现在将电路实现升降压的过程描述如下：

降压区

当输入电压大于输出电压时，电源工作于该模式。在该模式中，场效应管QD始终接通而场效应管QC始终关断。在每个周期的起点，同步场效应管QB首先接通。当场效应管QB接通时，对电感器电流进行检测。在检测电感器电流降至基准电压以下之后，在该周期的剩余时间里同步场效应管QB关断，而场效应管QA接通。场效应管QA和QB将像一个典型的同步开关降压型稳压器那样交替接通，导通占空比由输入输出的电压关系决定；若输入电压下降或要求的输出电压上升，则场效应管QA的占空比增加，直到转换器在降压模式中的占空比达到DmaxBUCK为止，电源转换工作模式至降压-升压区。

降压-升压区

当输入电压接近输出电压时，电源工作于该模式。每个周期中，如果控制器以场效应管QB和QD的接通作为开始，则场效应管QA和QC随后接通。最后，场效应管QA和QD在剩余的时间里接通。如果控制器以场效应管QA和QC的接通作为开始，则场效应管QB和QD随后接通。最后，场效应管QA和QD在剩余的时间里接通。该模式中控制占空比DBOOST与DBUCK大致与输入电压成反比，并在DBUCK低于DmaxBUCK后进入降压区或者在DBOOST高于DminBOOST后进入升压区。

升压区

当输入电压小于输出电压时，电源工作于该模式。在该模式中，场效应管QA始终接通而同步场效应管QB始终关断。每个周期中，场效应管QC首先接通，当同步场效应管QC接通时，对电感器电流进行检测。在检测电感器电流升至基准电压以上之后，在该周期的剩余时间里场效应管QC关断，而同步场效应管QD接通。场效应管QC和QD将像一个典型的同步升压型稳压器那样交替接通，导通占空比由输入输出的电压关系决定；若输入电压上升或要求的输出电压下降，则场效应管QD的占空比减小，直到转换器在升压模式中的占空比小于DminBOOST为止，电源转换工作模式至降压-升压区。

过压保护原理描述如下：

所述U4的第一个引脚为PGOOD引脚，作为电源工作正常指示，输出模式为开漏,在此应用中接一电阻上拉到微控制器的逻辑高电平3.3V，连接到微控制器的PA8引脚。当输出电压偏离规定电压的7.5％时,PGOOD引脚被下拉到地。

微处理器U1将外部中断源重映射到该引脚并在启动后使能外部中断。

所述U4的第八个引脚为芯片启动控制引脚。当此引脚电压高于1.5V时，芯片启动。在此实例中，将此引脚连接至微控制器的PA10引脚，并使能芯片内部的上拉电阻，以便在正常状态时默认启动电源输出，并使微控制器可以在电源过压过流时将此引脚拉低，关闭电源输出。

当输出电压偏离规定电压的7.5％时，所述U4的第一引脚(PGOOD引脚)，被下拉到地，触发微控制器中断。微处理器响应中断后，从相应的中断源入口地址跳至中断处理函数，并在中断处理函数内将PA10置高，U4检测到芯片启动控制引脚为高电平后，即关断该电源输出。

过流保护原理描述如下：

所述微处理器U1的PA9引脚连接至电源功率级的电流取样电阻正端，通过内部12位ADC进行采样，采样得出的结果经标度变换转换为电流值后在程序中和预设的电流值进行比较，若比预设的电流值大，则将PA10置高，U4检测到芯片启动控制引脚为高电平后，即关断该电源输出。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种雾化加热装置，其特征在于，包括：

工作腔和测温装置；

所述测温装置的温度采集端设置于所述工作腔内的导杆的内腔，所述测温装置用于采集并显示所述工作腔内的温度信息；

所述工作腔包括：

基座，所述基座为柱状结构，所述基座的第一端和第二端之间采用台阶式通孔贯穿，所述基座的第二端的通孔孔径大于第一端的通孔孔径，所述基座的外表面包括表面高度低到高台阶式分布的第一外表面、第二外表面和第三外表面，所述第一外表面位于所述基座的第一端，所述第三外表面位于所述基座第二端，所述第一外表面和第二外表面上设置有外螺纹，所述基座第二端设置有内螺纹，所述基座的第三外表面上设置有与内腔相贯穿的流量调节孔，所述流量调节孔内设置有流量调节机构；

工作罩，所述工作罩为管状结构，所述工作罩的第一端的直径大于第二端的直径，所述工作罩的第一端设置有与所述基座第一外表面上的外螺纹相匹配的内螺纹，所述工作罩通过所述内螺纹与所述基座的第一端相连；

外壳，所述外壳为三段式管状结构，所述外壳的第一端直径大于外壳的中间段直径，所述外壳的第二端直径小于所述外壳的中间段直径，所述外壳的第一端设置有与所述基座的第二外表面的外螺纹匹配的内螺纹，所述外壳的第一端通过螺纹与所述基座的第二外表面相连，所述外壳的内部通孔由第一端到第二端包括直径逐步变小的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述第二通孔的表面与所述工作罩的第二端相贴合；

连接座，所述连接座的第一端和第二端被台阶孔贯穿，所述连接座的第一端的直径小于所述连接座的第二端的直径，所述连接座的第一端设置有与所述连接杆的内螺纹相匹配的外螺纹、第二端设置有外螺纹，所述连接座的第二端通过螺纹与所述基座的第二端相连；

连接杆，所述连接杆为管状结构，所述连接杆的第一端的孔径大于所述连接杆的第二端的孔径，所述连接杆的第一端设置有内螺纹，所述连接杆的第二端设置有与所述连接座的外螺纹相匹配的内螺纹，所述连接杆的第二端通过螺纹与所述连接座的第一端相连；

设置于所述基座内部的中空式导杆，所述导杆的第二端穿过所述基座的第一端、通过螺纹与方块相连，所述导杆间位置有两个垂直于导杆的轴线方向的长椭圆形通孔，所述导杆还设置有与所述两个通孔垂直的两个限位螺钉，其中一个限位螺钉用于对设置于所述导杆的内腔中的所述温度采集端进行定位，另一限位螺钉用于对所述导杆内腔的导线进行固定；

发热体，所述发热体的一端通过固定件固定于所述方块未与导杆相连的一端，所述发热体的另一端通过固定件固定于所述基座的第一端，所述发热体外覆盖有用于吸附液体的吸附层；

航空插座，所述航空插座通过螺纹与所述连接杆的第一端相连，所述航空插座的电极通过导线分别与所述发热体和测温装置相连。

2.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，所述工作罩的第二端端面与所述外壳的第二通孔和第三通孔之间的台阶面通过密封环相贴合。

3.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，所述吸附层为含镍导液棉。

4.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，还包括：

设置于所述外壳的第二端外部的护套，所述护套为管状结构，所述护套的第一端的孔径大于第二端的孔径，所述外壳的第二端由所述护套的第一端插入至所述护套的内腔。

5.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，所述测温装置，包括：

温度传感器、测温仪表和处理器；

所述温度传感器作为所述测温装置的温度采集端设置于所述导杆的内腔，用于采集所述工作罩内的温度信息；

所述温度仪表用于将所述温度传感器采集到的温度信息进行A/D转换；

所述处理器用于依据A/D转换后的温度信息生成与所述温度信息相匹配的温度值，并进行显示和存储。

6.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，所述导杆的轴向方向上的外表面呈台阶式分布，所述导杆外表面的台阶通过绝缘片与所述基座的台阶式通孔的台阶贴合；

所述方块通过异型绝缘垫设置于所述基座的第一端端面上。

7.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，所述基座、工作罩、连接座、外壳、导杆、方块、护套和连接杆的材质均为食品级不锈钢材质。

8.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，所述流量调节机构为定位螺钉，通过调整所述定位螺钉的位置可改变所述流量调节孔的导通面积。

9.根据权利要求1所述的雾化加热装置，其特征在于，还包括：

与所述航空插座相连的电源；

所述电源包括：

电源管理芯片，以及所述电源管理芯片的外围电路；

栅极与所述电源管理芯片的TG1引脚相连的第一MOS管，所述第一MOS管的漏极与供电电源相连、源极与所述电源管理芯片的SW1引脚相连；

栅极与所述电源管理芯片的BG1引脚相连的第二MOS管，所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的源极相连；

与所述第二MOS管反向并联的第三二极管；

一端接地，另一端与所述第三二极管的阳极相连的第九电阻；

栅极与所述电源管理芯片的BG2引脚相连、漏极与所述第三二极管的阳极相连、源极与所述电源管理芯片的SW2引脚相连的第三MOS管；

一端与所述第三MOS管的源极相连、另一端与所述第三二极管的阴极相连的第二电感；

栅极与所述电源管理芯片的TG2引脚相连、漏极与所述第三MOS管的源极相连的第四MOS管，所述第四MOS管的源极作为所述电源的输出端与所述航空插座相连。

10.根据权利要求9所述的雾化加热装置，其特征在于，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均为N沟道场效应管。