CN110152932B - 他激式雾化器振荡电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种他激式雾化器振荡电路及控制方法，包括雾化片、振荡电路、功率管、最小电压检测电路、启动电路、及开关控制电路：所述最小电压检测电路用于检测所述振荡电路振荡电压的最小值，并将检测结果发送至所述开关控制电路；所述开关控制电路用于接收所述检测结果并驱动所述功率管开启或关闭，所述功率管开启以驱动所述启动电路；所述启动电路用于驱动所述振荡电路振荡；所述振荡电路用于驱动所述雾化片谐振以将液体雾化。本发明结构简单，简化振荡电路并提高了振荡电路的性能，达到降低成本且避免失真的效果。

Description

他激式雾化器振荡电路及控制方法

技术领域

本发明涉及一种他激式雾化器振荡电路及控制方法，属于电子设备领域。

背景技术

雾化器已成为现代生活中不可缺少的部分，因其能够将液体雾化，因此在空气加湿、医用药液雾化等场合发挥着很大作用。雾化片雾化的工作原理是通过雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散自然扩散至空气中，无需对液体进行加热，节省能源。

传统雾化器谐振与控制电路如图1所示，其主要由雾量控制与偏置电路，振荡电路以及水量检测与风扇控制电路组成。在水量检测与风扇控制电路中，K2为水位检测开关。当水位正常时，K2闭合，发光二极管D3发光，三极管Q2基极被偏置，因此发光二极管D2短路，三极管Q3基极也被偏置，风扇M工作；当水位线较低时，开关K2断开，发光二极管D2发光，发光二极管D3关闭，风扇M停止工作。在雾量控制与偏置电路中，开关K1为总开关，当开关K1闭合且水位正常时，即开关K1与K2都闭合，电源通过电阻R6、R3串联分压，再经可调电阻R1压降调整后，通过电阻R4、R5及电感L1对振荡电路中的功率管Q1的基极进行偏置，雾量的调整通过调节可调电阻R1的阻值来完成，即通过调节偏置电阻来调节雾化片的振荡幅度；当水位线较低时，开关K2断开，功率管基极无偏置，振荡电路停止工作。在振荡电路中，功率管Q1与外围电容电感组成三点式振荡电路，雾化片经耦合电容C2跨接在电源与功率管Q1基极之间，振荡电路的振荡电压通过耦合电容C2加在雾化片上，激励雾化片产生振荡，雾化片的固有频率通常为1.65MHz，雾化片的振荡信号又经耦合电容C2反馈到振荡电路，使振荡电路谐振在1.65MHz，即产生压电谐振，超声波振荡的雾化片将电能转换成机械能，将表层水振成水雾。

传统的雾化器谐振与控制电路虽然性能好，辐射小，但其电路结构复杂、能量转换效率低且成本高，所以电路结构简单、成本低的雾化片振荡电路应运而生，如图2所示。该电路由单片机控制，单片机的GATE端输出功率管Q1的开关信号，当功率管Q1开启，电感L1充电，雾化片VA侧电压下降，单片机通过CS端检测流过功率管Q1的电流，并控制其功率管Q1的关断；功率管Q1关断后，电感L1放电，雾化片VA侧的电压上升，直到下一次功率管Q1开启，最终由单片机控制而产生振荡，雾化片VA侧的振荡波形如图3所示。再结合图4，由于雾化片VB侧电压几乎不变，仅由雾化片VA侧产生大于雾化片VB侧的电压，因此存在雾化片起振困难的情况，并且该电路工作性能较差，容易导致谐振失真，产生辐射。其EMI（电磁干扰）传导测试波形如图4所示，从图中可以发现，无论是在本征频率还是倍数频率下，其传导干扰都很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述现有问题、且结构简单的他激式雾化器振荡电路及控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种他激式雾化器振荡电路，包括雾化片、振荡电路、功率管、最小电压检测电路、启动电路、及开关控制电路：

所述最小电压检测电路用于检测所述振荡电路振荡电压的最小值，并将检测结果发送至所述开关控制电路；

所述开关控制电路用于接收所述检测结果并驱动所述功率管开启或关闭，所述功率管开启以驱动所述启动电路；

所述启动电路用于驱动所述振荡电路振荡；

所述振荡电路用于驱动所述雾化片谐振以将液体雾化。

进一步地，所述振荡电路包括电感，所述雾化片与所述电感并联。

进一步地，所述开关控制电路包括与所述最小电压检测电路连接的RS触发器及驱动电路，所述RS触发器的输出端与所述驱动电路的输入端连接。

进一步地，所述开关控制电路还包括接入所述振荡电路的电阻及比较器，所述电阻的第一端并联连接所述比较器的正向输入端与所述功率管的源极，所述电阻的第二端接地，所述比较器的反向输入端接入参考电压，当所述电阻的电压值等于参考电压时，所述比较器驱动所述RS触发器运行以关闭所述功率管。

本发明还提供了一种他激式雾化器振荡电路的控制方法，采用如上所述的他激式雾化器振荡电路，所述方法包括如下步骤：

最小电压检测电路检测所述振荡电路振荡电压的最小值，并将检测结果发送至所述开关控制电路；

所述开关控制电路接收所述检测结果并驱动所述功率管开启或关闭，所述功率管开启以驱动所述启动电路；

所述启动电路驱动所述振荡电路振荡；

所述振荡电路驱动所述雾化片谐振以将液体雾化。

进一步地，所述方法还包括：

所述开关控制电路驱动所述功率管开启，所述启动电路通过所述功率管以驱动所述振荡电路振荡，使得雾化片将液体雾化；

所述开关控制电路驱动所述功率管关闭，所述振荡电路不工作。

进一步地，所述开关控制电路包括与所述最小电压检测电路连接的RS触发器及驱动电路，所述“所述开关控制电路驱动所述功率管开启”具体为：

所述最小电压检测电路向所述RS触发器的置位端S端发送置位信号，以使得Q输出端输出高电平信号并将所述高电平信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路接收所述高电平信号以驱动所述功率管开启。

进一步地，所述开关控制电路还包括接入所述振荡电路的电阻及比较器，所述比较器的反向输入端接入参考电压，所述“所述开关控制电路驱动所述功率管关闭”具体为：

所述功率管开启后，所述比较器正向输入端的电阻上的电压值逐渐上升，当该电压值与所述比较器反向输入端的参考电压相等，所述比较器的输出端向所述RS触发器的复位端发送复位信号以使得所述Q输出端输出低电平信号并将所述低电平信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路接收所述低电平信号以驱动所述功率管关闭。

本发明的有益效果在于：通过在电路中增加用于检测振荡电路的电压值的最小电压检测电路，当振荡电路的电压值达到最小电压检测电路的最小电压值时，驱动开关控制电路运行以驱动功率管开启，从而保证雾化片的电压的振荡质量，以保证其不失真；功率管开启以驱动启动电路进而驱动振荡电路振荡，最终使得雾化片谐振以将液体雾化，提高了雾化片的工作性能；本发明结构简单，操作方便。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为现传统雾化器谐振与控制电路的结构示意图。

图2为雾化片振荡电路的结构示意图。

图3为图2中的振荡波形图。

图4为图2中的EMI传导测试波形图

图5为本发明的他激式雾化器振荡电路的结构示意图。

图6为图5中的振荡波形图。

图7为图5中的EMI传导测试波形图。

图8为本发明的他激式雾化器振荡电路的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参见图4至图7，本发明的一较佳实施例中的他激式雾化器振荡电路，包括雾化片、振荡电路、功率管Q1、最小电压检测电路、启动电路、及开关控制电路。在本实施例中，所述振荡电路包括电感L1，所述雾化片与所述电感L1并联。所述雾化片的一端接入电源，该电源为+24V；所述雾化片的另一端与所述最小电压检测电路及功率管连接。接入电源的一端为所述雾化片的VA侧，与所述功率管Q1连接的一端为所述雾化片的VB侧。所述最小电压检测电路与所述开关控制电路连接，所述启动电路用于连接所述开关控制电路及功率管Q1，具体的：

所述最小电压检测电路用于检测所述雾化片的电压值，当所述雾化片的电压值达到所述最小电压检测电路的最小电压值时，所述最小电压检测电路驱动所述开关控制电路运行；

所述开关控制电路用于驱动所述功率管Q1开启或关闭，所述功率管开启以驱动所述启动电路；

所述启动电路用于驱动所述振荡电路振荡，所述振荡电路驱动所述雾化片谐振以将液体雾化。

其中，所述开关控制电路包括与所述最小电压检测电路连接的RS触发器及驱动电路，所述RS触发器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述RS触发器用于驱动所述驱动电路运行。所述开关控制电路还包括接入所述振荡电路的电阻R1及比较器CMP，所述电阻R1的第一端并联连接所述比较器CMP的正向输入端及所述功率管Q1的源极，所述电阻R1的第二端接地，所述比较器CMP的反向输入端接入参考电压。当所述电阻的电压值等于参考电压时，所述比较器驱动所述RS触发器运行以关闭所述功率管。在本实施例中，所述参考电压为VREF。诚然，在其他实施例中，所述参考电压也可为其他，在此不做具体限定。当所述雾化片VA侧的电压的电压降低至0V，流过电感L1的电流迅速增大，使得电阻R1的电压值也迅速增大。当所述电阻R1的电压值等于VREF时，所述比较器CMP驱动所述RS触发器运行以关闭所述功率管Q1。

本发明的他激式雾化器振荡电路的具体工作过程为：最小电压检测电路用于检测所述雾化片VA侧电压，当雾化片VA侧的电压到达其振荡电压的最低值，所述最小电压检测电路输出高电平，RS触发器的S输入端端被置位，RS触发器的Q输出端输出高电平信号到驱动电路的输入端，驱动电路基于该高电平信号开启功率管Q1，此时启动电路驱动振荡电路开始起振，所述雾化片将液体雾化。当功率管Q1开启后，雾化片VA侧的电压下降至0V，流过电感L1的电流迅速增大，电阻R1的电压值达到VREF电压值后，比较器CMP输出高电平，RS触发器的R输入端被复位，其Q输出端输出低电平信号到驱动电路的输入端，驱动电路基于该低电平信号关闭功率管Q1，雾化片VA侧的电压上升，并最终大于或等于两倍的VB电压。

再请结合图8，本发明还提供了一种他激式雾化器振荡电路的控制方法，采用如上所述的他激式雾化器振荡电路，所述方法包括如下步骤：

步骤801，所述最小电压检测电路检测所述振荡电路振荡电压的最小值，并将检测结果发送至所述开关控制电路；

步骤802，所述开关控制电路接收所述检测结果并驱动所述功率管Q1开启或关闭，所述功率管Q1开启以驱动所述启动电路；

步骤603，所述启动电路驱动所述振荡电路振荡；

步骤804，所述振荡电路驱动所述雾化片谐振以将液体雾化。

所述方法还包括：

所述开关控制电路驱动所述功率管Q1开启，所述启动电路通过所述功率管Q1以驱动所述振荡电路振荡，使得雾化片将液体雾化；

所述开关控制电路驱动所述功率管Q1关闭，所述振荡电路不工作。

具体的：

所述“所述开关控制电路驱动所述功率管开启”具体为：

所述最小电压检测电路向所述RS触发器发送第一高电平信号，所述RS触发器的置位端S端发送置位信号，以使得Q输出端输出高电平信号并将所述高电平信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路接收所述高电平信号以驱动所述功率管Q1开启。

所述“所述开关控制电路驱动所述功率管关闭”具体为：

所述功率管Q1开启后，所述比较器CMP正向输入端的电阻R1上的电压值逐渐上升，当该电压值与所述比较器CMP反向输入端的参考电压相等，所述比较器CMP的输出端向所述RS触发器的复位端发送复位信号以使得所述Q输出端输出低电平信号并将所述低电平信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路接收所述低电平信号以驱动所述功率管Q1关闭。

综上所述：通过在电路中增加用于检测振荡电路的电压值的最小电压检测电路，当振荡电路的电压值达到最小电压检测电路的最小电压值时，驱动开关控制电路运行以驱动功率管Q1开启，从而保证雾化片的电压的振荡质量，以保证其不失真；功率管Q1开启以驱动启动电路进而驱动振荡电路振荡，最终使得雾化片谐振以将液体雾化，提高了雾化片的工作性能；本发明结构简单，操作方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种他激式雾化器振荡电路，其特征在于，包括雾化片、振荡电路、功率管、最小电压检测电路、启动电路、及开关控制电路：

所述最小电压检测电路用于检测所述振荡电路振荡电压的最小值，并将检测结果发送至所述开关控制电路；

所述开关控制电路用于接收所述检测结果并驱动所述功率管开启或关闭，所述功率管开启以驱动所述启动电路；

所述启动电路用于驱动所述振荡电路振荡；

所述振荡电路用于驱动所述雾化片谐振以将液体雾化；

所述振荡电路包括电感，所述雾化片与所述电感并联；

所述开关控制电路包括与所述最小电压检测电路连接的RS触发器及驱动电路，所述RS触发器的输出端与所述驱动电路的输入端连接；

所述开关控制电路还包括接入所述振荡电路的电阻及比较器，所述电阻的第一端并联连接所述比较器的正向输入端与所述功率管的源极，所述电阻的第二端接地，所述比较器的反向输入端接入参考电压，当所述电阻的电压值等于参考电压时，所述比较器驱动所述RS触发器运行以关闭所述功率管。

2.一种他激式雾化器振荡电路的控制方法，采用如权利要求1所述的他激式雾化器振荡电路，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

最小电压检测电路检测所述振荡电路振荡电压的最小值，并将检测结果发送至所述开关控制电路；

所述开关控制电路接收所述检测结果并驱动所述功率管开启或关闭，所述功率管开启以驱动所述启动电路；

所述启动电路驱动所述振荡电路振荡；

所述振荡电路驱动所述雾化片谐振以将液体雾化。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述开关控制电路驱动所述功率管开启，所述启动电路通过所述功率管以驱动所述振荡电路振荡，使得雾化片将液体雾化；

所述开关控制电路驱动所述功率管关闭，所述振荡电路不工作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述“所述开关控制电路驱动所述功率管开启”具体为：

所述最小电压检测电路向所述RS触发器的置位端S端发送置位信号，以使得Q输出端输出高电平信号并将所述高电平信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路接收所述高电平信号以驱动所述功率管开启。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述“所述开关控制电路驱动所述功率管关闭”具体为：

所述功率管开启后，所述比较器正向输入端的电阻上的电压值逐渐上升，当该电压值与所述比较器反向输入端的参考电压相等，所述比较器的输出端向所述RS触发器的复位端发送复位信号以使得所述Q输出端输出低电平信号并将所述低电平信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路接收所述低电平信号以驱动所述功率管关闭。