CN200957394Y - 超声波雾化器电路 - Google Patents

Abstract

一种超声波雾化器电路，其包括电源电路、产生振荡并对水产生雾化作用的末级电路，还包括接在末级电路输出端与电源接地之间并与末级电路控制端连接的保护电路，保护电路包括脉冲检测控制电路、直流检测电路、取样电路和控制电路，超声波雾化器电路还包括与保护电路连接的防临界点水位检测电路，保护电路可以对末级电路做恒流保护和断电保护，使末级电路中的电流保持恒定，并在末级电路停振时使末级电路停止工作并进入断电保护状态，防临界点水位检测电路有强的抗干扰性，能在水箱无水、少水时及其它水位达不到制雾要求水位时使超声波雾化器电路停止工作，通过前述的技术手段达到保护超声波雾化器电路，提高电路稳定性的目的。

Description

超声波雾化器电路

技术领域

本实用新型技术涉及一种超声波雾化器电路，尤其涉及一种带有保护电路的超声波雾化器电路。

背景技术

随着生活品质的提高，人们对舞台特殊效果、工艺展品观赏性和对生活环境中空气的湿度提出了更高的需求，一种能在常温下将液态水激化成水雾，缔造出飘逸飞扬神秘梦幻视觉效果的超声波雾化器走进市场被人们广泛地应用于家居、办公室场、舞台、加湿等场所。

此种超声波雾化器工作原理是利用超声压电换能陶瓷片的高频振动将水分子由液态激化为气态(1～5微米细微颗粒)。目前，压电换能陶瓷片的使用寿命较低，驱动电路采用自激振荡方式。这样的超声波雾化器电路有如下缺陷：

1、易损件压电换能陶瓷片一旦损坏，振荡电路将停振，使得三极管电流巨增，进而导致电路中元器件，如三极管等功率管或其它限流元件的损坏，进而使整套产品不能继续使用，造成很大的浪费。

2、电路元器件的性能参数的一致性很差，同一型号同一批产品的电流参数极不一致，这与晶体管的放大倍数及温升等有很大关系，这种电流的不一致会导致雾化量的不一致，进而影响加湿效果或观赏效果。

3、水箱水位开关是干黄管开关，这样的开关体积大、成本高；另外，超声波雾化器在进行超声波雾化时，水箱水面波动较大，干黄管容易误触发造成频繁的停、开机，从而影响正常工作，甚至造成机器损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术中存在的缺陷，提出一种改进的带保护电路的超声波雾化器电路。

本实用新型提出的技术方案是：一种超声波雾化器，包括电源电路和产生振荡并对水产生雾化作用的末级电路，其特征在于：还包括与所述末级电路相连的保护电路。

所述的保护电路包括串接在所述的末级电路电流输出端与电源接地之间的直流检测电路、接在直流检测电路输出端的取样电路和串接在所述取样电路与末级电路控制端之间的控制电路，所述的直流检测电路将在末级电路输出端检测到的电平信号通过取样电路发给控制电路，控制电路将该电平信号进行分析对比后产生一控制信号，再将该控制信号发给末级电路控制端。

所述的直流检测电路包括电容和与该电容并联在一起的电阻，电容的正极将取样到的电平信号送往取样电路，电容的负极与电源地连接。

所述的取样电路包括电阻，该电阻接在直流检测电路和控制电路之间，传送取样电平信号。

所述的控制电路包括1个三极管，所述三极管基极连接取样电路，该基极通过串联在一起的2个电阻和1个水位开关连接电源正极，所述水位开关与所述2个电阻中其中之一的公共端通过1个电阻连接所述三极管集电极，所述三极管发射极通过1个电阻接电源地，所述三极管集电极通过1个电感与末级电路控制端连接，并向该控制端发送控制信号。

在本实用新型的一个实施例中，所述的末级电路控制端与所述的直流检测电路之间还串联一个隔离电感L4。

在本实用新型的另一个实施例中，所述的保护电路还包括一个串接在所述末级电路输出端与取样电路之间并能检测末级电路是否发生振荡，并给出控制信号的断电保护电路，该电路与控制电路连接并发送控制电平信号。

在本实用新型的较佳实施例中，还包括与所述保护电路连接的防临界点水位检测电路，所述防临界点水位检测电路通过安装在水箱中的雾化水等效电阻探测水位并向保护电路发送控制电平。

所述的雾化水等效电阻将水箱内雾化水作为电阻体，所述水箱内有水时等效电阻为几千欧至2兆欧，所述水箱内无水时等效电阻为无穷大。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

由于本实用新型采用了恒流技术，用直流检测电路检测末级电路中电流的大小，并将之转换为电平信号，通过取样电路将该电平信号传给控制电路，控制电路对电平信号进行比较，再发控制电平给末级电路控制端，最终使得末级电路中的电流保持恒定，因此不会因为元器件参数的不同引起雾化量很大的变化；另外，当末级电路中超声波压电换能陶瓷片损坏引起电路停振时，电路电流不会剧增，其它元器件不会因为超声波压电换能陶瓷片的损坏产生连锁反应形式的损坏，从而使整机使用寿命得以大幅度提高。

本实用新型采用了断电保护技术，脉冲检测电路能检测到末级电路中振荡是否停止，如振荡停止，则将电平信号传给控制电路，控制电路再将控制电平传给末级电路，使末级电路停止工作，并将末级电流降低为零电流，等效于断电状态。达到缩短元器件使用时间、保护电路降低能耗的目的。

本实用新型采用了防临界点水位检测技术，通过改进防临界点水位检测电路，减小了开关体积、降低了成本，减少了误触发，提高了电路的可靠性和稳定性。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作具体说明，其中：

图1是本实用新型较佳实施例的原理框图；

图2是本实用新型带恒流保护电路的电路图；

图3是本实用新型带恒流、断电保护电路的电路图；

图4是本实用新型较佳实施例电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的超声波雾化器电路包括电源电路和产生振荡并对水产生雾化作用的末级电路124，与所述末级电路相连的保护电路120和与控制电路120相连的防临界点水位检测电路129。

从图2、图3或图4中可以看出，末级电路124由电容C1、C4、C5、C6，二极管D1，三极管Q1，电阻R1、R3，电感L1，超声波压电陶瓷片X1组成。末级电路124自身能产生高频振荡，超声波压电陶瓷片X1在承受一定幅度的高频电压时能产生相应频率的振动并使与之表面接触的水由液态激化为1～5微米气态细微颗粒，浮散于空中，达到美化物境，净化环境、提高空气湿度等目的。

图2所示为本实用新型的第一个实施例的电路图。从图中可以看出，直流检测电路126通过隔离电感L4接末级电路输出端110，直流检测电路126由并接在一起的电容C3和电阻R2组成，电容C3的正极通过隔离电感L4接末级电路输出端110，负极接电源地。

取样电路127由电阻R4组成，该电阻接在直流检测电路126和控制电路128之间，传送取样电平信号。

控制电路128含有三极管Q2，三极管Q2的基极连接取样电路127，该基极与电源正极之间串接电阻R5、电阻R6、水位开关S1，三极管Q2集电极与末级电路控制端111之间串接电感L3，水位开关S1和电阻R5的公共结点与三极管Q2集电极之间串接电阻R7，三极管Q2发射极通过电阻R10接电源接地，三极管Q2基极通过电容C9接电源地。

其工作原理是：末级电路工作电流通过隔离电感L4后流经直流检测电路，当该电流增大时，C3正极上的电压经C3、R2积分平滑后，电压上升，经R4反馈至三极管Q2基极，导致三极管Q2集电级电压下降，致使末级电路控制端111的电压下降，使末级电路中三极管Q1的基极静态电压下降，从而使末级电流下降。这一反馈过程使末级电路电流基本恒定，使电路稳定度大幅度提高。末级电路工作电流由R5、R6、R7、R4、R2阻值决定，调整R5或R6可改变末级工作电流。当雾化片损坏或其它原因使电路停振而导致电路中电流有增大趋势时，该恒流电路能保持电流基本不变。不会由于电流的增大而导致三极管或其它限流器件的损坏。同时也不会因电路元器件的性能参数不一致导致电流不一致从而引起雾化量的不一致，与传统的类似产品相比，改善并保证了加湿效果或观赏效果，延长了机器机器使用寿命。

图3是本实用新型的第二个实施例，其在实施例一的基础上增加了断电保护电路，从图中可以看出：检测电路125中的高频变压器L2取代了第一实施例中的隔离电感L4，高频变压器L2的初级绕组的一端接所述的末级电路输出端110、另一端接电容C3的正极，高频变压器L2的次级绕组的两端接呈桥式整流布置的4个二极管D3、D4、D5、D6，桥式整流的正极输出端112通过电阻R16接三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极接桥式整流的负极输出端113，桥式整流的负极输出端113与电源地连接，三极管Q5的集电极与电容C11对地并联，接Q6的基极，三极管Q5的集电极通过电阻R17接电源正极，三极管Q6的发射极接桥式整流的负极输出端113，桥式整流的负极输出端113接电源地端，三极管Q6的集电极与控制电路128中的三极管Q2的集电极连接。

图3控制电路与图2控制电路相比，取消了图2控制电路中的电容C9和电阻R6，图2控制电路的其它电路都保存到图3控制电路中来，增加的部分是：断电保护电路与三极管Q2的基极接可调电阻R12，电阻R12的一端与R4连接，电阻R12的另一端与电阻R5连接此同时土。

其工作原理是：当雾化片损坏或其它原因使电路停振而导致电路中电流增大时，恒流电路起保护作用。当只有恒流电路而没有断电保护电路时，末级电路电流会保持原工作电流的大小，使产品仍然消耗能量，并处在“消耗寿命”状态，这种情况下加入脉冲检测电路，脉冲检测电路能检测到末级电路中振荡是否停止，如振荡停止，则控制电路令末级电路停止工作，使末级电流为零，达到保护电路、降低能耗、延长使用寿命的目的，脉冲检测电路工作原理如下：开机时电源通过电阻R17向电容C11充电，使三极管Q6基极电压不会立即升高，在一小段时间(RC时间常数)内保持截止状态；由于电阻R5、R12、R4、R2的分压作用，三极管Q2的基极电压较低，使Q2也截止，这样水位开关S1通过电阻R7使三极管Q2的集电极发出高电平，并通过L3、R3、R1加在三极管Q1的基极，使三极管Q1导通，末级电路产生振荡。末级电路起振后由于L2与C3、R2的作用使R2与L2的结点电压以一定的斜率上升，该点电压的上升通过R4使三极管Q2基极电压上升，使三极管Q2导通，进而使末级电路三极管Q1的基极供电电压进入受控状态，也即电流进入恒定状态。末级电路正常工作时高频变压器次级边得到脉冲电压，经二极管D3、D4、D5、D6的整流，使整流输出端112和113得到直流电压，112端的正电压通过R16加到三极管Q5的基极，使三极管Q5导通，使三极管Q6的基极电压降低，使三极管Q6保持截止。从开机至Q5导通、Q6截止这一段时间小于小于R7、C11电路的RC时间常数，故每次开机电路都能进入保护状态。如果电路由于某种原因停振，高频变压器L2两端失去脉冲电压，三极管Q5的基极失去偏置电压，导致三极管Q5截止，进而导致三极管Q6饱和导通，使末级电路控制端111电位下降至0.3V以下，末级电路受控停止工作，电路进入完全保护状态，末级电路电流为0。

图4是本实用新型的第三个实施例，该保护电路在恒流、断电保护电路，的基础上增加了防临界点水位检测电路，取消了图2和图3中的水位开关S1。如图所示，该水位检测电路129有一个发射极接电源正极的三极管Q3，三极管Q3的集电极通过电阻R7接所述保护电路120中的三极管Q2的集电极，三极管Q3的基极通过电阻R20接电源正极，三极管Q3的基极通过电阻R18接三极管Q4的集电极，三极管Q3的集电极通过电阻R19接雾化水等效电阻R21、电阻R14、电阻R15的公共端114、该公共端114通过雾化水等效电阻R21接电源正极、该公共端114通过电阻R14接三极管Q4的发射极，公共端114通过电阻R15接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极通过电阻R13接地。雾化水等效电阻R21将水箱内雾化水作为电阻体，一端与电源正极连接，另一端与所述水位保护电路129中公共端114连接，所述水箱内有水时等效电阻为几千欧至2兆欧，所述水箱内无水时等效电阻为无穷大。该防临界点水位检测电路还包括一端接电源、一端接Q4发射级的D7与C10。

其工作原理是：当水箱有水时，电源正极经雾化水等效电阻R21、R15使三极管Q4基极电位升高，使三极管Q4导通，进而使三极管Q3的基极电位下降，进而使三极管Q3导通，三极管Q3集电极高电压通过R7给控制电路发出起振信号，三极管Q3集电极高电压通过R19进一步提高公共端114一定幅度的电压，使三极管Q4、Q3可靠饱和导通，达到提高抗干扰的目的。当水箱无水时，雾化水等效电阻R21接近无穷大，于电阻R19、R14的分压作用，使三极管Q4的基极电压小于导通电压，导致三极管Q4截止，进而使三极管Q3基极电压升高，使三极管Q3截止，防临界点水位检测电路向控制电路发出低电平信号，使末级电路和控制电路停止工作。D7、C10为检测电路提供可靠稳定的电源，保证检测电路的稳定供电。该检测并保护电路的功能和作用如实施例三所述，在此不再赘述。

本实用新型还可以有各种变化，例如前述实施例中使用的三极管可以用运算放大器替代。应当理解到，本领域的普通技术人员根据上述说明可以做出各种变化，这些变化应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声波雾化器电路，包括电源电路和产生振荡并对水产生雾化作用的末级电路(124)，其特征在于：还包括与所述末级电路相连的保护电路(120)。

2.权利要求1所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述的保护电路(120)包括串接在所述的末级电路电流输出端(110)与电源接地之间的直流检测电路(126)，接在直流检测电路(126)输出端的取样电路(127)和串接在所述取样电路(127)与末级电路控制端(111)之间的控制电路(128)，所述的直流检测电路(126)将在末级电路电流输出端(110)检测到的电平信号通过取样电路(127)发给控制电路(128)，控制电路(128)将该电平信号进行分析对比后产生一控制信号，再将该控制信号发给末级电路控制端(111)。

3.如权利要求2所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述的直流检测电路(126)包括电容(C3)和与该电容并联在一起的电阻(R2)，电容(C3)的正极将取样到的电平信号送往取样电路(127)，电容(C3)的负极与电源地连接。

4.如权利要求2所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述的取样电路(127)包括电阻(R4)，该电阻接在直流检测电路(126)和控制电路(128)之间，传送取样电平信号。

5.如权利要求2所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述的控制电路(128)包括基极与所述取样电路(127)连接的三极管(Q2)、串接在电源正极与三极管(Q2)基极之间的电阻(R5)和电阻(R6)和水位开关(S1)、串接在三极管(Q2)集电极与末级电路控制端(111)之间的电感(L3)、串接在三极管(Q2)集电极与水位开关(S1)和电阻(R5)公共结点之间电阻(R7)，串接在三极管(Q2)发射极与电源地之间的电阻(R10)。

6.如权利要求2所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述的末级电路输出端(110)与所述的直流检测电路(126)之间还串联一个隔离电感(L4)。

7.如权利要求2所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述的保护电路(120)还包括一个串接在所述末级电路输出端(110)与直流检测电路(126)之间的能检测末级电路是否发生振荡的断电保护电路(125)，该电路与控制电路(128)连接并发送控制电平信号。

8.如权利要求7所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述的脉冲检测电路(125)包括初级绕组接末级电路电流输出端(110)的高频变压器(L2)、连接高频变压器(L2)次级绕组的桥式整流二极管组(D3、D4、D5、D6)、基极通过电阻(R16)连接桥式整流的正极输出端(112)的三极管(Q5)、基极接三极管(Q5)集电极的三极管(Q6)，三极管(Q6)的集电极将检测到的电平信号发给控制电路(128)。

9.如权利要求1所述的超声波雾化器电路，其特征在于：还包括与所述保护电路(120)连接的防临界点水位检测电路(129)。

10.如权利要求9所述的超声波雾化器电路，其特征在于：所述防临界点水位检测电路(129)与保护电路(120)中的控制电路(128)连接，所述防临界点水位检测电路(129)通过安装在水箱中的雾化水等效电阻(R21)探测水位的高低并向控制电路(128)发送控制电平。

Images