CN202916627U - 一种高能效超声波雾化换能器驱动电路 - Google Patents

一种高能效超声波雾化换能器驱动电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种高能效超声波雾化换能器驱动电路,其特征在于:包括主控芯片电路(1)、频率跟踪电路(2)和振荡电路(3);所述主控芯片电路(1)由微控制器U1、复位电阻R1、振荡电阻R2、振荡电容C3和复位电容C4连接构成;所述频率跟踪电路(2)由分压电阻R3~R4、反馈电阻R5~R6、上拉电阻R7和滤波电容C5连接构成;所述振荡电路(3)由M0S管Q1、储能电感L1、下拉电阻R8、取样电阻R9、振荡电容C1~C2、取样电容C6和超声波雾化换能器FR1连接构成;所述振荡电路(3)的信号输出端通过频率跟踪电路(2)连接主控芯片电路(1)的信号输入端,主控芯片电路(1)的控制信号输出端连接振荡电路(3)控制信号输入端。本实用新型结构简单,发热量低,效率高,产品及格率高,具有广阔的应用前景。

Description

一种高能效超声波雾化换能器驱动电路

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种超声波雾化换能器驱动电路,尤其是一种高能效超声波雾化换能器驱动电路。属于超声波雾化换能器驱动领域。

背景技术

[0002]目前,超声波雾化器由于其雾化速度快,清洁方便等优点,已经在医疗、汽车、家居等领域广泛应用环境湿度或环境气味的改善,其主要工作部分为超声波雾化换能器,换能器由振荡电路驱动,把电能转换为机械动能将液体打出液面形成雾化。

[0003] 现在市面上的超声波雾化换能器振荡电路大多采用电容三点式自激振荡电路,如图1所示,该电路价格低廉,能实现雾化效果,雾化量也能达到需求,但该电路转换效率低,只有40%左右的电能通过超声波雾化换能器FRl转化为我们所需要的机械能,其余都以热能方式损失,特别是自激振荡电路中的功率三极管Q2发热极为严重,80 %在使用两年内出现损坏,导致超声波雾化器损坏率极高,整个产品的生命周期都不能达到节能环保的要求,并且该电路中超声波雾化换能器若因机械损伤、接触不良等原因引起停振时,自激振荡电路中的功率三极管Q2发热会更为严重,有引起超声波雾化器外壳受热变形,甚至引起火灾的危险,显然不是理想的超声波雾化换能器驱动电路。

[0004] 综上所述,对于超声波雾化换能器来讲,需要一种发热量低,效率高,能够跟踪超声波雾化换能器谐振频率并能判断其是否停振的超声波雾化换能器驱动电路来解决以上问题。

实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的,是为了解决上述现有技术的问题,提供一种超声波雾化换能器驱动电路,具有结构简单、发热量低、效率高,能够跟踪超声波雾化换能器谐振频率并能判断其是否停振的特点。

[0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案达到:

[0007] —种闻能效超声波雾化换能器驱动电路,其结构特点在于:包括主控芯片电路、频率跟踪电路和振荡电路,所述主控芯片电路由微控制器U1、复位电阻R1、振荡电阻R2、振荡电容C3和复位电容C4连接构成;所述频率跟踪电路由分压电阻R3〜R4、反馈电阻R5〜R6、上拉电阻R7和滤波电容C5连接构成;所述振荡电路由MOS管Q1、储能电感L1、下拉电阻R8、取样电阻R9、振荡电容Cl〜C2、取样电容C6和超声波雾化换能器FRl连接构成;所述振荡电路的信号输出端通过频率跟踪电路连接主控芯片电路的信号输入端,主控芯片电路的控制信号输出端连接振荡电路控制信号输入端。

[0008] 本实用新型的目的还可以通过以下技术方案达到:

[0009] 本实用新型的一种技术解决方案是:所述微控制器Ul的引脚5连接复位电阻Rl与复位电容C3的连接处;微控制器Ul的引脚10连接反馈电阻R5、R6的连接处;微控制器Ul的引脚11连接MOS管Ql的S极、下拉电阻R8的一端、取样电阻R9的一端、取样电容C6的一端、振荡电容C2以及超声波雾化换能器FRl的一端;微控制器Ul的引脚12连接分压电阻R3、R4的连接处以及反馈电阻R6的另一端;微控制器Ul的引脚13连接MOS管Ql的G极、下拉电阻R8的另一端;微控制器Ul的引脚16连接振荡电阻R2的一端、上拉电阻R7的一端以及振荡电容C3的一端;微控制器Ul的引脚18连接上拉电阻R7的另一端、反馈电阻R5的另一端以及滤波电容C5的正极;所述MOS管Ql的D极连接储能电感LI的一端、振荡电容Cl的一端;所述振荡电容Cl的另一端与超声波雾化换能器FRl的另一端连接;所述微控制器Ul的引脚14连接复位电阻Rl的另一端和振荡电阻R2的另一端;所述微控制器Ul的引脚5连接分压电阻R4的另一端、取样电阻R9的另一端、复位电容C4的另一端、振荡电容C3另一端、滤波电容C5的负极和取样电容C6的另一端。

[0010] 本实用新型的一种技术解决方案是:所述微控制器Ul的引脚14可以与复位电阻Rl的另一端和振荡电阻R2的另一端的连接处外接5V电源。

[0011] 本实用新型的一种技术解决方案是:所述分压电阻R3的另一端、储能电感LI的另一端和振荡电容C2的另一端可以外接24V电源。

[0012] 本实用新型的一种技术解决方案是:所述微控制器Ul的引脚5可以与分压电阻R4的另一端、取样电阻R9的另一端、复位电容C4的另一端、振荡电容C3另一端、滤波电容C5的负极和取样电容C6的另一端连接处接地。

[0013] 本实用新型具有如下突出的有益效果:

[0014]1、本实用新型采用电容三点式它激振荡,微控制器Ul输出PWM信号驱动MOS管Q1,经MOS管Ql驱动超声波雾化换能器FRl形成振荡,以达到电能转化为机械能的目的。由于通过它激PWM信号驱动的MOS管Ql工作于开关状态,发热量大大降低,有效提高整个电路的转换效率,并且微控制器Ul通过频率跟踪电路跟踪超声波雾化换能器FRl的谐振频率,根据谐振频率的数据微调PWM驱动信号的频率,使超声波雾化换能器FRl达到最佳工作状态,电路的转换效率得到进一步提升;同时微控制器Ul能够根据谐振频率的数据判断超声波雾化换能器FRl是否已经损坏停振,若出现停振现象及时停止PWM信号输出,具有较好的保护效果。

[0015] 3、本实用新型的整个电路结构简单,发热量低,效率高,产品及格率高,具有高效能及广阔的应用前景。

附图说明

[0016] 图1为为现有技术中电容三点式自激振荡电路原理图;

[0017] 图2为本实用新型具体实施例1的电路原理图。

[0018] 其中,1-主控芯片电路,2-频率跟踪电路,3-振荡电路,Ul-微控制器,Ql-MOS管,L1-储能电感,FRl-超声波雾化换能器,Rl-复位电阻,R2-振荡电阻,R3〜R4-分压电阻,R5〜R6-反馈电阻,R7-上拉电阻,R8-下拉电阻,R9-取样电阻,Cl〜C3-振荡电容,C4-复位电容,C5-滤波电容,C6-取样电容。

具体实施方式

[0019] 具体实施例1 :

[0020] 图2构成本实用新型的具体实施例1。[0021] 参照图2,本实施例包括主控芯片电路1、频率跟踪电路2和振荡电路3,所述主控芯片电路I由微控制器Ul、复位电阻R1、振荡电阻R2、振荡电容C3和复位电容C4连接构成;所述频率跟踪电路2由分压电阻R3〜R4、反馈电阻R5〜R6、上拉电阻R7和滤波电容C5连接构成;所述振荡电路3由MOS管Q1、储能电感L1、下拉电阻R8、取样电阻R9、振荡电容Cl〜C2、取样电容C6和超声波雾化换能器FRl连接构成;所述振荡电路3的信号输出端通过频率跟踪电路2连接主控芯片电路I的信号输入端,主控芯片电路I的控制信号输出端连接振荡电路3控制信号输入端。

[0022] 本实施例中,所述微控制器Ul的引脚5连接复位电阻Rl与复位电容C3的连接处;微控制器Ul的引脚10连接反馈电阻R5、R6的连接处;微控制器Ul的引脚11连接MOS管Ql的S极、下拉电阻R8的一端、取样电阻R9的一端、取样电容C6的一端、振荡电容C2以及超声波雾化换能器FRl的一端;微控制器Ul的引脚12连接分压电阻R3、R4的连接处以及反馈电阻R6的另一端;微控制器Ul的引脚13连接MOS管Ql的G极、下拉电阻R8的另一端;微控制器Ul的引脚16连接振荡电阻R2的一端、上拉电阻R7的一端以及振荡电容C3的一端;微控制器Ul的引脚18连接上拉电阻R7的另一端、反馈电阻R5的另一端以及滤波电容C5的正极;所述MOS管Ql的D极连接储能电感LI的一端、振荡电容Cl的一端;所述振荡电容Cl的另一端与超声波雾化换能器FRl的另一端连接;所述微控制器Ul的引脚14连接复位电阻Rl的另一端和振荡电阻R2的另一端;所述微控制器Ul的引脚5连接分压电阻R4的另一端、取样电阻R9的另一端、复位电容C4的另一端、振荡电容C3另一端、滤波电容C5的负极和取样电容C6的另一端。所述微控制器Ul的引脚14可以与复位电阻Rl的另一端和振荡电阻R2的另一端的连接处外接5V电源。所述分压电阻R3的另一端、储能电感LI的另一端和振荡电容C2的另一端可以外接24V电源。所述微控制器Ul的引脚5可以与分压电阻R4的另一端、取样电阻R9的另一端、复位电容C4的另一端、振荡电容C3另一端、滤波电容C5的负极和取样电容C6的另一端连接处接地。

[0023] 本实施例的工作原理:

[0024] 参照图2,首先微控制器Ul根据超声波雾化换能器FRl的标称频率通过引脚13输出相对应频率的PWM信号,当PWM信号处于高电平时,MOS管Ql导通,电流从24V电源通过储能电感LI——MOS管Ql——取样电容C6及取样电阻R9到地,储能电感LI存储部分电能;当PWM信号处于低电平时,由于下拉电阻R8的作用,MOS管Ql迅速关断,电流从储能电感LI——振荡电容C2——超声波雾化换能器FRl——振荡电容Cl流向储能电感LI的另一端;当PWM信号重新处于高电平时又继续在储能电感LI存储电能,从而产生周期振荡。由于超声波雾化换能器FRl的谐振频率与标称频率存在一定偏差,微控制器Ul通过引脚10、引脚11、引脚12检测超声波雾化换能器FRl的谐振频率从而微调PWM驱动信号使PWM信号频率等于超声波雾化换能器FRl的谐振频率,实现电能与机械动能的高效率转换,极大的降低发热量。同时,微控制器Ul可以通过反馈回来的谐振频率判断超声波雾化换能器FRl是否停振,从而停止输出,实现驱动电路的停振保护。

[0025] 以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施例,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种闻能效超声波雾化换能器驱动电路,其特征在于:包括主控芯片电路(I)、频率跟踪电路⑵和振荡电路(3);所述主控芯片电路⑴由微控制器U1、复位电阻R1、振荡电阻R2、振荡电容C3和复位电容C4连接构成;所述频率跟踪电路(2)由分压电阻R3〜R4、反馈电阻R5〜R6、上拉电阻R7和滤波电容C5连接构成;所述振荡电路(3)由MOS管Q1、储能电感L1、下拉电阻R8、取样电阻R9、振荡电容Cl〜C2、取样电容C6和超声波雾化换能器FRl连接构成;所述振荡电路(3)的信号输出端通过频率跟踪电路(2)连接主控芯片电路⑴的信号输入端,主控芯片电路⑴的控制信号输出端连接振荡电路⑶控制信号输入端。
2.根据权利要求1所述的一种高能效超声波雾化换能器驱动电路,其特征在于:所述微控制器Ul的引脚5 连接复位电阻Rl与复位电容C3的连接处;微控制器Ul的引脚10连接反馈电阻R5、R6的连接处;微控制器Ul的引脚11连接MOS管Ql的S极、下拉电阻R8的一端、取样电阻R9的一端、取样电容C6的一端、振荡电容C2以及超声波雾化换能器FRl的一端;微控制器Ul的引脚12连接分压电阻R3、R4的连接处以及反馈电阻R6的另一端;微控制器Ul的引脚13连接MOS管Ql的G极、下拉电阻R8的另一端;微控制器Ul的引脚16连接振荡电阻R2的一端、上拉电阻R7的一端以及振荡电容C3的一端;微控制器Ul的引脚18连接上拉电阻R7的另一端、反馈电阻R5的另一端以及滤波电容C5的正极;所述MOS管Ql的D极连接储能电感LI的一端、振荡电容Cl的一端;所述振荡电容Cl的另一端与超声波雾化换能器FRl的另一端连接;所述微控制器Ul的引脚14连接复位电阻Rl的另一端和振荡电阻R2的另一端;所述微控制器Ul的引脚5连接分压电阻R4的另一端、取样电阻R9的另一端、复位电容C4的另一端、振荡电容C3另一端、滤波电容C5的负极和取样电容C6的另一端。
3.根据权利要求2所述的一种高能效超声波雾化换能器驱动电路,其特征在于:所述微控制器Ul的O引脚14与复位电阻Rl的另一端和振荡电阻R2的另一端的连接处外接5V电源。
4.根据权利要求2所述的一种高能效超声波雾化换能器驱动电路,其特征在于:所述分压电阻R3的另一端、储能电感LI的另一端和振荡电容C2的另一端接24V电源。
5.根据权利要求2所述的一种高能效超声波雾化换能器驱动电路,其特征在于:所述微控制器Ul的引脚5与分压电阻R4的另一端、取样电阻R9的另一端、复位电容C4的另一端、振荡电容C3另一端、滤波电容C5的负极和取样电容C6的另一端连接处接地。
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