CN203421793U - 它激式超声波雾化控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种它激式超声波雾化控制电路，包括：电源模块，包括雾化电源管理单元及主控电源管理单元；主控模块，根据时钟频率信号生成谐振频率信号；功率驱动模块，对谐振频率信号进行开关转换驱动；波形转换模块，将开关转换驱动后的谐振频率信号进行波形转换，输出正弦波给雾化片。本实用新型有益效果在于：加湿效率高，功耗低，操作简便。本实用新型还可以包括雾量调节模块，提供电源调节信号，主控模块采集电源调节信号，生成雾化电压控制信号；雾化电源管理单元接收所述雾化电压控制信号，对雾化电源进行调制，为波形转换模块输出不同电压的雾化源，可实现雾量无级调节。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及超声波雾化控制电路。
背景技术
目前所使用的超声波加湿器，其雾化器的振荡电路均为自激式，也即采用通用的电容三点式、电感三点式振荡电路，让雾化片谐振在1.7MHz的频率上。
例如，中国92221224.4号实用新型公开的一种液体雾化用的超声波雾化器控制器，其包含电源、振荡器和换能器三大部分，振荡器是由两只并联的振荡三极管及电容、电阻、电感和负热敏电阻组成电容三点式振荡电路。
现有技术的缺陷在于：通用自激振荡电路，使用的大功率三极管功耗大，一致性差且转换效率低，所以目前家用超声波加湿器的加湿效率很难达较高的标准。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种功耗小、雾化效率高，且谐振频率可调的雾化控制电路；该目的由以下技术方案实现：
一种它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，包括：
电源模块，包括雾化电源管理单元及主控电源管理单元，雾化电源管理单元为波形转换模块供电，主控电源管理单元为主控模块供电；
主控模块，根据时钟频率信号生成谐振频率信号，并输出给功率驱动模块；
功率驱动模块，对所述谐振频率信号进行开关转换驱动；
波形转换模块，将开关转换驱动后的谐振频率信号进行波形转换，输出正弦波给雾化片。
作为具体的技术方案，所述主控模块包括主控芯片U2及系统时钟电路，系统时钟电路为频率可调的RC振荡电路。
作为具体的技术方案，所述功率驱动模块包括RC滤波电路及MOS管Q1，RC滤波电路设置在MOS管Q1的G极与主控芯片U2的谐振频率信号输出引脚之间。
作为具体的技术方案，所述波形转换模块包括电感L1、电容C10、电容C11、电感L2；电感L1一端连接电源模块的雾化电源管理单元，另一端连接电容C10和电感L2的节点，电感L2另一端连接MOS管Q1的D极，电容C10的另一端连接雾化片Y2的一端，雾化片Y2的另一端连接MOS管Q1的S极，电容C11并联在雾化片Y2的两端。
上述它激式超声波雾化控制电路还包括电流检测模块，采集波形转换模块的工作电流并输入主控模块；所述主控模块根据采集的波形转换模块的工作电流生成工作状态信号。
上述它激式超声波雾化控制电路还包括水位检测模块，采集水位检测信号并输入主控模块；所述主控模块根据采集的水位检测信号生成工作状态信号。
上述它激式超声波雾化控制电路还包括鼓风机驱动模块，接收主控模块输出的风扇驱动信号驱动鼓风机风扇；所述电源模块还包括风扇电源管理单元，为鼓风机风扇供电。
本实用新型进一步的目的在于提供一种可无级调节输出雾量的它激式超声波雾化控制电路；该目的由以下技术方案实现：
上述它激式超声波雾化控制电路：还包括雾量调节模块，提供电源调节信号给主控模块；所述主控模块采集所述电源调节信号，与所述主控电源比较，并生成雾化电压控制信号；所述雾化电源管理单元接收所述雾化电压控制信号，对雾化电源进行调制，为所述波形转换模块输出不同电压的雾化源。
作为具体的技术方案，所述雾量调节模块通过对所述主控电源进行分压生成所述电源调节信号。
作为具体的技术方案，所述雾化电压控制信号为PWM信号，所述雾化电源管理单元为PWM开关电源。
本实用新型有益效果在于：加湿效率高，可轻松达到本行业标准的A级加湿效率，功耗低，省去了自激式的大电容或电感；操作简便，可实现雾量无级调节；此外，还实现了多种保护功能，在中高端加湿器产品中成本更低，可靠性高。
附图说明
图1是实施例提供的它激式驱动雾化控制电路的构成框图。
图2是实施例提供的它激式驱动雾化控制电路的电路原理图。
具体实施方式
结合图1及图2所示，本实施例提供的它激式驱动雾化控制电路包括：主控模块4、功率驱动模块3、波形转换模块7、电源模块8、鼓风机驱动模块1、电流检测模块2，雾量调节模块6及水位检测模块5。
如图2所示，主控模块4包括主控芯片U2及系统时钟电路，系统时钟电路是由电位器R10、电阻R9、电容C7组成的外部RC振荡电路，频率约6.8M。本实施例中，主控芯片U2除了供电引脚VDD、公用接地引脚VSS、时钟引脚（图中PA6/OSC1脚）外，配置有：谐振频率信号输出引脚、雾化电压控制信号引脚、电源调节信号采集引脚、电流检测信号采集引脚、风扇驱动信号输出引脚及水位检测信号采集引脚，本实施例以HT45R17芯片为例，图中分别对应为PA4/PWM0/PFD/TC1脚、PC3/PWM1脚、PA2/TC0/AN2脚、PA0/AN0脚、PB2脚及PA1/AN1脚。系统时钟电路的时钟频率信号接入主控芯片U2的时钟引脚，主控芯片U2对时钟信号进行四分频后，从谐振频率信号输出引脚输出1.7MHz方波频率信号。由于不同超声波雾化片的谐振频率有所不同，可以对系统时钟电路的电位器R10进行微调，以匹配谐振频率，使每个雾化电路达到最佳状态。
功率驱动模块3主要由MOS管Q1实现，还包括电阻R4、电容C12构成的RC滤波电路及限流电阻R5。电阻R4和电容C12的节点连接主控芯片U2的谐振频率输出引脚，电阻R4的另一端接MOS管Q1的G极，电容C12的另一端接地，电阻R5一端接MOS管Q1的G极，另一端接电流检测模块2。MOS管Q1的S极和D极连接波形转换模块7，S极同时连接电流检测模块2。其中，主控芯片U2的谐振频率输出引脚输出的谐振频率信号通过MOS管Q1进行开关转换，R4、R5、C12为Q1提供限流去干扰作用。
波形转换模块7包括电感L1、电容C10、电容C11、电感L2。电感L1一端连接电源模块的雾化电源（36V），另一端连接电容C10和电感L2的节点，电感L2另一端连接MOS管Q1的D极，电容C10的另一端连接雾化片Y2的一端，雾化片Y2的另一端连接MOS管Q1的S极，电容C11并联在雾化片Y2的两端。主控芯片输出的谐振频率信号通过MOS管Q1进行开关转换驱动后，其方波经过波形转换模块7电容C10与电感L1、L2的充/放电，形成波形转换，使雾化片Y2工作在正弦波下。
电源模块包括雾化电源管理单元、风扇电源管理单元及主控电源管理单元。其中，风扇电源即为12V电源供给端。主控电源管理单元为稳压电源芯片U1，采用LM7805芯片，用于将12V电源转化为5V电源，供给主控芯片U2的供电引脚VDD。雾化电源管理模块接收主控芯片U2雾化电压控制信号引脚发出的雾化电压控制信号，根据不同PWM占空比的电压控制信号，对36V电源进行调制，调整为不同的雾化电压，从而改变雾化片Y2的加湿量。
雾量调节模块6为电阻R1和电位器R3构成的分压网络，具体地，电阻R1的一端连接稳压电源芯片U1的输出端，另一端连接主控芯片U2的电源调节信号采集引脚；电位器R3连接于电阻R1的另一端与地之间。主控电源通过电阻R1、R3分压后，使主控芯片U2的PA2/TC0/AN2脚采集到与基本供电电压VDD不同的电压，通过计算，主控芯片U2的雾化电压控制信号引脚发出雾化电压控制信号，提供给上述雾化电源管理模块。本实施例中，采用电位器调节雾化量，即用电位器分压，当然也可采用普通按键式电阻网络进行调节雾化量。
电流检测模块2包括电阻R6、电阻R7、电容C13、电容C14，其中，电阻R7一端接MOS管Q1的S极，另一端接地；电阻R6、电容C13、电容C14构成RC滤波电路，连接于电阻R7一端与主控芯片U2的电流检测信号采集引脚之间。电流检测模块2的电阻R7对工作电流进行采样，经过R6、C13、C14滤波后送给主控芯片U2，主控芯片U2根据采集的电流进行内部运算分析后，主控芯片U2生成相应工作状态信号，判断雾化器是否工作正常，当雾化器发生异常若者干烧时，检测到的电流会增加很多，此时可迅速关断机器，以保护雾化片Y2不受损伤。
鼓风机驱动模块1包括电阻R8、三极管Q2及风扇P2，电阻R8一端连接主控芯片U2的风扇驱动信号输出引脚，另一端连接三极管Q2的基极；三极管Q2的发射极接地，集电极接风扇P2的控制管脚，风扇P2的供电管脚接风扇电源。主控芯片U2的风扇驱动信号输出引脚输出高电平，三极管Q2开通，风扇接口P2工作，反之不工作。鼓风机驱动模块1用于在雾化片Y2将水雾化后，将雾气吹出。
水位检测模块5包括探水针CN1、电容C1、电阻R2及电容C2，电容C1一端接探水针CN1，另一端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接主控芯片U2的水位检测信号采集引脚，电容C2连接于电阻R2的另一端与地之间。本实施例中，探水针CN1即用金属针伸入水中，经过C1、R2、C2限流滤波送入主控芯片U2分析，以实时监测当前水位，水位覆盖金属针时正常，否则水位异常，停止加湿。对于本领域技术人员来讲，探水针也可使用干簧管替代。
本实用新型的有益效果在于：由主控模块提供激励源，通过MOS管开关转换，同时信号经过波形转换电路后，使雾化片高效地工作于正弦波中，使雾化效率提高；可通过调节系统的时钟频率，实现雾化片频率微调，输出雾化片固有的谐振频率，使雾化片高效地工作；由于MOS管工作于开关状态下，避开了放大状态，工作中减少了热能损耗；输出雾量由雾量调节模块、主控模块及雾化电源管理单元配合控制，可实现雾量无级调节。此外，还可以实时检测工作电流及水位，实现干烧自动保护。
以上实施例仅为充分公开而非限制本实用新型，通过以上实施例的描述，本领域技术人员可以理解的是：上述实施例中的主控芯片的具体型号不应当被限制；同理，各模块的具体实现电路可以有等效的变换，亦不应当作为限制本实用新型保护范围的唯一实施例。
Claims (10)
1.一种它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，包括：
电源模块，包括雾化电源管理单元及主控电源管理单元，雾化电源管理单元为波形转换模块供电，主控电源管理单元为主控模块供电；
主控模块，根据时钟频率信号生成谐振频率信号，并输出给功率驱动模块；
功率驱动模块，对所述谐振频率信号进行开关转换驱动；
波形转换模块，将开关转换驱动后的谐振频率信号进行波形转换，输出正弦波给雾化片。
2.根据权利要求1所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述主控模块包括主控芯片U2及系统时钟电路，系统时钟电路为频率可调的RC振荡电路。
3.根据权利要求1所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述功率驱动模块包括RC滤波电路及MOS管Q1，RC滤波电路设置在MOS管Q1的G极与主控芯片U2的谐振频率信号输出引脚之间。
4.根据权利要求3所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述波形转换模块包括电感L1、电容C10、电容C11、电感L2；电感L1一端连接电源模块的雾化电源管理单元，另一端连接电容C10和电感L2的节点，电感L2另一端连接MOS管Q1的D极，电容C10的另一端连接雾化片Y2的一端，雾化片Y2的另一端连接MOS管Q1的S极，电容C11并联在雾化片Y2的两端。
5.根据权利要求4所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，还包括电流检测模块，采集波形转换模块的工作电流并输入主控模块；所述主控模块根据采集的波形转换模块的工作电流生成工作状态信号。
6.根据权利要求1所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括水位检测模块，采集水位检测信号并输入主控模块；所述主控模块根据采集的水位检测信号生成工作状态信号。
7.根据权利要求1所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括鼓风机驱动模块，接收主控模块输出的风扇驱动信号驱动鼓风机风扇；所述电源模块还包括风扇电源管理单元，为鼓风机风扇供电。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括雾量调节模块，提供电源调节信号给主控模块；所述主控模块采集所述电源调节信号，与所述主控电源比较，并生成雾化电压控制信号；所述雾化电源管理单元接收所述雾化电压控制信号，对雾化电源进行调制，为所述波形转换模块输出不同电压的雾化源。
9.根据权利要求8所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述雾量调节模块通过对所述主控电源进行分压生成所述电源调节信号。
10.根据权利要求9所述的它激式超声波雾化控制电路，其特征在于，所述雾化电压控制信号为PWM信号，所述雾化电源管理单元为PWM开关电源。
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