CN217486386U - 雾化驱动电路、雾化器及喷雾设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雾化驱动电路、雾化器及喷雾设备，该雾化驱动电路包括供电电路、调节电路、驱动电路、反馈电路和雾化元件；供电电路与雾化元件电连接，调节电路与驱动电路电连接，驱动电路与供电电路、雾化元件电连接，反馈电路与雾化元件电连接，反馈电路与调节电路电连接；调节电路向驱动电路输出周期性变化的调节信号，使驱动电路输出的驱动信号在每一信号周期内保持一致，并使雾化元件根据驱动信号执行相应的雾化操作；反馈电路检测雾化元件的电信号参数并反馈至调节电路，调节电路根据电信号参数调整调节信号。本实用新型公开的雾化驱动电路可解决当前雾化器谐振电路在驱动过程中一致性较差，从而导致雾化器雾化效果欠佳的技术问题。

Description

雾化驱动电路、雾化器及喷雾设备

技术领域

本实用新型属于雾化装置技术领域，具体涉及一种雾化驱动电路、雾化器及喷雾设备。

背景技术

电子雾化器是一种通过电子电路装置，将液体变为气体并扩散至某一区域的设备。电子雾化器通过雾化片与电感、电容、电阻等元件组成谐振电路，在一定的直流电压之间可调压控制输出谐振功率，达到控制雾化量的效果。

然而，当前电子雾化器的谐振电路在驱动过程中难以保证各开关元件的导通一致性，从而造成相对应的升压等工作过程的一致性较差，最终导致电子雾化器的雾化及使用效果欠佳。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种雾化驱动电路，旨在解决当前雾化器的谐振电路在驱动过程中一致性较差，从而导致雾化器的雾化效果欠佳的技术问题。

本实用新型为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种雾化驱动电路，所述雾化驱动电路包括供电电路、调节电路、驱动电路、反馈电路和雾化元件；其中：

所述供电电路的输出端与所述雾化元件电连接，所述调节电路的输出端与所述驱动电路的输入端电连接，所述驱动电路的输出端与所述供电电路的输出端、所述雾化元件电连接，所述反馈电路的输入端与所述雾化元件电连接，所述反馈电路的输出端与所述调节电路的输入端电连接；

所述调节电路用于向所述驱动电路输出周期性变化的调节信号，以使所述驱动电路输出的驱动信号在每一信号周期内保持一致，所述雾化元件用于根据所述驱动信号执行相应的雾化操作；所述反馈电路用于检测所述雾化元件的电信号参数并反馈至所述调节电路，所述调节电路用于根据所述电信号参数调整所述调节信号。

进一步地，所述调节电路包括三极管，所述三极管的基极用于接收周期性变化的第一电平信号，所述三极管的集电极与所述驱动电路的输入端电连接，所述三极管的发射极接地。

进一步地，所述调节电路还包括保护电阻，所述保护电阻的一端与所述三极管的基极电连接，所述保护电阻的另一端与所述三极管的发射极电连接。

进一步地，所述驱动电路包括第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管；其中：

所述第一场效应管的栅极与所述三极管的集电极电连接，所述第一场效应管的源极与所述供电电路的输出端电连接，所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的漏极、所述第三场效应管的栅极电连接，所述第二场效应管的栅极与所述三极管的集电极电连接，所述第二场效应管的源极接地，所述第三场效应管的漏极与所述供电电路的输出端、所述雾化元件的第一端口电连接，所述第三场效应管的源极与所述雾化元件的第二端口电连接；

所述第一场效应管、所述第二场效应管中的任意一个接收到高电平信号时导通，另一接收到低电平信号时导通。

进一步地，所述调节电路还包括第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻；其中：

所述第一二极管的输入端与所述三极管的集电极电连接，所述第一二极管的输出端与所述第一场效应管的栅极电连接，所述第一电阻并联于所述第一二极管的两端；

所述第二二极管的输出端与所述三极管的集电极电连接，所述第二二极管的输入端与所述第二场效应管的栅极电连接，所述第二电阻并联于所述第二二极管的两端。

进一步地，所述雾化驱动电路还包括升压电路，所述升压电路的输入端与所述供电电路的输出端电连接，所述升压电路的输出端与所述雾化元件电连接。

进一步地，所述雾化驱动电路还包括升压电路，所述升压电路包括升压电感和储能电容；其中：

所述升压电感的一端与所述供电电路的输出端电连接，所述升压电感的另一端与所述储能电容的一端电连接，所述储能电容的另一端与所述雾化元件的第一端口电连接，所述升压电感的中心抽头与所述第三场效应管的漏极电连接。

进一步地，所述反馈电路包括采样电阻，所述采样电阻的一端与所述雾化元件、所述调节电路的输入端电连接，所述采样电阻的另一端接地。

对应地，本实用新型还提出一种雾化器，所述雾化器包括如前述的雾化驱动电路。

对应地，本实用新型还提出一种喷雾设备，所述喷雾设备包括如前述的雾化器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出的雾化驱动电路，通过供电电路为驱动电路提供有效电压值，并通过调节电路向驱动电路输出周期性变化的调节信号，确保驱动电路中各开关元件完全导通，以使驱动电路输出的驱动信号在每一信号周期内保持一致，并使雾化元件根据驱动信号执行相应的雾化操作，同时利用反馈电路检测雾化元件的电信号参数并反馈至调节电路，使得调节电路可根据电信号参数调整调节信号，从而提高了雾化器电路驱动过程中的一致性，进而获得了更好的雾化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型雾化驱动装置一实施例的模块连接示意图；

图2为本实用新型雾化驱动装置一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1，本实用新型实施例提供一种雾化驱动电路3，该雾化驱动电路3包括供电电路1、调节电路2、驱动电路3、反馈电路4和雾化元件5；其中：

供电电路1的输出端与雾化元件5电连接，调节电路2的输出端与驱动电路3的输入端电连接，驱动电路3的输出端与供电电路1的输出端、雾化元件5电连接，反馈电路4的输入端与雾化元件5电连接，反馈电路4的输出端与调节电路2的输入端电连接；

调节电路2用于向驱动电路3输出周期性变化的调节信号，以使驱动电路3输出的驱动信号在每一信号周期内保持一致，雾化元件5用于根据驱动信号执行相应的雾化操作；反馈电路4用于检测雾化元件5的电信号参数并反馈至调节电路2，调节电路2用于根据电信号参数调整调节信号。

在本实施例中，雾化元件5具体可以是一种超声波雾化片，其利用电子高频振荡(振荡频率包括但不限于1.7MHz及2.4MHz)，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态分子打散而产生雾气，从而达到雾化效果。驱动电路3可包括两路分别与雾化元件5的两个端口电连接的放电电路，两路放电电路上可分别设置开关元件(例如MOS管)，该开关元件可通过调节电路2统一控制，具体地，调节电路2可借助钳位电路等为开关元件提供稳定的高电平触发信号或低电平触发信号；供电电路1可为驱动电路3提供有效电压值，并可在驱动电路3的干预下通过两路放电电路按预设模式为雾化元件5的两个端口供电，具体地，在供电电路1提供的有效电压值下，通过调节电路2对开关元件输出的周期性变化的调节信号，可使开关元件完全进入导通区或截止区，且开关元件的导通或截止呈一致性较强的周期性变化，从而供电电路1可通过两路放电电路轮流放电至雾化元件5的两个端口上，使雾化元件5上形成电子高频振荡，该振荡使雾化元件5进入雾化工作状态。其中，该振荡频率即轮流放电至雾化元件5两个端口上的切换频率，当雾化元件5在某一振荡频率下的电流有效值最大时，可认为雾化元件5发生共振，此时雾化元件5可产生最大的雾化量，雾化效果最佳，该对应的振荡频率即为该电路的谐振频率。

为获取该谐振频率，本实施例设置有反馈电路4，反馈电路4可检测雾化元件5上的电流有效值并反馈至调节电路2，调节电路2据此调整输出至驱动电路3的调节信号的频率、幅值等参数，使得驱动电路3可为雾化元件5提供有效的驱动频率及电压值，使雾化元件5的振荡雾化效率在谐振频率下达到最优。而除了确认谐振频率外，反馈电路4还可用于通过检测到的电流值确定雾化元件5是否装配、确定雾化元件5上的雾化液体是否充足、雾化元件5处是否发生异常等，此处不一一列举。

可以理解的是，上述供电电路1、调节电路2、反馈电路4均可与微控制器(MicroController Unit)电连接，以通过微控制器的内部计算功能对接收到的数据或信号(如反馈电路4发送的电信号参数)进行分析处理，并向相应的电路输出对应信号(如向调节电路2输出脉冲宽度调制信号，以驱动调节电路2向驱动电路3输出相应的调节信号，以及为供电电路1提供稳压电源等)，使各信号得以统一调配。其中，该微控制器的型号可以是SN8F5701。

由此可见，本实施例提供的雾化驱动电路3，通过供电电路1为驱动电路3提供有效电压值，并通过调节电路2向驱动电路3输出周期性变化的调节信号，确保驱动电路3中各开关元件完全导通，以使驱动电路3输出的驱动信号在每一信号周期内保持一致，并使雾化元件5根据驱动信号执行相应的雾化操作，同时利用反馈电路4检测雾化元件5的电信号参数并反馈至调节电路2，使得调节电路2可根据电信号参数调整调节信号，从而提高了雾化器电路驱动过程中的一致性，进而获得了更好的雾化效果。

进一步地，参照图1和图2，在一个示例性的实施例中，调节电路2包括三极管Q4，三极管Q4的基极用于接收周期性变化的第一电平信号，三极管Q4的集电极与驱动电路3的输入端电连接，三极管Q4的发射极接地。

具体地，参照图1和图2，驱动电路3包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和第三场效应管Q3；其中：

第一场效应管Q1的栅极与三极管Q4的集电极电连接，第一场效应管Q1的源极与供电电路1的输出端电连接，第一场效应管Q1的漏极与第二场效应管Q2的漏极、第三场效应管Q3的栅极电连接，第二场效应管Q2的栅极与三极管Q4的集电极电连接，第二场效应管Q2的源极接地，第三场效应管Q3的漏极与供电电路1的输出端、雾化元件5的第一端口电连接，第三场效应管Q3的源极与雾化元件5的第二端口电连接；

第一场效应管Q1、第二场效应管Q2中的任意一个接收到高电平信号时导通，另一接收到低电平信号时导通。

具体地，参照图1和图2，雾化驱动电路3还包括升压电路6，升压电路6包括升压电感L1和储能电容C1；其中：

升压电感L1的一端与供电电路1的输出端电连接，升压电感L1的另一端与储能电容C1的一端电连接，储能电容C1的另一端与雾化元件5的第一端口电连接，升压电感L1的中心抽头与第三场效应管Q3的漏极电连接。

具体地，参照图1和图2，反馈电路4包括采样电阻R8，采样电阻R8的一端与雾化元件5、调节电路2的输入端电连接，采样电阻R8的另一端接地。

在本实施例中，供电电路1可采用图示的5V进行供电，亦可根据需要采用其它供电电压，此处不作限定。该雾化驱动电路3的具体工作过程如下：

当微控制器的PWM端向三极管Q4(三极管Q4具体可为NPN型三极管)输入第一周期的高电平脉冲宽度调制信号时，三极管Q4导通，三极管Q4的集电极处为低电平，则第一场效应管Q1导通(第一场效应管Q1具体可为PMOS)，第二场效应管Q2截止(第二场效应管Q2具体可为NMOS)，第一场效应管Q1的漏极处为高电平，第三场效应管Q3导通(第三场效应管Q3具体可为NMOS)，此时升压电感L1开始储存能量；当微控制器的PWM端向三极管Q4输入的脉冲宽度调制信号转换为低电平时，三极管Q4截止，三极管Q4的集电极处为高电平，第一场效应管Q1截止，第二场效应管Q2导通，第一场效应管Q1的漏极处为低电平，第三场效应管Q3截止，此时升压电感L1开始通过储能电容C1放电至雾化元件5的第一端口(即图示的上端口1)；当微控制器的PWM端向三极管Q4输入的脉冲宽度调制信号再次转换为高电平时，三极管Q4导通，三极管Q4的集电极处为低电平，第一场效应管Q1导通，第二场效应管Q2截止，第一场效应管Q1的漏极处为高电平，第三场效应管Q3导通，此时升压电感L1开始储能，储能电容C1的上端电位高于下端电位，故此时储能电容C1将通过导通的第三场效应管Q3对雾化元件5的第二端口(即图示的下端口2)进行放电。如此，通过多个场效应管控制两路放电电路轮流为雾化元件5的两个端口提供电能，可产生振荡频率并使雾化元件5进入不间断的雾化工作状态。

采样电阻R8可用于采样雾化元件5上的电信号(具体可为电流值)并传输至微控制器的IB_ADC端口，微控制器可根据该采样电信号控制PWM端的信号输出频率、幅值等参数，最终使雾化元件5处电流有效值最大并产生一个等于雾化元件5固有频率的振荡频率(即谐振频率)，令雾化元件5产生最大的烟雾量。具体地，在第一次喷雾时，微控制器PWM端输出的脉冲宽度调制信号保持固定占空比(确保加载于雾化元件5两端的电压值相同)，以在雾化元件5固有频率10％的范围内调节频率，同时检测采样电阻R8上的电流值，此时最小电流值对应的脉冲宽度调制信号频率值即为谐振频率。

此外，通过采样电阻R8上的电流值可确定雾化元件5是否装配、雾化元件5上是否有雾化液体、雾化元件5处是否存在异常，具体地：若雾化元件5未装配，则采样电阻R8上的电流值为0；若没有雾化液体或雾化液体不足，或者雾化元件5处存在异常时，采样电阻R8上的电流值将偏离正常工作电流值。进一步地，可根据采样电阻R8上的电流值采取异常保护措施，例如当采样电阻R8的电流值超出正常工作电流值范围或者达到雾化液体不足时所对应的电流值时，可以关闭微控制器PWM端的脉冲宽度调制信号输出，使电路停止工作，以对电路形成保护。

进一步地，参照图1和图2，在一个示例性的实施例中，调节电路2还包括保护电阻R9，保护电阻R9的一端与三极管Q4的基极电连接，保护电阻R9的另一端与三极管Q4的发射极电连接。

在本实施例中，保护电阻R9用于分流微控制器PWM端输入的脉冲宽度调制信号，以减小输入阻抗，使得三极管Q4在基极输入信号中断时可迅速截止并保持稳定的截止状态。

进一步地，参照图1和图2，在一个示例性的实施例中，调节电路2还包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1和第二电阻R2；其中：

第一二极管D1的输入端与三极管Q4的集电极电连接，第一二极管D1的输出端与第一场效应管Q1的栅极电连接，第一电阻R1并联于第一二极管D1的两端；

第二二极管D2的输出端与三极管Q4的集电极电连接，第二二极管D2的输入端与第二场效应管Q2的栅极电连接，第二电阻R2并联于第二二极管D2的两端。

在本实施例中，通过设置第一电阻R1与第一二极管D1并联的电路、以及第二电阻R2与第二二极管D2并联的电路，可使第一场效应管Q1、第二场效应管Q2可快速稳定地在导通状态和截止状态之间进行切换。具体地，当需要截止时，第一电阻R1与第一二极管D1并联形成的回路以及第二电阻R2与第二二极管D2并联形成的回路可将剩余的电量迅速消耗完毕，从而达到快速截止的效果。

对应地，本实用新型实施例还提供一种雾化器，该雾化器包括上述任一实施例中的雾化驱动电路3。

在本实施例中，雾化器可包括雾化驱动电路3及其它配套零部件。关于雾化驱动电路3的具体结构，可参照上述实施例。由于该雾化器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

对应地，本实用新型实施例还提供一种喷雾设备，该喷雾设备包括上述任一实施例中的雾化器。

在本实施例中，喷雾设备可以是加湿器、熏香器、电子烟、美容机、消毒机、浴缸造雾机、盆景造雾机等需要产生雾气的设备。由于该喷雾设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是，本实用新型公开的雾化驱动电路3、雾化器及喷雾设备的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种雾化驱动电路，其特征在于，所述雾化驱动电路包括供电电路、调节电路、驱动电路、反馈电路和雾化元件；其中：

所述供电电路的输出端与所述雾化元件电连接，所述调节电路的输出端与所述驱动电路的输入端电连接，所述驱动电路的输出端与所述供电电路的输出端、所述雾化元件电连接，所述反馈电路的输入端与所述雾化元件电连接，所述反馈电路的输出端与所述调节电路的输入端电连接；

所述调节电路用于向所述驱动电路输出周期性变化的调节信号，以使所述驱动电路输出的驱动信号在每一信号周期内保持一致，所述雾化元件用于根据所述驱动信号执行相应的雾化操作；所述反馈电路用于检测所述雾化元件的电信号参数并反馈至所述调节电路，所述调节电路用于根据所述电信号参数调整所述调节信号。

2.根据权利要求1所述的雾化驱动电路，其特征在于，所述调节电路包括三极管，所述三极管的基极用于接收周期性变化的第一电平信号，所述三极管的集电极与所述驱动电路的输入端电连接，所述三极管的发射极接地。

3.根据权利要求2所述的雾化驱动电路，其特征在于，所述调节电路还包括保护电阻，所述保护电阻的一端与所述三极管的基极电连接，所述保护电阻的另一端与所述三极管的发射极电连接。

4.根据权利要求2所述的雾化驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管；其中：

所述第一场效应管的栅极与所述三极管的集电极电连接，所述第一场效应管的源极与所述供电电路的输出端电连接，所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的漏极、所述第三场效应管的栅极电连接，所述第二场效应管的栅极与所述三极管的集电极电连接，所述第二场效应管的源极接地，所述第三场效应管的漏极与所述供电电路的输出端、所述雾化元件的第一端口电连接，所述第三场效应管的源极与所述雾化元件的第二端口电连接；

所述第一场效应管、所述第二场效应管中的任意一个接收到高电平信号时导通，另一接收到低电平信号时导通。

5.根据权利要求4所述的雾化驱动电路，其特征在于，所述调节电路还包括第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻；其中：

所述第一二极管的输入端与所述三极管的集电极电连接，所述第一二极管的输出端与所述第一场效应管的栅极电连接，所述第一电阻并联于所述第一二极管的两端；

所述第二二极管的输出端与所述三极管的集电极电连接，所述第二二极管的输入端与所述第二场效应管的栅极电连接，所述第二电阻并联于所述第二二极管的两端。

6.根据权利要求1所述的雾化驱动电路，其特征在于，所述雾化驱动电路还包括升压电路，所述升压电路的输入端与所述供电电路的输出端电连接，所述升压电路的输出端与所述雾化元件电连接。

7.根据权利要求4所述的雾化驱动电路，其特征在于，所述雾化驱动电路还包括升压电路，所述升压电路包括升压电感和储能电容；其中：

所述升压电感的一端与所述供电电路的输出端电连接，所述升压电感的另一端与所述储能电容的一端电连接，所述储能电容的另一端与所述雾化元件的第一端口电连接，所述升压电感的中心抽头与所述第三场效应管的漏极电连接。

8.根据权利要求1所述的雾化驱动电路，其特征在于，所述反馈电路包括采样电阻，所述采样电阻的一端与所述雾化元件、所述调节电路的输入端电连接，所述采样电阻的另一端接地。

9.一种雾化器，其特征在于，所述雾化器包括如权利要求1至8中任一项所述的雾化驱动电路。

10.一种喷雾设备，其特征在于，所述喷雾设备包括如权利要求9所述的雾化器。

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