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CN111203356A - 一种雾化器实时缺水保护电路 - Google Patents

一种雾化器实时缺水保护电路 Download PDF

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CN111203356A
CN111203356A CN202010173457.8A CN202010173457A CN111203356A CN 111203356 A CN111203356 A CN 111203356A CN 202010173457 A CN202010173457 A CN 202010173457A CN 111203356 A CN111203356 A CN 111203356A
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China
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resistor
atomization
capacitor
circuit
comparator
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CN202010173457.8A
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吴进坤
唐波
董晓勇
向杨
皮峰
冉亚林
罗鹏
陈轲
毛巧运
王�义
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Shenzhen Yingtechuang Intelligent Technology Co ltd
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Shenzhen Yingtechuang Intelligent Technology Co ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
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    • B05B12/081—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to the weight of a reservoir or container for liquid or other fluent material; responsive to level or volume of liquid or other fluent material in a reservoir or container
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种雾化器实时缺水保护电路，其包括有一MCU、一雾化控制电路、一雾化振荡电路、一电压采样电路和一中断检测电路，所述雾化振荡电路用于产生雾气；所述MCU用于输出一雾化信号；所述电压采样电路用于采集雾化振荡电路的电压信号并放大后输出；所述雾化控制电路分别于所述MCU、电压采样电路和雾化振荡电路连接，根据所述MCU输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号控制雾化振荡电路停振或者起振；所述中断检测电路，用于采集雾化振荡电路的电压信号，并根据采集到的电压信号与预设的参考电压进行比较后输出一中断信号给MCU，MCU根据该中断信号停止输出雾化信号或者继续输出雾化信号。

Description

一种雾化器实时缺水保护电路
技术领域
本发明涉及雾化器技术领域，尤其涉及一种雾化器实时缺水保护电路。
背景技术
雾化器应用领域，雾化片是一个核心器件，对于个整系统来说，雾化片也属于易损耗器件，雾化片是压电陶瓷材料，在高温下很容易导致电性能受损，所以几乎所有的设计都采用雾化片防止干烧保护电路，目前市场上大致有三种方案用于该领域的雾化片缺水保护。干簧管检水方案、弹簧检水方案、振荡电路整流分流AD检测，但各有缺陷，干簧管和弹簧检水方案对机构设计有要求，局限性比较大，而且误差较大容易导误触发，振荡电路整流分流AD检测普遍应用，但是由于纹波较大，软件设计时为了防止误保护一般都采取了安全阈值电压，这样导致雾化片还是要承受一段时间的大电流，短时间内雾化片温度可以突然升高到60摄氏度以上大大损害了雾化片的性能，这种损伤是不可以恢复的，雾化片的寿命和性能会指数式的下降；另外由于雾化片配件的组装差异，阻抗容抗的差异导致部分对缺水时体现的幅值变化不够敏感，保护响应时间偏慢，极大的影响了产品的寿命。
综上所述，现有的雾化器缺水保护电路不具备实时保护和可靠性保护的特点，基于此，急需开发一种具有实时保护和可靠性保护特性的雾化器实时缺水保护电路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有实时保护和可靠性保护特性的雾化器实时缺水保护电路。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：
一种雾化器实时缺水保护电路，其包括有一MCU、一雾化控制电路、一雾化振荡电路、一电压采样电路和一中断检测电路，所述雾化振荡电路用于产生雾气；所述MCU用于输出一雾化信号；所述电压采样电路用于采集雾化振荡电路的电压信号并放大后输出；所述雾化控制电路分别于所述MCU、电压采样电路和雾化振荡电路连接，根据所述MCU输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号控制雾化振荡电路停振或者起振；所述中断检测电路，用于采集雾化振荡电路的电压信号，并根据采集到的电压信号与预设的参考电压进行比较后输出一中断信号给MCU，MCU根据该中断信号停止输出雾化信号或者继续输出雾化信号。
优选地，所述雾化控制电路包括有比较器U2A、开关管Q5，所述比较器U2A的正向输入端与MCU连接，比较器U2A的反向输入端与电压采样电路连接，比较器U2A的输出端与开关管Q5连接；比较器U2A根据所述MCU输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号输出一控制信号控制所述开关管Q5的通断，进而控制雾化振荡电路停振或者起振。
优选地，所述雾化控制电路包括有电阻R5、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R27、电阻R30、调节器VR1、三极管Q5、比较器U2A、电容C9和电容C12，所述电阻R5一端与MCU连接，电阻R5的另一端与比较器U2A的正向输入端连接，比较器U2A的反向输入端与电压采样电路连接，比较器U2A的输出端与分别与电容C9、电阻R23、电阻R24的一端连接，电容C9的另一端接地，电阻R23的另一端与直流电源连接，电阻R24的另一端与三极管Q5基极连接，电阻R22连接于直流电源与三极管Q5基极之间，三极管Q5的集电极与直流电源连接，三极管Q5的集电极的发射极依次通过电阻R27、调节器VR1、电阻R30后接地，电容C12与电阻R30并联，调节器VR1与电阻R30之间的联结点与所述雾化振荡电路连接。
优选地，所述雾化控制电路还包括有电阻R6和电容C1，电阻R6的一端与比较器U2A的正向输入端连接，电阻R6的另一端接地，电容C1与电阻R6并联。
优选地，所述雾化振荡电路包括有电容CX1、电容CX2、电容CX3、CX11、三极管Q7、电阻R25、电阻R26、电阻R38、电感L1、电感L2、电感线圈LX1和超声波雾化片CN1，所述电容CX2一端与直流电源相连，所述电容CX2的另一端还依次通过电感LX1及电阻R38后接地，超声波雾化片CN1的一端连接直流电源，另一端依次通过电容CX1、电容CX3连接至电容CX2与电感L1之间的联结点，所述电容CX2与电感LX3之间的联结点通过电感线圈LX1与三极管Q7的发射极相连，所述三极管Q7的集电极与直流电源相连，所述三极管Q7的基极通过电容C11与集电极相连，所述三极管Q7的基极还依次通过所述电阻R26、电阻R25及电感L2连接至雾化控制电路的输出端，所述电阻R26、电阻R25之间的联结点与电容CX1、电容CX3之间的联结点相连。
优选地，所述电压采样电路包括有电阻R1、电阻R35、电阻R309、电阻R310、电阻R311、运算放大器U2C和电容C2，所述电阻R1的一端与直流电源连接，电阻R1的另一端依次通过电阻R35、电阻R311、电阻R310后接地，运算放大器U2C的正向输入端通过电阻R309连接至雾化振荡电路，运算放大器U2C的反向输入端连接至电阻R311、电阻R310之间的联结点，运算放大器U2C的输出端连接至电阻R35、电阻R311之间的联结点，电阻R1、电阻R35之间的联结点与雾化控制电路连接，电容C2一端与电阻R1、电阻R35之间的联结点连接，电容C2另一端接地。
优选地，所述中断检测电路包括有比较器U2B、电阻R8，比较器U2B的正向输入端接地，比较器U2B的反向输入端与雾化振荡电路连接，比较器U2B的输出端通过电阻R8连接至第二直流电源，比较器U2B的输出端还与所述MCU连接。
优选地，所述比较器U2B的型号为LM324。
优选地，所述MCU的芯片型号为HR7P169BFGTF。
优选地，所述比较器U2A的型号为LM393。
本发明的有益技术效果在于：上述雾化器实时缺水保护电路，雾化控制电路根据所述MCU输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号控制雾化振荡电路停振或者起振，当缺水发生干烧时，电压采样电路采集的电压信号经过放大迅速增大至超过雾化信号的电压，从而使得雾化控制电路及时控制雾化振荡电路30停振，能彻底防止雾化片因为长时间承受大电流导致性能下降或者受损，实现缺水实时保护；与此同时，中断检测电路根据其采集到的电压信号与预设的参考电压进行比较后输出一停止输出雾化信号的中断信号给MCU，MCU根据该中断信号停止输出雾化信号，从而使得整个雾化器实时缺水保护电路实现即时可靠地关闭。本发明的雾化器实时缺水保护电路具备实时保护和可靠性保护的两重特性，从根本上提高了雾化片的性能和寿命，节约了成本。
附图说明
图1为本发明的雾化器实时缺水保护电路的结构框图；
图2为本发明的雾化器实时缺水保护电路的电路原理图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
如图1所示，在本发明一个实施例中，雾化器实时缺水保护电路包括有一MCU 10、一雾化控制电路20、一雾化振荡电路30、一电压采样电路40和一中断检测电路50。所述雾化振荡电路30用于产生雾气；所述MCU 10用于输出一雾化信号；所述电压采样电路40用于采集雾化振荡电路30的电压信号并放大后输出；所述雾化控制电路20分别于所述MCU 10、电压采样电路40和雾化振荡电路30连接，根据所述MCU10输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号控制雾化振荡电路30停振或者起振；所述中断检测电路50，用于采集雾化振荡电路的电压信号，并根据采集到的电压信号与预设的参考电压进行比较后输出一中断信号给MCU 10，MCU10根据该中断信号停止输出雾化信号或者继续输出雾化信号。
本发明的雾化器实时缺水保护电路，雾化控制电路20根据所述MCU 10输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号控制雾化振荡电路30停振或者起振，当缺水发生干烧时，电压采样电路采集的电压信号经过放大迅速增大至超过雾化信号的电压，从而使得雾化控制电路20及时控制雾化振荡电路30停振，能彻底防止雾化片因为长时间承受大电流导致性能下降或者受损，实现缺水实时保护；与此同时，中断检测电路50根据其采集到的电压信号与预设的参考电压进行比较后输出一停止输出雾化信号的中断信号给MCU 10，MCU10根据该中断信号停止输出雾化信号，从而使得整个雾化器实时缺水保护电路实现即时可靠地关闭。
图2为本发明的雾化器实时缺水保护电路的电路原理图。如图2所示，在本发明一个实施例中，所述雾化控制电路20包括有比较器U2A、开关管Q5，所述比较器U2A的正向输入端与MCU连接，比较器U2A的反向输入端与电压采样电路40连接，比较器U2A的输出端与开关管Q5连接；比较器U2A根据所述MCU 10输出的雾化信号和电压采样电路40输出的电压信号输出一控制信号控制所述开关管Q5的通断，进而控制雾化振荡电路30停振或者起振。
在本发明的一个优选实施例中，所述雾化控制电路20包括有电阻R5、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R27、电阻R30、调节器VR1、三极管Q5、比较器U2A、电容C9和电容C12，其中，比较器U2A的型号为LM393，三极管Q5为NPN型三极管，MCU 10采用HR7P169BFGTF型号的芯片。所述电阻R5一端与MCU 10连接，电阻R5的另一端与比较器U2A的正向输入端连接，比较器U2A的反向输入端与电压采样电路40连接，比较器U2A的输出端与分别与电容C9、电阻R23、电阻R24的一端连接，电容C9的另一端接地，电阻R23的另一端与直流电源连接，电阻R24的另一端与三极管Q5基极连接，电阻R22连接于直流电源与三极管Q5基极之间，三极管Q5的集电极与直流电源连接，三极管Q5的集电极的发射极依次通过电阻R27、调节器VR1、电阻R30后接地，电容C12与电阻R30并联，调节器VR1与电阻R30之间的联结点与所述雾化振荡电路30连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述雾化控制电路20还包括有滤波电路，该滤波电路包括有电阻R6和电容C1，电阻R6的一端与比较器U2A的正向输入端连接，电阻R6的另一端接地，电容C1与电阻R6并联。
在本发明的一个优选实施例中，所述雾化振荡电路30包括有电容CX1、电容CX2、电容CX3、CX11、三极管Q7、电阻R25、电阻R26、电阻R38、电感L1、电感L2、电感线圈LX1和超声波雾化片CN1，所述电容CX2一端与12V直流电源相连，所述电容CX2的另一端还依次通过电感LX1及电阻R38后接地，超声波雾化片CN1的一端连接12V直流电源，另一端依次通过电容CX1、电容CX3连接至电容CX2与电感L1之间的联结点，所述电容CX2与电感LX3之间的联结点通过电感线圈LX1与三极管Q7的发射极相连，所述三极管Q7的集电极与12V直流电源相连，所述三极管Q7的基极通过电容C11与集电极相连，所述三极管Q7的基极还依次通过所述电阻R26、电阻R25及电感L2连接至雾化控制电路20的输出端，所述电阻R26、电阻R25之间的联结点与电容CX1、电容CX3之间的联结点相连。
在本发明的一个优选实施例中，所述电压采样电路40包括有电阻R1、电阻R35、电阻R309、电阻R310、电阻R311、运算放大器U2C和电容C2，其中，运算放大器U2C的型号为LM324。所述电阻R1的一端与12V直流电源连接，电阻R1的另一端依次通过电阻R35、电阻R311、电阻R310后接地，运算放大器U2C的正向输入端通过电阻R309连接至雾化振荡电路30，运算放大器U2C的反向输入端连接至电阻R311、电阻R310之间的联结点，运算放大器U2C的输出端连接至电阻R35、电阻R311之间的联结点，电阻R1、电阻R35之间的联结点与雾化控制电路20连接，电容C2一端与电阻R1、电阻R35之间的联结点连接，电容C2另一端接地。
在本发明的一个优选实施例中，所述中断检测电路50包括有比较器U2B、电阻R8，其中，比较器U2B的型号为LM324。所述比较器U2B的正向输入端接地，比较器U2B的反向输入端与雾化振荡电路30连接，比较器U2B的输出端通过电阻R8连接至5V直流电源，比较器U2B的输出端还与所述MCU 10连接。
再次参照图2，雾化器实时缺水保护电路的工作过程如下：
MCU_OS是MCU 10的输出信号(雾化信号)，输出高低电平信号；MCU_INT是MCU 10的输入信号，接MCU 10的外部中断入口。初始化时MCU_OS输出低电平,比较器U2A的正向输入端输入0V,比较器U2A反向输入端由24V直流电源经电阻R1、电阻R35、电阻R311、电阻R310分压后输入约4V,比较器U2A输出端输出低电平，整个系统关闭，MCU_INT为高电平。
正常工作时，MCU_OS为高电平，输出4.5V,此时比较器U2A反向输入端电压瞬间接近4V，比较器U2A的正向输入端电压高于反向输入端电压，比较器U2A反转输出高电平，三极管Q5开通，三极管Q7开通，超声波雾化片CN1、电容CX1、电容CX2、电容CX3组成的振荡电路开始振荡，电流经电感L1流过采样电阻R38流入地，谐振电流I在电阻R38上产生压降VS,正常工作时,VS作为比较器U2B的反向输入端，比较器U2B输出MCU_INT为低电平，系统通过软件开启MCU_INT对应引脚的中断功能或者扫描功能；系统正常工作期间，雾化电流约0.35A,电阻R38产生压降0.35V,经过运算放大器U2C放大10倍为输出为3.5V,比较器U2A的反向输入端为3.5+(24-3.5)*R35/(R35+R1),约为3.84V。
当系统检测到缺水的时候，VS会因为干烧电流突然增大而增大，当增大到415mA时，经过采样放大即可使得比较器U2A的反向输入端电压超过4.5V，当VS迅速增大超过U2A的正向输入电压时4.5V，比较器U2A立即反转输出低电平，三极管Q5截止，整个振荡电路被动关闭，谐振电流消失，此时，采样电阻R38因为拉地使得VS＝0V,比较器U2B输出高电平。由于系统开启了MCU_INT对应引脚的中断功能或者扫描功能，当再次检测到MCU_INT为高电平的时候，如果非系统主动关闭雾化则视为系统缺水，MCU 10实时或者通过防抖算法滤波后主动关闭雾化驱动引脚的电平MCU_OS，从而使得整个系统实现即时可靠的关闭。前面的被动关闭强调的是实时性,能彻底防止雾化片因为长时间大电流性能下降或者受损；后面的主动关闭强调的是可靠性，通过电容C1、电容C9和电容C12三次滤波的方式还能实现防抖，可靠性极高。本发明的雾化器实时缺水保护电路具备实时保护和可靠性保护的两重特性，从根本上提高了雾化片的性能和寿命，节约了成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述雾化器实时缺水保护电路包括有：
一MCU，其输出一雾化信号；
一电压采样电路，其采集雾化振荡电路的电压信号并放大输出；
一雾化控制电路，其根据所述MCU输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号控制雾化振荡电路停振或者起振；
一中断检测电路，其采集雾化振荡电路的电压信号，并根据采集到的电压信号与预设的参考电压进行比较后输出一中断信号给MCU，MCU根据该中断信号停止输出雾化信号或者继续输出雾化信号。
2.如权利要求1所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述雾化控制电路包括有比较器U2A、开关管Q5，所述比较器U2A的正向输入端与MCU连接，比较器U2A的反向输入端与电压采样电路连接，比较器U2A的输出端与开关管Q5连接；比较器U2A根据所述MCU输出的雾化信号和电压采样电路输出的电压信号输出一控制信号控制所述开关管Q5的通断，进而控制雾化振荡电路停振或者起振。
3.如权利要求1所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述雾化控制电路包括有电阻R5、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R27、电阻R30、调节器VR1、三极管Q5、比较器U2A、电容C9和电容C12，所述电阻R5一端与MCU连接，电阻R5的另一端与比较器U2A的正向输入端连接，比较器U2A的反向输入端与电压采样电路连接，比较器U2A的输出端与分别与电容C9、电阻R23、电阻R24的一端连接，电容C9的另一端接地，电阻R23的另一端与直流电源连接，电阻R24的另一端与三极管Q5基极连接，电阻R22连接于直流电源与三极管Q5基极之间，三极管Q5的集电极与直流电源连接，三极管Q5的集电极的发射极依次通过电阻R27、调节器VR1、电阻R30后接地，电容C12与电阻R30并联，调节器VR1与电阻R30之间的联结点与所述雾化振荡电路连接。
4.如权利要求3所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述雾化控制电路还包括有电阻R6和电容C1，电阻R6的一端与比较器U2A的正向输入端连接，电阻R6的另一端接地，电容C1与电阻R6并联。
5.如权利要求1所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述雾化振荡电路包括有电容CX1、电容CX2、电容CX3、CX11、三极管Q7、电阻R25、电阻R26、电阻R38、电感L1、电感L2、电感线圈LX1和超声波雾化片CN1，所述电容CX2一端与直流电源相连，所述电容CX2的另一端还依次通过电感LX1及电阻R38后接地，超声波雾化片CN1的一端连接直流电源，另一端依次通过电容CX1、电容CX3连接至电容CX2与电感L1之间的联结点，所述电容CX2与电感LX3之间的联结点通过电感线圈LX1与三极管Q7的发射极相连，所述三极管Q7的集电极与直流电源相连，所述三极管Q7的基极通过电容C11与集电极相连，所述三极管Q7的基极还依次通过所述电阻R26、电阻R25及电感L2连接至雾化控制电路的输出端，所述电阻R26、电阻R25之间的联结点与电容CX1、电容CX3之间的联结点相连。
6.如权利要求1所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述电压采样电路包括有电阻R1、电阻R35、电阻R309、电阻R310、电阻R311、运算放大器U2C和电容C2，所述电阻R1的一端与直流电源连接，电阻R1的另一端依次通过电阻R35、电阻R311、电阻R310后接地，运算放大器U2C的正向输入端通过电阻R309连接至雾化振荡电路，运算放大器U2C的反向输入端连接至电阻R311、电阻R310之间的联结点，运算放大器U2C的输出端连接至电阻R35、电阻R311之间的联结点，电阻R1、电阻R35之间的联结点与雾化控制电路连接，电容C2一端与电阻R1、电阻R35之间的联结点连接，电容C2另一端接地。
7.如权利要求1所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述中断检测电路包括有比较器U2B、电阻R8，比较器U2B的正向输入端接地，比较器U2B的反向输入端与雾化振荡电路连接，比较器U2B的输出端通过电阻R8连接至第二直流电源，比较器U2B的输出端还与所述MCU连接。
8.如权利要求7所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述比较器U2B的型号为LM324。
9.如权利要求1所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述MCU的芯片型号为HR7P169BFGTF。
10.如权利要求2或3所述的雾化器实时缺水保护电路，其特征在于，所述比较器U2A的型号为LM393。
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