冬天天气干燥,加湿器成为居家必备的小电器。这些加湿器一般采用陶瓷高频雾化片,将水雾化成1-5μm的超微粒子,达到雾状感觉。其中,陶瓷雾化片的频率常用有3mhz、2.4mhz、1.7mhz或者110khz,本方案采用1.7mhz。
方案特点
该系统以hs23p3411为控制核心mcu,通过内置16mhz主频pwm分频输出接近雾化片谐振频率(1.7mhz)的方波,占空比40%,经过三极管推挽电路驱动mos管,使雾化片工作在谐振频率附近,通过ad采样雾化片两端的电压来判断是否工作在谐振频率。
加湿器电路原理图
传统的加湿器每个振荡片都是通过人工调节,使电路的频率达到每个振荡片的谐振频率附近。这样的做法不仅费时费力,生产效率不高而且随着使用时间的推移,振荡片的谐报频率还会发生偏移,如果不手动进行调节,那么加湿器的雾化效果就会变得很差。
基于hs23p3411 mcu开发的加湿器,可以自动追频到谐振点。雾化片两端的电压和它的振荡频率的关系呈正太分布。通过电压与频率的变化关系,利用软件算法可实现最佳频率点追踪,让雾化片始终工作在最佳频率点。
基于hs23p3411单片机开发的加湿器,利用雾化片有水时和无水时的电压特性变化来检测是否有水。正常工作时,雾化片的震荡电压稳定在一个正常的范围内,且变化不大。水量减少到一定程度或无水时,振荡片两端电压会突然增大或上升,通过这样一个变化规律来确定加湿器是否有水。
为了省电,本方案电流可根据客户要求调整,需要注意的是,出雾量也会随着电流的减小而减小。
bom表
本方案bom核心元器件为hs23p3411 8主控芯片、ap15n10d mos管、1.7mhz雾化片。
hs23p3411 为8位mcu芯片,内置可校准16mhz振荡器(最大可配置为24mhz频率,且频率可通过寄存器软件调节),这个主频可变特性可以很好应用在加湿器应用。hs23p3411采用低耗高速cmos工艺制造,内部包含一个12位的adc,一个2k*16-bit的eprom。hs23p3411,2k的rom空间可以写一些可靠的算法以及一些拓展功能。12位高精度快速ad可以快速准确的采样电压、电流信号。
ap15n10d是栅极电压为4.5v的mos管,vds为100v,vgs为±20v,主要用于电源管理、负载切换和pwm应用。
1.7mhz雾化片的精度为士50khz误差,也就是1.65mhz-1.75mhz之间,所以每个雾化片的谐振频率是不一样的。为了达到最好的雾化效果,需要pwm波驱动的频率在雾化片的谐振频率附近,不能相差太多。
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