基于微孔雾化片的雾化器制作

        这是我设计的雾化片驱动一体化板。使用5V的电源供电,接口是Type-C。上电后MCU工作输出PWM信号给栅极驱动器,通过栅极驱动器驱动MOSFET升压,Boost升压电路提供后级Class-E功放电路的电源,22V左右,同时还提供栅极驱动器和MCU的工作电源。

        电路启动后,MCU除了不断进行PID运算调整占空比稳定Boost电路输出电压,还进行LED的控制,及按键扫描水位检测等任务任务.MUC的程序中设定了一个定时器中断,每768个时钟周期进入中断一次,中断中使用ADC对Boost电路输出电压检测,随后调用PID算法计算最新的占空比值并更新,然后更改LED呼吸灯的驱动占空比,最后进行按键扫描并输出按键事件值。在main函数中进行三个任务循环:任务一负责对水位进行检测,如果处于低水位状态则关闭Class-E功放电路的激励以保护雾化片(实际该功能未使用);任务二对按键事件进行处理,根据按键长按和短按的行为调整系统状态,开关机,雾化量调节。雾化量的调节是通过改变低频PWM信号的占空比,控制栅极驱动器使能端使得后级Class-E功放电路的输出时有时无达到雾化量调整功能。同时当雾化量改变后,还将最新的雾化量挡位写入Flash供下次上电时使用。任务三负责看门狗喂狗。<strike></strike>

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 图一,二  电路板正面细节

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图三 电路板背面细节

IMG_20190528_181337.jpg

 

图四 装置整体图

IMG_20190528_142405.jpg

 

IMG_20190528_142339.jpg

 

图五,六 工作截图

IMG_20190528_134322.jpg

 

图七 后级Class-E功放电路中MOSFET的G和D极波形图

<strike></strike>

        栅极驱动器使能引脚波形如图所示:一档时占空比为33.33%,二档为66.66%,三档为持续高电平。


IMG_20190528_182810.jpg

图八 一档时栅极驱动器使能引脚波形<strike></strike>

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IMG_20190528_182820.jpg

图九 二档时栅极驱动器使能引脚波形

        Boost电路的MOSFET栅极驱动波形如图所示,可以看出波形下降沿有重影出现,意味着占空比在不断调整.

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IMG_20190528_182846.jpg

Capture.PNG

 

图十一 原理图

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来自:电子与无线电 / 电子技术
0x00000000 作者
1年11个月前
1楼

        工作视频展示:

InterPhoto_1559037178188.mp4 98.47MB 


       结论及反思:本设计实现了一个雾化片的驱动方案,经过实际测试验证,电路的各功能基本正常达到预期,长时间的工作表明该电路能稳定工作。但是,本设计仍存在较多的不足。本设计原先意欲用于1.7MHz的高频雾化片驱动,由于高频雾化片需要极高的驱动功率(约十几瓦才有明显的效果)对于使用手机充电器5v供电的场合难以实现,同时由于软硬件的设计缺陷,Boost升压部分也无法提供如此高的功率,所以才改用了低频微孔雾化片。即使使用了微孔雾化片完成了该设计,我仍认为Boost部分设计存在着比较大的问题,该部分稳压能力较差,带载会有明显的电压波动,同时输出纹波也很大(高达2.x Vpp),调节PID参数不能解决该问题。同时,MCU供电使用了简单的稳压管加电阻,使得该部分消耗了较多的功率,使得PCB温度较高。
      在下一版中试图对上述问题进行改进,使用AMS1117用作MCU供电解决供电效率地的问题。但是对于Boost部分的难题目前依然没有好的思路。<strike></strike>


工程源文件如下:

<strike></strike>

attachment icon Fogger ceramics disc driver.7z 422.19KB 7Z 90次下载

 

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信仰は儚き人間の為に
1年11个月前
2楼

丝印过于暴力

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vcijj
1年10个月前
3楼

顶楼主,我也想做这方面的东西,主要是关于雾化器驱动方面很迷茫啊

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心雨结
1年10个月前
4楼

好东西啊,我以前也想过用51实现

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0x00000000作者
1年10个月前
5楼

固件更新:

attachment icon Fogger ceramics disc driver.zip 26.55KB ZIP 85次下载

更新说明:1,解决了boost电路输出纹波过大的问题,纹波由原来的2.xVpp改善为小于300mVpp;

                  2,增加了频率调整模式,以适应不同的雾化片和应对同种雾化片的个体差异(由于步进太大,可能毫无作用)。进入方式:上电之前按住按键不放,给电路通电,等到LED点亮后即可进入频率调整模式,请在示波器的监测下调节频率,监测点选择MOSFET的G和D极。短按一次频率增加1KHz左右,长按一次减少1KHz左右。同时可以配合MOSFET的D,S并联电容一起调节,使得雾化片雾化效果最好时电路工作在Clas-E状态。

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0x00000000作者
1年10个月前
6楼

重要提示:请在MCU的P3.0引脚上并联2K左右的下拉电阻以保证上电时该引脚电平强制为低电平,否则电路可能无法启动。这是之前设计没有考虑到的。PCB上自行找位置焊接。

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Robot_V1
1年9个月前
7楼

PCB丝印和lz的头像过于暴力了,先+1s为敬。

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XZGSW1
1年9个月前
8楼

请介绍一下雾化器的工作原理。

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