原创 可追频和防干烧的新型加湿器方案(电路原理图 +BOM表)

2022-1-21 10:24 867 11 4 分类: 消费电子 文集: 方案
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。


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。

加湿器电路原理图

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。

样机几BOM表

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。

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。

作者: 硬之城Allchips, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3975615.html

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yzw92 2022-1-24 06:49

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