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超声波加湿器震荡电路板电路设计

电子工程师笔记 来源:头条号硬件大不同 作者:头条号硬件大不同 2023-04-13 09:44 次阅读

除湿机在生活中是很常见小家电,今天来讲讲超声波除湿机的核心部分,震荡电路板的电路原理、 各器件的参数选择、 相关技术要求和实际设计中的有关问题。

震荡板原理图

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图1

工作原理简介

换能片是由压电陶瓷材料制成的晶片, 利用压电陶瓷所固有超声波振荡特点,在换能片两端加交变电场时,它会产生压电效应,发生一定频率的轴向机械变形。 LC自激振荡电路在换能片两端产生交变电场的频率与串在电路中换能片的谐振频率一致,产生共振,这种机械共振变化再传输到与其接触的液体,使液体表面产生隆起,并在隆起的周围发生空化作用,由这种空化作用产生的冲击波将以振子的振动频率不断反复,使液体表面产生有限振幅的表面张力波。这种张力波的波头飞散, 有效地把水打散为1~5μ m小水颗粒,从而产生雾化现象,同时产生大量的负离子。

LC震荡器实质上是满足震荡条件的正反馈调谐放大器。由LC震荡回路引出三个端点,分别与震荡管的三个电极相连,构成反馈式自激震荡器,常称为三点式震荡器。如果反馈电压取自分压电容,则称为电容三点式震荡器;如果反馈电压取自分压电感,则称为电感三点式震荡器;图1所示电路为典型的电容三点式震荡电路,又称为考毕兹震荡电路。

图1中V( BU406)、 L1、 L2、 L3、 C2、 C4和换能片等组成超声波震荡器,当电源接通后,电源电压经R4、 VR1、 VR2、 R3分压送至晶体管V基极, V开始导通,由于电感L2、 L3的反电势作用,晶体管V不能瞬间饱和,通过电容C4和电感L2的反馈,使V饱和导通。由于电感L上的电流不能

突变的特性,又因为L2、 L3与L1的极性相反,使得V的电流开始减小,通过正反馈电容C4的作用使V的b-e极电流进一步减小至截止,又由于电感的作用,使V又从截止到饱和,这样周而复始形成超声波震荡。其震荡频率为:

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该震荡电路容易起振,且由于反馈电压取自电容支路,对震荡回路的高次谐波阻抗很小,因此震荡波形中含谐波成分小,波形失真小。

图一电路经扩展,加入电源开关、工作/缺水指示灯、夜灯、直流风扇驱动电路组成功能完善的超声波加湿器震荡电路,见下图2。

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图2

各元器件作用:

换能片:有效的将电能量转换为最大的超声波能量。

晶体管 V:震荡三极管。

二极管 D1:D1的作用是保护V不被击穿。

可调电位器 VR1:调节VR1可以调节偏流,改变震荡管的静态电流,进而改变震荡幅度的大小,通常W1装在面板上供调节。

可调电位器 VR2:VR2装在机内作为微调。

水位开关 K:K为常开型磁簧开关,当水位下降到一定高度时,装在浮子里的磁铁随水位下降,使磁簧开关断开,V停振,提醒用户加水。

电容 C1、 C3:滤波电容。

电容 C2、 C4:起振电容,起震荡反馈作用。

电容 C5:补偿电容,起震荡补偿作用。

电感 L1、 L2:起振电感。

电感 L3:滤波电感,降低地线阻抗,减少干扰。

KG:震荡电路板电源开关。

K1:夜灯及按键。

LED:电源/缺水指示灯。

各元器件选型

换能片

压电陶瓷材料制成的晶片,压电陶瓷主要由锆钛酸铅(PZT)所组成, 在氧化锆(ZrO2)、氧化铅 (PbO)及氧化钛(TiO2等的粉末原料中,按一定比例适当添加微量的添加物后,由多道加工程序完成陶瓷粉料制作,再利用油压机使之压缩成各种规格形状,成型后在1350℃左右温度下进行烧结,所得的成品,再以电镀的方法或者不锈钢贴片法完成电极极化工作后,就是压电陶瓷晶片成品。寿命要求在5000h以上。目前主要使用的品牌是奥迪威。

晶体管 V

大功率三极管。要求BVceo>200V, Uceo>1. 5V(Ic=2A时), fT>10MHz, Icm=6A,通常选用BU406。

二极管 D1

选用超快恢复二极管FR107。

电位器 VR1

VR1选用带开关电位器,可调范围为5K或10K。

可调电阻器 VR2

选用可调电阻器202。

水位开关 K

选用磁簧开关。

电容

C1选用1kv高压电容101;

C2选用152/250V(以上) CBB电容;

C3选用涤纶电容2A103J;

C4、 C5选用损耗小、精度高的473/400V CBB电容。

电感

L1选用色环电感100uH/1W;

L2选用电感量3uH的空心电感:用0. 6mm删漆包线在4mm的圆棒上绕3.5匝;

L3选用电感量30 uH工字电感:用0.44mm漆包线在8mm×10mm的工字形磁芯上绕25匝,外面套热缩管。

KG

同开关电位器VR1,额定电流3A。

K1

夜灯开关选用自锁按键,夜灯选用Φ 5高亮聚光蓝灯。

LED

红/绿或红/黄双色Φ 3/Φ 5LED,缺水时亮红灯,正常工作时亮绿/黄灯。

注意事项

雾化换能器应工作在饮用水或相似的溶液中,不得工作在 PH>8 或 PH<5 的液体中, PH>8 或 PH<5的液体会使雾化换能器性能减弱或损坏。换能器严禁在无水或无其它液体情况下工作;

换能器与电路板的连接引线要尽量短,有利于降低高频噪声,减小干扰;

调节 L2 或 C2、 C4 可以改变震荡频率,但如果 L2 太小,电感的 Q 值就很低;如果改变 C2、 C4,则容量的变化又会改变分压比从而影响反馈量,甚至会因不满足条件而停振。因此 L2、 C2、 C4 都要求使用精度高的元件。

所有参与振荡的电容均采用无感电容, PCB 底层须刷防潮漆。

由于液体溶液表面张力不同,各种液体的雾化量也不完全相同,相对液体表面张力越大,雾化量越小,反之则越大。液体内所含杂质不同,对设备的使用寿命、 雾化效果、保养周期都有一定的影响。在超声波加湿中, 当水中钙、镁、矽酸含量高时,会造成雾化器本身结垢、加湿量小甚至损坏环雾化片等负面影响。因此需加入一些软化和改善水质的装置,同时经常对雾化器表面进行清理。

实践表明,雾化片在装配时,倾斜 5~8°(通常为 7°)放置,雾化效果最好,而且有利于延长雾化片寿命;调整电路使雾化水柱高度控制在 12~14cm 时能达到最好的出雾效果(φ25/φ20 换能片)。

应使雾化片中心到液面距离保持在 31~37mm,通常选取 34mm。

设计线路时要确保雾化器与水或其它液体之间不出现电位差,以避免发生电腐蚀而损坏换能器。

尽量不要追求大的喷雾量,也不宜把电流调到 0.8A 以上,否则会大大缩短换能片的寿命。一般情况下,喷雾量最大时,每小时喷出水量在 350ml~400ml 为正常情况(φ20 换能片) 。当调节 VR2 到最小位置时,稍有水雾喷出,此时电流在 0. 2A~0. 3A 左右比较合适。通电后,把喷雾量控制电位器 VR2旋到最大位置,应看到水雾喷出量很大,同时观察电流表指示不应超过 0. 65A,也不应小于 0. 5A,否则应调节 VR1 半可调电阻,使电流合适。

审核编辑:汤梓红

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    电路要比一般的接触式液位显示电路要优越,精度会更高。因为超声波既有不受被测液体的浓度和导电性能影响的特性。超声波 液位计 指示电路
    发表于 08-29 09:41 2668次阅读
    <b>超声波</b>液位计指示<b>电路</b>

    超声波雾化器电路

    益鸟牌402型超声波雾化器电路,本内容提供了超声波雾化器电路供大家借鉴
    发表于 05-10 14:35 7359次阅读
    <b>超声波</b>雾化器<b>电路</b>

    超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

    超声波清洗机主要由超声波发生器、超声换能器和清洗槽组成,超声波发生器将50Hz的交流电转换成超声频电震荡信号后,通过电缆输送给超声换能器。超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用。
    发表于 08-18 11:23 8.3w次阅读
    <b>超声波</b>清洗机原理图_<b>超声波</b>清洗机<b>电路</b>图_<b>超声波</b>清洗机结构图

    基于ARM超声波检测系统的超声波发射与控制电路设计

    超声波前端发射电路负责产生激励脉冲电压和重复频率可调的超声波。接收电路首先将反射回来的微弱信号经放大、滤波等电路处理,然后通过A/D转换电路对信号进行采集并将采集的信号经数据缓冲FIF0送入DSP。
    发表于 07-17 10:22 1250次阅读
    基于ARM<b>超声波</b>检测系统的<b>超声波</b>发射与控制<b>电路设计</b>

    超声波发射电路原理

    附图是超声波发射电路。整个电路由40kHz超声波振荡和超声波发射头的驱动电路两部分组成。在74HC00中包含有四个与非门.用三个与非门构成振荡电路.另一个与非门用做控制输出的门电路.在ON/OFF输入端为高电平(“H”)时有40kHz的超声波
    的头像 发表于 01-29 15:59 3.8w次阅读
    <b>超声波</b>发射<b>电路</b>原理

    超声波加湿器电子变压器

    声波加湿器套件由电源适配器与超声波加湿器两个独立的单元组合而成,只要将超声波加湿器单元淹没于浅水中,再与电源适配器单元连接通电,就能自动起振激发起雾,形成浓密均匀的雾气群,能有效加湿空气,消除静电,降尘防病,滋润肌肤。
    的头像 发表于 02-08 10:36 3637次阅读
    <b>超声波</b><b>加湿器</b>电子变压器

    倍加福小型F77超声波传感器用于PCB电路板检测的应用解析

    倍加福UB100-F77/ UB250-F77 版本的超声波传感器能在检测PCB电路板时做到准确而稳定的检测,因此受到广泛应用。UB100-F77 版本的超声波传感器不受PCB 电路板颜色,材质,外形以及孔洞的影响,可屏蔽高反光背景, 同时避免传感器在设备震动时产生倾斜而导致的误检测。
    发表于 03-15 16:47 1251次阅读

    超声波传感器构成的超声波加湿器电路

    下图是由超声波传感器构成的超声波加湿器电路,适用于对房间的空气进行加湿。
    的头像 发表于 09-18 11:13 5278次阅读
    <b>超声波</b>传感器构成的<b>超声波</b><b>加湿器</b><b>电路</b>

    超声波换能器驱动电路板的作用

    不知不觉,超声波换能器的应用范围已经从几年前简单的测距,发展到了更高科技的应用领域。人们在追求更高应用性能的同时却经常忽略与之相配套的重要器件——超声波换能器驱动电路板。接下来就来谈谈超声波换能器
    的头像 发表于 02-10 14:05 146次阅读
    <b>超声波</b>换能器驱动<b>电路板</b>的作用

    带有触摸功能+超声波雾化的加湿器语音芯片

    唯创知音在加湿器上有着多年的开发经验,WT2003H-B007这是带有语音播放功能的超声波雾化语音芯片,是一款低成本、电路简单,芯片内置400秒语音可直推8欧0.5喇叭播放,可调超声波频率(1.7M-3MHZ)输出超声波驱动,触摸按键,10位AD检测,串口控制各种输出模式的多合一语音芯片。
    的头像 发表于 09-01 11:32 1302次阅读
    带有触摸功能+<b>超声波</b>雾化的<b>加湿器</b>语音芯片

    超声波发生器是什么?

    超声波电源分为自激式和它激式电源,自激式电源被称为超声波模拟电源,它激式电源称为超声波发生器。 超声波发生器采用世界领先的他激式震荡电路结构,较自激式震荡电路结构在输出功率增加10%以上。 超声波放大电路形式采用线
    的头像 发表于 09-07 18:23 1156次阅读
    <b>超声波</b>发生器是什么?

    小型超声波电源电路板设计

    任何一台超声波清洗设备的正常工作,需要相应的可靠超声波电源支持。超声波电源质量的好坏直接决定了机器的工作稳定性。小型超声波电源电路板采用的是开关式直流稳压电源供电。使机器电源效率高、结构紧凑、整机
    发表于 12-15 16:10 84次阅读
    小型<b>超声波</b>电源<b>电路板</b>设计

    超声波主板电路线路板设计

    超声波主板电路线路板是用给超声波清洗换能器足够的驱动激励电压和匹配电容,来带动超声波清洗设备的振动。超声波主板电路线路板的频率跟踪电路克服了模拟电路的缺陷,通过软件计算的控制方法,得到高精度和高稳定
    发表于 12-16 15:27 131次阅读
    <b>超声波</b>主板<b>电路线路板</b>设计

    超声波驱动电路线路板设计

    超声波驱动电路线路板能把电能转换成机械能的振荡电路,并不是所有的超声波驱动电源都可以驱动所有的超声波清洗换能器,要超声波驱动频率和超声波换能器频率和电容一致,才能达到设备的最近状态,不是同一种频率
    的头像 发表于 12-21 14:57 995次阅读
    <b>超声波</b>驱动<b>电路线路板</b>设计

    超声波频率控制线路电路板设计

    超声波频率控制线路电路板是一种频率、功率可调式大功率超声波电源,该电源采用由IGBT构成的全桥式逆变主电路,实现了逆变降压和输出电调控。超声波频率控制线路电路板的控制电路以脉宽调制电路为核心,通过
    发表于 12-27 15:00 111次阅读
    <b>超声波</b>频率控制线路<b>板</b><b>电路板</b>设计

    超声波电路板驱动线路设计

    超声波电路板驱动线路通电交流电压220V±10%,电源电压需稳定。体积小、占用空间小,功率大、清洗效果好,自动化程度高。超声波电路板驱动线路驱动超声清洗换能器依次启动低频初洗、中频精洗、换水、高频
    发表于 12-30 16:41 135次阅读
    <b>超声波</b><b>电路板</b>驱动线路设计

    小型超声波PCB电路板设计

    小型超声波PCB电路板通过自动频率跟踪技术、PWM调功控制技术、电容阻抗匹配技术来匹配超声波清洗换能器。小型超声波PCB电路板在驱动负载工作时,负载参数会发生变化,这就是需要小型超声波PCB电路板
    的头像 发表于 01-03 15:56 224次阅读
    小型<b>超声波</b>PCB<b>电路板</b>设计

    变频超声波清洗机电路板设计

    能让变频超声波清洗机高效的达到清洗效果,有必要使变频超声波清洗机电路板超声波清洗换能器的阻抗和电感相匹配精度要好,否则将致变频超声波清洗机电路板超声波清洗换能器清洗力度和功率的下降,严重的的可能
    的头像 发表于 01-04 16:06 559次阅读
    变频<b>超声波</b>清洗机<b>电路板</b>设计

    智能果蔬超声波清洗机电路板设计

    智能果蔬超声波清洗机电路板具备智能清洗程度高和清洗效果好的优点,解决了稳定性能低和臭氧设备散热性能差的问题。智能果蔬超声波清洗机电路板有散热片、电路板、微处理器、开关和电源,散热性能更好,结构更加简单,实用方便,果蔬的消毒和清洗更加稳定,从而有效的解决了稳定性能低和散热性能差的问题。
    的头像 发表于 01-05 16:42 332次阅读
    智能果蔬<b>超声波</b>清洗机<b>电路板</b>设计

    超声波电源驱动电路线路板设计

    超声波电源驱动电路线路板具有过载保护,抗电磁干扰,防静电等保护电路设计超声波电源驱动电路线路板单台最大功率为3000W,做高频率为200khz,采用自动追频方式,自动谐振来满足超声波换能器的最佳工作状态。 超声波电源驱动电
    的头像 发表于 01-30 15:58 524次阅读
    <b>超声波</b>电源驱动<b>电路线路板</b>设计

    高频率超声波线路设计

    高频率超声波线路采用一种新型的扫频技术控制电路板,用于超声波清洗设置中,以提高工业各种高精密零部件,手机和电脑半导体材料,实验室化工等应用。高频率超声波线路经变压器,整流桥,滤波器和稳压后,通过
    发表于 02-03 14:40 58次阅读
    高频率<b>超声波</b>线路<b>板</b>设计

    超声波发生器电路板设计

    小型超声波发生器电路板是指没有外壳能驱动1-10个超声波清洗换能器的低成本线路,先进的软硬件控制系统,高性能的稳定输出系统,高效率的超声波清洗转换效率,可以保证超声波清洗设备和超声波振动稳定
    的头像 发表于 02-14 14:22 179次阅读
    <b>超声波</b>发生器<b>电路板</b>设计

    扫频超声波线路电路设计

    扫频超声波线路具有超声清洗换能器频率自动扫频,超声波换能器频率跟踪分析能力、故障自动检测报警保护能力。扫频超声波线路具有完善的保护,超声波清洗换能器开路、短路、过载和过热都可以即进的保护和报警
    的头像 发表于 02-16 15:52 135次阅读
    扫频<b>超声波</b>线路<b>板</b><b>电路设计</b>

    超声波频率扫频技术控制电路板设计

    超声波频率扫频技术控制电路板提出一种新型的超声波清洗换能器扫频电路和扫频方法,能够确定超声波清洗换能器的中心谐振频率,从而确定驱动超声波清洗换能器工作的驱动频率,进而提高超声波清洗换能器的换能效率
    的头像 发表于 02-17 15:55 187次阅读
    <b>超声波</b>频率扫频技术控制<b>电路板</b>设计

    超声波PCB电路板配件设计

    超声波PCB电路板配件采用半桥它激式线路,针对我国现有的超声波发生器形式种类很多,它们大都能够驱使超声波换能器振子工作达到洗净目的。但是因为不同的电路设计,其传输效率不同,表现为发生器消耗同样
    发表于 02-20 14:10 37次阅读
    <b>超声波</b>PCB<b>电路板</b>配件设计

    自激振荡超声波线路电路设计

    自激振荡超声波线路电路既具有精密清洗驱动功能,又具有振动能量功能的要求,设计了能量回馈型超声波电机驱动与能量采集电路,分析了电路的各个组成模块,并对电路硬件进行了设计与仿真;设计的驱动电路能够满足
    的头像 发表于 02-21 15:12 239次阅读
    自激振荡<b>超声波</b>线路<b>板</b><b>电路设计</b>

    40khz超声波电路线路板设计

    40khz超声波电路线路板采用频率自动跟踪的方式来驱动超声波清洗发生器与超声波清洗换能器工作在最佳状态,使超声波清洗机的整机达到最佳工作效率,计算出功率值并通过脉宽调制电路来改变超声波发生器
    发表于 02-22 11:38 107次阅读
    40khz<b>超声波</b><b>电路线路板</b>设计

    超声波控制驱动线路设计

    超声波清洗电源包括控制超声波清洗发生器及超声波清洗机,其中,该控制,位于超声波清洗发生器,包括:电路基板;控制器,设置在电路基板上。采用数字电位器对超声波清洗发生器的扫频速度和输出功率进行调节
    发表于 02-26 12:30 53次阅读
    <b>超声波</b>控制<b>板</b>驱动线路<b>板</b>设计

    超声波换能器谐振电路线路板设计

    超声波换能器谐振电路线路板一种阻抗以及谐振频率它激式驱动电路,包括直流电源,开关元器件,分压电容组件,变压器,谐振电感等组成,可以有效保证因为电压不能造成损坏超声波清洗换能器,输出最大电压值可控
    的头像 发表于 03-03 11:03 217次阅读
    <b>超声波</b>换能器谐振<b>电路线路板</b>设计

    40khz 60W/120W 超声波线路电路板设计

    40khz 60W/120W 超声波线路电路板传统的超声波电源频率跟踪方法有最大电流搜索谐振频率方法、锁相环频率跟踪方法和匹配电感调节方法等。
    的头像 发表于 03-19 10:06 254次阅读
    40khz 60W/120W <b>超声波</b>线路<b>电路板</b>设计

    500W 28khz/40khz 超声波驱动电路线路板

    500W 28khz/40khz 超声波驱动电路线路板超声波振子施加该谐振振=频率(包括近似)的电脉冲信号。在这种情况下,产生在不施加电脉冲信号之后,被称作超声波振动依然机械性地短时间持续的现象
    的头像 发表于 03-24 14:18 137次阅读
    500W 28khz/40khz <b>超声波</b>驱动<b>电路线路板</b>

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