超声波雾化器电路图分享

换能器驱动电路

下面是项目最后一部分的电路图——换能器驱动器。如电路图所示，这是一个基于无处不在的微型时间芯片 NE555P (IC1) 的棘手振荡器设计，用于为雾化器传感器产生适当的驱动脉冲序列。在电路中，5K 多圈微调电位器 (RP1) 可用于将振荡器频率设置为 113 kHz (±5 kHz) (TP1)。即使超声波雾化器设备配置为在单个 5-Vdc 至 12-Vdc 输入上运行，除了 5-V 稳压直流电之外，该传感器驱动器还需要一个 20-Vdc 至 26-Vdc (V_DRIVE) 电源通道供应轨。

因为电路图非常简单且不言自明，所以我将继续进行项目的其余部分，而不会给出详细的电路描述。下面，您可以看到我在运行连接在一块普通电路板上的超声波雾化器原型时捕获的两个波形图(TP2 和 TP3)。

我以每件 2 美元的价格从一位值得信赖的中国卖家那里购买了 113 kHz(20 毫米)换能器。以下是卖家提供的机器翻译中文数据表的摘录：--电路一点通

直径：20 毫米

频率：113 kHz (±3 kHz)

静态电容：3,000 pF (±15% pF)

额定电压：70 V(最大)

额定功率：2.5W(正常使用1.5W)

该原型还使用不同的 105-kHz (±5 kHz) 换能器进行了成功测试。以下是其主要规格：

直径：16 毫米

工作频率：105 kHz (±5 kHz)

最大功率：2W

峰值输出电压：65V (±5V)

纹波(最大功率)：100 mV

电源电路

电源电路是一个 DC/DC 升压转换器稳压器，连接在廉价且非常流行的八引脚芯片 MC34063A (IC1) 周围。此处，其标称输出由组件 R4 和 R5 调整为 20 Vdc。该电路严格遵循数据表中给出的应用示例，因此您可以根据需要对其进行调整。

上述两个电路中的所有电解电容器均为 40-Vdc 额定值，而 180-µH(180 µH 至 220 µH)电感器 (L1) 为 1-A“鼓芯”型电感器。逻辑电平功率 MOSFET IRLZ44 (T1) 需要一个小散热器。请注意，电源部分经过专门定制，可以通过外部 USB 标准电源轻松为整个超声波雾化器供电。它接受来自任何其他电源(例如合适的电池和/或墙上适配器)的 5V 至 12V 范围内的直流输入。

可选的瞬时按钮开关 (S1) 与 2K7 电阻器 (R6) 相结合，让您仅在需要时短时间内提高雾气密度。请注意，当您按住 S1 时，最终输出电压 (V_DRIVE) 将升高至 26 Vdc，直到它被释放。

接近最终版本的原型已经在我的实验室内进行了测试，并且在水面上使用更细的颗粒和更高的喷雾水平效果很好，正如预期的那样。可悲的是，我找不到数码单反相机来拍摄测试时刻的好视频。但是，您可以在下面看到我的低端智能手机相机拍摄的静态图像。

最后的想法

实际上，我在想设计的是一个与微控制器兼容的换能器驱动电路(见下面的蓝图)。

问：如何找出“未知”超声波换能器的共振频率?

A：超声波换能器是一块具有特定共振频率的金属和陶瓷。要使换能器工作在共振状态，它必须由高频交流信号驱动。确定谐振频率的最佳方法是绘制换能器的阻抗谱。这通常使用非常昂贵的网络分析仪来完成，但如果示波器软件具有合适的功能，也可以使用简单的 USB 示波器和扫描频率发生器来完成。

后记：对于非常快速的实验，只需从电路中省略 78L05 和 MC34063 IC。然后使用稳定的 5-Vdc 电源为振荡器电路 (NE555) 供电，并使用稳定的 20/24/26 Vdc 为驱动器电路 (IRLZ44) 供电。您将需要一个双通道电源来进行最小的实验测试设置。

审核编辑：汤梓红