对雾化片驱动的尝试

       市面上的超声波雾化器电路方案基本上都是用一支三极管加上其它外围元件组成电容三点式振荡器,雾化片作为感性元件在谐振回路中。这种电路看似简单,但是我从来没有成功过。所以我尝试他激的办法驱动雾化片。电路如下:CD74HC4046A高速锁相环芯片,使用PD2做相位跟踪;LM5112做栅极驱动器,驱动FDS9945(后来用IRF7351),变压器升压驱动晶体,电流过零比较器使用TL712.

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      调试时不装R4,使VCO电压为电源电压一半定频驱动。结果发现雾化片谐振频率确实在1.7MHz附近。但是遇到了非常麻烦的问题。以下是昨天到今早的经历:

1,原来计划使用射频磁环红环,结果磁导率低的吓人,加上体积过小,匝数过低(Dual 5 turns),哪怕次级不接雾化片一上电MOSFET冒烟。之后随便用了一个大的绿环按7T*2匝数绕制空载不炸了,一接上雾化片立刻炸管。后来把匝数加到15T*2不炸了。

2,调好变压器后,将电路除锁相环处外,全部按图示接好,结果发现雾化片没反应,神奇的是如果断开次级的接地端,雾化片能够激起水花,看来初次极之间的分布参数已经很大了了,如果直接接地貌似会通过分布电容导致短路所以无输出?

3,次级突然打火,但是电压并不高,只有200Vpp不到,不知为何?放弃次级,直接将雾化片连接到两个MOSFET的D极之间,雾化片能明显激起水花但没有什么雾气。

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4,重新绕制变压器,将次级输出浮空,不与电路板有任何电气连接,直接测输出发现,初级好好的方波到了次级居然变成了正弦波。次级直接接上雾化片,水花很小,输出幅度比空载明显降低。所以应当是磁环工作频率高过了极限,损耗变大了,功率传不出去了。

5,重新绕制变压器,将输出端直接接上雾化片,不与PCB有其它电气连接,这次雾化器激起了很大的水花,出现了明显的雾气,MOSFET在3-5s内直接冒烟。测试输入电流已经高于7A,雾化片两端已经有一百伏特的峰峰值。用吸水纸加水盖在MOSFET上强行工作了一分多钟,发现变压器已经热的烫手。此时为了加大耦合度,临时改变变压器的绕组如下,初级也做为次级一部分:

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6,将电路板扔进垃圾桶。

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[修改于 3 个月前 - 2019-04-06 10:05:43]

来自 科创茶话
2019-4-5 12:10:54
0x00000000(作者)
1楼

 
 

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2楼

测一下雾化片阻抗然后共轭匹配过去试试


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2019-4-6 10:03:05
0x00000000(作者)
3楼

现存问题:

1,高频变压器损耗极大;

2,功率部分电压毛刺多,干扰大,并且已经对MOSFET造成威胁;

3,过零比较器延迟过大,并且由于自身输入特性,不能准确在零点处给出反转信号;

4,雾化片的电磁惯性低到看不见(此问题部分按关联到1和2);(一般的LC回路,Q值够的话,用方波激励时观察电流,会发现如果方波频率低于回路频率,LC回路电流会在方波极性反转之前过零,随后被强制同相再按正弦规律上升;如果方波频率高于回路频率,则电流过零处也滞后于方波过零处,且电流波形呈三角形。实验中雾化片的电流波形始终是毛刺极多的三角波,过零处好像基本由激励电压决定,并且在谐振频率处仍然是三角波而不是近似正弦波,看不到明显电磁惯性)

5,MOSFET管发热大,由于损耗较大的关系(此问题部分按关联到1和2),除此之外还有驱动波形边沿不够陡峭的关系。


目前给出的解决思路:

1,使用合适的磁环重做高频变压器;

2,使用更高速的比较器;

3,使用更大电流的栅极驱动器;

4,对MOSFET做TVS保护。

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