高效率超声波雾化加湿器制造技术

本发明专利技术提供了一种高效率超声波雾化加湿器。在该加湿器的振荡电路中，利用连接在振荡管输入电路中的宽频带的串联谐振与并联谐振自动转换混合回路，对激励信号进行选择性提升，使振荡管获得较高的激励电压与较大的激励电流，以减小开关损耗，改善振荡波形，并确保振荡管工作于效率较高的乙烯状态。 该电路结构简单，工作稳定可靠，效率高，波形好，易起振，实施极为方便。适用于各种超声波雾化加湿器。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超声波雾化加湿器的振荡电路技术。国内外现有的各种超声波雾化加湿器，虽外观设计形形色色、华丽多姿，但内部振荡电路的结构与性能大同小异。多年来，这种沿用已久的振荡电路的能量转换效率无实质性进展。能量转换效率始终是大功率振荡电路的核心问题。本专利技术在92102525.4的基础上提出一种新的设计方案，其目的是提高振荡电路的能量转换效率，改善振荡电路的可靠性、稳定性与起振性能，使现有超声波雾化加湿器的内在质量有一显著而全面的实质性进步。以下结合附图对本专利技术的原理及主要特征进行详细说明。本专利技术所述的高效率超声波雾化加湿器，在振荡电路中振荡管BG1的基极接有由电感L3，电容C5，电阻R2、R4所组成的用来提高振荡效率的低Q值宽频带串联谐振回路。L3、R2以串联方式连接，C5、R4以串联方式连接，L3、R2与C5、R4以串联方式连接；C5、R4串联电路的上端与振荡管BG1的基极相连接，下端与输入信号的公共参考线或参考点N相连接；L3、R2串联电路的右端与振荡管BG1的基极相连接，左端直接或通过耦合电容等元件与激励信号输入端M点相连接；M点与N点之间接有高频分压电容C1；振荡管BG1的发射极直接或通过小电感与输入信号的公共参考线N相连接。通过以上连接，使输入激励信号构成完整的闭合回路。L3、R2、C5、R4可以是各自独立的有形元件，也可以是隐含在相邻元器件内部或电路布线之中，也可以制作成集成块形式。本专利技术所述的高效率超声波雾化加湿器由L3、R2、C5、R4组成低Q值宽频带串联谐振回路，其连接组合方式的作用原理说明如下1、根据串联谐振原理，C5二端能获得较高的谐振电压，所以，C5也可以称为提升电容。R4的作用有五点一是用来降低L3、C5回路的Q值，加宽其通频带，确保有用信号顺利通过。由于R2的阻值远小于R4，故L3、C5回路的空载Q值主要取决于R4；二是用来稳定M点的负载阻抗；三是用来限制从C5流向BG1基极的最大激励电流；四是保持由C3、C5、R4等元件所组成的负反馈分压器有足够高的负反馈分压，以抑制高频寄生振荡，改善振荡波形；五是与隐含的C1、L3、R2并联谐振回路起隔离作用，以支持C1、L3、R2回路对激励电流进行提升的并联谐振功能。2、C1、L3、R2与BG1的b、e结在大电流导通时的低等效内阻Rbe共同组成低Q值宽频带并联谐振回路，R2用来限制与降低回路的Q值，限制从M点流向BG1基极的最大激励电流，以稳定M点的负载阻抗。BG1工作在高频大功率状态，它在1.7MHz时的β值约为5—10。为了使BG1充分饱和，需要高达0.3—0.5A左右的基极高频激励电流。BG1深饱和时，其b、e结等效内阻Rbe的阻值很低，往往不足一欧姆。由并联谐振理论可知，Rbe阻值越低，C1、L3、R2、Rbe回路的Q值就越高，谐振作用就越强，越能为BG1基极提供更大的激励电流，促使Rbe的阻值进一步降低，如此良性循环的结果，使BG1迅速达到深饱和。BG1基极高频激励电流较小或很小时，Rbe的阻值可在数拾欧姆至数百欧姆之间变化。当Rbe的阻值大于L3的波阻抗时，C1、L3回路的Q值小于1，对激励电流的提升作用逐渐削弱直至完全消失。由于R2的阻值很小，所以，C1、L3回路的Q值主要取决于Rbe。可见，只有BG1工作在大电流状态，即正半周激励波形接近顶部时，C1、L3回路才发挥提升作用。3、在激励信号的正半周，BG1导通，b、e结等效内阻Rbe并联在C5、R4二端。L3、C5回路的空载Q值一般取2—3，实际工作时的Q值主要取决于Rbe。BG1刚起振，或起振后振荡尚处于弱小状态时，BG1基极的高频激励电流较小，Rbe阻值较大，约为数拾至数百欧姆，它对L3、C5回路的Q值影响很小，这时，C5将M点的激励电压提升Q倍，在R4的限流下，向BG1的基极提供激励电流。C5的这种提升功能，对BG1的起振和振荡的增强，起着迅猛有力的推动作用。BG1正常工作后，在正半周激励波形的中下段，基极激励电流较小，Rbe阻值较大，对L3、C5回路的Q值影响较小，这时，C5发挥提升作用，使激励电流迅速增大。随着BG1基极激励电流的增大，Rbe阻值逐渐降低，当Rbe的阻值小于C5的波阻抗时，C5的Q值小于1，提升作用逐渐削弱直至完全消失，这时，C5就由第一线逐渐退居到第二线。这时，C1、L3回路逐渐进入第一线，对激励电流发挥提升作用，使BG1迅速进入深饱和状态。4、当M点激励信号处于负半周时，BG1截止，基极激励电流为零，Rbe等效于开路。这时，C1、L3并联谐振回路自动消失，L3、C5串联谐振回路处于空载状态，其Q值达到所设计的最大值，C5的提升作用最强。C5将M点的负极性电压提升Q倍，该负电压能将BG1基极区存贮电荷迅速及时地反向抽取出来，从而大大提高BG1的开关速度，显著降低BG1的开关损耗。由于C5的容量远远大于BG1的b、e结结电容，R4的阻值又很低，故上述存贮电荷的抽取速度是很快很及时的。C5上端的负极性电压还能够确保BG1工作于效率较高的乙类状态。可见，C5尤如一只极性自动转换的高性能电子泵，它在正半周时向BG1基极提供激励电流，在负半周时，又将BG1基区有害的存贮电荷迅速抽取出来。在C1、L3与L3、C5二个回路中，L3、C5回路的地位与作用更为重要。5、L3、C5与C1、L3二个谐振回路，其谐振电感L3是公用的，在工作过程中，二个回路此起彼伏，自动转换，巧妙地互相配合，故将上述二个回路称为自动转换混合谐振回路。由于C1要兼顾输入电路的阻抗匹配，故上述二个谐振回路的中心频率往往有较大差别，但由于二个回路的Q值均较低，通频带较宽，加上参差调谐作用，使总的通频带更宽、更平坦，更有利于激励信号顺利通过。6、在激励信号波形的负半周，Rbe等效于开路。这时，由于L3、C5回路的串联谐振作用，使C1的负载呈纯电阻性，其阻值约为R2＋R4。R2与R4阻值之和一般不超过1.8欧姆，该电阻与C1相并联，由于M、N二点之间的阻抗很低，换能片TD二端的高频电压振幅相应有所升高，此时正是TD释放能量的阶段，这对提高产雾效率是有利的。7、振荡管BG1的性能存在很大的离散性，其β值高低往往有数倍之差。当BG1的β值较低时，为达到深饱和，需要更大的基极激励电流，这时，Rbe的阻值相应降低，C1、L3回路的Q值相应升高，对激励电流的提升作用随之增强，使加湿器仍能保持足够大的产雾量，从而减少甚至弥补了BG1β值较低给产品质量所造成的不利影响。8、由于L3、C5与C1、L3二个回路具有选频特性，能有效地抑制高频寄生振荡，故本电路的振荡波形较好。良好的波形有利于提高产雾效率，有利于延长换能片使用寿命。9、由于L3、C5回路对弱小振荡信号具有较强的提升、助推作用，并能加快BG1的开关速度，改善其高频特性，故本电路的起振性能显著优于
技术介绍
。10、由于效率高，振荡管产热大为减小，散热器不易发烫，能有效地减小或避免振荡管因过荷所造成的热损坏。现以对国内最常见的亚都D201型加湿器的第一代与第二代振荡电路板的改造性实施为例，介绍最佳实施方法。1、L3在园棒上密绕6.2匝，二端去漆上锡作为引脚。2、C1取0.068微法，C5取0.027微法。C6取0.068—0.082微法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波雾化加湿器，其特征在于加湿器的振荡电路中振荡管ＢＧ↓［１］的基极接有由电感Ｌ↓［３］，电容Ｃ↓［５］，电阻Ｒ↓［２］、Ｒ↓［４］所组成的用来提高振荡效率的低Ｑ值宽频带串联谐振回路。Ｌ↓［３］、Ｒ↓［２］以串联方式连接，Ｃ↓［５］、Ｒ↓［４］以串联方式连接，Ｌ↓［３］、Ｒ↓［２］与Ｃ↓［５］、Ｒ↓［４］以串联方式连接；Ｃ↓［５］、Ｒ↓［４］串联电路的上端与振荡管ＢＧ↓［１］的基极相连接，下端与输入信号的公共参考线或参考点Ｎ相连接；Ｌ↓［３］、Ｒ↓［２］串联电路的右端与振荡管ＢＧ↓［１］的基极相连接，左端直接或通过耦合电容等元件与激励信号输入端Ｍ点相连接；Ｍ点与Ｎ点之间接有高频分压电容Ｃ↓［１］；振荡管ＢＧ↓［１］的发射极直接或通过小电感与输入信号的公共参考线Ｎ相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈银德，
申请(专利权)人：陈银德，
类型：发明
国别省市：65[中国|新疆]