超声波雾化片频率追踪系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及超声波雾化片控制技术，公开了一种超声波雾化片频率追踪系统及方法，解决了现有超声波雾化片追频方式电路结构复杂，成本高，追频精度低、效果差的问题。本发明专利技术中：通过采样模块采集流经超声波雾化片的电流并将其转换为相应的直流电压信号，同时控制模块使驱动频率递增，在驱动频率递增过程中持续比较前后采集到的两个直流电压的大小，若前者小于后者，说明当前驱动频率还未达到谐振频率，若前者大于后者，说明当前驱动频率已超过谐振频率，以此找到谐振频率附近的频率点，进而使超声波雾化片工作在谐振频率附近，实现追频。本发明专利技术电路结构简单，成本低，追频精度高、效果好，特别适用于雾化器等产品。

【技术实现步骤摘要】
超声波雾化片频率追踪系统及方法
本专利技术涉及超声波雾化片控制
，特别涉及一种超声波雾化片频率追踪系统及方法。
技术介绍
雾化器、电子烟、加湿器等电子产品一般由超声波雾化片作为负载，超声波雾化片由一定频率的信号驱动，在不同驱动频率下，其工作状态存在较大差异，超声波雾化片具有一定的谐振频率，在谐振频率附近雾化片的性能最好，能源利用率最高，在谐振频率附近流过雾化片的电流最大，随着驱动频率远离谐振点，通过雾化片的电流逐渐减小。传统追频方式通过采样各个驱动频率下超声波雾化片的工作状态信息，然后比较得出最佳的工作频率，并以此固定频率来驱动超声波雾化片工作。这种实现方式需要采集并比较超声波雾化片工作时的各种状态信息，其电路结构复杂，成本较高，且严重受限于采样精度，导致追频精度较低；此外，超声波雾化片由于制造工艺和材料的偏差，其谐振频率并不是固定不变的，同时随着雾化片的使用磨损和老化，其谐振频率也会发生随机变化，因此通过固定驱动频率来驱动雾化片难以得到最好的效果。
技术实现思路
本专利技术为解决现有超声波雾化片追频方式电路结构复杂，成本高，追频精度低、效果差的技术问题，提供一种超声波雾化片频率追踪系统及方法。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术首先提供一种超声波雾化片频率追踪系统，包括控制模块、驱动模块、超声波雾化片、采样模块和采样保持及比较模块，所述控制模块用于向驱动模块输出驱动频率，所述驱动模块用于根据接收到的驱动频率驱动超声波雾化片工作；所述采样模块用于采集超声波雾化片的工作电流并将工作电流转换为直流电压，以及将直流电压输出到采样保持及比较模块；所述控制模块用于向驱动模块输出预设的初始驱动频率，然后依次循环进行：控制采样保持及比较模块保存当前输入的直流电压作为第一直流电压，在当前输出的驱动频率的基础上增大驱动频率并输出到驱动模块，控制采样保持及比较模块将当前输入的直流电压作为第二直流电压，并比较第一直流电压和第二直流电压的大小，以及将比较结果输出到控制模块；直到第一直流电压大于或等于第二直流电压时停止循环操作，然后向驱动模块输出在当前所输出的驱动频率的基础上增大1次驱动频率前的驱动频率，或保持当前输出的驱动频率不变。作为进一步优化，所述采样保持及比较模块包括运算放大器、D触发器、电容一和可控开关，所述运算放大器的同相输入端与采样模块的输出端连接，反相输入端与电容一的一端连接，所述D触发器的D输入端与可控开关的一端和运算放大器的输出端连接，D触发器的任意一个输出端与控制模块的信号输入端连接，所述控制模块通过不同的信号输出端分别与D触发器的时钟输入端、可控开关的控制端和驱动模块的信号输入端连接，所述可控开关的另一端与电容一的一端连接，所述电容一的另一端接地；所述控制模块用于控制可控开关的开启和关闭以及触发D触发器输出。作为进一步优化，所述采样保持及比较模块还包括反相器模块，所述反相器模块包括一个或多个串联的反相器，所述D触发器的D输入端与可控开关的一端和运算放大器的输出端之间通过反相器模块连接，所述D触发器的D输入端与一个或多个串联的反相器的输出端连接，所述可控开关的一端和运算放大器的输出端与一个或多个串联的反相器的输入端连接。作为进一步优化，所述可控开关包括型号相同的MOS管一、MOS管二、MOS管三和MOS管四，所述MOS管一和MOS管二并联，所述MOS管三的漏极与运算放大器的输出端连接，MOS管三的源极与MOS管一的漏极连接，MOS管三的源极和漏极短接，所述MOS管四的漏极与MOS管一的源极连接，MOS管四的源极与电容一的一端连接，MOS管四的源极和漏极短接，所述MOS管三的栅极和MOS管四的栅极连接，所述控制模块通过不同的信号输出端分别与D触发器的时钟输入端、驱动模块的信号输入端、MOS管一的栅极和MOS管三的栅极连接；所述控制模块用于控制MOS管一、MOS管二、MOS管三和MOS管四的开启和关闭，且输出到MOS管一的栅极与MOS管三的栅极的开关信号始终相反。作为进一步优化，所述控制模块包括控制单元和时钟单元，所述时钟单元包括反相器一、反相器二、反相器三、反相器四、反相器五、反相器六、反相器七、电阻一、电阻二、电容二和电容三，所述反相器一、反相器二、电阻一、反相器三、反相器四、电阻二、反相器六和反相器七依次串联，所述电容二的一端与反相器三的输入端连接，另一端接地，所述电容三的一端与反相器六的输入端连接，另一端接地，所述反相器五的输入端与反相器三的输出端连接，所述反相器一的输入端作为初始时钟信号输入接口，所述反相器一的输出端与D触发器的时钟输入端连接，所述反相器三的输出端与MOS管一的栅极连接，所述反相器五的输出端与MOS管三的栅极连接，所述反相器七的输出端为控制单元提供时钟信号，所述控制单元在时钟上升沿到来时在当前输出的驱动频率的基础上增大驱动频率并输出到驱动模块，所述反相器三的输出端的时钟信号与反相器一的输出端的时钟信号的相对延时时间一大于0，所述反相器七的输出端的时钟信号与反相器三的输出端的时钟信号的相对延时时间二大于0，所述相对延时时间一与相对延时时间二之和小于初始时钟信号周期的1/2。作为进一步优化，所述超声波雾化片频率追踪系统还包括电平移位模块，所述运算放大器的同相输入端与采样模块的输出端之间通过电平移位模块连接，所述电平移位模块包括PNP型的三极管一和基准电流源，所述运算放大器的同相输入端与基准电流源的输出端和三极管一的发射极连接，所述基准电流源的输入端与电源连接，所述三极管一的集电极接地，三极管一的基极与采样模块的输出端连接。作为进一步优化，所述采样模块包括电阻三、电容四和电流采样电阻，所述电流采样电阻的一端与电阻三的一端和超声波雾化片的负极连接，电流采样电阻的另一端与电容四的一端连接并接地，所述电阻三的另一端与电容四的另一端连接并作为采样模块的输出端。另外，本专利技术还提供一种超声波雾化片频率追踪方法，应用于上述的超声波雾化片频率追踪系统，包括以下步骤：步骤一、控制模块向驱动模块输出预设的初始驱动频率；步骤二、控制模块控制采样保持及比较模块保存当前输入的直流电压作为第一直流电压；步骤三、控制模块在当前输出的驱动频率的基础上，增大驱动频率并输出到驱动模块；步骤四、控制模块控制采样保持及比较模块将当前输入的直流电压作为第二直流电压，并比较第一直流电压和第二直流电压的大小，然后将比较结果输出到控制模块；步骤五、控制模块根据本次比较结果，若第一直流电压小于第二直流电压，则执行步骤二，若第一直流电压大于或等于第二直流电压，则控制模块向驱动模块输出在当前控制模块所输出的驱动频率的基础上增大1次驱动频率前的驱动频率，或控制模块保持当前输出的驱动频率不变。作为进一步优化，所述步骤一和步骤二之间还包括步骤A：控制模块将预设的计数值清零；所述步骤五中：若第一直流电压小于第二直流电压，则执行步骤A；若第一直流电压大于或等于第二直流电压，则计数值加一，然后控制模块判断计数值是否达到预设的计数阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超声波雾化片频率追踪系统，包括控制模块、驱动模块和超声波雾化片，所述控制模块用于向驱动模块输出驱动频率，所述驱动模块用于根据接收到的驱动频率驱动超声波雾化片工作，其特征在于：还包括采样模块和采样保持及比较模块；/n所述采样模块用于采集超声波雾化片的工作电流并将工作电流转换为直流电压，以及将直流电压输出到采样保持及比较模块；/n所述控制模块用于向驱动模块输出预设的初始驱动频率，然后依次循环进行：控制采样保持及比较模块保存当前输入的直流电压作为第一直流电压，在当前输出的驱动频率的基础上增大驱动频率并输出到驱动模块，控制采样保持及比较模块将当前输入的直流电压作为第二直流电压，并比较第一直流电压和第二直流电压的大小，以及将比较结果输出到控制模块；直到第一直流电压大于或等于第二直流电压时停止循环操作，然后向驱动模块输出在当前所输出的驱动频率的基础上增大1次驱动频率前的驱动频率，或保持当前输出的驱动频率不变。/n

【技术特征摘要】
1.超声波雾化片频率追踪系统，包括控制模块、驱动模块和超声波雾化片，所述控制模块用于向驱动模块输出驱动频率，所述驱动模块用于根据接收到的驱动频率驱动超声波雾化片工作，其特征在于：还包括采样模块和采样保持及比较模块；
所述采样模块用于采集超声波雾化片的工作电流并将工作电流转换为直流电压，以及将直流电压输出到采样保持及比较模块；
所述控制模块用于向驱动模块输出预设的初始驱动频率，然后依次循环进行：控制采样保持及比较模块保存当前输入的直流电压作为第一直流电压，在当前输出的驱动频率的基础上增大驱动频率并输出到驱动模块，控制采样保持及比较模块将当前输入的直流电压作为第二直流电压，并比较第一直流电压和第二直流电压的大小，以及将比较结果输出到控制模块；直到第一直流电压大于或等于第二直流电压时停止循环操作，然后向驱动模块输出在当前所输出的驱动频率的基础上增大1次驱动频率前的驱动频率，或保持当前输出的驱动频率不变。


2.如权利要求1所述的超声波雾化片频率追踪系统，其特征在于，所述采样保持及比较模块包括运算放大器、D触发器、电容一和可控开关，所述运算放大器的同相输入端与采样模块的输出端连接，反相输入端与电容一的一端连接，所述D触发器的D输入端与可控开关的一端和运算放大器的输出端连接，D触发器的任意一个输出端与控制模块的信号输入端连接，所述控制模块通过不同的信号输出端分别与D触发器的时钟输入端、可控开关的控制端和驱动模块的信号输入端连接，所述可控开关的另一端与电容一的一端连接，所述电容一的另一端接地；所述控制模块用于控制可控开关的开启和关闭以及触发D触发器输出。


3.如权利要求2所述的超声波雾化片频率追踪系统，其特征在于，所述采样保持及比较模块还包括反相器模块，所述反相器模块包括一个或多个串联的反相器，所述D触发器的D输入端与可控开关的一端和运算放大器的输出端之间通过反相器模块连接，所述D触发器的D输入端与一个或多个串联的反相器的输出端连接，所述可控开关的一端和运算放大器的输出端与一个或多个串联的反相器的输入端连接。


4.如权利要求2所述的超声波雾化片频率追踪系统，其特征在于，所述可控开关包括型号相同的MOS管一、MOS管二、MOS管三和MOS管四，所述MOS管一和MOS管二并联，所述MOS管三的漏极与运算放大器的输出端连接，MOS管三的源极与MOS管一的漏极连接，MOS管三的源极和漏极短接，所述MOS管四的漏极与MOS管一的源极连接，MOS管四的源极与电容一的一端连接，MOS管四的源极和漏极短接，所述MOS管三的栅极和MOS管四的栅极连接，所述控制模块通过不同的信号输出端分别与D触发器的时钟输入端、驱动模块的信号输入端、MOS管一的栅极和MOS管三的栅极连接；所述控制模块用于控制MOS管一、MOS管二、MOS管三和MOS管四的开启和关闭，且输出到MOS管一的栅极与MOS管三的栅极的开关信号始终相反。


5.如权利要求4所述的超声波雾化片频率追踪系统，其特征在于，所述控制模块包括控制单元和时钟单元，所述时钟单元包括反相器一、反相器二、反相器三、反相器四、反相器五、反相器六、反相器七、电阻一、电阻二、电容二和电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷新宇，孙江，陈宁锴，
申请(专利权)人：成都动芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51