摘要：分享一個(gè)可公開(kāi)查詢(xún)的LOXIM Technologies （深圳市樂(lè)而信科技服務(wù)有限公司）專(zhuān)利技術(shù)，發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?02510666601.4，也是其微孔霧化驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)品LX8201背后的關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)之一，專(zhuān)利標(biāo)題“一種用MCU直接驅(qū)動(dòng)高壓H橋的微孔霧化片驅(qū)動(dòng)電路”。

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背景

微孔霧化片驅(qū)動(dòng)電路廣泛應(yīng)用于加濕器、噴霧器等設(shè)備中，通過(guò)特定頻率的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)微孔霧化片產(chǎn)生高頻振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)液體霧化。隨著市場(chǎng)對(duì)霧化效果和能效要求的不斷提高，微孔霧化片驅(qū)動(dòng)技術(shù)逐漸成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)不僅需要滿(mǎn)足高效霧化的需求，還要兼顧成本控制和穩(wěn)定性提升，為相關(guān)產(chǎn)品的普及提供了重要支持。

目前，為解決微孔霧化片的高效驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)普遍采用電感諧振型驅(qū)動(dòng)電路或高壓MOS管開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)方案。參照?qǐng)D1，其中，電感諧振型驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)MCU發(fā)出一路PWM信號(hào)控制MOS管開(kāi)關(guān)，利用電感與微孔霧化片寄生電容形成振蕩回路，生成高壓波形驅(qū)動(dòng)霧化片 工作。此外，還有采用單端驅(qū)動(dòng)方式的電路設(shè)計(jì)，通過(guò)單個(gè)MOS管配合電感和采樣電阻實(shí)現(xiàn) 驅(qū)動(dòng)與追頻功能。這些方法雖然在一定程度上滿(mǎn)足了驅(qū)動(dòng)需求，但仍然存在諸多局限性。

要使用高壓MOS管和大容量電感，導(dǎo)致器件成本高昂;二是受元器件離散性影響，MCU輸出驅(qū) 動(dòng)頻率與微孔霧化片固有頻率難以匹配，造成驅(qū)動(dòng)效率低下并增加功耗。這些問(wèn)題限制了 現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的進(jìn)一步推廣和發(fā)展。

?發(fā)明內(nèi)容

一種用MCU直接驅(qū)動(dòng)高壓H橋的微孔霧化片驅(qū)動(dòng)電路，包括: 主控芯片、升壓電路和霧化驅(qū)動(dòng)電路; 所述升壓電路連接電源輸入端，用于將輸入電壓升壓至10‐36V的高壓VP; 所述霧化驅(qū)動(dòng)電路包括由第一MOS管(Q1)、第二MOS管(Q2)、第三MOS管(Q3)、第四MOS管(Q4)構(gòu)成的H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中所述第一MOS管漏極與所述第三MOS管漏極連接形成第一橋臂，所述第二MOS管漏極與所述第四MOS管漏極連接形成第二橋臂，所述第一橋臂和第 二橋臂的共接點(diǎn)分別連接微孔霧化片的兩極; 所述主控芯片直接輸出四路相位差為180°的 PWM控制信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)的所 述第一MOS管至所述第四MOS管源柵極。

技術(shù)特點(diǎn)

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了用MCU直接驅(qū)動(dòng)高壓H橋的微孔霧化片驅(qū)動(dòng)電路。 該方案通過(guò)主控芯片輸出四 路 相位差為180°的PWM信號(hào)控制H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的MOS管，能夠以較低的Vpp值實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)方案相同的霧化效果，從而降低對(duì)元器件的要求，顯著減少物料成本，典型應(yīng)用場(chǎng)景中成本降低25%。同時(shí)，內(nèi)置的追頻算法模塊通過(guò)采樣微孔霧化片的電 流信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整PWM頻率f2，使其趨近于微孔霧化片的固有諧振頻率f0，減少了離散器件對(duì) 驅(qū)動(dòng)效率的影響，大幅提高驅(qū)動(dòng)效率，典型應(yīng)用場(chǎng)景中功耗降低20%。

同時(shí)，通過(guò)采用上述技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微孔霧化片固有頻率的精準(zhǔn)追蹤。具體而言， 通過(guò)在GNDB點(diǎn)設(shè)置采樣電阻并結(jié)合MCU的ADC功能，系統(tǒng)可以精確檢測(cè)電流變化情況。MCU以 最小分頻間距步進(jìn)在名義頻率+/‐5%范圍內(nèi)搜索最佳頻率點(diǎn)，確保工作頻率始終接近微孔 霧化片的實(shí)際固有頻率。此外，每秒一次的定時(shí)追頻機(jī)制有效補(bǔ)償了因溫度、負(fù)載變化等因 素引起的頻率漂移，從而大幅提升驅(qū)動(dòng)效率并降低能量損耗。

（備注：追頻算法屬于軟件范疇，另有發(fā)明專(zhuān)利進(jìn)行詳盡闡釋?zhuān)?/p>

另外，

驅(qū)動(dòng)電壓VP可根據(jù)微孔霧化片的具體參數(shù)靈活調(diào)整，確 保在不同應(yīng)用場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)最佳驅(qū)動(dòng)效果。獨(dú)立的PWM‐V定時(shí)器設(shè)計(jì)有效減少了與主驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相互干擾，提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性。同時(shí)，VP電壓值的存儲(chǔ)與默認(rèn)設(shè)定簡(jiǎn)化了系統(tǒng)初始 化流程，提高了驅(qū)動(dòng)電路的適應(yīng)性和可靠性，為微孔霧化片的高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。

權(quán)利要求

基于上述技術(shù)發(fā)明，專(zhuān)利文件也列出了10項(xiàng)詳盡的權(quán)利要求，全方位保障了此創(chuàng)新發(fā)明專(zhuān)利的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

（發(fā)明專(zhuān)利權(quán)利要求，部分節(jié)選）


審核編輯 黃宇