項(xiàng)目編號(hào)：E1288

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源碼說(shuō)明：帶中文注釋

開發(fā)環(huán)境：C編譯器

簡(jiǎn)要概述：

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，微孔霧化片能工作在中心頻率3KHz左右的范圍內(nèi)，沒(méi)有很明顯的霧化量變化，而且霧化片自身的中心頻率也比較穩(wěn)定。所以定頻驅(qū)動(dòng)是完全可行的，掃頻驅(qū)動(dòng)多此一舉。所以微孔霧化片的驅(qū)動(dòng)器實(shí)際上是構(gòu)建一個(gè)可控的108KHz的頻率源去激勵(lì)霧化片。 這是我設(shè)計(jì)的霧化片驅(qū)動(dòng)一體化板。使用5V的電源供電，接口是Type-C。霧化片由Class-E功放電路驅(qū)動(dòng)，Class-E的MOSFET驅(qū)動(dòng)信號(hào)由MCU產(chǎn)生并由柵極驅(qū)動(dòng)器放大。為了達(dá)到足夠的輸出功率，MCU還輸出一路PWM信號(hào)控制Boost電路的MOSFET，將5V供電提升到22V以供給Class-E電爐使用。這是電路的基本架構(gòu)。
電路啟動(dòng)后，MCU除了不斷進(jìn)行PID運(yùn)算調(diào)整占空比穩(wěn)定Boost電路輸出電壓，還進(jìn)行LED的控制，及按鍵掃描水位檢測(cè)等任務(wù)。具體是.MUC的程序中設(shè)定了一個(gè)定時(shí)器中斷，每768個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)入中斷一次，中斷中使用ADC對(duì)Boost電路輸出電壓檢測(cè)，隨后調(diào)用PID算法計(jì)算最新的占空比值并更新，然后更改LED呼吸燈的驅(qū)動(dòng)占空比，最后進(jìn)行按鍵掃描并輸出按鍵事件值。在main函數(shù)中進(jìn)行三個(gè)任務(wù)循環(huán)：任務(wù)一負(fù)責(zé)對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)，如果處于低水位狀態(tài)則關(guān)閉Class-E功放電路的激勵(lì)以保護(hù)霧化片（實(shí)際該功能未使用）；任務(wù)二對(duì)按鍵事件進(jìn)行處理，根據(jù)按鍵長(zhǎng)按和短按的行為調(diào)整系統(tǒng)狀態(tài)，開關(guān)機(jī)，霧化量調(diào)節(jié)。霧化量的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變超低頻PWM信號(hào)的占空比，控制柵極驅(qū)動(dòng)器使能端使得后級(jí)Class-E功放電路的輸出時(shí)有時(shí)無(wú)達(dá)到霧化量調(diào)整功能。同時(shí)當(dāng)霧化量改變后，還將最新的霧化量擋位寫入Flash供下次上電時(shí)使用。任務(wù)三負(fù)責(zé)看門狗喂狗。
在最近的更新中增加了頻率調(diào)整模式，以適應(yīng)不同的霧化片和應(yīng)對(duì)同種霧化片的個(gè)體差異（由于步進(jìn)太大，可能毫無(wú)作用）。進(jìn)入方式：上電之前按住按鍵不放，給電路通電，等到LED點(diǎn)亮后即可進(jìn)入頻率調(diào)整模式，請(qǐng)?jiān)谑静ㄆ鞯谋O(jiān)測(cè)下調(diào)節(jié)頻率，監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇MOSFET的G和D極。短按一次頻率增加1KHz左右，長(zhǎng)按一次減少1KHz左右。同時(shí)可以配合MOSFET的D，S并聯(lián)電容一起調(diào)節(jié)，使得霧化片霧化效果最好時(shí)電路工作在Clas-E狀態(tài)。
重要提示：請(qǐng)?jiān)贛CU的P3.0引腳上并聯(lián)2K左右的下拉電阻以保證上電時(shí)該引腳電平強(qiáng)制為低電平，否則電路可能無(wú)法啟動(dòng)。這是之前設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到的。PCB上自行找位置焊接。

圖三：后級(jí)Class-E功放電路中MOSFET的G和D極波形圖（使用了比較理想的霧化片。其它的霧化片不一定能做到這種近似的ZVS工作模式）

 結(jié)論及反思：本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)霧化片的驅(qū)動(dòng)方案，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證，電路的各功能基本正常達(dá)到預(yù)期，長(zhǎng)時(shí)間的工作表明該電路能穩(wěn)定工作。但是，本設(shè)計(jì)仍存在較多的不足。本設(shè)計(jì)原先意欲用于1.7MHz的高頻霧化片驅(qū)動(dòng)，由于高頻霧化片需要極高的驅(qū)動(dòng)功率（約十幾瓦才有明顯的效果）對(duì)于使用手機(jī)充電器5v供電的場(chǎng)合難以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)由于軟硬件的設(shè)計(jì)缺陷，Boost升壓部分也無(wú)法提供如此高的功率，所以才改用了低頻微孔霧化片。同時(shí)，MCU供電使用了簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓管加電阻，使得該部分消耗了較多的功率，使得PCB溫度較高。

在下一版中試圖對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，使用AMS1117用作MCU供電解決供電效率地的問(wèn)題。但是對(duì)于傳統(tǒng)的高頻陶瓷霧化片的難題目前依然沒(méi)有好的思路。

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