專利名稱：高效率超聲波霧化加濕器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超聲波霧化加濕器的振蕩電路技術(shù)。
國內(nèi)外現(xiàn)有的各種超聲波霧化加濕器，雖外觀設(shè)計形形色色、華麗多姿，但內(nèi)部振蕩電路的結(jié)構(gòu)與性能大同小異。多年來，這種沿用已久的振蕩電路的能量轉(zhuǎn)換效率無實質(zhì)性進(jìn)展。
能量轉(zhuǎn)換效率始終是大功率振蕩電路的核心問題。本發(fā)明在92102525.4的基礎(chǔ)上提出一種新的設(shè)計方案，其目的是提高振蕩電路的能量轉(zhuǎn)換效率，改善振蕩電路的可靠性、穩(wěn)定性與起振性能，使現(xiàn)有超聲波霧化加濕器的內(nèi)在質(zhì)量有一顯著而全面的實質(zhì)性進(jìn)步。
以下結(jié)合附圖
對本發(fā)明的原理及主要特征進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明所述的高效率超聲波霧化加濕器，在振蕩電路中振蕩管BG1的基極接有由電感L3，電容C5，電阻R2、R4所組成的用來提高振蕩效率的低Q值寬頻帶串聯(lián)諧振回路。L3、R2以串聯(lián)方式連接，C5、R4以串聯(lián)方式連接，L3、R2與C5、R4以串聯(lián)方式連接；C5、R4串聯(lián)電路的上端與振蕩管BG1的基極相連接，下端與輸入信號的公共參考線或參考點N相連接；L3、R2串聯(lián)電路的右端與振蕩管BG1的基極相連接，左端直接或通過耦合電容等元件與激勵信號輸入端M點相連接；M點與N點之間接有高頻分壓電容C1；振蕩管BG1的發(fā)射極直接或通過小電感與輸入信號的公共參考線N相連接。通過以上連接，使輸入激勵信號構(gòu)成完整的閉合回路。
L3、R2、C5、R4可以是各自獨立的有形元件，也可以是隱含在相鄰元器件內(nèi)部或電路布線之中，也可以制作成集成塊形式。
本發(fā)明所述的高效率超聲波霧化加濕器由L3、R2、C5、R4組成低Q值寬頻帶串聯(lián)諧振回路，其連接組合方式的作用原理說明如下1、根據(jù)串聯(lián)諧振原理，C5二端能獲得較高的諧振電壓，所以，C5也可以稱為提升電容。R4的作用有五點一是用來降低L3、C5回路的Q值，加寬其通頻帶，確保有用信號順利通過。由于R2的阻值遠(yuǎn)小于R4，故L3、C5回路的空載Q值主要取決于R4；二是用來穩(wěn)定M點的負(fù)載阻抗；三是用來限制從C5流向BG1基極的最大激勵電流；四是保持由C3、C5、R4等元件所組成的負(fù)反饋分壓器有足夠高的負(fù)反饋分壓，以抑制高頻寄生振蕩，改善振蕩波形；五是與隱含的C1、L3、R2并聯(lián)諧振回路起隔離作用，以支持C1、L3、R2回路對激勵電流進(jìn)行提升的并聯(lián)諧振功能。
2、C1、L3、R2與BG1的b、e結(jié)在大電流導(dǎo)通時的低等效內(nèi)阻Rbe共同組成低Q值寬頻帶并聯(lián)諧振回路，R2用來限制與降低回路的Q值，限制從M點流向BG1基極的最大激勵電流，以穩(wěn)定M點的負(fù)載阻抗。
BG1工作在高頻大功率狀態(tài)，它在1.7MHz時的β值約為5—10。為了使BG1充分飽和，需要高達(dá)0.3—0.5A左右的基極高頻激勵電流。BG1深飽和時，其b、e結(jié)等效內(nèi)阻Rbe的阻值很低，往往不足一歐姆。由并聯(lián)諧振理論可知，Rbe阻值越低，C1、L3、R2、Rbe回路的Q值就越高，諧振作用就越強，越能為BG1基極提供更大的激勵電流，促使Rbe的阻值進(jìn)一步降低，如此良性循環(huán)的結(jié)果，使BG1迅速達(dá)到深飽和。
BG1基極高頻激勵電流較小或很小時，Rbe的阻值可在數(shù)拾歐姆至數(shù)百歐姆之間變化。當(dāng)Rbe的阻值大于L3的波阻抗時，C1、L3回路的Q值小于1，對激勵電流的提升作用逐漸削弱直至完全消失。由于R2的阻值很小，所以，C1、L3回路的Q值主要取決于Rbe。可見，只有BG1工作在大電流狀態(tài)，即正半周激勵波形接近頂部時，C1、L3回路才發(fā)揮提升作用。
3、在激勵信號的正半周，BG1導(dǎo)通，b、e結(jié)等效內(nèi)阻Rbe并聯(lián)在C5、R4二端。L3、C5回路的空載Q值一般取2—3，實際工作時的Q值主要取決于Rbe。BG1剛起振，或起振后振蕩尚處于弱小狀態(tài)時，BG1基極的高頻激勵電流較小，Rbe阻值較大，約為數(shù)拾至數(shù)百歐姆，它對L3、C5回路的Q值影響很小，這時，C5將M點的激勵電壓提升Q倍，在R4的限流下，向BG1的基極提供激勵電流。C5的這種提升功能，對BG1的起振和振蕩的增強，起著迅猛有力的推動作用。
BG1正常工作后，在正半周激勵波形的中下段，基極激勵電流較小，Rbe阻值較大，對L3、C5回路的Q值影響較小，這時，C5發(fā)揮提升作用，使激勵電流迅速增大。
隨著BG1基極激勵電流的增大，Rbe阻值逐漸降低，當(dāng)Rbe的阻值小于C5的波阻抗時，C5的Q值小于1，提升作用逐漸削弱直至完全消失，這時，C5就由第一線逐漸退居到第二線。這時，C1、L3回路逐漸進(jìn)入第一線，對激勵電流發(fā)揮提升作用，使BG1迅速進(jìn)入深飽和狀態(tài)。
4、當(dāng)M點激勵信號處于負(fù)半周時，BG1截止，基極激勵電流為零，Rbe等效于開路。這時，C1、L3并聯(lián)諧振回路自動消失，L3、C5串聯(lián)諧振回路處于空載狀態(tài)，其Q值達(dá)到所設(shè)計的最大值，C5的提升作用最強。C5將M點的負(fù)極性電壓提升Q倍，該負(fù)電壓能將BG1基極區(qū)存貯電荷迅速及時地反向抽取出來，從而大大提高BG1的開關(guān)速度，顯著降低BG1的開關(guān)損耗。由于C5的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于BG1的b、e結(jié)結(jié)電容，R4的阻值又很低，故上述存貯電荷的抽取速度是很快很及時的。C5上端的負(fù)極性電壓還能夠確保BG1工作于效率較高的乙類狀態(tài)。
可見，C5尤如一只極性自動轉(zhuǎn)換的高性能電子泵，它在正半周時向BG1基極提供激勵電流，在負(fù)半周時，又將BG1基區(qū)有害的存貯電荷迅速抽取出來。在C1、L3與L3、C5二個回路中，L3、C5回路的地位與作用更為重要。
5、L3、C5與C1、L3二個諧振回路，其諧振電感L3是公用的，在工作過程中，二個回路此起彼伏，自動轉(zhuǎn)換，巧妙地互相配合，故將上述二個回路稱為自動轉(zhuǎn)換混合諧振回路。
由于C1要兼顧輸入電路的阻抗匹配，故上述二個諧振回路的中心頻率往往有較大差別，但由于二個回路的Q值均較低，通頻帶較寬，加上參差調(diào)諧作用，使總的通頻帶更寬、更平坦，更有利于激勵信號順利通過。
6、在激勵信號波形的負(fù)半周，Rbe等效于開路。這時，由于L3、C5回路的串聯(lián)諧振作用，使C1的負(fù)載呈純電阻性，其阻值約為R2＋R4。R2與R4阻值之和一般不超過1.8歐姆，該電阻與C1相并聯(lián)，由于M、N二點之間的阻抗很低，換能片TD二端的高頻電壓振幅相應(yīng)有所升高，此時正是TD釋放能量的階段，這對提高產(chǎn)霧效率是有利的。
7、振蕩管BG1的性能存在很大的離散性，其β值高低往往有數(shù)倍之差。當(dāng)BG1的β值較低時，為達(dá)到深飽和，需要更大的基極激勵電流，這時，Rbe的阻值相應(yīng)降低，C1、L3回路的Q值相應(yīng)升高，對激勵電流的提升作用隨之增強，使加濕器仍能保持足夠大的產(chǎn)霧量，從而減少甚至彌補了BG1β值較低給產(chǎn)品質(zhì)量所造成的不利影響。
8、由于L3、C5與C1、L3二個回路具有選頻特性，能有效地抑制高頻寄生振蕩，故本電路的振蕩波形較好。良好的波形有利于提高產(chǎn)霧效率，有利于延長換能片使用壽命。
9、由于L3、C5回路對弱小振蕩信號具有較強的提升、助推作用，并能加快BG1的開關(guān)速度，改善其高頻特性，故本電路的起振性能顯著優(yōu)于背景技術(shù)。
10、由于效率高，振蕩管產(chǎn)熱大為減小，散熱器不易發(fā)燙，能有效地減小或避免振蕩管因過荷所造成的熱損壞。
現(xiàn)以對國內(nèi)最常見的亞都D201型加濕器的第一代與第二代振蕩電路板的改造性實施為例，介紹最佳實施方法。
1、L3在園棒上密繞6.2匝，二端去漆上錫作為引腳。
2、C1取0.068微法，C5取0.027微法。C6取0.068—0.082微法。C3取0.24—0.68微法。
3、R2取0.12—0.47歐姆。R4取1.0—1.5歐姆。
大功率高頻電路的元件排列與電路布線對性能有很大影響，變更元件排列與電路布線后，往往需要對L3、C1、C5等元件的參數(shù)作適當(dāng)調(diào)整，以獲得最佳效果。
權(quán)利要求
1.一種超聲波霧化加濕器，其特征在于加濕器的振蕩電路中振蕩管BG1的基極接有由電感L3，電容C5，電阻R2、R4所組成的用來提高振蕩效率的低Q值寬頻帶串聯(lián)諧振回路。L3、R2以串聯(lián)方式連接，C5、R4以串聯(lián)方式連接，L3、R2與C5、R4以串聯(lián)方式連接；C5、R4串聯(lián)電路的上端與振蕩管BG1的基極相連接，下端與輸入信號的公共參考線或參考點N相連接；L3、R2串聯(lián)電路的右端與振蕩管BG1的基極相連接，左端直接或通過耦合電容等元件與激勵信號輸入端M點相連接；M點與N點之間接有高頻分壓電容C1；振蕩管BG1的發(fā)射極直接或通過小電感與輸入信號的公共參考線N相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高效率超聲波霧化加濕器。在該加濕器的振蕩電路中，利用連接在振蕩管輸入電路中的寬頻帶的串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振自動轉(zhuǎn)換混合回路，對激勵信號進(jìn)行選擇性提升，使振蕩管獲得較高的激勵電壓與較大的激勵電流，以減小開關(guān)損耗，改善振蕩波形，并確保振蕩管工作于效率較高的乙類狀態(tài)。該電路結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，效率高，波形好，易起振，實施極為方便。適用于各種超聲波霧化加濕器。
文檔編號F24F6/04GK1122434SQ9411741
公開日1996年5月15日 申請日期1994年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月29日
發(fā)明者陳銀德 申請人:陳銀德