基于赛元SC91F831触控芯片的超声雾化器应用

只看该作者 · 2024-6-20 12:02

1 引言

随着社会的进步和发展，新型的微电子技术和微型计算机的广泛应用和普及，单片机控制系统以其控制精度高，性能稳定可靠，设置操作方便，造价低等特点，被应用到超声雾化器的控制系统中来。

2 超声雾化器技术

2.1 超声雾化器的原理

超声雾化器利用电子高频震荡(振荡频率为1.7MHz 或2.4MHz，超过人的听觉范围，该电子振荡对人体及动物无伤害)，通过陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水雾，不需加热或添加任何化学试剂。与加热雾化方式比较，能源节省了90%。另外在雾化过程中将释放大量的负离子，其与空气中漂浮的烟雾、粉尘等产生静电式反应，使其沉淀，同时还能有效去除甲醛、一氧化碳、细菌等有害物质，使空气得到净化，减少疾病的发生。

2.2 超声雾化器的传统方法

传统的超声雾化器主要由超声波发生器、水位控制器等组成。超声波发生器主要由LC振荡反馈信号被大功率三极管BU406进行能量放大，传递给超声波雾化片，超声波雾化片再把电能转化为超声波能量。缺点是三极管发热量大，需加散热片，功率一致性差，雾化效率低。水位控制器主要由干簧管浮球开关组成，缺点是成本高且定位安装测试，生产效率低。

3 基于赛元触控芯片SC91F831的超声雾化器原理

3.1 触控芯片SC91F831的基本性能

SC91F831是一颗内置电容型触控按键功能的加强型超快速1T 8051工业级Flash微控制器，指令系统完全兼容传统8051产品系列。SC91F831 内部集成有最多10路触控按键电路，其它资源还包括：8KB Flash ROM(内部256Byte可作为EEPROM)、512B SRAM、最多17个 GP I/O(包含11个大电流驱动)、2个16位定时器、1路类IIC的串行通讯接口SIF、最多4路10位高精度ADC、最多4路外部中断口(其中1路是双沿中断)、2路8位PWM、内部1%高精度16M Hz振荡器、软件UART等资源。为提高可靠性及简化客户电路，SC91F831内部也集成有4级可选电压LVR、2.4V基准ADC参考电压、WDT等高可靠电源电路。SC91F831提供一种通过改变IRC频率来实现高速PWM频率高精度步进调整的方法，步进精度小于0.4%。SC91F831具有非常优异的抗干扰性能和抗EMI能力，非常适合应用于雾化器、电磁炉、抽油烟机、消毒柜、电饭煲、电压力锅、面包机等各种小家电和卫浴、灯具等工业控制和消费应用领域。

3.2 触控芯片SC91F831的管脚资源

3.3 基于触控芯片SC91F831的超声雾化器原理图

3.4 基于触控芯片SC91F831的超声雾化器原理

超声发生器：由于雾化片要求驱动频率精度较高，频率的细微偏差都会造成电感及MOS管发热量大，功率额外损耗，雾化效果差。SC91F831内部通过软件自动调节的IRC输出高频率精度PWM驱动功率MOS管，步进精度高达千分之四以满足雾化片细微的频率特性需求。同时结合内部10位高精度ADC，通过检测雾化片电压细微变化确定最佳的PWM输出驱动频率，实现自动追频并达到最佳的雾化效果。

触控检测水量：SC91F831采用电容式触控原理，结合先进的软件算法以实现水位检测，只需要一个弹簧或铁片，安装简单方便，并能通过常规的EMC等各种测试，保证可靠性。

功率调节：用户可选择普通按键、旋钮开关及触控按键等方式调节功率，方便实现产品差异化。

3.5 基于触控芯片SC91F831的超声雾化器应用上的优势

智能电容式检测水位防止干烧，无需干簧管，无需定位安装测试;

软件自动追踪雾化片频率，无需手动调节参数，避免频率偏差造成额外功率损耗;

软件可调IRC，可高精度步进调整PWM频率(1.7M或2.4M)，步进精度高达千分之四;

单位时间雾化效率高，小功率电源实现大雾化，电源成本低;

有效控制温升，无需散热片，生产成本低、装配简单方便，效率高;

直通率高，产品性能参数高度一致;

MCU控制，方便实现产品差异化;

可通过常规的EMC测试。

4 基于赛元触控芯片SC91F831超声雾化器的软件实现