华芯方案介绍
◆项目名称:24V加湿器应用方案

◆加湿器产品简述:
加湿器一般采用陶瓷高频雾化片,将水雾化为1-5 μm的超微粒子。陶瓷雾化片频率(谐振频率)常用的有3MHz、2.4MHz、1.7MHz或者110K,这里我们用的是1.7MHz。


◆加湿器硬件原理:
该系统以HS23P3411为控制核心,电路原理图如下:


◆加湿器硬件原理:
HS23P3411作为主控,通过内置16MHz主频PWM分频输出接近雾化片谐振频率(1.7MHz)的方波,占空比40%,经过三极管推挽电路,驱动MOS管,使雾化片工作在谐振频率附近,通过AD采样雾化片两端的电压来判断是否工作在谐振频率。


◆追频原理:
1.7MHz雾化片的精度为±50KHz的误差,也就是1.65MHz—1.75MHz之间,所以每个雾化片的谐振频率是不一样的。为了达到最好的雾化效果,需要PWM波驱动的频率在雾化片的谐振频率附近,不能相差太多。
传统的加湿器每个振荡片都是通过人工调节,使电路的频率达到每个振荡片的谐振频率附近。这样的做法不仅费时费力,生产效率不高,而且随着使用时间的推移,振荡片的谐振频率还会发生偏移,如果不手动进行调节,那么加湿器的雾化效果就会变得很差。


◆追频原理:
基于HS23P3411单片机开发的加湿器,可以自动追频到谐振点。它的实现原理如下:
雾化片两端的电压和它的振荡频率的关系呈正太分布的关系,如下图所示:

通过电压与频率的变化关系,利用软件算法可实现最佳频率点的追踪,让雾化片始终工作在最佳频率点。

◆检水原理:
基于HS23P3411单片机开发的加湿器,利用雾化片有水时和无水时的电压特性变化来检测是否有水。正常工作时,雾化片的震荡电压稳定在一个正常的范围内,且变化不大。水量减少到一定程度或无水时,振荡片两端电压会突然增大或上升。通过这样一个变化规律来确定加湿器是否有水。


◆本方案与竞品对比:

备注:本方案电流可根据客户要求调整,需要注意的是,出雾量也会随着电流的减小而减小。

◆HS23P3411芯片特性:
CMOS 工艺,低功耗
架构简单,集成度、性价比高
内置可校准 16MHz 振荡器
内置高频 PWM 输出
内置 12 位高精度快速 AD
内置自动检水机制,无需外围电路
内置自动追频机制,频率可通过寄存器软件调节
稳定性好,抗干扰强

◆拓展功能说明:
可拓展七彩氛围灯功能
可拓展定时调节功能


◆总结:
HS23P3411主频可变的特性可以很好的应用在加湿器方面。2K的ROM空间可以写一些可靠的算法以及一些拓展功能。12位高精度快速AD可以快速准确的采样电压、电流信号。SOP-14、SOP- 8多封装形式,给客户更多的选择。



应用方案

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