智能超聲波潔牙機的設(shè)計
摘 要:介紹在單片機控制下智能超聲波潔牙機的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和抗干擾設(shè)計,特別介紹硬件設(shè)計中的幾個關(guān)鍵問題:穩(wěn)定振蕩信號的產(chǎn)生;振蕩信號的強度控制及輸出控制;諧振點的自動掃描搜索。
關(guān)毽詞:超聲波 潔牙機 推挽功率放大 電流取樣反饋
超聲波潔牙機在醫(yī)療領(lǐng)域已廣泛應用?,F(xiàn)國內(nèi)外所用超聲波潔牙機多采用模擬振蕩電路。存在如下缺陷:第一,振蕩頻率容易漂移。在連續(xù)工作一段時間后,振蕩頻率漂移,造成潔牙機工作不正常。第二,由于壓電陶瓷片諧振頻帶范圍窄,諧振頻率點采用手動搜索,不容易找準。本人設(shè)計的超聲波沽牙機以單片機為核心,采用電流取樣反饋自動掃描搜索諧振點,諧振頻率和振蕩強度數(shù)字鎖定,諧振點漂移極小,從而在根本上解決了上述問題。該電路設(shè)計思路新穎,抗干擾能力強,工作穩(wěn)定可靠。
1 硬件設(shè)計
硬件電路框圖如圖1所示。該潔牙機的基本工作過程如下:TL494為核心振蕩電路在MPU控制下產(chǎn)生占空比可控的推挽脈沖輸出,由MPU串行發(fā)送數(shù)據(jù)到振蕩頻率控制電路,控制振蕩產(chǎn)生電路的振蕩頻率,使振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號的占空比和頻率受MPU控制,該振蕩信號經(jīng)功率放大電路放大,經(jīng)高頻變壓器升壓后驅(qū)動壓電陶瓷片,把超聲振蕩電信號轉(zhuǎn)為超聲機械振動信號,該機械振動能良好地清除牙垢和牙結(jié)石等,從而達到美觀牙齒的效果。
1.1 電源設(shè)計
超聲潔牙機在正常工作時功率為10~20 W,且要求在180~250 V的寬電壓范圍內(nèi)工作,為滿足要求,減少電源部分發(fā)熱,本電路電源部分采用開關(guān)電源。整機電路原理圖如圖2所示。{{分頁}}
本開關(guān)電源采用摩托羅拉公司的DC—DC控制芯片MC34063,該電路具有線路簡單,成本低廉,效率高,溫升低的特點。核心元件MC34063是一種單片雙極型線性集成電路,片內(nèi)包含有溫度補償帶隙基準源,一個占空比周期控制振蕩器驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān)。輸出電壓U=(1+R2/RI)
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