基於一種PIC16F73微控制器超聲波潔牙機設計方案

2022-02-28 20:24:30 字數 1330 閱讀 3561

致芯科技晶元解密研究所是國內權威的反向技術研究機構,也是由解密行業鼻祖的晶元解密研發小組分化發展起來的權威技術研究部門,是國內最早的以研究所形式存在的專業晶元解密技術研發機構。

該潔牙機的基本工作過程如下:tl494為核心振盪電路在mpu控制下產生占空比可控的推挽脈衝輸出,由mpu序列傳送資料到振盪頻率控制電路,控制振盪產生電路的振盪頻率,使振盪電路產生的振盪訊號的占空比和頻率受mpu控制,該振盪訊號經功率放大電路放大,經高頻變壓器公升壓後驅動壓電陶瓷片,把超聲振盪電訊號轉為超聲機械振動訊號,該機械振動能良好地清除牙垢和牙結石等,從而達到美觀牙齒的效果。

1、電源設計

超聲潔牙機在正常工作時功率為10~20w,且要求在180~250v的寬電壓範圍內工作,為滿足要求,減少電源部分發熱,本電路電源部分採用開關電源。整機電路原理圖如圖2所示。

本開關電源採用摩托羅拉公司的dc-dc控制晶元mc34063,該電路具有線路簡單,成本低廉,效率高,溫公升低的特點。核心元件mc34063是一種單片雙極型線性積體電路,片內包含有溫度補償帶隙基準源,乙個占空比週期控制振盪器驅動器和大電流輸出開關。

2、振盪電路

振盪訊號的產生有多種方法。最簡單的方法是由pic16f73直接產生pwm輸出,該方法簡潔方便,但有兩個缺陷:第一,不能產生推挽振盪訊號。

因而功率放大電路只能工作在正半周,效率低,發熱較嚴重,不利於電路穩定工作。第二,壓電陶瓷片的諧振點在(30±5)khz,諧振頻頻寬度≤80hz。pic16f73的pwm輸出在25~35khz頻率下,步進頻率≥loohz,因此picl6f73的pwm輸出可能找不到壓電陶瓷片的最佳諧振點。

筆者設計的振盪電路圓滿解決了上述問題。

3、強度控制

本潔牙機設計了靈敏的強度控制電路。pic16f73的ral腳外接電位器rw1,調在不同位置則ral輸入的模擬電壓不同,經picl6f73內部a/d轉換為數碼訊號,該訊號決定由ccpl輸出的pwm訊號的占空比。pwm訊號經濾波後送到ti.

494的2腳,與l腳送入的參考電壓比較,從而決定tl494的9腳和10腳輸出的振盪訊號脈寬在0~48%。當引腳開關斷開時,pic16f73判斷到rc3輸入為高電平,則picl6f73的pwm輸出占空比為0,tl494的9腳和10腳輸出振盪訊號占空比為o,從而控制潔牙機停止機械振盪輸出。

4、推挽功率放大

超聲機械振盪為了起到良好的潔牙效果,機械振盪必須達到一定的強度,即送到壓電陶瓷片的由tl494輸出的振盪訊號必須先經過功率放大。由於功率管流過的瞬間電流達到1.1a,為減少功率管發熱,縮小散熱片,採用場效電晶體作為功率驅動管。

本電路中的場效電晶體採用簡法驅動,實踐證明,該功率放大電路效能穩定,發熱極少,能有效地縮小線路板體積。經功率放大後的訊號由高頻變壓器公升壓到峰峰值250~350v,送到壓電陶瓷片轉換為超聲機械振盪。

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