除濕機在生活中是很常見小家電，今天來講講超聲波除濕機的核心部分，震蕩電路板的電路原理、 各器件的參數選擇、 相關技術要求和實際設計中的有關問題。

震蕩板原理圖

圖1

工作原理簡介

換能片是由壓電陶瓷材料制成的晶片， 利用壓電陶瓷所固有超聲波振蕩特點，在換能片兩端加交變電場時，它會產生壓電效應，發生一定頻率的軸向機械變形。 LC自激振蕩電路在換能片兩端產生交變電場的頻率與串在電路中換能片的諧振頻率一致，產生共振，這種機械共振變化再傳輸到與其接觸的液體，使液體表面產生隆起，并在隆起的周圍發生空化作用，由這種空化作用產生的沖擊波將以振子的振動頻率不斷反復，使液體表面產生有限振幅的表面張力波。這種張力波的波頭飛散， 有效地把水打散為1~5μ m小水顆粒，從而產生霧化現象，同時產生大量的負離子。

LC震蕩器實質上是滿足震蕩條件的正反饋調諧放大器。由LC震蕩回路引出三個端點，分別與震蕩管的三個電極相連，構成反饋式自激震蕩器，常稱為三點式震蕩器。如果反饋電壓取自分壓電容，則稱為電容三點式震蕩器；如果反饋電壓取自分壓電感，則稱為電感三點式震蕩器；圖1所示電路為典型的電容三點式震蕩電路，又稱為考畢茲震蕩電路。

圖1中V（ BU406）、 L1、 L2、 L3、 C2、 C4和換能片等組成超聲波震蕩器，當電源接通后，電源電壓經R4、 VR1、 VR2、 R3分壓送至晶體管V基極， V開始導通，由于電感L2、 L3的反電勢作用，晶體管V不能瞬間飽和，通過電容C4和電感L2的反饋，使V飽和導通。由于電感L上的電流不能

突變的特性，又因為L2、 L3與L1的極性相反，使得V的電流開始減小，通過正反饋電容C4的作用使V的b-e極電流進一步減小至截止，又由于電感的作用，使V又從截止到飽和，這樣周而復始形成超聲波震蕩。其震蕩頻率為：

該震蕩電路容易起振，且由于反饋電壓取自電容支路，對震蕩回路的高次諧波阻抗很小，因此震蕩波形中含諧波成分小，波形失真小。

圖一電路經擴展，加入電源開關、工作/缺水指示燈、夜燈、直流風扇驅動電路組成功能完善的超聲波加濕器震蕩電路，見下圖2。

圖2

各元器件作用：

換能片：有效的將電能量轉換為最大的超聲波能量。

晶體管 V：震蕩三極管。

二極管 D1：D1的作用是保護V不被擊穿。

可調電位器 VR1：調節VR1可以調節偏流，改變震蕩管的靜態電流，進而改變震蕩幅度的大小，通常W1裝在面板上供調節。

可調電位器 VR2：VR2裝在機內作為微調。

水位開關 K：K為常開型磁簧開關，當水位下降到一定高度時，裝在浮子里的磁鐵隨水位下降，使磁簧開關斷開，V停振，提醒用戶加水。

電容 C1、 C3：濾波電容。

電容 C2、 C4：起振電容，起震蕩反饋作用。

電容 C5：補償電容，起震蕩補償作用。

電感 L1、 L2：起振電感。

電感 L3：濾波電感，降低地線阻抗，減少干擾。

KG：震蕩電路板電源開關。

K1：夜燈及按鍵。

LED：電源/缺水指示燈。

各元器件選型

換能片

壓電陶瓷材料制成的晶片，壓電陶瓷主要由鋯鈦酸鉛(PZT)所組成, 在氧化鋯(ZrO2)、氧化鉛 (PbO)及氧化鈦(TiO2等的粉末原料中，按一定比例適當添加微量的添加物后，由多道加工程序完成陶瓷粉料制作，再利用油壓機使之壓縮成各種規格形狀，成型后在1350℃左右溫度下進行燒結，所得的成品，再以電鍍的方法或者不銹鋼貼片法完成電極極化工作后，就是壓電陶瓷晶片成品。壽命要求在5000h以上。目前主要使用的品牌是奧迪威。

晶體管 V

大功率三極管。要求BVceo＞200V， Uceo＞1． 5V(Ic＝2A時)， fT＞10MHz， Icm＝6A，通常選用BU406。

二極管 D1

選用超快恢復二極管FR107。

電位器 VR1

VR1選用帶開關電位器，可調范圍為5K或10K。

可調電阻器 VR2

選用可調電阻器202。

水位開關 K

選用磁簧開關。

電容

C1選用1kv高壓電容101；

C2選用152/250V（以上） CBB電容；

C3選用滌綸電容2A103J；

C4、 C5選用損耗小、精度高的473/400V CBB電容。

電感

L1選用色環電感100uH/1W；

L2選用電感量3uH的空心電感：用0． 6mm刪漆包線在4mm的圓棒上繞3.5匝；

L3選用電感量30 uH工字電感：用0.44mm漆包線在8mm×10mm的工字形磁芯上繞25匝，外面套熱縮管。

KG

同開關電位器VR1，額定電流3A。

K1

夜燈開關選用自鎖按鍵，夜燈選用Φ 5高亮聚光藍燈。

LED

紅/綠或紅/黃雙色Φ 3/Φ 5LED，缺水時亮紅燈，正常工作時亮綠/黃燈。

注意事項

霧化換能器應工作在飲用水或相似的溶液中，不得工作在 PH>8 或 PH<5 的液體中， PH>8 或 PH<5的液體會使霧化換能器性能減弱或損壞。換能器嚴禁在無水或無其它液體情況下工作；

換能器與電路板的連接引線要盡量短，有利于降低高頻噪聲，減小干擾；

調節 L2 或 C2、 C4 可以改變震蕩頻率，但如果 L2 太小，電感的 Q 值就很低；如果改變 C2、 C4，則容量的變化又會改變分壓比從而影響反饋量，甚至會因不滿足條件而停振。因此 L2、 C2、 C4 都要求使用精度高的元件。

所有參與振蕩的電容均采用無感電容， PCB 底層須刷防潮漆。

由于液體溶液表面張力不同，各種液體的霧化量也不完全相同，相對液體表面張力越大，霧化量越小，反之則越大。液體內所含雜質不同，對設備的使用壽命、 霧化效果、保養周期都有一定的影響。在超聲波加濕中， 當水中鈣、鎂、矽酸含量高時，會造成霧化器本身結垢、加濕量小甚至損壞環霧化片等負面影響。因此需加入一些軟化和改善水質的裝置，同時經常對霧化器表面進行清理。

實踐表明，霧化片在裝配時，傾斜 5～8°（通常為 7°）放置，霧化效果最好，而且有利于延長霧化片壽命；調整電路使霧化水柱高度控制在 12～14cm 時能達到最好的出霧效果（φ25/φ20 換能片）。

應使霧化片中心到液面距離保持在 31～37mm，通常選取 34mm。

設計線路時要確保霧化器與水或其它液體之間不出現電位差，以避免發生電腐蝕而損壞換能器。

盡量不要追求大的噴霧量，也不宜把電流調到 0.8A 以上，否則會大大縮短換能片的壽命。一般情況下，噴霧量最大時，每小時噴出水量在 350ml～400ml 為正常情況（φ20 換能片） 。當調節 VR2 到最小位置時，稍有水霧噴出，此時電流在 0． 2A～0． 3A 左右比較合適。通電后，把噴霧量控制電位器 VR2旋到最大位置，應看到水霧噴出量很大，同時觀察電流表指示不應超過 0． 65A，也不應小于 0． 5A，否則應調節 VR1 半可調電阻，使電流合適。

審核編輯：湯梓紅