智能超声波洁牙机的设计与应用，超声波，洁牙机，推挽功率放大，电流取样反馈.doc

智能超声波洁牙机的设计与应用,超声波,洁牙机,推挽功率放大,电流取样反馈超声波洁牙机在医疗领域已广泛应用。现国内外所用超声波洁牙机多采用模拟振荡电路。存在如下缺陷:第一,振荡频率容易漂移。在连续工作一段时间后,振荡频率漂移,造成洁牙机工作不正常。第二,由于压电陶瓷片谐振频带范围窄,谐振频率点采用手动搜索,不容易找准。本人设计的超声波洁牙机以单片机为核心,采用电流取样反馈自动扫描搜索谐振点,谐振频率和振荡强度数字锁定,谐振点漂移极小,从而在根本上解决了上述问题。该电路设超声波洁牙机在医疗领域已广泛应用。现国内外所用超声波洁牙机多采用模拟振荡电路。存在如下缺陷:第一,振荡频率容易漂移。在连续工作一段时间后,振荡频率漂移,造成洁牙机工作不正常。第二,由于压电陶瓷片谐振频带范围窄,谐振频率点采用手动搜索,不容易找准。本人设计的超声波洁牙机以单片机为核心,采用电流取样反馈自动扫描搜索谐振点,谐振频率和振荡强度数字锁定,谐振点漂移极小,从而在根本上解决了上述问题。该电路设计思路新颖,抗干扰能力强,工作稳定可靠。1硬件设计硬件电路框图如图1所示。该洁牙机的基本工作过程如下:TL494为核心振荡电路在MPU控制下产生占空比可控的推挽脉冲输出,由MPU串行发送数据到振荡频率控制电路,控制振荡产生电路的振荡频率,使振荡电路产生的振荡信号的占空比和频率受MPU控制,该振荡信号经功率放大电路放大,经高频变压器升压后驱动压电陶瓷片,把超声振荡电信号转为超声机械振动信号,该机械振动能良好地清除牙垢和牙结石等,从而达到美观牙齿的效果。~20w,且要求在180~,减少电源部分发热,本电路电源部分采用开关电源。整机电路原理图如图2所示。本开关电源采用摩托罗拉公司的DC—DC控制芯片MC34063,该电路具有线路简单,成本低廉,效率高,温升低的特点。核心元件MC34063是一种单片双极型线性集成电路,片内包含有温度补偿带隙基准源,一个占空比周期控制振荡器驱动器和大电流输出开关。输出电压U=(1+R2/R1)·    V,限流电阻为1Ω,=。。最简单的方法是由PICl6F73直接产生PWM输出,该方法简洁方便,但有两个缺陷:第一,不能产生推挽振荡信号。因而功率放大电路只能工作在正半周,效率低,发热较严重,不利于电路稳定工作。第二,压电陶瓷片的谐振点在(30±5)kHz,谐振频带宽度≤80    Hz。:PIC16F73的PWM输出在25~35kHz频率下,步进频率≥100Hz,因此PIC16F73的PWM输出可能找不到压电陶瓷片的最佳谐振点。笔者设计的振荡电路圆满解决了上述问题。振荡电路控制芯片采用TL494,该芯片内部框图如图3所示,具体电路见图2。推挽振荡信号由TL494的9脚和10脚输出,该信号的频率由TL494的5脚和6脚外接的电容Ct和电阻Rt决定,Rt和Ct应选用低温漂的电阻和电容。该信号振荡频率计算公式为:fosc=?Ct;该信号的占空比由TL494的1脚和2脚的外接信号电压决定。~35kHz,步进频率≤80Hz的要求,图2电路中的Rw是阻值为20k