智能超聲波潔牙機(jī)的設(shè)計(jì)

　　摘  要：介紹在單片機(jī)控制下智能超聲波潔牙機(jī)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和抗干擾設(shè)計(jì)，特別介紹硬件設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題：穩(wěn)定振蕩信號(hào)的產(chǎn)生；振蕩信號(hào)的強(qiáng)度控制及輸出控制；諧振點(diǎn)的自動(dòng)掃描搜索。

　　關(guān)毽詞：超聲波  潔牙機(jī)  推挽功率放大  電流取樣反饋

    超聲波潔牙機(jī)在醫(yī)療領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。現(xiàn)國內(nèi)外所用超聲波潔牙機(jī)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(shí)間后，振蕩頻率漂移，造成潔牙機(jī)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(diǎn)采用手動(dòng)搜索，不容易找準(zhǔn)。本人設(shè)計(jì)的超聲波沽牙機(jī)以單片機(jī)為核心，采用電流取樣反饋自動(dòng)掃描搜索諧振點(diǎn)，諧振頻率和振蕩強(qiáng)度數(shù)字鎖定，諧振點(diǎn)漂移極小，從而在根本上解決了上述問題。該電路設(shè)計(jì)思路新穎，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠。

1 硬件設(shè)計(jì)

    硬件電路框圖如圖1所示。該潔牙機(jī)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(hào)的占空比和頻率受MPU控制，該振蕩信號(hào)經(jīng)功率放大電路放大，經(jīng)高頻變壓器升壓后驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片，把超聲振蕩電信號(hào)轉(zhuǎn)為超聲機(jī)械振動(dòng)信號(hào)，該機(jī)械振動(dòng)能良好地清除牙垢和牙結(jié)石等，從而達(dá)到美觀牙齒的效果。

1.1 電源設(shè)計(jì)

    超聲潔牙機(jī)在正常工作時(shí)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(jī)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(diǎn)。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(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源，一個(gè)占空比周期控制振蕩器驅(qū)動(dòng)器和大電流輸出開關(guān)。輸出電壓U=(1+R2／RI)