SJ303-PDF超声波雾化片驱动IC

SJ303-V1.11/7深圳市尚进电子科技有限公司®以上为我公司注册商标，并持有版权，未经我司书面许可不得随意引用深圳市尚进电子科技有限公司超声波雾化片专用驱动IC概述：SJ303是一颗由COMS工艺制造的专用IC，其内部主要部分集成有：高频PWM发生器、DC-DC升压控制器、MCU内核等资源。IC通过驱动2颗低内阻N沟道MOSFET来实现前段DC-DC高效率升压；和换能片（超声波雾化片后面统一称为换能片）驱动。特色：◆低待机功耗≤5微安◆自动扫描换能片中心频率◆集成前段DC-DC升压功能◆EN脚逻辑电平控制◆极低的成本◆批量生产一致性◆驱动频率范围：100Khz~120Khz应用范围：◆加湿器◆超声波雾化器◆香薰系统◆消毒系统◆医疗超声波雾化系统◆环境调节系统◆移动式超声波雾化器工作环境：电压：DC5V温度：-30℃~80摄氏度封装：小型化的MSOP-8VSSFBDCPWMSCPWMVCCSCANKEYEN标准化的SOP-8VSSFBDCPWMSCPWMVCCSCANKEYEN引脚功能：引脚符号功能1VCC电源正极2SCAN扫频测试端口，低电平有效3KEY接外部按键开关4EN使能端口，低电平有效5SCPWM换能片驱动频率输出6DCPWMDC-DC升压PWM输出7FB反馈8VSS电源负极版本：◆2015-09-01初始版本V1.0◆2015-09-08更新计算公式V1.1SJ303-V1.13/7深圳市尚进电子科技有限公司工作原理：SJ303在电路中提供控制输出，由外部电路构成DC-DC升压和换能片驱动功能，电路中L1、D1、Q1、C4共同构成了一个DC-DC升压电路，由R1、R6提供反馈信号，前端电路将输入电压DC5V升压至DC20V来满足换能片的驱动电压；后端由L2、Q2和换能片一起构成一个无源高压谐振电路用来驱动换能片工作；电路中的C3、C5起到隔离直流电流的作用，防止直流电加载在换能片的两端，同时C5作为换能片的分流电容，稳定换能片两端的电压，防止换能片被击穿。使用方法：SJ303在设计中考虑到2种使用需求：一种是简单功能的加湿器使用只有开关功能，另外一种是作为二次开发的嵌入式使用：当作为简单的加湿器使用的时候可以不需要其他的外部配置，只需要在KEY端口外接一个普通轻触按键或者其他类型按键即可实现开关功能，注意：每次使用按键打开的时候IC都会进行一次频率扫描。原理图如下：当产品需要增加其他功能，例如定时开关水位检测等就需要外部信号来控制，因此SJ303有一个EN输入端口，当输入低电平的时候IC就进入工作状态，当输入高电平或者悬空的时候IC就进入待机状态；注意：在一个上电周期内EN端口第一次输入有效信号（低电平信号）的时候IC将会进行一次频率扫描，并且将扫描出来的频率写入RAM，当扫频周期结束后如果EN脚信号持续输入IC将按照扫描出来的频率工作，当扫频周期结束后如果SJ303-V1.14/7深圳市尚进电子科技有限公司EN脚无输入信号就进入待机状态，且该引脚第一次输入有效信号的时候无论输入信号持续的时间长短都会进行一次频率扫描，在第一次频率扫描执行完成后EN脚将会按照输入信号进行工作；EN脚输入有效信号的长度应该大于10毫秒，因为前端升压恒定到后端电路谐振需要一定的时间，在此时间内可能看不到换能片工作。当使用信号控制的时候原理图连接如下：注意事项：以上两种电路只可以使用一种控制方法，两种电路都作为一种独立的存在，并且不可以同时使用，不使用的引脚悬空即可；IC的SCAN端口为扫频测试端口，该端口也可以外接一个轻触按键，每次按下按键都进行一次频率扫描，扫描结束后待机。电路参数设置：电路中升压电路的FB端口反馈电压为1V，R1和R6的参数设置为𝑉𝑂=R1+R6R6，注意：由于电路上面的高频干扰信号较多所以R1+R6的阻值不能大于300K，同时R1+R2的阻值会影响到待机情况下电路的功耗所以需要根据实际情况权衡，如果对功耗没有要求可以适当降低阻值，能够保证FB端口更小的干扰信号；R1和R6分压反馈不可以添加电容滤波，会导致DC-DC响应迟滞升压输出不正常；一般情况下我们推荐R1和R6的参数分别为：R1=200K；R6=10K，此时升压电路输出电压为20V，实际工作中由于部分换能片的功率需求较大，升压电路会出现饱和，继而导致升压电路的实际输出电压达不到设置的电压，此情况下一般对于雾化量没有太大影响属于正常情况。其它主要元器件参数选用：元器件位号参数选择范围推荐型号封装Q1电压大于30V，电流大于1.5A，NPN低内阻MOSFETAP6003SOT-23Q2电压大于150V，电流大于0.8A，NPN低内阻MOSFET1N60TO-252L122uH-47uH，饱和电流大于1A33uH6*8工字电感L2130uH-330Uh，饱和电流大于1A150uH8*12工字电感D1电压大于30V，电流大于0.8ASS16DO214-ACC51nF-10nF，电压大于500V1nF0805所列出的主要元器件参数为推荐参数，可根据实际情况进行更改，但是要注意元器件的参数不可以低于最低要求，否则有可能导致电路出现异常情况；此参数是在DC5V电源的情况下最佳配置，实际上IC可以在3.0V的情况下工作，但是要求在此电压下MOSFET和其它元器件参数应当适当调整，否则MOSFET的导通内阻会增加影响到电路的整体效率；设计中直流电源的输入纹波应该尽量小，并且要在IC的VDD引脚添加一个100nF的电容进行去耦。SJ303-V1.15/7深圳市尚进电子科技有限公司注意，由于不同的换能片的材质和特性不同电路在工作的过程中有可能会出现以下几种情况：1.换能片发热严重，或者出现破损2.Q2发热严重3.L2发热严重遇到以上的几种情况可以用下面的方法尝试解决：1.换能片发热严重，此种情况是由于驱动功率过大导致，通过适当的调低DC-DC升压的电压可以解决该问题，也可以通过增加C5的电容量来解决该问题，如果同时伴随出现2、3种情况则调低DC-DC升压的输出电压即可2.Q2发热严重，此种情况有可能是Q2自身内阻过大导致，更换低内阻的MOSFET即可，Q2的工作温度在封闭环境中低于80℃是属于正常的，尽量做好散热措施，适当调低DC-DC的升压电压也可以减轻Q2的负载。3.L2发热严重，出现这种情况有可能是L2的绕线太细，饱和电流过小导致，更换更粗的铜线绕制即可，由于谐振作用，L2的发热量会比较大，适当调低DC-DC的升压电压也可以减轻L2的负载。4.换能片的驱动功率大小通过调整后端谐振电路的输入电压可以调整，也就是DC-DC升压的输出电压，例如当DC-DC升压的输出电压为15V的时候驱动功率会偏低，换能片的振幅较小，雾化量会有相应的降低，但是谐振电路的发热量会很低，同时整体功耗较低，当DC-DC升压输出电压为24V的时候驱动功率会升高，换能片的振幅加大，雾化量会增加明显，但是此时谐振电路的发热量会增加，需要适当的增加元器件的规格，同时最好散热工作；将C5的值选择为1nF的大小能够降低电容的分压作用，提高换能片功率利用率，将C5的值选择为10nF的大小能够为换能片提供更多的分流，此时换能片的功率会有一定的降低，以此可以改善换能片发热的问题；实际使用中可以根据需求通过调整DC-DC升压的输出电压来调整雾化量的大小，并且根据换能片的特性调整C5的大小，在换能片发热不严重的情况下可以使用较小的电容量，以此获得更好的谐振效率。使用注意1.生产过程中注意静电控制，电路上面的MOSFET容易被静电损坏。2.电路布线过程中注意DC-DC升压电路的L1、Q1、D1、C4元器件应当尽量靠近，并且布线需要尽量粗，这样可以尽量减少电磁干扰。3.电路布线过程中谐振电路L2、Q2、C3元器件也需要尽量靠近，并且布线要尽量粗，以减少电磁干扰。4.SOP8为常用封装封装：SJ303-V1.16/7深圳市尚进电子科技有限公司SJ303-V1.17/7深圳市尚进电子科技有限公司