【摘 要】
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随着社会经济的快速发展,人们开始越来越关注健康问题。雾化加湿器和雾化治疗分别可以预防和治疗呼吸道疾病。加湿器可以滋润皮肤和保护呼吸道;雾化治疗具有疗效快、用药量少、直接作用于呼吸道中的患病部位等优点。当前超声雾化器驱动电路大多采用单片机加外围电路来实现,整个外围驱动电路复杂,成本高,可靠性较差。这不仅会影响雾化器在工作时的稳定性,同时也会影响雾化器产品的市场竞争力。因此,本文对超声雾化器的驱动方案
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随着社会经济的快速发展,人们开始越来越关注健康问题。雾化加湿器和雾化治疗分别可以预防和治疗呼吸道疾病。加湿器可以滋润皮肤和保护呼吸道;雾化治疗具有疗效快、用药量少、直接作用于呼吸道中的患病部位等优点。当前超声雾化器驱动电路大多采用单片机加外围电路来实现,整个外围驱动电路复杂,成本高,可靠性较差。这不仅会影响雾化器在工作时的稳定性,同时也会影响雾化器产品的市场竞争力。因此,本文对超声雾化器的驱动方案进行研究,把单片机以及其它外围电路集成到一颗芯片内,实现高度集成化,减小PCB板的面积,并且降低了制造成本,该芯片具有雾化、水位检测、LED灯效控制、电路保护、报警等功能。本文设计的超声雾化器ASIC基于CSMC 0.25μm 65V BCD工艺,采用SOP16封装,并通过SPECTRE仿真验证。该芯片的主要模块包括带隙基准源、线性稳压器、振荡器、逻辑控制电路、雾化驱动控制模块、水位检测模块、LED控制模块、风扇控制模块、追频模块以及保护电路（欠压保护、过流保护和过温保护）。另外,设计的ASIC可采用外部可变电阻器调节雾化和风扇的速率。本文提出了一种新颖的高耐压带隙基准源的实现方式,基准电压失调的标准差为5.7m V,且电源电压在4V～65V变化时,基准电压变化小于1μV。同时,为了追踪雾化片的谐振频率,本文设计的追频方案可实现1.7MHz±5k Hz的追频精度;用外接电阻和外接电容的方式,使得振荡器的频率更加精准,方便追频;为了保证追频的初始频率和截止频率不会超出范围,对它们进行了PVT和Monte Carol仿真。同时,对该芯片的整体电路进行了仿真分析。此外,论文的最后一章对版图的理论知识进行了梳理,包括版图设计流程以及版图设计时需要注意的器件匹配、可靠性和版图规则,并根据理论对本文设计的雾化器ASIC进行了版图设计,最后给出了整体版图。
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