调频驱动电路、调频驱动方法、驱动装置

技术领域

本发明涉及射频电路设计技术领域，具体而言，涉及一种调频驱动电路、调频驱动方法、驱动装置。

背景技术

近年来，雾化器行业发展迅速，在医学、精密化学等领域都有着广泛应用。其中，声表面波雾化器的雾化功率低，驱动电路结构简单，易于小型化制作，具有便携高效的特点，具有广阔的发展前景。

然而，在对声表面波雾化器驱动电路方面的相关技术中，并未根据声表面波雾化器的本身特性进行优化设计，其忽略了声表面波雾化器在雾化过程中产生的热效应对雾化器本身的影响，因此无法完全发挥雾化器的雾化能力。具体地，声表面波雾化器的热效应是由雾化液体本身的粘性导致的，在雾化过程中，部分入射液体的声能由于粘性因素转换为热能，使雾化器表面温度上升，进而改变了雾化器的谐振频率，降低了能量利用率，同时，过快的升降温带来的热膨胀效应及热应力还会降低雾化器的使用寿命。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面在于提出一种调频驱动电路。

本发明的第二个方面在于提出一种调频驱动方法。

本发明的第三个方面在于提出一种驱动装置。

有鉴于此，本发明的第一个方面提供了一种调频驱动电路，调频驱动电路能够与雾化器连接，包括：处理器；频率跟踪模块，用于获取雾化器的工作参数，频率跟踪模块的第一端与处理器相连，处理器根据工作参数确定雾化器的谐振频率；频率综合模块，频率综合模块的第一端与处理器相连，处理器控制频率综合模块同步生成信号频率为谐振频率的第一激励信号；功率放大模块，功率放大模块的输入端与频率综合模块的第二端相连，功率放大模块的输出端与雾化器相连，功率放大模块用于将第一激励信号调整为目标电平的驱动信号，并输出驱动信号。

本发明所提供的调频驱动电路能够与雾化器进行连接，以向雾化器提供驱动信号来驱动雾化器工作。其中，上述雾化器具体为声表面波雾化器，声表面波雾化器雾化产生的粒径与其振动频率负相关，然而，在声表面波雾化器的雾化过程中，雾化产生的热效应使得雾化器的谐振频率发生改变，从而降低了雾化器的能量利用率，甚至有损雾化器的使用寿命。因此，本发明提供的调频驱动电路通过监测雾化器谐振频率的变化情况来同步调整输出驱动信号的频率和幅度，从而控制雾化器的升降温速度，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

具体地，本发明提供的调频驱动电路包括处理器、频率跟踪模块、频率综合模块以及功率放大模块四个主要模块。其中，频率跟踪模块的第一端与雾化器相连，频率跟踪模块的第二端与处理器相连，频率综合模块的第一端与处理器相连，频率综合模块的第二端与功率放大模块的输入端相连，功率放大模块的输出端与雾化器相连，通过处理器控制其他各模块的工作来向雾化器输出相应频率和幅度的驱动信号，以控制雾化器的升降温速度，从而降低温度变化对雾化器雾化能力的影响。

具体地，上述频率跟踪模块用于获取雾化器的工作参数，处理器通过频率跟踪模块获取到的上述工作参数来确定雾化器工作时的谐振频率。确定雾化器的谐振频率后，处理器通过向频率综合模块发送控制信号来控制频率综合模块生成信号频率为上述谐振频率的第一激励信号，即控制频率综合模块持续输出信号频率为上述谐振频率的正弦波信号。生成的第一激励信号传输至功率放大模块，处理器根据确定好的谐振频率控制功率放大模块调整第一激励信号的信号幅度，以将第一激励信号调整为目标电平的驱动信号，并将该驱动信号输出至雾化器以驱动雾化器进行雾化工作。这样，根据雾化器的谐振频率同步调整输出的驱动信号的频率和幅度，使得输出的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，从而控制雾化器的升降温速度，降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

进一步地，在雾化器的工作过程中，处理器通过频率跟踪模块实时监测雾化器在雾化过程中由升温引起的谐振频率变化情况，并根据频率跟踪模块反馈的监测信息调整控制信号，以控制频率综合模块调整输出的激励信号的信号频率，以及控制功率放大模块调整输出的驱动信号的信号幅度(或信号功率)。这样，在雾化器的工作中，雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率同步适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，上述处理器具体可由单片机构成。

进一步地，频率综合模块由PLL(Phase Locked Loop，锁相环路)、DDS(DirectDigital Synthesizer，直接数字合成)或FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)频率合成器构成。频率综合模块的具体构成可根据雾化器的工作频率以及频率跟踪模块的设计需求进行选择，在此不作具体要求。

进一步地，功率放大模块可由一级或多级射频功放，以及调节放大倍数的可调的射频衰减器构成。具体地，功率放大模块可由前置放大器、可调的射频衰减器及输出级射频功率放大器构成。其中，前置放大器可以根据使用的频率综合模块的输出功率不同使用一到多级；可调的射频衰减器具体可采用压控或数控等任意形式的衰减器；输出级射频功率放大器的带宽及增益可根据雾化器的使用场景以及雾化量要求进行选择，其同样可以采用一到多级。

另外，需要说明的是，功率放大模块各级之间以及各模块之间均需要进行阻抗匹配。其中，第一级需要与频率综合模块进行阻抗匹配，最后一级需要与雾化器进行阻抗匹配。在实际的使用过程中，各模块之间以及功率放大模块各级之间的阻抗具体可通过串并联电容、电感的方式匹配至50欧姆。

进一步地，上述调频驱动电路还可包括电源模块，具体地，该电源模块可由线性稳压源或开关电源构成，通过电源模块向调频驱动电路中的其他各模块进行供电。其中，需要说明的是，该电源模块可为设置在调频驱动电路内部的电源模块，亦可为外接的电源模块，在此不作具体限制。

因此，本发明所提供的调频驱动电路，通过获取雾化器的工作参数来确定雾化器工作时的谐振频率，进而通过处理器控制其他各模块的工作，以根据上述谐振频率同步控制输出的驱动信号的频率和幅度(功率)，使得雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了雾化产生的热效应对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

另外，本发明提供的上述技术方案中的调频驱动电路，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，频率跟踪模块包括：第一频率检测模块，和/或第二频率检测模块；其中，第一频率检测模块包括：环形器或定向耦合器，与雾化器相连，用于供驱动信号以及雾化器的反射信号定向传输；功率检测电路，功率检测电路的输入端与环形器或定向耦合器相连，功率检测电路的输出端与处理器相连，功率检测电路用于检测反射信号的回波功率，并将回波功率发送至处理器；第二频率检测模块包括：温度检测元件，与雾化器相连，用于检测雾化器的工作温度；温度检测电路，与温度检测元件相连，用于获取温度检测元件的检测温度值，并将检测温度值发送至处理器。

在该技术方案中，上述频率跟踪模块可包括第一频率检测模块。其中，第一频率检测模块包括功率检测电路，以及用于供驱动信号和雾化器的反射信号定向传输的环形器或定向耦合器。

具体地，环形器(或定向耦合器)与功率放大模块、功率检测电路以及外部的雾化器相连，功率放大模块输出的驱动信号通过环形器(或定向耦合器)单方向传输至雾化器以驱动雾化器进行工作，而雾化器的反射信号则通过环形器(或定向耦合器)单方向传输至功率检测电路。功率检测电路与处理器相连，用于检测反射信号的回波功率，并将检测结果反馈至处理器，以供处理器根据回波功率的检测结果确定雾化器的谐振频率。这样，根据雾化器反射信号的回波功率确定雾化器的谐振频率，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了驱动信号输出的有效性，以控制雾化器的升降温速度，从而降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

另外，在实际的应用过程中，还可通过射频开关将功率放大模块输出的驱动信号和雾化器的反射信号进行分隔。

在该技术方案中，进一步地，上述频率跟踪模块还可包括第二频率检测模块。其中，第二频率检测模块包括温度检测元件以及与其相连的温度检测电路。

具体地，温度检测元件与雾化器相连接，用于检测雾化器的工作温度，并将检测结果发送至温度检测电路，温度检测电路获取温度检测元件的检测温度值后将该检测温度值反馈至处理器，以供处理器根据雾化器的工作温度来确定雾化器的谐振频率。这样，根据雾化器的工作温度对雾化器的谐振频率进行确定，结构简单，保证了驱动信号的有效性，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，需要说明的是，上述温度检测元件可为设置在调频驱动电路内部的温度检测元件，亦可为外接的温度检测元件，通过导线或无线连接的方式实现信号的传递。具体地，上述温度检测元件可采用K、E、J、N、B、S、R、T等型号的热电偶，或者采用Pt1000、Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等型号的热电阻。对于温度检测元件的安装位置及具体类型，可根据实际情况进行设置，在此不作具体限制。

在该技术方案中，进一步地，上述频率跟踪模块还可同时包括上述第一频率检测模块和第二频率检测模块，这样，在处理器根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，通过频率跟踪模块获取雾化器的工作温度、反射信号的回波功率等参数，进而结合温度以及功率两方面的因素对雾化器的谐振频率进行确定，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了处理器控制工作的准确进行，保证了驱动信号的有效性，从而降低了雾化器的升降温速度，降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

在上述任一技术方案中，在频率跟踪模块包括第一频率检测模块的情况下，处理器具体用于：接收回波功率，通过扫频处理确定回波功率最小时的目标频率点；将目标频率点对应的频率确定为谐振频率。

在该技术方案中，在上述频率跟踪模块仅包括第一频率检测模块的情况下，在处理器根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，具体可通过下述方式进行确定：接收功率检测电路所反馈的反射信号的回波功率，进而通过扫频处理确定回波功率最小时的目标频率点，并将该目标频率点所对应的频率确定为上述谐振频率。这样，通过检测回波功率以及频率扫描的方式确定雾化器的谐振频率，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了驱动信号输出的有效性，以控制雾化器的升降温速度，从而降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，需要说明的是，在进行扫频处理时，需要根据雾化器的温度系数选择扫描方向。具体地，对于负温度系数的雾化器，在升温过程中，采用以当前输出频率为起始频率向下扫描一定带宽的方式进行扫频，在降温过程中，则采用以当前输出频率为起始频率向上扫描一定带宽的方式进行扫频。而对于正温度系数的雾化器，其扫频方式与负温度系数的雾化器的扫频方式相反。

例如，对于Y切128铌酸锂制作的声表面波雾化器，在升温过程中，以当前输出频率为起始频率，向下以25KHz为间隔扫描300KHz；在降温过程中，则以当前输出频率为起始频率，向上以25KHz为间隔扫描300KHz。

在上述任一技术方案中，在频率跟踪模块包括第二频率检测模块的情况下，处理器具体用于：接收检测温度值；根据检测温度值以及预设频率温度曲线确定谐振频率。

在该技术方案中，在上述频率跟踪模块仅包括第二频率检测模块的情况下，在处理器根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，具体可通过下述方式进行确定：实时接收温度检测电路所反馈的检测温度值(也即雾化器的工作温度)，根据该检测温度值以及预存储的频率温度曲线确定雾化器当前的谐振频率。这样，通过实时获取的雾化器的工作温度结合预设的频率温度曲线对雾化器的谐振频率进行确定，结构简单，保证了驱动信号的有效性，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，上述预设频率温度曲线与雾化器的类型、性能相关，根据雾化器的类型及性能的不同，得到的频率温度曲线也不相同。例如，对于Y切128铌酸锂基底雾化器，经过测试可得该类雾化器的频率温度特性为：雾化器温度每升高10℃，其谐振频率约降低7100Hz，根据该频率温度特性即可得到该类雾化器(Y切128铌酸锂基底雾化器)的频率温度曲线，并将其预存储在调频驱动电路的本地存储中，以供后续调用。

在上述任一技术方案中，在频率跟踪模块包括第一频率检测模块和第二功率检测模块的情况下，处理器具体用于：接收回波功率和检测温度值；根据检测温度值以及预设频率温度曲线确定目标频率区间；通过扫频处理确定目标频率区间中回波功率最小的频率点所对应的频率为谐振频率。

在该技术方案中，在上述频率跟踪模块同时包括第一频率检测模块和第二频率检测模块的情况下，在处理器根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，具体可通过下述方式进行确定：接收功率检测电路所反馈的反射信号的回波功率，以及温度检测电路所反馈的检测温度值(也即雾化器的工作温度)，根据该检测温度值以及预存储的频率温度曲线确定一个目标频率区间，进而通过扫频处理在上述目标频率区间内确定一个回波功率最小的频率点，并将该频率点所对应的频率确定为雾化器的谐振频率。这样，结合雾化器的工作温度以及预设的频率温度曲线确定谐振频率的大致区间，进而通过扫频处理的方式确定谐振频率的精确数值，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了处理器控制工作的准确进行，保证了驱动信号的有效性，从而降低了雾化器的升降温速度，降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

在上述任一技术方案中，处理器还用于：在雾化升温过程中，根据雾化器的谐振频率以及预设频率温度曲线确定雾化器的升温速率；基于升温速率大于第一阈值，降低驱动信号输出功率。

在该技术方案中，在雾化升温的过程中，上述处理器还可根据确定的雾化器的谐振频率以及预存储的频率温度曲线确定雾化器的升温速率，进而在雾化器的升温速率大于第一阈值的情况下，降低驱动信号的输出功率。这样，处理器还可用于确定雾化器的升温情况，在雾化器的升温速率过快情况下，通过降低驱动信号的输出功率的方式来减缓雾化器的升温速度，以防止快速升温产生的热膨胀及热应力损坏雾化器，延长了雾化器的使用寿命，提升了雾化器的整体性能。

其中，上述第一阈值具体可为5℃/s，在雾化器的雾化升温过程中，处理器一旦检测到雾化器的升温速率超过上述门限值，便认为雾化器的升温速率过快，进而控制其他模块工作以降低驱动信号的输出功率，从而减缓雾化器的升温速率。

在上述任一技术方案中，功率放大模块包括射频衰减器，射频衰减器与处理器相连，处理器具体用于：控制射频衰减器降低第一激励信号的信号功率，以降低驱动信号的输出功率；或者控制频率综合模块调整第一激励信号的输出占空比，以降低驱动信号的输出功率。

在该技术方案中，上述功率放大模块包括射频衰减器，该射频衰减器与处理器相连，在上述降低驱动信号的输出功率以减缓雾化器的升温速率时，处理器可控制射频衰减器来降低第一激励信号的信号功率，从而降低驱动信号的输出功率。同时，处理器还可通过控制频率综合模块调整第一激励信号的输出占空比的方式来降低第一激励信号的输出功率，从而降低驱动信号的输出功率。这样，在雾化器的升温速率过快的情况下，通过降低第一激励信号的信号功率或调整第一激励信号的输出占空比的方式，来降低驱动信号的输出功率，从而减缓雾化器的升温速度，以防止快速升温产生的热膨胀及热应力损坏雾化器，延长了雾化器的使用寿命，提升了雾化器的整体性能。

在上述任一技术方案中，处理器还用于：在雾化结束的降温过程中，根据雾化器的谐振频率以及预设频率温度曲线确定雾化器的降温速率；基于降温速率大于第二阈值，控制频率综合模块生成第二激励信号，其中，第二激励信号的功率小于第一激励信号的功率。

在该技术方案中，在雾化结束的降温过程中，上述处理器还可根据确定的雾化器的谐振频率以及预存储的频率温度曲线确定雾化器的降温速率，进而在雾化器的降温速率大于第二阈值的情况下，控制频率综合模块生成第二激励信号，其中，第二激励信号的信号功率小于第一激励信号的信号功率。这样，处理器还可用于确定雾化器的降温情况，在雾化器的降温速率过快情况下，通过小功率激励信号(即第二激励信号)适当激励雾化器，使得雾化器在不产生雾化的情况下产生一定的热量，从而防止雾化器降温过快而损坏雾化器，延长了雾化器的使用寿命，提升了雾化器的整体性能。

其中，上述第二阈值具体可与上述第一阈值相同，即为5℃/s，在雾化器的降温过程中，处理器一旦检测到雾化器的降温速率超过上述门限值，便认为雾化器的降温速率过快，进而通过小功率激励信号适当激励雾化器而产生一定的热量，从而减缓雾化器的降温速率。

本发明的第二个方面提供了一种调频驱动方法，用于上述第一个方面任一技术方案中的调频驱动电路，调频驱动方法包括：获取雾化器的工作参数；根据工作参数确定雾化器的谐振频率；同步生成信号频率为谐振频率的第一激励信号；将第一激励信号调整为目标电平的驱动信号，并输出驱动信号。

本发明所提供的调频驱动方法通过上述任一技术方案中的调频驱动电路实现，其中，上述调频驱动电路能够与雾化器进行连接，以向雾化器提供驱动信号来驱动雾化器工作。具体地，上述雾化器为声表面波雾化器，声表面波雾化器雾化产生的粒径与其振动频率负相关，然而，在声表面波雾化器的雾化过程中，雾化产生的热效应使得雾化器的谐振频率发生改变，从而降低了雾化器的能量利用率，甚至有损雾化器的使用寿命。

因此，在本发明所提供的调频驱动方法中，通过频率跟踪模块实时获取雾化器的工作参数，进而通过处理器根据上述工作参数确定雾化器当前的谐振频率，并生成控制信号，以控制频率综合模块同步生成信号频率为上述谐振频率的第一激励信号，即控制频率综合模块持续输出信号频率为上述谐振频率的正弦波信号。在此基础上，生成的第一激励信号传输至功率放大模块，处理器根据确定好的谐振频率控制功率放大模块调整第一激励信号的信号幅度，以将第一激励信号调整为目标电平的驱动信号，并将该驱动信号输出至雾化器以驱动雾化器进行雾化工作。这样，根据雾化器的谐振频率同步调整输出的驱动信号的频率和幅度，使得输出的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，从而控制雾化器的升降温速度，降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

进一步地，在雾化器的工作过程中，处理器通过频率跟踪模块实时监测雾化器在雾化过程中由升温引起的谐振频率变化情况，并根据频率跟踪模块反馈的监测信息调整控制信号，以控制频率综合模块调整输出的激励信号的信号频率，以及控制功率放大模块调整输出的驱动信号的信号幅度(或信号功率)。这样，在雾化器的工作中，雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率同步适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

因此，本发明所提供的调频驱动方法，根据雾化器的工作参数来确定雾化器工作时的谐振频率，进而根据谐振频率的变化情况来同步调整输出驱动信号的频率和幅度(功率)，使得雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了雾化产生的热效应对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

另外，本发明提出的调频驱动方法通过上述第一个方面任一技术方案中的调频驱动电路实现，因此，本发明提供的调频驱动方法具备上述第一个方面任一技术方案中的调频驱动电路的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的第三个方面提供了一种驱动装置，包括：如上述第一个方面任一技术方案中的调频驱动电路。因此，本发明提供的驱动装置具备上述第一个方面任一技术方案中的调频驱动电路的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明实施例的调频驱动电路的结构示意图之一；

图2示出了根据本发明实施例的调频驱动电路的结构示意图之二；

图3示出了根据本发明实施例的调频驱动电路的结构示意图之三；

图4示出了根据本发明实施例的调频驱动方法的流程示意图；

图5示出了根据本发明实施例的驱动装置的结构框图；

图6示出了根据本发明实施例的频率温度曲线图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100调频驱动电路，110处理器，120频率跟踪模块，122环形器，124功率检测电路，126温度检测元件，128温度检测电路，130频率综合模块，140功率放大模块，142前置放大器，144射频衰减器，146输出级射频功率放大器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例提出的调频驱动电路、调频驱动方法、驱动装置。其中，图1至图3中的虚线表示电源模块的供电线路，实线表示调频驱动电路各模块的连接关系或信号传输路径。

本发明第一个方面的实施例提出了一种调频驱动电路。在本发明的一些实施例中，如图1所示，提供了一种调频驱动电路100，调频驱动电路100能够与雾化器进行连接，以向雾化器提供驱动信号来驱动雾化器工作。

其中，上述雾化器具体为声表面波雾化器，声表面波雾化器雾化产生的粒径与其振动频率负相关，然而，在声表面波雾化器的雾化过程中，雾化产生的热效应使得雾化器的谐振频率发生改变，从而降低了雾化器的能量利用率，甚至有损雾化器的使用寿命。因此，本发明提供的调频驱动电路100通过监测雾化器谐振频率的变化情况来同步调整输出驱动信号的频率和幅度，从而控制雾化器的升降温速度，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

因此，在该实施例中，如图1所示，调频驱动电路100包括处理器110、频率跟踪模块120、频率综合模块130以及功率放大模块140四个主要模块。其中，频率跟踪模块120的第一端与雾化器相连，频率跟踪模块120的第二端与处理器110相连，频率综合模块130的第一端与处理器110相连，频率综合模块130的第二端与功率放大模块140的输入端相连，功率放大模块140的输出端与雾化器相连，通过处理器110控制其他各模块的工作来向雾化器输出相应频率和幅度的驱动信号，以控制雾化器的升降温速度，从而降低温度变化对雾化器雾化能力的影响。

具体地，上述频率跟踪模块120用于获取雾化器的工作参数，处理器110通过频率跟踪模块120获取到的上述工作参数来确定雾化器工作时的谐振频率。确定雾化器的谐振频率后，处理器110通过向频率综合模块130发送控制信号来控制频率综合模块130生成信号频率为上述谐振频率的第一激励信号，即控制频率综合模块130持续输出信号频率为上述谐振频率的正弦波信号。生成的第一激励信号传输至功率放大模块140，处理器110根据确定好的谐振频率控制功率放大模块140调整第一激励信号的信号幅度，以将第一激励信号调整为目标电平的驱动信号，并将该驱动信号输出至雾化器以驱动雾化器进行雾化工作。这样，根据雾化器的谐振频率同步调整输出的驱动信号的频率和幅度，使得输出的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，从而控制雾化器的升降温速度，降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

进一步地，在雾化器的工作过程中，处理器110通过频率跟踪模块120实时监测雾化器在雾化过程中由升温引起的谐振频率变化情况，并根据频率跟踪模块120反馈的监测信息调整控制信号，以控制频率综合模块130调整输出的激励信号的信号频率，以及控制功率放大模块140调整输出的驱动信号的信号幅度(或信号功率)。这样，在雾化器的工作中，雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率同步适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，上述处理器110具体可由单片机构成。

进一步地，频率综合模块130由PLL、DDS或FPGA频率合成器构成。频率综合模块130的具体构成可根据雾化器的工作频率以及频率跟踪模块120的设计需求进行选择，在此不作具体要求。

进一步地，功率放大模块140可由一级或多级射频功放，以及调节放大倍数的可调的射频衰减器144构成。具体地，如图2和图3所示，功率放大模块140可由前置放大器142、可调的射频衰减器144及输出级射频功率放大器146构成。其中，前置放大器142可以根据使用的频率综合模块130的输出功率不同使用一到多级；可调的射频衰减器144具体可采用压控或数控等任意形式的衰减器；输出级射频功率放大器146的带宽及增益可根据雾化器的使用场景以及雾化量要求进行选择，其同样可以采用一到多级。

另外，需要说明的是，功率放大模块140各级之间以及各模块之间均需要进行阻抗匹配。其中，第一级需要与频率综合模块130进行阻抗匹配，最后一级需要与雾化器进行阻抗匹配。在实际的使用过程中，各模块之间以及功率放大模块140各级之间的阻抗具体可通过串并联电容、电感的方式匹配至50欧姆。

进一步地，上述调频驱动电路100还可包括电源模块，具体地，该电源模块可由线性稳压源或开关电源构成，通过电源模块向调频驱动电路100中的其他各模块进行供电。其中，需要说明的是，该电源模块可为设置在调频驱动电路100内部的电源模块，亦可为外接的电源模块，在此不作具体限制。

因此，本发明所提供的调频驱动电路100，通过获取雾化器的工作参数来确定雾化器工作时的谐振频率，进而通过处理器110控制其他各模块的工作，以根据上述谐振频率同步控制输出的驱动信号的频率和幅度(功率)，使得雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了雾化产生的热效应对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，进一步地，如图2所示，上述频率跟踪模块120包括第一频率检测模块。其中，第一频率检测模块包括功率检测电路124，以及用于供驱动信号和雾化器的反射信号定向传输的环形器122。

具体地，如图2所示，环形器122与功率放大模块140、功率检测电路124以及外部的雾化器相连，功率放大模块140输出的驱动信号通过环形器122单方向传输至雾化器以驱动雾化器进行工作，而雾化器的反射信号则通过环形器122单方向传输至功率检测电路124。功率检测电路124与处理器110相连，用于检测反射信号的回波功率，并将检测结果反馈至处理器110，以供处理器110根据回波功率的检测结果确定雾化器的谐振频率。这样，根据雾化器反射信号的回波功率确定雾化器的谐振频率，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了驱动信号输出的有效性，以控制雾化器的升降温速度，从而降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

另外，在实际的应用过程中，还可通过定向耦合器或者射频开关将功率放大模块140输出的驱动信号和雾化器的反射信号进行分隔。

在本发明的一些实施例中，进一步地，如图3所示，上述频率跟踪模块120包括第二频率检测模块。其中，第二频率检测模块包括温度检测元件126以及与其相连的温度检测电路128。

具体地，如图3所示，温度检测元件126与雾化器相连接，用于检测雾化器的工作温度，并将检测结果发送至温度检测电路128，温度检测电路128获取温度检测元件126的检测温度值后将该检测温度值反馈至处理器110，以供处理器110根据雾化器的工作温度来确定雾化器的谐振频率。这样，根据雾化器的工作温度对雾化器的谐振频率进行确定，结构简单，保证了驱动信号的有效性，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，需要说明的是，上述温度检测元件126可为设置在调频驱动电路100内部的温度检测元件126，亦可为外接的温度检测元件126，通过导线或无线连接的方式实现信号的传递。具体地，上述温度检测元件126可采用K、E、J、N、B、S、R、T等型号的热电偶，或者采用Pt1000、Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等型号的热电阻。对于温度检测元件126的安装位置及具体类型，可根据实际情况进行设置，在此不作具体限制。

在本发明的一些实施例中，进一步地，上述频率跟踪模块120可同时包括上述第一频率检测模块和第二频率检测模块，这样，在处理器110根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，通过频率跟踪模块120获取雾化器的工作温度、反射信号的回波功率等参数，进而结合温度以及功率两方面的因素对雾化器的谐振频率进行确定，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了处理器110控制工作的准确进行，保证了驱动信号的有效性，从而降低了雾化器的升降温速度，降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，进一步地，在频率跟踪模块120包括第一频率检测模块的情况下，处理器110具体用于：接收回波功率，通过扫频处理确定回波功率最小时的目标频率点；将目标频率点对应的频率确定为谐振频率。

在该实施例中，在上述频率跟踪模块120仅包括第一频率检测模块的情况下，在处理器110根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，具体可通过下述方式进行确定：接收功率检测电路124所反馈的反射信号的回波功率，进而通过扫频处理确定回波功率最小时的目标频率点，并将该目标频率点所对应的频率确定为上述谐振频率。这样，通过检测回波功率以及频率扫描的方式确定雾化器的谐振频率，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了驱动信号输出的有效性，以控制雾化器的升降温速度，从而降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，需要说明的是，在进行扫频处理时，需要根据雾化器的温度系数选择扫描方向。具体地，对于负温度系数的雾化器，在升温过程中，采用以当前输出频率为起始频率向下扫描一定带宽的方式进行扫频，在降温过程中，则采用以当前输出频率为起始频率向上扫描一定带宽的方式进行扫频。而对于正温度系数的雾化器，其扫频方式与负温度系数的雾化器的扫频方式相反。

例如，对于Y切128铌酸锂制作的声表面波雾化器，在升温过程中，以当前输出频率为起始频率，向下以25KHz为间隔扫描300KHz；在降温过程中，则以当前输出频率为起始频率，向上以25KHz为间隔扫描300KHz。

在本发明的一些实施例中，进一步地，在频率跟踪模块120包括第二频率检测模块的情况下，处理器110具体用于：接收检测温度值；根据检测温度值以及预设频率温度曲线确定谐振频率。

在该实施例中，在上述频率跟踪模块120仅包括第二频率检测模块的情况下，在处理器110根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，具体可通过下述方式进行确定：实时接收温度检测电路128所反馈的检测温度值(也即雾化器的工作温度)，根据该检测温度值以及预存储的频率温度曲线确定雾化器当前的谐振频率。这样，通过实时获取的雾化器的工作温度结合预设的频率温度曲线对雾化器的谐振频率进行确定，结构简单，保证了驱动信号的有效性，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

其中，上述预设频率温度曲线与雾化器的类型、性能相关，根据雾化器的类型及性能的不同，得到的频率温度曲线也不相同。例如，如图6所示，对于Y切128铌酸锂基底雾化器，经过测试可得该类雾化器的频率温度特性为：雾化器温度每升高10℃，其谐振频率约降低7100Hz，根据该频率温度特性即可得到该类雾化器(Y切128铌酸锂基底雾化器)的频率温度曲线，并将其预存储在调频驱动电路100的本地存储中，以供后续调用。如图6所示，对于Y切128铌酸锂基底雾化器，其温度与谐振频率之间的相关函数为：y＝-708.9x+13775，其中，y表示雾化器的温度，x表示雾化器的谐振频率。

在本发明的一些实施例中，进一步地，在频率跟踪模块120包括第一频率检测模块和第二功率检测模块的情况下，处理器110具体用于：接收回波功率和检测温度值；根据检测温度值以及预设频率温度曲线确定目标频率区间；通过扫频处理确定目标频率区间中回波功率最小的频率点所对应的频率为谐振频率。

在该实施例中，在上述频率跟踪模块120同时包括第一频率检测模块和第二频率检测模块的情况下，在处理器110根据雾化器的工作参数确定雾化器的谐振频率时，具体可通过下述方式进行确定：接收功率检测电路124所反馈的反射信号的回波功率，以及温度检测电路128所反馈的检测温度值(也即雾化器的工作温度)，根据该检测温度值以及预存储的频率温度曲线确定一个目标频率区间，进而通过扫频处理在上述目标频率区间内确定一个回波功率最小的频率点，并将该频率点所对应的频率确定为雾化器的谐振频率。这样，结合雾化器的工作温度以及预设的频率温度曲线确定谐振频率的大致区间，进而通过扫频处理的方式确定谐振频率的精确数值，保证了谐振频率确定的及时性和准确性，进而保证了处理器110控制工作的准确进行，保证了驱动信号的有效性，从而降低了雾化器的升降温速度，降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，进一步地，上述处理器110还用于：在雾化升温过程中，根据雾化器的谐振频率以及预设频率温度曲线确定雾化器的升温速率；基于升温速率大于第一阈值，降低驱动信号输出功率。

在该实施例中，在雾化升温的过程中，上述处理器110还可根据确定的雾化器的谐振频率以及预存储的频率温度曲线确定雾化器的升温速率，进而在雾化器的升温速率大于第一阈值的情况下，降低驱动信号的输出功率。这样，处理器110还可用于确定雾化器的升温情况，在雾化器的升温速率过快情况下，通过降低驱动信号的输出功率的方式来减缓雾化器的升温速度，以防止快速升温产生的热膨胀及热应力损坏雾化器，延长了雾化器的使用寿命，提升了雾化器的整体性能。

其中，上述第一阈值具体可为5℃/s，在雾化器的雾化升温过程中，处理器110一旦检测到雾化器的升温速率超过上述门限值，便认为雾化器的升温速率过快，进而控制其他模块工作以降低驱动信号的输出功率，从而减缓雾化器的升温速率。

在本发明的一些实施例中，进一步地，功率放大模块140包括射频衰减器144，射频衰减器144与处理器110相连，处理器110具体用于：控制射频衰减器144降低第一激励信号的信号功率，以降低驱动信号的输出功率；或者控制频率综合模块130调整第一激励信号的输出占空比，以降低驱动信号的输出功率。

在该实施例中，上述功率放大模块140包括射频衰减器144，该射频衰减器144与处理器110相连，在上述降低驱动信号的输出功率以减缓雾化器的升温速率时，处理器110可控制射频衰减器144来降低第一激励信号的信号功率，从而降低驱动信号的输出功率。同时，处理器110还可通过控制频率综合模块130调整第一激励信号的输出占空比的方式来降低第一激励信号的输出功率，从而降低驱动信号的输出功率。这样，在雾化器的升温速率过快的情况下，通过降低第一激励信号的信号功率或调整第一激励信号的输出占空比的方式，来降低驱动信号的输出功率，从而减缓雾化器的升温速度，以防止快速升温产生的热膨胀及热应力损坏雾化器，延长了雾化器的使用寿命，提升了雾化器的整体性能。

在本发明的一些实施例中，进一步地，处理器110还用于：在雾化结束的降温过程中，根据雾化器的谐振频率以及预设频率温度曲线确定雾化器的降温速率；基于降温速率大于第二阈值，控制频率综合模块130生成第二激励信号，其中，第二激励信号的功率小于第一激励信号的功率。

在该实施例中，在雾化结束的降温过程中，上述处理器110还可根据确定的雾化器的谐振频率以及预存储的频率温度曲线确定雾化器的降温速率，进而在雾化器的降温速率大于第二阈值的情况下，控制频率综合模块130生成第二激励信号，其中，第二激励信号的信号功率小于第一激励信号的信号功率。这样，处理器110还可用于确定雾化器的降温情况，在雾化器的降温速率过快情况下，通过小功率激励信号(即第二激励信号)适当激励雾化器，使得雾化器在不产生雾化的情况下产生一定的热量，从而防止雾化器降温过快而损坏雾化器，延长了雾化器的使用寿命，提升了雾化器的整体性能。

其中，上述第二阈值具体可与上述第一阈值相同，即为5℃/s，在雾化器的降温过程中，处理器110一旦检测到雾化器的降温速率超过上述门限值，便认为雾化器的降温速率过快，进而通过小功率激励信号适当激励雾化器而产生一定的热量，从而减缓雾化器的降温速率。

下面通过一个具体实施例来对本发明提供的调频驱动电路进行阐述。

在该实施例中，提出了一种用于声表面波雾化器的调频驱动电路，包括：频率跟踪模块、功率放大模块、频率综合模块、处理器和电源模块。其中，频率跟踪模块由温度传感器PT1000及电桥式温度检测电路构成；功率放大模块由两级射频放大器HMC580ST89、调节放大倍数的可调射频衰减器MVA-2000+、一级射频功放MRFE6VS25N构成；频率综合模块由DDS频率合成器AD9954构成；处理器由单片机STM32H750构成；电源模块由线性稳压源LT1763构成。

在雾化器开始工作时，首先通过温度传感器PT1000获取雾化器的温度，再根据预先测定的雾化器频率温度曲线确定当前的雾化器谐振频率，然后通过频率综合器AD9954产生频率为谐振频率的激励信号，最后，由功率放大模块的放大器HMC580ST89和MRFE6VS25N将激励信号放大至合适水平并输出驱动信号以驱动雾化器工作。

在雾化器的工作过程中，调频驱动电路将持续重复上述过程，随时通过温度传感器PT1000确定雾化器当前的谐振频率，并及时调整输出的驱动信号频率，以确保输出驱动信号的有效性。

另外，温度传感器PT1000还用于检测雾化器的升降温情况，在升温过快时，单片机STM32H750控制可调射频衰减器MVA-2000+降低驱动信号的输出功率，从而减缓升温过程；在降温过快时，单片机STM32H750控制频率综合器AD9954产生功率较小的激励信号，以在不产生雾化的条件下产生一定热量，从而减缓降温过程。

本发明第二个方面的实施例提出了一种调频驱动方法，用于上述第一个方面任一实施例中的调频驱动电路。在本发明的一些实施例中，如图4所示，提出了一种调频驱动方法，包括：

步骤S402，获取雾化器的工作参数；

步骤S404，根据工作参数确定雾化器的谐振频率；

步骤S406，同步生成信号频率为谐振频率的第一激励信号；

步骤S408，将第一激励信号调整为目标电平的驱动信号，并输出驱动信号。

本发明实施例提出的调频驱动方法，通过上述任一实施例中的调频驱动电路实现，其中，上述调频驱动电路能够与雾化器进行连接，以向雾化器提供驱动信号来驱动雾化器工作。具体地，上述雾化器为声表面波雾化器，声表面波雾化器雾化产生的粒径与其振动频率负相关，然而，在声表面波雾化器的雾化过程中，雾化产生的热效应使得雾化器的谐振频率发生改变，从而降低了雾化器的能量利用率，甚至有损雾化器的使用寿命。

因此，在本发明所提供的调频驱动方法中，通过频率跟踪模块实时获取雾化器的工作参数，进而通过处理器根据上述工作参数确定雾化器当前的谐振频率，并生成控制信号，以控制频率综合模块同步生成信号频率为上述谐振频率的第一激励信号，即控制频率综合模块持续输出信号频率为上述谐振频率的正弦波信号。在此基础上，生成的第一激励信号传输至功率放大模块，处理器根据确定好的谐振频率控制功率放大模块调整第一激励信号的信号幅度，以将第一激励信号调整为目标电平的驱动信号，并将该驱动信号输出至雾化器以驱动雾化器进行雾化工作。这样，根据雾化器的谐振频率同步调整输出的驱动信号的频率和幅度，使得输出的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，从而控制雾化器的升降温速度，降低温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

进一步地，在雾化器的工作过程中，处理器通过频率跟踪模块实时监测雾化器在雾化过程中由升温引起的谐振频率变化情况，并根据频率跟踪模块反馈的监测信息调整控制信号，以控制频率综合模块调整输出的激励信号的信号频率，以及控制功率放大模块调整输出的驱动信号的信号幅度(或信号功率)。这样，在雾化器的工作中，雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率同步适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了温度变化对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

因此，本发明所提供的调频驱动方法，根据雾化器的工作参数来确定雾化器工作时的谐振频率，进而根据谐振频率的变化情况来同步调整输出驱动信号的频率和幅度(功率)，使得雾化器的驱动信号与雾化器的谐振频率相适应，降低了雾化器的升降温速度，从而降低了雾化产生的热效应对雾化器雾化能力的影响，提高了能量利用率，延长了雾化器的使用寿命。

另外，本发明提出的调频驱动方法通过上述第一个方面任一技术方案中的调频驱动电路实现，因此，本发明提供的调频驱动方法具备上述第一个方面任一技术方案中的调频驱动电路的全部有益效果，在此不再赘述。

在该实施例中，优选地，上述根据工作参数确定雾化器的谐振频率，具体可包括：检测雾化器的反射信号的回波功率；通过扫频处理确定回波功率最小时的目标频率点；将目标频率点对应的频率确定为谐振频率。

在该实施例中，优选地，上述根据工作参数确定雾化器的谐振频率，具体还可包括：检测雾化器的工作温度，得到检测温度值；根据检测温度值以及预设频率温度曲线确定谐振频率。

在该实施例中，优选地，上述根据工作参数确定雾化器的谐振频率，具体还可包括：获取回波功率和检测温度值；根据检测温度值以及预设频率温度曲线确定目标频率区间；通过扫频处理确定目标频率区间中回波功率最小的频率点所对应的频率为谐振频率。

在该实施例中，优选地，调频驱动方法还包括：在雾化升温过程中，根据雾化器的谐振频率以及预设频率温度曲线确定雾化器的升温速率；基于升温速率大于第一阈值，降低驱动信号输出功率。

在该实施例中，优选地，上述降低驱动信号输出功率，具体包括：降低第一激励信号的信号功率，以降低驱动信号的输出功率；或者调整第一激励信号的输出占空比，以降低驱动信号的输出功率。

在该实施例中，优选地，调频驱动方法还包括：在雾化结束的降温过程中，根据雾化器的谐振频率以及预设频率温度曲线确定雾化器的降温速率；基于降温速率大于第二阈值，生成第二激励信号，其中，第二激励信号的功率小于第一激励信号的功率。

本发明第三个方面的实施例提出了一种驱动装置。在本发明的一些实施例中，如图5所示，提出了一种驱动装置500，包括上述第一个方面任一实施例中的调频驱动电路100。因此，本发明实施例提供的驱动装置500具备上述第一个方面任一实施例中的调频驱动电路100的全部有益效果，在此不再赘述。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。