控制方法、电路结构、封装结构、存储介质及换能系统与流程

本技术涉及换能器的领域，尤其是涉及一种控制方法、电路结构、封装结构、存储介质及换能系统。

背景技术：

1、在加湿器、雾化器等电器的使用过程中，广泛地将换能器作为电能到机械能的转换单元，例如超声波换能器。具体地，超声波换能器通常由一个升压功率电路驱动，该升压功率电路能够为换能器提供一个高压的正弦波激励信号。

2、目前，传统的升压功率电路通常为一个自激振荡的电路，该电路简单易用，并且能够通过超声波换能器的谐振频率特性进行自选频控制，实现振荡频率自适应，取得较好的驱动效果。

3、具体地，当上述加湿器、雾化器在使用过程中，如果被用来雾化的液体消耗殆尽时，系统不能够及时地停止工作，那么将会导致超声波换能器处于干烧状态，换能器的温度将急剧升高，进而造成换能器不可恢复性损坏。因此，在实际应用过程中，不得不采取一个结构较为复杂的磁性浮子检测组件来完成对液体剩余量的检测。在液体的剩余量较多时，磁性浮子能够浮起，从而促使干簧开关或霍尔器件动作，进而保证系统可处于正常工作状态；而在液体消耗完毕时，磁性浮子将会落下，从而促使干簧开关或霍尔器件释放，从而使系统停止当前的工作状态。

4、然而，上述的磁性浮子检测组件体积较大，安装过程复杂，使得该产品的生产和使用成本较高。并且，受限于磁性浮子的结构，上述的磁性浮子检测组件无法完成液体量的精确检知控制，常常在因磁性浮子停止工作时还存在较多的液体残留，降低了液体使用效率，增加了液体添加的频率。更重要的是，若不能及时地处理这样的液体残留，还可能会出现蚊虫滋生或液体变质的问题，进而导致使用效果欠佳。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提供一种控制方法、电路结构、封装结构、存储介质及换能系统。

2、第一方面，本技术提供一种控制方法，采用如下的技术方案：

3、一种控制方法，用于换能器，所述换能器包括驱动电路以及换能部件，所述方法包括以下步骤：

4、在所述驱动电路进入基于自激振荡模式的工作状态中之后，采集用于驱动所述换能部件的振荡电压信号；

5、检测所述振荡电压信号波峰处的电压值，并将电压值大于预设电压阈值的波峰作为目标波峰；

6、在预设的时间段内对所述目标波峰的数量进行计数，并在所述目标波峰的累计数量大于预设的数量阈值的情况下，控制所述驱动电路停止工作。

7、通过采用上述技术方案，以超声波换能器为例，超声波换能器的换能部件由驱动电路驱动工作，由于驱动电路工作在自激振荡状态，其为换能部件提供的驱动电压是具有连续多个振荡波段的振荡电压。

8、在换能部件处于工作状态中并且液体消耗殆尽时，换能部件处于干烧状态，其产生的机械能只作用于自身，因此，此时的换能部件处于最大振幅状态且能量无法被耗散。换能部件的效率显著下降的同时，由于失去液冷作用，其自身温度也将会显著升高。在此种情况下，换能部件的等效内阻将显著增加，驱动电路输出的振荡电压正半周信号显著提高，振幅包络大幅平移上升，波峰将显著高于换能部件正常工作的阈值电压。

9、采用上述方案对振荡电压信号波峰处的电压值进行检测，并设定用于判定波峰是否过高的阈值电压，即可判断当前的波段对应的换能部件工作状态是否具有“干烧”的可能性。在当前判定为“干烧”状态的情况下，能够及时控制驱动电路停工作，从而使得换能部件不再产生无法被消耗的机械能。

10、因此，采用本方案能够有效地简化超声波换能器的液体检测组件结构，不需要再使用传统的庞大的磁性浮子和干簧开关或霍尔器件方式。本方案能够避免换能器干烧情况发生，提高了使用过程的安全性。同时，采用本方案还能极大程度上减小换能器的使用功耗及提前停止工作的液体损耗，还能够避免因留存液体导致的细菌滋生等问题，并且在药用雾化器领域可有效提高药液的利用率，降低药液浪费。

11、除此之外，采用对目标波峰进行计数的方法，还能够减少干扰导致的误判情况，提高超声波换能器的干烧检测准确率，在及时发现其干烧情况的前提下，提高使用者的体验感。同时，本方案不再需要进行传统电压检测方式所需要的、复杂的电压滤波处理。因此，检测速度能够得到显著提高，从而使得保护效果显著提高。

12、可选的，在预设的时间段内对所述目标波峰的数量进行计数，并在所述目标波峰的累计数量大于预设的数量阈值的情况下，控制所述驱动电路停止工作的步骤包括：

13、在未启动所述计数的情况下执行以下操作：

14、在检测到所述目标波峰时启动所述计数并将检测到所述目标波峰的时间点作为计时起点，以及将所述计时起点延长所述预设的时间段后的时间点作为计时终点；

15、在已启动所述计数的情况下执行以下操作：

16、累计所述目标波峰的数量，直至到达所述计时终点或所述驱动电路停止工作时停止所述计数；

17、在所述目标波峰的累计数量大于所述预设的数量阈值的情况下，控制所述驱动电路停止工作；

18、在所述目标波峰的累计数量小于或等于所述预设的数量阈值的情况下，将计数值清零。

19、通过采用上述技术方案，每当检测到目标波峰时，立即启动计数，并在预设的时间段内累计上述目标波峰的数量。若上述过程中累计的目标波峰数量大于上述的数量阈值，则能够判定超声波换能器处于“干烧”状态，此时控制驱动电路停止工作，同时将停止累计目标波峰的数量并且将累计的数量清零。可见，采用本方案能够以目标波峰的累计数量为依据，及时地控制驱动电路的驱动工作。

20、对应地，若计时停止时，上述过程中累计的目标波峰数量仍然小于等于上述的数量阈值，此时将停止累计目标波峰的数量并将累计数量清零。进一步地，待到下一次检测到目标波峰时，再行开始计数。

21、可选的，所述方法还包括：

22、(1)在控制所述驱动电路停止工作之后，以所述驱动电路停止工作的时间点为停摆计时起点开始计时，并在经过预设的停摆时长后，控制所述驱动电路重新进入所述工作状态；

23、(2)以所述驱动电路重新进入所述工作状态的时间点作为重启计时起点开始计时；

24、(3)在预设的重启时长内，累计所述目标波峰的数量；

25、(4)在所述目标波峰的累计数量大于所述预设的数量阈值的情况下，控制所述驱动电路停止工作并将所述目标波峰的累计数量清零，以及返回步骤(1)；

26、在所述目标波峰的累计数量小于或等于所述预设的数量阈值的情况下，保持所述驱动电路处于所述工作状态并将所述目标波峰的累计数量清零。

27、通过采用上述技术方案，当判断超声波换能器处于干烧状态时，驱动电路停止工作，此时使用者可以添加待雾化的液体，间隔一段停摆时间之后，尝试着自动开始工作一段时间，从而判断使用者是否在驱动电路停止工作之后完成了加液动作，若已经完成了加液动作，即可控制驱动电路保持工作状态；若没有完成加液动作，则控制驱动电路停止工作状态，并且在此之后重新计算停摆时间，多次循环上述动作，直至使用者完成加液动作。

28、因此，上述的功能可以在驱动电路停止工作时检测待雾化液体的状态并完成自动恢复工作，省去了使用者的开关操作，从而提升产品的便捷性和使用者的体验感。值得注意的是，由于上述驱动电路的振荡电压频率很高，采用上述的方案，只要预设较短的重启时长，即可完成上述的检测和判断过程，因此，能够避免换能器过热的情况，同时，换能器的损耗也不会有明显变化。

29、第二方面，本技术提供一种电路结构，采用如下的技术方案：

30、一种电路结构，用于换能器，所述换能器包括驱动电路以及换能部件，所述电路结构包括信号采集模块、电压检测模块和驱动控制模块；

31、所述信号采集模块与所述换能部件电连接，用于在所述驱动电路进入基于自激振荡模式的工作状态中之后，采集用于驱动所述换能部件的振荡电压信号；

32、所述电压检测模块与所述信号采集模块电连接，用于检测所述振荡电压信号波峰处的电压值，并将电压值大于预设电压阈值的波峰作为目标波峰；

33、所述驱动控制模块分别与所述驱动电路和所述电压检测模块电连接，用于在预设的时间段内对所述目标波峰的数量进行计数，并在所述目标波峰的累计数量大于预设的数量阈值的情况下，控制所述驱动电路停止工作。

34、通过采用上述技术方案，以超声波换能器为例，超声波换能器的换能部件由驱动电路驱动工作，由于驱动电路工作在自激振荡状态，其为换能部件提供的驱动电压是具有连续多个振荡波段的振荡电压。

35、在换能部件处于工作状态中并且液体消耗殆尽时，换能部件处于干烧状态，其产生的机械能只作用于自身，因此，此时的换能部件处于最大振幅状态且能量无法被耗散。换能部件的效率显著下降的同时，由于失去液冷作用，其自身温度也将会显著升高。在此种情况下，换能部件的等效内阻将显著增加，驱动电路输出的振荡电压正半周信号显著提高，振幅包络大幅平移上升，波峰将显著高于换能部件正常工作的阈值电压。

36、采用上述电路结构对振荡电压信号波峰处的电压值进行检测，并设定用于判定波峰是否过高的阈值电压，即可判断当前的波段对应的换能部件工作状态是否具有“干烧”的可能性。在当前判定为“干烧”状态的情况下，能够及时控制驱动电路停工作，从而使得换能部件不再产生无法被消耗的机械能。因此，采用本方案能够有效地简化超声波换能器的液体检测组件结构，不需要再使用传统的庞大的磁性浮子和干簧开关或霍尔器件方式。本方案能够避免换能器干烧情况发生，提高了使用过程的安全性。同时，采用本方案还能极大程度上减小换能器的使用功耗及提前停止工作的液体损耗，还能够避免因留存液体导致的细菌滋生等问题，并且在药用雾化器领域可有效提高药液的利用率，降低药液浪费。

37、除此之外，采用对目标波峰进行计数的方法，还能够减少干扰导致的误判情况，提高超声波换能器的干烧检测准确率，在及时发现其干烧情况的前提下，提高使用者的体验感。同时，本方案不再需要进行传统电压检测方式所需要的、复杂的电压滤波处理。因此，检测速度能够得到显著提高，从而使得保护效果显著提高。

38、可选的，所述驱动控制模块包括控制单元和与所述控制单元电连接的开关单元，所述开关单元连接在所述驱动电路的供电路径中，所述控制单元在所述驱动电路进入所述工作状态中之后实施下列动作：

39、在未启动所述计数的情况下，在检测到所述目标波峰时启动所述计数并将检测到所述目标波峰的时间点作为计时起点，以及将所述计时起点延长所述预设的时间段后的时间点作为计时终点；

40、在已启动所述计数的情况下，累计所述目标波峰的数量，直至到达所述计时终点或所述驱动电路停止工作时停止所述计数，并在所述目标波峰的累计数量大于所述预设的数量阈值的情况下，控制所述开关单元断开以使所述驱动电路停止工作，以及在所述目标波峰的累计数量小于或等于所述预设的数量阈值的情况下，将计数值清零。

41、通过采用上述技术方案，每当检测到目标波峰时，立即启动计数，并在预设的时间段内累计上述目标波峰的数量。

42、若上述过程中累计的目标波峰数量大于上述的数量阈值，则能够判定超声波换能器处于“干烧”状态，此时控制驱动电路停止工作，同时将停止累计目标波峰的数量并且将累计的数量清零。可见，采用本方案能够以目标波峰的累计数量为依据，及时地控制驱动电路的驱动工作。

43、对应地，若计时停止时，上述过程中累计的目标波峰数量仍然小于等于上述的数量阈值，此时将停止累计目标波峰的数量并将累计数量清零。进一步地，待到下一次检测到目标波峰时，再行开始计数。

44、可选的，所述控制单元在控制所述驱动电路停止工作之后实施下列动作：

45、(1)以所述驱动电路停止工作的时间点为停摆计时起点开始计时，并在经过预设的停摆时长后，控制所述驱动电路重新进入所述工作状态；

46、(2)以所述驱动电路重新进入所述工作状态的时间点作为重启计时起点开始计时；

47、(3)在预设的重启时长内，累计所述目标波峰的数量；

48、(4)在所述目标波峰的累计数量大于所述预设的数量阈值的情况下，控制所述开关单元断开以使所述驱动电路停止工作并将所述目标波峰的累计数量清零，以及返回步骤(1)；

49、在所述目标波峰的累计数量小于或等于所述预设的数量阈值的情况下，保持所述开关单元接通以使所述驱动电路处于所述工作状态并将所述目标波峰的累计数量清零。

50、通过采用上述技术方案，当判断超声波换能器处于干烧状态时，驱动电路停止工作，此时使用者可以添加待雾化的液体，间隔一段停摆时间之后，尝试着自动开始工作一段时间，从而判断使用者是否在驱动电路停止工作之后完成了加液动作，若已经完成了加液动作，即可控制驱动电路保持工作状态；若没有完成加液动作，则控制驱动电路停止工作状态，并且在此之后重新计算停摆时间，多次循环上述动作，直至使用者完成加液动作。

51、因此，上述的功能可以在驱动电路停止工作时检测待雾化液体的状态并完成自动恢复工作，省去了使用者的开关操作，从而提升产品的便捷性和使用者的体验感。值得注意的是，由于上述驱动电路的振荡电压频率很高，采用上述的方案，只要预设较短的重启时长，即可完成上述的检测和判断过程，因此，能够避免换能器过热的情况，同时，换能器的损耗也不会有明显变化。

52、第三方面，本技术提供一种集成电路封装结构，采用如下的技术方案：

53、一种集成电路封装结构，用于换能器，所述换能器包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的换能部件，所述集成电路封装结构包括如第二方面所述的电路结构，所述电路结构用于与所述驱动电路电连接。

54、通过采用上述技术方案，采用集成电路结构对振荡电压信号波峰处的电压值进行检测，并设定用于判定波峰是否过高的阈值电压，即可判断当前的波段对应的换能部件工作状态是否具有“干烧”的可能性。在当前判定为“干烧”状态的情况下，能够及时控制驱动电路停工作，从而使得换能部件不再产生无法被消耗的机械能。因此，采用本方案能够避免换能器干烧情况发生，提高了使用过程的安全性，并且极大程度上减小了换能器的使用功耗及提前停止工作的液体损耗，还能够避免因留存液体导致的细菌滋生等问题。

55、更重要的是，将上述的功能封装至一个集成电路结构中，成为专用的换能器驱动控制集成电路，能够进一步简化系统电路结构，减少器件数量，减少批量生产相关产品的生产成本。除此之外，采用对目标波峰进行计数的方法，还能够减少干扰导致的误判情况，提高换能器的干烧检测准确率，在及时发现其干烧情况的前提下，提高使用者的体验感。

56、可选的，所述集成电路封装结构还包括功率调节模块和外部接口模块；

57、所述外部接口模块与所述功率调节模块电连接，用于从外部接收功率调节指令，并基于所述功率调节指令生成调节信号；

58、所述功率调节模块用于与所述驱动电路电连接，以基于所述调节信号调整所述驱动电路的输出功率。

59、通过采用上述技术方案，将功率调节模块和外部接口模块封装至上述的集成电路结构中，供使用者通过外部接口调整上述驱动电路的输出功率，从而实现分级调节产品的工作状态，进一步地完善产品功能，提升使用者的体验感。

60、可选的，所述集成电路封装结构还包括供电模块，所述供电模块分别与所述信号采集模块、所述电压检测模块、所述驱动控制模块、所述功率调节模块和所述外部接口模块电连接，用于向所述信号采集模块、所述电压检测模块、所述驱动控制模块、所述功率调节模块和所述外部接口模块供电。

61、可选的，所述集成电路封装结构具有多个第一类引脚和至少一个第二类引脚，所述多个第一类引脚用于将所述信号采集模块、所述驱动控制模块、所述功率调节模块、所述供电模块分别与所述驱动电路的对应电路节点电连接，所述至少一个第二类引脚用于将所述外部接口模块与相关的外部信号输入装置电连接。

62、第四方面，本技术提供一种存储介质，采用如下的技术方案：

63、一种存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如第一方面所述的控制方法。

64、通过采用上述技术方案，以超声波换能器为例，超声波换能器的换能部件由驱动电路驱动工作，由于驱动电路工作在自激振荡状态，其为换能部件提供的驱动电压是具有连续多个振荡波段的振荡电压。

65、在换能部件处于工作状态中并且液体消耗殆尽时，换能部件处于干烧状态，其产生的机械能只作用于自身，因此，此时的换能部件处于最大振幅状态且能量无法被耗散。换能部件的效率显著下降的同时，由于失去液冷作用，其自身温度也将会显著升高。在此种情况下，换能部件的等效内阻将显著增加，驱动电路输出的振荡电压正半周信号显著提高，振幅包络大幅平移上升，波峰将显著高于换能部件正常工作的阈值电压。

66、采用上述方案对振荡电压信号波峰处的电压值进行检测，并设定用于判定波峰是否过高的阈值电压，即可判断当前的波段对应的换能部件工作状态是否具有“干烧”的可能性。在当前判定为“干烧”状态的情况下，能够及时控制驱动电路停工作，从而使得换能部件不再产生无法被消耗的机械能。因此，采用本方案能够避免换能器干烧情况发生，提高了使用过程的安全性，并且极大程度上减小了换能器的使用功耗及提前停止工作的液体损耗，还能够避免因留存液体导致的细菌滋生等问题。

67、除此之外，采用对目标波峰进行计数的方法，还能够减少干扰导致的误判情况，提高超声波换能器的干烧检测准确率，在及时发现其干烧情况的前提下，提高使用者的体验感。

68、第五方面，本技术提供一种换能系统，采用如下的技术方案：

69、一种换能系统，所述换能系统包括换能器以及如第二方面所述的电路结构，所述换能器包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的换能部件，所述电路结构与所述驱动电路电连接。

70、通过采用上述技术方案，对振荡电压信号波峰处的电压值进行检测，并设定用于判定波峰是否过高的阈值电压，即可判断当前的波段对应的换能部件工作状态是否具有“干烧”的可能性。在当前判定为“干烧”状态的情况下，能够及时控制驱动电路停工作，从而使得换能部件不再产生无法被消耗的机械能。因此，采用本方案能够避免换能器干烧情况发生，提高了使用过程的安全性，并且极大程度上减小了换能器的使用功耗及提前停止工作的液体损耗，还能够避免因留存液体导致的细菌滋生等问题。

71、除此之外，采用对目标波峰进行计数的方法，还能够减少干扰导致的误判情况，提高换能器的干烧检测准确率，在及时发现其干烧情况的前提下，提高使用者的体验感。

72、可选地，所述换能器是超声波换能器。

73、第六方面，本技术提供一种换能系统，采用如下的技术方案：

74、一种换能系统，所述换能系统包括换能器以及如第三方面所述的集成电路封装结构，所述换能器包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的换能部件，所述集成电路封装结构与所述驱动电路电连接。

75、通过采用上述技术方案，采用集成电路结构对振荡电压信号波峰处的电压值进行检测，并设定用于判定波峰是否过高的阈值电压，即可判断当前的波段对应的换能部件工作状态是否具有“干烧”的可能性。在当前判定为“干烧”状态的情况下，能够及时控制驱动电路停工作，从而使得换能部件不再产生无法被消耗的机械能。因此，采用本方案能够避免换能器干烧情况发生，提高了使用过程的安全性，并且极大程度上减小了换能器的使用功耗及提前停止工作的液体损耗，还能够避免因留存液体导致的细菌滋生等问题。

76、更重要的是，将上述的功能封装至一个集成电路结构中，成为专用的换能器驱动控制集成电路，能够进一步简化系统电路结构，减少器件数量，减少批量生产相关产品的生产成本。除此之外，采用对目标波峰进行计数的方法，还能够减少干扰导致的误判情况，提高换能器的干烧检测准确率，在及时发现其干烧情况的前提下，提高使用者的体验感。

77、可选地，所述换能器是超声波换能器。