家用雾化风扇，也称加湿风扇，主要通过蒸发吸热原理工作，内置的雾化装置产生微米级（通常为5-10微米）的水雾，风扇将雾滴吹送到空气中，利用细密水雾蒸发时吸收热量的物理特性，快速降低环境温度；同时，风扇产生的水雾会在皮肤上快速蒸发，让身体热量更快散失，与单独使用风扇相比，这个过程使人感觉凉爽得多。因为雾化风扇比普通风扇提供了更强的降温能力，而且由于水雾的颗粒度非常细小，即使在高湿度环境下同样具备蒸发冷却的作用，雾化风扇现在已经成为家居室内、户外露台、平台和泳池区域的流行增配设备。  下文主要涉及到雾化风扇中雾化装置的相关设计要点和建议。1. 雾化方式的选择目前常见的雾化方式有两种：离心式雾化和超声波微孔雾化。离心式雾化，通过小型水泵将水送到高速旋转的雾化盘，在离心力作用下粉碎成微米级雾粒；其优点是雾化盘的结构简单，不易堵塞，但是因为需要高速旋转的电机，所以存在电机噪音以及机械结构的动平衡设计等，一般成本和体积都较高，常见于商用或中高端产品。超声波微孔雾化，通过压电陶瓷的高频振动，在打孔膜片处将水“剪切”成细雾；其优点是不存在机械运动，结构很紧凑也无任何噪音，功率消耗也很低，但是要留意水质过滤，不然会导致微孔雾化片的堵塞老化甚至失效。相对而言，微孔雾化方案更加紧凑、安静，是绝大多数家用产品（落地雾化风扇、桌面加湿风扇）的选择，但对水质和驱动电路要求严格。后文主要分享针对微孔雾化方案的装置设计相关要点和建议。 市面上也有个别设备采用压力喷嘴的方法（如下图中的misto品牌），直接接自来水阀，通过喷嘴雾化的方式配合风扇，但是因为其雾化颗粒偏大并不易挥发，大部分的水分容易直接在地面形成积水，不属于主流的设计选择。 2. 储水和供水系统此系统的目标是稳定、安全地向雾化单元供水。储水系统，一般用水箱或者模组设计，大容量水箱（或者可外接自来水的自动供水）可以保证长时间的供水，同时可以设计水过滤装置；模组设计是将每个雾化头都配置一个专属的“小水箱”，模组内有检水设计，可以自动补充或者提醒消费者进行补充加水，模组设计要注意方便拆卸。供水系统，如果是水箱或者自动补充的模组，一般都会设计微型水泵（类似370隔膜泵）进行补充，微孔雾化单元侧通常建议通过重力自吸或者棉棒的毛细作用来实现雾化片的及时供水。水位检测与无水保护：为防止雾化单元在无水状态下的干烧，推荐采用电容/电阻式检测方案。清洁设计：整体水路应该确保干净过滤，无死角，易排空，方便用户定期清洗（水箱和水路），防止微生物滋生以及微孔雾化片的堵塞。  3. 驱动与控制电路驱动控制是雾化装置的“大脑”，需要确保稳定高效并具备完善保护。一般来说，整个雾化风扇装置会有一个主控驱动（BLDC）芯片，来控制风扇电机，包括高中低档以及相关智能控制，例如可通过红外感应器实现“人在送雾，人走停雾”，更智能节水。雾化部分，建议用专用的微孔雾化驱动芯片（LX8201），用从机模式，单独驱动雾化片。具体雾化片的驱动电路，需要考虑具备自动追频功能，因为压电雾化片有特定谐振频率且会变化，电路需能自动检测并跟踪最佳谐振点，以保持最佳雾化效率和降低功耗。除了追频要求，因为最新流行趋势是多个雾化头（2-3-5），还需要考虑相关升压电路的参数设计，以及不同雾化头的一致性问题，如果用传统LC振荡电路，可能会因为电感器件偏差导致不同雾化头的实际雾化效果明显不一致。如下图中的5头雾化，如果有两个雾化明显很弱而其他很强劲，用户肯定会觉得很迷惑。 4. 雾化与气流的整合如何让雾与风高效混合，是一个直接影响用户体验的关键设计，除了外观影响，结构设计的角度，需要将导雾罩的出口与风扇的导风罩出口紧密相邻或整合，确保雾一产生就被气流吹散并输送至远处，最大化蒸发比例来减少“湿感”；另外，如果涉及到可拆卸的模组，或者整体雾化装置可拆卸可分立（风扇独立可工作，如下图的Shark雾化风扇），供水供电的结构设计就非常不同了。 5. 其他设计考虑智能化：通过温湿度监测反馈，自动调整雾化量，或者通过语音控制雾化风扇的工作模式。便携设计：使用小型化、内置大容量电池，方便在不同房间或户外使用电气安全：所有涉水部件（水泵、雾化片接头）必须满足IPX4或更高防水等级，电路板需有三防漆（防潮、防霉、防盐雾）处理，强电部分绝缘必须可靠。细分场景设计：室内室外多场景，细分产品功能和结构设计，落地/壁挂/台式/便携综合考虑 结束语雾化风扇是局部、便携、低功耗的“体感降温”设备，相较与于全屋温控，其设计目标是在能耗、噪音、体积和成本上取得最佳平衡，利用超声波微孔雾化装置，在雾化片选型、自动追频驱动电路、水路设计以及相关综合结构上做好设计工作，就能给消费者提供一种不同于空调的、带有湿润感和自然风的凉爽体验。

#技术干货# #擦窗机器人# #微孔雾化#摘要：微孔雾化在擦窗机器人喷雾喷水中的应用和设计关注点，分享不同品牌产品的具体设计。微孔雾化，利用压电陶瓷的高频振动带动微孔板振动，使液体通过微孔时被“剪切”成微小液滴，以其高效、低耗、可控的优势，在众多领域比如医疗、香氛、个人护理和加湿等不同场景得到广泛应用。今天分享一个最近有关微孔雾化最新应用的案例：擦窗机器人。擦窗机器人是一个新产品，基于消费升级（懒人经济）、技术的成熟和行业效率提升的需求，最近呈现快速的市场增长，国内同比增长超过35%，全球出货量甚至超过50%，2025全年预计总量为200万台。比较突出的品牌有科沃斯（超级领先的品牌，市场占有率过50%），洒拖派，赫特，希亦，玻妞，追觅，火鲸等。在擦窗机器人的技术路线中，有众多关键突破要点如路径规划算法、传感器融合、强吸附力等，其中有一个目前所有厂家都在使用的方案-微孔雾化：通过微孔雾化装置进行喷雾喷水，提前溶解污渍实现有效湿擦，避免水渍留痕。实际应用中可以看到很多不同的设计。下面是部分品牌产品的喷雾喷水设计介绍，所有资料均来自网络。品牌：科沃斯型号：W2S微孔喷水设计要点：双边三喷头雾化喷水品牌：洒拖派型号：0Pro微孔喷水设计要点：双边自动喷水（15um）品牌：玻妞型号：388微孔喷水设计要点：超声波雾化喷水品牌：希亦型号：W1微孔喷水设计要点：六喷头纳米矩阵雾化系统品牌：追觅型号：C1微孔喷水设计要点：短促而有力的脉冲喷水微孔雾化设计要素的综合考量总体看，微孔雾化喷雾喷水的目的，是要能有效预湿润，但是同时要控制好喷水量，太大后导致容易留存水渍而且支持喷水/擦窗有限。具体要从覆盖面（喷雾头数量，方向），以及留存效果（水雾颗粒，雾化速率）进行统筹平衡。除了效果的考虑，也要考虑到雾化头数量增加带来的成本和结构复杂度影响。基于微孔雾化驱动芯片LX8201的实践经验，具体有以下规格设计需要在早期产品原型阶段进行验证：1. 雾化头的数量和位置，清洁路径的有效覆盖；2. 出雾方向和雾化颗粒（10-15um），有效湿润；3. 微孔雾化速率（打孔数量，驱动功率）选择，避免对液仓容量过于依赖；精准控制水量，供水时间更长本文最后提供一个反面案例作为结束。产品：火鲸H6 Pro问题点：单个雾化头（红线所指，居中放置），喷水面积相比设备整体尺寸，过于狭窄，无法有效湿润清洁路径。

分享利用压电陶瓷驱动芯片LX8201，开发针对压电气泵的低成本驱动电路，性能稳定且极具成本优势。压电气泵是种新型流体驱动器，它不需要外加的驱动电机，而是直接利用压电陶瓷的逆压电效应，使压电振子在电场作用下径向压缩，内部产生拉应力，从而使压电振子弯曲变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体的平缓连续输出。目前国产压电气泵已经基本能匹配国际大厂（村田等）的规格性能指标，在可穿戴式设备、静音血压计、吸奶器、按摩仪以及气体采样设备等各场景下得到了众多应用，毫不夸张说，在传统气泵能用到的地方，压电气泵都值得再来一次。从行业专家得到的消息，过去半年的数据显示整体规模的增长速度显著提升，LOXIM公司收到针对驱动芯片LX8201的询盘和客户开发项目的数量，也从一个侧面验证了这个趋势；目前行业内的共识是，随着成本的进一步下降，更多的应用场景和创新产品会不断涌现，完全可以期待1-2年之内其市场规模的爆发式增长。常见的压电气泵规格，以用于可穿戴式静音血压计的压力-流量型压电气泵为例，一般的规格为： 驱动电压：15-30 V 功率：0.5-2W 出口压力（正压/真空）：30-50Kpa 流量：100-1,000 ml/min以下，分享一个将压电陶瓷驱动芯片LX8201用于压电气泵控制电路的实际案例，主要特点是驱动性能稳定，而且极具成本优势。设计规格如下： 模式：他控，主控芯片发出电平信号，控制芯LX8201从而驱动压电气泵 外围：升压电路，将3.3-5V升压至20-30V 工作参数/档位：LX8201反馈工作参数至主控芯片，可以根据既定逻辑进行调整（压力流量数据反馈，或者事先设置好的按键/档位）具体实施原理图如下：BOM表如下（供选型参考）：驱动芯片（LX8201）资料可以自行查找官网，需要PCB板图/layout资料的，可以进一步联系分享。

随着电子烟“加热+超声波”组合雾化的新产品不断涌现，基于LX8201芯片的最新实践总结，针对设计环节的若干关键要点，包括陶瓷片选择，驱动技术方案和结构安装设计要点，以保证工程验证到量产的成功垂直启动，分享相关实践经验。深圳作为全球电子烟行业的创新和制造基地，一直以来在新材料新体验新模式上不断涌现新的设计。最近，部分龙头企业将传统的超声波（微孔雾化，也有用3M陶瓷片直接取代加热雾化的，另文详谈）和加热雾化，进行组合，在继承原有陶瓷芯加热雾化的基础上，通过超声波微孔的冷雾化技术，提高香味还原度，同时因为雾化颗粒度较大，能灵活调节并提升吸食的口感。下面基于LOXIM微孔雾化专用芯片的应用实践，分享若干电子烟“加热+超声波”组合雾化产品设计的关键要点。需要注意的是，超声波微孔雾化的效果，不仅仅受微孔雾化驱动硬件方案（LOXIM的专长）影响，在陶瓷片的选型，结构/安装设计以及液体特性的选择上，也直接影响最后的组合雾化效果。1. 微孔陶瓷片选型和规格微孔陶瓷片是通过谐振将激励电信号转化为高频振动（100-220KHz），从而将水性液体雾化为目标粒径大小颗粒的执行器件，不管是工程验证还是量产的规格/来料控制，都非常关键，要考虑的因素主要有以下几个方面：直径大小：一般为10-16mm，也有个别厂家能提供8mm的，主要根据实际结构空间来选择；直径的大小跟频率成大致的反比关系，比如16mm的常见谐振频率为108KHz, 10mm的常见谐振频率为175KHz；谐振性能：谐振频率/反谐振频率，谐振阻抗，静态电容等，需要在出厂和来料检验中明确相关要求和检验发放要求；打孔大小：打孔大小一般跟雾化出来颗粒的中位粒径大小接近，常见电子烟的超声波微孔雾化建议孔径为5-6um，实际要根据雾化的液体特性以及口感来进行调节；打孔数量：打孔数量（孔的大小定了，数量就对应铺排的面积）是根据需求的雾化量/速率（比如0.2毫升/每分钟）来定的，实际数量可以从200-2000个孔；电子烟的设计，一般以口数为计量的单位，每一口的时间为2秒，常见的设计雾化速率为3mg/s(折算为一口是6mg，如果3毫升的液仓，可以支持500口抽吸)；其他：不锈钢片凸起设计，根据进液的方式（棉棒，重力等）不同以及通道结构设计特点，可以设计有不同方向（正凸，反凸）以及不同形状（平凸，弧形）的选择。2. 微孔雾化驱动市面上微孔雾化的传统驱动，是基于电感/高压MOS器件的L/C振荡电路，为保持雾化端电压稳定，一般还需要专门的升压电路。由于电感或者陶瓷片的来料参数不可避免有一定波动，在不同设备上出现实际雾化量明显不一致性的问题，这个问题在香氛和医疗领域属于无关紧要的诉求。但对于电子烟产品而言，不同设备的实际吸食口数存在很大波动，属于不能接受的消费者体验，属于关键性的设计和质量控制要求。为解决电子烟的“微孔+加热”雾化组合出现的雾化口数一致性问题，LOXIM微孔超声雾化驱动芯片（型号LX8201）采用全新的硬件电路，不受器件离散性的影响，雾化稳定性和一致性更好；同时其采用独家软件算法精准追频，驱动效率更高。​3. 结构设计 - “加热+超声波”组合雾化电子烟因为结构紧凑，从“加热”到“加热+超声波”组合，结构设计需要非常独特的创意以及多维度的考虑，主要设计及验证要点：陶瓷片的安装固定：陶瓷片的安装固定方式，会直接影响到雾化效果/谐振性能，包括雾化量/功率，需要考虑是否固定陶瓷片（棉棒浮动）还是棉棒固定（陶瓷片浮动/弹簧设计），是否需要采用陶瓷片模组化，固定陶瓷片一般用硅胶，要注意硅胶的形状设计/压紧方式/压缩量选择等；棉棒选择：主要针对液体类型和出雾量规格，确保毛细效应不是瓶颈；超声出雾通道及液滴回收（如有）：根据组合出雾的通道设计，由“分‘到”合“的通道设计要考虑热+冷的最佳效果/口感；量产的考虑：关键物料的质量控制点（尺寸，特性），以及安装固定方式对陶瓷片结构谐振性能的影响（不然，单有驱动方案的改良，不一定能保证口数的一致性完全符合要求）4. 雾化液体的选择/规格前面3点，都是LOXIM实践中具备足够经验或者非常专业独特的领域，但是液体的选择，则是品牌/全案公司的核心竞争力，因为液体的选择直接影响到消费者的体验，不管是香味还原（冷雾化，没有加热，容易还原）还是口感体验的差异化，都是品牌方最终赢得市场的利器。从电子烟“加热+超声波”组合雾化的功能实现角度，液体的粘性是影响雾化效果的重要因素。针对不同粘性的液体，雾化颗粒度的分布会不一样，雾化量也会有明显差异。建议在前期配方选择的时候，针对不同液体，定制不同孔径&打孔数的陶瓷片，进行交叉验证，选择一个匹配度最合适的液体&陶瓷片组合结束语：电子烟“加热+超声波”组合雾化是一个新的产品尝试，研发阶段需要结构和硬件工程师通力协作，在前期将各关键要点考虑到位，包括雾化粒径，口数一致性，雾化量，通道等，才能保证最后的消费者体验达到预期，同时将设计要点转移到来料要求和工艺制程，以保证量产阶段的稳定可靠。

在微孔雾化装置的工程实践中，工程师在设计前期（包括可研到样品设计）除了基本的结构和电路设计，有个必须确认的工作就是微孔雾化片的选型。对很多工程师来说，微孔雾化装置可能是一个全新的领域，作为雾化三要素（片子，板子，液体）中的第一个要素，雾化片的正确选型极大程度上决定了后续雾化功能以及整体成本。下文的指引，基于LOXIM微孔雾化芯片在各行业的落地经验，旨在将工程师选型过程中需要考虑的主要因素，按照先后顺序进行阐释，并给予一定的量化指引。一、 选尺寸：大（陶瓷片）->小（打孔）->多少（孔数量）尺寸，主要指的是陶瓷片的整体直径，中心区域的打孔孔径，以及打孔排列（数量），我们建议的考虑顺序是先确定直径，再确定孔径，然后选择打孔数量。1、 大：根据大致产品结构来设计直径的大小，首选16mm/13.5mm(成熟，便宜)，次选10mm（较成熟，较贵），谨慎选择8mm（不成熟，可选供应商少，贵，寿命是个风险，压电陶瓷片薄）。2、 小：根据所需要颗粒大小，确定陶瓷片的打孔孔径（香氛4-5um，医用3-4um,电子烟5-7um, 口喷7-8um），如果不知道应用场景的具体需求，建议从5um开始，2um为激光打孔以及光学照明检测的极限，可靠性并不成熟，暂不推荐。3、 打孔数量：根据所需要的流量/雾化速率要求，来确定打孔数量；要注意的是，实际流量会受到驱动功率的影响（据此，可以进行不同档位的设置）。实践指引：建议首先根据0.8W功率下能达到需求的目标流量，来标定打孔数量；然后再确认最高档位和最低档位下的功率/PWM设定，尽量避免过高（超过1.5W）或者过低（低于0.5W）的设定。二、 选参数1、 谐振性能：频率，阻抗和电容，尽可能减少性能参数的波动，用阻抗分析仪测试裸片的参数范围，跟供应商的规格书进行比对，也可比对不同供应商的样品来料性能（尽可能用同样的尺寸规格对比）。2、 打孔膜片凸起的方向和形状：根据实际雾化装置的设计比如导液方式以及棉棒的规格，选择正凸/反凸，平/弧。3、 其他规格指标（参考，可以在样品测试/工程测试合适的阶段跟供应商落实确认）：粒径分布曲线，锥孔底部孔径，堵孔率%，寿命（一般要求3,000小时），不锈钢膜片厚度（常见0.05mm），焊锡高度，焊线规格等。4、 其他可选设计，可以根据实际的产品要求，进行客制化设计：不锈钢膜片表面打回流孔，双面贴压电陶瓷，无铅压电陶瓷，PI膜，电铸工艺，不同的工艺/选型考虑都会涉及到不同的产品价格。三、 验证1、 初步验证：根据选型意向，陶瓷片工厂会打样，建议用阻抗分析仪对裸片进行测试，然后将陶瓷片安装到结构件样品，用LX8201的标准测试板（匹配好中心频率）对样品进行雾化测试，收集雾化量，功率等参数，另外，因为LX8201芯片驱动信号的一致性保证，可以同时进行不同结构件/不同片子之间的一致性对比验证。2、 工程验证：经过前期的样品测试和调整反馈，选型确认后，会根据产品实际的结构安装，客户定制PCB/驱动板以及目标液体，进行详细的工程测试验证，并将陶瓷片的IQC相关标准落实确认。

分享一个最新的便携微孔雾化装置的原理图，主要功能为驱动微孔雾化，兼具外围的升压和检水。适合：可以适用于医用微网雾化器、桌面加湿器、补水仪或者香氛仪的雾化驱动电路参考。特点：选用微孔雾化驱动专用芯片LX8201，整体硬件成本低，具备自动扫频追频以及自动检水功能，按键和指示灯设计方便简洁主要逻辑功能需求1. 雾化片：108KHz，16mm直径，微孔超声波雾化片2. 雾化驱动：自动扫频追频，雾化量另行标定，名义雾化速率：4mg/s3. 按键1: 长按开机，再次长按关机；关机状态下进入低功耗以节省电池电量；按键1在开机状态下循环，高-中-低档位控制雾化速率4. 档位关机记忆5. 按键2: 在开机状态按下出雾，释放后立即停止出雾6. 在开机状态下3分钟内，按键1和按键2无动作的话，自动关机7. LED1, LED2, LED3 灯：指示档位状态，开机状态下，低档：亮一个，中档：亮2个，高档：亮三个；关机时所有LED灯灭8. LED4：雾化状态，出雾亮，无雾灭，开机状态下无水时闪烁，关机状态灭9. LED5：低电量状态显示，闪烁：电量低，关机或者电压正常时熄灭。电池电压低时长按按键1，LED5闪烁, 并且无法开机10. 使用单节锂电池供电上述原理图中的主要器件清单1. 升压芯片：LN2220PAR （南麟）2. 充电管理：TP4057（友台）3. 主控及雾化驱动芯片：LX8201 （乐而信）4. 电容/水位监测：TC301D （诺泰）