超声波雾化具有雾滴细小、雾化均匀等优点,已被广泛应用在清洗、喷涂、雾化栽培等领域。然而,超声波雾化喷头驱动电路是超声雾化系统的关键部分之一,需要考虑其成本、效率等。为了设计一款高效率、低成本的超声波雾化喷头驱动电路,本文提出了一款基于E类谐振变换器的超声波雾化喷头驱动电路,设计并搭建了一款15W,60k Hz的喷头驱动电路。E类谐振逆变电路具有零电压关断的特性,开关管的电流与开关管两端的电压不同时出现,减少了功率晶体管导通与关断损耗,提高了变换器的转换效率。另外,E类谐振逆变电路通过单个功率晶体管就能轻易实现直流到交流的逆变过程,且可以得到优良的高频正弦波电压。本文以基本的E类谐振逆变电路为基础,结合低频超声喷头串联谐振时的等效电路,为保证E类谐振变换器的输出阻抗与喷头阻抗一致,增加了阻抗匹配电路,确保电路高效率工作。本文介绍了E类谐振逆变低频超声波雾化喷头驱动电路的结构、工作原理,主功率电路最佳状态下的理论参数计算。同时,为验证设计的参数是否正确,品质因素选择是否合理,扼流圈电感电流波动是否会对电路产生影响,文中提出了两种稳态建模的方法,通过两种不同建模方法得到的电路中各元件稳态波形。第一种稳态建模的方法主要从时域的角度,根据功率晶体管导通与关断两种不同状态建立稳态时域方程,解出初始方程的解,通过得到的初始方程的解,在一个开关周期内,两种不同模式的状态方程得到统一,各元件电流与电压的稳态方程能被表示,最终得到稳态波形图。第二种稳态建模的方法主要从频域的角度,把功率晶体管两种不同的状态用可变电阻表示,基于E类谐振逆变超声雾化电路中的其它元器件均可在频域系统中用阻抗来表示,因此,超声波雾化驱动主功率电路可等效为特殊的阻抗网络,元件的电流与电压的方程式通过电路原理均可在频域系统中表示,然后再利用傅里叶逆变换得到在时域中的电流与电压的稳态波形图。第二种稳态建模方法还适用于主功率电路非调谐状态下的波形分析。E类谐振逆变低频超声波电源主功率电路元件个数虽然少,但元器件之间相互影响,负责完成多种功能。由于实际中电路元器件参数与理想状态下的理论值并非完全一致,可能导致电路工作在非理想状态。文中给出了非理想状态时开关电压两端的试验波形图,并结合试验波形图分析了导致电路失调的原因。