(57)【要約】  負荷回路の消費電力メトリックを得ることができる電流監視は、大抵の場合、電流検出抵抗器を使用して実行される。しかしながら、これは余分な回路の複雑さを伴う。本願では、電流検出抵抗器又は関連する電子機器を使用せずに、効率的な負荷が存在する状況での電力消費の指標を導出する方法について説明する。噴霧器は、気道を介して患者に薬剤を供給するために使用される装置の一例である。噴霧器は、典型的には、薬剤を貯蔵するためのリザーバを備え、薬剤をエアロゾルに変換するための手段と流体連通している。そのような装置の消費電力を知ることは有用である。
2018522518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置であって、当該監視装置は、
電圧コンバータと、
プロセッサと、を有しており、
該プロセッサは、前記プロセッサの第１の入力部を介して、前記電圧コンバータの入力部に印加される電圧の入力電圧レベルを取得するように構成され、
前記プロセッサは、前記電圧コンバータの出力電圧のレベルを制御するための電圧コンバータのＰＷＭ制御信号を生成するように構成され、
前記電圧コンバータの出力は、前記電圧コンバータのＰＷＭ制御信号によって規定される電圧レベルに基づいて、前記入力電圧レベルの倍数である出力電圧を前記電圧コンバータの外部負荷端子に供給するように構成されており、前記電圧コンバータのＰＷＭ制御信号は、前記電圧コンバータの電圧制御入力部に入力され、
ＰＷＭ電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置は、前記電圧コンバータのＰＷＭ制御信号の平均電圧信号を生成するように構成され、
前記プロセッサは、前記入力電圧レベルと前記平均電圧信号とを乗算することにより、前記外部負荷端子に接続された負荷素子において消費される電力を示す負荷消費メトリックを生成するように構成される、
電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置。
【請求項２】
前記平均電圧信号は、信号平滑化器によって供給され、該信号平滑化器は、前記電圧コンバータの制御信号の入力部と前記プロセッサの第２の入力部との間に接続されたフィルタ回路として設けられる、請求項１に記載の電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置。
【請求項３】
前記平均電圧信号は、信号平滑化器によって供給され、
該信号平滑化器は、前記プロセッサ内部にデジタル演算装置として設けられ、
電圧制御信号は、前記プロセッサの第３の入力部に入力され、且つ前記プロセッサの前記デジタル演算装置に供給される、請求項１に記載の電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置。
【請求項４】
噴霧システムであって、当該噴霧システムは、
噴霧素子と、
噴霧制御装置と
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置と、有しており、
前記噴霧素子の電源は、前記電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる前記電圧コンバータの前記外部負荷端子に接続され、
前記電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された前記負荷消費メトリックは、前記噴霧制御装置によって、前記噴霧素子に印加される噴霧信号を制御するために使用される、
噴霧システム。
【請求項５】
前記電圧コンバータは、前記外部負荷端子を介して、噴霧負荷駆動信号を前記噴霧素子に供給するように構成される、請求項４に記載の噴霧システム。
【請求項６】
前記噴霧素子は、
増幅器と
噴霧トランスデューサと、をさらに有しており、
前記電圧コンバータの前記出力によって、供給電圧が前記増幅器に供給されるように構成され、前記増幅器の出力によって、駆動信号が前記噴霧トランスデューサに供給されるように構成され、負荷信号は、増幅器の入力信号から生成される、請求項４又は５に記載の噴霧システム。
【請求項７】
増幅器は、８０％以上の効率を有する、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の噴霧システム。
【請求項８】
噴霧トランスデューサは圧電素子である、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の噴霧システム。
【請求項９】
圧電式スピーカシステムであって、当該圧電式スピーカシステムは、
圧電式ラウドスピーカ素子と、
ラウドスピーカ制御装置と、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置と、を有しており、
効率的な負荷を監視するための前記電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる前記電圧コンバータの前記外部負荷端子は、前記圧電式ラウドスピーカ素子に接続され、
効率的な負荷を監視するための前記電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された前記負荷消費メトリックは、前記ラウドスピーカ制御装置によって、前記圧電式ラウドスピーカ素子に印加されるオーディオ信号の振幅を制御するために使用される、
圧電式スピーカシステム。
【請求項１０】
超音波洗浄システムであって、当該超音波洗浄システムは、
超音波洗浄槽内に収容された超音波洗浄素子と、
超音波洗浄制御装置と、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置と、を有しており、
効率的な負荷を監視するための前記電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる前記電圧コンバータの前記外部負荷端子は、前記超音波洗浄素子に接続され、
効率的な負荷を監視するための前記電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された前記負荷消費メトリックは、前記超音波洗浄制御装置によって、前記超音波洗浄素子に印加される洗浄信号の振幅を制御するために使用される、
超音波洗浄システム。
【請求項１１】
効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力を監視する方法であって、当該方法は、
ａ）前記電圧コンバータの入力部に印加される電圧の入力電圧レベルを取得するステップと、
ｂ）出力電圧のレベルを制御するための電圧コンバータのＰＷＭ制御信号を生成するステップと、
ｃ）前記電圧コンバータのＰＷＭ制御信号によって規定される電圧レベルに基づいて、前記入力電圧レベルの倍数である出力電圧を外部負荷端子に供給するステップと、
ｄ）前記電圧コンバータのＰＷＭ制御信号の平均電圧信号を生成するステップと、
ｅ）前記入力電圧レベルと前記平均電圧信号とを乗算することにより、前記外部負荷端子に接続された外部負荷において消費される電力を示す負荷消費メトリックを生成するステップと、を含む、
方法。
【請求項１２】
ｆ）前記電圧コンバータのＰＷＭ制御信号によって規定される電圧レベルに基づいて、前記電圧コンバータを使用して負荷素子に電力を供給するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップｄ）の後に、
ｄ１）増幅器の供給入力部に供給電圧を供給するステップと、
ｄ２）トランスデューサを駆動するための負荷信号を前記増幅器の出力部から供給するステップであって、前記負荷信号は増幅器の入力信号から生成される、供給するステップと、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理装置によって実行されるときに、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の方法ステップを実行するように適合される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率的な負荷、特に圧電式噴霧回路を含む負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に関する。本発明は、効率的な負荷の電圧コンバータの制御及び消費電力の監視方法、噴霧システム、圧電式スピーカシステム、超音波洗浄システム、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体にも関する。
【背景技術】
【０００２】
電力効率の良い負荷は、その電力の大部分を、抵抗損失ではなく、有用な仕事の形態で消費する。電力効率の良い負荷の１つのそのような例は、噴霧器（nebulizer）の圧電素子である。噴霧器は、薬剤を気道を介して患者に供給するために使用される装置である。噴霧器は、典型的には、薬剤を貯蔵するリザーバを含む。リザーバは、薬剤をエアロゾルに変換するための変換手段と流体連通している。変換手段は、呼吸チューブとも流体連通している。使用中に、患者は、呼吸チューブを通して空気を吸入する。変換手段によって生成された薬剤エアロゾルは、呼吸チューブを通って流れる空気流に同伴される。これにより、患者の呼吸器系全体に亘る薬剤の広範な分配が可能になる。薬剤をエアロゾルに変換するプロセスの有効性は、部分的には、変換手段の性能に依存する。
【０００３】
特許文献１は、噴霧システムについて論じている。このようなシステムをさらに改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０１０８０９号パンフレット
【発明の概要】
【０００５】
電力効率の良い負荷、特に噴霧器の状態を監視するための技術を改良することが有利となる。
【０００６】
この目的のために、本発明の第１の態様は、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を提供し、この監視装置は、電圧コンバータとプロセッサとを含む。
【０００７】
プロセッサは、プロセッサの第１の入力部を介して、電圧コンバータの入力部に印加される電圧の入力電圧レベルを取得するように構成される。プロセッサは、電圧コンバータの出力電圧のレベルを制御するための電圧コンバータのＰＷＭ制御信号を生成するように構成され、電圧コンバータの出力は、電圧コンバータのＰＷＭ制御信号によって規定される電圧レベルに基づいて、入力電圧レベルの倍数である出力電圧を電圧コンバータの外部負荷端子に供給するように構成される。電圧コンバータのＰＷＭ制御信号は、電圧コンバータの電圧制御入力部に入力され、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置は、電圧コンバータのＰＷＭ制御信号の平均電圧信号を生成するように構成される。
【０００８】
プロセッサは、入力電圧レベルと平均電圧信号とを乗算することにより、外部負荷端子に接続された負荷回路において消費される電力を示す負荷消費メトリックを生成するように構成される。
【０００９】
本発明のこの第１の態様による電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置は、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置の外部負荷端子に接続された負荷素子において消費された負荷電力のより簡単な指標を提供することを可能にする。これは、電圧コンバータを制御するために使用される電圧コンバータのＰＷＭ制御信号を使用し、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置の入力部における供給電圧を測定することによって、その負荷における電力の指標を推定することができるからである。このようにして、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置の外部負荷端子に接続された外部回路で消費される電力を間接的に測定することができる。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、電流検出抵抗器、その関連する計測増幅器、及びアナログ／デジタル変換器（ADC）等の追加の過度の外部要素を必要としない電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を提供することができる。代わりに、典型的な昇圧電源に既に存在する要素を使用することができる。こうして、負荷によって消費される電力をより容易に監視することができる。多くのアプリケーションでは、制御パラメータを調整するために負荷消費のフィードバックが必要である。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、噴霧システムが提供される。噴霧システムは、噴霧素子と、噴霧制御装置と、前述したような電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置とを有する。噴霧素子の電源は、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる電圧コンバータの外部負荷端子に接続される。電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された負荷消費メトリックは、噴霧制御装置によって、圧電式噴霧素子に印加される噴霧信号を制御するために使用される。
【００１２】
噴霧器は通常ハンドヘルド装置であり、構成要素の複雑さが低減される小型化が大抵の場合好まれる。噴霧器では、噴霧素子、例えば微小開口部が設けられたメッシュ要素は、通常、圧電素子等の高効率トランスデューサによって駆動され、これらは非常に効率的である。液体をエアロゾルに変換するプロセスでは、熱や音として無駄に消費される電力は殆どない。こうして、高効率トランスデューサ（負荷）によって消費される電力の実質的に全てが噴霧プロセスに関連していると想定することができる。従って、上述した負荷監視回路は、電流検出抵抗器を使用せずに、噴霧器内で消費される電力を正確に監視することができる。噴霧システムは、上記で概説したような電力監視手法を使用する場合に、複雑さを低減するのに有益となり得る。
【００１３】
効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置が噴霧回路に適用される場合に、負荷消費メトリックを使用して、噴霧器の「乾燥検出機構」を制御することができる。換言すれば、噴霧器の負荷素子は、薬が噴霧されるとき、及び薬がなくなったときに変化する特定のインピーダンスを有する。例えば、噴霧素子のインピーダンスは、電力消費に関連する。負荷消費メトリックの変化は、噴霧器の薬リザーバが乾燥していることを示すことができる。負荷消費メトリックは、噴霧器の動作周波数の性能を調整するためにも使用できる。制御手段は、噴霧器の周波数を「掃引（sweep）」し、負荷消費メトリックの最大値又は最小値を使用して、噴霧器の所望の性能を特定することができる。次に、噴霧器をこの周波数で駆動させる。
【００１４】
本発明の第３の態様によれば、超音波洗浄システムが提供され、この超音波洗浄システムは、超音波洗浄槽内に収容された超音波洗浄素子と、超音波洗浄制御装置と、前述したような効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置とを有する。
【００１５】
効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる電圧コンバータの外部負荷端子は、超音波洗浄素子に接続され、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された負荷消費メトリックは、超音波洗浄制御装置によって、超音波洗浄素子に印加される洗浄信号の振幅を制御するために使用される。
【００１６】
超音波洗浄システムは、圧電素子等の高効率トランスデューサを使用して、超音波洗浄槽内に置かれた洗浄するための品物に印加される超音波洗浄信号を供給する。前述したように、圧電素子等の高効率トランスデューサは、電力の大部分を、熱や他の寄生損失ではなく、有用な仕事の形態で失う。従って、上述したような電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を用いる超音波洗浄システムは、複雑さを単純化することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様によれば、圧電式スピーカシステムが提供される。このシステムは、圧電式ラウドスピーカ素子と、ラウドスピーカ制御装置と、前述したような効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置とを有する。
【００１８】
効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる電圧コンバータの外部負荷端子は、圧電式ラウドスピーカ素子に接続され、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された負荷消費メトリックは、ラウドスピーカ制御装置によって、圧電式ラウドスピーカ素子に印加されるオーディオ信号の振幅を制御するために使用される。
【００１９】
圧電式ラウドスピーカ素子は、実質的な寄生損失を受けない。従って、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置は、圧電式スピーカシステムに適用可能であり、且つ音声放送によって消費される電力を簡単な方法で監視することができる。
【００２０】
本発明の第５の態様によれば、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視方法が提供され、この方法は、
ａ）電圧コンバータの入力部に印加される電圧の入力電圧レベルを取得するステップと、
ｂ）出力電圧のレベルを制御するための電圧コンバータのＰＷＭ制御信号を生成するステップと、
ｃ）電圧コンバータのＰＷＭ制御信号によって規定される電圧レベルに基づいて、入力電圧レベルの倍数である出力電圧を外部負荷端子に供給するステップと、
ｄ）電圧コンバータのＰＷＭ制御信号の平均電圧を生成するステップと、
ｅ）入力電圧レベルと平均電圧とを乗算することにより、外部負荷端子に接続された外部負荷において消費される電力を示す負荷消費メトリックを生成するステップと、を含む。
【００２１】
こうして、電力消費のより簡単な監視を可能にする負荷の電力監視方法が提供される。
【００２２】
本発明の第６の態様によれば、処理装置によって実行されるときに、上述した方法ステップを実行するように適合された、前述の説明による電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を制御するためのコンピュータプログラム要素が提供される。
【００２３】
本発明の第７の態様によれば、上記コンピュータプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体が提供される。
【００２４】
以下の明細書では、「負荷消費（load  dissipation）メトリック」という用語は、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に接続された負荷において消費される電力を表す数値を意味する。電力は、電圧コンバータによって出力される電力により有用な仕事が行われることにより実質的に消費される。
【００２５】
以下の明細書において、「電圧コンバータ」という用語は、入力電圧を異なる出力電圧に変換可能にする回路を意味する。電圧コンバータは、「昇圧」又は「ブースト」コンバータであってもよい。あるいはまた、電圧コンバータは、降圧コンバータであってもよい。
【００２６】
以下の明細書において、「信号平滑化器（signal  smoother）」という用語は、入力信号の平均値を提供する回路構成を指す。従って、この信号平滑化器は、「信号平均化器（signal  averager）」を指してもよい。こうして、この規定に従って信号平滑化器（平均化器）に入力される５０％のマークスペース比の方形波入力は、最大矩形波電圧レベルの５０％のＤＣ出力レベルをもたらす。信号平滑化は、ＲＣネットワーク等のアナログ電子部品を使用して実施することができる。あるいはまた、信号入力をプロセッサに入力し、プロセッサ上で実施されるデジタル演算を使用して平均値を計算することによって、同じ機能性を提供することができる。こうして、信号平滑化器は、平滑化された電圧信号、すなわち、それに入力される信号の平均電圧を生成する。
【００２７】
以下の説明では、「効率的な負荷」という用語は、電力の大部分が、エネルギーを浪費するのではなく、有用な仕事（噴霧された薬剤をエアロゾルに変換する際に使用されるエネルギー等）の形態で消費される負荷を意味する。具体的には、効率的な負荷は、効率８０％以上、より好ましくは効率９０％以上、さらに好ましくは効率９５％以上で動作可能な負荷と考えることができる。
【００２８】
従って、本発明の考察として、回路内の特定の負荷素子の相対的な電力効率を利用することが理解される。このような効率的な負荷素子の使用は、そのような効率的な素子に供給される実質的に全ての電力を有用な仕事に変換可能にさせる。そのような場合に、負荷による寄生散逸は極僅かであり、負荷素子内で消費される電力の実質的に全てが、例えば噴霧器内、超音波洗浄槽内、又は圧電式スピーカシステム内のアプリケーションに有用な仕事として適用されるという想定に依拠することが可能である。これにより、負荷消費メトリックの有用な計算が可能になる。従って、このようなシステムは、より簡単な制御回路で有用に制御することができる。
【００２９】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して説明され明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一態様による電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を示す図である。
【図２】一実施例による電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を示す図である。
【図３】一実施例による代替的な電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を示す図である。
【図４】平滑化された電圧信号を示す図である。
【図５】噴霧システムを示す図である。
【図６】超音波洗浄システムを示す図である。
【図７】本発明の一態様による負荷の電力監視方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
従来、負荷で消費される（dissipated）電力は、電流検出抵抗器（current  sense  resistor）を使用して測定される。電流検出抵抗器は、負荷と直列に配置される。電流が電流検出抵抗器を流れるとき、第１の電圧降下が電流検出抵抗器の端子間に現れる。電流検出抵抗器の抵抗が分かっていれば、その電圧降下を測定することにより、回路に流れる電流を監視することができる。負荷に流れる電流が分かれば、負荷の両端での第２の電圧降下の測定を行うことができる。直列電流と第２の電圧降下とを乗算することによって、負荷における消費電力（power  dissipation）を計算することができる。
【００３２】
従来、電流検出抵抗器の両端での電圧降下はかなり小さかった。従って、電圧降下を監視するには、正確な監視回路が必要となる。典型的には、電圧降下を増幅させるには、いくつかのオペアンプとそれに関連する受動部品を含む敏感な計測アンプが必要である。アナログ形式の電圧降下を計算目的に有用なデジタル信号に変換するために、計測アンプの出力はアナログ／デジタルコンバータ（ADC）に接続される。こうして、負荷に直列に流れる電流を測定することができるが、かなりの部品コストがかかる。直列抵抗測定によって寄生的な電力損失が増大し、電力測定が不正確になる。
【００３３】
高効率負荷（圧電素子等）を用いるシステムは、大抵の場合、高い駆動電圧を必要とする。こうして、高効率負荷を駆動させるのに適したレベルの電圧を供給するために、昇圧レギュレータ（電圧コンバータ）が使用される。電圧コンバータは、高効率負荷（圧電素子）を駆動させるために増幅器に給電する。パルス幅変調（PWM）信号を生成して、このようなＤＣ昇圧レギュレータを駆動させるために、マイクロコントローラが使用される。このマイクロコントローラは、ＰＷＭ信号を解析することによって、高効率負荷（圧電素子）における消費電力の指標を計算するためにも使用される。
【００３４】
この目的のために、本発明の第１の態様は、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を提供し、監視装置は、電圧コンバータ１０とプロセッサ１２とを含む。
【００３５】
プロセッサ１２は、プロセッサの第１の入力部１６を介して、電圧コンバータ１０の入力部１８に印加される電圧の入力電圧レベルを取得するように構成される。プロセッサ１２は、電圧コンバータ１０の出力電圧２０のレベルを制御するための電圧コンバータ制御信号２４を生成するように構成され、電圧コンバータの出力２０は、電圧コンバータ制御信号２４によって規定される電圧レベルに基づいて、入力電圧レベルの倍数である出力電圧を電圧コンバータ１０の外部負荷端子２２に供給するように構成される。電圧コンバータ制御信号２４は、電圧コンバータ１０の電圧制御入力部に入力され、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置は、電圧コンバータ制御信号２４の平均電圧信号を生成するように構成される。
【００３６】
プロセッサ１２は、入力電圧レベルと平滑化された電圧信号とを乗算することにより、外部負荷端子２２に接続された負荷回路において消費される電力を示す負荷消費メトリックを生成するように構成される。
【００３７】
こうして、高効率負荷（圧電素子）で消費される電力が間接的に測定される。高効率負荷の駆動ユニット（Ｅ級増幅器等の圧電式駆動ユニット）に関連する回路が典型的に非常に効率的であるため、この間接的な測定は正確である。従って、高効率負荷で消費される電力は、負荷に供給される電圧によって予測される電力とほぼ同じである。
【００３８】
図１は、本発明の第１の態様による電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を示す。入力電圧Ｖｉが、入力端子１１に入力される。入力電圧は、電圧コンバータ１０の入力端子１８に印加される。電圧コンバータ１０の出力２０は、外部負荷端子２２に印加され、その外部負荷端子の両端に出力電圧Ｖｏが現れる。
【００３９】
電圧コンバータ１０は、Ｖｉの入力電圧を昇圧するように機能する。これを達成するために使用される回路の典型的なトポロジは、昇降圧コンバータ（昇圧コンバータ）である。電圧コンバータ１０は、点線２４で示される電圧コンバータ制御信号によって制御される。電圧コンバータ制御信号は、プロセッサ１２によって生成されたパルス幅変調（PWM）信号である。電圧コンバータ制御信号が低いマークスペース比を有する場合に、電圧コンバータ１０の出力電圧は比較的低くなる。電圧コンバータ１０のマークスペース比が比較的高い場合に、電圧出力Ｖｏは比較的高くなる。従って、プロセッサ１２を使用して電圧コンバータ制御信号のマークスペース比を制御することによって、電圧コンバータの出力電圧を変化させることが可能である。典型的な昇圧コンバータでは、電圧コンバータ制御信号のパルス幅変調のマークスペース比と、電圧コンバータ１０から出力される出力電圧との間に実質的に線形の関係がある。
【００４０】
図１には、プロセッサ１２も示されている。プロセッサは、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサであってもよく、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGＡ）で実装してもよく、ＣＰＬＤロジックを使用してもよい。図１のプロセッサ１２は、電圧コンバータの入力部１８に印加される電圧の入力電圧レベルをプロセッサの入力部１６で取得する。電圧Ｖｉは、アナログ値になることが理解されよう。従って、プロセッサは、プロセッサ１２のアナログ／デジタル変換器（ADC）入力ピンを使用して、プロセッサ１２内部で使用する前にこの信号をデジタル値に変換することができる。あるいはまた、外部ＡＤＣを使用して電圧コンバータの入力部１８をサンプリングし、直列又は並列のいずれかの形式で提供されるデジタル値をプロセッサの入力部１６に適用することができる。
【００４１】
プロセッサ１２は、負荷の電力監視機能と電圧コンバータの制御動作とを同時に実行することができることが理解されよう。当業者には知られているように、この複数の動作は、プロセッサの複数のスレッド又はメモリ空間で、或いはリアルタイム・オペレーティングシステムを使用して実施することができる。換言すれば、負荷消費メトリックを監視し、且つ電圧コンバータ１０を制御するために、同じプロセッサを使用することができる。
【００４２】
一実施形態では、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置の信号平滑化機能は、ＲＣネットワーク等のアナログフィルタであってもよい。このようなネットワークでは、２４のパルス幅変調信号は平滑化され、ＤＣレベルとなる実質的に安定した信号を供給し、この安定化した信号は、マークスペース比が増大すると増大し、マークスペース比が減少すると減少する。このようなＲＣネットワークの設計は、当業者に知られているように、電圧コンバータのＰＷＭ制御信号の動作周波数に適した成分の選択に依存する。
【００４３】
アナログ信号平滑化の場合に、プロセッサ１２は、平滑化されたアナログＤＣ信号をプロセッサの内部演算回路で使用可能なデジタル信号に変換するために、入力部２６において別のＡＤＣ入力部（プロセッサ入力部１６とは別個）を必要とする。複数のＡＤＣ入力部を有するマイクロプロセッサが知られている。あるいはまた、この変換を実行するために入力部２６に外部ＡＤＣを設けることができ、平滑化されたＤＣ信号のデジタル値がプロセッサ１２に入力される。
【００４４】
さらに、アナログ・マルチプレクサを含む実施形態が提供され、入力電圧及び平滑化されたＤＣ信号は、アナログ・マルチプレクサの入力部に接続される。アナログ・マルチプレクサは、入力電圧と平滑化されたＤＣ電圧とを切り替える。（高効率負荷による消費が同じになるように）回路動作の安定状態中にスイッチングが行われるように時間調整されていれば、入力電圧と平滑化されたＤＣ電圧を同じＡＤＣ又はＡＤＣ入力ピンでサンプリングすることができる。
【００４５】
動作中に、図１に示される回路では、入力端子１１の両端に電圧Ｖｉが印加される。電圧コンバータ１０の入力端子１８に電流が流れ、電圧コンバータ（昇圧レギュレータ）は、端子２２に出力される電圧をＶｏに昇圧するように機能する。出力電圧の調整は、プロセッサ１２に、電圧コンバータのパルス幅変調制御信号２４のマークスペース比を変化させることによって行われる。このような電圧調整の要求は、例えばマイクロプロセッサ上で実行されるアプリケーションのマイクロコードに由来する。信号平滑化器１４は、電圧コンバータ制御信号をＤＣ平均値に変換し、そのＤＣ平均値のレベルは、電圧コンバータ制御信号２４のマークスペース比に依存して変化する。信号平滑化器は、電圧コンバータ制御信号Ｖｄｃの平滑化された電圧信号を出力し、この電圧信号は、プロセッサ１２の入力部２６に入力される。
【００４６】
従って、プロセッサ１２は、入力電圧Ｖｉ及び平滑化された電圧信号Ｖｄｃの１つ又は１組の同期サンプルを取得することが可能である。
【００４７】
負荷端子２２に接続された負荷における消費電力の指標は、プロセッサ入力部２６の平均ＤＣレベルとプロセッサ入力部１６での入力電圧とを乗算したものに比例する。
【００４８】
この関係は、入力電圧に関係なく、マイクロコントローラに、回路の出力電力の指標を追跡する方法を与える。
【００４９】
プロセッサ１２によって生成される電圧コンバータ制御信号２４は、典型的には、変動するマークスペース比に応じた、固定周波数である。固定入力電圧Ｖｉの場合に、昇圧レギュレータへのパルス幅変調信号は、昇圧レギュレータから出てくる電力に比例する。電圧コンバータ制御信号２４のマークスペース比が増大するにつれて、出力電圧はそれに応じて増大する。
【００５０】
一実施形態によれば、プロセッサ１２は、入力電圧Ｖｉと電圧コンバータの平均化されたＤＣ制御信号２４との時間窓平均（time-windowed  average）をとる。これにより、推定負荷消費メトリックの安定性を向上させることができる。
【００５１】
固定出力電力では、電圧コンバータ１０へのＰＷＭ信号は、コンバータの供給電圧に比例する。電圧コンバータ１０からの固定出力電圧を維持するために、供給電圧が低いほど、パルス幅変調信号がより高くなる。以下の実施例は、Ｖｉの影響を受けずに昇圧レギュレータによって供給される電力を測定するために、この単純な等式がマイクロコントローラによってどの様に用いられるかを示す。
【００５２】
従って、電圧コンバータ制御信号２４及び電圧コンバータ１０の入力電圧を測定することによって、負荷電力の指標を間接的に測定することができる。負荷が効率的であると仮定すると、負荷で消費される電力の正確な推定値が得られる。
【００５３】
本発明の一実施形態によれば、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置が、上述したように提供され、この監視装置は、噴霧素子、噴霧トランスデューサ、圧電素子、又は圧電式ラウドスピーカに接続されるように構成される。
【００５４】
図２は、前述した電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置と実質的に同等の機能を有する代替の回路構成を示す。図２は、電圧コンバータ１０とプロセッサ１２とを含む、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を示す。この場合に、信号平滑化機能１４は、プロセッサ１２の内部にある。一実施形態では、信号平滑化部１４は、プロセッサ１２によって生成された電圧コンバータ制御信号２４をプロセッサ１２のデジタルピン入力部でサンプリングする。デジタルピン入力部は、パルス幅変調信号２４をプロセッサ１２内の算術演算回路に提供し、これは当業者に知られているようなプロセッサの通常のレジスタを使用して実行することができる。従って、この代替構成における信号平滑化機能１４は、事実上、デジタル演算で実施されるＤＣ平滑化フィルタである。勿論、電圧コンバータ制御信号２４は、例えばプロセッサのレジスタ変数を用いて、プロセッサ１２の内部で信号平滑化部１４に供給してもよい。あるいはまた、別の手段を用いて電圧コンバータ制御信号を生成する場合に、この制御信号は、プロセッサ１２のデジタル入力ピンを介して入力することができる。
【００５５】
従って、以前の説明による電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置が提示され、信号平滑化部１４は、プロセッサ１０を使用して実装されるデジタル平均化回路として設けられる。
【００５６】
本発明の一実施形態によれば、前述した電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置が提示され、信号平滑化器１４は、プロセッサ１２内部のデジタル演算装置として設けられ、プロセッサ１０によって生成された電圧制御信号は、プロセッサの第３の入力部に入力され、且つデジタル演算装置に供給される。
【００５７】
前述した態様及び実施形態は、噴霧素子又は圧電素子を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置と考えることもできる。
【００５８】
本発明の一態様によれば、噴霧素子４２と、噴霧制御装置４４と、以前の第１の態様で論じたような効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置とを有する噴霧システム４０、及びその実施形態が提供される。
【００５９】
噴霧素子の電源は、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる電圧コンバータ１０の外部負荷端子に接続され、この監視装置によって計算された負荷消費メトリックは、噴霧制御装置によって、噴霧素子に印加される噴霧信号を制御するために使用される。
【００６０】
図５は、本発明の第２の態様による噴霧システム４０を示す。噴霧システム４０は、噴霧素子４２と、噴霧制御装置４４と、前述したような電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置（図５には図示せず）とを有する。
【００６１】
噴霧素子の電源は、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる電圧コンバータ１０の外部負荷端子に接続され、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された負荷消費メトリックは、噴霧制御装置によって、噴霧素子に印加される噴霧信号を制御するために使用される。
【００６２】
噴霧システムの一実施例では、圧電素子を含む噴霧素子が、液体薬剤供給源４４と流体連通する容器内に収容される。マウスピース４２によって、エアロゾル同伴薬剤が患者に分配される。
【００６３】
本発明の一実施形態によれば、噴霧システム４０は前述したように提供され、電圧コンバータ１０は、噴霧負荷駆動信号を外部負荷端子を介して噴霧素子４２に供給するように構成される。
【００６４】
本発明の一実施形態によれば、前述したような噴霧システムが提供され、噴霧素子３０は、噴霧トランスデューサ３４に電気的に接続された増幅器３２を含む。電圧コンバータ１０の出力２０は、供給電圧を増幅器に供給するように構成され、増幅器３２の出力は、駆動信号を噴霧トランスデューサ３４に供給するように構成され、負荷信号は、増幅器の入力信号Ｖｓから生成される。
【００６５】
図３は、噴霧システムに使用される回路の実施形態を示す。これは、第２の態様の噴霧システムで使用するための、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置である。図１に示される効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置の構成要素は、図３のシステムにも適用される。
【００６６】
こうして、噴霧素子３０が図１の実施形態に追加され、噴霧素子３０は、噴霧トランスデューサ３４に接続された増幅器３２を含む。供給電圧Ｖｏは、増幅器３２の電源レールに印加され、他の電源レールは接地される（又は、代替的に負の電圧に接続される）。
【００６７】
デジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサ等の負荷３０（高効率トランスデューサ）を駆動させるのに適した信号を供給するために、外部手段から信号Ｖｓが供給される。例えば、噴霧システムでは、Ｖｓは、液体薬剤からエアロゾル薬剤への拡散を提供するのに適した信号であり得る。
【００６８】
本発明の一実施形態によれば、増幅器３２は８０％以上の効率を有する。
【００６９】
典型的には、Ｅ級増幅器を使用してトランスデューサ３４に給電することができる。Ｅ級増幅器は高い電力効率を有する。高い電力効率を有する増幅器が使用される場合に、増幅器による消費電力Ｐａは、トランスデューサ３４による消費電力Ｐｄに比べて低くなる。実際に、電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置は、噴霧素子内の他の構成要素（増幅器３２等）において殆ど電力が散逸しないので、高効率トランスデューサ３４の消費電力をより正確に推定することができる。
【００７０】
図４は、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置の動作の例を与える２つのプロットを示す。
【００７１】
実線は、電圧コンバータを駆動させる電圧コンバータ制御信号Ｖｃ２４を示す。点線のＶｄｃは、信号平滑化器１４によって供給される平滑化された電圧信号を表す。図４Ａでは、信号Ｖｃが低い領域は、信号Ｖｃが高い領域よりも継続時間が長いため、マークスペース比は比較的低い。従って、平滑化された電圧信号は比較的低くなる。（ｘ軸線Ｖの単位は８ビットＡＤＣのビット単位である）。
【００７２】
図４Ｂを参照すると、ここでは、電圧制御入力が高い領域は、電圧制御入力が低い領域よりも継続時間が長いため、マークスペース比は比較的高い。従って、図４Ｂの信号Ｖｄｃははるかに高い。この結果は、ＲＣ平滑回路等の正しく設計されたアナログフィルタ回路を使用して、又は適切なデジタル平均化アルゴリズムの適用から生じることに留意されたい。
【００７３】
本発明の一実施形態によれば、増幅器が８０％以上の効率を有する、前述した噴霧システム４０が提供される。
【００７４】
本発明の一実施形態によれば、高効率トランスデューサ３４が圧電素子である、前述した噴霧システム４０が提供される。
【００７５】
こうして、高効率トランスデューサは、寄生損失の形態ではなく、電力の大部分を有用な仕事の形態で消費する。
【００７６】
本発明のこの態様によれば、本明細書に記載された方法で計算された負荷消費メトリックを使用して噴霧パラメータ（患者に送達される総薬剤の推定値等）を効果的に計算することができる噴霧システムが提供される。負荷消費メトリックは、電流検出抵抗器及び計測電子機器を使用せずに計算できる。代わりに、負荷消費メトリックは、噴霧システムを制御するために使用される既存の電源回路を使用して計算することができる。
【００７７】
本発明の一実施形態によれば、負荷消費メトリックは、噴霧素子の性能を監視するために使用される。
【００７８】
本発明の一実施形態によれば、負荷消費メトリックは、噴霧器の性能を監視するために使用される。
【００７９】
本発明の別の態様によれば、圧電式スピーカシステムが提供される。このシステムは、圧電式ラウドスピーカ素子と、ラウドスピーカ制御装置と、前述したような電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置とを有する。
【００８０】
電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる電圧コンバータの外部負荷端子は、圧電式ラウドスピーカ素子に接続される。
【００８１】
電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された負荷消費メトリックは、ラウドスピーカ制御装置によって、圧電式ラウドスピーカ素子に印加されるオーディオ信号の振幅を制御するために使用される。
【００８２】
本発明のこの態様によれば、電流検出抵抗技術を使用しない出力電力制御（ボリューム制御）を圧電式スピーカシステムに提供することができる。圧電式ラウドスピーカは音を発するときに非常に効率的であるため、負荷で消費される電力の大部分は音波の放射によるものであると仮定することができる。従って、複雑な電子機器を使用することなく、圧電式スピーカシステムのボリュームを監視することができる。
【００８３】
圧電式ラウドスピーカシステムでは、図３に示される信号Ｖｓは、例えば放送用の音声信号であってもよい。
【００８４】
本発明の一態様によれば、超音波洗浄システム５０が提供される。超音波洗浄システムは、超音波洗浄槽５４内に収容された超音波洗浄素子５２を有する。超音波洗浄システムは、超音波洗浄制御装置５６と、前述したような電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置５８とをさらに有する。
【００８５】
電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置に含まれる電圧コンバータの外部負荷端子は、超音波洗浄素子に接続される。電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置によって計算された負荷消費メトリックは、超音波洗浄制御装置によって、超音波洗浄素子に印加される洗浄信号の振幅を制御するために使用される。
【００８６】
高過ぎる超音波洗浄場の適用によって特定の品物が損傷を受けるおそれがあるので、超音波洗浄力の正確な制御は超音波洗浄システムでは重要である。超音波洗浄システムにおける超音波洗浄素子は、典型的には、圧電式音響機等の高効率トランスデューサであるので、上述したような効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置の適用は、超音波洗浄槽に印加される電力の正確な推定値を可能にする。
【００８７】
超音波洗浄システムでは、図３に示される信号Ｖｓは、例えば、超音波水槽内の部品を洗浄するために最適化された超音波信号であってもよい。
【００８８】
本発明の第５の態様によれば、効率的な負荷を監視するための電圧コンバータの制御及び消費電力の監視方法が提供される。この方法は、
ａ）電圧コンバータの入力部に印加される電圧の入力電圧レベルを取得するステップ（６０）と、
ｂ）出力電圧のレベルを制御するための電圧コンバータ制御信号を生成するステップ（６２）と、
ｃ）電圧コンバータ制御信号によって規定される電圧レベルに基づいて、入力電圧レベルの倍数である出力電圧を外部負荷端子に供給するステップ（６４）と、
ｄ）電圧コンバータ制御信号の平均電圧信号を生成するステップ（６６）と、
ｅ）入力電圧レベルと平均電圧信号とを乗算することにより、外部負荷端子に接続された外部負荷において消費される電力を示す負荷消費メトリックを生成するステップ（６８）と、を含む。
【００８９】
図７は、本発明の第５の態様による方法を示す。
【００９０】
本発明の一実施形態によれば、上述したような方法が提供され、負荷素子が外部負荷端子に接続され、電圧コンバータは、出力電圧を外部負荷端子を介して負荷素子に供給する。
【００９１】
一実施形態によれば、上述したような方法が提供され、負荷素子３０は、増幅器３２とトランスデューサ３４とを含み、電圧コンバータ１０の出力２０は供給電圧を増幅器に供給し、増幅器の出力は駆動信号をトランスデューサ３４に供給し、負荷信号は増幅器の入力信号から生成される。
【００９２】
一実施形態によれば、増幅器３２が８０％以上の効率を有する、上述したような方法が提供される。
【００９３】
一実施形態によれば、トランスデューサ３４が圧電素子である、上述したような方法が提供される。
【００９４】
一実施形態によれば、プロセッサ１２の電圧制御信号入力部２４と第２の入力部２６との間に接続されたフィルタ回路として信号平滑化器１４が設けられる、上述したような方法が提供される。
【００９５】
一実施形態によれば、信号平滑化器１４がプロセッサ１２内部のデジタル演算装置として設けられ、電圧制御信号が、プロセッサの第３の入力部に入力され、且つデジタル演算装置に供給される、上述したような方法が提供される。
【００９６】
一実施形態によれば、上述したような方法が提供され、ステップｄ）の後に、
ｄ１）増幅器の供給入力部に供給電圧を供給するステップと、
ｄ２）トランスデューサを駆動させるための負荷信号を増幅器の出力部から供給するステップであって、負荷信号は増幅器の入力信号から生成される、供給するステップと、をさらに含む。
【００９７】
本発明の一実施形態によれば、ステップｄ２）のトランスデューサは、噴霧素子、圧電式ラウドスピーカ、圧電式トランスデューサ、又は超音波槽で使用するための圧電式負荷素子であってもよい。
【００９８】
本発明の一態様によれば、処理装置によって実行されるときに、前述したような方法ステップを実行するように適合された、以前の説明による電圧コンバータの制御及び消費電力の監視装置を制御するためのコンピュータプログラム要素が提供される。
【００９９】
本発明の一態様によれば、前述したプログラムを格納したコンピュータ可読媒体が提供される。
【０１００】
コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態ともし得るコンピュータ装置に格納してもよい。コンピュータ装置は、上述した方法のステップの実行を実施又は誘導するように適合してもよい。さらに、コンピュータ装置は、上述した装置の構成要素を動作させるように構成することもできる。
【０１０１】
コンピュータ装置は、自動的に動作するように及び／又はユーザの注文を実行するように構成することができる。コンピュータプログラムは、作業メモリ又はデータプロセッサにロードすることができる。従って、データプロセッサは、本発明の方法を実行するために装備することができる。
【０１０２】
コンピュータ装置には、グラフィックスカードやＦＰＧＡ拡張カード等の高性能処理装置が追加され、集約的な計算動作を実行することができる。本発明のこの例示的な実施形態は、本発明を最初からインストールしたコンピュータプログラムと、更新によって既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変換するコンピュータプログラムとの両方を網羅する。
【０１０３】
コンピュータプログラムは、光記憶媒体等の適切な媒体、或いは他のハードウェアと一緒に供給されるか、又は他のハードウェアの一部として供給される固体媒体上に格納及び／又は配信され得るが、インターネット又は他の有線又は無線電気通信システムを介して他の形態で配信してもよい。
【０１０４】
コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブ等のネットワークを介して提示することもでき、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリ内にダウンロードすることができる。
【０１０５】
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能にさせるための媒体が提供され、コンピュータプログラム要素は、本発明の前述した実施形態の１つに従う方法を実行するように構成される。
【０１０６】
実施例
以下の実施例は、Ｅ級増幅器を介して負荷を駆動させる電圧コンバータの４つのケースを取り扱う。
【０１０７】
第１の実施例によれば、供給電圧２０Ｖの昇圧型増幅器（噴霧器に給電する）を用い、１００ｍＡの電流を流す場合を考える。この場合に、噴霧器内で消費される電力は、Ｐ＝ＶＩ＝２Ｗとなる。
【０１０８】
この実施例では、電圧コンバータのバッテリ供給は３Ｖである。従って、８０％の効率を仮定すると、噴霧器の増幅器に供給すべき電力は２Ｗ×１．２＝２．４Ｗである。
【０１０９】
電圧コンバータの３．０Ｖの供給電圧で２．４Ｗを供給するのに必要なＰＷＭ信号のＤＣ平均が２００（ＰＷＭレベル＝２００Ａ／Ｄサンプル）である場合に、プロセッサは２００×３．０を掛けて６００Ａ／Ｄサンプルを生成する。
【０１１０】
従って、これらの条件では、噴霧器の２Ｗの出力は、プロセッサ計算値（負荷消費メトリック）が６００となる。
【０１１１】
第２の実施例によれば、供給電圧２０Ｖの昇圧型増幅器（噴霧器に給電する）を用い、１００ｍＡの電流を流す場合を考える。この場合に、噴霧器内で消費される電力は、Ｐ＝ＶＩ＝２Ｗとなる。
【０１１２】
この実施例では、電圧コンバータのバッテリ供給は２．５Ｖである。従って、８０％の効率を仮定すると、噴霧器の増幅器に供給すべき電力は２Ｗ×１．２＝２．４Ｗである。
【０１１３】
電圧コンバータの２．５Ｖの供給電圧で２．４Ｗを供給するのに必要なＰＷＭ信号のＤＣ平均が２００Ａ／Ｄサンプル×（３．０Ｖ／２．５Ｖ）＝２４０（ＰＷＭレベル）の場合に、プロセッサは２４０×２．５を計算して６００Ａ／Ｄサンプルを生成する。
【０１１４】
従って、これらの条件では、噴霧器の２Ｗの出力は、プロセッサ計算値（負荷消費メトリック）が６００である。
【０１１５】
従って、バッテリ供給入力電圧の変化は、負荷消費メトリックに表されるように、噴霧器の電力計算値を変更しない。
【０１１６】
第３の実施例では、供給電圧２０Ｖの昇圧型増幅器（噴霧器に給電する）を用い、１５０ｍＡの電流を流す場合を考える。この場合に、噴霧器内で消費される電力は、Ｐ＝ＶＩ＝３Ｗとなる。
【０１１７】
この実施例では、電圧コンバータのバッテリ供給は３．０Ｖである。従って、８０％の効率を仮定すると、噴霧器の増幅器に供給すべき電力は３Ｗ×１．２＝３．６Ｗである。
【０１１８】
３．０Ｖの同じＤＣ入力電圧の場合に、３．６Ｗを供給するために必要なＰＷＭ信号のＤＣ平均は、前述した実施例よりも（３．６／２．４）Ｗ倍−１．５倍になる。そのため、２００ＰＷＭ×１．５は３００のＰＷＭ値を与える。プロセッサは、３００をバッテリ供給入力で乗算して３００×３．０Ｖ＝９００を生成する。
【０１１９】
これらの条件では、噴霧器の３Ｗの出力電力は、プロセッサによって計算された９００の負荷消費メトリックとなる。
【０１２０】
第４の実施例では、供給電圧２０Ｖの昇圧型増幅器（噴霧器に給電する）を用い、１５０ｍＡの電流を流す場合を考える。この場合に、噴霧器内で消費される電力は、Ｐ＝ＶＩ＝３Ｗとなる。
【０１２１】
バッテリ供給が２．５Ｖの場合に、噴霧器の増幅器に供給すべき電力出力は３Ｗ×１．２（アンプ効率８０％と仮定）＝３．６Ｗである。
【０１２２】
３．６Ｗを供給するのに必要なＤＣ平均（又はＰＷＭ信号）は、３．０Ｖ／２．５Ｖとなり、これは、上記実施例３の１．２倍である。従って、３００×１．２のＰＷＭ値は、３６０のＰＷＭ値を与える。プロセッサは、３６０のＰＷＭ値に２．５Ｖのバッテリ入力を乗算して、９００の負荷消費メトリックを生成する。従って、これらの条件では、噴霧器の３Ｗの出力電力は９００のプロセッサ計算値を有する。この計算値は、バッテリ入力と共に変化せず、むしろ噴霧器の電力値を与える。
【０１２３】
本発明の実施形態について、様々な主題を参照して説明していることに留意されたい。特に、いくつかの実施形態は、方法の形式の請求項を参照して説明しているが、他の実施形態は、装置の形式の請求項を参照して説明している。
【０１２４】
当業者であれば、上述した説明及び以下の説明から、別段の注記がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の組合せに加えて、異なる主題に関連する特徴同士の間の他の組合せも、本願に開示されていると考えられると推察するだろう。
【０１２５】
全ての機能を組み合わせることで、機能の単純な合計以上の相乗効果が得られる。本発明について、図面及び前述した詳細な説明において詳細に図示し説明しているが、そのような図及び説明は、例又は例示であり、限定的ではないとみなすべきである。本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他の変更は、図面、明細書の開示、及び従属請求項の検討から理解され、本発明を実施する際の当業者によって達成され得る。
【０１２６】
特許請求の範囲において、「備える、有する、含む（comprising）」という単語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a,  an）」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に列挙された、いくつかの項目の機能を満たすことができる。特定の手段が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【図１】
2018522518.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４ａ）】
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【図４ｂ）】
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【図５】
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【図６】
2018522518.tif 000009
【図７】
2018522518.tif 000010
【国際調査報告】
2018522518.tif 000011
2018522518.tif 000012