(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波霧化シートの発振制御回路であって、直流昇圧モジュール（４）と、他励式励起モジュール（３）と、マイクロコントローラ（２）とを備え、電源モジュール（１）が順に直流昇圧モジュール（４）及び他励式励起モジュール（３）を介して超音波霧化シート（Ｊ）に電気的に接続され、他励式励起モジュール（３）の制御端子がマイクロコントローラ（２）の第１の出力端子に電気的に接続され、
電流検出モジュール（６）をさらに備え、直流昇圧モジュール（４）が電流検出モジュール（６）を介して他励式励起モジュール（３）に電気的に接続され、電流検出モジュール（６）の出力端子がマイクロコントローラ（２）の第３の入力端子に電気的に接続され、
前記電流検出モジュール（６）は、前記直流昇圧モジュール（４）から前記他励式励起モジュール（３）へ出力された電流を検出するために使用され、
前記電流検出モジュール（６）が検出された電流値は予め設定された電流値より大きい場合に、前記マイクロコントローラ（２）は、前記超音波霧化シート（Ｊ）への励起を停止して動作を停止させるように、前記他励式励起モジュール（３）を制御するために使用されることを特徴とする超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項２】
電圧検出モジュール（５）をさらに備え、超音波霧化シート（Ｊ）が電圧検出モジュール（５）を介してマイクロコントローラ（２）の第１の入力端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項３】
周波数検出モジュール（７）をさらに備え、周波数検出モジュール（７）の検出端子が他励式励起モジュール（３）に電気的に接続され、周波数検出モジュール（７）の出力端子がマイクロコントローラ（２）の第２の入力端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項４】
前記直流昇圧モジュール（４）の制御端子がマイクロコントローラ（２）の第２の出力端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項５】
前記他励式励起モジュール（３）は、第１のダイオード（Ｄ１）と、第２のダイオード（Ｄ２）と、第１のコンデンサ（Ｃ１）と、第１のインダクタンス（Ｌ１）と、第１のＭＯＳトランジスタ（Ｑ４）とを備え、前記第１のダイオード（Ｄ１）は、陽極が直流昇圧モジュール（４）の出力端子に電気的に接続され、陰極が順に第１のインダクタンス（Ｌ１）、第１のコンデンサ（Ｃ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）を介して接地され、超音波霧化シート（Ｊ）が第２のダイオード（Ｄ２）の両端に並列接続され、第１のＭＯＳトランジスタ（Ｑ４）は、ドレインが第１のインダクタンス（Ｌ１）と第１のコンデンサ（Ｃ１）との間に接続され、ソースが接地され、ゲートがマイクロコントローラ（２）の第１の出力端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項６】
前記他励式励起モジュール（３）は、抵抗（Ｒ）と、第２のコンデンサ（Ｃ２）と、第３のコンデンサ（Ｃ３）と、第２のインダクタンス（Ｌ２）と、第２のＭＯＳトランジスタ（Ｑ５）とを備え、直流昇圧モジュール（４）が順に第２のインダクタンス（Ｌ２）、第３のコンデンサ（Ｃ３）、及び第２のコンデンサ（Ｃ２）を介して接地され、第２のＭＯＳトランジスタ（Ｑ５）は、ドレインが第２のインダクタンス（Ｌ２）と第３のコンデンサ（Ｃ３）との間に接続され、ソースが抵抗（Ｒ）を介して接地され、ゲートがマイクロコントローラ（２）の第１の出力端子に電気的に接続され、超音波霧化シート（Ｊ）の一端が第２のコンデンサ（Ｃ２）と第３のコンデンサ（Ｃ３）との間に接続されるとともにその他端が第２のＭＯＳトランジスタ（Ｑ５）のドレインと抵抗（Ｒ）との間に接続されることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項７】
前記他励式励起モジュール（３）は、線形電圧降下チップ（Ｕ２）と、インバータ（Ｕ１）と、第１のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ１）と、第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）と、ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）とを備え、電源モジュール（１）が第１のコンデンサ（Ｃ１）を介して接地され、線形電圧降下チップ（Ｕ２）は、入力端子が電源モジュール（１）と第１のコンデンサ（Ｃ１）との間に接続され、出力端子が第２のコンデンサ（Ｃ２）を介して接地され、線形電圧降下チップ（Ｕ２）の出力端子がさらに順にダイオード（Ｄ）及び第３のコンデンサ（Ｃ３）を介して接地され、第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）は、コレクタが第１の抵抗（Ｒ１）を介して線形電圧降下チップ（Ｕ２）の出力端子に電気的に接続され、エミッタが順に第２の抵抗（Ｒ２）及び第３の抵抗（Ｒ３）を介して接地され、ベースが第４の抵抗（Ｒ４）を介してインバータ（Ｕ１）の出力端子に電気的に接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ１）は、コレクタが第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）のエミッタに電気的に接続され、ベースが第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）のベースに電気的に接続され、ベースが第５の抵抗（Ｒ５）を介して接地され、エミッタが接地され、第６の抵抗（Ｒ６）がインバータ（Ｕ１）の第１の入力端子とインバータ（Ｕ１）の第２の入力端子との間に接続され、インバータ（Ｕ１）の第２の入力端子が第７の抵抗（Ｒ７）を介してインバータ（Ｕ１）の動作電源の正端子に電気的に接続され、インバータ（Ｕ１）の動作電源の正端子がダイオード（Ｄ）と第３のコンデンサ（Ｃ３）との間に接続され、マイクロコントローラ（２）の第１の出力端子がインバータ（Ｕ１）の第２の入力端子に電気的に接続され、直流昇圧モジュール（４）が順にインダクタンス（Ｌ）、第４のコンデンサ（Ｃ４）、及び第５のコンデンサ（Ｃ５）を介して接地され、ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）は、ドレインがインダクタンス（Ｌ）と第４のコンデンサ（Ｃ４）との間に接続され、ゲートが第２の抵抗（Ｒ２）と第３の抵抗（Ｒ３）との間に接続され、超音波霧化シート（Ｊ）の第１の端子が第４のコンデンサ（Ｃ４）と第５のコンデンサ（Ｃ５）との間に接続され、超音波霧化シート（Ｊ）の第２の端子及びＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のソースがいずれも電圧検出モジュール（５）に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項８】
前記電圧検出モジュール（５）は、第６のコンデンサ（Ｃ６）と、第７のコンデンサ（Ｃ７）と、第８のコンデンサ（Ｃ８）と、第８の抵抗（Ｒ８）と、第９の抵抗（Ｒ９）と、第１０の抵抗（Ｒ１０）とを備え、超音波霧化シート（Ｊ）の第２の端子及びＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のソースがいずれも第１０の抵抗（Ｒ１０）を介して接地され、超音波霧化シート（Ｊ）の第２の端子及びＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のソースがいずれも順に第９の抵抗（Ｒ９）及び第８の抵抗（Ｒ８）を介してマイクロコントローラ（２）の第１の入力端子に電気的に接続され、第６のコンデンサ（Ｃ６）の一端が第８の抵抗（Ｒ８）とマイクロコントローラ（２）の第１の入力端子との間に接続され、第６のコンデンサ（Ｃ６）の他端が接地され、第７のコンデンサ（Ｃ７）の一端及び第８のコンデンサ（Ｃ８）の一端がいずれも第８の抵抗（Ｒ８）と第９の抵抗（Ｒ９）との間に接続され、第７のコンデンサ（Ｃ７）の他端及び第８のコンデンサ（Ｃ８）の他端がいずれも接地されることを特徴とする請求項７に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項９】
前記電流検出モジュール（６）は、演算増幅器（Ｕ３）と、第９のコンデンサ（Ｃ９）と、第１０のコンデンサ（Ｃ１０）と、第１１のコンデンサ（Ｃ１１）と、第１２のコンデンサ（Ｃ１２）と、第１１の抵抗（Ｒ１１）と、第１２の抵抗（Ｒ１２）と、第１３の抵抗（Ｒ１３）と、第１４の抵抗（Ｒ１４）とを備え、第９のコンデンサ（Ｃ９）の一端及び第１０のコンデンサ（Ｃ１０）の一端がいずれも直流昇圧モジュール（４）と第１１の抵抗（Ｒ１１）の一端との間に接続され、第９のコンデンサ（Ｃ９）の他端及び第１０のコンデンサ（Ｃ１０）の他端がいずれも接地され、第１１の抵抗（Ｒ１１）の他端が他励式励起モジュール（３）に接続されかつ第１４の抵抗（Ｒ１４）を介して演算増幅器（Ｕ３）の反転入力端子に電気的に接続され、演算増幅器（Ｕ３）の非反転入力端子が第１２の抵抗（Ｒ１２）を介して直流昇圧モジュール（４）に電気的に接続され、演算増幅器（Ｕ３）の出力端子が第１３の抵抗（Ｒ１３）を介してマイクロコントローラ（２）の第３の入力端子に電気的に接続され、マイクロコントローラ（２）の第３の入力端子がさらに第１１のコンデンサ（Ｃ１１）を介して接地され、演算増幅器（Ｕ３）の動作電源の正端子が第１２のコンデンサ（Ｃ１２）を介して接地されることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項１０】
前記電流検出モジュール（６）は、ホール電流センサ（Ｕ４）と、第１３のコンデンサ（Ｃ１３）と、第１４のコンデンサ（Ｃ１４）と、第１５のコンデンサ（Ｃ１５）と、第１６のコンデンサ（Ｃ１６）と、第１５の抵抗（Ｒ１５）とを備え、第１３のコンデンサ（Ｃ１３）の一端及び第１４のコンデンサ（Ｃ１４）の一端がいずれも直流昇圧モジュール（４）に電気的に接続され、第１３のコンデンサ（Ｃ１３）の他端及び第１４のコンデンサ（Ｃ１４）の他端がいずれも接地され、直流昇圧モジュール（４）がホール電流センサ（Ｕ４）を介して他励式励起モジュール（３）に電気的に接続され、ホール電流センサ（Ｕ４）の出力端子が順に第１５の抵抗（Ｒ１５）及び第１６のコンデンサ（Ｃ１６）を介して接地され、マイクロコントローラ（２）の第３の入力端子が第１５の抵抗（Ｒ１５）と第１６のコンデンサ（Ｃ１６）との間に接続され、ホール電流センサ（Ｕ４）の動作電源の正端子が第１５のコンデンサ（Ｃ１５）を介して接地されることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項１１】
前記他励式励起モジュール（３）は、線形電圧降下チップ（Ｕ２）と、インバータ（Ｕ１）と、第１のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ１）と、第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）と、ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）とを備え、電源モジュール（１）が第１のコンデンサ（Ｃ１）を介して接地され、線形電圧降下チップ（Ｕ２）は、入力端子が電源モジュール（１）と第１のコンデンサ（Ｃ１）との間に接続され、出力端子が第２のコンデンサ（Ｃ２）を介して接地され、出力端子がさらに順に第１のダイオード（Ｄ）及び第３のコンデンサ（Ｃ３）を介して接地され、第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）は、コレクタが第１の抵抗（Ｒ１）を介して線形電圧降下チップ（Ｕ２）の出力端子に電気的に接続され、エミッタが順に第２の抵抗（Ｒ２）及び第３の抵抗（Ｒ３）を介して接地され、ベースが第４の抵抗（Ｒ４）を介してインバータ（Ｕ１）の出力端子に電気的に接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ１）は、コレクタが第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）のエミッタに電気的に接続され、ベースが第２のＮＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）のベースに電気的に接続され、ベースが第５の抵抗（Ｒ５）を介して接地され、エミッタが接地され、第６の抵抗（Ｒ６）がインバータ（Ｕ１）の第１の入力端子とインバータ（Ｕ１）の第２の入力端子との間に接続され、インバータ（Ｕ１）の第２の入力端子が第７の抵抗（Ｒ７）を介してインバータ（Ｕ１）の動作電源の正端子に電気的に接続され、インバータ（Ｕ１）の動作電源の正端子が第１のダイオード（Ｄ）と第３のコンデンサ（Ｃ３）との間に接続され、マイクロコントローラ（２）の第１の出力端子がインバータ（Ｕ１）の第２の入力端子に電気的に接続され、直流昇圧モジュール（４）が順にインダクタンス（Ｌ）、第４のコンデンサ（Ｃ４）、及び第５のコンデンサ（Ｃ５）を介して接地され、ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）は、ドレインがインダクタンス（Ｌ）と第４のコンデンサ（Ｃ４）との間に接続され、ゲートが第２の抵抗（Ｒ２）と第３の抵抗（Ｒ３）との間に接続され、超音波霧化シート（Ｊ）の第１の端子が第４のコンデンサ（Ｃ４）と第５のコンデンサ（Ｃ５）との間に接続され、超音波霧化シート（Ｊ）の第２の端子及びＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のソースがいずれも電圧検出モジュール（５）に電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項１２】
前記電圧検出モジュール（５）は、第６のコンデンサ（Ｃ６）と、第７のコンデンサ（Ｃ７）と、第８のコンデンサ（Ｃ８）と、第８の抵抗（Ｒ８）と、第９の抵抗（Ｒ９）と、第１０の抵抗（Ｒ１０）とを備え、超音波霧化シート（Ｊ）の第２の端子及びＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のソースがいずれも第１０の抵抗（Ｒ１０）を介して接地され、超音波霧化シート（Ｊ）の第２の端子及びＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のソースがいずれも順に第９の抵抗（Ｒ９）及び第８の抵抗（Ｒ８）を介してマイクロコントローラ（２）の第１の入力端子に電気的に接続され、第６のコンデンサ（Ｃ６）の一端が第８の抵抗（Ｒ８）とマイクロコントローラ（２）の第１の入力端子との間に接続され、第６のコンデンサ（Ｃ６）の他端が接地され、第７のコンデンサ（Ｃ７）の一端及び第８のコンデンサ（Ｃ８）の一端がいずれも第８の抵抗（Ｒ８）と第９の抵抗（Ｒ９）との間に接続され、第７のコンデンサ（Ｃ７）の他端及び第８のコンデンサ（Ｃ８）の他端がいずれも接地されることを特徴とする請求項１１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項１３】
前記周波数検出モジュール（７）は、第９のコンデンサ（Ｃ９）と、第１０のコンデンサ（Ｃ１０）と、第１１のコンデンサ（Ｃ１１）と、第２のダイオード（Ｄ２）と、第３のダイオード（Ｄ３）と、第１１の抵抗（Ｒ１１）と、第１２の抵抗（Ｒ１２）と、第１３の抵抗（Ｒ１３）とを備え、ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のドレインが第３のダイオード（Ｄ３）の陽極に電気的に接続され、第９のコンデンサ（Ｃ９）の一端及び第１０のコンデンサ（Ｃ１０）の一端がいずれも接地され、第９のコンデンサ（Ｃ９）の他端及び第１０のコンデンサ（Ｃ１０）の他端がいずれも第３のダイオード（Ｄ３）の陰極に電気的に接続され、第１１の抵抗（Ｒ１１）及び第１２の抵抗（Ｒ１２）が接続されて直列接続分岐回路となり、前記直列接続分岐回路の一端が第３のダイオード（Ｄ３）の陰極に電気的に接続され、前記直列接続分岐回路の他端が接地され、第１３の抵抗（Ｒ１３）の一端が第１１の抵抗（Ｒ１１）と第１２の抵抗（Ｒ１２）との間に接続され、第１３の抵抗（Ｒ１３）の他端が第１１のコンデンサ（Ｃ１１）を介して接地され、マイクロコントローラ（２）の第２の入力端子が第１３の抵抗（Ｒ１３）と第１１のコンデンサ（Ｃ１１）との間に接続され、第２のダイオード（Ｄ２）は、陽極が第１１の抵抗（Ｒ１１）と第１２の抵抗（Ｒ１２）との間に接続され、陰極が電源モジュール（１）に電気的に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
【請求項１４】
超音波電子タバコであって、請求項１〜１３のいずれかに記載の超音波霧化シートの発振制御回路を備えることを特徴とする超音波電子タバコ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に超音波霧化シートの発振制御回路及び超音波電子タバコに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波電子タバコにおける超音波霧化シートの発振制御回路は、すべて自己励起式励起モジュールを用いる。すなわち、汎用のコンデンサ三点発振回路、インダクタンス三点発振回路を用いるが、超音波霧化シートの霧化効率が低く、回路損失が大きく、回路基板が発熱しやすく、それにより対応する電子部品を損傷し、また、放熱するために多くの放熱フィンを必要とするため、体積及びコストを増大させる。
【０００３】
同時に、従来の超音波霧化シートの発振制御回路は、超音波霧化シートの動作状態を監視できず、超音波霧化シートに空焚き又はリキッド浸漬が発生した場合にも、自己励起式励起モジュールが超音波霧化シートを励起し続けるため、超音波霧化シートの耐用年数に深刻な悪影響を与え、使用コストが高くなる。
【０００４】
この他、温度などの要素により超音波霧化シートの共振周波数が変化するが、従来の発振制御回路では、超音波霧化シートの動作周波数が一定であるため、従来の超音波霧化シートは、実質的には共振状態になることができず、霧化効率が低く、煙霧量が小さい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波電子タバコにおける超音波霧化シートの発振制御回路は、すべて自己励起式励起モジュールを用い、霧化効率が低く、回路損失が大きく、回路基板が発熱しやすく、それにより対応する電子部品を損傷するが、超音波霧化シートに空焚き又はリキッド浸漬が発生した場合にも動作を持続する。このため、耐用年数が低くなり、コストがアップし、共振状態になることができない。本発明は、上記従来技術の欠点に対して、超音波霧化シートの発振制御回路及び超音波電子タバコを提供することを目的とし、他励式励起モジュールで超音波霧化シートの発振動作を制御することで、超音波霧化シートが常に共振点で動作することができ、超音波霧化シートの作業効率が高く、回路損失が低く、回路基板が発熱しにくく、体積が小さく、超音波霧化シートに空焚き又はリキッド浸漬が発生した場合には、動作を停止する。このため、耐用年数が長くなり、コストダウンを図れる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記技術的課題を解決するために、本発明は、以下の技術案を用いる。
超音波霧化シートの発振制御回路は、構造的には、直流昇圧モジュールと、他励式励起モジュールと、マイクロコントローラとを備え、電源モジュールが順に直流昇圧モジュール及び他励式励起モジュールを介して超音波霧化シートに電気的に接続され、他励式励起モジュールの制御端子がマイクロコントローラの第１の出力端子に電気的に接続されることを特徴とする。
【０００７】
上記構造により、電源モジュールは、直流昇圧モジュールによって電圧を超音波霧化シートに必要な電圧値まで昇圧し、次にマイクロコントローラは、ＰＷＭ信号を発生させて他励式励起モジュールの動作を制御し、他励式励起モジュールの励起発振周波数を超音波霧化シートの固有周波数と一致させ、それにより超音波霧化シートが共振状態になり、リキッドを連続的に発振させて霧化させ、煙霧を発生させて使用者に吸われる。本発明は、他励式励起モジュールで超音波霧化シートの発振動作を励起し、超音波霧化シートの作業効率が高く、煙霧量が大きく、回路損失が低く、それにより回路基板が発熱して対応する電子部品が損傷するのを回避し、多くの放熱フィン構造を省略し、体積を大幅に減少させ、使用コストを大幅に低下させ、同時に、回路が安定し、確実かつ安全である。
【０００８】
さらに、電圧検出モジュールをさらに備え、超音波霧化シートが電圧検出モジュールを介してマイクロコントローラの第１の入力端子に電気的に接続される。
【０００９】
上記構造により、電源モジュールは、直流昇圧モジュールによって電圧を超音波霧化シートに必要な電圧値まで昇圧し、次にマイクロコントローラは、ＰＷＭ信号を発生させて他励式励起モジュールの動作を制御し、他励式励起モジュールの励起発振周波数を超音波霧化シートの固有周波数と一致させ、それにより超音波霧化シートが共振状態になり、リキッドを連続的に発振させて霧化させ、煙霧を発生させて使用者に吸われる。電圧検出モジュールは、超音波霧化シートの動作電流信号を電圧信号に変換するとともに、検出された電圧信号をマイクロコントローラに送信し、マイクロコントローラは、２つの隣接する時点で受信した電圧値を比較して、最大電圧値を超音波霧化シートの完全共振点として抽出し、次に該完全共振点に必要な周波数で出力するように他励式励起モジュールを制御し、それにより超音波霧化シートが完全に共振状態になる。電圧検出モジュールは、電圧を連続的に検出し、超音波霧化シートがずっと高効率で動作するようにする。本発明は、他励式励起モジュールを採用して超音波霧化シートの発振動作を励起することで、超音波霧化シートがずっと共振状態であり、超音波霧化シートの作業効率が高く、煙霧量が大きく、回路損失が低く、それにより回路基板が発熱して対応する電子部品が損傷するのを回避し、多くの放熱フィン構造を省略し、体積を大幅に減少させ、使用コストを大幅に低下させ、また、回路が安定し、確実かつ安全である。
【００１０】
さらに、周波数検出モジュールをさらに備え、周波数検出モジュールは、検出端子が他励式励起モジュールに電気的に接続され、出力端子がマイクロコントローラの第２の入力端子に電気的に接続される。
【００１１】
上記構造により、電源モジュールは、直流昇圧モジュールによって電圧を超音波霧化シートに必要な電圧値まで昇圧し、次にマイクロコントローラは、ＰＷＭ信号を発生させて他励式励起モジュールの動作を制御し、他励式励起モジュールの励起発振周波数を超音波霧化シートの固有周波数と一致させ、それにより超音波霧化シートが共振状態になり、リキッドを連続的に発振させて霧化させ、煙霧を発生させて使用者に吸われる。電圧検出モジュールは、超音波霧化シートの動作電流信号を電圧信号に変換して検出するとともに、検出された電圧信号をマイクロコントローラに送信し、マイクロコントローラは、２つの隣接する時点で受信した電圧値を比較して、最大電圧値を超音波霧化シートの完全共振点として抽出し、次に該完全共振点に必要な周波数で出力するように他励式励起モジュールを制御し、それにより超音波霧化シートが完全共振状態になる。電圧検出モジュールは、電圧を連続的に検出し、超音波霧化シートがずっと高効率で動作するようにする。本発明は、他励式励起モジュールを採用して超音波霧化シートの発振動作を励起することで、超音波霧化シートがずっと共振状態であり、超音波霧化シートの作業効率が高く、煙霧量が大きく、回路損失が低く、それにより回路基板が発熱して対応する電子部品が損傷するのを回避し、多くの放熱フィン構造を省略し、体積を大幅に減少させ、使用コストを大幅に低下させ、また、回路が安定し、確実かつ安全である。
【００１２】
超音波霧化シートの動作過程で、超音波霧化シート自体の温度が連続的に変化しているため、温度が変動する場合には、電圧検出システムで検出した電圧値には一定の遅延がある。それによって、温度が変動する場合には、電圧検出システムにより検出された電圧値がピーク値であっても、超音波霧化シートが常に共振状態であることを保証できない。温度による超音波霧化シートの動作への影響を回避するために、本発明は、他励式励起モジュールの出力周波数と超音波霧化シートの動作周波数との関係を追跡してマイクロコントローラにフィードバックするための周波数検出モジュールを追加する。それにより、マイクロコントローラは、他励式励起モジュールの出力周波数を超音波霧化シートの動作周波数に調整し、超音波霧化シートが常に共振点で動作し、霧化効率が高くなり、煙霧量が増大する。
【００１３】
さらに、電流検出モジュールをさらに備え、直流昇圧モジュールは、電流検出モジュールを介して他励式励起モジュールに電気的に接続され、電流検出モジュールの出力端子がマイクロコントローラの第３の入力端子に電気的に接続される。
【００１４】
超音波霧化シートの動作過程で、電流検出モジュールが給電回路の電流を連続的に検出し、検出された電流値が予め設定された電流値より大きい場合（例えば、超音波霧化シートに空焚き又はリキッド浸漬が発生した場合）、マイクロコントローラは、他励式励起モジュールを制御して、超音波霧化シートの動作を停止させる。回路に電流検出モジュールを追加することで、回路の安定性を良好にして、確実かつ安全であり、超音波霧化シートを適時保護し、超音波霧化シートの損傷を防止する。
【００１５】
さらに、前記直流昇圧モジュールの制御端子がマイクロコントローラの第２の出力端子に電気的に接続される。
【００１６】
上記構造により、本発明は、様々な仕様の超音波霧化シートに適用でき、マイクロコントローラによって直流昇圧モジュールの出力電圧を調整し、マイクロコントローラによって他励式励起モジュールの出力周波数を調整することで、様々な仕様の超音波霧化シートが共振状態になれるようにする。
【００１７】
好ましい態様としては、前記他励式励起モジュールは、第１のダイオードと、第２のダイオードと、第１のコンデンサと、第１のインダクタンスと、第１のＭＯＳトランジスタとを備え、前記第１のダイオードは、陽極が直流昇圧モジュールの出力端子に電気的に接続され、陰極が順に第１のインダクタンス、第１のコンデンサ、及び第２のダイオードを介して接地され、超音波霧化シートが第２のダイオードの両端に並列接続され、第１のＭＯＳトランジスタは、ドレインが第１のインダクタンスと第１のコンデンサとの間に接続され、ソースが接地され、ゲートがマイクロコントローラの第１の出力端子に電気的に接続される。
【００１８】
別の好ましい態様としては、前記他励式励起モジュールは、抵抗と、第２のコンデンサと、第３のコンデンサと、第２のインダクタンスと、第２のＭＯＳトランジスタとを備え、直流昇圧モジュールは、順に第２のインダクタンス、第３のコンデンサ、及び第２のコンデンサを介して接地され、第２のＭＯＳトランジスタは、ドレインが第２のインダクタンスと第３のコンデンサとの間に接続され、ソースが抵抗を介して接地され、ゲートがマイクロコントローラの第１の出力端子に電気的に接続され、超音波霧化シートの一端が第２のコンデンサと第３のコンデンサとの間に接続されるとともにその他端が第２のＭＯＳトランジスタのドレインと抵抗との間に接続される。
【００１９】
好ましい態様としては、前記他励式励起モジュールは、線形電圧降下チップと、インバータと、第１のＮＰＮ型トランジスタと、第２のＮＰＮ型トランジスタと、ＭＯＳトランジスタとを備え、電源モジュールは、第１のコンデンサを介して接地され、線形電圧降下チップは、入力端子が電源モジュールと第１のコンデンサとの間に接続され、出力端子が第２のコンデンサを介して接地され、出力端子がさらに順にダイオード及び第３のコンデンサを介して接地され、第２のＮＰＮ型トランジスタは、コレクタが第１の抵抗を介して線形電圧降下チップの出力端子に電気的に接続され、エミッタが順に第２の抵抗及び第３の抵抗を介して接地され、ベースが第４の抵抗を介してインバータの出力端子に電気的に接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタは、コレクタが第２のＮＰＮ型トランジスタのエミッタに電気的に接続され、ベースが第２のＮＰＮ型トランジスタのベースに電気的に接続され、且つ第５の抵抗を介して接地され、エミッタが接地され、第６の抵抗は、インバータの第１の入力端子とインバータの第２の入力端子との間に接続され、インバータは、第２の入力端子が第７の抵抗を介してインバータの動作電源の正端子に電気的に接続され、動作電源の正端子がダイオードと第３のコンデンサとの間に接続され、マイクロコントローラの第１の出力端子がインバータの第２の入力端子に電気的に接続され、直流昇圧モジュールは、順にインダクタンス、第４のコンデンサ、及び第５のコンデンサを介して接地され、ＭＯＳトランジスタは、ドレインがインダクタンスと第４のコンデンサとの間に接続され、ゲートが第２の抵抗と第３の抵抗との間に接続され、超音波霧化シートの第１の端子が第４のコンデンサと第５のコンデンサとの間に接続され、超音波霧化シートの第２の端子及びＭＯＳトランジスタのソースがいずれも電圧検出モジュールに電気的に接続される。
【００２０】
好ましい態様としては、前記電圧検出モジュールは、第６のコンデンサと、第７のコンデンサと、第８のコンデンサと、第８の抵抗と、第９の抵抗と、第１０の抵抗とを備え、超音波霧化シートの第２の端子及びＭＯＳトランジスタのソースがいずれも第１０の抵抗を介して接地され、超音波霧化シートの第２の端子及びＭＯＳトランジスタのソースがいずれも順に第９の抵抗及び第８の抵抗を介してマイクロコントローラの第１の入力端子に電気的に接続され、第６のコンデンサの一端が第８の抵抗とマイクロコントローラの第１の入力端子との間に接続され、第６のコンデンサの他端が接地され、第７のコンデンサの一端及び第８のコンデンサの一端がいずれも第８の抵抗と第９の抵抗との間に接続され、第７のコンデンサの他端及び第８のコンデンサの他端がいずれも接地される。
【００２１】
好ましい態様としては、前記電流検出モジュールは、演算増幅器と、第９のコンデンサと、第１０のコンデンサと、第１１のコンデンサと、第１２のコンデンサと、第１１の抵抗と、第１２の抵抗と、第１３の抵抗と、第１４の抵抗とを備え、第９のコンデンサの一端及び第１０のコンデンサの一端がいずれも直流昇圧モジュールと第１１の抵抗の一端との間に接続され、第９のコンデンサの他端及び第１０のコンデンサの他端がいずれも接地され、第１１の抵抗の他端が他励式励起モジュールに接続され、かつ第１４の抵抗を介して演算増幅器の反転入力端子に電気的に接続され、演算増幅器は、非反転入力端子が第１２の抵抗を介して直流昇圧モジュールに電気的に接続され、出力端子が第１３の抵抗を介してマイクロコントローラの第３の入力端子に電気的に接続され、マイクロコントローラの第３の入力端子がさらに第１１のコンデンサを介して接地され、演算増幅器の動作電源の正端子が第１２のコンデンサを介して接地される。
【００２２】
別の好ましい態様としては、前記電流検出モジュールは、ホール電流センサと、第１３のコンデンサと、第１４のコンデンサと、第１５のコンデンサと、第１６のコンデンサと、第１５の抵抗とを備え、第１３のコンデンサの一端及び第１４のコンデンサの一端がいずれも直流昇圧モジュールに電気的に接続され、第１３のコンデンサの他端及び第１４のコンデンサの他端がいずれも接地され、直流昇圧モジュールは、ホール電流センサを介して他励式励起モジュールに電気的に接続され、ホール電流センサの出力端子が順に第１５の抵抗及び第１６のコンデンサを介して接地され、マイクロコントローラの第３の入力端子が第１５の抵抗と第１６のコンデンサとの間に接続され、ホール電流センサの動作電源の正端子が第１５のコンデンサを介して接地される。
【００２３】
好ましい態様としては、前記他励式励起モジュールは、線形電圧降下チップと、インバータと、第１のＮＰＮ型トランジスタと、第２のＮＰＮ型トランジスタと、ＭＯＳトランジスタとを備え、電源モジュールは、第１のコンデンサを介して接地され、線形電圧降下チップは、入力端子が電源モジュールと第１のコンデンサとの間に接続され、出力端子が第２のコンデンサを介して接地され、出力端子がさらに順に第１のダイオード及び第３のコンデンサを介して接地され、第２のＮＰＮ型トランジスタは、コレクタが第１の抵抗を介して線形電圧降下チップの出力端子に電気的に接続され、エミッタが順に第２の抵抗及び第３の抵抗を介して接地され、ベースが第４の抵抗を介してインバータの出力端子に電気的に接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタは、コレクタが第２のＮＰＮ型トランジスタのエミッタに電気的に接続され、ベースが第２のＮＰＮ型トランジスタのベースに電気的に接続され、且つ第５の抵抗を介して接地され、エミッタが接地され、第６の抵抗は、インバータの第１の入力端子とインバータの第２の入力端子との間に接続され、インバータは、第２の入力端子が第７の抵抗を介してインバータの動作電源の正端子に電気的に接続され、インバータの動作電源の正端子が第１のダイオードと第３のコンデンサとの間に接続され、マイクロコントローラの第１の出力端子がインバータの第２の入力端子に電気的に接続され、直流昇圧モジュールは、順にインダクタンス、第４のコンデンサ、及び第５のコンデンサを介して接地され、ＭＯＳトランジスタは、ドレインがインダクタンスと第４のコンデンサとの間に接続され、ゲートが第２の抵抗と第３の抵抗との間に接続され、超音波霧化シートの第１の端子が第４のコンデンサと第５のコンデンサとの間に接続され、超音波霧化シートの第２の端子及びＭＯＳトランジスタのソースがいずれも電圧検出モジュールに電気的に接続される。
【００２４】
好ましい態様としては、前記電圧検出モジュールは、第６のコンデンサと、第７のコンデンサと、第８のコンデンサと、第８の抵抗と、第９の抵抗と、第１０の抵抗とを備え、超音波霧化シートの第２の端子及びＭＯＳトランジスタのソースがいずれも第１０の抵抗を介して接地され、超音波霧化シートの第２の端子及びＭＯＳトランジスタのソースがいずれも順に第９の抵抗及び第８の抵抗を介してマイクロコントローラの第１の入力端子に電気的に接続され、第６のコンデンサは、一端が第８の抵抗とマイクロコントローラの第１の入力端子との間に接続され、他端が接地され、第７のコンデンサの一端及び第８のコンデンサの一端がいずれも第８の抵抗と第９の抵抗との間に接続され、第７のコンデンサの他端及び第８のコンデンサの他端がいずれも接地される。
【００２５】
好ましい態様としては、前記周波数検出モジュールは、第９のコンデンサと、第１０のコンデンサと、第１１のコンデンサと、第２のダイオードと、第３のダイオードと、第１１の抵抗と、第１２の抵抗と、第１３の抵抗とを備え、ＭＯＳトランジスタのドレインが第３のダイオードの陽極に電気的に接続され、第９のコンデンサの一端及び第１０のコンデンサの一端がいずれも接地され、第９のコンデンサの他端及び第１０のコンデンサの他端がいずれも第３のダイオードの陰極に電気的に接続され、第１１の抵抗及び第１２の抵抗が接続されて直列接続分岐回路となり、前記直列接続分岐回路は、一端が第３のダイオードの陰極に電気的に接続され、他端が接地され、第１３の抵抗は、一端が第１１の抵抗と第１２の抵抗との間に接続され、他端が第１１のコンデンサを介して接地され、マイクロコントローラの第２の入力端子が第１３の抵抗と第１１のコンデンサとの間に接続され、第２のダイオードは、陽極が第１１の抵抗と第１２の抵抗との間に接続され、陰極が電源モジュールに電気的に接続される。
【００２６】
同じ発明構想に基づいて、本発明は、前記超音波霧化シートの発振制御回路を備えた超音波電子タバコをさらに提供する。
【発明の効果】
【００２７】
従来技術に比べて、本発明は、他励式励起モジュールによって超音波霧化シートの発振動作を制御し、超音波霧化シートを常に共振状態にし、温度による超音波霧化シートの作業効率への影響を取り除き、超音波霧化シートの霧化効率が高く、煙霧量が多く、回路損失が低く、回路基板が発熱しにくく、体積が小さく、コストが低く、また、回路の安定性が良く、確実かつ安全であり、超音波霧化シートの耐用年数が長い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】超音波霧化シートの発振制御回路の第１のブロック構成図である。
【図２】超音波霧化シートの発振制御回路の実施例１の回路図である。
【図３】超音波霧化シートの発振制御回路の実施例２の回路図である。
【図４】超音波霧化シートの発振制御回路の第２のブロック構成図である。
【図５】超音波霧化シートの発振制御回路の実施例３の回路図である。
【図６】超音波霧化シートの発振制御回路の実施例４の回路図である。
【図７】超音波霧化シートの発振制御回路の第３のブロック構成図である。
【図８】超音波霧化シートの発振制御回路の実施例５の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に示すように、本発明の超音波電子タバコにおける超音波霧化シートの発振制御回路は、直流昇圧モジュール４と、他励式励起モジュール３と、マイクロコントローラ２とを備え、電源モジュール１は、順に直流昇圧モジュール４及び他励式励起モジュール３を介して超音波霧化シートＪに電気的に接続され、他励式励起モジュール３の制御端子がマイクロコントローラ２の第１の出力端子に電気的に接続され、前記直流昇圧モジュール４の制御端子がマイクロコントローラ２の第２の出力端子に電気的に接続される。
【００３０】
電源モジュール１は、マイクロコントローラ２の調節下にある直流昇圧モジュール４によって超音波霧化シートＪに必要な動作電圧を昇圧させ、次に高周波他励式励起モジュール３に該動作電圧を出力し、マイクロコントローラ２は、トランスデューサの特性に応じて固定の動作周波数を提供して高周波他励式励起モジュール３に出力し、高周波他励式励起モジュール３の励起発振周波数を超音波霧化シートＪの固有周波数と一致させ、それにより超音波霧化シートＪが共振状態になり、リキッドを超音波で霧化させて煙霧を発生させる。超音波霧化シートＪは、圧電セラミックシートである。
【００３１】
図２は、超音波霧化シートの発振制御回路の実施例１の回路図である。前記他励式励起モジュール３は、第１のダイオードＤ１と、第２のダイオードＤ２と、第１のコンデンサＣ１と、第１のインダクタンスＬ１と、第１のＭＯＳトランジスタＱ４とを備え、第１のインダクタンスＬ１がエネルギー蓄積インダクタンスであり、第１のコンデンサＣ１がエネルギー蓄積コンデンサであり、第１のＭＯＳトランジスタＱ４が高周波整流スイッチングＭＯＳトランジスタであり、第１のダイオードＤ１が逆流防止ダイオードであり、第２のダイオードＤ２が導通ダイオードである。前記第１のダイオードＤ１は、陽極が直流昇圧モジュール４の出力端子に電気的に接続され、陰極が順に第１のインダクタンスＬ１、第１のコンデンサＣ１、及び第２のダイオードＤ２を介して接地され、超音波霧化シートＪが第２のダイオードＤ２の両端に並列接続され、第１のＭＯＳトランジスタＱ４は、ドレインが第１のインダクタンスＬ１と第１のコンデンサＣ１との間に接続され、ソースが接地され、ゲートがマイクロコントローラ２の第１の出力端子に電気的に接続される。
【００３２】
図２の回路の動作原理は、以下のとおりである。
直流電気エネルギーが第１のＭＯＳトランジスタＱ４の導通状態期間内に第１のインダクタンスＬ１に蓄積される。回路の流れは、直流電気エネルギーＶＤＤ→第１のダイオードＤ１→第１のインダクタンスＬ１→第１のＭＯＳトランジスタＱ４→アースである。第１のＭＯＳトランジスタＱ４の導通状態期間内に第１のインダクタンスＬ１に蓄積される電気エネルギーが第１のコンデンサＣ１に転移し、回路の流れは、直流電気エネルギーＶＣＣ→第１のダイオードＤ１→第１のインダクタンスＬ１→第１のコンデンサＣ１→第２のダイオードＤ２→アースである。第１のコンデンサＣ１が完全に充電された後、第１のＭＯＳトランジスタＱ４が再び導通になる場合、第１のコンデンサＣ１の左側が強制的にアース電位に引き下げられ、第１のコンデンサＣ１の両端の電圧は急激に変化することができないため、電気エネルギーが超音波霧化シートＪによって放出され、超音波霧化シートＪを励起して発振させてリキッドを超音波で霧化させる。回路の流れは、第１のコンデンサＣ１の左側のアース→超音波霧化シートＪ→第１のコンデンサＣ１の右側である。 
【００３３】
図３は、超音波霧化シートの発振制御回路の実施例２の回路図である。前記他励式励起モジュール３は、抵抗Ｒと、第２のコンデンサＣ２と、第３のコンデンサＣ３と、第２のインダクタンスＬ２と、第２のＭＯＳトランジスタＱ５とを備え、第２のインダクタンスＬ２がエネルギー蓄積インダクタンスであり、第３のコンデンサＣ３がエネルギー蓄積コンデンサであり、第２のＭＯＳトランジスタＱ５が高周波整流スイッチングＭＯＳトランジスタであり、抵抗Ｒが限流抵抗Ｒであり、第２のコンデンサＣ２がシャントコンデンサである。直流昇圧モジュール４は、順に第２のインダクタンスＬ２、第３のコンデンサＣ３、及び第２のコンデンサＣ２を介して接地され、第２のＭＯＳトランジスタＱ５は、ドレインが第２のインダクタンスＬ２と第３のコンデンサＣ３との間に接続され、ソースが抵抗Ｒを介して接地され、ゲートがマイクロコントローラ２の第１の出力端子に電気的に接続され、超音波霧化シートＪの一端が第２のコンデンサＣ２と第３のコンデンサＣ３との間に接続されるとともにその他端が第２のＭＯＳトランジスタＱ５のドレインと抵抗Ｒとの間に接続される。
【００３４】
図３の回路の動作原理は、以下のとおりである。
直流電気エネルギーが第２のＭＯＳトランジスタＱ５の導通状態期間内に第２のインダクタンスＬ２に蓄積され、回路の流れは、直流電気エネルギーＶＤＤ→第２のインダクタンスＬ２→第２のＭＯＳトランジスタＱ５→抵抗Ｒ→アースである。第２のＭＯＳトランジスタＱ５の導通状態期間内に第２のインダクタンスＬ２に蓄積される電気エネルギーが第３のコンデンサＣ３に転移する。回路の流れは、直流電気エネルギーＶＣＣ→第２のインダクタンスＬ２→第３のコンデンサＣ３→第２のコンデンサＣ２／（超音波霧化シートＪ→抵抗Ｒ）→アースであり、第３のコンデンサＣ３が完全に充電された後、第２のＭＯＳトランジスタＱ５が再びオンになる場合、第３のコンデンサＣ３の左側が強制的にアース電位の近くに引き下げられ、第３のコンデンサＣ３の両端の電圧が突然に変化することができないため、電気エネルギーは、超音波霧化シートＪによって放出され、霧化シートを励起して発振させてリキッドを超音波で霧化させる。回路の流れは、第３のコンデンサＣ３の右側→（超音波霧化シートＪ→抵抗Ｒ）／第２のコンデンサＣ２→第３のコンデンサＣ３の左側のアースである。
【００３５】
図４に示すように、本発明の超音波電子タバコにおける超音波霧化シートの発振制御回路は、直流昇圧モジュール４と、他励式励起モジュール３と、マイクロコントローラ２と、電圧検出モジュール５とを備え、電源モジュール１は、順に直流昇圧モジュール４及び他励式励起モジュール３を介して超音波霧化シートＪに電気的に接続され、他励式励起モジュール３の制御端子がマイクロコントローラ２の第１の出力端子に電気的に接続され、超音波霧化シートＪが電圧検出モジュール５を介してマイクロコントローラ２の第１の入力端子に電気的に接続され、前記直流昇圧モジュール４の制御端子がマイクロコントローラ２の第２の出力端子に電気的に接続される。
【００３６】
電源モジュール１は、マイクロコントローラ２の調節下にある直流昇圧モジュール４によって超音波霧化シートＪに必要な動作電圧を昇圧させ、次に高周波他励式励起モジュール３に該動作電圧を出力する。マイクロコントローラ２は、トランスデューサの特性に応じて固定動作周波数を提供して高周波他励式励起モジュール３に出力し、高周波他励式励起モジュール３の励起発振周波数を超音波霧化シートＪの固有周波数と一致させ、それにより超音波霧化シートＪが共振状態になり、リキッドを超音波で霧化させて煙霧を発生させる。超音波霧化シートＪは、圧電セラミックシートである。
【００３７】
電圧検出モジュール５は、超音波霧化シートＪの動作電流信号を電圧信号に変換して検出し、検出された電圧信号をマイクロコントローラ２に送信し、マイクロコントローラ２は、２つの隣接する時点で受信した電圧値を比較して、最大電圧値を超音波霧化シートＪの完全共振点として抽出し、次に該完全共振点に必要な周波数で出力するように他励式励起モジュール３を制御する。それにより超音波霧化シートＪが完全共振状態になる。電圧検出モジュール５は、電圧を連続的に検出し、超音波霧化シートＪが常に高効率で動作するようにする。
【００３８】
図４では、電流検出モジュール６をさらに備え、直流昇圧モジュール４は、電流検出モジュール６を介して他励式励起モジュール３に電気的に接続され、電流検出モジュール６の出力端子がマイクロコントローラ２の第３の入力端子に電気的に接続される。
【００３９】
超音波霧化シートＪの動作過程で、電流検出モジュール６は、給電回路の電流を連続的に検出し、検出された電流値が予め設定された電流値より大きい場合（例えば、超音波霧化シートＪに空焚き又はリキッド浸漬が発生した場合、検出された電流値が予め設定された電流値より３〜５倍大きい）、マイクロコントローラ２は、電流値に基づいてこの時点の超音波霧化シートＪの状態（空焚き又はリキッド浸漬）を判断する。空焚きの場合、検出された電流値が予め設定された電流値の３〜５倍まで急激に増大し、リキッド浸漬の場合、検出された電流値が予め設定された電流値の３〜５倍までゆっくり増大し、最終的に、マイクロコントローラ２は、他励式励起モジュール３を制御して超音波霧化シートＪの動作を停止させる。
【００４０】
図５は、超音波霧化シートの発振制御回路の実施例３の回路図である。前記他励式励起モジュール３は、ＬＤＯ線形電圧降下チップＵ２と、インバータＵ１と、第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１と、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２と、ＭＯＳトランジスタＱ３とを備え、電源モジュール１は、第１のコンデンサＣ１を介して接地され、線形電圧降下チップＵ２は、入力端子が電源モジュール１と第１のコンデンサＣ１との間に接続され、出力端子が第２のコンデンサＣ２を介して接地され、線形電圧降下チップＵ２の出力端子がさらに順にダイオードＤ及び第３のコンデンサＣ３を介して接地され、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２は、コレクタが第１の抵抗Ｒ１を介して線形電圧降下チップＵ２の出力端子に電気的に接続され、エミッタが順に第２の抵抗Ｒ２及び第３の抵抗Ｒ３を介して接地され、ベースが第４の抵抗Ｒ４を介してインバータＵ１の出力端子に電気的に接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１のコレクタが第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２のエミッタに電気的に接続され、ベースが第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２のベースに電気的に接続される。さらに、第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１のベース電極が第５の抵抗Ｒ５を介して接地され、エミッタが接地され、第６の抵抗Ｒ６は、インバータＵ１の第１の入力端子とインバータＵ１の第２の入力端子との間に接続され、インバータＵ１は、第２の入力端子が第７の抵抗Ｒ７を介してインバータＵ１の動作電源の正端子に電気的に接続され、動作電源の正端子がダイオードＤと第３のコンデンサＣ３との間に接続され、マイクロコントローラ２の第１の出力端子がインバータＵ１の第２の入力端子に電気的に接続され、直流昇圧モジュール４は、順にインダクタンスＬ、第４のコンデンサＣ４、及び第５のコンデンサＣ５を介して接地され、ＭＯＳトランジスタＱ３のドレインがインダクタンスＬと第４のコンデンサＣ４との間に接続されるとともにそのゲートが第２の抵抗Ｒ２と第３の抵抗Ｒ３との間に接続され、超音波霧化シートＪの第１の端子が第４のコンデンサＣ４と第５のコンデンサＣ５との間に接続され、超音波霧化シートＪの第２の端子及びＭＯＳトランジスタＱ３のソースがいずれも電圧検出モジュール５に電気的に接続される。
【００４１】
高周波他励式励起モジュール３は、信号駆動部と高周波発振部とから構成される。信号駆動部は、インバータＵ１、第６の抵抗Ｒ６、第７の抵抗Ｒ７、第４の抵抗Ｒ４、第５の抵抗Ｒ５、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２、及び第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１から構成される。マイクロコントローラ２が出力するＰＷＭ信号はインバータＵ１によって反転整形されて安定した方形波信号になるとともに、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２と第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１から構成されるトーテム回路を駆動するのに十分な駆動電流を供給する。ＰＷＭのローレベル期間に、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２がオンして後段の高周波ＭＯＳトランジスタＱ３を駆動し、ＰＷＭのハイレベル期間に、高周波ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートレベルが第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１を介してアースに送信して迅速に放電し、高周波ＭＯＳトランジスタＱ３を迅速にオフすることができる。
【００４２】
前記電圧検出モジュール５は、第６のコンデンサＣ６と、第７のコンデンサＣ７と、第８のコンデンサＣ８と、第８の抵抗Ｒ８と、第９の抵抗Ｒ９と、第１０の抵抗Ｒ１０とを備え、第１０の抵抗Ｒ１０がサンプリング抵抗であり、第８の抵抗Ｒ８、第９の抵抗Ｒ９、第８のコンデンサＣ８、第７の抵抗Ｒ７、及び第６の抵抗Ｒ６が二次ＲＣフィルタネットワークを構成する。超音波霧化シートＪの第２の端子及びＭＯＳトランジスタＱ３のソースは、いずれも第１０の抵抗Ｒ１０を介して接地され、且つ順に第９の抵抗Ｒ９及び第８の抵抗Ｒ８を介してマイクロコントローラ２の第１の入力端子に電気的に接続され、第６のコンデンサＣ６の一端が第８の抵抗Ｒ８とマイクロコントローラ２の第１の入力端子との間に接続され、第６のコンデンサＣ６の他端が接地され、第７のコンデンサＣ７の一端及び第８のコンデンサＣ８の一端がいずれも第８の抵抗Ｒ８と第９の抵抗Ｒ９との間に接続され、第７のコンデンサＣ７の他端及び第８のコンデンサＣ８の他端がいずれも接地される。
【００４３】
前記電流検出モジュール６は、演算増幅器Ｕ３と、第９のコンデンサＣ９と、第１０のコンデンサＣ１０と、第１１のコンデンサＣ１１と、第１２のコンデンサＣ１２と、第１１の抵抗Ｒ１１と、第１２の抵抗Ｒ１２と、第１３の抵抗Ｒ１３と、第１４の抵抗Ｒ１４とを備え、第１１の抵抗Ｒ１１がサンプリング抵抗であり、第１３の抵抗Ｒ１３及び第１１のコンデンサＣ１１がフィルタネットワークを構成する。第９のコンデンサＣ９の一端及び第１０のコンデンサＣ１０の一端がいずれも直流昇圧モジュール４と第１１の抵抗Ｒ１１の一端との間に接続され、第９のコンデンサＣ９の他端及び第１０のコンデンサＣ１０の他端がいずれも接地され、第１１の抵抗Ｒ１１の他端が他励式励起モジュール３に接続され、かつ第１４の抵抗Ｒ１４を介して演算増幅器Ｕ３の反転入力端子に電気的に接続され、演算増幅器Ｕ３の非反転入力端子が第１２の抵抗Ｒ１２を介して直流昇圧モジュール４に電気的に接続され、演算増幅器Ｕ３の出力端子が第１３の抵抗Ｒ１３を介してマイクロコントローラ２の第３の入力端子に電気的に接続され、マイクロコントローラ２の第３の入力端子がさらに第１１のコンデンサＣ１１を介して接地され、演算増幅器Ｕ３の動作電源の正端子が第１２のコンデンサＣ１２を介して接地される。
【００４４】
図５の回路の動作原理は、以下のとおりである。
出力回路が出力する電流は第１１の抵抗Ｒ１１の両端に電圧を発生させ、この電圧が演算増幅器Ｕ３に増幅されて、第１３の抵抗Ｒ１３と第１１のコンデンサＣ１１から構成されたフィルタネットワークを通過して波形が安定した直流電圧信号になり、超音波霧化シートＪを流れる電流は第１０の抵抗Ｒ１０の両端の電圧と比例関係になる。マイクロコントローラ２は、ＡＤ変換により出力電流の大きさを監視し、超音波霧化シートＪが完全共振状態であるか否かをリアルタイムで検出し、出力するＰＷＭの周波数及びデューティサイクル比を調整することで超音波霧化シートＪを最適な出力にし、作業効率を向上させることができる。
【００４５】
図６は、超音波霧化シートの発振制御回路の実施例４の回路図である。図６と図５の区別は、電流検出モジュール６の構造が異なることである。前記電流検出モジュール６は、ホール電流センサＵ４と、第１３のコンデンサＣ１３と、第１４のコンデンサＣ１４と、第１５のコンデンサＣ１５と、第１６のコンデンサＣ１６と、第１５の抵抗Ｒ１５とを備え、第１３のコンデンサＣ１３の一端及び第１４のコンデンサＣ１４の一端がいずれも直流昇圧モジュール４に電気的に接続され、第１３のコンデンサＣ１３の他端及び第１４のコンデンサＣ１４の他端がいずれも接地され、直流昇圧モジュール４がホール電流センサＵ４を介して他励式励起モジュール３に電気的に接続され、ホール電流センサＵ４の出力端子が順に第１５の抵抗Ｒ１５及び第１６のコンデンサＣ１６を介して接地され、マイクロコントローラ２の第３の入力端子が第１５の抵抗Ｒ１５と第１６のコンデンサＣ１６との間に接続され、ホール電流センサＵ４の動作電源の正端子が第１５のコンデンサＣ１５を介して接地される。
【００４６】
図６の回路の動作原理は、以下のとおりである。
電流検出モジュール６は、従来のホール電流センサＵ４によって実現され、出力回路の電流信号は、ホール電流センサＵ４によって電圧信号に変換して出力され、この電圧信号が出力回路の電流に比例し、図５と同様に、マイクロコントローラ２は、ＡＤ変換によって出力電流の大きさを監視し、超音波霧化シートＪが完全共振状態であるか否かをリアルタイムに検出し、出力するＰＷＭの周波数及びデューティサイクル比を調整することで超音波霧化シートＪを最適な出力にし、作業効率を向上させることができる。
【００４７】
図７に示すように、本発明の超音波電子タバコにおける超音波霧化シートの発振制御回路は、直流昇圧モジュール４と、他励式励起モジュール３と、マイクロコントローラ２と、電圧検出モジュール５と、周波数検出モジュール７とを備え、電源モジュール１は、順に直流昇圧モジュール４及び他励式励起モジュール３を介して超音波霧化シートＪに電気的に接続され、他励式励起モジュール３の制御端子がマイクロコントローラ２の第１の出力端子に電気的に接続され、超音波霧化シートＪが電圧検出モジュール５を介してマイクロコントローラ２の第１の入力端子に電気的に接続され、周波数検出モジュール７の検出端子が他励式励起モジュール３に電気的に接続され、周波数検出モジュール７の出力端子がマイクロコントローラ２の第２の入力端子に電気的に接続され、前記直流昇圧モジュール４の制御端子がマイクロコントローラ２の第２の出力端子に電気的に接続される。
【００４８】
電源モジュール１は、マイクロコントローラ２の調節下にある直流昇圧モジュール４によって超音波霧化シートＪに必要な動作電圧を昇圧させ、次に高周波他励式励起モジュール３に出力し、マイクロコントローラ２は、トランスデューサの特性に応じて固定動作周波数を供給して高周波他励式励起モジュール３に出力し、高周波他励式励起モジュール３の励起発振周波数を超音波霧化シートＪの固有周波数と一致させ、それにより超音波霧化シートＪが共振状態になり、リキッドを超音波で霧化させて煙霧を発生させる。超音波霧化シートＪは、圧電セラミックシートである。
【００４９】
電圧検出モジュール５は、超音波霧化シートＪの動作電流信号を電圧信号に変換して検出するとともに、検出された電圧信号をマイクロコントローラ２に送信し、マイクロコントローラ２は、２つの隣接する時点で受信した電圧値を比較して、最大電圧値を超音波霧化シートＪの完全共振点として抽出し、次に他励式励起モジュール３を制御して該完全共振点に必要な周波数で出力し、それにより超音波霧化シートＪが完全共振状態になる。電圧検出モジュール５は、電圧を連続的に検出し、超音波霧化シートＪが常に高効率で動作するようにする。
【００５０】
超音波霧化シートＪの動作過程には、周波数検出モジュール７は、高周波他励式励起モジュール３の周波数を検出し、次に該周波数を低周波周波数に復調する。このとき、電圧はマイクロコントローラ２が出力する駆動信号のデューティサイクル比及び周波数と比例関係になり、デューティサイクル比を変調することで出力周波数を調整する。出力周波数と超音波霧化シートＪの動作周波数との関係を追跡することで、超音波霧化シートＪが常に共振点で動作するようにし、それにより、超音波霧化シートＪの霧化効率を向上させ、しかもリキッドを霧化させて生じた煙霧量が多くなる。
【００５１】
図８は、超音波霧化シートの発振制御回路の実施例５の回路構造模式図である。前記他励式励起モジュール３は、ＬＤＯ線形電圧降下チップＵ２と、インバータＵ１と、第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１と、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２と、ＭＯＳトランジスタＱ３とを備え、電源モジュール１は第１のコンデンサＣ１を介して接地され、線形電圧降下チップＵ２は、入力端子が電源モジュール１と第１のコンデンサＣ１との間に接続され、出力端子が第２のコンデンサＣ２を介して接地され、出力端子がさらに順に第１のダイオードＤ及び第３のコンデンサＣ３を介して接地され、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２は、コレクタが第１の抵抗Ｒ１を介して線形電圧降下チップＵ２の出力端子に電気的に接続され、エミッタが順に第２の抵抗Ｒ２及び第３の抵抗Ｒ３を介して接地され、ベースが第４の抵抗Ｒ４を介してインバータＵ１の出力端子に電気的に接続され、第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１は、コレクタが第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２のエミッタに電気的に接続され、ベースが第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２のベースに電気的に接続され、且つ第５の抵抗Ｒ５を介して接地され、エミッタが接地され、第６の抵抗Ｒ６は、インバータＵ１の第１の入力端子とインバータＵ１の第２の入力端子との間に接続され、インバータＵ１は、第２の入力端子が第７の抵抗Ｒ７を介してインバータＵ１の動作電源の正端子に電気的に接続され、動作電源の正端子が第１のダイオードＤと第３のコンデンサＣ３との間に接続され、マイクロコントローラ２の第１の出力端子がインバータＵ１の第２の入力端子に電気的に接続され、直流昇圧モジュール４は、順にインダクタンスＬ、第４のコンデンサＣ４、及び第５のコンデンサＣ５を介して接地され、ＭＯＳトランジスタＱ３は、ドレインがインダクタンスＬと第４のコンデンサＣ４との間に接続され、ゲートが第２の抵抗Ｒ２と第３の抵抗Ｒ３との間に接続され、超音波霧化シートＪの第１の端子が第４のコンデンサＣ４と第５のコンデンサＣ５との間に接続され、超音波霧化シートＪの第２の端子及びＭＯＳトランジスタＱ３のソースがいずれも電圧検出モジュール５に電気的に接続される。
【００５２】
高周波他励式励起モジュール３は、信号駆動部と高周波発振部から構成される。信号駆動部は、インバータＵ１、第６の抵抗Ｒ６、第７の抵抗Ｒ７、第４の抵抗Ｒ４、第５の抵抗Ｒ５、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２、及び第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１から構成される。マイクロコントローラ２が出力するＰＷＭ信号は、インバータＵ１によって反転整形されて安定した方形波信号になるとともに、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２と第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１から構成されるトーテム回路を駆動するのに十分な駆動電流を供給する。ＰＷＭのローレベル期間に、第２のＮＰＮ型トランジスタＱ２がオンして後段の高周波ＭＯＳトランジスタＱ３を駆動し、ＰＷＭのハイレベル期間に、高周波ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートレベルが第１のＮＰＮ型トランジスタＱ１によってアースに導通されて迅速に放電し、高周波ＭＯＳトランジスタＱ３を迅速にオフすることができる。マイクロコントローラ２は、低周波で変調された高周波を他励式励起モジュール３を介して出力して、高周波ＭＯＳトランジスタＱ３を駆動し、電気エネルギーをＬＣネットワークによって超音波霧化シートＪに送信し、それにより超音波霧化シートＪを共振状態にしてリキッドを霧化させる。
【００５３】
前記電圧検出モジュール５は、第６のコンデンサＣ６と、第７のコンデンサＣ７と、第８のコンデンサＣ８と、第８の抵抗Ｒ８と、第９の抵抗Ｒ９と、第１０の抵抗Ｒ１０とを備える。第１０の抵抗Ｒ１０がサンプリング抵抗であり、第８の抵抗Ｒ８、第９の抵抗Ｒ９、第８のコンデンサＣ８、第７の抵抗Ｒ７、及び第６の抵抗Ｒ６が二次ＲＣフィルタネットワークを構成する。超音波霧化シートＪの第２の端子及びＭＯＳトランジスタＱ３のソースがいずれも第１０の抵抗Ｒ１０を介して接地され、超音波霧化シートＪの第２の端子及びＭＯＳトランジスタＱ３のソースがいずれも順に第９の抵抗Ｒ９及び第８の抵抗Ｒ８を介してマイクロコントローラ２の第１の入力端子に電気的に接続され、第６のコンデンサＣ６の一端が第８の抵抗Ｒ８とマイクロコントローラ２の第１の入力端子との間に接続され、第６のコンデンサＣ６の他端が接地され、第７のコンデンサＣ７の一端及び第８のコンデンサＣ８の一端がいずれも第８の抵抗Ｒ８と第９の抵抗Ｒ９との間に接続され、第７のコンデンサＣ７の他端及び第８のコンデンサＣ８の他端がいずれも接地される。電圧検出モジュール５によって超音波霧化シートＪが共振状態であるか否かを検出できる。
【００５４】
前記周波数検出モジュール７は、第９のコンデンサＣ９と、第１０のコンデンサＣ１０と、第１１のコンデンサＣ１１と、第２のダイオードＤ２と、第３のダイオードＤ３と、第１１の抵抗Ｒ１１と、第１２の抵抗Ｒ１２と、第１３の抵抗Ｒ１３とを備え、ＭＯＳトランジスタＱ３のドレインが第３のダイオードＤ３の陽極に電気的に接続され、第９のコンデンサＣ９の一端及び第１０のコンデンサＣ１０の一端がいずれも接地され、第９のコンデンサＣ９の他端及び第１０のコンデンサＣ１０の他端がいずれも第３のダイオードＤ３の陰極に電気的に接続され、第１１の抵抗Ｒ１１及び第１２の抵抗Ｒ１２が接続されて直列接続分岐回路となり、前記直列接続分岐回路は、一端が第３のダイオードＤ３の陰極に電気的に接続され、他端が接地され、第１３の抵抗Ｒ１３は、一端が第１１の抵抗Ｒ１１と第１２の抵抗Ｒ１２との間に接続され、他端が第１１のコンデンサＣ１１を介して接地され、マイクロコントローラ２の第２の入力端子が第１３の抵抗Ｒ１３と第１１のコンデンサＣ１１との間に接続され、第２のダイオードＤ２は、陽極が第１１の抵抗Ｒ１１と第１２の抵抗Ｒ１２との間に接続され、陰極が電源モジュール１に電気的に接続される。
【００５５】
周波数検出モジュール７では、第３のダイオードＤ３、第１０のコンデンサＣ１０、及び第９のコンデンサＣ９が検波ネットワークを構成し、第１１の抵抗Ｒ１１及び第１２の抵抗Ｒ１２が分圧ネットワークを形成し、第１３の抵抗Ｒ１３及び第１１のコンデンサＣ１１がＲＣフィルタネットワークを形成する。検波ネットワークで低周波数を復調し、分圧ネットワークによって電圧を降下し、次にＲＣフィルタネットワークによって安定した直流電圧になり、この電圧はマイクロコントローラ２が出力する駆動信号のデューティサイクル比及び周波数と比例関係になる。
【００５６】
以上、図面を参照しながら本発明の実施例を説明したが、本発明は、上記具体的な実施形態に限定されるものではない。上記具体的な実施形態は、例示的なものにすぎず、限定的なものではない。当業者が本発明の示唆の下、本発明の主旨及び特許請求の範囲から逸脱せずに、様々な形態を想到することができ、これらは、いずれも本発明の保護範囲に属する。
【符号の説明】
【００５７】
１  電源モジュール
２  マイクロコントローラ
３  他励式励起モジュール
４  直流昇圧モジュール
５  電圧検出モジュール
６  電流検出モジュール
７  周波数検出モジュール
Ｃ１  第１のコンデンサ
Ｃ２  第２のコンデンサ
Ｃ３  第３のコンデンサ
Ｃ４  第４のコンデンサ
Ｃ５  第５のコンデンサ
Ｃ６  第６のコンデンサ
Ｃ７  第７のコンデンサ
Ｃ８  第８のコンデンサ
Ｃ９  第９のコンデンサ
Ｃ１０  第１０のコンデンサ
Ｃ１１  第１１のコンデンサ
Ｃ１２  第１２のコンデンサ
Ｃ１３  第１３のコンデンサ
Ｃ１４  第１４のコンデンサ
Ｃ１５  第１５のコンデンサ
Ｃ１６  第１６のコンデンサ
Ｄ  ダイオード
Ｄ１  第１のダイオード
Ｄ２  第２のダイオード
Ｄ３  第３のダイオード
Ｊ  超音波霧化シート
Ｌ  インダクタンス
Ｌ１  第１のインダクタンス
Ｌ２  第２のインダクタンス
Ｑ１  第１のＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ２  第２のＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ３  ＭＯＳトランジスタ
Ｑ４  第１のＭＯＳトランジスタ
Ｑ５  第２のＭＯＳトランジスタ
Ｒ  抵抗
Ｒ１  第１の抵抗
Ｒ２  第２の抵抗
Ｒ３  第３の抵抗
Ｒ４  第４の抵抗
Ｒ５  第５の抵抗
Ｒ６  第６の抵抗
Ｒ７  第７の抵抗
Ｒ８  第８の抵抗
Ｒ９  第９の抵抗
Ｒ１０  第１０の抵抗
Ｒ１１  第１１の抵抗
Ｒ１２  第１２の抵抗
Ｒ１３  第１３の抵抗
Ｒ１４  第１４の抵抗
Ｒ１５  第１５の抵抗
Ｕ１  インバータ
Ｕ２  線形電圧降下チップ
Ｕ３  演算増幅器
Ｕ４  ホール電流センサ
【図１】
0006895527.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006895527.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006895527.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006895527.tif 000008
【図８】
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