АЭРОЗОЛЬНЫЙ ИНГАЛЯТОР И БЛОК ПИТАНИЯ АЭРОЗОЛЬНОГО ИНГАЛЯТОРА
AEROSOL INHALER AND AEROSOL INHALER POWER SUPPLY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к аэрозольному ингалятору и блоку питания аэрозольного ингалятора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Документ JP-T-2017-501805 раскрывает схему, выполненную с возможностью измерения значения сопротивления нагревателя в устройстве, которое образует вдыхаемый аэрозоль.
[0003] Поскольку аэрозольный ингалятор применяется пользователем, удерживающим аэрозольный ингалятор во рту, то большое значение имеет управление температурой нагревателя, используемого для образования аэрозоля. Документ JP-T-2017-501805 раскрывает измерение значения сопротивления нагревателя, но не раскрывает его конкретной конфигурации.
[0004] Целью настоящего изобретения является создание аэрозольного ингалятора и блока питания аэрозольного ингалятора, способного определять с высокой точностью температуру нагрузки, примененной для образования аэрозоля, в подходящем диапазоне температур.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Первым аспектом изобретения является аэрозольный ингалятор, содержащий:
первую ответвленную цепь, которая включает в себя нагрузку, которая нагревает источник аэрозоля и значение электрического сопротивления которой имеет корреляционную связь с ее температурой, первый известный резистор, и первый узел, соединяющий последовательно нагрузку и первый известный резистор;
вторую ответвленную цепь, которая включает в себя второй известный резистор, третий известный резистор и второй узел, соединяющий последовательно второй известный резистор и третий известный резистор, и которая соединена параллельно с первой ответвленной цепью;
операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с одним из первого узла и второго узла, а инвертирующий вход соединен с другим из первого узла и второго узла; и
устройство управления, имеющее верхнюю предельную температуру для прекращения нагревания нагрузки и нижнюю предельную температуру для запрета разрядки электроэнергии на нагрузку,
при этом дифференциальный входной сигнал операционного усилителя
равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в диапазоне верхних граничных температур или диапазоне нижних граничных температур множества рабочих температур, в котором верхняя предельная температура является наибольшим элементом, и нижняя предельная температура является наименьшим элементом, или
равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в подмножестве множества рабочих температур, причем подмножество включает в себя верхнюю предельную температуру или нижнюю предельную температуру.
[0006] Вторым аспектом изобретения является блок питания аэрозольного ингалятора, содержащий источник питания, способный разряжать электроэнергию на нагрузку, которая нагревает аэрозолеобразующий источник и значение электрического сопротивления которой имеет корреляционную связь с ее температурой, при этом блок питания аэрозольного ингалятора включает в себя:
первую ответвленную цепь, которая включает в себя первый известный резистор и первый узел, соединяющий последовательно нагрузку и первый известный резистор;
вторую ответвленную цепь, которая включает в себя второй известный резистор, третий известный резистор и второй узел, соединяющий последовательно второй известный резистор и третий известный резистор, и которая соединена параллельно с первой ответвленной цепью;
операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с одним из первого узла и второго узла, а инвертирующий вход соединен с другим из первого узла и второго узла; и
устройство управления, имеющее верхнюю предельную температуру для прекращения нагревания нагрузки и нижнюю предельную температуру для запрета разрядки электроэнергии на нагрузку,
причем дифференциальный входной сигнал операционного усилителя
равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в верхнем граничном диапазоне температур или нижнем граничном диапазоне температур множества рабочих температур, в котором верхняя предельная температура является наибольшим элементом, и нижняя предельная температура является наименьшим элементом, или
равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в подмножестве множества рабочих температур, причем подмножество включает в себя верхнюю предельную температуру или нижнюю предельную температуру.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0007] Примерные варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на следующие фигуры, на которых:
Фиг. 1 - вид в перспективе аэрозольного ингалятора в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 2 - другой вид в перспективе аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 3 - вид в разрезе аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 4 - вид в перспективе блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 5 - блок-схема, представляющая конфигурацию основных частей блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 6 - принципиальная схема, представляющая конфигурацию схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 7 - увеличенное изображение основной части конфигурации схемы блока питания, показанного на фиг. 6;
Фиг. 8 - блок-схема последовательности примерных операций аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 9 - график, представляющий температуры, относящиеся к нагрузкам аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 10 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 11 - блок-схема последовательности примерных операций первой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 12 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур первой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 13 - блок-схема последовательности примерных операций второй модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 14 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур второй модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 15 - блок-схема последовательности примерных операций третьей модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 16 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур третьей модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 17 - блок-схема последовательности примерных операций четвертой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 18 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур четвертой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 19 - блок-схема последовательности примерных операций пятой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 20 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур пятой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 21 - принципиальная схема, представляющая основную часть конфигурации схемы блока питания шестой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 22 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур шестой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 23 - принципиальная схема, представляющая основную часть конфигурации схемы блока питания седьмой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 24 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур седьмой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 25 - принципиальная схема, представляющая основную часть конфигурации схемы блока питания восьмой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1; и
Фиг. 26 - график, представляющий конкретный пример диапазона определяемых температур восьмой модификации аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0008] Далее по тексту будут описаны со ссылкой на чертежи аэрозольный ингалятор и блок питания аэрозольного ингалятора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0009] (Аэрозольный ингалятор)
Как показано на фиг. 1 и 2, аэрозольный ингалятор 1 является прибором для ингаляции ароматного аэрозоля без горения и имеет форму стержня, продолжающегося в предварительно заданном направлении (в дальнейшем называемом продольным направлением X). В аэрозольном ингаляторе 1, обеспечены блок 10 питания, первый картридж 20 и второй картридж 30 в приведенном порядке вдоль продольного направления X. Первый картридж 20 можно присоединять к блоку 10 питания и отсоединять от него. Второй картридж 30 можно присоединять к первому картриджу 20 и отсоединять от него. Иначе говоря, первый картридж 20 и второй картридж 30 являются сменными.
[0010] (Блок питания)
Как показано на фиг. 3, 4, 5 и 6, блок 10 питания вмещает источник 12 питания, зарядную ИС (интегральную схему) 55A, микроконтроллерный блок (MCU) 50, различные датчики, например, датчик 15 втягивания, и т.п. в цилиндрическом корпусе 11 блока питания.
[0011] Источник 12 питания является заряжаемой батареей аккумуляторов, конденсатором с двойным электрическим слоем или тому подобным, и, предпочтительно, является ионно-литиевым аккумулятором. Электролит источника 12 питания может быть одним из гелеобразного электролита, раствора электролита, твердого электролита, ионной жидкости или их комбинации.
[0012] Как показано на фиг. 4, узел 41 разрядных выводов обеспечен на верхнем участке 11a, расположенном со стороны одного конца (стороны первого картриджа 20) корпуса 11 блока питания в продольном направлении X.
[0013] Узел 41 разрядных выводов обеспечен так, чтобы выступать из верхней поверхности верхнего участка 11a в направлении к первому картриджу 20 и выполнен с возможностью электрического соединения с нагрузкой 21 первого картриджа 20.
[0014] Воздухоподводящий узел 42, который подает воздух к нагрузке 21 первого картриджа 20, обеспечен на верхней поверхности верхнего участка 11a, вблизи узла 41 разрядных выводов.
[0015] Узел 43 зарядных выводов, который является электрически подключаемым к внешнему источнику питания (не показанному), способному заряжать источник 12 питания, обеспечен на нижнем участке 11b, расположенном со стороны другого конца (стороны, противоположной первому картриджу 20) корпуса 11 блока питания в продольном направлении X. Узел 43 зарядных выводов обеспечен на боковой поверхности нижнего участка 11b, и к нему можно подсоединять, например, по меньшей мере, один из узла выводов USB (универсальной последовательной шины), узла выводов micro-USB и узла выводов разъема типа Lightning (зарегистрированный товарный знак).
[0016] Узел 43 зарядных выводов может быть энергопринимающим узлом, способным неконтактным способом принимать энергию, передаваемую из внешнего источника питания. В таком случае, узел 43 зарядных выводов (энергопринимающий узел) может быть выполнен с помощью энергопринимающей катушки. Способ бесконтактной передачи энергии (беспроводной передачи энергии) может быть индукционным или магнитно-резонансным. Более того, узел 43 зарядных выводов может быть энергопринимающим узлом, способным бесконтактно принимать энергию, передаваемую из внешнего источника питания. В другом примере, узел 43 зарядных выводов допускает подключение, по меньшей мере, одного из узла выводов USB, узла выводов микро-USB и узла выводов разъема типа Lightning, и может включать в себя вышеописанный энергопринимающий узел.
[0017] Корпус 11 блока питания снабжен участком 14 для пользовательского управления на боковой поверхности верхнего участка 11a таким образом, чтобы выходить на сторону, противоположную узлу 43 зарядных выводов, на боковой поверхности верхнего участка 11a. В частности, участок 14 управления и узел 43 зарядных выводов располагаются симметрично относительно точки пересечения прямой линии, соединяющей участок 14 управления и узел 43 зарядных выводов, и осевой линии блока 10 питания в продольном направлении X. Участок 14 управления выполнен с помощью кнопочного переключателя, сенсорной панели или тому подобного. Как показано на фиг. 3, датчик 15 втягивания, который обнаруживает затяжку, обеспечен вблизи участка 14 управления.
[0018] Зарядная ИС 55A располагается вблизи узла 43 зарядных выводов и управляет зарядкой мощностью, вводимой из узла 43 зарядных выводов в источник 12 питания. Зарядная ИС 55A может также располагаться в непосредственной близости от MCU 50.
[0019] Как показано на фиг. 5, MCU 50 соединен с различными сенсорными устройствами, такими как датчик 15 втягивания, который обнаруживает затяжку (втягивание), участком 14 управления, блоком 45 уведомления, описанным ниже, и памятью 18, которая хранит число затяжек, время подачи напряжения на нагрузку 21 и т.п. Блок MCU 50 выполняет различного типа операции управления аэрозольным ингалятором 1. В частности, MCU 50 включает в себя, главным образом, процессор 55 (смотри фиг. 7), который будет описан ниже, и дополнительно включает в себя носитель данных, например, память с произвольным доступом (RAM), необходимую для работы процессора 55, и постоянную память (ROM), которая хранит разнотипную информацию. В частности, процессор в настоящем описании является электрической схемой, в которой объединены схемные элементы, например, полупроводниковые элементы.
[0020] Блок MCU 50 включает в себя датчик 16 напряжения, который измеряет напряжение электропитания источника 12 питания. Датчик 16 напряжения может включать в себя операционный усилитель 56 и блок ADC (аналого-цифровой преобразователь) 57, который будет описан ниже. В MCU 50, выходной сигнал датчика 16 напряжения подается в процессор 55. В качестве альтернативы, датчик 16 напряжения может быть также обеспечен снаружи MCU 50 и соединен с MCU 50.
[0021] Корпус 11 блока питания снабжен внутри воздуховпускным отверстием (не показанным), выполненным в данном корпусе для втягивания наружного воздуха. Воздуховпускное отверстие может быть обеспечено вокруг участка 14 управления или может быть обеспечено вокруг узла 43 зарядных выводов.
[0022] (Первый картридж)
Как показано на фиг. 3, первый картридж 20 включает в себя, внутри цилиндрического корпуса 27 картриджа: емкость 23, которая хранит источник 22 аэрозоля; электрическую нагрузку 21, которая распыляет источник 22 аэрозоля; фитиль 24, который всасывает источник аэрозоля из емкости 23 к нагрузке 21; проточный канал 25 для аэрозоля, по которому аэрозоль, образованный распылением источника 22 аэрозоля, протекает ко второму картриджу 30; и концевой колпачок 26, который вмещает часть второго картриджа 30.
[0023] Емкость 23 является секционированной, имеет такую форму, чтобы охватывать наружную границу проточного канала 25 для аэрозоля, и хранит источник 22 аэрозоля. В емкости 23 может размещаться пористое тело, например, полимерная ткань или хлопчатобумажная нить, и пористое тело может быть пропитано источником 22 аэрозоля. Емкости 23 может хранить только источник 22 аэрозоля и не вмещать пористое тело из полимерной ткани или хлопчатобумажной нити. Источник 22 аэрозоля включает в себя жидкость, например, глицерин, пропиленгликоль или воду.
[0024] Фитиль 24 является элементом, удерживающим жидкость, который всасывает источник 22 аэрозоля из емкости 23 к нагрузке 21 с использованием явления капиллярности. Фитиль 24 изготовлен, например, из стекловолокна или пористой керамики.
[0025] Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля путем нагревания источника 22 аэрозоля без горения, с использованием энергии, подводимой из источника 12 питания через узел 41 разрядных выводов. Нагрузка 21 сформирована из электронагревательной проволоки (спирали), навитой с предварительно заданным шагом.
HTR
[0026] Нагрузка 21 может быть любым элементом, который может производить распыление путем нагревания источника 22 аэрозоля, чтобы образовать аэрозоль. Нагрузка 21 является, например, нагревательным элементом. Примеры нагревательного элемента включают в себя нагреватель сопротивления, керамический нагреватель и нагреватель индукционного нагрева. В дальнейшем, значение электрического сопротивления нагрузки 21 будет называться значением R электрического сопротивления.
[0027] В качестве нагрузки 21 применяется нагрузка, чьи температура и значение электрического сопротивления находятся в корреляционной связи. Например, в качестве нагрузки 21 применяется нагрузка, имеющая характеристику с положительным температурным коэффициентом (PTC), при которой значение электрического сопротивления повышается по мере того, как повышается температура. Характеристика PTC называется также характеристикой с положительным температурным коэффициентом сопротивления.
REF
REF
[0028] Коэффициент, показывающий абсолютное значение величины изменения значения электрического сопротивления нагрузки 21 по отношению к величине изменения температуры нагрузки 21 называется температурным коэффициентом сопротивления α[ppm (частей на миллион)/°C). Температурный коэффициент сопротивления α выражается следующей формулой (F0), в которой T означает температуру нагрузки 21, T означает опорную температуру, и R означает опорное значение электрического сопротивления.
[0029]
[0030] Проточный канал 25 для аэрозоля находится с выходной стороны от нагрузки 21 и обеспечен по осевой линии L блока 10 питания. Концевой колпачок 26 включает в себя участок 26a вмещения картриджа, который вмещает часть второго картриджа 30, и соединительный проход 26b, по которому сообщаются проточный канал 25 для аэрозоля и участок 26a вмещения картриджа.
[0031] (Второй картридж)
Второй картридж 30 хранит источник 31 ароматизатора. Второй картридж 30 разъемно вмещается в участок 26a вмещения картриджа, обеспеченный в концевом колпачке 26 первого картриджа 20. Концевой участок второго картриджа 30, который расположен со стороны, противоположной стороне первого картриджа 20, является ингаляционной трубкой 32 для пользователя. Ингаляционная трубка 32 не ограничена формированием неразъемно со вторым картриджем 30 и может быть также выполнена с возможностью разъединения со вторым картриджем 30. При формировании ингаляционной трубки 32 отдельно от блока 10 питания и первого картриджа 20 таким способом, ингаляционную трубку 32 можно сохранять в гигиеничном состоянии.
[0032] Аэрозоль, образуемый распылением источника 22 аэрозоля с помощью нагрузки 21, пропускается через источник 31 ароматизатора во втором картридже 30 и, тем самым, дополняется ароматизатором. В качестве компонента исходного материала, который формирует источник 31 ароматизатора, можно использовать резаный табак или прессовку, полученную формованием резаного табака или табачного исходного материала в форме гранул. Источник 31 ароматизатора может быть также сформирован из растения (например, мяты, китайской травки или растительного лекарственного средства), отличающегося от табака. Источник 31 ароматизатора можно снабдить такой ароматической добавкой, как ментол.
[0033] В аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, ароматизированный аэрозоль может создаваться источником 22 аэрозоля, источником 31 ароматизатора и нагрузкой 21. То есть, источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора составляют аэрозолеобразующий источник, который образует аэрозоль.
[0034] Аэрозолеобразующий источник аэрозольного ингалятора 1 является участком, который заменяется и используется пользователем. Например, в качестве данного участка, пользователю поставляются один первый картридж 20 и один или множество (например, пять) вторых картриджей 30 в форме набора.
[0035] Кроме конфигурации, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора являются отдельными друг от друга, в качестве конфигурации аэрозолеобразующего источника, используемой в аэрозольном ингаляторе 1, могут также применяться конфигурация, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора сформированы как одно целое, конфигурация, в которой источник 31 ароматизатора отсутствует, и вещества, которые могут содержаться в источнике 31 ароматизатора, добавлены в источник 22 аэрозоля, или конфигурация, в которой в источник 22 аэрозоля добавлено лекарство или тому подобное вместо источника 31 ароматизатора.
[0036] В случае, когда аэрозольный ингалятор 1 включает в себя аэрозолеобразующий источник, в котором источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора сформированы как одно целое, пользователю поставляют, например, один или множество (например, 20) аэрозолеобразующих источников как набор.
[0037] В случае, когда аэрозольного ингалятора 1 включает в себя только источник 22 аэрозоля в качестве аэрозолеобразующего источника, пользователю поставляют, например, один или множество (например, 20) аэрозолеобразующих источников как набор.
[0038] В аэрозольном ингаляторе 1, выполненном вышеописанным образом, как показано стрелкой B на фиг. 3, воздух, втекающий из впускного отверстия (не показанного), сформированного в корпусе 11 блока питания, протекает через пространство вблизи нагрузки 21 первого картриджа 20 из воздухоподводящего узла 42. Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля, всосанный из емкости 23 фитилем 24. Аэрозоль, образованный распылением, протекает по проточному каналу 25 для аэрозоля вместе с воздухом, втекающим из впускного отверстия, и подается во второй картридж 30 по соединительному проходу 26b. Аэрозоль, подаваемый во второй картридж 30, протекает через источник 31 ароматизатора для ароматизации и затем подается в ингаляционную трубку 32.
[0039] Аэрозольный ингалятор 1 снабжен блоком 45 уведомления, который представляет разнотипную информацию (смотри фиг. 5). Блок 45 уведомления может быть выполнен с использованием светоизлучающего элемента, вибрационного элемента или звукоизлучающего элемента. Блок 45 уведомления может быть также сочетанием, по меньшей мере, двух элементов из светоизлучающего элемента, вибрационного элемента и звукоизлучающего элемента. Блок 45 уведомления может быть обеспечен в любом компоненте из блока 10 питания, первого картриджа 20 и второго картриджа 30, и предпочтительно обеспечивается в блоке 10 питания. Например, применена конфигурация, в которой боковая поверхность блока 14 управления обладает свойством светопропускания, и свет испускается светоизлучающим элементом, например, светодиодом (СД).
[0040] В качестве рекомендованной температуры во время использования аэрозольного ингалятора 1 заранее устанавливается диапазон температур гарантированной работы, в котором может образоваться достаточное количество аэрозоля и обеспечиваться безопасность источника 12 питания. Диапазон температур гарантированной работы аэрозольного ингалятора 1 является, например, диапазоном от не ниже -10°C до не выше 45°C, который включает в себя нормальную температуру (в частности, температуру в диапазоне от 5°C до 35°C, заданную японскими промышленными стандартами). Кроме того, хотя в дальнейшем будут изложены подробности, диапазон температур гарантированной работы, в котором можно обеспечить безопасность нагрузки 21, устанавливается заранее для самой нагрузки 21. Диапазон температур гарантированной работы нагрузки 21 является, например, диапазоном от не ниже -10°C до не выше 300°C.
[0041] (Электрическая схема)
Основная часть электрической схемы блока 10 питания будет описана со ссылкой на фиг. 6.
1
2
3
Блок 10 питания имеет конфигурацию основной схемы, включающую в себя источник 12 питания, узел 41 разрядных выводов, к которому можно разъемно подключать первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, является отделяемым съемным, MCU 50, стабилизатор 60 с малым падением напряжения (LDO-стабилизатор), переключатель 61, переключатель 62, первый элемент 63, имеющий первое значение R электрического сопротивления, второй элемент 64, имеющий второе значение R электрического сопротивления, и третий элемент 65, имеющий третье значение R электрического сопротивления.
[0042] Каждый из первого элемента 63, второго элемента 64 и третьего элемента 65 может быть элементом, имеющим значение электрического сопротивления, например, резистором, диодом, транзистором или тому подобным. В примере на фиг. 6, первый элемент 63, второй элемент 64 и третий элемент 65 являются, соответственно, резисторами.
[0043] Переключатели 61 и 62 являются переключающими элементами, например, транзисторами, которые переключаются между размыканием и проводимостью проводной связи. В примере на фиг. 6, каждый из переключателей 61 и 62 является биполярным транзистором с изолированным затвором (IGBT) нормально разомкнутого типа, который включается (становится проводящим) при приеме высокоуровневого сигнала команды включения, поданного из MCU 50 и выключается (размыкается) по низкоуровневому сигналу команды выключения, поданному из MCU 50.
REF
REF
[0044] LDO-стабилизатор 60 и MCU 50 соединены последовательно с источником 12 питания. LDO-стабилизатор 60 понижает и выводит напряжение из источника 12 питания. Выходное напряжение LDO-стабилизатора 60 (в дальнейшем называемое опорным напряжением V) подается на MCU 50 в качестве рабочего напряжения для MCU 50. Например, LDO-стабилизатор 60 понижает напряжение 4,2 В из источника 12 питания до 3,7 В и выводит это напряжение. То есть опорным напряжением V равно, например, 3,7 В. Из главной положительной шины LU и главной отрицательной шины LD, главная положительная шина LU является линией на стороне высокого потенциала, и главная отрицательная шина LD является линией на стороне низкого потенциала. Главная положительная шина LU может быть линией, имеющей самый высокий потенциал в электрической схеме блока 10 питания. Главная отрицательная шина LD может быть линией, имеющей самый низкий потенциал в электрической схеме блока 10 питания.
[0045] Блок MCU 50 соединен с LDO-стабилизатором 60 и главной отрицательной шиной LD, подсоединенной к отрицательному электроду источника 12 питания. Блок MCU 50 подсоединен также к переключателю 61 и переключателю 62 и выполняет управление включением и выключением переключателя 61 и переключателя 62.
[0046] В состоянии, в котором первый картридж 20 присоединен к блоку 10 питания, первый элемент 63 и нагрузка 21 соединены последовательно с формированием первой последовательной цепи C1. Второй элемент 64 и третий элемент 65 соединены последовательно с формированием второй последовательной цепи C2. Первая последовательная цепь C1 и вторая последовательная цепь C2 соединены параллельно между главной положительной шиной LU и главной отрицательной шины LD.
[0047] Каждая из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 подсоединена к главной положительной шине LU и главной отрицательной шине LD. В частности, коллектор переключателя 62 подсоединен к главной положительной шине LU, и первый элемент 63 и второй элемент 64 параллельно подсоединены к эмиттеру переключателя 62. Кроме того, нагрузка 21 и третий элемент 65 параллельно подсоединяются к главной отрицательной шине LD. Кроме того, нагрузка 21 соединена с первым элементом 63, и третий элемент 65 соединен со вторым элементом 64.
[0048] Таким образом, первая последовательная цепь C1 имеет конфигурацию, в которой первый элемент 63 является элементом со стороны высокого потенциала, и нагрузка 21 является элементом со стороны низкого потенциала. Вторая последовательная цепь C2 имеет конфигурацию, в которой второй элемент 64 является элементом со стороны высокого потенциала, и третий элемент 65 является элементом со стороны низкого потенциала.
[0049] Первая последовательная цепь C1 соединена с MCU 50. В частности, MCU 50 подсоединяется к первой последовательной цепи C1 между первым элементом 63 и нагрузкой 21.
[0050] Вторая последовательная цепь C2 соединена с MCU 50. В частности, MCU 50 подсоединяется ко второй последовательной цепи C2 между вторым элементом 64 и третьим элементом 65.
[0051] Переключатель 61 соединен с главной положительной шиной LU и первой последовательной цепью C1. В частности, коллектор переключателя 61 подсоединен к главной положительной шине LU. Эмиттер переключателя 61 подсоединен в позиции со стороны меньшего потенциала, чем на узле, соединенном с MCU 50, между первым элементом 63 и нагрузкой 21 в первой последовательной цепи C1.
[0052] Эмиттер переключателя 61 может быть подсоединен к позиции PS1 со стороны более высокого потенциала, чем на узле соединения с MCU 50 в первой последовательной цепи C1, как показано пунктирной линией на фиг. 6. Эмиттер переключателя 61 может быть подсоединен к позиции PS2 со стороны более высокого потенциала, чем на первом элементе 63 в первой последовательной цепи C1, как показано пунктирной линией на фиг. 6.
[0053] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 6, цепь, включающая в себя переключатель 61 и проводные соединения, которая подсоединена между главной положительной шиной LU и первым элементом 63 и нагрузкой 21 первой последовательной цепи C1, называется в дальнейшем нагревательной цепью. Далее, цепь, включающая в себя переключатель 62 и проводные соединения, которая подсоединяет первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2 к главной положительной шине LU, называется в дальнейшем первой соединительной цепью. Кроме того, цепь, включающая в себя проводные соединения, которая подсоединяет первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2 к главной отрицательной шине LD, называется в дальнейшем второй соединительной цепью.
[0054] (Микроконтроллер (MCU))
Далее приведено подробное описание конфигурации MCU 50.
Как показано на фиг. 5, MCU 50 включает в себя детектор 51 запроса на образование аэрозоля, детектор 52 температуры, контроллер 53 мощности и контроллер 54 извещений в качестве функциональных блоков, реализованных процессором, выполняющим программы, хранящиеся в ROM (не показано).
[0055] Детектор 51 запроса на образование аэрозоля определяет запрос на образование аэрозоля по результату на выходе датчика 15 втягивания. Датчик 15 втягивания выполнен с возможностью выдачи значения изменения давления (внутреннего давления) в блоке 10 питания, вызванного вдыханием пользователя через ингаляционную трубку 32. Датчик 15 втягивания является, например, датчиком давления, который выдает выходное значение (например, значение напряжения или значения тока), соответствующее внутреннему давлению, которое изменяется в зависимости от скорости потока воздуха, вдыхаемого из впускного отверстия (не показанного) по направлению к ингаляционной трубке 32, (то есть, от затяжки пользователя). Датчик 15 втягивания может быть выполнен с помощью емкостного микрофона или подобного устройства. Датчик 15 втягивания может выдавать аналоговое значение или цифровое значение, преобразованное из аналогового значения.
[0056] Хотя подробные сведения будут изложены ниже, детектор 52 температуры определяет температуру нагрузки 21 по выходному сигналу первой последовательной цепи C1 и выходному сигналу второй последовательной цепи C2, показанным на фиг. 6. Когда переключатель 62 включается, и переключатель 61 выключается, в первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, соответственно, протекает ток. И, в это время, детектор 52 температуры определяет температуру нагрузки 21 по выходному сигналу первой последовательной цепи C1 и выходному сигналу второй последовательной цепи C2.
[0057] Контроллер 54 извещений управляет блоком 45 уведомления, чтобы сообщать разнотипную информацию. Например, контроллер 54 извещений управляет блоком 45 уведомления, чтобы сообщать о наступлении срока замены второго картриджа 30 в соответствии с обнаружением наступления срока замены второго картриджа 30. Контроллер 54 извещений обнаруживает и сообщает о наступлении срока замены второго картриджа 30 по совокупному числу затяжек или суммарному времени подачи напряжения на нагрузку 21, которое сохраняется в памяти 18. Контроллер 54 извещений не ограничен сообщением только о наступлении срока замены второго картриджа 30, но может также сообщать о наступлении срока замены первого картриджа 20, наступлении срока замены источника 12 питания, наступлении срока зарядки источника 12 питания и т.п.
[0058] В состоянии, в котором установлен один неиспользованный второй картридж 30, когда затяжку выполняют предварительно заданное число раз, или когда суммарное время подачи напряжения на нагрузку 21 при затяжке достигает предварительно заданного значения (например, 120 секунд), контроллер 54 извещений определяет, что второй картридж 30 израсходован (то есть, остаточное количество равно нулю или выработано) и извещает о наступлении срока замены второго картриджа 30.
[0059] Кроме того, когда выясняется, что все вторые картриджи 30, включенные в набор, использованы, контроллер 54 извещений может определить, что один первый картридж 20, включенный в набор, израсходован (то есть, его остаточное количество равно нулю или выработано) и известить о наступлении срока замены первого картриджа 20.
[0060] Когда детектор 51 запроса на образование аэрозоля определяет запрос на образование аэрозоля, контроллер 53 мощности управляет разрядкой источника 12 питания через узел 41 разрядных выводов посредством включения/выключения переключателей 61 и 62. Контроллер 53 мощности выключает переключатель 62 и включает переключатель 61, чтобы вызвать протекание большого тока через нагрузку 21, и выполняется разрядка на нагрузку 21. Когда разрядка на нагрузку 21 выполняется описанным образом, через нагрузку 21 протекает больший ток, чем ток через первый элемент 63 в первой последовательной цепи C1. Как описано ниже, поскольку первый элемент 63, второй элемент 64 и третий элемент 65 имеют достаточно большое совокупное значение сопротивления по сравнению с нагрузкой 21, то ток, протекающий через первый элемент 63, равен нулю или почти нулю, и ток протекает только через нагрузку 21. Поскольку ток, протекающий через первый элемент 63 равен нулю или почти нулю, то из источника 12 питания в нагрузку 21 может протекать больший ток, и, следовательно, повышена эффективность образования аэрозоля.
[0061] Даже в конфигурации, в которой эмиттер переключателя 61 подсоединен к позиции PS1 на фиг. 6, когда выполняется разрядка электроэнергии на нагрузку 21, через нагрузку 21, аналогично, может протекать больший ток, чем через первый элемент 63 в первой последовательной цепи C1. В конфигурации, в которой эмиттер переключателя 61 подсоединен к позиции PS2 на фиг. 6, когда выполняется разрядка электроэнергии на нагрузку 21, ток также протекает через первый элемент 63 в первой последовательной цепи C1. Однако, как описано ниже, поскольку значение электрического сопротивления второй последовательной цепи C2 превышает значение электрического сопротивления нагрузки 21, через нагрузку 21 может протекать больший ток. В обоих случаях, когда выполняется разрядка электроэнергии на нагрузку 21, через нагрузку 21 может протекать большой ток, и нагрузка 21 может эффективно нагреваться.
[0062] (Конфигурация для определения температуры нагрузки)
Фиг. 7 является увеличенным видом основной части конфигурации схемы блока 10 питания, показанного на фиг. 6. Как показано на фиг. 7, MCU 50 включает в себя операционный усилитель 56, аналого-цифровой преобразователь (ADC) 57 и процессор 55. Хотя в настоящем документе будет описан пример, в котором операционный усилитель 56 и аналого-цифровой преобразователь (ADC) 57 обеспечены внутри MCU 50, операционный усилитель 56 и ADC 57 могут быть обеспечены вне блока MCU 50.
[0063] Операционный усилитель 56 включает в себя неинвертирующий вход (то есть, вход полюса +) 56a, инвертирующий вход (то есть, вход полюса -) 56b и выход 56c. В таком случае, операционный усилитель выдает, с выхода 56c, выходной сигнал, полученный усилением значения разности, которое получается вычитанием напряжения, подаваемого на инвертирующий вход 56b, из напряжения, подаваемого на неинвертирующий вход 56a, с умножением на предварительно заданный коэффициент A усиления.
[0064] Значение, получаемое операционным усилителем 56 посредством вычитания напряжения, подаваемого на инвертирующий вход 56b, из напряжения, подаваемого на неинвертирующий вход 56a, называется в дальнейшем также дифференциальным входным сигналом. Дифференциальный входной сигнал равен значению разности, которое получается вычитанием напряжения, подаваемого на инвертирующий вход 56b, из напряжения, подаваемого на неинвертирующий вход 56a, если не происходит ограничение дифференциального входного сигнала, которое будет описано впоследствии. Когда значение электрического сопротивления нагрузка 21 изменяется с изменением ее температуры, дифференциальный входной сигнал изменяется. Аналогично, когда значение электрического сопротивления нагрузки 21, выходной сигнал операционного усилителя 56 изменяется.
REF
REF
[0065] Операционный усилитель 56 имеет пару вводов питания, включающих в себя положительный ввод 56d питания и отрицательный ввод 56e питания. Положительный ввод 56d питания является вводом питания со стороны высокого потенциала и подсоединен к опорному напряжению V, как показано, например, на фиг. 7. То есть, потенциал положительного ввода 56d питания (в дальнейшем, называемый также напряжением положительного ввода 56d питания) равен опорному напряжению V и составляет, например, 3,7 В. В дальнейшем, потенциал положительного ввода 56d питания называется также напряжением положительного ввода 56d питания.
[0066] Напротив, отрицательный ввод 56e питания является входом питания со стороны низкого потенциала и подсоединен к земле GND, как показано, например, на фиг. 7. То есть, потенциал отрицательного ввода 56e питания (в дальнейшем, называемый также напряжением отрицательного ввода 56e питания) равен потенциалу земли GND (в дальнейшем, называемому также напряжением земли GND) и равен 0 В.
REF
REF
REF
[0067] В случае, если в качестве операционного усилителя 56 применен операционный усилитель с уровнем сигнала на входе/выходе во всем диапазоне напряжений питания (операционный усилитель с входом и выходом типа rail-to-rail), когда напряжение положительного ввода 56d питания установлено равным опорному напряжению V, и напряжение отрицательного ввода 56e питания установлено равным 0 В, значение дифференциального входного сигнала и потенциал выходного сигнала (в дальнейшем, называемый также напряжением выходного сигнала) операционного усилителя 56 могут принимать значения от 0 В до опорного напряжения V. Иначе говоря, в данном случае, минимальное значение значения, которое можно получать как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжения, которое может выдаваться как его выходной сигнал, равно 0 В. Максимальное значение значения, которое можно получать как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжения, которое может выдаваться как его выходной сигнал, равно опорному напряжению V. В последующем описании, если не указано иное, операционный усилитель 56 считается операционный усилитель 56 является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail.
REF
[0068] В качестве операционного усилителя 56 может быть применен операционный усилитель, который имеет вход и выход не rail-to-rail типа (в дальнейшем называемый также операционным усилителем с входом/выходом не rail-to-rail типа). В случае, когда в качестве операционного усилителя 56 применяется операционный усилитель с входом/выходом не rail-to-rail типа, диапазон для получения значения дифференциального входного сигнала и потенциала выходного сигнала для операционного усилителя 56 является уже, чем в случае, когда применяется операционный усилитель 56 с входом и выходом типа rail-to-rail. То есть, в данном случае, минимальное значение значения, которое можно получать как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжения, которое может выдаваться как его выходной сигнал, превышает 0 В. Максимальное значение значения, которое можно получать как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжения, которое может выдаваться как его выходной сигнал, получается меньше, чем опорное напряжение V. В последующем описании, в случае, когда в качестве операционного усилителя 56 применяется операционный усилитель с входом/выходом не rail-to-rail типа, минимальное значение и максимальное значение значения, которое можно получать как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжения, которое может выдаваться как его выходной сигнал, называются также минимальным значением и максимальным значением, которые могут обрабатываться операционным усилителем 56. Минимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56, может быть также названо минимальным значением, которое может быть получено операционным усилителем 56. То есть, минимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56, является примером минимального значения, которое может быть получено операционным усилителем в настоящем изобретении. Аналогично, максимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56 может быть названо максимальным значением, которое может быть получено операционным усилителем 56.
REF
REF
[0069] Например, в операционном усилителе 56 с входом и выходом типа rail-to-rail, когда значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, и значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала операционного усилителя 56 на коэффициент A усиления, превышают опорное напряжение V, значение, полученное как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжение, выдаваемое как его выходной сигнал, ограничивается до опорного напряжения V. В операционном усилителе 56 с входом и выходом типа rail-to-rail, когда значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, и значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала операционного усилителя 56 на коэффициент A усиления, получаются меньше, чем 0 В, значение, полученное как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжение, выдаваемое как его выходной сигнал, ограничивается до 0 В.
[0070] В операционном усилителе 56 с входом/выходом не rail-to-rail типа, когда значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, и значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала операционного усилителя 56 на коэффициент A усиления, превышают максимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56, значение, полученное как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжение, выдаваемое как его выходной сигнал, ограничивается до максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56. В операционном усилителе 56 с входом/выходом не rail-to-rail типа, когда значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, и значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала операционного усилителя 56 на коэффициент A усиления, оказываются меньше, чем минимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56, значение, полученное как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, или напряжение, выдаваемое как его выходной сигнал, ограничивается до минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56.
REF
REF
[0071] В дальнейшем, постоянное ограничение напряжения, выдаваемого как выходной сигнал операционного усилителя 56, до опорного напряжения V или 0 В (в случае входа и выхода не rail-to-rail типа, ограничение до максимального значения или минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56) описанным образом, независимо от температуры нагрузки 21, называется также ограничением выходного сигнала. Аналогично, постоянное ограничение значения, которое может быть получено как дифференциальный входной сигнал операционного усилителя 56, до опорного напряжения V или 0 В (в случае входа и выхода не rail-to-rail типа, ограничение до максимального значения или минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56) описанным образом, независимо от температуры нагрузки 21, называется также ограничение дифференциального входного сигнала.
[0072] Когда происходит ограничение дифференциального входного сигнала операционного усилителя 56 или ограничение его выходного сигнала, становится сложно определять (однозначно устанавливать) температуру T нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56. По данной причине, как будет подробно описано впоследствии, в аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, ограничение дифференциального входного сигнала операционного усилителя 56 или ограничение его выходного сигнала не происходит в диапазоне температур, важном для управления температурой нагрузки 21.
[0073] Кроме того, первая последовательная цепь C1 соединена с неинвертирующим входом 56a операционного усилителя 56. В частности, неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56 подсоединен между первым элементом 63 и нагрузкой 21 в первой последовательной цепи C1, со стороны более высокого потенциала, чем узел соединения первой последовательной цепи C1 с переключателем 61.
[0074] При этом, вторая последовательная цепь C2 подсоединена к инвертирующему входу 56b операционного усилителя 56. В частности, инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56 подсоединен между вторым элементом 64 и третьим элементом 65 во второй последовательной цепи C2.
REF
[0075] ADC 57 преобразует выходной сигнал операционного усилителя 56 в цифровой сигнал и выдает цифровой сигнал. В качестве ADC 57, используется ADC, имеющий N-разрядное разрешение, который работает с опорным напряжением V.
+
-
[0076] В состоянии, когда переключатель 62 выключен, и переключатель 61 включен, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, выражаются, соответственно, следующими формулами (F1) и (F2), где «V» означает напряжение (иначе говоря, разность потенциалов между главной положительной шиной LU и главной отрицательной шиной LD), подаваемое на всю параллельную цепь, сформированную первой последовательной цепью C1 и второй последовательной цепью C2.
[0077]
IN
IN
H
IN
H
IN
[0078] Соответственно, в состоянии, когда переключатель 62 выключен, и переключатель 61 включен, выходной сигнал, выдаваемый с выхода 56c операционного усилителя 56, выражается следующей формулой (F3), учитывающей коэффициент A усиления, и формулами (F1), (F2). Часть формулы (F3) без коэффициента A усиления, показывает дифференциальный входной сигнал, который является значением разности между сигналом, подводимым к неинвертирующему входу 56a операционного усилителя 56, и сигналом, подводимым к его инвертирующему входу 56b. В дальнейшем, этот дифференциальный входной сигнал называется также V. Дифференциальный входной сигнал V изменяется в ответ на изменение значения электрического сопротивления R нагрузки 21. В дальнейшем, величина изменения дифференциального входного сигнала V по отношению к величине изменения значения электрического сопротивления R нагрузки 21 будет называться ΔV. достаточным условием является, чтобы коэффициент A усиления был натуральным числом не менее 1.
[0079]
H
H
H
REF
REF
REF
[0080] Детектор 52 температуры, который является функциональным блоком процессора 55, получает выходной сигнал операционного усилителя 56 в состоянии, когда переключатель 62 выключен, и переключатель 61 включен. В формуле (F3), Значения, отличающиеся от значения электрического сопротивления R нагрузки 21, являются известными значениями. Соответственно, детектор 52 температуры может вывести значение R электрического сопротивления нагрузки 21 на основе полученного выходного сигнала операционного усилителя 56 и формулы (F3). Детектор 52 температуры определяет температуру T нагрузки 21 на основании значения электрического сопротивления R нагрузки 21, выведенного вышеописанным образом, и информации о характеристике PTC нагрузки 21, заранее записанной в ROM, или тому подобном (не показано), (например, информации об опорной температуре T, опорном значении R электрического сопротивления, соответствующем опорной температуре T, и температурном коэффициенте сопротивления α[ppm/°C]).
[0081] В данной работе, будет рассмотрена разрешающая способность определения температуры T нагрузки 21 детектором 52 температуры.
REF
[0082] Разрешающая способность Res [В/разряд] ([V/bit]) N-разрядного ADC 57, на который подается опорное напряжение V из источника питания, выражается следующей формулой (F4).
[0083]
H
H
H
-6
[0084] Когда формулу (F4) переписывают, разрешающая способность Res [°C] по температуре представляется следующей формулой (F5). ΔT(ΔR) в формуле (F5) указывает величину изменения температуры T нагрузки 21 в соответствии с величиной изменения значения R электрического сопротивления нагрузки 21. Соответственно, формулу (F5) можно преобразовать в формулу (F6) с использованием температурного коэффициента α [%] сопротивления нагрузки 21. Следует отметить, что, при выводе формулы (F6), температурный коэффициент α [ppm/°C] сопротивления умножается на 102 и 10, чтобы преобразовать единицу измерения температурного коэффициента α сопротивления из [ppm/°C] в [%].
[0085]
[0086]
IN
IN
[0087] Как можно видеть из формулы (F6), чтобы повысить разрешающую способность определения температуры T нагрузки 21 детектором 52 температуры, можно повысить величину изменения ΔV дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56.
IN
H
REF
REF
[0088] В блоке 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления, как можно видеть из формулы (F3), амплитуда сигнала, подводимого к неинвертирующему входу 56a операционного усилителя 56, и амплитуда сигнала, подводимого к инвертирующему входу 56b, имеют значения значительно ниже, чем в случае, когда инвертирующий вход подсоединен к земле. То есть, величина изменения дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 получается меньше, чем величина изменения значения R электрического сопротивления нагрузки 21. С другой стороны, выходной сигнал операционного усилителя 56 вводится в ADC 57, и ADC 57 работает с опорным напряжением V. Следовательно, выходной сигнал операционного усилителя 56 (сигнал на входе ADC 57), предпочтительно, равен или ниже, чем опорное напряжение V для того, чтобы ADC 57 работал нормально.
IN
REF
IN
[0089] В блоке 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 может быть установлен равным небольшому значению. Следовательно, коэффициент A усиления может быть установлен равным большому значению в диапазоне, в котором выходной сигнал операционного усилителя 56 не превышает опорного напряжения V. В результате, величина умножения коэффициента A усиления и дифференциального входного сигнала V может быть установлена равной большому значению, и разрешающая способность определения температуры T может быть повышена.
[0090] (Предпочтительные условия, касающиеся значений электрических сопротивлений нагрузки, первого элемента, второго элемента и третьего элемента)
При определении температуры нагрузки 21, по мостовой схеме, включающей в себя первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2, протекает ток, зависящий от напряжения V, и сама мостовая схема служит источником тепла. Следовательно, чтобы предотвратить влияние джоулевой теплоты, выделяемой током, протекающим по первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, на температуру нагрузки 21, желательно в достаточной мере повысить значение электрического сопротивления (суммарное значение сопротивления) всей мостовой схемы, включающей в себя первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2.
H
H
[0091] С другой стороны, когда значение R электрического сопротивления нагрузки 21 установлено равным большому значению, величина мощности, необходимой для повышения температуры нагрузки 21 до требуемой температуры, повышается. Когда величина мощности снижена, требуется больше времени для повышения температуры нагрузки 21 до требуемой температуры. Следовательно, для повышения эффективности образования аэрозоля желательно, чтобы значение R электрического сопротивления нагрузки 21 было как можно меньше.
1
2
3
H
[0092] Для повышения эффективности образования аэрозоля, блок 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления выполнен с возможностью удовлетворения значения сопротивления условию, чтобы каждое из первого значения R электрического сопротивления первого элемента 63, второго значения R электрического сопротивления второго элемента 64 и третьего значения R электрического сопротивления третьего элемента 65 превышало значение R электрического сопротивления нагрузки 21.
H
H
H
[0093] Однако, значение R электрического сопротивления является значением, которое изменяется с изменением температуры нагрузки 21. Поэтому, оно настроено так, что вышеприведенное условие, касающееся значений сопротивления, удовлетворяется независимо от температуры нагрузки 21 в диапазоне нормальных температур. В другом варианте осуществления, значение R электрического сопротивления может быть настроено так, чтобы вышеприведенное условие, касающееся значений сопротивления, удовлетворялось только тогда, когда нагрузка 21 находится в пределах части диапазона нормальных температур. В частности, значение R электрического сопротивления может быть настроено так, чтобы вышеприведенное условие, касающееся значений сопротивления, удовлетворялось, когда нагрузка 21 находится в вышеупомянутом диапазоне температур, вышеупомянутом диапазоне температур и при вышеупомянутой первой температуре и вышеупомянутом диапазоне температур и при вышеупомянутой второй температуре. В такой конфигурации, можно расширить диапазон вариантов для нагрузки 21 и других элементов.
+
-
H
2
3
1
H
2
3
[0094] Как описано выше, для получения точного значения электрического сопротивления и температуры нагрузки 21 необходимо не допускать того, чтобы напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход операционного усилителя 56, становилось ниже, чем напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход. С учетом того, что значение R электрического сопротивления является минимальным в формуле (F3), требуется, чтобы второе значение R электрического сопротивления превышало третье значение R электрического сопротивления. То есть, в блоке 10 питания, первое значение R электрического сопротивления превышает значение R электрического сопротивления, и второе значение R электрического сопротивления превышает третье значение R электрического сопротивления.
1
H
2
3
1
H
2
3
[0095] В данном случае, значение, получаемое делением первого значения R электрического сопротивления первого элемента 63, который является элементом со стороны высокого потенциала в первой последовательной цепи C1, на значение R электрического сопротивления нагрузки 21, которая является элементом со стороны низкого потенциала в первой последовательной цепи C1, устанавливается равным «n». Значение, получаемое делением второго значения R электрического сопротивления второго элемента 64, который является элементом со стороны высокого потенциала во второй последовательной цепи C2, на третье значение R электрического сопротивления третьего элемента 65, который является элементом со стороны низкого потенциала во второй последовательной цепи C2, устанавливается равным «m». Поскольку в блоке 10 питания первое значение R электрического сопротивления превышает значение R электрического сопротивления, и второе значение R электрического сопротивления превышает третье значение R электрического сопротивления, то n и m являются действительными числами не меньше 1. В данном варианте осуществления, m представляет первое отношение сопротивлений, и n представляет второе отношение сопротивлений.
1
H
2
3
[0096] Когда n и m определены вышеописанным образом, «R» в формуле (F3) равняется «n·R», и «R» равняется «m·R». Следовательно, формулу (F3) можно видоизменить в следующую формулу (F7).
[0097]
1
2
H
3
IN
[0098] Можно заметить, что поскольку произведение n и m в знаменателе формулы (F7) велико, когда n и m увеличиваются, иначе говоря, когда R и R со стороны высокого потенциала превышают R и R со стороны низкого потенциала, то дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 можно снизить, и коэффициент A усиления можно соответственно увеличить.
+
-
[0099] Из формулы (F7) можно заметить, что, при создании конфигурации, удовлетворяющей условию m>n, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a, не бывает ниже, чем напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и операционный усилитель 56 работает стабильно, так что можно обеспечить точность определения температуры нагрузки 21. Блок 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления выполнен с возможностью удовлетворения условию m>n, независимо от температуры нагрузки 21 в диапазоне нормальных температур. В данной конфигурации, температура нагрузки 21 может определяться с высокой точностью, независимо от температуры нагрузки 21. В другом варианте осуществления, блок 10 питания может быть выполнен так, что условие m>n удовлетворяется только тогда, когда нагрузка 21 находится в пределах части диапазона нормальных температур. В частности, блок 10 питания может быть выполнен так, что условие m>n удовлетворяется, когда нагрузка 21 находится в вышеупомянутом диапазоне температур, вышеупомянутом диапазоне температур и при вышеупомянутой первой температуре, и вышеупомянутом диапазоне температур и при вышеупомянутой второй температуре. В данной конфигурации можно расширить диапазон вариантов для нагрузки 21 и других элементов.
[0100] (Общее представление о работе аэрозольного ингалятора)
Работа аэрозольного ингалятора 1, выполненного вышеописанным образом, будет описана со ссылкой на фиг. 6. После обнаружения запроса на образование аэрозоля, процессор 55 блока MCU 50 посылает команду включения в переключатель 61 и посылает команду выключения в переключатель 62. Когда переключатель 61 включается, и переключатель 62 выключается по данным командам, по нагревательной цепи в нагрузку 21 протекает большой ток, и ток, протекающий через первый элемент 63, второй элемент 64 и третий элемент 65, равен нулю или почти нулю. Соответственно, нагрузка 21 нагревается для образования аэрозоля.
IN
[0101] После истечения предварительно заданного времени с начала нагревания нагрузки 21, процессор 55 посылает команду выключения в переключатель 61 и посылает команду включения в переключатель 62. Когда переключатель 61 выключается, и переключатель 62 включается по данным командам, ток протекает через первую соединительную цепь в первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2. Значение разности (дифференциальный входной сигнал V) между выходными сигналами первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 усиливается операционным усилителем 56, преобразуется в цифровую форму посредством ADC 57 и вводится в процессор 55. Процессор 55 определяет температуру нагрузки 21 по входному сигналу из ADC 57.
[0102] После определения температуры нагрузки 21, процессор 55 посылает команду включения в переключатель 61 и посылает команду выключения в переключатель 62, чтобы снова начать образование аэрозоля. Путем повторения вышеописанных операций, температура нагрузки 21 определяется с высокой частотой в период образования аэрозоля в соответствии с запросом на образование аэрозоля.
[0103] (Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора)
Далее, со ссылкой на фиг. 8, будет описан пример конкретных операций аэрозольного ингалятора 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Аэрозольный ингалятор 1 циклически выполняет операции, показанные на фиг. 8, например, в период образования аэрозоля.
+
-
+
-
IN
[0104] Как показано на фиг. 8, в аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, процессор 55 блока MCU 50 начинает измерять температуру T нагрузки 21, например, когда наступает время определения температуры T нагрузки 21 (этап S11). На этапе S11, процессор 55, например, посылает команду выключения в переключатель 61 и посылает команду включения в переключатель 62. Соответственно, по первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 после переключателя 62 протекает ток, и вышеупомянутое напряжение V подается на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и вышеупомянутое напряжение V подается на инвертирующий вход 56b. Следовательно, из операционного усилителя 56 выдается выходной сигнал A×(V - V), то есть, A×V, и выходной сигнал вводится в ADC 57.
+
-
[0105] ADC 57 выполняет цифровое преобразование входа A×(V - V) (этап S12) и выдает полученное цифровое преобразованное значение в процессор 55. Процессор 55 получает температуру T нагрузки 21 вышеописанным образом на основании цифрового преобразованного значения, принятого из ADC 57 (то есть, цифрового преобразованного значения выходного сигнала операционного усилителя 56) (этап S13). Процессор 55 предпочтительно посылает команду выключения в переключатель 62, когда, например, происходит получение температуры T нагрузки 21. Таким образом, когда переключатель 61 включается после этого (смотри, например, этап S15, который будет описан впоследствии), ток, протекающий по нагревательной цепи в нагрузку 21, может быть повышен.
tar
tar
tar
tar
tar
[0106] Затем, процессор 55 определяет, является ли температура T нагрузки 21 ниже, чем предварительно заданная целевая температура T (то есть, T<T), по полученной температуре T нагрузки 21 и целевой температуре T (этап S14). Целевая температура T является, например, температурой, предварительно заданной изготовителем аэрозольного ингалятора 1 в качестве контрольного целевого значения при нагревании нагрузки 21. Информация о целевой температуре T заранее записывается в ROM или подобное устройство (не показанное).
tar
tar
[0107] Когда определяется, что температура T нагрузки 21 ниже, чем целевая температура T (этап S14: ДА), процессор 55 посылает команду включения в переключатель 61, чтобы включить переключатель 61 (этап S15). Соответственно, по нагревательной цепи протекает ток в нагрузку 21, и нагрузка 21 нагревается. Напротив, когда определяется, что температура T нагрузки 21 равна или выше, чем целевая температура T (этап S14: НЕТ), процессор 55 посылает команду выключения в переключатель 61, чтобы выключить переключатель 61 (этап S16). Соответственно, подача тока в нагрузку 21 через нагревательную цепь прекращается, и нагревание нагрузки 21 прекращается. После выполнения этапа S15 или этапа S16, процессор 55 возвращается к выполнению процедуры на этап S11.
tar
tar
tar
[0108] Как описано выше, посредством повторения выполнения процедуры, в ходе которой переключатель 61 включается для нагревания нагрузки 21, когда температура T нагрузки 21 имеет значение ниже, чем целевая температура T, и переключатель 61 выключается, чтобы прекратить нагревание нагрузки 21, когда температура T нагрузки 21 оказывается равной или выше, чем целевая температура T, температуру T нагрузки 21 можно отрегулировать так, чтобы она ограничивалась целевой температурой T.
tar
tar
tar
tar
[0109] Когда управление по ограничению температуры T нагрузки 21 целевой температурой T выполняется посредством включения или выключения переключателя 61 на основании результата сравнения между температурой T нагрузки 21 и целевой температурой T, если температура T нагрузки 21 может определяться около целевой температуры T, то температура T нагрузки 21 может сводиться к целевой температуре T.
tar
tar
tar
tar
[0110] Следовательно, когда управление по ограничению температуры T нагрузки 21 целевой температурой T выполняется на основании результата сравнения между температурой T нагрузки 21 и целевой температурой T, потребность в возможности определения температуры T нагрузки 21 в широком диапазоне температур, включающем температуры, далекие от целевой температуры T почти отсутствует, и, более того, желательно иметь возможность точно определять температуру T нагрузки 21 около целевой температуры T. Следовательно, в настоящем варианте осуществления, рассмотрению подлежит обеспечение возможности точного определения температуры T нагрузки 21 в подходящем диапазоне температур.
[0111] (Температуры)
Сначала, со ссылкой на фиг. 9 будут описаны температуры, относящиеся к нагрузке 21 и используемые в последующем описании. На фиг. 9, горизонтальная ось указывает температуру нагрузки 21.
lower
upper
lower
upper
[0112] Как описано выше, для нагрузки 21 предварительно задается диапазон температур гарантированной работы, в котором можно обеспечить безопасность нагрузки 21 и аэрозольного ингалятора 1. Как показано на фиг. 9, диапазон температур гарантированной работы нагрузки 21 является примером множества рабочих температур в настоящем изобретении. В настоящем варианте осуществления, диапазон температур гарантированной работы нагрузки 21 является диапазоном температур не ниже нижней предельной рабочей температуры T и не выше верхней предельной рабочей температуры T. Иначе говоря, в настоящем варианте осуществления, нижняя предельная рабочая температура T является наименьшим элементом из температур, заключенных в диапазоне температур гарантированной работы нагрузки 21, и верхняя предельная рабочая температура T является наибольшим элементом из температур, заключенных в диапазоне температур гарантированной работы нагрузки 21.
lower
lower
upper
upper
[0113] Температура ниже, чем нижняя предельная рабочая температура T, не включается в диапазон температур гарантированной работы, но содержится в граничном диапазоне снизу диапазона температур гарантированной работы. Температура ниже, чем нижняя предельная рабочая температура T, в дальнейшем называется также нижней граничной температурой. Кроме того, температура выше, чем верхняя предельная рабочая температура T, не включается в диапазон температур гарантированной работы, но содержится в диапазоне верхних граничных температур сверху диапазона температур гарантированной работы. Температура выше, чем верхняя предельная рабочая температура T, в дальнейшем называется также верхней граничной температурой. Как показано на фиг. 9, верхняя граничная температура является примером диапазона верхних граничных температур множества рабочих температур в настоящем изобретении, и нижняя граничная температура является примером диапазона нижних граничных температур множества рабочих температур в настоящем изобретении. Во время работы аэрозольного ингалятора 1, нагрузка 21 регулируется так, чтобы ее температура была температурой, содержащейся в диапазоне температур гарантированной работы нагрузки 21, и не была верхней граничной температурой или нижней граничной температурой.
upper
upper
upper
[0114] При этом, верхняя предельная рабочая температура T является температурой, предварительно заданной изготовителем аэрозольного ингалятора 1 в качестве температуры прекращения (запрета) нагревания нагрузки 21. Например, верхняя предельная рабочая температура T установлена равной 300°C в настоящем варианте осуществления. Как показано на фиг. 9, верхняя предельная рабочая температура T является примером верхней предельной температуры, то есть, примером наибольшего элемента во множестве рабочих температур в настоящем изобретении.
lower
lower
lower
lower
[0115] Нижняя предельная рабочая температура T является температурой, предварительно заданной изготовителем аэрозольного ингалятора 1 в качестве температуры для сдерживания (запрета) разрядки электроэнергии на нагрузку 21. Например, нижняя предельная рабочая температура T равна -10°C в настоящем варианте осуществления. То есть, нижняя предельная рабочая температура T является, например, той же температурой, что и наименьший элемент температуры, содержащейся в диапазоне температур гарантированной работы самого аэрозольного ингалятора 1. Как показано на фиг. 9, нижняя предельная рабочая температура T является примером нижней предельной температуры, то есть, примером наименьшего элемента во множестве рабочих температур в настоящем изобретении.
MIN
MAX
MIN
MAX
[0116] В настоящем варианте осуществления, когда температура T нагрузки 21 содержится в диапазоне определяемых температур, который является диапазоном температур не ниже определяемой нижней предельной температуры T и не выше определяемой верхней предельной температуры T, процессор 55 может определять температуру T нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56. То есть, в настоящем варианте осуществления, определяемая нижняя предельная температура T является наименьшим элементом температуры, содержащейся в диапазоне определяемых температур, и определяемая верхняя предельная температура T является наибольшим элементом температуры, содержащейся в диапазоне определяемых температур. В настоящем описании, возможность определения температуры T означает, что температура T может быть однозначно точно определена.
tar
tar
tar
tar
upper
[0117] Например, когда, в аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, целевая температура T установлена, как показано на фиг. 9, диапазон определяемых температур является множеством в виде диапазона температур, включающего в себя целевую температуру T. Напротив, целевая температура T может и не устанавливаться, как в четвертой модификации, описанной впоследствии. Когда целевая температура T не установлена, диапазон определяемых температур устанавливается как, например, диапазон температур, содержащий верхнюю предельную рабочую температуру T (смотри фиг. 18 и т.п.).
MAX
upper
MAX
upper
MAX
upper
MIN
lower
[0118] Хотя фиг. 9 представляет пример, в котором определяемая верхняя предельная температура T и верхняя предельная рабочая температура T установлены как разные температуры, определяемая верхняя предельная температура T и верхняя предельная рабочая температура T можно установить равными одной температуре. Например, как определяемая верхняя предельная температура T, так и верхняя предельная рабочая температура T могут быть установлены равными 300°C. Аналогично, определяемая нижняя предельная температура T и нижняя предельная рабочая температура T можно установить равными одной температуре.
lower
MIN
MAX
upper
[0119] Как показано на фиг. 9, диапазон температур не ниже нижней предельной рабочей температуры T и ниже, чем определяемая нижняя предельная температура T, является примером подмножества множества рабочих температур в настоящем изобретении, и, в частности, примером подмножества, включающего в себя нижнюю предельную температуру. Диапазон температур выше, чем определяемая верхняя предельная температура T, и равных или ниже, чем верхняя предельная рабочая температура T, является другим примером подмножества множества рабочих температур в настоящем изобретении, и, в частности, примером подмножества, включающего в себя верхнюю предельную температуру.
[0120] (Пример диапазона определяемых температур)
tar
tar
Далее, со ссылкой на фиг. 10, будет описан конкретный пример диапазона определяемых температур аэрозольного ингалятора 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Как описано со ссылкой на фиг. 8, аэрозольный ингалятор 1, описанный в настоящей заявке, выполняет управление сведением температуры T нагрузки 21 к целевой температуре T на основании результата сравнения между температурой T нагрузки 21 и целевой температурой T.
tar
MIN
tar
MAX
tar
tar
[0121] В аэрозольном ингаляторе 1, например, когда целевая температура T установлена равной 250°C, определяемая нижняя предельная температура T установлена равной 200°C, чтобы быть на 50°C ниже целевой температуры T, и определяемая верхняя предельная температура T установлена равной 300°C, чтобы быть на 50°C выше целевой температуры T, температуру T нагрузки 21 можно с достаточной точностью сводить к 250°C, которая является целевой температурой T.
tar
MIN
MAX
+
-
IN
IN
IN
[0122] Соответственно, на фиг. 10 показан пример, в котором целевая температура T установлена равной 250°C, определяемая нижняя предельная температура T установлена равной 200°C, определяемая верхняя предельная температура T установлена равной 300°C, и диапазон определяемых температур установлен от не ниже 200°C до не выше 300°C. На фиг. 10, вертикальная ось указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величина (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21. На фиг. 10, в дифференциальном входном сигнале V и дифференциальном входном сигнале V(ε=-10%), подлежащих описанию впоследствии, часть участка, вычерченного штриховой линией, показывает потенциал ниже, чем потенциал земли GND, который является потенциалом отрицательного ввода 56e питания. Следует отметить, что данный график служит только для понимания, как дифференциальный входной сигнал вел бы себя по отношению к температуре T нагрузки 21, если бы не происходило ограничения выходного сигнала или дифференциального входного сигнала. В реальной системе, ограничение выходного сигнала и дифференциального входного сигнала происходит на потенциале земли GND, который является потенциалом отрицательного ввода 56e питания, (минимальном значении, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). То же самое относится к фиг. 12 (первая модификация), фиг. 14 (вторая модификация), фиг. 16 (третья модификация), фиг. 18 (четвертая модификация) и фиг. 20 (пятая модификация), подлежащим описанию впоследствии.
H
+
[0123] Как описано выше, поскольку нагрузка 21 имеет характеристику PTC, значение R электрического сопротивления нагрузки 21 увеличивается, когда температура T нагрузки 21 повышается. Следовательно, как показано на фиг. 10, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, повышается по мере того, как повышается температура T нагрузки 21 (смотри также вышеприведенную формулу (F1)).
2
3
-
[0124] Напротив, второе значение R электрического сопротивления второго элемента 64 и третье значение R электрического сопротивления третьего элемента 65 являются постоянными, независимо от температуры T нагрузки 21. Соответственно, как показано на фиг. 10, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, имеет постоянное значение, независимо от температуры T нагрузки 21 (смотри также вышеприведенную формулу (F2)).
IN
+
-
IN
+
-
IN
+
-
+
IN
[0125] Дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 равен разности между V и V (то есть, V=V - V), пока не происходит ограничения. Следовательно, как показано на фиг. 10, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, получается сдвигом V в минусовую сторону вертикальной оси, показанной на фиг. 10, к уровню выше V. Аналогично V, дифференциальный входной сигнал V повышается по мере того, как повышается температура T нагрузки 21.
REF
IN
REF
IN
[0126] В настоящем варианте осуществления, положительный ввод 56d питания операционного усилителя 56 подключен к опорному напряжению V, и отрицательный ввод 56e питания подключен к земле GND (смотри фиг. 7). Соответственно, максимальное значение, которое дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 может принимать, равно значению, соответствующему опорному напряжению V, (максимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Минимальное значение, которое дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 может принимать, равно значению, соответствующему напряжению земли GND, (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
IN
+
-
REF
IN
[0127] Аналогично, максимальное значение напряжение, которое выходной сигнал A×V (то есть, A×(V - V)) операционного усилителя 56 может принимать, является напряжением, соответствующим опорному напряжению V, (максимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Кроме того, минимальное значение напряжения, которое выходной сигнал A×V может принимать, является напряжением, соответствующим напряжению земли GND, (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
REF
[0128] Для установки диапазона определяемых температур в пределах от 200°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 200°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
1
2
3
REF
H
1
2
3
[0129] То есть, изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может выбрать значения R, R, R, R электрических сопротивлений и коэффициент A усиления таким образом, чтобы значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 200°C до 300°C, было не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может сконфигурировать аэрозольный ингалятор 1 с использованием выбранных значений R, R, R, R электрических сопротивлений и коэффициента A усиления.
H
1
2
3
H
1
2
3
IN
REF
[0130] При выборе значений R, R, R и R электрических сопротивлений и коэффициента A усиления, когда значения R, R, R и R электрических сопротивлений выбирают так, чтобы дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 был как можно меньше, коэффициент A усиления можно соответственно увеличить, при одновременном сдерживании выходного сигнала операционного усилителя 56 от ограничения опорным напряжением V. Когда коэффициент A усиления увеличивается, выходной сигнал операционного усилителя 56 может в большей мере изменяться в соответствии с изменением температуры T нагрузки 21, и температура T нагрузки 21 может определяться с большей точностью по выходному сигналу операционного усилителя 56.
IN
H
1
2
3
+
-
MIN
IN
IN
[0131] Для снижения дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 200°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), были равными. Таким образом, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 200°C, равен 0 В, то есть, равен напряжению земли GND, подключенной к отрицательному вводу 56e питания, и, следовательно, ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND может устраняться, когда температура T нагрузки 21 имеет значение выше, чем 200°C.
IN
IN
[0132] Следовательно, в диапазоне определяемых температур не ниже 200°C, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 можно снизить, при одновременном сдерживании выходного сигнала A×V операционного усилителя 56 от ограничения напряжением земли GND и обеспечении возможности определения температуры T нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56. Соответственно, коэффициент A усиления операционного усилителя 56 можно увеличить, и, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне определяемых температур, температура T может определяться с высокой точностью.
H
H
[0133] Кроме того, значение R электрического сопротивления нагрузки 21 может изменяться на приблизительно ±10% от расчетного опорного значения вследствие неточности изготовления самой нагрузки 21. Следовательно, даже если значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется вследствие неточности изготовления нагрузки 21, предпочтительно, чтобы температура T нагрузки 21 могла определяться в диапазоне определяемых температур.
+
+
H
IN
+
-
+
-
[0134] В частности, на фиг. 10, V(ε=-10%) показывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56 в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, при изменении значения R электрического сопротивления нагрузки 21 на 10% в минусовом (-) направлении от расчетного опорного значения (отклонение вниз). На фиг. 10, дифференциальный входной сигнал V(ε=-10%) операционного усилителя 56 показывает разность между V(ε=-10%) и V (то есть, V(ε=-10%) - V).
H
1
2
3
+
-
MIN
H
1
2
3
H
IN
[0135] Например, предпочтительно выбрать значения R, R, R и R электрических сопротивлений таким образом, чтобы V(ε=-10%) и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 200°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), были равными показанным на фиг. 10, и сконфигурировать аэрозольный ингалятор 1 с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. Таким образом, даже если значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется на 10% в минусовую (-) сторону от расчетного опорного значения, ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND может устраняться, когда температура T нагрузки 21 имеет значение выше, чем 200°C, и температура T нагрузки 21 может определяться в диапазон определяемых температур.
+
+
H
IN
+
+
-
+
-
[0136] На фиг. 10, V(ε=+10%) показывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56 в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, при изменении значения R электрического сопротивления нагрузки 21 на 10% в плюсовом (+) направлении от расчетного опорного значения (отклонение вверх). Дифференциальный входной сигнал V(ε=+10%) операционного усилителя 56 в случае, когда на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56 подается V(ε=+10%), равен разности между V(ε=+10%) и V (то есть, V(ε=+10%) - V).
H
1
2
3
IN
MAX
REF
H
1
2
3
H
IN
REF
[0137] Хотя здесь не показано и не описано, предпочтительно выбрать значения R, R, R и R электрических сопротивлений таким образом, чтобы дифференциальный входной сигнал V(ε=+10%) в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 300°C (то есть, определяемой верхней предельной температуре T), не превышал опорное напряжение V, и сконфигурировать аэрозольный ингалятор 1 с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. Таким образом, даже если значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется на 10% в плюсовом (+) направлении от расчетного опорного значения, ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 опорным напряжением V может устраняться, когда температура T нагрузки 21 имеет значение ниже, чем 300°C, и температура T нагрузки 21 может определяться в диапазоне определяемых температур.
H
1
2
3
MIN
+
+
H
1
2
3
MAX
+
+
H
1
2
3
[0138] Когда в качестве операционного усилителя 56 используется операционный усилитель с входом/выходом не rail-to-rail типа, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы значение разности, когда температура T нагрузки 21 является определяемой нижней предельной температурой T, между напряжением (V или V(ε=-10%)), подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, равнялось минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56. Кроме того, предпочтительно выбрать значения R, R, R и R электрических сопротивлений таким образом, чтобы значение разности в то время, когда температура T нагрузки 21 равна определяемой верхней предельной температуре T, между напряжением (V или V(ε=-10%)), подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, было не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, и сконфигурировать аэрозольный ингалятор 1 с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. То же самое относится к фиг. 12 (первая модификация), фиг. 14 (вторая модификация), фиг. 16 (третья модификация), фиг. 18 (четвертая модификация) и фиг. 20 (пятая модификация), подлежащим описанию впоследствии.
tar
tar
tar
tar
tar
tar
[0139] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1, который сводит температуру T нагрузки 21 к целевой температуре T на основании результата сравнения между температурой T нагрузки 21 и целевой температурой T, температура T нагрузки 21 может сводиться к целевой температуре T, если температура T нагрузки 21 может определяться около целевой температуры T. В частности, например, если температуру T нагрузки 21 можно определять в диапазоне определяемых температур ±50°C от целевой температуры T, то температура T нагрузки 21 может быть сводимой к целевой температуре T с достаточной точностью.
tar
tar
[0140] Следовательно, в аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, значение разности в то время, когда температура T нагрузки 21 равна целевой температуре T - 50°C, между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, делается равным напряжению (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) земли GND, подключенной к отрицательном вводу 56e питания, и поэтому температура T нагрузки 21 может определяться по выходному сигналу операционного усилителя 56 только в подходящем диапазоне температур ±50°C от целевой температуры T.
H
1
2
3
H
1
2
3
IN
IN
[0141] Если температуру T нагрузки 21 делают определяемой по выходному сигналу операционного усилителя 56 в широком диапазоне температур, то значения R, R, R и R электрических сопротивлений нагрузки 21, первого элемента 63, второго элемента 64 и третьего элемента 65 должны иметь запас, исходя из требования предотвращения ограничения дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя 56. Когда значения R, R, R и R электрических сопротивлений имеют запас, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 имеет тенденцию к повышению, и, когда дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 повышается, коэффициент A усиления операционного усилителя 56 сложно увеличить, исходя из требования предотвращения ограничения выходного сигнала операционного усилителя 56.
H
1
2
3
IN
[0142] Напротив, поскольку аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления выполнен способным определять температуру T нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56 только в подходящем диапазоне температур, то необязательно обеспечивать запас для значений R, R, R и R электрических сопротивлений нагрузки 21, первого элемента 63, второго элемента 64 и третьего элемента 65, чтобы добавочно сдерживать ограничение выходного сигнала операционного усилителя 56. Поэтому, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 можно снизить, и коэффициент A усиления операционного усилителя 56 можно соответственно увеличить. Таким образом, аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления может определять температуру T нагрузки 21 с высокой точностью в подходящем диапазоне температур.
H
tar
tar
H
[0143] Кроме того, значение R электрического сопротивления нагрузки 21 в то время, когда температура T равна целевой температуре T - 50°C, может отличаться на -10% от расчетного опорного значения вследствие неточности изготовления. Следовательно, в аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, в то время, когда температура T нагрузки 21 равна целевой температуре T - 50°C, в случае, если значение R электрического сопротивления нагрузки 21 отличается на -10% от расчетного опорного значения делается равным напряжению отрицательного ввода 56e питания (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
[0144] Соответственно, даже если существует неточность изготовления нагрузки 21, аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления может устранять ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя 56 и может определять температуру T нагрузки 21 с высокой точностью в подходящем диапазоне температур. То есть, даже если существует неточность изготовления нагрузки 21, аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления может устранять получение неверной температуры в качестве температуры T нагрузки 21. Следовательно, аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления может подходящим образом управлять температурой T нагрузки 21 посредством исключения случая возникновения такой ситуации, когда нагрузка 21 избыточно нагревается, исходя из неверной температуры.
[0145] (Первая модификация аэрозольного ингалятора)
REF
REF
REF
REF
Далее будет описана первая модификация аэрозольного ингалятора 1. Первая модификация отличается от вышеописанного варианта осуществления тем, что калибровка выполняется по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления (смотри формулу (F0)). При выполнении калибровки по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, как в первой модификации, температуру T нагрузки 21 можно определять с повышенной точностью по вышеприведенной формуле (F0). В последующем описании первой модификации, части, идентичные частям в вышеописанном варианте осуществления, обозначены такими же ссылочными позициями, и их описания не приводятся в подходящих случаях.
[0146] (Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора первой модификации)
REF
REF
Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора 1 первой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 11. Как показано на фиг. 11, когда наступает время выполнения калибровки по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления в аэрозольном ингаляторе 1 первой модификации, процессор 55 в MCU 50 получает температуру T нагрузки 21 из датчика температуры, включенного в состав аэрозольного ингалятора 1 (этап S21).
[0147] В данном случае, датчик температуры, включенный в состав аэрозольного ингалятора 1, является, например, датчиком 15 втягивания. В частности, датчик 15 втягивания содержит датчик температуры, который определяет температуру наружного воздуха для калибровки выходного значения, и передает температуру, снятую датчиком температуры, в процессор 55. На этапе S21, процессор 55 получает температуру наружного воздуха, снятую датчиком 15 втягивания, в качестве температуры T нагрузки 21.
REF
REF
[0148] Что касается значимости получения температуры наружного воздуха в качестве температуры T нагрузки 21, можно заметить, что температура T нагрузки 21 непосредственно после замены очевидно должна быть, по существу, такой же, как температура наружного воздуха. Следовательно, время, когда заменяют нагрузку 21, считается временем выполнения калибровки по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, и температура наружного воздуха, снятая датчиком 15 втягивания в данное время, принимается как температура T нагрузки 21, и поэтому температуру T нагрузки 21 можно получать с высокой точностью, даже когда датчик температуры на самой нагрузке 21 не предусмотрен.
[0149] Когда аэрозольный ингалятор 1 содержит датчик температуры, который определяет температуру источника 12 питания, процессор 55 может получать температуру, определяемую датчиком температуры, который определяет температуру источника 12 питания в качестве температуры T нагрузки 21 на этапе S21.
H
+
-
+
-
H
+
-
[0150] Затем, процессор 55 получает значение R электрического сопротивления нагрузки 21 (этап S22). На этапе S22, например, процессор 55 посылает команду выключения в переключатель 61 и команду включения в переключатель 62, как на этапе S11, чтобы выдать выходной сигнал A×(V - V) из операционного усилителя 56, и предписывает подачу выходного сигнала A×(V - V) в ADC 57. Кроме того, процессор 55 получает значение R электрического сопротивления нагрузки 21 на основании цифрового преобразованного значения A×(V - V), вырабатываемого ADC 57, и вышеприведенной формулы (F3). Следует отметить, что процессор 55 может изменять порядок, в котором выполняются этапы S21 и S22, или может выполнять этапы S21 и S22 одновременно.
REF
REF
H
REF
H
REF
REF
REF
[0151] Затем, процессор 55 выполняет калибровку по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, базируясь на температуре T нагрузки 21, полученной на этапе S21, и значении R электрического сопротивления нагрузки 21, полученном на этапе S22 (этап S23). На этапе S23, например, процессор 55 устанавливает температуру нагрузки 21, полученную на этапе S21, в качестве опорной температуры T и устанавливает значение R электрического сопротивления, полученное на этапе S22, в качестве опорного значения R электрического сопротивления. Опорная температура T и опорное значение R электрического сопротивления, установленные в данном случае, применяются для нижеследующего решения формулы (F0).
REF
REF
[0152] Когда опорная температура T и опорное значение R электрического сопротивления калибруются на этапе S23, аэрозольный ингалятор 1 первой модификации повторяет операции этапа S11 и вышеописанных следующих этапов, как показано на фиг. 11.
REF
REF
H
REF
REF
REF
REF
[0153] Когда калибровка подлежит выполнению по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, как в первой модификации, необходимо получать значение R электрического сопротивления нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56 во время выполнения калибровки по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления (этап S22). Во время выполнения калибровки по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, нагрузка 21 может принимать любую температуру, содержащуюся в диапазоне температур гарантированной работы нагрузки 21.
REF
REF
MAX
upper
MIN
lower
[0154] Следовательно, когда калибровка подлежит выполнению по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, как в первой модификации, диапазон определяемых температур требует расширения по сравнению с диапазоном в вышеописанном варианте осуществления, с использованием определяемой верхней предельной температуры T в качестве верхней предельной рабочей температуры T и использованием определяемой нижней предельной температуры T в качестве нижней предельной рабочей температуры T.
[0155] (Пример диапазона определяемых температур первой модификации)
upper
lower
MAX
MIN
В данном случае, пример диапазона определяемых температур первой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 12. Пример, показанный на фиг. 12, является примером, в котором, поскольку верхняя предельная рабочая температура T равна 300°C, и нижняя предельная рабочая температура T равна -10°C, то определяемая верхняя предельная температура T установлена равной 300°C, определяемая нижняя предельная температура T установлена равной -10°C, и диапазон определяемых температур установлен в пределах от -10°C до 300°C.
+
-
IN
[0156] Подобно фиг. 10, вертикальная ось на фиг. 12 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
REF
[0157] Для установки диапазона определяемых температур в пределах от -10°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от -10°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
REF
H
[0158] То есть, изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может выбрать изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может выбрать значения R, R1, R2, R3 электрических сопротивлений и коэффициент A усиления таким образом, чтобы значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от -10°C до 300°C, было не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может сконфигурировать аэрозольный ингалятор 1 с использованием выбранных значений R, R1, R2, R3 электрических сопротивлений и коэффициента A усиления.
H
1
2
3
+
-
MIN
IN
IN
[0159] В частности, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна -10°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), были равными. Таким образом, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 в то время, когда температура T нагрузки 21 равна -10°C, равен 0 В, то есть, равен напряжению земли GND, подключенной к отрицательному вводу 56e питания, и, поэтому, ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND может устраняться, когда температура T нагрузки 21 имеет значение выше, чем -10°C.
IN
IN
[0160] Следовательно, в диапазоне определяемых температур не ниже -10°C, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 можно снизить, при одновременном сдерживании выходного сигнала A×V операционного усилителя 56 от ограничения напряжением земли GND обеспечении возможности определения температуры T нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56.
H
1
2
3
+
-
MIN
H
1
2
3
H
[0161] В первой модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21. Например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V(ε=-10%) и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна -10°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа), как показано на фиг. 12, и аэрозольный ингалятор 1 можно сконфигурировать с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. В данном случае, температура T нагрузки 21 может определяться в вышеописанном диапазоне определяемых температур, даже когда значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется на 10% в минусовом (-) направлении от опорного значения.
lower
upper
[0162] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 первой модификации, в диапазоне температур гарантированной работы, в котором нижняя предельная рабочая температура T является наименьшим элементом, и верхняя предельная рабочая температура T является наибольшим элементом, значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на его инвертирующий вход 56b, является равным или выше, чем напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56 (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне температур гарантированной работы, ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя 56 может устраняться. Следовательно, калибровку для определения температура T нагрузки 21 можно выполнять надлежащим образом.
[0163] (Вторая модификация аэрозольного ингалятора)
Далее будет описана вторая модификация аэрозольного ингалятора 1. Вторая модификация отличается от вышеописанного варианта осуществления тем, что температура T нагрузки 21 регулируется с использованием метода широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Во второй модификации, благодаря регулированию температуры T нагрузки 21 с использованием ШИМ-управления, температуру T нагрузки 21 можно легче регулировать. В последующем описании второй модификации, части, идентичные частям в вышеописанном варианте осуществления, обозначены такими же ссылочными позициями, и их описание не приводится в подходящих случаях.
[0164] (Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора второй модификации)
+
-
Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора 1 второй модификации будет описан со ссылкой на фиг. 13. Как показано на фиг. 13, когда, например, когда наступает время определения температуры T нагрузки 21 в аэрозольном ингаляторе 1 второй модификации, процессор 55 в MCU 50 начинает измерение температуры T нагрузки 21 (этап S31). На этапе S31, подобно этапу S11, процессор 55 выключает переключатель 61, с одновременным включением переключателя 62, так что ток протекает по первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 после переключателя 62. Соответственно, из операционного усилителя 56 выдается A×(V - V) в качестве выходного сигнала, который вводится в ADC 57.
+
-
[0165] Далее, ADC 57 выполняет цифровое преобразование входного сигнала A×(V - V) (этап S32) и выдает полученное цифровое преобразованное значение в процессор 55. Как на этапе S13, процессор 55 получает температуру T нагрузки 21, исходя из цифрового преобразованного значения, полученного из ADC 57 (то есть, цифрового преобразованного значения выходного сигнала операционного усилителя 56) (этап S33).
tar
tar
[0166] Затем, процессор 55 определяет значение команды скважности для управления температурой T нагрузки 21 по разности ΔT температур между целевой температурой T и температурой T нагрузки 21 (то есть, ΔT=T-T) (этап S34). Во второй модификации, например, информация по ШИМ-управлению, представленная на фиг. 13, заранее сохраняется в ROM или подобном устройстве (не показанном).
[0167] Как показано на фиг. 13, информация по ШИМ-управлению является информацией, в которой значение команды скважности для разности ΔT температур определяется соответственно разности ΔT температур. Здесь, например, значение команды скважности указывает длительность импульса в течение периода переключения для команды включения, подлежащей посылке в переключатель 61, чтобы регулировать температуру T нагрузки 21, то есть, длительность импульса в течение периода переключения для мощности, подаваемой в нагрузку 21 по нагревательной цепи.
MIN
th
MAX
th
D
th
tar
D
[0168] Как показано на фиг. 13, в информации по ШИМ-управлению, значение команды скважности во время, когда разность ΔT температур равна 0, устанавливается равным минимальному значению D (например, длительности импульса со скважностью 0%), которое может быть принято в качестве значения команды скважности. Кроме того, в информации по ШИМ-управлению, значение команды скважности увеличивается также по мере того, как разность ΔT температур повышается от нуля. В информации по ШИМ-управлению, значения команд скважности во время, когда разность ΔT температур является равной или больше, чем предварительно заданное пороговое значение ΔT, устанавливаются равными максимальному значению D (например, длительности импульса со скважностью 100%), которое может быть принято в качестве значения команды скважности. В дальнейшем, температура T нагрузки 21, при которой разность ΔT температур равна порогу ΔT, называется пороговой температурой T. То есть, порог ΔT= целевая температура T - пороговая температура T.
tar
[0169] На вышеописанном этапе S34, процессор 55 сначала получает разность ΔT температур, базируясь на температуре T нагрузки 21, полученной на этапе S33 и целевой температуре T. Далее, процессор 55 определяет значение команды скважности по полученной разности ΔT температур и информации по ШИМ-управлению.
tar
[0170] Когда значение команды скважности определено, процессор 55 управляет переключением переключателя 61 по данному определенному значению команды скважности (этап S35). Таким образом, процессор 55 может выполнять управление с использованием ШИМ-управления таким образом, чтобы температура T нагрузки 21 была целевой температурой T.
D
tar
tar
D
MIN
[0171] Когда температура T нагрузки 21 регулируется методом ШИМ, как во второй модификации, если температура нагрузки 21 может определяться в диапазоне температур от пороговой температуры T или выше до целевой температуры T, температура T нагрузки 21 может сводиться к целевой температуре T с достаточной точностью. Например, в данном случае, пороговая температура T является температурой (например, 100°C) ниже, чем определяемая нижняя предельная температура T (то есть, 200°C) в примере вышеописанного варианта осуществления.
MIN
[0172] Следовательно, когда температура T нагрузки 21 регулируется методом ШИМ, как во второй модификации, диапазон определяемых температур требует расширения по сравнению с диапазоном в примере вышеописанного варианта осуществления, с определяемой нижней предельной температурой T, принятой в качестве пороговой температуры TD.
[0173] (Пример диапазона определяемых температур второй модификации)
MAX
MIN
D
В данном случае, пример диапазона определяемых температур второй модификации будет описан со ссылкой на фиг. 14. Пример, показанный на фиг. 14, является примером, в котором диапазон определяемых температур установлен в пределах от 100°C до 300°C посредством установки определяемой верхней предельной температуры T равной 300°C и определяемой нижней предельной температуры T равной 100°C в качестве пороговой температуры T.
+
-
IN
[0174] Как на фиг. 10, вертикальная ось на фиг. 14 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
REF
[0175] Для установки диапазона определяемых температур в пределах от 100°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 100°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
REF
H
[0176] То есть, изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может выбрать значения R, R1, R2, R3 электрических сопротивлений и коэффициент A усиления таким образом, чтобы значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 100°C до 300°C, было не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может сконфигурировать аэрозольный ингалятор 1 с использованием выбранных значений R, R1, R2, R3 электрических сопротивлений и коэффициента A усиления.
H
1
2
3
+
-
MIN
IN
IN
[0177] В частности, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 100°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), были равными. Таким образом, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 100°C, равен 0 В, то есть, равен напряжению земли GND, подключенной к отрицательному вводу 56e питания, и, следовательно, ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND может устраняться, когда температура T нагрузки 21 имеет значение выше, чем 100°C.
IN
IN
[0178] Следовательно, в диапазоне определяемых температур не ниже 100°C, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 можно снизить, при одновременном сдерживании выходного сигнала A×V операционного усилителя 56 от ограничения напряжением земли GND и обеспечении возможности определения температуры T нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56.
H
1
2
3
+
-
MIN
H
1
2
3
H
[0179] Во второй модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21. Например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V(ε=-10%) и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 100°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа), как показано на фиг. 14, и аэрозольный ингалятор 1 можно сконфигурировать с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. В данном случае, температура T нагрузки 21 может определяться в вышеописанном диапазоне определяемых температур, даже когда значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется на 10% в минусовом (-) направлении от опорного значения.
D
MAX
tar
tar
[0180] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 второй модификации, в диапазоне температур, в котором пороговая температура T, при которой значение команды скважности, указывающей длительность импульса мощности, подаваемой в нагрузку 21 по нагревательной цепи, равно максимальному значению D, установлена как наименьший элемент, и содержится целевая температура T, значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, является равным или выше, чем напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56, (не выше минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне температур, ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя 56 может устраняться. Следовательно, возможно точное сведение температуры T нагрузки 21 к целевой температуре T.
[0181] (Третья модификация аэрозольного ингалятора)
REF
REF
REF
REF
Далее будет описана третья модификация аэрозольного ингалятора 1. Третья модификация отличается от второй модификации тем, что калибровка выполняется по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления (смотри формулу (F0)). То есть, аэрозольный ингалятор 1 третьей модификации выполняет калибровку по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, как в первой модификации, и выполняет ШИМ-управление температурой T нагрузки 21 на основании информации по ШИМ-управлению, как во второй модификации. В последующем описании третьей модификации, одинаковые ссылочные позиции присвоены частя, идентичным частям в первой и второй модификациях, и их описания не приводятся в подходящих случаях.
[0182] (Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора третьей модификации)
Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора 1 третьей модификации будет описан со ссылкой на фиг. 15. Как показано на фиг. 15, в аэрозольном ингаляторе 1 третьей модификации, после того, как выполняются операции этапов S21-S23, выполняются операции этапов S31-S35.
REF
REF
MAX
upper
MIN
lower
[0183] Когда калибровка выполняется по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, как в третьей модификации, определяемая верхняя предельная температура T должна быть верхней предельной рабочей температурой T, и определяемая нижняя предельная температура T должна быть нижней предельной рабочей температурой T, как описано в первой модификации.
[0184] (Пример диапазона определяемых температур третьей модификации)
upper
lower
MAX
MIN
D
В данном случае, пример диапазона определяемых температур третьей модификации будет описан со ссылкой на фиг. 16. Пример, показанный на фиг. 16, является примером, в котором, поскольку верхняя предельная рабочая температура T равна 300°C, и нижняя предельная рабочая температура T равна -10°C, то диапазон определяемых температур устанавливают в пределах от -10°C до 300°C посредством установки определяемой верхней предельной температуры T равной 300°C и определяемой нижней предельной температуры T равной -10°C. В примере, показанном на фиг. 16, пороговая температура T равна 100°C, как в примере, показанном на фиг. 14.
+
-
IN
[0185] Подобно. 10, вертикальная ось на фиг. 16 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
REF
H
1
2
3
+
-
MIN
[0186] Как описано в первой модификации, для установки диапазона определяемых температур в пределах от -10°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от -10°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). В частности, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна -10°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
1
2
3
+
-
MIN
H
1
2
3
H
[0187] В третьей модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21. То есть, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V(ε=-10%) и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна -10°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа), как показано на фиг. 16, и аэрозольный ингалятор 1 можно сконфигурировать с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. Таким образом, даже если значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется на 10% в минусовом (-) направлении от опорного значения, температура T нагрузки 21 может определяться в вышеуказанном диапазоне определяемых температур.
lower
upper
[0188] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 третьей модификации, в диапазоне температур гарантированной работы, в котором нижняя предельная рабочая температура T является наименьшим элементом, и верхняя предельная рабочая температура T является наибольшим элементом, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, является равным или выше, чем напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56 (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 находится в диапазоне температур гарантированной работы, ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнал операционного усилителя 56 может устраняться. Следовательно, можно надлежащим образом выполнять калибровку для определения температуры T нагрузки 21.
[0189] (Четвертая модификация аэрозольного ингалятора)
upper
Далее будет описана четвертая модификация аэрозольного ингалятора 1. Четвертая модификация отличается от вышеописанного варианта осуществления тем, что аэрозольный ингалятор 1 прекращает последовательность операций при условии, что температура T нагрузки 21 превышает верхнюю предельную рабочую температуру T. В последующем описании четвертой модификации, части, идентичные частям в вышеописанном варианте осуществления обозначены такими же ссылочными позициями, и их описания не приводятся в подходящих случаях.
[0190] (Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора четвертой модификации)
Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора 1 четвертой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 17. Как показано на фиг. 17, в аэрозольном ингаляторе 1 четвертой модификации, после того, как выполняются операции этапов S11-S13, выполняется операция этапа S41.
upper
upper
upper
upper
[0191] На этапе S41, процессор 55 в MCU 50 определяет, является ли температура T нагрузки 21 ниже, чем верхняя предельная рабочая температура T (то есть, T<T) по полученной температуре T нагрузки 21 и верхней предельной рабочей температуре T. Информация по верхней предельной рабочей температуре T заранее сохраняется в ROM или подобном устройстве (не показанном).
upper
upper
[0192] Когда процессор 55 определяет, что температура T нагрузки 21 имеет значение ниже, чем верхняя предельная рабочая температура T (этап S41: ДА), процессор 55 переходит к операции этапа S11. Напротив, когда температура T нагрузки 21 определяется равной или выше, чем верхняя предельная рабочая температура T (этап S41: НЕТ), процессор 55 прекращает последовательность операций, показанных на фиг. 17. То есть, после этого, разрядка электроэнергии на нагрузку 21 запрещается.
upper
upper
upper
upper
upper
[0193] Как в четвертой модификации, когда последовательность операций аэрозольного ингалятора 1 прекращается на основании результата сравнения между температурой T нагрузки 21 и верхней предельной рабочей температурой T, достаточно, чтобы температура T нагрузки 21 могла определяться около верхней предельной рабочей температуры T. В частности, например, если температура T нагрузки 21 может определяться в диапазоне температур не ниже верхней предельной рабочей температуры T - 50°C и не выше верхней предельной рабочей температуры T, то последовательность операций может прекращаться с достаточной точностью, когда температура T нагрузки 21 равна верхней предельной рабочей температуре T.
[0194] (Пример диапазона определяемых температур четвертой модификации)
MAX
upper
MIN
В данном случае, пример диапазона определяемых температур четвертой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 18. Пример, показанный на фиг. 18, является примером, в котором диапазон определяемых температур установлен в пределах от 250°C до 300°C посредством установки определяемой верхней предельной температуры T равной 300°C в качестве верхней предельной рабочей температуры T и определяемой нижней предельной температуры T равной 250°C.
+
-
IN
[0195] Подобно фиг. 10, вертикальная ось на фиг. 18 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
REF
[0196] Для установки диапазона определяемых температур в пределах от 250°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 250°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
REF
H
[0197] То есть, изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может выбрать значения R, R1, R2, R3 электрических сопротивлений и коэффициент A усиления таким образом, чтобы значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 250°C до 300°C, было не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Изготовитель аэрозольного ингалятора 1 может сконфигурировать аэрозольный ингалятор 1 с использованием выбранных значений R, R1, R2, R3 электрических сопротивлений и коэффициента A усиления.
H
1
2
3
+
-
MIN
IN
[0198] В частности, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 250°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение выше, чем 250°C, ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND может устраняться.
IN
IN
[0199] Следовательно, в диапазоне определяемых температур не ниже 250°C, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 можно снизить, при одновременном сдерживании выходного сигнала A×V операционного усилителя 56 от ограничения напряжением земли GND и обеспечении возможности определения температуры T нагрузки 21 по выходному сигналу операционного усилителя 56.
H
1
2
3
+
-
MIN
H
1
2
3
H
[0200] В четвертой модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21. Например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V(ε=-10%) и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 250°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа), как показано на фиг. 18, и аэрозольный ингалятор 1 можно сконфигурировать с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. В данном случае, температура T нагрузки 21 может определяться в вышеописанном диапазоне определяемых температур, даже когда значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется на 10% в минусовом (-) направлении от опорного значения.
upper
upper
upper
[0201] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 четвертой модификации, в диапазоне температур, в котором содержится верхняя предельная рабочая температура T, и температура, равная верхней предельной рабочей температуре T - 50°C, является наименьшим элементом, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, является равным или выше, чем напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56 (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне температур, ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя 56 может устраняться. Следовательно, когда температура T нагрузки 21 имеет значение около верхней предельной рабочей температуры T, можно определять температуру T нагрузки 21 с высокой точностью и предотвращать чрезмерное нагревание нагрузки 21.
[0202] (Пятая модификация аэрозольного ингалятора)
REF
REF
REF
REF
upper
Далее будет описана пятая модификация аэрозольного ингалятора 1. Пятая модификация отличается от четвертой модификации тем, что калибровка выполняется по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления (смотри формулу (F0)). То есть, аэрозольный ингалятор 1 пятой модификации выполняет калибровку по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления, как в первой модификации, и прекращает последовательность операций при условии, что температура T нагрузки 21 превышает верхнюю предельную рабочую температуру T, как в четвертой модификации. В последующем описании пятой модификации, одинаковые ссылочные позиции присвоены частям, идентичным частям в первой и четвертой модификациях, и их описания не приводятся в подходящих случаях.
[0203] (Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора пятой модификации)
Пример конкретных операций аэрозольного ингалятора 1 пятой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 19. Как показано на фиг. 19, в аэрозольном ингаляторе 1 пятой модификации, после того, как выполняются операции этапов S21-S23, выполняются операции этапов S11-S13 и этапа S41.
REF
REF
MAX
upper
MIN
lower
[0204] Когда калибровка выполняется по опорной температуре T и опорному значению R электрического сопротивления как в пятой модификации, определяемая верхняя предельная температура T должна быть верхней предельной рабочей температурой T, и определяемая нижняя предельная температура T должна быть нижней предельной рабочей температурой T, как описано в первой модификации.
[0205] (Пример диапазона определяемых температур пятой модификации)
upper
lower
MAX
MIN
В данном случае, пример диапазона определяемых температур пятой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 20. Пример, показанный на фиг. 20, является примером, в котором, поскольку верхняя предельная рабочая температура T равна 300°C, и нижняя предельная рабочая температура T равна -10°C, то диапазон определяемых температур устанавливают в пределах от -10°C до 300°C посредством установки определяемой верхней предельной температуры T равной 300°C и определяемой нижней предельной температуры T равной -10°C.
+
-
IN
[0206] Подобно фиг. 10, вертикальная ось на фиг. 20 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
REF
H
1
2
3
+
-
MIN
[0207] Как описано в первой модификации, для установки диапазона определяемых температур в пределах от -10°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от -10°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). В частности, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна -10°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
1
2
3
+
-
MIN
H
1
2
3
H
[0208] В пятой модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21. То есть, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V(ε=-10%) и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна -10°C (то есть, определяемой нижней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа), как показано на фиг. 20, и аэрозольный ингалятор 1 можно сконфигурировать с использованием выбранных значений R, R, R и R электрических сопротивлений. Таким образом, даже если значение R электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется на 10% в минусовом (-) направлении от опорного значения, температура T нагрузки 21 может определяться в вышеуказанном диапазоне определяемых температур.
lower
upper
[0209] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 пятой модификации, в диапазоне температур гарантированной работы, в котором нижняя предельная рабочая температура T является наименьшим элементом, и верхняя предельная рабочая температура T является наибольшим элементом, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, превышает напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56 (минимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне температур гарантированной работы, ограничение дифференциального входного сигнала или выходного сигнала, операционного усилителя 56 может устраняться. Следовательно, калибровку для определения температура T нагрузки 21 можно выполнять надлежащим образом.
[0210] (Шестая модификация аэрозольного ингалятора)
Далее будет описана шестая модификация аэрозольного ингалятора 1. Шестая модификация отличается от вышеописанного варианта осуществления тем, что, как показано на фиг. 21, первый элемент 63 является элементом со стороны низкого потенциала первой последовательной цепи C1, и нагрузка 21 является элементом со стороны высокого потенциала первой последовательной цепи C1. В последующем описании шестой модификации, части, идентичные частям в вышеописанном варианте осуществления обозначены такими же ссылочными позициями, и их описания не приводятся в подходящих случаях.
+
[0211] В шестой модификации, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, выражается следующей формулой (F8), при этом напряжение (иначе говоря, разность потенциалов между главной положительной шиной LU и главной отрицательной шиной LD), подаваемое на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 считается «V».
[0212]
-
IN
[0213] В шестой модификации, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, выражается вышеприведенной формулой (F2), как в вышеописанном варианте осуществления. Следовательно, в шестой модификации, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 выражается следующей формулой (F9).
[0214]
[0215] (Пример диапазона определяемых температур шестой модификации)
upper
MIN
MAX
Далее, пример диапазона определяемых температур шестой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 22. Например, аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с шестой модификацией выполняет управление, чтобы прекращать последовательность операций при условии, что температура T нагрузки 21 превышает верхнюю предельную рабочую температуру T, как в четвертой модификации. Соответственно, на фиг. 22 будет описан пример, в котором диапазон определяемых температур установлен в пределах от 250°C до 300°C посредством установки определяемой нижней предельной температуры T равной 250°C и определяемой верхней предельной температуры T равной 300°C.
+
-
IN
[0216] Подобно фиг. 10, вертикальная ось на фиг. 22 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
H
+
[0217] Как описано выше, поскольку нагрузка 21 имеет характеристику PTC, то значение R электрического сопротивления нагрузки 21 повышается по мере того, как повышается температура T нагрузки 21. Поэтому, в случае шестой модификации, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56 в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, снижается по мере того, как температура T нагрузки 21 повышается, как показано на фиг. 22 (смотри также вышеприведенную формулу (F8)).
-
[0218] Напротив, в шестой модификации, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, имеет постоянное значение, независимо от температуры T нагрузки 21, как показано на фиг. 22 (смотри также вышеприведенную формулу (F2)).
REF
H
1
2
3
+
-
MAX
[0219] Как описано в четвертой модификации, для установки диапазона определяемых температур в пределах от 250°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 250°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). В частности, в случае шестой модификации, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 300°C (то есть, определяемой верхней предельной температуре T) была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
IN
[0220] Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение ниже, чем 300°C, может не допускаться ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND или минимальным значением, которое может быть обработано операционным усилителем 56.
H
1
2
3
+
[0221] В шестой модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21, хотя подробное описание и демонстрация такого учета здесь не приведены. То есть, в случае шестой модификации, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы значение разности между напряжением V(ε=+10%), подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 300°C, было равным напряжению земли GND, подключенной к отрицательному вводу 56e питания (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
upper
upper
upper
[0222] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 шестой модификации, в диапазоне температур, в котором содержится верхняя предельная рабочая температура T, и температура, равная верхней предельной рабочей температуре T - 50°C, является наименьшим элементом, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, превышает напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56 (минимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне температур, ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнал операционного усилителя 56 можно сдерживать. Следовательно, когда температура T нагрузки 21 имеет значение около верхней предельной рабочей температуры T, можно определять температуру T нагрузки 21 с высокой точностью и предотвращать чрезмерное нагревание нагрузки 21.
[0223] (Седьмая модификация аэрозольного ингалятора)
Далее будет описана седьмая модификация аэрозольного ингалятора 1. Седьмая модификация отличается от вышеописанного варианта осуществления тем, что вторая последовательная цепь C2 подсоединена к неинвертирующему входу 56a операционного усилителя 56, и первая последовательная цепь C1 подсоединена к инвертирующему входу 56b операционного усилителя 56, как показано на фиг. 23. В последующем описании седьмой модификации, части, идентичные частям в вышеописанном варианте осуществления обозначены такими же ссылочными позициями, и их описания не приводятся в подходящих случаях.
+
-
-
+
IN
[0224] В седьмой модификации, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, является точно таким же, как напряжение V в вышеописанном варианте осуществления. Кроме того, в седьмой модификации, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, является точно таким же, как напряжение V в вышеописанном варианте осуществления. Соответственно, в седьмой модификации, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 выражается следующей формулой (F10).
[0225]
[0226] (Пример диапазона определяемых температур седьмой модификации)
upper
MIN
MAX
Далее, пример диапазона определяемых температур седьмой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 24. Например, аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с седьмой модификацией выполняет управление, чтобы прекращать последовательность операций при условии, что температура T нагрузки 21 превышает верхнюю предельную рабочую температуру T, как в четвертой модификации. Соответственно, на фиг. 24 будет описан пример, в котором диапазон определяемых температур установлен в пределах от 250°C до 300°C посредством установки определяемой нижней предельной температуры T равной 250°C и определяемой верхней предельной температуры T равной 300°C.
+
-
IN
[0227] Подобно фиг. 10, вертикальная ось на фиг. 24 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
+
[0228] В седьмой модификации, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56 в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, имеет постоянное значение, независимо от температуры T нагрузки 21, как показано на фиг. 24.
-
[0229] Напротив, в седьмой модификации, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную первой последовательной цепью C1 и второй последовательной цепью C2, повышается по мере того, как повышается температура T нагрузки 21, как показано на фиг. 24.
REF
H
1
2
3
+
-
MAX
[0230] Как описано в четвертой модификации, для установки диапазона определяемых температур в пределах от 250°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 250°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). В частности, в случае седьмой модификации, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 300°C (то есть, определяемой верхней предельной температуре T), была равной напряжение земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
IN
[0231] Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение ниже, чем 300°C, может не допускаться ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND (минимальным значением, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
1
2
3
-
[0232] В седьмой модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21, хотя подробное описание и демонстрация такого учета здесь не приведены. То есть, в случае седьмой модификации, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением V (ε=+10%), подаваемым на инвертирующий вход 56b в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 300°C, было равным напряжению земли GND, подключенной к отрицательному вводу 56e питания (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
upper
upper
upper
[0233] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 седьмой модификации, в диапазоне температур, в котором содержится верхняя предельная рабочая температура T, и температура, равная верхней предельной рабочей температуры T - 50°C, является наименьшим элементом, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, является равным или выше, чем напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56 (не минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне температур, ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя 56 может устраняться. Следовательно, когда температура T нагрузки 21 имеет значение около верхней предельной рабочей температуры T, можно определять температуру T нагрузки 21 с высокой точностью и предотвращать чрезмерное нагревание нагрузки 21.
[0234] (Восьмая модификации аэрозольного ингалятора)
Далее будет описана восьмая модификации аэрозольного ингалятора 1. Восьмая модификации отличается от вышеописанного варианта осуществления тем, что, как показано на фиг. 25, первый элемент 63 является элементом со стороны низкого потенциала первой последовательной цепи C1, и нагрузка 21 является элементом со стороны высокого потенциала первой последовательной цепи C1, и тем, что вторая последовательная цепь C2 подсоединена к неинвертирующему входу 56a операционного усилителя 56, и первая последовательная цепь C1 подсоединена к инвертирующему входу 56b операционного усилителя 56. В последующем описании восьмой модификации, одинаковые ссылочные позиции присвоены частям, идентичным частям в вышеописанном варианте осуществления, и их описания не приводятся в подходящих случаях.
IN
[0235] В восьмой модификации, дифференциальный входной сигнал V операционного усилителя 56 выражается следующей формулой (F11).
[0236]
[0237] (Пример диапазона определяемых температур восьмой модификации)
upper
MIN
MAX
Далее, пример диапазона определяемых температур восьмой модификации будет описан со ссылкой на фиг. 26. Например, аэрозольный ингалятор 1 в соответствии с восьмой модификацией выполняет управление, чтобы прекращать последовательность операций при условии, что температура T нагрузки 21 превышает верхнюю предельную рабочую температуру T, как в четвертой модификации. Соответственно, на фиг. 26 будет описан пример, в котором диапазон определяемых температур установлен в пределах от 250°C до 300°C посредством установки определяемой нижней предельной температуры T равной 250°C и определяемой верхней предельной температуры T равной 300°C.
+
-
IN
[0238] Подобно фиг. 10, вертикальная ось на фиг. 26 указывает напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b, и величину (то есть, напряжение) дифференциального входного сигнала V, и горизонтальная ось указывает температуру T нагрузки 21.
+
[0239] В восьмой модификации, напряжение V, подаваемое на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56 в случае, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, имеет постоянное значение, независимо от температуры T нагрузки 21, как показано на фиг. 26.
-
[0240] Напротив, в восьмой модификации, напряжение V, подаваемое на инвертирующий вход 56b операционного усилителя 56, когда напряжение V подается на всю параллельную цепь, сформированную первой последовательной цепью C1 и второй последовательной цепью C2, снижается по мере того, как температура T нагрузки 21 повышается, как показано на фиг. 24.
REF
H
1
2
3
+
-
MAX
[0241] Как описано в четвертой модификации, для установки диапазона определяемых температур в пределах от 250°C до 300°C, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в пределах от 250°C до 300°C, может быть не ниже значения, соответствующего напряжению земли GND, (не ниже минимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа) и не выше опорного напряжения V (не выше максимального значения, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). В частности, в случае восьмой модификации, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы разность между V и V в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 300°C (то есть, определяемой верхней предельной температуре T), была равной напряжению земли GND (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
IN
[0242] Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение ниже, чем 300°C, может не допускаться ограничение дифференциального входного сигнала V операционного усилителя 56 напряжением земли GND (минимальным значением, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
H
1
2
3
-
[0243] В восьмой модификации также предпочтительно учитывать неточность изготовления нагрузки 21, хотя подробное описание и демонстрация такого учета здесь не приведены. То есть, в случае восьмой модификации, например, значения R, R, R и R электрических сопротивлений можно выбрать так, чтобы значение разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением V(ε=-10%), подаваемым на инвертирующий вход 56b в то время, когда температура T нагрузки 21 равна 300°C, было равным напряжению земли GND, подключенной к отрицательному вводу 56e питания, (минимальному значению, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа).
upper
upper
upper
[0244] Как описано выше, в аэрозольном ингаляторе 1 восьмой модификации, в диапазоне температур, в содержится котором верхняя предельная рабочая температура T, и температура, равная верхней предельной рабочей температура T - 50°C, является наименьшим элементом, значение, полученное умножением дифференциального входного сигнала или значения разности между напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход 56a операционного усилителя 56, и напряжением, подаваемым на инвертирующий вход 56b, на коэффициент A усиления, превышает напряжение отрицательного ввода 56e питания операционного усилителя 56 (минимальное значение, которое может быть обработано операционным усилителем 56, когда операционный усилитель 56 имеет вход/выход не rail-to-rail типа). Таким образом, когда температура T нагрузки 21 имеет значение в диапазоне температур, ограничение дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя 56 может устраняться. Следовательно, когда температура T нагрузки 21 имеет значение около верхней предельной рабочей температуры T, можно определять температуру T нагрузки 21 с высокой точностью и предотвращать чрезмерное нагревание нагрузки 21.
[0245] Настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантом осуществления и модификациями, и, в подходящих случаях, можно вносить усовершенствования и т.п.
lower
upper
lower
upper
Например, в вышеописанных варианте осуществления и модификациях описаны примеры, в которых диапазон температур гарантированной работы нагрузки 21 установлен на диапазон температур не ниже, чем нижняя предельная рабочая температура T и не выше, верхняя предельная рабочая температура T, но настоящее изобретение тем самым не ограничено. Например, диапазон температур гарантированной работы нагрузки 21 может быть установлен на диапазон температур выше, чем нижняя предельная рабочая температура T и ниже, чем верхняя предельная рабочая температура T.
lower
upper
То есть, нижняя предельная рабочая температура T устанавливается как нижний предел диапазона температур гарантированной работы нагрузки 21 (который не содержится в диапазоне температур гарантированной работы нагрузки 21 и является наибольшим элементом из температур, содержащихся в вышеописанной нижней граничной температуре), и верхняя предельная рабочая температура T может быть установлена как верхний предел диапазона температур гарантированной работы нагрузки 21 (который не содержится в диапазоне температур гарантированной работы и является наименьшим элементом из температур, содержащихся в вышеописанной верхней граничной температуре).
MIN
MAX
MIN
MAX
MIN
MAX
Аналогично, в вышеописанных варианте осуществления и модификациях описаны примеры, в которых диапазон определяемых температур является диапазоном температур не ниже определяемой нижней предельной температуры T и не выше определяемой верхней предельной температуры T, но настоящее изобретение тем самым не ограничено. Например, диапазон определяемых температур может быть диапазоном температур выше определяемой нижней предельной температуры T и ниже определяемой верхней предельной температуры T. То есть, определяемая нижняя предельная температура T может быть нижним пределом диапазона определяемых температур, и определяемая верхняя предельная температура T может быть верхним пределом диапазона определяемых температур.
Хотя, в вышеописанных варианте осуществления и модификациях, первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, является разъемно подсоединяемым к блоку 10 питания, первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, может быть также выполнен неразъемным с блоком 10 питания.
[0246] В настоящем описании рассмотрены, по меньшей мере, следующие вопросы. Следует отметить, что, хотя в скобках приведены соответствующие составляющие элементы или подобные элементы в вышеописанном варианте осуществления, настоящее изобретение не ограничено упомянутыми элементами.
[0247] (1) Аэрозольный ингалятор, включающий в себя: первую ответвленную цепь (первую последовательную цепь C1), которая включает в себя нагрузку (нагрузку 21), которая нагревает источник аэрозоля и значение электрического сопротивления которой имеет корреляционную связь с ее температурой, первый известный резистор (первый элемент 63) и первый узел, соединяющий последовательно нагрузку и первый известный резистор;
вторую ответвленную цепь (вторую последовательная цепь C2), которая включает в себя второй известный резистор (второй элемент 64), третий известный резистор (третий элемент 65) и второй узел, соединяющий последовательно второй известный резистор и третий известный резистор, при этом вторая ответвленная цепь соединена параллельно с первой ответвленной цепью;
операционный усилитель (операционный усилитель 56), неинвертирующий вход (неинвертирующий вход 56a) которого соединен с одним из первого узла и второго узла, а инвертирующий вход (инвертирующий вход 56b) соединен с другим из первого узла и второго узла; и
upper
lower
устройство управления (MCU 50), имеющее верхнюю предельную температуру (верхнюю предельную рабочую температуру T) для прекращения нагревания нагрузки и нижнюю предельную температуру (нижнюю предельную рабочую температуру T) для запрета разрядки электроэнергии на нагрузку,
причем дифференциальный входной сигнал операционного усилителя
равен потенциалу отрицательного ввода питания (отрицательного ввода 56e питания) операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в диапазоне верхних граничных температур или диапазоне нижних граничных температур множества рабочих температур, в котором верхняя предельная температура является наибольшим элементом и нижняя предельная температура является наименьшим элементом, или
равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в подмножестве множества рабочих температур, причем подмножество включает в себя верхнюю предельную температуру или нижнюю предельную температуру.
[0248] В соответствии с п. (1), дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в диапазоне верхних граничных температур или диапазоне нижних граничных температур множества рабочих температур, в котором верхняя предельная температура является наибольшим элементом, и нижняя предельная температура является наименьшим элементом, или в подмножестве множества рабочих температур, при этом подмножество включает в себя верхнюю предельную температуру и нижнюю предельную температуру, и, следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в подходящем диапазоне температур.
[0249] То есть, если температура нагрузки может определяться в широком диапазоне температур по выходному сигналу операционного усилителя, то необходимо обеспечивать запас для значений электрических сопротивлений элементов в первой и второй ответвленных цепях, исходя из требования предотвращения ограничения дифференциального входного сигнала и выходного сигнала операционного усилителя. Когда значения электрических сопротивлений элементов в первой и второй ответвленных цепях имеют запас, дифференциальный входной сигнал операционного усилителя имеет тенденцию к повышению. Кроме того, когда дифференциальный входной сигнал операционного усилителя повышается, коэффициент усиления операционного усилителя сложно увеличить, исходя из требования предотвращения ограничения выходного сигнала операционного усилителя. Следовательно, температуру нагрузки сложно измерять с высокой точностью.
[0250] Напротив, в соответствии с п. (1), в диапазоне температур, в котором почти отсутствует потребность в возможности определения температуры нагрузки для управления температурой нагрузки, разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход, и потенциалом, подаваемым на инвертирующий вход операционного усилителя, имеет возможность быть меньше потенциала отрицательного ввода питания или минимального значения, которое может приниматься операционным усилителем. Диапазон температур означает диапазон верхних граничных температур или диапазон нижних граничных температур множества рабочих температур, в которых верхняя предельная температура является наибольшим элементом и нижняя предельная температура является наименьшим элементом, или означает подмножество множества рабочих температур, включающее в себя верхнюю предельную температуру или нижнюю предельную температуру. Следовательно, в (1), поскольку обеспечение запаса значений электрических сопротивлений элементов в первой и второй ответвленных цепях для того, чтобы с избытком устранять ограничение выходного сигнала операционного усилителя, является необходимым условием, то дифференциальный входной сигнал операционного усилителя может быть снижен, и коэффициент усиления операционного усилителя может быть соответственно увеличен. Соответственно, температуру нагрузки можно определять с высокой точностью в подходящем диапазоне температур.
[0251] (2) Аэрозольный ингалятор по п. (1),
в котором, в подмножестве, дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем.
[0252] В соответствии с п. (2), в подмножестве, дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, и, следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в подходящем диапазоне температур.
[0253] (3) Аэрозольный ингалятор по п. (2),
в котором устройство управления способно выполнять управление для сведения температуры нагрузки к целевой температуре, когда источник аэрозоля нагревается, и
при этом подмножество не включает в себя целевую температуру в качестве элемента.
[0254] В соответствии с п. (3), когда температура нагрузки равна, по меньшей мере, целевой температуре, можно не допустить уравнивания дифференциального входного сигнала операционного усилителя с потенциалом отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальным значением, которое может приниматься операционным усилителем. Следовательно, когда температура нагрузки равна, по меньшей мере, целевой температуре, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и устройство управления может точно сводить температура нагрузки к целевой температуре.
[0255] (4) Аэрозольный ингалятор по п. (1),
в котором устройство управления выполнено с возможностью выполнения управления для сведения температуры нагрузки к целевой температуре, когда источник аэрозоля нагревается, и
при этом дифференциальный входной сигнал операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, во множестве, в котором целевая температура содержится как элемент, и температура, равная целевой температуре +50°C, является наибольшим элементом или верхним пределом.
[0256] В соответствии с п. (4), когда температура нагрузки содержится в диапазоне температур, в котором целевая температура содержится как элемент, и температура, равная целевой температуре +50°C, является наибольшим элементом или верхним пределом, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и устройство управления может точно сводить температуру нагрузки к целевой температуре.
[0257] (5) Аэрозольный ингалятор по п. (4),
в котором множество является множеством, в котором температура, равная целевой температуре - 50°C, является наименьшим элементом или нижним пределом.
[0258] В соответствии с п. (5), даже когда температура нагрузки имеет значение, более того, в диапазоне температур, в котором температура, равная целевой температуре - 50°C, является наименьшим элементом или нижним пределом, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и устройство управления может точно сводить температуру нагрузки к целевой температуре.
[0259] (6) Аэрозольный ингалятор по п. (4),
в котором множество является множеством, в котором нижняя предельная температура является наименьшим элементом или нижним пределом.
[0260] В соответствии с п. (6), даже когда температура нагрузки имеет значение около нижней предельной температуры, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем. Соответственно, например, в диапазоне температур, в котором выполняется калибровка для определения температуры нагрузки, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что дифференциальный входной сигнал операционного усилителя имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания, и калибровка может выполняться надлежащим образом.
[0261] (7) Аэрозольный ингалятор по п. (4),
в котором устройство управления выполнено с возможностью управления длительностью импульса мощности, подводимой к нагрузке, по разности между целевой температурой и температурой нагрузки, и
при этом множество является множеством, в котором температура, при которой длительность импульса имеет значение меньше, чем максимальное значение, является наименьшим элементом.
[0262] В соответствии с п. (7), когда температура нагрузки является температурой, при которой длительность импульса мощности, подводимой в нагрузку, может изменяться, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и устройство управления может точно сводить температуру нагрузки к целевой температуре.
[0263] (8) Аэрозольный ингалятор по п. (1),
в котором дифференциальный входной сигнал операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, во множестве, в котором верхняя предельная температура содержится как элемент, и температура, равная верхней предельной температуре - 50°C, является наименьшим элементом или нижним пределом.
[0264] В соответствии с п. (8), когда температура нагрузки содержится в диапазоне температур, в котором содержится верхняя предельная температура, и температура, равная верхней предельной температуре+50°C, является максимальным элементом или верхним пределом, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем. Следовательно, когда температура нагрузки содержится в диапазоне температур, в котором содержится верхняя предельная температура, и температура, равная верхней предельной температуре+50°C, является максимальным элементом или верхним пределом, температуру нагрузки можно определять с высокой точностью.
[0265] (9) Аэрозольный ингалятор по п. (8),
в котором нагрузка подсоединена к стороне низкого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к неинвертирующему входу операционного усилителя,
причем множество содержит температуру, равную верхней предельной температуре - 50°C, в качестве нижнего предела, и
причем дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при температуре, равной верхней предельной температуре - 50°C.
[0266] В соответствии с п. (9), когда температура нагрузки имеет значение около верхней предельной температуры (когда разность между температурой нагрузки и верхней предельной температурой имеет значение ниже, чем 50°C), может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем. Следовательно, когда температура нагрузки имеет значение около верхней предельной температуры, температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0267] (10) Аэрозольный ингалятор по п. (8),
в котором нагрузка подсоединена к стороне низкого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к неинвертирующему входу операционного усилителя,
причем множество содержит температуру, равную верхней предельной температуре - 50°C, в качестве нижнего предела, и
причем, в случае, когда нагрузка при температуре, равной верхней предельной температуре - 50°C, имеет значение электрического сопротивления, которое отличается на -10% от значения электрического сопротивления, при котором дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при температуре, равной верхней предельной температуре - 50°C, дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при температуре, равной верхней предельной температуре - 50°C.
[0268] В соответствии с п. (10), даже если значение электрического сопротивления нагрузки изменяется на -10% от опорного значения вследствие неточности изготовления или тому подобного, когда температура нагрузки имеет значение около верхней предельной температуры, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0269] (11) Аэрозольный ингалятор по п. (8),
в котором нагрузка подсоединена к стороне высокого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к инвертирующему входу операционного усилителя,
причем множество содержит температуру, равную верхней предельной температуре - 50°C, в качестве нижнего предела, и
причем дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при температуре, равной верхней предельной температуре - 50°C.
[0270] В соответствии с п. (11), когда температура нагрузки имеет значение около верхней предельной температуры (когда разность между температурой нагрузки и верхней предельной температурой имеет значение ниже, чем 50°C), может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем. Следовательно, когда температура нагрузки имеет значение около верхней предельной температуры, температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0271] (12) Аэрозольный ингалятор по п. (8),
в котором нагрузка подсоединена к стороне высокого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к инвертирующему входу операционного усилителя,
причем множество содержит температуру, равную верхней предельной температуре - 50°C, в качестве нижнего предела, и
причем, в случае, когда нагрузка при верхней предельной температуре - 50°C имеет значение электрического сопротивления, которое отличается на -10% от значения электрического сопротивления, при котором дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при температуре, равной верхней предельной температуре - 50°C, дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при температуре, равной верхней предельной температуре - 50°C.
[0272] В соответствии с п. (12), даже если значение электрического сопротивления нагрузки изменяется на −10% от опорного значения вследствие неточности изготовления или тому подобного, когда температура нагрузки имеет значение около верхней предельной температуры, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0273] (13) Аэрозольный ингалятор по п. (8),
в котором нагрузка подсоединена к стороне высокого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к неинвертирующему входу операционного усилителя, и
причем дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при верхней предельной температуре.
[0274] В соответствии с п. (13), когда температура нагрузки имеет значение ниже, чем верхняя предельная температура, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем. Следовательно, когда температура нагрузки имеет значение ниже, чем верхняя предельная температура, температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0275] (14) Аэрозольный ингалятор по п. (8),
в котором нагрузка подсоединена к стороне высокого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к неинвертирующему входу операционного усилителя, и
причем, в случае, когда нагрузка при верхней предельной температуре имеет значение электрического сопротивления, которое отличается на -10% от значения электрического сопротивления, при котором дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при верхней предельной температуре, дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при верхней предельной температуре.
[0276] В соответствии с п. (14), даже если значение электрического сопротивления нагрузки изменяется на -10% от опорного значения вследствие неточности изготовления или тому подобного, когда температура нагрузки имеет значение ниже, чем верхняя предельная температура, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0277] (15) Аэрозольный ингалятор по п. (8),
в котором нагрузка подсоединена к стороне низкого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к инвертирующему входу операционного усилителя, и
причем дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при верхней предельной температуре.
[0278] В соответствии с п. (15), когда температура нагрузки имеет значение ниже, чем верхняя предельная температура, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем. Следовательно, когда температура нагрузки имеет значение ниже, чем верхняя предельная температура, температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0279] (16) Аэрозольный ингалятор по п. (12) или (13),
в котором нагрузка подсоединена к стороне низкого потенциала первого известного резистора в первой ответвленной цепи,
при этом первая ответвленная цепь подсоединена к инвертирующему входу операционного усилителя, и
причем, в случае, когда нагрузка при верхней предельной температуре имеет значение электрического сопротивления, которое отличается на -10% от значения электрического сопротивления, при котором дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при верхней предельной температуре, дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, при верхней предельной температуре.
[0280] В соответствии с п. (16), даже если значение электрического сопротивления нагрузки изменяется на -10% от опорного значения вследствие неточности изготовления или тому подобного, когда температура нагрузки имеет значение ниже, чем верхняя предельная температура, может устраняться ограничение выходного сигнала операционного усилителя, что происходит вследствие того, что разность между потенциалом, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя и потенциалом, подаваемым на его инвертирующий вход, имеет значение ниже, чем потенциал отрицательного ввода питания или минимальное значение, которое может приниматься операционным усилителем, и температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0281] (17) Блок питания (блок 10 питания) для аэрозольного ингалятора (аэрозольного ингалятора 1), содержащий источник питания, способный разряжать электроэнергию на нагрузку (нагрузку 21), которая нагревает аэрозолеобразующий источник и значение электрического сопротивления которой имеет корреляционную связь с ее температурой, при этом блок питания аэрозольного ингалятора включает в себя:
первую ответвленную цепь (первую последовательную цепь C1), которая включает в себя первый известный резистор (первый элемент 63) и первый узел, соединяющий последовательно нагрузку и первый известный резистор;
вторую ответвленную цепь (вторую последовательную цепь C2), которая включает в себя второй известный резистор (второй элемент 64), третий известный резистор (третий элемент 65) и второй узел, соединяющий последовательно второй известный резистор и третий известный резистор, причем вторая ответвленная цепь соединена параллельно с первой ответвленной цепью;
операционный усилитель (операционный усилитель 56),  неинвертирующий вход (неинвертирующий вход 56a) которого соединен с одним из первого узла и второго узла, а инвертирующий вход (инвертирующий вход 56b) соединен с другим из первого узла и второго узла; и
upper
lower
устройство управления (MCU 50), имеющее верхнюю предельную температуру (верхнюю предельную рабочую температуру T) для прекращения нагревания нагрузки и нижнюю предельную температуру (нижнюю предельную рабочую температуру T) для запрета разрядки электроэнергии на нагрузку,
причем дифференциальный входной сигнал операционного усилителя
равен потенциалу отрицательного ввода питания (отрицательного ввода 56e питания) операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в диапазоне верхних граничных температур или диапазоне нижних граничных температур множества рабочих температур, в котором верхняя предельная температура является наибольшим элементом, и нижняя предельная температура является наименьшим элементом, или
равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в подмножестве множества рабочих температур, причем подмножество включает в себя верхнюю предельную температуру или нижнюю предельную температуру.
[0282] В соответствии с п. (17), дифференциальный входной сигнал операционного усилителя равен потенциалу отрицательного ввода питания операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься операционным усилителем, в диапазоне верхних граничных температур или диапазоне нижних граничных температур множества рабочих температур, в котором верхняя предельная температура является наибольшим элементом, и нижняя предельная температура является наименьшей температурой, или подмножестве множества рабочих температур, при этом подмножество включает в себя верхнюю предельную температуру и нижнюю предельную температуру, и, следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в подходящем диапазоне температур.
[0283] В соответствии с настоящим изобретением, температура нагрузки, применяемой для образования аэрозоля, может определяться с высокой точностью в подходящем диапазоне температур.