БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ АЭРОЗОЛЬНОГО ИНГАЛЯТОРА
POWER SUPPLY UNIT FOR AEROSOL INHALER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к блоку питания для аэрозольного ингалятора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] JP-T-2017-501805 описывает схему, выполненную с возможностью измерения значения сопротивления нагревателя в устройстве, которое образует вдыхаемый аэрозоль.
[0003] Так как аэрозольный ингалятор применяется пользователем, удерживающим аэрозольный ингалятор во рту, то регулировка температуры нагревателя, используемого для образования аэрозоля, имеет большое значение.
[0004] С другой стороны, требуется также повышение эффективности образования аэрозоля. Документ JP-T-2017-501805 описывает измерение значения сопротивления нагревателя, но не раскрывает его конкретной конфигурации.
[0005] Целью настоящего изобретения является создание блока питания для аэрозольного ингалятора, выполненного с возможностью измерять температура нагрузки, применяемой для образования аэрозоля, с высокой точностью, при одновременном повышении эффективности образования аэрозоля.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Настоящее изобретение предлагает блок питания для аэрозольного ингалятора, содержащий источник питания, выполненный с возможностью производить разрядку на нагрузку, которая нагревает аэрозолеобразующий источник, и у которой температура и значение электрического сопротивления находятся в корреляционной связи. Блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя: первый элемент, соединенный последовательно с нагрузкой и имеющий первое значение электрического сопротивления; вторую последовательную цепь, включающую в себя второй элемент, имеющий второе значение электрического сопротивления, и третий элемент, соединенный последовательно со вторым элементом и имеющий третье значение электрического сопротивления, и соединенную параллельно с первой последовательной цепью, включающей в себя нагрузку и первый элемент; и операционный усилитель, в котором один из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен с первой последовательной цепью, а другой из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен со второй последовательной цепью. Каждое из первого значения электрического сопротивления, второго значения электрического сопротивления и третьего значения электрического сопротивления превышает значение электрического сопротивления нагрузки при нормальной температуре или температуре в предварительно заданном диапазоне температур.
[0007] Настоящее изобретение предлагает также блок питания для аэрозольного ингалятора, содержащий источник питания, выполненный с возможностью производить разрядку на нагрузку, которая нагревает аэрозолеобразующий источник, и у которой температура и значение электрического сопротивления находятся в корреляционной связи. Блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя: первый элемент, соединенный последовательно с нагрузкой и имеющий первое значение электрического сопротивления; вторую последовательную цепь, включающую в себя второй элемент, имеющий второе значение электрического сопротивления, и третий элемент, соединенный последовательно со вторым элементом и имеющий третье значение электрического сопротивления, и подсоединенную параллельно с первой последовательной цепью, включающей в себя нагрузку и первый элемент, к источнику питания; и операционный усилитель, в котором один из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен с первой последовательной цепью, а другой из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен со второй последовательной цепью. Когда нагрузка находится при по меньшей мере одной из нормальной температуры или нормальной температуры в предварительно заданном диапазоне температур, первой температуре, при которой может образоваться аэрозоль, и второй температуре, которая может быть достигнута только тогда, когда аэрозолеобразующий источник израсходуется, первое отношение сопротивлений, которое является значением, полученным делением значения электрического сопротивления элемента со стороны высокого потенциала в цепи, соединенной с инвертирующим входом операционного усилителя, из первой последовательной цепи и второй последовательной цепи на значение электрического сопротивления элемента со стороны низкого потенциала, превышает второе отношение сопротивлений, которое является значением, полученным делением значения электрического сопротивления элемента со стороны высокого потенциала в цепи, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя, из первой последовательной цепи и второй последовательной цепи на значение электрического сопротивления элемента со стороны низкого потенциала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фиг. 1 - вид в перспективе аэрозольного ингалятора, снабженного блоком питания в соответствии с вариантом осуществления настоящего 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 в аэрозольном ингаляторе, показанном на фиг. 1;
Фиг. 5 - блок-схема, представляющая конфигурацию основных частей блока питания в аэрозольном ингаляторе, показанном на фиг. 1;
Фиг. 6 - конфигурация схемы блока питания в аэрозольном ингаляторе, показанном на фиг. 1;
Фиг. 7 - увеличенный вид основной части конфигурации схемы блока питания, показанного на фиг. 6;
Фиг. 8 - схема, представляющая первую модификацию основной части электрической схемы блока питания, показанного на фиг. 7;
Фиг. 9 - схема, представляющая вторую модификацию основной части электрической схемы блока питания, показанного на фиг. 7;
Фиг. 10 - схема, представляющая третью модификацию основной части электрической схемы блока питания, показанного на фиг. 7; и
Фиг. 11 - временная диаграмма для пояснения модификации работы аэрозольного ингалятора, включающего в себя блок питания, для которого конфигурация основной части показана на фиг. 7 или 8.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0009] Далее по тексту будет описан блок питания для аэрозольного ингалятора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, но сначала, со ссылками на фиг. 1 и 2, будет описан аэрозольный ингалятор, снабженный блоком питания.
[0010] (Аэрозольный ингалятор)
Аэрозольный ингалятор 1 является устройством для ингаляции аэрозоля, в который добавляется ароматизатор без горения, и имеет форму стержня, продолжающегося в предварительно заданном направлении (в дальнейшем называемого продольным направлением X). Аэрозольный ингалятор 1 снабжен блок 10 питания, первым картриджем 20 и вторым картриджем 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.
[0011] (Блок питания)
Как показано на фиг. 3, 4, 5 и 6, блок 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления вмещает источник 12 питания, зарядную ИС (интегральную схему) 55A, блок микроконтроллера (MCU) 50 и различные датчики, например, датчик 15 втягивания, внутри цилиндрического корпуса 11 блока питания. Источник 12 питания является заряжаемой батареей аккумуляторов, конденсатором с двойным электрическим слоем или чем-то подобным, и, предпочтительно, является ионно-литиевым аккумулятором. Электролит источника 12 питания может быть каким-то одним из гелеобразного электролита, раствора электролита, твердого электролита, ионной жидкости или их комбинации.
[0012] Как показано на фиг. 4, выводы 41 для разрядки обеспечены на верхнем участке 11a, расположенном со стороны одного конца (стороны первого картриджа 20) корпуса 11 блока питания в продольном направлении X. Выводы 41 для разрядки обеспечены так, чтобы выступать из верхней поверхности верхнего участка 11a в направлении к первому картриджу 20, и выполнены с возможностью электрического соединения с нагрузкой 21 первого картриджа 20.
[0013] Воздухоподводящий участок 42, который подводит воздух к нагрузке 21 первого картриджа 20, обеспечен на верхней поверхности верхнего участка 11a, вблизи выводов 41 для разрядки.
[0014] Узел 43 выводов для зарядки, который является электрически подключаемым к внешнему источнику питания (не показанному), выполненному с возможностью 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 выводов для зарядки обеспечен на боковой поверхности нижнего участка 11b и, например, допускает подсоединение по меньшей мере одного из выводов интерфейса USB, выводов интерфейса micro-USB и выводов разъема типа Lightning (зарегистрированный товарный знак).
[0015] Узел 43 выводов для зарядки может быть энергопринимающим узлом, выполненным с возможностью беспроводным способом принимать энергию, передаваемую из внешнего источника питания. В таком случае, узел 43 выводов для зарядки (энергопринимающий узел) может состоять из энергопринимающей катушки. Способ бесконтактной передачи энергии (беспроводной передачи энергии) может быть индукционного типа или может быть магнитно-резонансного типа. Узел 43 выводов для зарядки может быть энергопринимающим узлом, выполненным с возможностью бесконтактно принимать энергию, передаваемую из внешнего источника питания. В другом примере, к узлу 43 выводов для зарядки можно подключать по меньшей мере один из выводов интерфейса USB, выводов интерфейса micro-USB и выводов разъема типа Lightning, и узел 43 выводов для зарядки может включать в себя вышеописанный энергопринимающий узел.
[0016] Корпус 11 блока питания снабжен блоком 14 управления, допускающим манипуляцию пользователем, на боковой поверхности верхнего участка 11a таким образом, чтобы выходить на сторону, противоположную узлу 43 выводов для зарядки. В частности, блок 14 управления и узел 43 выводов для зарядки располагаются симметрично относительно точки пересечения прямой линии, соединяющей блок 14 управления и узел 43 выводов для зарядки, и осевой линии блока 10 питания в продольном направлении X. Блок 14 управления включает в себя кнопочный переключатель, сенсорную панель и т.п. Как показано на фиг. 3, датчик 15 втягивания, который обнаруживает затяжку, обеспечен вблизи блока 14 управления.
[0017] Зарядная ИС 55A располагается рядом с узлом 43 выводов для зарядки и управляет зарядкой источника 12 питания, с вводом мощности из узла 43 выводов для зарядки. Зарядная ИС 55A может располагаться в непосредственной близости от MCU 50.
[0018] Как показано на фиг. 5, блок MCU 50 соединен с различными сенсорными устройствами, такими как датчик 15 втягивания, который обнаруживает затяжку (втягивание), блоком 14 управления, блоком 45 уведомления, описанным ниже, и памятью 18, которая хранит число затяжек или время подачи напряжения на нагрузку 21. Блок MCU 50 выполняет различные операции управления аэрозольного ингалятора 1. В частности, блок MCU 50 состоит, главным образом, из процессора 55 (смотри фиг. 7), описанного 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.
[0019] Блок MCU 50 включает в себя датчик 16 напряжения, который измеряет напряжение источника питания у источника 12 питания. Датчик 16 напряжения может включать в себя операционный усилитель 56 и блок ADC (аналого-цифровой преобразователь) 57, описанный ниже. В блоке MCU 50, выходной сигнал датчика 16 напряжения вводится в процессор 55. Вместо настоящего варианта осуществления, датчик 16 напряжения может быть обеспечен снаружи блока MCU 50 и соединен с блоком MCU 50.
[0020] В корпусе 11 блока питания обеспечено воздуховпускное отверстие (не показанное), которое втягивает наружный воздух. Воздуховпускное отверстие может быть обеспечено вокруг блока 14 управления или может быть обеспечено вокруг узла 43 выводов для зарядки.
[0021] (Первый картридж)
Как показано на фиг. 3, первый картридж 20 содержит, в цилиндрическом корпусе 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, в котором аэрозоль, образованный распылением источника 22 аэрозоля, протекает ко второму картриджу 30, и концевой колпачок 26, который вмещает часть второго картриджа 30.
[0022] Емкость 23 является секционированной и сформирована так, 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. В емкости 23 может и не содержаться пористое тело из полимерной ткани или хлопчатобумажной нити, и может храниться только источник 22 аэрозоля. Источник 22 аэрозоля включает в себя жидкость, например, глицерин, пропиленгликоль или воду.
[0023] Фитиль 24 является элементом, удерживающим жидкость, который всасывает источник 22 аэрозоля из емкости 23 к нагрузке 21 с использованием явления капиллярности. Фитиль сформирован, например, из стекловолокна или пористой керамики.
[0024] Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля посредством нагревания источника 22 аэрозоля без горения с использованием энергии, подаваемой из источника 12 питания через выводы 41 для разрядки. Нагрузка 21 сформирована из электронагревательной проволоки (спирали), навитой с предварительно заданным шагом, (спирали).
H
[0025] Нагрузка 21 может быть любым элементом, который может производить распыление посредством 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.
[0026] В качестве нагрузки 21 применяется нагрузка, у которой температура и значение электрического сопротивления находятся в корреляционной связи. В качестве нагрузки 21 применяется нагрузка, имеющую характеристику с положительным температурным коэффициентом (PTC), при которой значение электрического сопротивления также повышается, когда повышается температура. Характеристика PTC называется также характеристикой с положительным температурным коэффициентом сопротивления.
REF
REF
[0027] Коэффициент, показывающий величину изменения значения электрического сопротивления нагрузки 21 по отношению к величине изменения температуры нагрузки 21, называется температурный коэффициент α сопротивления [ppm (частей на миллион)/°C]. Температурный коэффициент α сопротивления выражается следующей формулой (F0), в которой температура нагрузки 21 обозначена T, опорная температура обозначена T, и значение опорного электрического сопротивления обозначено R.
[0028] [Уравнение 1]
[0029] Проточный канал 25 для аэрозоля обеспечен с выходной стороны от нагрузки 21 и по осевой линии L блока 10 питания. Концевой колпачок 26 включает в себя a участок 26a вмещения картриджа, который вмещает часть второго картриджа 30, и соединительный проход 26b, который позволяет проточному канала 25 для аэрозоля и участку 26a вмещения картриджа сообщаться друг с другом.
[0030] (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 со стороны, противоположной первому картриджу 20, является ингаляционной трубкой 32 для пользователя. Ингаляционная трубка 32 не ограничена формированием неразъемно со вторым картриджем 30, но может быть выполнен с возможностью соединения и разъединения с 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.
[0031] Второй картридж 30 добавляет ароматизатор в аэрозоль, при пропускании аэрозоля, образуемого распылением источника 22 аэрозоля посредством нагрузки 21, через источник 31 ароматизатора. В качестве изделия из исходного материала, которое представляет собой источник 31 ароматизатора, можно использовать резаный табак или прессовку, изготовленную формованием резаного табака или свежих листьев табака в форме гранул. Источник 31 ароматизатора может быть сформирован из растения (например, мяты, китайской травки или растительного лекарственного средства), отличающегося от табака. Источник 31 ароматизатора можно снабдить такой ароматической добавкой, как ментол.
[0032] В аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, аэрозоль, в который добавлен ароматизатор, 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.
[0033] Аэрозолеобразующий источник аэрозольного ингалятора 1 является участком, который заменяется и используется пользователем. Данный участок поставляется, например, пользователю в форме набора из одного первого картриджа 20 и одного или более (например, пяти) вторых картриджей 30.
[0034] Кроме конфигурации, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора являются отдельными друг от друга, в качестве конфигурации аэрозолеобразующего источника, используемой 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 что-то подобное вместо источника 31 ароматизатора.
[0035] В случае аэрозольного ингалятора 1, включающего в себя аэрозолеобразующий источник, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора сформированы как одно целое, например, один или более (например, 20) аэрозолеобразующих источников поставляются как набор для пользователя.
[0036] В случае аэрозольного ингалятора 1, включающего в себя только источник 22 аэрозоля, в качестве аэрозолеобразующего источника, например, один или более (например, 20) аэрозолеобразующих источников поставляются как набор для пользователя.
[0037] 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 воздухоподводящий участок 42 и вблизи нагрузки 21 первого картриджа 20. 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, дополняется ароматизатором, при протекании через источник 31 ароматизатора, и подается в ингаляционную трубку 32.
[0038] В аэрозольном ингаляторе 1 предусмотрен блок 45 уведомления, который представляет разнотипную информацию (смотри фиг. 5). Блок 45 уведомления может быть выполнен с использованием светоизлучающего элемента, может быть выполнен с использованием вибрационного элемента, или может быть выполнен с помощью звукоизлучающего элемента. Блок 45 уведомления может быть 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, но предпочтительно обеспечивается в блоке 10 питания. Например, боковая поверхность блока 14 управления является светопропускающей и выполнена с возможностью испускания света светоизлучающим элементом, например, светодиодом (СД).
[0039] В аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, в качестве рекомендованной температуры (температуры гарантированной работы) во время использования заранее устанавливается диапазон температур, допускающих образование достаточного количества аэрозоля и гарантирующих безопасность источника 12 питания. Данный диапазон температур является, например, диапазоном от не ниже -10°C до не выше 45°C, включая нормальную температуру (в частности, температуру в диапазоне от 5°C до 35°C, заданную японскими промышленными стандартами). В аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, температура (первая температура) нагрузки 21, выполненная с возможностью образовать аэрозоль из аэрозолеобразующего источника, устанавливается равной значению, превышающему упомянутый диапазон температур, (например, около 200°C). В аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, температура (вторая температура) нагрузки 21, которая может быть достигнута только тогда, когда нагревание нагрузки 21 продолжается в состоянии, в котором аэрозолеобразующий источник израсходован, устанавливается равной значению, превышающему первую температуру, (например, около 300°C). Состояние, в котором аэрозолеобразующий источник израсходован, означает состояние, в котором остаточное количество аэрозолеобразующего источника равно нулю или почти нулю.
[0040] То есть, в аэрозольном ингаляторе 1, температура нагрузки 21 может изменяться в диапазоне, включающем в себя диапазон температур, первую температуру, превышающую диапазон температур, и вторую температуру, превышающую первую температуру, (в конкретном примере, в диапазоне от не ниже -10°C до не выше 300°C). Данный диапазон называется в дальнейшем диапазоном нормальных температур. Численные значения диапазона температур, первой температуры и второй температуры являются примерными и устанавливаются равными соответствующим значения в зависимости от характерных признаков изделия и т.п. Диапазон температур может и не включать в себя нормальную температуру или может быть самой нормальной температурой.
[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 и включает в себя источник 12 питания, выводы 41 для разрядки, выполненные так, что первый картридж 20, включающий в себя вышеупомянутую нагрузку 21, является отделяемым съемным, блок 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 чем-то подобным. В примере на фиг. 6, каждый из первого элемента 63, второго элемента 64 и третьего элемента 65 является резистором.
[0043] Переключатели 61, 62 являются переключающими элементами, например, транзисторами, которые переключаются между состояниями размыкания и проводимости проводной связи. В примере на фиг. 6, каждый из переключателей 61, 62 является биполярным транзистором с изолированным (IGBT) затвором нормально разомкнутого типа, который включается (становится проводящим) при приеме высокоуровневого сигнала команды включения, поданного из блока MCU 50 и выключается (размыкается) при приеме низкоуровневого сигнала команды выключения, поданного из блока MCU 50.
REF
[0044] LDO-стабилизатор 60 и блок MCU 50 соединены последовательно с источником 12 питания. LDO-стабилизатор 60 понижает напряжение из источника 12 питания и выводит напряжение. Выходное напряжение LDO-стабилизатора 60 (в дальнейшем называемое опорным напряжением V) подается на блок MCU 50 в качестве рабочего напряжения блока MCU 50. Например, LDO-стабилизатор 60 понижает напряжение 4,2 В из источника 12 питания до 3,7 В и выводит это напряжение. Из главной положительной шины LU и главной отрицательной шины LD, главная положительная шина LU является линией высокого потенциала, и главная отрицательная шина LD является линией 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 включение 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] Первая последовательная цепь C1 и вторая последовательная цепь C2 подсоединяются 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 подсоединяются к эмиттеру переключателя 62. Нагрузка 21 и третий элемент 65 параллельно подсоединяются к главной отрицательной шине LD. 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 подсоединена к блоку MCU 50. В частности, первая последовательная цепь C1 подсоединена к блоку MCU 50 между первым элементом 63 и нагрузкой 21.
[0050] Вторая последовательная цепь C2 подсоединена к блоку MCU 50. В частности, вторая последовательная цепь C2 подсоединена к блоку MCU 50 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 к месту со стороны меньшего потенциала, чем на узле, соединенном с блоком MCU 50, в первой последовательной цепи C1 между первым элементом 63 и нагрузкой 21.
[0052] Эмиттер переключателя 61 может подсоединяться к месту PS1 со стороны более высокого потенциала, чем на узле соединения первой последовательной цепи C1 с блоком MCU 50, как показано пунктирной линией на фиг. 6. Эмиттер переключателя 61 может подсоединяться к месту 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, включенная между главной положительной шиной LU и первым элементом 63 и нагрузкой 21 первой последовательной цепи C1, называется в дальнейшем нагревательной цепью. Цепь, включающая в себя переключатель 62 и проводные соединения, подсоединяющие первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2 к главной положительной шине LU, называется в дальнейшем первой соединительной цепью. Цепь, включающая в себя проводные соединения, подсоединяющие первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2 к главной отрицательной шине LD, называется в дальнейшем соединительной цепью.
[0054] Блок (MCU)
Далее приведено подробное описание конфигурации блока MCU 50. Как показано на фиг. 5, блок 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 процессор, выполняющим программы, хранящиеся в ROM.
[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 втягивающим действием пользователя на ингаляционной трубке 32. Датчик 15 втягивания является, например, датчиком давления, который выдает выходное значение (например, значение напряжения или значения тока), соответствующее внутреннему давлению, которое изменяется из-за скорости струи воздуха, всасываемого из впускного отверстия (не показанного) по направлению к ингаляционной трубке 32 (то есть, затяжки пользователя). Датчик 15 втягивания может быть образован емкостным микрофоном или подобным устройством. 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. Посредством выключения переключателя 62 и выключения переключателя 61, детектор 52 температуры вызывает протекание тока по каждой из первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 и, в это время, определяет температуру нагрузки 21 по выходному сигналу первой последовательной цепи C1 и выходному сигналу второй последовательной цепи.
[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 наступление срока замены второго картриджа 30 и сообщает об этом по совокупному числу затяжек или суммарному времени подачи напряжения на нагрузку 21, записанному в памяти 18. Контроллер 54 извещений может сообщать не только о наступлении срока замены второго картриджа 30, но также 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] Когда выясняется, что все вторые картриджи 30, содержащиеся в наборе, использованы, контроллер 54 извещений может определить, что один первый картридж 20, содержащийся в наборе, 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 обнаруживает запрос на образование аэрозоля, контроллер 53 мощности управляет разрядкой источника 12 питания через выводы 41 для разрядки посредством включения или выключения переключателей 61, 62. Посредством выключения переключателя 62 и включения переключателя 61, контроллер 53 мощности вызывает 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 через первый элемент 63 в первой последовательной цепи C1. Как описано ниже, поскольку первый элемент 63, второй элемент 64 и третий элемент 65 имеют, каждый, достаточно большое 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, эффективность образования аэрозоля повышается.
[0061] Даже в конфигурации, в которой эмиттер переключателя 61 подсоединен к месту PS1 на фиг. 6, когда выполняется разрядка 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 месту PS2 на фиг. 6, когда выполняется разрядка 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 любом случае, когда выполняется разрядка 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, блок MCU 50 включает в себя операционный усилитель 56, аналого-цифровой преобразователь (ADC) 57 и процессор 55. Во всех вариантах осуществления, операционный усилитель 56 и ADC 57 могут быть обеспечены вне блока MCU 50.
[0063] Операционный усилитель 56 включает в себя неинвертирующий вход (+) и инвертирующий вход (-) и усиливает значение разности, полученное вычитанием напряжения, подводимого к инвертирующему входу из напряжения, подводимого к неинвертирующему входу, в соответствии с предварительно заданным коэффициентом A усиления, и выдает усиленное значение разности. Данное значение разности изменяется, когда значение электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется с изменением ее температуры. Аналогично, выходной сигнал операционного усилителя 56 изменяется, когда значение электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется с изменением ее температуры.
REF
REF
REF
REF
REF
REF
[0064] Операционный усилитель 56 включает в себя пару выводов для подачи питания. Например, вывод для подачи питания со стороны высокого потенциала может быть подсоединен к опорному напряжению V. Вывод для подачи питания со стороны низкого потенциала подсоединен к напряжению ниже, чем опорное напряжение V. Например, вывод для подачи питания со стороны низкого потенциала может замыкаться на корпус. Когда выводы для подачи питания операционного усилителя 56 соединены таким способом, верхнее предельное значение значения разности равно напряжению (например, V) подключенному к выводу для подачи питания со стороны высокого потенциала, и нижнее предельное значение значения разности равно напряжению (например, 0), подключенному к выводу для подачи питания со стороны низкого потенциала. Следовательно, даже когда значение разности превышает выходное значение V, значение разности устанавливается равным V. Аналогично, даже когда значение разности оказывается ниже 0, значение разности устанавливается равным 0. Иначе говоря, чтобы точно получать значение электрического сопротивления и температуру нагрузки 21 с использованием выходного сигнала операционного усилителя 56, значение разности требуется установить между V и 0.
[0065] Первая последовательная цепь C1 соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя 56. В частности, неинвертирующий вход операционного усилителя 56 подсоединен между первым элементом 63 и нагрузкой 21 в первой последовательной цепи C1 и со стороны более высокого потенциала, чем узел соединения с переключателем 61. Вторая последовательная цепь C2 соединена с инвертирующим входом операционного усилителя 56. В частности, инвертирующий вход операционного усилителя 56 подсоединен между вторым элементом 64 и третьим элементом 65 во второй последовательной цепи C2.
REF
[0066] 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, работающий с опорным напряжением V.
[0067] Когда переключатель 62 выключен, и переключатель 61 включен, напряжение V+, подводимое к неинвертирующему входу операционного усилителя 56, и напряжение V-, подводимое к инвертирующему входу операционного усилителя 56, соответственно, выражаются следующими формулами (F1), (F2), в которых «V» является напряжением, подаваемым на всю параллельную цепь, сформированную первой последовательной цепью C1 и второй последовательной цепью C2, (иначе говоря, разностью потенциалов между главной положительной шиной LU и главной отрицательной шиной LD).
[0068] [Уравнения 2]
IN
IN
H
IN
H
IN
[0069] Следовательно, когда переключатель 62 выключен, и переключатель 61 включен, выходной сигнал операционного усилителя 56 выражается следующей формулой (F3) с коэффициентом A усиления и формулами (F1), (F2). Часть формулы (F3), не считая коэффициента A усиления, отражает значение разности между сигналом, подводимым к неинвертирующему входу, и сигналом, подводимым к инвертирующему входу операционного усилителя 56. В дальнейшем, это значение разности называется также V. Значение разности V изменяется вследствие изменения значения R электрического сопротивления нагрузки 21. В дальнейшем, величина изменения значения разности V по отношению к величине изменения значения R электрического сопротивления нагрузки 21 будет называться ΔV ниже. Коэффициент A усиления может быть любым натуральным числом не меньше 1.
[0070] [Уравнение 3]
H
H
H
REF
REF
REF
[0071] Детектор 52 температуры, служащий функциональным блоком процессора 55 получает выходной сигнал операционного усилителя 56, когда переключатель 62 выключен, и переключатель 61 включен. В формуле (F3), другие значения, помимо значения R электрического сопротивления нагрузки 21, являются известными значениями. Поэтому, детектор 52 температуры может выводить значение R электрического сопротивления нагрузки 21 из полученного выходного сигнала операционного усилителя 56 и формулы (F3). Детектор 52 температуры определяет температуру T нагрузки 21 по значению R электрического сопротивления нагрузки 21, выведенного приведенным способом, и информации о характеристике PTC нагрузки 21, заранее сохраненной в ROM (например, информации об опорной температуре T, значении R опорного электрического сопротивления, соответствующем опорной температуре T, и температурном коэффициенте α сопротивления [ppm/°C]).
[0072] Далее рассматривается разрешение определения температуры T нагрузки 21 детектором 52 температуры.
REF
[0073] Разрешение Res [В/разряд] ([V/bit]) N-разрядного ADC 57, к которому подводится опорное напряжение V из источника питания, выражается следующей формулой (F4).
[0074] [Уравнение 4]
H
H
H
-6
[0075] Когда формулу (F4) переписывают, разрешение Res [°C] по температуре выражается следующей формулой (F5). ΔT (ΔR) в формуле (F5) указывается величиной изменения температуры T нагрузки 21 в соответствии с величиной изменения значения R электрического сопротивления нагрузки 21. Следовательно, формула (F5) может быть преобразована 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 единицы измерения температурного коэффициента α сопротивления из [ppm/°C] в [%].
[0076] [Уравнение 5]
[0077] [Уравнение 6]
IN
IN
IN
[0078] Как можно видеть из формулы (F6), чтобы повысить разрешение определения температуры T нагрузки 21 детектором 52 температуры, можно повысить величину изменения ΔV значения разности V операционного усилителя 56, иначе говоря, величину умножения коэффициента A усиления и значения разности V.
IN
H
REF
REF
[0079] В блоке 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления, как можно видеть из формулы (F3), амплитуды сигнала, подводимого к неинвертирующему входу, и сигнала, подводимого к инвертирующему входу операционного усилителя 56, значительно ниже амплитуд в случае, когда инвертирующий вход подсоединен к корпусу. То есть, величина изменения значения разности V операционного усилителя 56 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, не превышает опорного напряжения V для нормальной работы ADC 57.
IN
REF
IN
[0080] В блоке 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления, значение разности V операционного усилителя 56 может быть установлено 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 значения разности V может быть установлена равной большому значению, и разрешение определения температуры T может быть повышено.
[0081] (Предпочтительные условия, касающиеся значений электрических сопротивлений нагрузки, первого элемента, второго элемента и третьего элемента)
Когда выполняется определение 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, для предотвращения того, чтобы джоулева теплота, вырабатываемая током, протекающим по первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, влияла 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
[0082] 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, или необходимо время для повышения температуры нагрузки 21 до требуемой температуры, когда величина мощности снижена. Следовательно, желательно, чтобы значение R электрического сопротивления нагрузки 21 минимизировалось для повышения эффективности образования аэрозоля.
1
2
3
H
[0083] Для повышения эффективности образования аэрозоля, блок 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления выполнен с возможностью удовлетворения значений 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
[0084] Однако, значение R электрического сопротивления является значением, которое изменяется с изменением температуры нагрузки 21. Следовательно, 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 в пределах части диапазона нормальных температур. В частности, значение R электрического сопротивления может быть настроено так, чтобы вышеприведенное условие, касающееся значений сопротивления, удовлетворялось только тогда, 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
[0085] Как описано выше, для получения точных значения электрического сопротивления и температуры нагрузки 21 требуется не допускать того, чтобы напряжение V+, подводимое к неинвертирующему входу операционного усилителя 56, становилось ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу. 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
[0086] В данном случае, значение, полученное делением первого значения R электрического сопротивления первого элемента 63, являющегося элементом со стороны высокого потенциала в первой последовательной цепи C1, на значение R электрического сопротивления нагрузки 21, являющейся элементом со стороны низкого потенциала в первой последовательной цепи C1, устанавливается равным «n». Значение, полученное делением второго значения R электрического сопротивления второго элемента 64, являющегося элементом со стороны высокого потенциала во второй последовательной цепи C2, на третье значение R электрического сопротивления третьего элемента 65, являющегося элементом со стороны низкого потенциала во второй последовательной цепи C2, устанавливается равным «m». В блоке 10 питания, поскольку 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
[0087] Когда n и m заданы таким образом, «R» в формуле (F3) равняется «n·R», и «R» равняется «m·R». Следовательно, формулу (F3) можно преобразовать следующим образом.
[0088] [Уравнение 7]
1
2
H
3
IN
[0089] В формуле (F7), поскольку произведение n и m в знаменателе велико, когда n и m увеличиваются, иначе говоря, когда R и R со стороны высокого потенциала больше, чем R и R со стороны низкого потенциала, то значение разности V операционного усилителя 56 можно уменьшить, и коэффициент A усиления можно соответственно увеличить.
[0090] Из формулы (F7) можно заметить, что, при создании конфигурации, удовлетворяющей условию m>n, напряжение V+, подводимое к неинвертирующему входу, не бывает ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу, и операционный усилитель 56 работает стабильно, и поэтому можно обеспечить точность измерения 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 в случае, 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.
[0091] (Работа аэрозольного ингалятора)
Работа аэрозольного ингалятора 1, выполненного вышеописанным образом, будет описана со ссылкой на фиг. 6. Когда обнаруживается запрос 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 нагрузке 21 протекает большой ток через нагревательную цепь, а ток, протекающий через первый элемент 63, второй элемент 64 и третий элемент 65, равен нулю или почти нулю. Нагрузка 21, тем самым, нагревается для образования аэрозоля.
IN
[0092] После того, как истекло предварительно заданное время 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 по первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 через первую соединительную цепь. Тогда значение разности (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.
[0093] 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 вышеописанной операции, температура нагрузки 21 определяется с высокой частотой в процессе образования аэрозоля в соответствии с запросом на образование аэрозоля.
[0094] (Эффекты варианта осуществления)
H
1
2
3
Как описано выше, в соответствии с решением блока 10 питания, электрическое сопротивление нагрузки 21 в диапазоне нормальных температур имеет значение R меньше, чем первое значение R электрического сопротивления, второе значение R электрического сопротивления и третье значение R электрического сопротивления. Поэтому, возможна эффективная регулировка температуры нагрузки 21 в диапазоне нормальных температур, и возможно эффективное образование аэрозоля.
[0095] В соответствии с решением блока 10 питания, в диапазоне нормальных температур удовлетворяется соотношение m>n. Поэтому, в диапазоне нормальных температур, снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу, до уровня ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу в операционном усилителе 56, может не допускаться, и температура нагрузки 21 может определяться с высокой точностью.
[0096] В блоке 10 питания, первая последовательная цепь C1 подсоединена к неинвертирующему входу операционного усилителя 56. В соответствии с данной конфигурацией, входное напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 56 может повышаться, когда температура нагрузки 21 повышается. Следовательно, при высокой температуре легко предотвращается снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу операционного усилителя 56, до уровня ниже, чем напряжение V- подводимое к инвертирующему входу. Поскольку входное напряжение на неинвертирующем входе повышается при высокой температуре, то входное напряжение можно легко отличить от шума, и температура нагрузки 21 при высокой температуре может определяться с высокой точностью.
[0097] В соответствии с решением блока 10 питания, при управлении включением и выключением переключателя 61 и переключателя 62 может выполняться переключение между подачей мощности в первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2 и подачей мощности в нагрузку 21 через переключатель 61, и соответственно может выполняться переключение между образованием аэрозоля и измерением температуры нагрузки 21.
[0098] В частности, в процессе образования аэрозоля, по нагрузке 21 может протекать большой ток из главной положительной шины LU через нагревательную цепь. Следовательно, регулировка температуры нагрузки 21 может выполняться эффективно, и эффективность образования аэрозоля может повышаться.
[0099] В блоке 10 питания, нагревательная цепь подсоединена к месту со стороны меньшего потенциала, чем узел соединения первой последовательной цепи C1 с операционным усилителем 56. В соответствии с данной конфигурацией, потери мощности в узле соединения первой последовательной цепи C1 с операционным усилителем 56 могут исключаться, когда ток протекает только через нагрузку 21. Следовательно, эффективность образования аэрозоля может дополнительно повышаться.
[0100] (Более предпочтительный вариант осуществления)
[0101] Значение электрического сопротивления нагрузки 21 может включать в себя неточность изготовления самой нагрузки 21. Данная неточность изготовления составляет, максимум, ±10%. Следовательно, значение m желательно устанавливать заранее больше, чем n, с учетом существования такой неточности изготовления. В частности, значение m устанавливается не менее, чем в 1,2 раза больше n, независимо от температуры нагрузки 21 в диапазоне нормальных температур. Это делает возможным поддержку соотношения m>n в диапазоне нормальных температур даже тогда, когда температурный коэффициент α сопротивления нагрузки 21 снижен на, приблизительно, 10% вследствие неточности изготовления. Когда применяют нагрузку 21, имеющую меньшую неточность изготовления, значение m может быть не менее, чем в 1,1 раза или не менее, чем в 1,05 раз больше n, независимо от температуры нагрузки 21 в диапазоне нормальных температур.
1
2
3
[0102] В мостовой схеме, включающей в себя первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2, по меньшей мере одно из первого значения R электрического сопротивления, второго значения R электрического сопротивления и третьего значения R электрического сопротивления предпочтительно составляет не менее, чем 1 кОм. Если содержится по меньшей мере один элемент, имеющий значение электрического сопротивления не менее, чем 1 кОм, то значение электрического сопротивления всей мостовой схемы может повысить в достаточной мере.
2
3
1
2
3
H
2
3
[0103] В более предпочтительном случае, только одно или оба из второго значения R электрического сопротивления и третьего значения R электрического сопротивления из первого значения R электрического сопротивления, второго значения R электрического сопротивления и третьего значение R электрического сопротивления составляют 1 кОм или более. Учитывая, что значение R электрического сопротивления является достаточно небольшим, и условие m>n удовлетворяется, посредством установки только одного или обоих из второго значения R электрического сопротивления и третьего значения R электрического сопротивления 1 кОм или более, можно не допустить того, чтобы значения n и m были излишне большими.
[0104] Поскольку аэрозольный ингалятор 1 образует аэрозоль посредством нагревания нагрузки 21, то, с позиции эффективности образования аэрозоля, желательно, чтобы величина тока, протекающего по нагрузке 21, могла быть достаточно большой даже тогда, когда температура нагрузки 21 является высокой. С этой позиции и для снижения затрат на покупку, температурный коэффициент α сопротивления нагрузки 21 предпочтительно составляет, приблизительно, не более 1000 [ppm/°C]. Примеры материала нагрузки 21, имеющего температурный коэффициент α сопротивления не более 1000 [ppm/°C], включают в себя SUS (нержавеющую сталь), имеющую температурный коэффициент α сопротивления около [1000 ppm/°C], NiCr (нихром), имеющий температурный коэффициент α сопротивления около [100 ppm/°C] или что-то подобное. Для определения температуры нагрузки 21 с более высокой точностью можно использовать нагрузку 21, имеющую температурный коэффициент α сопротивления, приблизительно, не более 2000 [ppm/°C].
IN
[0105] Таким образом, посредством снижения температурного коэффициента α сопротивления нагрузки 21 можно уменьшить изменение входного сигнала операционного усилителя 56 по отношению к изменению температура нагрузки 21. Следовательно, входное напряжение можно усиливать с большим коэффициентом усиления в операционном усилителе 56, и разрешение определения температуры нагрузки 21 может быть повышено. В частности, конфигурация, в которой для нагрузки 21 применяется NiCr, является более предпочтительной в связи с низкой стоимостью, входной сигнал V операционного усилителя 56 можно минимизировать, и значение электрического сопротивления при высокой температуре можно уменьшить.
[0106] (Первая модификация аэрозольного ингалятора)
Фиг. 8 является схемой, представляющей первую модификацию основной части электрической схемы блока 10 питания, показанного на фиг. 7. Фиг. 8 показывает такую же конфигурацию, как на фиг. 7, за тем исключением, что первая последовательная цепь C1 соединена с инвертирующим входом операционного усилителя 56, и вторая последовательная цепь C2 соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя 56. Даже в конфигурации, показанной на фиг. 8, температура нагрузки 21 может быть определена с высоким разрешением.
[0107] Следует отметить, что, в конфигурации, показанной на фиг. 8, вышеописанное соотношение между n и m меняется на обратное. То есть, в конфигурации, показанной на фиг. 8, условие n>m удовлетворяется 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 настоящей модификации, n представляет первое отношение сопротивлений, и m представляет второе отношение сопротивлений. В другом варианте осуществления, блок 10 питания может быть выполнен так, что условие n>m удовлетворяется только тогда, когда нагрузка 21 находится в пределах части диапазона нормальных температур. В частности, блок 10 питания может быть выполнен так, что условие n>m удовлетворяется, когда нагрузка 21 находится в вышеупомянутом диапазоне температур, вышеупомянутом диапазоне температур и при вышеупомянутой первой температуре и вышеупомянутом диапазоне температуре и при вышеупомянутой второй температуре. В такой конфигурации, можно расширить диапазон вариантов для нагрузки 21 и других элементов.
[0108] (Вторая модификация аэрозольного ингалятора)
Фиг. 9 является схемой, представляющей вторую модификацию основной части электрической схемы блока 10 питания, показанного на фиг. 7. Фиг. 9 показывает такую же конфигурацию, как на фиг. 7, за тем исключением, что переключатель 62, содержащийся в первой соединительной цепи, заменен диодом 62A. Диод 62A имеет прямое направление со стороны высокого потенциала в сторону низкого потенциала и, в частности, сконфигурирован так, что анод соединен с главной положительной шиной LU, и катод соединен с первой последовательной цепью C1 и второй последовательной цепью C2. Диод 62A служит, в основном, для блокирования протекания тока от нагревательной цепи к главной положительной шине LU.
[0109] В настоящей модификации, когда обнаруживается запрос на образование аэрозоля, процессор 55 блока MCU 50 посылает команду включения в переключатель 61. Когда переключатель 61 включается по команде, ток протекает по нагрузке 21 через нагревательную цепь, и нагрузка 21 нагревается для образования аэрозоль. При этом, узел, в котором соединены первая соединительная цепь, первая последовательная цепь C1 и вторая последовательная цепь C2, и узел, в котором соединены нагревательная цепь и первая последовательная цепь C1, находятся под одинаковым потенциалом. То есть, поскольку потенциалы на обоих концах первого элемента 63 равны, то ток через первый элемент 63 не протекает. Следовательно, когда переключатель 61 находится во включенном состоянии, ток протекает только через нагревательную цепь. Следовательно, нагрузка 21 может эффективно нагреваться. С другой стороны, во время измерения температуры, процессор 55 посылает команду выключения в переключатель 61. Когда переключатель 61 выключается по команде, ток протекает по мостовой схеме через диод 62A. Следовательно, процессор 55 может определять температуру нагрузки 21.
[0110] В соответствии с модификацией, поскольку переключатель 62 может быть заменен диодом 62A, то можно уменьшить стоимость изготовления и размер блока 10 питания. Поскольку переключателем, включением и выключением которого может управлять процессор 55, является только переключатель 61, то можно сэкономить вычислительные ресурсы процессора 55. Поскольку суммарное значение сопротивления мостовой схемы в достаточной мере превышает значение электрического сопротивления нагрузки 21, то диод 62A можно исключить. За счет исключения диода 62A можно дополнительно уменьшить стоимость и размеры. С другой стороны, когда обеспечен диод 62A, может предотвращаться обратное протекание тока из мостовой схемы к главной положительной шине LU, и может быть повышена безопасность.
[0111] (Третья модификация аэрозольного ингалятора)
Фиг. 10 является схемой, представляющей третью модификацию основной части электрической схемы блока 10 питания показанного на фиг. 7. Фиг. 10 показывает такую же конфигурацию, как на фиг. 7, за тем исключением, что положения нагрузки 21 и первого элемента 63 в первой последовательной цепи C1 переставлены в обратном порядке, положения второго элемента 64 и третьего элемента 65 во второй последовательной цепи C2 переставлены в обратном порядке, и изменены положения соединений нагревательной цепи, включающей в себя переключатель 61.
[0112] Эмиттер переключателя 61, содержащегося в нагревательной цепи, подсоединен со стороны более высокого потенциала, чем узел соединения первой последовательной цепи C1 с операционным усилителем 56, и коллектор переключателя 61 соединен с главной отрицательной шиной LD.
[0113] В настоящей модификации, первая последовательная цепь C1 имеет конфигурацию, в которой первый элемент 63 является элементом со стороны низкого потенциала, и нагрузка 21 является элементом со стороны высокого потенциала. Вторая последовательная цепь C2 имеет конфигурацию, в которой второй элемент 64 является элементом со стороны низкого потенциала и третий элемент 65 является элементом со стороны высокого потенциала. В данной модификации, расположение элементов в первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 противоположно расположению, показанному на фиг. 7. Следовательно, вышеописанное соотношение между n и m изменяется на обратное, и, когда температура нагрузки 21 находится в диапазоне нормальных температур, удовлетворяется соотношение n>m. В другом варианте осуществления, блок 10 питания может быть выполнен так, что условие n>m удовлетворяется только тогда, когда нагрузка 21 находится в пределах части диапазона нормальных температур. В частности, блок 10 питания может быть выполнен так, что условие n>m 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 такой конфигурации, можно расширить диапазон вариантов для нагрузки 21 и других элементов.
H
1
3
2
[0114] В данном случае, значение, полученное делением значения R электрического сопротивления нагрузки 21 со стороны высокого потенциала в первой последовательной цепи C1 на первое значение R электрического сопротивления первого элемента 63 со стороны низкого потенциала, равно 1/n, и значение, полученное делением третьего значения R электрического сопротивления третьего элемента 65 со стороны высокого потенциала во второй последовательной цепи C2 на второе значение R электрического сопротивления второго элемента 64 со стороны низкого потенциала, равно 1/m. Значение (1/n) представляет второе отношение сопротивлений, и значение (1/m) представляет первое отношение сопротивлений. В настоящей модификации, поскольку удовлетворяется соотношение n>m, то удовлетворяется и соотношение (1/n)<(1/m).
[0115] То есть, следует отметить, что соотношение, в котором отношение сопротивлений (значение, полученное делением значения сопротивления со стороны высокого потенциала на значение сопротивления со стороны низкого потенциала) последовательной цепи, соединенной с инвертирующим входом операционного усилителя 56, превышает отношение сопротивлений (значение, полученное делением значения сопротивления со стороны высокого потенциала на значение сопротивления со стороны низкого потенциала) последовательной цепи, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя 56, является таким же, как на фиг. 7.
H
[0116] В настоящей модификации, когда обнаруживается запрос на образование аэрозоля, процессор 55 блока MCU 50 посылает команду включения в переключатели 61, 62. Когда переключатели 61, 62 включаются по команде, ток протекает через нагрузку 21 в последовательной цепи из первой соединительной цепи, нагрузки 21 и нагревательной цепи, и нагрузка 21 нагревается для образования аэрозоля. Электрическое сопротивление нагрузки 21 имеет значение R достаточно меньше, чем суммарное значение сопротивления второй последовательной цепи C2. Следовательно, когда переключатели 61, 62 включены, через нагрузку 21 может протекать большой ток. Следовательно, нагрузка 21 может эффективно нагреваться.
[0117] С другой стороны, во время измерения температуры, процессор 55 посылает команду выключения в переключатель 61. Когда переключатель 61 выключается по команде, ток протекает по мостовой схеме через первую соединительную цепь. Следовательно, процессор 55 может определять температуру нагрузки 21.
[0118] В соответствии с данной модификацией, поскольку, при включении переключателя 61 нагревательной цепи, из главной положительной шины LU в нагрузку 21 может протекать большой ток, то эффективность образования аэрозоля может повышаться. Так как нагрузка 21 регулируется в режиме отрицательного регулирования, то можно обеспечить сокращение проводных соединений.
[0119] В настоящей модификации, нагревательная цепь подсоединяется со стороны с более высоким потенциалом, чем узел соединения первой последовательной цепи C1 с операционным усилителем 56. В соответствии с данной конфигурацией, в узле соединения первой последовательной цепи C1 с операционным усилителем 56 отсутствуют потери мощности, когда ток протекает только через нагрузку 21. Следовательно, эффективность образования аэрозоля может дополнительно повышаться.
[0120] Как показано на фиг. 10, положение соединения коллектора переключателя 61 с первой последовательной цепью C1 может находиться со стороны потенциала ниже, чем потенциал узла соединения первой последовательной цепи C1 с операционным усилителем 56.
[0121] В схеме на фиг. 10, переключатель 62 можно заменить диодом, имеющим прямое направление со стороны высокого потенциала в сторону низкого потенциала. В этом случае, когда переключатель 61 выключен, ток может протекать через первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2. С другой стороны, когда переключатель 61 включен, ток может протекать преимущественно через нагрузку 21, которая имеет значение электрического сопротивления достаточно меньше, чем значение электрического сопротивления второй последовательной цепи C2. Цепь также может быть защищена диодом.
[0122] (Четвертая модификация аэрозольного ингалятора)
IGBT
IGBT
Фиг. 11 является схемой, представляющей временную диаграмму для объяснения модификации работы аэрозольного ингалятора 1, включающего в себя блок 10 питания, для которого конфигурация основной части показана на фиг. 7 или 8. Фиг. 11 представляет временную диаграмму периода с начала образования аэрозоля по запросу на образование аэрозоля до конца измерения температуры нагрузки 21. На фиг. 11 показаны сигналы команд переключателям 61, 62 в течение этого периода. На фиг. 11, форма сигнала тока I1 коллектора переключателя 61 и форма сигнала напряжения V между коллектором и эмиттером показаны над формой сигнала команды переключателю 61. На фиг. 11, форма сигнала тока I2 коллектора переключателя 62 и форма сигнала напряжения V между коллектором и эмиттером показаны под формой сигнала команды переключателю 62.
ON1
[0123] Когда обнаруживается запрос на образование аэрозоля, процессор 55 блока MCU 50 посылает команду включения (H) в переключатель 61 в момент времени t1. В момент времени t1, в переключатель 62 посылается команда выключения (L). Когда переключатель 61 включается по команде включения в момент времени t1, ток I1 начинает протекать по нагрузке 21 через нагревательную цепь, и нагрузка 21 нагревается и начинает образовать аэрозоль. Как показано в верхней части фиг. 11, ток I1 стабилизируется на требуемом значении после того, как прошло предварительно заданное время T включения с момента, когда включился переключатель 61.
ON1
ON2
[0124] В момент времени после того, как прошло время T включения с момента времени t1, и когда наступает момент времени t2 в течение периода включения переключателя 61, процессор 55 посылает команду (H) в переключатель 62. Когда переключатель 62 включается по команде, по первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2 начинает протекать ток I2 через первую соединительную цепь. Как показано в нижней части фиг. 11, ток I2 стабилизируется на требуемом значении после того, как прошло предварительно заданное время T включения с момента, когда включился переключатель 62.
ON2
OFF1
[0125] После момента времени t2, в момент времени t3, достаточно раньше, чем истекает время T включения, процессор 55 посылает команду выключения (L) в переключатель 61. Когда переключатель 61 выключается по команде, подача тока I1 в нагрузку 21 через нагревательную цепь прекращается. Ток I1 на данной стадии уменьшается за предварительно заданное время T выключения.
ON2
OFF1
[0126] Процессор 55 получает выходной сигнал ADC 57 в момент времени в течение периода включения переключателя 62, в момент времени t4 после того, как прошло время T включения с момента времени t2, и прошло время T выключения с момента времени t3, и определяет температуру нагрузки 21 по данному выходному сигналу. После того, как температура определяется, процессор 55 посылает команду выключения в переключатель 62. По данной команде, переключатель 62 выключается с возвратом в исходной состояние временной диаграммы. Число раз, когда процессор 55 определяет температуру нагрузки 21 в течение периода включения переключателя 62 может быть больше одного. В таком случае, температура нагрузки 21 может быть получена из среднего значения или медианного значения множества выходных сигналов ADC 57 и множества измеренных температур.
[0127] Как описано выше, в настоящей модификации процессор 55 выполнен с возможностью передачи команды включения в переключатель 62 в то время, когда переключатель 61 включен. В соответствии с данной конфигурацией, может выполняться эффективное переключение между подачей мощности в первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2 и подачей мощности в нагрузку 21 через нагревательную цепь. В результате, температура нагрузки 21 может определяться с высокой частотой даже в течение периода образования аэрозоля.
ON2
OFF1
[0128] В настоящей модификации, процессор 55 выполняет обработку информации для измерения температуры нагрузки 21 на основании выходного сигнала операционного усилителя 56 в момент времени t4 после того, как прошло время T включения с момента времени t2, и после того, как прошло время T с момента времени t3. В соответствии с данной конфигурацией, обработка информации для измерения температуры нагрузки 21 может выполняться, когда подача тока в нагрузку через нагревательную цепь почти отсутствует. Следовательно, точность данной обработки информации может повышаться.
[0129] Хотя в вышеприведенном варианте осуществления и модификациях первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, выполнен с возможностью присоединения к блоку 10 питания и отсоединения от него, первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, может быть неразъемным с блоком 10 питания.
[0130] Настоящее описание раскрывает по меньшей мере следующие признаки. Хотя в скобках показаны соответствующие составляющие или подобные элементы вышеприведенного варианта осуществления, настоящее изобретение не ограничено ими.
H
[0131] (1) Блок питания (блок 10 питания) для аэрозольного ингалятора (аэрозольного ингалятора 1), содержащий источник питания (источник 12 питания), выполненный с возможностью производить разрядку на нагрузку (нагрузку 21), которая нагревает аэрозолеобразующий источник, и у которой температура и значение электрического сопротивления (значение R электрического сопротивления) находятся в корреляционной связи, при этом блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя:
1
первый элемент (первый элемент 63), имеющий первое значение электрического сопротивления (первое значение R электрического сопротивления), соединенный последовательно с нагрузкой;
2
3
вторую последовательную цепь (вторую последовательную цепь C2), включающую в себя второй элемент (второй элемент 64), имеющий второе значение электрического сопротивления (второе значение R электрического сопротивления), и третий элемент (третий элемент 65), имеющий третье значение электрического сопротивления (третье значение R электрического сопротивления), соединенный последовательно со вторым элементом, и соединенную параллельно с первой последовательной цепью (первой последовательной цепью C1), включающей в себя нагрузку и первый элемент; и
операционный усилитель (операционный усилитель 56), в котором один из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен с первой последовательной цепью, а другой из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен со второй последовательной цепью.
Каждое из первого значения электрического сопротивления, второго значения электрического сопротивления и третьего значения электрического сопротивления превышает значение электрического сопротивления нагрузки при температуре в диапазоне нормальных температур или предварительно заданных температур.
[0132] В соответствии с (1), поскольку электрическое сопротивление нагрузки имеет значение, при нормальной температуре или температуре в диапазоне температур, меньше, чем первое значение электрического сопротивления, второе значение электрического сопротивления и третье значение электрического сопротивления, то температура нагрузки может быть эффективно регулируемой в процессе разрядки при нормальной температуре или в диапазоне температур, и возможно эффективное образование аэрозоля. Кроме того, поскольку напряжение, подводимое к операционному усилителю, может быть снижено с низким уровнем шума, то температура нагрузки может определяться с высоким разрешением благодаря использованию сигнала, усиленного путем повышения коэффициента усиления операционного усилителя.
[0133] (2) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по п. (1),
каждое из первого значения электрического сопротивления, второго значения электрического сопротивления и третьего значения электрического сопротивления превышает значение электрического сопротивления нагрузки при температуре, при которой образуется аэрозоль из аэрозолеобразующего источника.
[0134] В соответствии с (2), даже когда температура нагрузки повышается вследствие образования аэрозоля, соотношение, в котором электрическое сопротивление нагрузки имеет значение меньше, чем первое значение электрического сопротивления, второе значение электрического сопротивления и третье значение электрического сопротивления, удовлетворяется. Следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью даже при высокой температуре, а эффективность образования аэрозоля может повышаться.
[0135] (3) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по п. (1),
каждое из первого значения электрического сопротивления, второго значения электрического сопротивления и третьего значения электрического сопротивления превышает значение электрического сопротивления нагрузки при температуре, которая достигается только тогда, когда аэрозолеобразующий источник израсходуется.
[0136] В соответствии с (3), даже когда аэрозолеобразующий источник израсходован, и температура нагрузки повышается, соотношение, в котором электрическое сопротивление нагрузки имеет значение меньше, чем первое значение электрического сопротивления, второе значение электрического сопротивления и третье значение электрического сопротивления, удовлетворяется. Следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью даже при высокой температуре.
[0137] (4) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по любому из пп. (1)-(3)
по меньшей мере одно из первого значения электрического сопротивления, второго значения электрического сопротивления и третьего значения электрического сопротивления составляет не 1 кОм или более.
[0138] В соответствии с (4), когда ток протекает через первую последовательную цепь и вторую последовательную цепь, количество тепла, выделяемого в схеме, включающей в себя первую последовательную цепь и вторую последовательную цепь, может уменьшаться. В результате, можно предотвратить влияние тока на температуру нагрузки, и температура нагрузки может определяться с высокой точностью. Кроме того, потребление мощности при определении температуры нагрузки может быть снижено.
[0139] (5) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по п. (4),
только одно или оба из второго значения электрического сопротивления и третьего значения электрического сопротивления из первого значения электрического сопротивления, второго значения электрического сопротивления и третьего значение электрического сопротивления составляют 1 кОм или более.
[0140] В соответствии с (5), значение электрического сопротивления всей схемы, включающей в себя первую последовательная цепь и вторую последовательную цепь, может быть установлено равным подходящему значению, и можно снизить стоимость изготовления и повысить гибкость конструктивного решения.
[0141] (6) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по п. (1),
условие, что первое отношение сопротивлений (m, n или 1/m) превышает второе отношение сопротивлений (n, m или 1/n), удовлетворяется, когда температура нагрузки находится в диапазоне температур. Первое отношение сопротивлений равно значению, полученному делением значения электрического сопротивления элемента со стороны высокого потенциала в цепи, соединенной с инвертирующим входом операционного усилителя, из первой последовательной цепи и второй последовательной цепи на значение электрического сопротивления элемента со стороны низкого потенциала. Второе отношение сопротивлений равно значению, полученному делением значения электрического сопротивления элемента со стороны высокого потенциала в цепи, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя, из первой последовательной цепи и второй последовательной цепи на значение электрического сопротивления элемента со стороны низкого потенциала.
[0142] В соответствии с (6), поскольку снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу, до уровня ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу в операционном усилителе, может не допускаться, то температура нагрузки может определяться с высокой точностью, а операционный усилитель может быть защищенным.
[0143] (7) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по п. (6),
указанное условие удовлетворяется, когда нагрузка находится при температуре, при которой может образоваться аэрозоль из аэрозолеобразующего источника.
[0144] В соответствии с (7), снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу, до уровня ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу в операционном усилителе, может не допускаться даже тогда, когда образуется аэрозоль. Следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью, а операционный усилитель может быть защищен даже при высокой температуре.
[0145] (8) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по п. (6),
указанное условие удовлетворяется, когда нагрузка находится при температуре, которая может достигаться только тогда, когда аэрозолеобразующий источник израсходуется.
[0146] В соответствии с (8), снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу, до уровня ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу в операционном усилителе, может не допускаться даже тогда, когда аэрозолеобразующий источник израсходован. Следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью, а операционный усилитель может быть защищен даже при высокой температуре.
[0147] (9) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по п. (6),
первое отношение сопротивлений превышает в 1,2 раза или более второе отношение сопротивлений, когда температура нагрузки находится в указанном диапазоне температур.
[0148] В соответствии с (9), снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу, до уровня ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу в операционном усилителе, может не допускаться даже тогда, когда значение электрического сопротивления нагрузки снижается на 10% вследствие неточности изготовления нагрузки.
[0149] (10) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по любому из пп. (1)-(9),
первая последовательная цепь соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя.
[0150] В соответствии с (10), когда температура нагрузки повышается, входное напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя может повышаться. Следовательно, снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу, до уровня ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу в операционном усилителе, может не допускаться даже при высокой температуре, и температура нагрузки может определяться с высокой точностью, а операционный усилитель может быть защищен даже при высокой температуре. Кроме того, поскольку входное напряжение на неинвертирующем входе повышается при высокой температуре, то входное напряжение можно легко отличить от шума, и температура нагрузки при высокой температуре может определяться с высокой точностью.
[0151] (11) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по любому из пп. (1)-(9),
нагрузка имеет температурный коэффициент сопротивления не более 1000 [ppm/°C].
[0152] В соответствии с (11), поскольку температурный коэффициент сопротивления нагрузки является невысоким, то изменение входного напряжения операционного усилителя по отношению к изменению сопротивления нагрузки является небольшим. Следовательно, входное напряжение можно усиливать с большим коэффициентом усиления в операционном усилителе, и разрешение определения температуры нагрузки может быть повышено.
[0153] (12) В блоке питания для аэрозольного ингалятора по любому из пп. (1)-(9),
нагрузка содержит NiCr.
[0154] В соответствии с (12), поскольку температурный коэффициент сопротивления нагрузки является невысоким, то изменение входного напряжения операционного усилителя по отношению к изменению сопротивления нагрузки является небольшим. Следовательно, входное напряжение можно усиливать с большим коэффициентом усиления в операционном усилителе, и разрешение определения температуры нагрузки может быть повышено. Кроме того, поскольку значение электрического сопротивления нагрузки не является слишком большим даже тогда, когда образуется аэрозоль, то эффективность образования аэрозоля может сохраняться.
H
[0155] (13) Блок питания (блок 10 питания) для аэрозольного ингалятора (аэрозольного ингалятора 1), содержащий источник питания (источник 12 питания), выполненный с возможностью производить разрядку на нагрузку (нагрузку 21), которая нагревает аэрозолеобразующий источник, и у которой температура и значение электрического сопротивления (значение R электрического сопротивления) находятся в корреляционной связи, при этом блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя:
1
первый элемент (первый элемент 63), имеющий первое значение электрического сопротивления (первое значение R электрического сопротивления) и соединенный последовательно с нагрузкой;
2
3
вторую последовательную цепь (вторую последовательную цепь C2), включающую в себя второй элемент (второй элемент 64), имеющий второе значение электрического сопротивления (второе значение R электрического сопротивления), и третий элемент (третий элемент 65), имеющий третье значение электрического сопротивления (третье значение R электрического сопротивления) и соединенный последовательно со вторым элементом, и соединенную параллельно с первой последовательной цепью (первой последовательной цепью C1), включающей в себя нагрузку и первый элемент; и
операционный усилитель (операционный усилитель 56), в котором один из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен с первой последовательной цепью, а другой из неинвертирующего входа и инвертирующего входа соединен со второй последовательной цепью.
Когда нагрузка находится при по меньшей мере одной из нормальной температуры или температуры в предварительно заданном диапазоне температур, первой температуре, при которой образуется аэрозоль, и второй температуре, которая достигается только тогда, когда аэрозолеобразующий источник израсходуется, первое отношение сопротивлений (m, n или 1/m), которое является значением, полученным делением значения электрического сопротивления элемента со стороны высокого потенциала в цепи, соединенной с инвертирующим входом операционного усилителя, из первой последовательной цепи и второй последовательной цепи на значение электрического сопротивления элемента со стороны низкого потенциала, превышает второе отношение сопротивлений (n, m или 1/n), которое является значением, полученным делением значения электрического сопротивления элемента со стороны высокого потенциала в цепи, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя, из первой последовательной цепи и второй последовательной цепи на значение электрического сопротивления элемента со стороны низкого потенциала.
[0156] В соответствии с (13), поскольку напряжение, подводимое к операционному усилителю, может быть снижено с низким уровнем шума, то коэффициент усиления операционного усилителя может быть повышен, и температура нагрузки может определяться с высоким разрешением при использовании усиленного сигнала. Дополнительно, поскольку снижение напряжения V+, подводимого к неинвертирующему входу, до уровня ниже напряжения V-, подводимого к инвертирующему входу в операционном усилителе, может не допускаться, то температура нагрузки может определяться с высокой точностью.