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] Документ JP-T-2017-501805 (в дальнейшем, называемый патентным документом 1) раскрывает схему, которая измеряет значение сопротивления нагревателя в устройстве, которое образует вдыхаемый аэрозоль.
[0003] Поскольку аэрозольный ингалятор удерживается пользователем во рту во время использования, то управление температурой нагревателя, используемого для образования аэрозоля, имеет большое значение. Требуется также повышение эффективности образования аэрозоля.
[0004] Хотя в патентном документе 1 раскрыто измерение значения сопротивления нагревателя, его конкретная конфигурация не раскрывается.
[0005] Целью настоящего изобретения является создание блока питания для аэрозольного ингалятора, способного определять температуру нагрузки, применяемой для образования аэрозоля, с высокой точностью.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Первый аспект настоящего изобретения относится к блоку питания для аэрозольного ингалятора. Аэрозольный ингалятор включает в себя источник питания, выполненный с возможностью разрядки электроэнергии на нагрузку, которая выполнена с возможностью нагревания аэрозолеобразующего источника и имеет корреляционную связь между значениями температуры и электрического сопротивления. Блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя: первый элемент, соединенный последовательно с нагрузкой и имеющий первое значение электрического сопротивления; вторую последовательную цепь, которая включает в себя второй элемент, имеющий второе значение электрического сопротивления, и третий элемент, соединенный последовательно со вторым элементом и имеющий третье значение электрического сопротивления, при этом вторая последовательная цепь соединена параллельно с первой последовательной цепью, включающей в себя нагрузку и первый элемент; первый операционный усилитель, который включает в себя неинвертирующий вход, соединенный с одним из первого узла соединения между нагрузкой и первым элементом и второго узла соединения между вторым элементом и третьим элементом, и инвертирующий вход, соединенный с другим из первого узла соединения и второго узла соединения; и схему регулировки потенциала, соединенную с первым операционным усилителем и выполненную с возможностью предотвращения становления дифференциального входного значения первого операционного усилителя равным потенциалу отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальному значению, получаемому первым операционным усилителем, в состоянии, в котором первый потенциал первого узла соединения или второго узла соединения, который соединен с неинвертирующим входом, имеет значение ниже, чем второй потенциал первого узла соединения или второго узла соединения, который соединен с инвертирующим входом.
[0007] Второй аспект настоящего изобретения относится к блоку питания для аэрозольного ингалятора. Аэрозольный ингалятор включает в себя источник питания, выполненный с возможностью разрядки электроэнергии на нагрузку, которая выполнена с возможностью нагревания аэрозолеобразующего источника и имеет корреляционную связь между значениями температуры и электрического сопротивления. Блок питания включает в себя: первый элемент, соединенный последовательно с нагрузкой и имеющий первое значение электрического сопротивления; вторую последовательную цепь, которая включает в себя второй элемент, имеющий второе значение электрического сопротивления, и третий элемент, соединенный последовательно со вторым элементом и имеющий третье значение электрического сопротивления, при этом вторая последовательная цепь соединена параллельно с первой последовательной цепью, включающей в себя нагрузку и первый элемент; первый операционный усилитель, который включает в себя неинвертирующий вход, соединенный с одним из первого узла соединения между нагрузкой и первым элементом и второго узла соединения между вторым элементом и третьим элементом, и инвертирующий вход, соединенный опосредованно с другим из первого узла соединения и второго узла соединения; и второй операционный усилитель, который включает в себя: неинвертирующий вход, который соединен с первым узлом соединения или вторым узлом соединения, соединенным опосредованно с инвертирующим входом; инвертирующий вход, на который подается положительный предварительно заданный потенциал; и выход, соединенный с инвертирующим входом первого операционного усилителя.
[0008] В соответствии с настоящим изобретением, температура нагрузки, используемой для образования аэрозоля, может определяться с высокой точностью.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны с опорой на следующие фигуры, на которых:
Фиг. 1 - вид в перспективе аэрозольного ингалятора, снабженного блоком питания в соответствии с одним 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 аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 5 - блок-схема, представляющая конфигурацию основной части блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 6 - принципиальная схема, представляющая первый вариант осуществления конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
PSEUDO
Фиг. 7 - пример схема подачи предварительно заданного потенциала V блока питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6;
Фиг. 8 - график, показывающий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6;
Фиг. 9 - график, показывающий другой пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6;
Фиг. 10 - принципиальная схема, представляющая первую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6;
Фиг. 11 - график, показывающий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 10;
Фиг. 12 - принципиальная схема, представляющая вторую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6;
Фиг. 13 - график, показывающий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 12;
Фиг. 14 - принципиальная схема, представляющая третью модификация конфигурации схемы блока питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6;
Фиг. 15 - график, показывающий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 14;
Фиг. 16 - принципиальная схема, представляющая второй вариант осуществления конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг. 17 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16;
Фиг. 18 - график, представляющий другой пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16;
Фиг. 19 - принципиальная схема, представляющая первую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16;
Фиг. 20 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 19;
Фиг. 21 - принципиальная схема, представляющая вторую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16;
Фиг. 22 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 21;
Фиг. 23 - принципиальная схема, представляющая третью модификацию конфигурации схемы блока питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16;
Фиг. 24 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 23;
Фиг. 25 - принципиальная схема, представляющая третий вариант осуществления конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1;
Фиг 26 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25;
Фиг. 27 - график, представляющий другой пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25;
Фиг. 28 - принципиальная схема, представляющая первую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25;
Фиг. 29 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 28;
Фиг. 30 - принципиальная схема, представляющая вторую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25;
Фиг. 31 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 30;
Фиг. 32 - принципиальная схема, представляющая третью модификацию конфигурации схемы блока питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25; и
Фиг. 33 - график, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 32.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0010] Далее по тексту будет описан блок питания для аэрозольного ингалятора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Сначала, со ссылками на фиг. 1 и 2, будет описан аэрозольный ингалятор, снабженный блоком питания.
[0011] (Аэрозольный ингалятор)
Аэрозольный ингалятор 1 является прибором для ингаляции ароматного аэрозоля без горения и имеет форму стержня, продолжающегося в предварительно заданном направлении (в дальнейшем называемого 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.
[0012] (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.
[0013] 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. Узел 41 разрядных выводов выступает 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 участок 42, выполненный с возможностью подачи воздуха 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 допускает подсоединение, например, по меньшей мере, какого-то одного 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 включать в себя энергопринимающую катушку. Способ бесконтактной передачи энергии (беспроводной передачи энергии) может быть индукционного типа или магнитно-резонансного типа. Узел 43 зарядных выводов может быть также энергопринимающим узлом, способным бесконтактно принимать энергию, передаваемую из внешнего источника питания. В другом примере, узел 43 зарядных выводов допускает подключение, по меньшей мере, какого-то одного из узла выводов USB, узла выводов micro-USB и узла выводов разъема типа Lightning, и включает в себя вышеописанный энергопринимающий узел.
[0017] Узел 14 управления, которым может манипулировать пользователь, обеспечен на корпусе 11 блока питания таким образом, чтобы выходить на сторону, противоположную узлу 43 зарядных выводов, на боковой поверхности верхнего участка 11a. В частности, узел 14 управления и узел 43 зарядных выводов располагаются симметрично относительно точки пересечения прямой линии, соединяющей узел 14 управления и узел 43 зарядных выводов, и осевой линии блока 10 питания в продольном направлении X. Узел 14 управления включает в себя кнопочный переключатель, сенсорную панель или что-то подобное. Как показано на фиг. 3, датчик 15 втягивания, который обнаруживает затяжку, обеспечен вблизи узла 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, блок MCU 50 соединен с различными сенсорными устройствами (такими как датчик 15 втягивания, который обнаруживает затяжку (втягивание)), узлом 14 управления, блоком 45 уведомления, описанным ниже, и памятью 18, которая хранит число затяжек, время подачи напряжения на нагрузку 21 или подобную информацию, чтобы выполнять разнотипные операции управления аэрозольным ингалятором 1. В частности, блок 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 первый операционный усилитель 56 и блок ADC (аналого-цифровой преобразователь) 57, который будет описан ниже. В блоке MCU 50, выходной сигнал датчика 16 напряжения вводится в процессор 55. Вместо конфигурации настоящего варианта осуществления, датчик 16 напряжения может быть также обеспечен снаружи блока MCU 50 и соединен с блоком MCU 50.
[0021] Корпус 11 блока питания снабжен воздуховпускным отверстием (не показанным), выполненным в данном корпусе для втягивания наружного воздуха. Воздуховпускное отверстие может быть обеспечено вокруг узла 14 управления или может быть обеспечено вокруг узла 43 зарядных выводов.
[0022] (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, 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, 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, без вмещения такого пористого тела, как полимерная ткань или хлопчатобумажная нить. 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, тепловыделяющим элементом. Примеры тепловыделяющего элемента включают в себя тепловыделяющий резистор, керамический нагреватель, нагреватель индукционного нагрева и т.п. В дальнейшем, значение электрического сопротивления нагрузки 21 будет называться значением R электрического сопротивления.
[0027] В качестве нагрузки 21 применяется нагрузка, у которой 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.
[0028] Проточный канал 25 для аэрозоля находится после нагрузки 21 по ходу потока и обеспечен 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 соединяет проточный канал 25 для аэрозоля и участок 26a вмещения картриджа.
[0029] (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, служит ингаляционной трубкой 32 для пользователя. Ингаляционная трубка 32 не ограничена формированием неразъемно со вторым картриджем 30 и может быть также разъемной со вторым картриджем 30. При таком формировании ингаляционной трубки 32 отдельно от блока 10 питания и первого картриджа 20, ингаляционную трубку 32 можно сохранять в гигиеничном состоянии.
[0030] Аэрозоль, образуемый распылением источника 22 аэрозоля с помощью нагрузки 21, пропускается через источник 31 ароматизатора во втором картридже 30, и поэтому аэрозоль 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.
[0031] В соответствии с аэрозольным ингалятором 1 по настоящему варианту осуществления, ароматизированный аэрозоль может быть образован источником 22 аэрозоля, источником 31 ароматизатора и нагрузкой 21. То есть, источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора составляют аэрозолеобразующий источник, который образует аэрозоль.
[0032] Аэрозолеобразующий источник аэрозольного ингалятора 1 является участком, который заменяется и используется пользователем. Пользователю, например, поставляют один первый картридж 20 и один или множество (например, пять) вторых картриджей 30 в виде набора в качестве данного участка.
[0033] Кроме конфигурации, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора разделены друг с другом, 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 что-то подобное вместо источника 31 ароматизатора.
[0034] В случае, когда аэрозольный ингалятор 1 включает в себя аэрозолеобразующий источник, в котором источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора сформированы в одно целое, например, один или множество (например, 20) аэрозолеобразующих источников поставляются как набор для пользователя.
[0035] В случае, когда аэрозольный ингалятор 1 включает в себя только источник 22 аэрозоля в качестве аэрозолеобразующего источника, например, один или множество (например, 20) аэрозолеобразующих источников поставляются как набор для пользователя.
[0036] В соответствии с аэрозольным ингалятором 1, выполненным таким образом, как показано стрелкой B на фиг. 3, воздух, втекающий из впускного отверстия (не показанного), обеспеченного в корпусе 11 блока питания, протекает через область вблизи нагрузки 21 первого картриджа 20 из воздухоподводящего участка 42. Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля, всосанный фитилем 24 из емкости 23. 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.
[0037] Аэрозольный ингалятор 1 снабжен блоком 45 уведомления, который представляет разнотипную информацию (смотри фиг. 5). Блок 45 уведомления может включать в себя светоизлучающий элемент, вибрационный элемент или звукоизлучающий элемент. 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, но предпочтительно обеспечивается в блоке 10 питания. Например, применяется конфигурация, в которой окружная поверхность узла 14 управления является светопропускающей и испускает свет при посредстве светоизлучающего элемента, такого как светодиод (СД).
[0038] (Первый вариант осуществления электрической схемы)
1
2
3
Фиг. 6 является принципиальной схемой, представляющей первый вариант осуществления конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1. Как показано на фиг. 6, блок 10 питания включает в себя, в качестве основных конфигураций схемы, источник 12 питания, узел 41 разрядных выводов, к которому разъемно присоединяется первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, блок MCU 50, стабилизатор 60 с малым падением напряжения (LDO-стабилизатор), 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.
[0039] Каждый из первого элемента 63, второго элемента 64 и третьего элемента 65 является элементом, имеющим значение электрического сопротивления, например, резистором, диодом или транзистором. В примере на фиг. 6, первый элемент 63, второй элемент 64 и третий элемент 65 являются резисторами.
[0040] Переключатель 62 является переключающим элементом, например, транзистором, который переключается между состояниями блокировки и проводимости проводной связи. В примере на фиг. 6, переключатель 62 является биполярным транзистором с изолированным затвором (IGBT) нормально разомкнутого типа, который включается (становится проводящим) при приеме высокоуровневого сигнала команды включения, поданного из блока MCU 50, и выключается (блокируется) при приеме низкоуровневого сигнала команды выключения, поданного из блока MCU 50. Переключатель 61 представляет собой IGBT нормально разомкнутого типа, подобный переключателю 62. В качестве переключателя 61 или переключателя 62 можно также применить полевой транзистор (FET) вместо IGBT.
REF
[0041] LDO-стабилизатор 60 и блок 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 блок MCU 50 в качестве рабочего напряжения блока MCU 50. Из главной положительной шины LU и главной отрицательной шины LD, главная положительная шина LU является линией со стороны высокого потенциала, и главная отрицательная шина LD является линией со стороны низкого потенциала. В примере на фиг. 6, главная положительная шина LU является линией, имеющей самый высокий потенциал в электрической схеме блока 10 питания. Главная отрицательная шина LD является линией, имеющей потенциал ниже, чем потенциал главной положительной шины LU. В примере на фиг. 6, главная отрицательная шина LD является линией, имеющей самый низкий потенциал (в частности, 0 В) в электрической схеме блока 10 питания.
OUT
OUT
REF
[0042] Блок MCU 50 соединен с LDO-стабилизатором 60 и главной отрицательной шиной LD, которая подсоединена к отрицательному электроду источника 12 питания. Блок MCU 50 подсоединен также к переключателю 61 и переключателю 62 и управляет включением и выключением переключателя 61 и переключателя 62. В дальнейшем, напряжение, подаваемое на мостовую схему, составленную первой последовательной цепью C1 и второй последовательной цепью C2, в состоянии, в котором переключатель 61 выключен, в то время как переключатель 62 включен, и напряжение, подаваемое на узел соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21 в состоянии, в котором переключатель 61 включен, а переключатель 62 выключен, будет именоваться напряжением V, соответственно. Напряжение V может быть таким же, как опорное напряжение V.
[0043] 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.
[0044] Первая последовательная цепь C1 и вторая последовательная цепь C2 соединены параллельно между главной положительной шиной LU и главной отрицательной шины 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. Нагрузка 21 и третий элемент 65 подсоединяются параллельно к главной отрицательной шине LD. Нагрузка 21 соединена с первым элементом 63, и третий элемент 65 соединен со вторым элементом 64.
[0045] Первая последовательная цепь C1 подсоединена к блоку MCU 50. В частности, в первой последовательной цепи C1, первый узел соединения между первым элементом 63 и нагрузка 21 соединен с блоком MCU 50. Эмиттер переключателя 61 подсоединен между первым узлом соединения и нагрузкой 21 в первой последовательной цепи C1. Коллектор переключатель 61 подсоединен к главной положительной шине LU.
[0046] Вторая последовательная цепь C2 подсоединена к блоку MCU 50. В частности, во второй последовательной цепи C2, второй узел соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65 соединен с блоком MCU 50.
[0047] Блок MCU 50 включает в себя первый операционный усилитель 56, аналого-цифровой преобразователь (ADC) 57, процессор 55 и второй операционный усилитель 58, коэффициент усиления которого равен 1. Во всех вариантах осуществления, по меньшей мере, один из первого операционного усилителя 56, ADC 57 и второго операционного усилителя 58 может быть обеспечен снаружи блока MCU 50.
[0048] Первый операционный усилитель 56 включает в себя неинвертирующий вход (+) и инвертирующий вход (-), усиливает дифференциальное входное значение, полученное вычитанием потенциала V-, подводимого к инвертирующему входу из потенциала V+, подводимого к неинвертирующему входу, в соответствии с предварительно заданным коэффициентом A усиления и выдает усиленное дифференциальное входное значение. Дифференциальное входное значение изменяется, когда значение электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется в соответствии с ее температурой. Аналогично, выходной сигнал первого операционного усилителя 56 изменяется, когда значение электрического сопротивления нагрузки 21 изменяется с ее температурой. В последующем описании, если не оговорено иное, первый операционный усилитель 56 считается операционным усилителем с уровнем сигнала на входе и выходе во всем диапазоне напряжений питания (операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
REF
[0049] Первый операционный усилитель 56 включает в себя пару вводов питания. Например, опорное напряжение V подается с LDO-стабилизатора 60 на ввод электропитания со стороны высокого потенциала (в дальнейшем, именуемый положительным вводом электропитания). Ввод электропитания со стороны низкого потенциала (в дальнейшем, именуемый отрицательным вводом электропитания отрицательный ввод электропитания) соединен с главной отрицательной шиной LD.
REF
REF
REF
REF
OUT
[0050] Когда ввод электропитания первого операционного усилителя 56 подсоединен упомянутым образом, верхнее предельное значение диапазона изменения дифференциального входного значения, которое может усиливаться первым операционным усилителем 56, (в дальнейшем, именуемого областью усиления) является равным потенциалу положительного ввода электропитания (например, опорному напряжению V), и нижнее предельное значение области усиления является равным потенциалу отрицательного ввода электропитания (0 В). Соответственно, когда дифференциальное входное значение ниже, чем 0 В, дифференциальное входное значение ограничивается до 0 В (такой эффект называется ограничением нижнего предела). Аналогично, когда дифференциальное входное значение превышает опорное напряжение V, дифференциальное входное значение ограничивается до опорного напряжения V (такой эффект называется ограничением верхнего предела). Если потенциал (опорное напряжение V) положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 совпадает с напряжением V, эффект ограничения верхнего предела может предотвращаться. Следовательно, особенно важно создать решение, предотвращающее возникновение эффекта ограничения нижнего предела.
[0051] Когда первый операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, верхнее предельное значение области усиления остается ниже, чем данное значение операционного усилителя с входом и выходом типа rail-to-rail, и нижнее предельное значение области усиления превышает данное значение операционного усилителя с входом и выходом типа rail-to-rail. Иначе говоря, область усиления первого операционного усилителя 56, который не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, оказывается уже, чем область усиления первого операционного усилителя 56 с входом и выходом типа rail-to-rail. Следовательно, следует отметить, что, когда применяется первый операционный усилитель 56, который не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, ограничение верхнего предела и ограничение нижнего предела безусловно случаются.
[0052] Первая последовательная цепь C1 соединена с неинвертирующим входом первого операционного усилителя 56. В частности, неинвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен с первым узлом соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21 в первой последовательной цепи C1.
[0053] Вторая последовательная цепь C2 подсоединена опосредованно к инвертирующему входу первого операционного усилителя 56. В частности, инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен, через второй операционный усилитель 58, со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65 во второй последовательной цепи C2.
PSEUDO
REF
[0054] Неинвертирующий вход второго операционного усилителя 58 соединен со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65 во второй последовательной цепи C2. Инвертирующий вход второго операционного усилителя 58 подсоединен к схеме, которая подает предварительно заданный потенциал V. Выход второго операционного усилителя 58 подсоединен к инвертирующему входу первого операционного усилителя 56. Например, опорное напряжение V подается на положительный ввод электропитания второго операционного усилителя 58. Отрицательный ввод электропитания второго операционного усилителя 58 подсоединен, например, к главной отрицательной шине LD.
PSEUDO
[0055] Второй операционный усилитель 58 предназначен для снижения нижнего предельного значения области усиления первого операционного усилителя 56 (то есть, потенциала отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя 56) искусственным способом. Благодаря присутствию второго операционного усилителя 58, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 повышается на предварительно заданный потенциал V. В результате, даже когда потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21 имеет значение ниже, чем потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65, возникновение эффекта ограничения нижнего предела можно предотвратить, и температуру нагрузки 21 можно определять с высокой точностью.
PSEUDO
4
5
[0056] Фиг. 7 представляет пример схемы подачи предварительно заданного потенциала V блока питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6. Данная схема включает в себя четвертый элемент 71, который имеет четвертое значение R электрического сопротивления, пятый элемент 72, который имеет пятое значение R электрического сопротивления, и операционный усилитель 73.
REF
[0057] Каждый из четвертого элемента 71 и пятого элемента 72 является элементом, имеющим значение электрического сопротивления, например, резистором, диодом или транзистором. В примере на фиг. 7, четвертый элемент 71 и пятый элемент 72 являются резисторами. Четвертый элемент 71 и пятый элемент 72 соединены последовательно. Схема, которая подает опорное напряжение V (например, LDO-стабилизатор 60), подсоединена к тому выводу четвертого элемента 71, который расположен со стороны, противоположной стороне пятого элемента 72. Главная отрицательная шина LD подсоединена к тому выводу пятого элемента 72, который расположен со стороны, противоположной стороне четвертого элемента 71.
PSEUDO
[0058] Узел соединения между четвертым элементом 71 и пятым элементом 72 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 73. Инвертирующий вход и выход операционного усилителя 73 соединены без какого-либо промежуточного элемента, который имеет значение электрического сопротивления. Узел соединения между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя 73 подсоединен к главной отрицательной шине LD. В результате, операционный усилитель 73 работает как повторитель напряжения, который прямо выводит дифференциальное входное значение, без усиления. Предварительно заданный потенциал V, который является потенциалом выхода операционного усилителя 73, показанного на фиг. 7, выражается следующей формулой (A).
PSEUDO
4
4
5
REF
[0059] V={R/(R+R)}×V… (A)
PSEUDO
REF
PSEUDO
4
5
REF
PSEUDO
PSEUDO
PSEUDO
REF
[0060] В соответствии со схемой, показанной на фиг. 7, предварительно заданный потенциал V может формироваться делением опорного напряжения V, которое служит входным напряжением. В соответствии с такой схемой формирования, предварительно заданный потенциал V несложно установить равным искомому значению посредством регулировки четвертого значения R электрического сопротивления и пятого значения R электрического сопротивления. Для упрощения схемы, можно также непосредственно воспользоваться опорным напряжением V в качестве предварительно заданного потенциала V. Схема подачи предварительно заданного потенциала V не ограничена схемой на фиг. 7 и может быть также LDO-стабилизатором или преобразователем постоянного напряжения в постоянное, который является отдельным от LDO-стабилизатора 60. То есть, предварительно заданный потенциал V можно также формировать понижением опорного напряжения V, служащего входным напряжением.
REF
[0061] Преобразователь ADC 57 преобразует выходной сигнал первого операционного усилителя 56 в цифровой сигнал и выдает цифровой сигнал. ADC 57 работает с опорным напряжением V.
[0062] Как показано на фиг. 5, блок MCU 50 включает в себя, в качестве функциональных блоков, реализуемых процессором 55, выполняющим программы, хранящиеся в ROM, детектор 51 запроса на образование аэрозоля, детектор 52 температуры, контроллер 53 мощности и контроллер 54 извещений контроллер 54 извещений.
[0063] 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 соответствии с расходом потока воздуха, вдыхаемого из впускного отверстия (не показанного) по направлению к ингаляционной трубке 32, (то есть, затяжкой 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.
[0064] Детектор 52 температуры определяет температуру нагрузки 21 по выходному сигналу первого операционного усилителя 56, показанного на фиг. 6. Когда переключатель 61 выключен, а переключатель 62 включен, в первой последовательной цепи C1 и второй последовательной цепи C2, соответственно, протекают токи, и детектор 52 температуры определяет температуру нагрузки 21 по выходному сигналу первого операционного усилителя 56 в это время.
[0065] 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, при обнаружении наступления срока замены второго картриджа 30. Контроллер 54 извещений обнаруживает наступление срока замены второго картриджа 30 по совокупному числу затяжек или суммарному времени подачи напряжения на нагрузку 21, записанному в памяти 18, и сообщает об этом. Контроллер 54 извещений не ограничен только сообщением о наступлении срока замены второго картриджа 30, и может также уведомлять о наступлении срока замены первого картриджа 20, срока замены источника 12 питания, срока зарядки источника 12 питания и т.п.
[0066] 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 вследствие затяжек 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.
[0067] Когда выясняется, что все вторые картриджи 30, содержащиеся в вышеупомянутом одном наборе, использованы, контроллер 54 извещений может определить, что один первый картридж 20, содержащийся в одном наборе, израсходован (то есть, его остаточное количество равно нулю или выработано), и известить о наступлении срока замены первого картриджа 20.
[0068] Когда детектор 51 запроса на образование аэрозоля обнаруживает запрос на образование аэрозоля, контроллер 53 мощности включает или выключает переключатель 61 и переключатель 62, чтобы управлять разрядкой источника 12 питания, выполняемой через узел 41 разрядных выводов. Путем включения переключателя 61 и выключения переключателя 62, контроллер 53 мощности вызывает протекание тока через нагрузку 21, чтобы разряжать электроэнергию на нагрузку 21 для образования аэрозоля.
MAX
MIN
MIN
MIN
MIN
MAX
[0069] Когда температура нагрузки 21, определяемая детектором 52 температуры, превышает предварительно заданную верхнюю предельную температуру T, контроллер 53 мощности выполняет управление для прекращения нагревания нагрузки 21 (разрядки на нагрузку 21). Когда температура источника 12 питания, определяемая термистором (не показанным) или подобным устройством, имеет значение ниже, чем предварительно заданная нижняя предельная температура T, контроллер 53 мощности выполняется управление для запрета нагревания нагрузки 21 (разрядки на нагрузку 21). Когда температура источника 12 питания почти равна нижней предельной температуре T или ниже, чем нижняя предельная температура T, температура источника 12 питания и температура нагрузки 21 являются, по существу, равными. То есть, в аэрозольном ингаляторе 1, нагрузка 21 работает в диапазоне рабочих температур, который равен или выше, чем нижняя предельная температура T, и равен или ниже, чем верхняя предельная температура T.
HTR
[0070] Далее описана работа электрической схемы, показанной на фиг. 6. При обнаружении запроса на образование аэрозоля, процессор 55 блока MCU 50 посылает команду включения в переключатель 61 и посылает команду выключения в переключатель 62. По данным командам, переключатель 61 включается, и переключатель 62 выключается. Например, при минимизации значения электрического сопротивления R нагрузки 21 в мостовой схеме, через нагрузку 21 может протекать большой ток, в то время как ток, протекающий через первый элемент 63, второй элемент 64 и третий элемент 65 становится нулевым или, по существу, нулевым в состоянии, в котором переключатель 61 включен, а переключатель 62 выключен. В результате, нагрузка 21 нагревается, чтобы образовать аэрозоль.
[0071] 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, а переключатель 62 включается по таким командам, токи протекают в первую последовательную цепь C1 и вторую последовательную цепь C2. Дифференциальное входное значение усиливается первым операционным усилителем 56, подвергается цифровому преобразованию, выполняемому преобразователем ADC 57, и подается в процессор 55. Процессор 55 определяет температуру нагрузки 21 по входному сигналу из ADC 57.
[0072] После определения температуры нагрузки 21, процессор 55 посылает команду включения в переключатель 61 и посылает команду выключения в переключатель 62, чтобы снова начать образования аэрозоль. Посредством повторения вышеописанных операций, температура нагрузки 21 определяется с высокой частотой во время образования аэрозоля по запросу на образование аэрозоля.
[0073] В дальнейшем будет описана конфигурация, способная повысить точность определения температуры нагрузки 21 в первом варианте осуществления, показанном на фиг. 6. Для повышения точности определения температуры нагрузки требуется, чтобы ограничение верхнего предела и ограничение нижнего предела (в частности, ограничение нижнего предела) не происходило в диапазоне рабочих температур нагрузки 21.
PSEUDO
[0074] В блоке 10 питания по первому варианту осуществления, значение предварительно заданного потенциала V устанавливается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 в состоянии, в котором потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21 имеет значение ниже, чем потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65, в то время как температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур.
[0075] Фиг. 8 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6. На фиг. 8 и нижеописанных фиг. 9, 11, 13 и 15, вертикальная ось представляет напряжение (потенциал), а горизонтальная ось представляет температуру нагрузки 21.
PSEUDO
[0076] На фиг. 8 и 9, график, обозначенный «V+», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 8 и 9, график, обозначенный «V-», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 8, график, обозначенный «V+ - V-’ + V», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
[0077] В первом варианте осуществления, показанном на фиг. 6, конфигурация, в которой второй узел соединения и инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединены напрямую, без второго операционного усилителя 58, описана как первая справочная конфигурация схемы. На фиг. 8, график, обозначенный «V+ - V-’», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 в первой справочной конфигурации схемы. В примере, показанном на фиг. 8, в температурном диапазоне Tr1 в диапазоне рабочих температур, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» второго узла соединения. Следовательно, в первой справочной конфигурации схемы, в диапазоне рабочих температур происходит ограничение нижнего предела.
PSEUDO
PSEUDO
REF
MAX
PSEUDO
[0078] При этом, в первом варианте осуществления, показанном на фиг. 6, в температурном диапазоне Tr1, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало 0 В. Кроме того, в первом варианте осуществления, показанном на фиг. 6, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (опорное напряжение V) при верхней предельной температуре T диапазона рабочих температур. Посредством такого назначения предварительно заданного потенциала V, в диапазоне рабочих температур предотвращается возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела в первом операционном усилителе 56. Следовательно, точность определения температуры нагрузки 21 может повышаться.
[0079] В соответствии с первым вариантом осуществления, показанным на фиг. 6, конфигурация, в которой потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур, может быть выбрана в виде мостовой схемы. Следовательно, ограничения на значения электрических сопротивлений каждого элемента мостовой схемы можно смягчить, и степень свободы проектирования можно повысить.
HTR
HTR
PSEUDO
HTR
[0080] Состояние, в котором потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» второго узла соединения, может быть также обусловлено погрешностью изготовления значения электрического сопротивления R нагрузки 21. Значение электрического сопротивления R нагрузки 21 может, в общем случае, иметь погрешность изготовления приблизительно ±10%. Следовательно, например, даже когда мостовая схема может быть рассчитана так, что потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-’» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур, состояние, в котором потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» второго узла соединения, все еще может возникать из-за погрешности изготовления. Следовательно, желательно, чтобы значение предварительно заданного потенциала V было задано с учетом погрешности изготовления значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
MIN
[0081] Фиг. 9 является графиком, представляющим другой пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6. В примере, показанном на фиг. 9, предполагается, что значение электрического сопротивления R нагрузки 21 рассчитано так, чтобы потенциал «V+» первого узла соединения и потенциал «V-’» второго узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. Посредством такого расчета можно повысить коэффициент усиления A первого операционного усилителя 56, и, следовательно, можно повысить разрешающую способность определения температуры нагрузки 21.
HTR
HTR
[0082] На фиг. 9, график, обозначенный «V+’», указывает потенциал первого узла соединения, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением. Как описано выше, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 в первой справочной конфигурации схемы является таким, которое показано на графике «V+’ - V-’» на фиг. 9, и в температурном диапазоне Tr2 в диапазоне рабочих температур происходит ограничение нижнего предела.
PSEUDO
HTR
[0083] В первом варианте осуществления, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало 0 В в температурном диапазоне Tr2, в котором потенциал первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал второго узла соединения, в случае, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением.
HTR
MAX
PSEUDO
PSEUDO
HTR
[0084] В первом варианте осуществления, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, в то время как температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56. График, показанный как «V+’- V-’ + V» на фиг. 9, представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
PSEUDO
[0085] Как описано выше, при назначении предварительно заданного потенциала V с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0086] (Первая модификация первого варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 10 является принципиальной схемой, представляющей первую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6. Блок 10 питания, показанный на фиг. 10, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 6, за тем исключением, что расположение соединений между первым операционным усилителем 56, вторым операционным усилителем 58 и мостовой схемой изменено. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, неинвертирующий вход второго операционного усилителя 58 соединен с первым узлом соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. Неинвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65.
PSEUDO
[0087] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 в состоянии, в котором потенциал второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал первого узла соединения, в то время как температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур.
PSEUDO
[0088] Фиг. 11 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 10. На фиг. 11, график, обозначенный «V+», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 11, график, обозначенный «V-’», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 11, график, обозначенный «V+ - V-’ + V», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
[0089] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, конфигурация, в которой первый узел соединения и инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединены напрямую, без второго операционного усилителя 58, описана как вторая справочная конфигурация схемы. На фиг. 11, график, обозначенный «V+ - V-’», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 во второй справочной конфигурации схемы.
HTR
MAX
HTR
[0090] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» второго узла соединения и потенциал «V-’» первого узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T. Фиг. 11 представляет пример, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
HTR
[0091] Поскольку существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 11, потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» первого узла соединения в температурном диапазоне Tr3 в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в случае второй справочной конфигурации схемы, в температурном диапазоне Tr3 в диапазоне рабочих температур происходит ограничение нижнего предела. Когда существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, ограничения нижнего предела не происходит.
PSEUDO
PSEUDO
REF
HTR
MIN
PSEUDO
REF
HTR
MIN
[0092] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, в температурном диапазоне Tr3, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало 0 В. Кроме того, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (опорное напряжение V) в состоянии, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, в то время как температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. Кроме того, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (опорное напряжение V), в состоянии, в котором существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, в то время как температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T.
PSEUDO
[0093] При назначении предварительно заданного потенциала V данным способом, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0094] (Вторая модификация первого варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 12 является принципиальной схемой, представляющей вторую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6. Блок 10 питания показанный на фиг. 12, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 6, за тем исключением, что положения первого элемента 63 и нагрузки 21 в первой последовательной цепи C1 переставлены, а положение переключателя 61 изменено.
[0095] Переключатель 61 подсоединен между первым узлом соединения и главной отрицательной шиной LD. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 12, нагрузка 21 нагревается, когда включены как переключатель 61, так и переключатель 62. Температура нагрузки 21 определяется, когда переключатель 61 выключен, а переключатель 62 включен.
PSEUDO
[0096] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 12, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 в состоянии, в котором потенциал первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал второго узла соединения, в то время как температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур.
PSEUDO
[0097] Фиг. 13 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 12. На фиг. 13, график, обозначенный «V+», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 13, график, обозначенный «V-’», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 13, график, обозначенный «V+ - V-’ + V», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
[0098] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 12, конфигурация, в которой второй узел соединения и инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединены напрямую, без второго операционного усилителя 58, описана как третья справочная конфигурация схемы. На фиг. 13, график, обозначенный «V+ - V-’», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 в третьей справочной конфигурации схемы.
HTR
MAX
HTR
[0099] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 12, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» первого узла соединения и потенциал «V-’» второго узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T. Фиг. 13 представляет пример, в котором существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
HTR
[0100] Поскольку существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 13, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» второго узла соединения в температурном диапазоне Tr4 в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в случае третьей справочной конфигурации схемы, в температурном диапазоне Tr4 в диапазоне рабочих температур происходит ограничение нижнего предела. Когда существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, ограничения нижнего предела не происходит.
PSEUDO
PSEUDO
REF
HTR
MIN
PSEUDO
REF
HTR
MIN
[0101] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 12, в температурном диапазоне Tr4, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало 0 В. Кроме того, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 12, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (опорное напряжение V) в состоянии, в котором существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, в то время как температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. Кроме того, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 12, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (опорное напряжение V) в состоянии, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, в то время как температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T.
PSEUDO
[0102] При назначении предварительно заданного потенциала V данным способом, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0103] (Третья модификация первого варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 14 является принципиальной схемой, представляющей третью модификацию конфигурации схемы блока питания по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 6. Блок 10 питания, показанный на фиг. 14, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 12, за тем исключением, что расположение соединений между первым операционным усилителем 56, вторым операционным усилителем 58 и мостовой схемой изменено. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 14, неинвертирующий вход второго операционного усилителя 58 соединен с первым узлом соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. Неинвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65.
PSEUDO
[0104] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 14, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 в состоянии, в котором потенциал второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал первого узла соединения, в то время как температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур.
PSEUDO
[0105] Фиг. 15 является графиком, представляющий пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 14. На фиг. 15, график, обозначенный «V+», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 15, график, обозначенный «V-’», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 15, график, обозначенный «V+ - V-’ + V», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
[0106] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 14, конфигурация, в которой первый узел соединения и инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединены напрямую, без второго операционного усилителя 58, описана как четвертая справочная конфигурация схемы. На фиг. 15, график, обозначенный «V+ - V-’», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 в четвертой справочной конфигурации схемы.
HTR
MIN
HTR
[0107] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 14, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» второго узла соединения и потенциал «V-’» первого узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. Фиг. 15 представляет пример, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
HTR
[0108] Поскольку существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 15, потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» первого узла соединения в температурном диапазоне Tr5 в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в случае четвертой справочной конфигурации схемы, в температурном диапазоне Tr5 в диапазоне рабочих температур происходит ограничение нижнего предела. Когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, ограничения нижнего предела не происходит.
PSEUDO
PSEUDO
REF
HTR
MAX
PSEUDO
REF
HTR
MAX
[0109] В блоке 10 питания, показанном на фиг. 14, в температурном диапазоне Tr5, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало 0 В. Кроме того, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 14, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (опорное напряжение V) в состоянии, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, в то время как температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T. Кроме того, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 14, значение предварительно заданного потенциала V назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (опорное напряжение V) в состоянии, в котором существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, в то время как температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T.
PSEUDO
[0110] При назначении предварительно заданного потенциала V данным способом, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
PSEUDO
HTR
PSEUDO
[0111] В первом варианте осуществления, значение предварительно заданного потенциала V может быть также значением, равным потенциалу отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 в состоянии, в котором: 1. существует погрешность изготовления значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 выходит за пределы диапазона рабочих температур, и 3. потенциал узла соединения последовательной цепи мостовой схемы со стороны, которая соединена с неинвертирующим входом первого операционного усилителя 56, имеет значение ниже, чем потенциал узла соединения последовательной цепи со стороны, которая соединена с инвертирующим входом первого операционного усилителя 56. То есть, возникновение эффекта ограничения нижнего предела в первом операционном усилителе 56 может допускаться за пределами диапазона рабочих температур. Таким образом, можно предотвратить повышение значения предварительно заданного потенциала V, и можно уменьшить размеры схемы.
PSEUDO
PSEUDO
[0112] Даже когда первый операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела можно предотвратить установкой предварительно заданного потенциала V равным подходящему значению. В таком случае, ограничение нижнего предела все еще может происходить, даже если дифференциальное входное значение превышает потенциал отрицательного ввода электропитания. Аналогично, ограничение верхнего предела все еще может происходить, даже если дифференциальное входное значение оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания. В последующем описании, дифференциальное входное значение, при котором происходит ограничение нижнего предела в первом операционном усилителе 56, который не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, описано как минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56. Дифференциальное входное значение, при котором происходит ограничение верхнего предела в первом операционном усилителе 56, который не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, описано как максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56. В частности, в вышеописанном варианте осуществления, предварительно заданный потенциал V может быть установлен так, что дифференциальное входное значение превышает минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56. Однако, следует также отметить, что предварительно заданный потенциал должен быть установлен так, чтобы дифференциальное входное значение находилось на уровне ниже, чем максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56.
[0113] (Второй вариант осуществления электрической схемы)
Фиг. 16 является принципиальной схемой, представляющей второй вариант осуществления конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1. Блок 10 питания, показанный на фиг. 16, имеет такую же конфигурацию, как на фиг. 6, за тем исключением, что: 1. инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 присоединен напрямую ко второму узлу соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65, 2. добавлена схема 59 разветвителя напряжения питания, образованная резистором 591, резистором 592, конденсатором 593 и конденсатором 594, и 3. потенциал со схемы 59 разветвителя напряжения питания подается на два ввода электропитания первого операционного усилителя 56.
REF
REF
REF
REF
REF
[0114] Схема 59 разветвителя напряжения питания создает, из опорного напряжения V (входное напряжение), выдаваемого LDO-стабилизатором 60, два потенциала, имеющих одинаковое абсолютное значение и разные положительное и отрицательное значения (положительный потенциал (V/2) и отрицательный потенциал (-V/2)). Положительный потенциал (V/2), созданный схемой 59 разветвителя напряжения питания подается на положительный ввод электропитания первого операционного усилителя 56, и отрицательный потенциал (-V/2), созданный схемой 59 разветвителя напряжения питания подается на отрицательный ввод электропитания первого операционного усилителя 56. В схеме 59 разветвителя напряжения питания, абсолютное значение создаваемого потенциала можно настраивать регулировкой, по меньшей мере, по меньшей мере, одного из значений электрического сопротивления резисторов 591, 592 и входного напряжения.
[0115] В соответствии с блоком 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16, нижнее предельное значение области усиления первого операционного усилителя 56 может быть сдвинуто схемой 59 разветвителя напряжения питания в отрицательном направлении. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал второго узла соединения, возникновение эффекта ограничения нижнего предела в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить в диапазоне рабочих температур посредством назначения, по меньшей мере, одного из значений электрического сопротивления резисторов 591, 592 и входного напряжения таким образом, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало отрицательный потенциал, созданный схемой 59 разветвителя напряжения питания.
[0116] В состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал первого узла соединения равен или выше, чем потенциал второго узла соединения, возникновение эффекта ограничения верхнего предела в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить в диапазоне рабочих температур посредством назначения, по меньшей мере, одного из значений электрического сопротивления резисторов 591, 592 и входного напряжения таким образом, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем положительный потенциал, созданный схемой 59 разветвителя напряжения питания.
[0117] Фиг. 17 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16. На фиг. 17 и фиг. 18, 20, 22 и 24, которые описаны ниже, вертикальная ось представляет напряжение (потенциал), а горизонтальная ось представляет температуру нагрузки 21.
[0118] На фиг. 17 и 18, график, обозначенный «V+», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 17 и 18, график, обозначенный «V-», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 17, график, обозначенный «V+ - V-» представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
[0119] Во втором варианте осуществления, показанном на фиг. 16, в температурном диапазоне Tr11 в диапазоне рабочих температур, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-’» второго узла соединения. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr11, значение (абсолютное значение) отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). Во втором варианте осуществления, показанном на фиг. 16, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr1 в диапазоне рабочих температур, значение (абсолютное значение) положительного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). Посредством назначения данным способом значений потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, в диапазоне рабочих температур предотвращается возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела в первом операционном усилителе 56. Следовательно, точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0120] В соответствии со вторым вариантом осуществления, показанным на фиг. 16, конфигурация, в которой потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур, может быть выбрана в виде мостовой схемы. Следовательно, ограничения на значения электрических сопротивлений каждого элемента мостовой схемы можно смягчить, и степень свободы проектирования можно повысить.
HTR
HTR
[0121] Состояние, в котором потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения, может быть обусловлено погрешностью изготовления значения электрического сопротивления R нагрузки 21. Следовательно, значения потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, желательно рассчитывать с учетом погрешности изготовления значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
MIN
HTR
[0122] Фиг. 18 является графиком, представляющим другой пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16. В примере, показанном на фиг. 18, предполагается, что значение электрического сопротивления R нагрузки 21 рассчитано так, чтобы потенциал «V+» первого узла соединения и потенциал «V-» второго узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. На фиг. 18, график, обозначенный «V+ - V-», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56, когда отсутствует погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
HTR
[0123] На фиг. 18, график, обозначенный «V+’», показывает потенциал первого узла соединения, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением. Как описано выше, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 представлено на графике «V+’ - V-» на фиг. 18.
[0124] В примере на фиг. 18, в температурном диапазоне Tr12 в диапазоне рабочих температур, потенциал «V+’» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr12, значение (абсолютное значение) отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 18, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr12 в диапазоне рабочих температур, значение (абсолютное значение) положительного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0125] Когда существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+’» первого узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+’» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, значения (абсолютное значение) потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, могут быть назначены так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
HTR
HTR
[0126] Следовательно, в блоке 10 питания по второму варианту осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения. В блоке 10 питания по второму варианту осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения.
[0127] Как описано выше, при назначении значений потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания (или минимальным значением) и потенциалом положительного ввода электропитания (или максимальным значением) в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0128] (Первая модификация второго варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 19 является принципиальной схемой, представляющей первую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16. Блок 10 питания, показанный на фиг. 19, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 16, за тем исключением, что расположение соединений между первым операционным усилителем 56 и мостовой схемой изменено. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 19, инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен с первым узлом соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. Неинвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65.
[0129] Фиг. 20 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 19. На фиг. 20, график, обозначенный «V+», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 20, график, обозначенный «V-», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 20, график, обозначенный «V+ - V-» представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
HTR
MAX
HTR
[0130] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 10, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» второго узла соединения и потенциал «V-» первого узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T. Фиг. 20 представляет пример, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
[0131] Поскольку существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 20, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в температурном диапазоне Tr13 в диапазоне рабочих температур. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr13, значение (абсолютное значение) отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 20, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr13 в диапазоне рабочих температур, значение (абсолютное значение) положительного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0132] Когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, значения (абсолютное значение) потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, могут быть назначены так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
HTR
HTR
[0133] Следовательно, в блоке 10 питания в соответствии с первой модификацией второго варианта осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения. В блоке 10 питания в соответствии с первой модификацией второго варианта осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения.
[0134] Как описано выше, при назначении значений потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания (или минимальным значением) и потенциалом положительного ввода электропитания (или максимальным значением) в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0135] (Вторая модификация второго варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 21 является принципиальной схемой, представляющей вторую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16. Блок 10 питания, показанный на фиг. 21, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 16, за тем исключением, что положения первого элемента 63 и нагрузки 21 в первой последовательной цепи C1 переставлены, а положение переключателя 61 изменено.
[0136] Переключатель 61 подсоединен между первым узлом соединения и главной отрицательной шиной LD. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 21, нагрузка 21 нагревается, когда включены как переключатель 61, так и переключатель 62. Температура нагрузки 21 определяется, когда переключатель 61 выключен, а переключатель 62 включен.
[0137] Фиг. 22 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 21. На фиг. 22, график, обозначенный «V+» представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 22, график, обозначенный «V-» представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 22, a график, обозначенный «V+ - V-» представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
HTR
MAX
HTR
[0138] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 21, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» первого узла соединения и потенциал «V-» второго узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T. Фиг. 22 представляет пример, в котором существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
[0139] Поскольку существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 22, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в температурном диапазоне Tr14 в диапазоне рабочих температур. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr14, значение (абсолютное значение) отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 22, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr14 в диапазоне рабочих температур, значение (абсолютное значение) положительного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0140] Когда существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, значения (абсолютное значение) потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, могут быть назначены так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
HTR
HTR
[0141] Следовательно, в блоке 10 питания в соответствии со второй модификацией второго варианта осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения. В блоке 10 питания в соответствии со второй модификацией второго варианта осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения.
[0142] Как описано выше, при назначении значений потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания (или минимальным значением) и потенциалом положительного ввода электропитания (или максимальным значением) в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0143] (Третья модификация второго варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 23 является принципиальной схемой, представляющей третью модификацию конфигурации схемы блока питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 16. Блок 10 питания, показанный на фиг. 23, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 21, за тем исключением, что расположение соединений между первым операционным усилителем 56 и мостовой схемой изменено. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 23, инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен с первым узлом соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. Неинвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65.
[0144] Фиг. 24 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 23. На фиг. 24, график, обозначенный «V+», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 24, график, обозначенный «V-», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 24, график, обозначенный «V+ - V-», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
HTR
MIN
HTR
[0145] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 23, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» второго узла соединения и потенциал «V-» первого узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. Фиг. 24 представляет пример, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
[0146] Поскольку существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 24, потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения в температурном диапазоне Tr15 в диапазоне рабочих температур. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr15, значение (абсолютное значение) отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 24, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr15 в диапазоне рабочих температур, значение (абсолютное значение) положительного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, может быть назначено так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0147] Когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения, значения (абсолютное значение) потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, могут быть назначены так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
HTR
HTR
[0148] Следовательно, в блоке 10 питания в соответствии с третьей модификацией второго варианта осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения. В блоке 10 питания в соответствии с третьей модификацией второго варианта осуществления, значение отрицательного потенциала, создаваемого схемой 59 разветвителя напряжения питания, назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения.
[0149] Как описано выше, при назначении значений потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания (или минимальным значением) и потенциалом положительного ввода электропитания (или максимальным значением) в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена. Как описано выше, когда первый операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, значения (абсолютное значение) потенциалов, создаваемых схемой 59 разветвителя напряжения питания, могут быть назначены так, что дифференциальное входное значение находится между максимальным значением и минимальным значением, которые могут приниматься первым операционным усилителем 56.
[0150] (Третий вариант осуществления электрической схемы)
REF2
Фиг. 25 является принципиальной схемой, представляющей третий вариант осуществления конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1. Блок 10 питания, показанный на фиг. 25, имеет такую же конфигурацию, как на фиг. 6, за тем исключением, что инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 присоединен напрямую ко второму узлу соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65, и в то же время источник 12A отрицательного напряжения, который подает отрицательный потенциал («-V» с абсолютным значением, которое ниже, чем опорное напряжение в примере на фиг. 25), подсоединен к отрицательному вводу электропитания первого операционного усилителя 56.
[0151] В соответствии с блоком 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25, нижнее предельное значение области усиления первого операционного усилителя 56 может быть перенесено в отрицательном направлении посредством источника 12A отрицательного напряжения. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал второго узла соединения, возникновение эффекта ограничения нижнего предела в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить в диапазоне рабочих температур посредством назначения потенциала, подаваемого из источника 12A отрицательного напряжения, таким образом, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
[0152] Фиг. 26 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25. На фиг. 26 и фиг. 27, 29, 31 и 33, которые будут описаны ниже, вертикальная ось представляет напряжение (потенциал), а горизонтальная ось представляет температуру нагрузки 21.
[0153] На фиг. 26 и 27, график, обозначенный «V+», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 26 и 27, график, обозначенный «V-», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 26, график, обозначенный «V+ - V-», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
[0154] В третьем варианте осуществления, показанном на фиг. 25, в температурном диапазоне Tr21 в диапазоне рабочих температур, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr21, потенциал источника 12A отрицательного напряжения может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В третьем варианте осуществления, показанном на фиг. 25, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr21 в диапазоне рабочих температур, потенциал положительного ввода электропитания может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). Посредством назначения значений потенциалов положительного ввода электропитания и отрицательного ввода электропитания данным способом, в диапазоне рабочих температур предотвращается возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела в первом операционном усилителе 56. Следовательно, точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0155] В соответствии с третьим вариантом осуществления, показанным на фиг. 25, конфигурация, в которой потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур, может быть выбрана в виде мостовой схемы. Следовательно, ограничения на значения электрических сопротивлений каждого элемента мостовой схемы можно смягчить, и степень свободы проектирования можно повысить. Степень свободы установки потенциала положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 также может повышаться.
HTR
HTR
[0156] Состояние, в котором потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения, может быть обусловлено погрешностью изготовления значения электрического сопротивления R нагрузки 21. Следовательно, значение потенциала источника 12A отрицательного напряжения желательно рассчитывать с учетом погрешности изготовления значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
MIN
HTR
[0157] Фиг. 27 является графиком, представляющим другой пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25. В примере, показанном на фиг. 27, предполагается, что значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» первого узла соединения и потенциал «V-» второго узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. На фиг. 27, график, обозначенный «V+ - V-», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56, когда отсутствует погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
HTR
[0158] На фиг. 27, график, обозначенный «V+’», показывает потенциал первого узла соединения, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением. Как описано выше, когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 показано графиком «V+’ - V-» на фиг. 27.
[0159] В примере на фиг. 27, в температурном диапазоне Tr22 в диапазоне рабочих температур, потенциал «V+’» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr22, потенциал источника 12A отрицательного напряжения может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 27, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr22 в диапазоне рабочих температур, потенциал положительного ввода электропитания может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0160] Когда существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+’» первого узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+’» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, потенциал положительного ввода электропитания может быть назначен так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
HTR
HTR
[0161] Следовательно, в блоке 10 питания по третьему варианту осуществления, значение потенциала источника 12A отрицательного напряжения назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения. В блоке 10 питания по третьему варианту осуществления, потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения.
[0162] Как описано выше, при назначении значений потенциалов положительного ввода электропитания и отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0163] (Первая модификация третьего варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 28 является принципиальной схемой, представляющей первую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25. Блок 10 питания, показанный на фиг. 28, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 25, за тем исключением, что расположение соединений между первым операционным усилителем 56 и мостовой схемой изменено. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 28, инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен с первым узлом соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. Неинвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65.
[0164] Фиг. 29 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 28. На фиг. 29, график, обозначенный «V+», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 29, график, обозначенный «V-» представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 29, график, обозначенный «V+ - V-», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
HTR
MAX
HTR
[0165] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 28, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» второго узла соединения и потенциал «V-» первого узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T. Фиг. 29 представляет пример, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
[0166] Поскольку существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 29, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в температурном диапазоне Tr23 в диапазоне рабочих температур. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr23, потенциал источника 12A отрицательного напряжения может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 29, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr23 в диапазоне рабочих температур, потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0167] Когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 может быть назначен так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
HTR
HTR
[0168] Следовательно, в блоке 10 питания в соответствии с первой модификацией третьего варианта осуществления, значение потенциала источника 12A отрицательного напряжения назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения. В блоке 10 питания в соответствии с первой модификацией третьего варианта осуществления, значение потенциала положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения.
[0169] Как описано выше, при назначении значений потенциалов вводов питания первого операционного усилителя 56 с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0170] (Вторая модификация третьего варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 30 является принципиальной схемой, представляющей вторую модификацию конфигурации схемы блока 10 питания по третьему варианту осуществления, показанному на фиг. 25. Блок 10 питания, показанный на фиг. 30, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 25, за тем исключением, что положения первого элемента 63 и нагрузки 21 переставлены в первой последовательной цепи C1, тогда как положение переключателя 61 изменено.
[0171] Переключатель 61 подсоединен между первым узлом соединения и главной отрицательной шиной LD. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 30, нагрузка 21 нагревается, когда как переключатель 61, так и переключатель 62 включены. Температура нагрузки 21 определяется, когда переключатель 61 выключен, а переключатель 62 включен.
[0172] Фиг. 31 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 30. На фиг. 31, график, обозначенный «V+», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 31, график, обозначенный «V-», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 31, график, обозначенный «V+ - V-», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
HTR
MAX
HTR
[0173] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 30, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» первого узла соединения и потенциал «V-» второго узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна верхней предельной температуре T. Fig. 31 представляет пример, в котором существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
[0174] Поскольку существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 31, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в температурном диапазоне Tr24 в диапазоне рабочих температур. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr24, потенциал источника 12A отрицательного напряжения может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 31, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr24 в диапазоне рабочих температур, потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0175] Когда существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 может быть назначен так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания.
HTR
HTR
HTR
[0176] Следовательно, в блоке 10 питания в соответствии со второй модификацией третьего варианта осуществления, значение потенциала источника 12A отрицательного напряжения назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» второго узла соединения. В блоке 10 питания в соответствии со второй модификацией третьего варианта осуществления, значение потенциала положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» первого узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» второго узла соединения.
[0177] Как описано выше, при назначении значений потенциалов вводов питания первого операционного усилителя 56 с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена.
[0178] (Третья модификация третьего варианта осуществления электрической схемы)
Фиг. 32 является принципиальной схемой, представляющей третью модификацию конфигурации схемы блока питания по второму варианту осуществления, показанному на фиг. 25. Блок 10 питания, показанный на фиг. 32, имеет такую же конфигурацию схемы, как на фиг. 30, за тем исключением, что расположение соединений между первым операционным усилителем 56 и мостовой схемой изменено. В блоке 10 питания, показанном на фиг. 32, инвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен с первым узлом соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. Неинвертирующий вход первого операционного усилителя 56 соединен со вторым узлом соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65.
[0179] Фиг. 33 является графиком, представляющим пример дифференциального входного значения первого операционного усилителя 56 в блоке 10 питания, показанном на фиг. 32. На фиг. 33, график, обозначенный «V+», представляет потенциал второго узла соединения между вторым элементом 64 и третьим элементом 65. На фиг. 33, график, обозначенный «V-», представляет потенциал первого узла соединения между первым элементом 63 и нагрузкой 21. На фиг. 33, график, обозначенный «V+ - V-», представляет дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56.
HTR
MIN
HTR
[0180] В качестве примера, в блоке 10 питания, показанном на фиг. 32, значение электрического сопротивления R нагрузки 21 назначено так, чтобы потенциал «V+» второго узла соединения и потенциал «V-» первого узла соединения были равными в состоянии, в котором температура нагрузки 21 равна нижней предельной температуре T. Фиг. 33 представляет пример, в котором существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21.
HTR
[0181] Поскольку существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, то в примере, показанном на фиг. 33, потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения в температурном диапазоне Tr25 в диапазоне рабочих температур. Чтобы предотвратить ограничение нижнего предела, в температурном диапазоне Tr25, потенциал источника 12A отрицательного напряжения может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышало потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail). В примере на фиг. 33, в диапазоне, исключающем температурный диапазон Tr25 в диапазоне рабочих температур, потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
[0182] Когда существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, по сравнению с расчетным значением, потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение не ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения в диапазоне рабочих температур. Следовательно, в состоянии, в котором температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и при этом потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения, потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 может быть назначен так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail).
HTR
HTR
HTR
[0183] Следовательно, в блоке 10 питания в соответствии с третьей модификацией третьего варианта осуществления, значение потенциала источника 12A отрицательного напряжения назначается так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 превышает потенциал отрицательного ввода электропитания (минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения имеет значение ниже, чем потенциал «V-» первого узла соединения. В блоке 10 питания в соответствии с третьей модификацией третьего варианта осуществления, значение потенциала положительного ввода электропитания первого операционного усилителя 56 назначается так, чтобы дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 было ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания (максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем 56 в состоянии, в котором операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail) в состоянии, в котором: 1. существует +10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения, или в состоянии, в котором: 1. существует -10% погрешность значения электрического сопротивления R нагрузки 21, 2. температура нагрузки 21 находится в диапазоне рабочих температур, и 3. потенциал «V+» второго узла соединения равен или выше, чем потенциал «V-» первого узла соединения.
[0184] Как описано выше, при назначении значений потенциалов вводов питания первого операционного усилителя 56 с учетом погрешности изготовления нагрузки 21, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между потенциалом отрицательного ввода электропитания и потенциалом положительного ввода электропитания в диапазоне рабочих температур, когда существует погрешность изготовления нагрузки 21. Следовательно, в первом операционном усилителе 56 можно предотвратить возникновение эффекта ограничения нижнего предела и ограничения верхнего предела, и точность определения температуры нагрузки 21 может быть повышена. Как описано выше, когда первый операционный усилитель 56 не является операционным усилителем с входом и выходом типа rail-to-rail, потенциал источника 12A отрицательного напряжения может быть назначен так, что дифференциальное входное значение первого операционного усилителя 56 находится между максимальным значением и минимальным значением, которые могут приниматься первым операционным усилителем 56.
[0185] Хотя, в вышеописанных вариантах осуществления, первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, разъемно присоединяется к блоку 10 питания, первый картридж 20, включающий в себя нагрузку 21, может быть также объединен с блоком 10 питания.
[0186] В настоящем описании рассмотрены, по меньшей мере, следующие вопросы. Хотя в скобках приведены соответствующие составляющие элементы или подобные элементы в вышеописанных вариантах осуществления, настоящее изобретение не ограничено упомянутыми элементами.
[0187] (1)
Блок питания (блок 10 питания) для аэрозольного ингалятора (аэрозольного ингалятора 1). Аэрозольный ингалятор включает в себя источник питания (источник 12 питания), выполненный с возможностью разрядки электроэнергии на нагрузку (нагрузку 21), которая выполнена с возможностью нагревания аэрозолеобразующего источника и имеет корреляционную связь между значениями температуры и электрического сопротивления. Блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя:
первый элемент (первый элемент 63), соединенный последовательно с нагрузкой и имеющий первое значение электрического сопротивления;
вторую последовательную цепь (вторую последовательную цепь C2), которая включает в себя второй элемент (второй элемент 64), имеющий второе значение электрического сопротивления, и третий элемент (третий элемент 65), соединенный последовательно со вторым элементом и имеющий третье значение электрического сопротивления, при этом вторая последовательная цепь соединена параллельно с первой последовательной цепью (первой последовательной цепью C1), включающей в себя нагрузку и первый элемент;
первый операционный усилитель (первый операционный усилитель 56), который включает в себя неинвертирующий вход, соединенный с одним из первого узла соединения между нагрузкой и первым элементом и второго узла соединения между вторым элементом и третьим элементом, и инвертирующий вход, соединенный с другим из первого узла соединения и второго узла соединения; и
схему регулировки потенциала (второй операционный усилитель 58, схему 59 разветвителя напряжения питания, источник 12A отрицательного напряжения), соединенную с первым операционным усилителем и выполненную с возможностью предотвращения становления дифференциального входного значения первого операционного усилителя равным потенциалу отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальному значению, получаемому первым операционным усилителем, в состоянии, в котором первый потенциал первого узла соединения или второго узла соединения, который соединен с неинвертирующим входом, имеет значение ниже, чем второй потенциал первого узла соединения или второго узла соединения, который соединен с инвертирующим входом.
[0188] В соответствии с (1), даже когда первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал, не допускается становление дифференциального входного значения первого операционного усилителя равным потенциалу отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься первым операционным усилителем. Следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью по выходному сигналу первого операционного усилителя.
[0189] (2)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (1), в котором
схема регулировки потенциала включает в себя второй операционный усилитель (второй операционный усилитель 58), и
второй операционный усилитель включает в себя: неинвертирующий вход, который соединен с первым узлом соединения или вторым узлом соединения, который соединен с инвертирующим входом; инвертирующий вход, на который подается положительный предварительно заданный потенциал; и выход, соединенный с инвертирующим входом первого операционного усилителя.
[0190] В соответствии с (2), дифференциальное входное значение первого операционного усилителя может быть повышено на предварительно заданный потенциал посредством второго операционного усилителя. В результате, посредством установки предварительно заданного потенциала равным подходящему значению можно не допустить становления дифференциального входного значение первого операционного усилителя равным потенциалу отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься первым операционным усилителем, и, следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0191] (3)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (2), в котором
значение предварительно заданного потенциала является равным потенциалу, подаваемому на положительный ввод электропитания первого операционного усилителя, или значению напряжения, подаваемого на первую последовательную цепь и вторую последовательную цепь.
[0192] В соответствии с (3), поскольку потенциал, используемый в схеме в других целях, можно использовать напрямую, то дифференциальное входное значение первого операционного усилителя может быть повышено на предварительно заданный потенциал, без необходимости какой-либо сложной схемы.
[0193] (4)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (2), в котором
предварительно заданный потенциал получается делением потенциала, подаваемого на положительный ввод электропитания первого операционного усилителя, или напряжения, подаваемого на первую последовательную цепь и вторую последовательную цепь.
[0194] В соответствии с (4), поскольку предварительно заданный потенциал создается делением или понижением, то предварительно заданный потенциал несложно установить равным искомому значению. В результате, на второй операционный усилитель может быть подан подходящий предварительно заданный потенциал для предотвращения становления дифференциального входного значения первого операционного усилителя равным потенциалу отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальному значению, которое может приниматься первым операционным усилителем.
[0195] (5)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (2), в котором
MAX
MIN
предварительно заданный потенциал имеет значение, при котором дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальное значение, получаемое первым операционным усилителем в состоянии, в котором температура нагрузки равна или ниже, чем верхняя предельная температура (T), в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал, или в состоянии, в котором температура нагрузки равна или выше, чем нижняя предельная температура (T), в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал,
верхняя предельная температура является верхним предельным значением диапазона температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, и
нижняя предельная температура является нижним предельным значением диапазона температур.
[0196] В соответствии с (5), поскольку дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода электропитания или минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем в диапазоне температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в диапазоне рабочих температур нагрузки.
[0197] (6)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (2), в котором
предварительно заданный потенциал имеет значение, при котором дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальное значение, получаемое первым операционным усилителем, в состоянии, в котором:
MIN
MAX
значение электрического сопротивления нагрузки имеет погрешность -10% по сравнению с предполагаемым значением электрического сопротивления нагрузки, получаемым в случае, когда температура нагрузки равна нижней предельной температуре (T) или верхней предельной температуре (T), в то время как первый потенциал и второй потенциал являются равными,
значение электрического сопротивления нагрузки имеет погрешность +10% по сравнению с предполагаемым значением электрического сопротивления нагрузки, получаемым в случае, когда температура нагрузки равна или выше, чем нижняя предельная температура или равна или ниже, чем верхняя предельная температура, в то время как первый потенциал ниже, чем второй потенциал, или в случае, когда температура нагрузки равна верхней предельной температуре или нижней предельной температуре, в то время как первый потенциал и второй потенциал являются равными, и
температура нагрузки равна или ниже, чем верхняя предельная температура или равна или ниже, чем нижняя предельная температура, и первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал,
верхняя предельная температура является верхним предельным значением диапазона температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, и
нижняя предельная температура является нижним предельным значением диапазона температур.
[0198] В соответствии с (6), поскольку дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода электропитания или минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем, в диапазоне температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в диапазоне рабочих температур нагрузки, даже когда существует погрешность значения электрического сопротивления нагрузки.
[0199] (7)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (5) или (6), в котором
предварительно заданный потенциал имеет значение, при котором дифференциальное входное значение первого операционного усилителя является равным потенциалу отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальному значению, получаемому первым операционным усилителем, в состоянии, в котором температура нагрузки превышает верхнюю предельную температуру, в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал, или в состоянии, в котором температура нагрузки имеет значение ниже, чем нижняя предельная температура, в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал.
[0200] В соответствии с (7), дифференциальное входное значение первого операционного усилителя может быть равным потенциалу отрицательного ввода электропитания или минимальному значению, которое может приниматься первым операционным усилителем, за пределами диапазона температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, и поэтому отсутствует необходимость в создании избыточного предварительно заданного потенциала. В результате, размер схемы можно уменьшить.
[0201] (8)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (5) или (6), в котором
предварительно заданный потенциал имеет значение, при котором дифференциальное входное значение первого операционного усилителя оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания первого операционного усилителя или максимальное значение, получаемое первым операционным усилителем, в состоянии, в котором температура нагрузки равна или ниже, чем верхняя предельная температура, в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал, или в состоянии, в котором температура нагрузки равна или выше, чем нижняя предельная температура, в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал.
[0202] В соответствии с (8), поскольку дифференциальное входное значение первого операционного усилителя оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания или максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем, в диапазоне температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в диапазоне рабочих температур нагрузки.
[0203] (9)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (1), в котором
схема регулировки потенциала включает в себя схему разветвителя напряжения питания (схему 59 разветвителя напряжения питания), выполненную с возможностью создания отрицательного потенциала, исходя из входного напряжения, и положительного потенциала, имеющего такое же абсолютное значение, как отрицательный потенциал,
положительный потенциал подается на положительный ввод электропитания первого операционного усилителя, и
отрицательный потенциал подается на отрицательный ввод электропитания первого операционного усилителя.
[0204] В соответствии с (9), благодаря схеме разветвителя напряжения питания, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя почти не достигает потенциала отрицательного ввода электропитания или минимального значения, которое может приниматься первым операционным усилителем. Следовательно, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя может эффективно удерживаться от снижения до уровня ниже, чем потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем, и, следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0205] (10)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (9), в котором
MAX
MIN
по меньшей мере, одно из значения входного напряжения и значения электрического сопротивления резистора, содержащегося в схеме разветвителя напряжения питания, имеет значение, при котором дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает отрицательный потенциал в состоянии, в котором температура нагрузки равна или ниже, чем верхняя предельная температура (T), в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал, или в состоянии, в котором температура нагрузки равна или выше, чем нижняя предельная температура (T), в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал,
верхняя предельная температура является верхним предельным значением диапазона температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, и
нижняя предельная температура является нижним предельным значением диапазона температур.
[0206] В соответствии с (10), поскольку дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода электропитания или минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем в диапазоне температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в диапазоне рабочих температур нагрузки.
[0207] (11)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (9) или (10), в котором
MAX
MIN
по меньшей мере, одно из значения входного напряжения и значения электрического сопротивления резистора, содержащегося в схеме разветвителя напряжения питания, имеет значение, при котором дифференциальное входное значение первого операционного усилителя оказывается ниже, чем положительный потенциал в состоянии, в котором температура нагрузки равна или ниже, чем верхняя предельная температура (T), или в состоянии, в котором температура нагрузки равна или выше, чем нижняя предельная температура (T),
верхняя предельная температура является верхним предельным значением диапазона температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, и
нижняя предельная температура является нижним предельным значением диапазона температур.
[0208] В соответствии с (11), поскольку дифференциальное входное значение первого операционного усилителя оказывается ниже, чем потенциал положительного ввода электропитания или максимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем в диапазоне температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в диапазоне рабочих температур нагрузки.
[0209] (12)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (1), в котором
схема регулировки потенциала включает в себя источник отрицательного напряжения (источник 12A отрицательного напряжения), выполненный с возможностью создания отрицательного потенциала, и
источник отрицательного напряжения подсоединен к отрицательному вводу электропитания первого операционного усилителя.
[0210] В соответствии с (12), благодаря источнику отрицательного напряжения, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя почти не достигает потенциала отрицательного ввода электропитания или минимального значения, которое может приниматься первым операционным усилителем. Следовательно, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя может эффективно удерживаться от снижения до уровня ниже, чем потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем, и, следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью.
[0211] (13)
Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (12), в котором
MAX
MIN
отрицательный потенциал имеет значение, при котором дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает отрицательный потенциал в состоянии, в котором температура нагрузки равна или ниже, чем верхняя предельная температура (T), в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал, или в состоянии, в котором температура нагрузки равна или выше, чем нижняя предельная температура (T), в то время как первый потенциал имеет значение ниже, чем второй потенциал,
верхняя предельная температура является верхним предельным значением диапазона температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, и
нижняя предельная температура является нижним предельным значением диапазона температур.
[0212] В соответствии с (13), поскольку дифференциальное входное значение первого операционного усилителя превышает потенциал отрицательного ввода электропитания или минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем в диапазоне температур, в котором выполняется разрядка на нагрузку, температура нагрузки может определяться с высокой точностью в диапазоне рабочих температур нагрузки.
[0213] (14)
Блок питания (блок 10 питания) для аэрозольного ингалятора (аэрозольного ингалятора 1). Аэрозольный ингалятор включает в себя источник питания (источник 12 питания), выполненный с возможностью разрядки электроэнергии на нагрузку (нагрузку 21), которая выполнена с возможностью нагревания аэрозолеобразующего источника и имеет корреляционную связь между значениями температуры и электрического сопротивления. Блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя:
первый элемент (первый элемент 63), соединенный последовательно с нагрузкой и имеющий первое значение электрического сопротивления;
вторую последовательную цепь (вторую последовательную цепь C2), которая включает в себя второй элемент (второй элемент 64), имеющий второе значение электрического сопротивления, и третий элемент (третий элемент 65), соединенный последовательно со вторым элементом и имеющий третье значение электрического сопротивления, при этом вторая последовательная цепь соединена параллельно с первой последовательной цепью (первой последовательной цепью C1), включающей в себя нагрузку и первый элемент;
первый операционный усилитель (первый операционный усилитель 56), который включает в себя неинвертирующий вход, соединенный с одним из первого узла соединения между нагрузкой и первым элементом и второго узла соединения между вторым элементом и третьим элементом, и инвертирующий вход, соединенный с другим из первого узла соединения и второго узла соединения; и
PSEUDO
второй операционный усилитель (второй операционный усилитель 58), который включает в себя: неинвертирующий вход, который соединен с первым узлом соединения или вторым узлом соединения, соединенным опосредованно с инвертирующим входом; инвертирующий вход, на который подается положительный предварительно заданный потенциал (предварительно заданный потенциал V); и выход, соединенный с инвертирующим входом первого операционного усилителя.
[0214] В соответствии с (14), дифференциальное входное значение первого операционного усилителя может быть повышено на предварительно заданный потенциал посредством второго операционного усилителя. В результате, даже когда первый потенциал ниже второго потенциала, дифференциальное входное значение первого операционного усилителя удерживается от снижения до уровня ниже, чем потенциал отрицательного ввода электропитания первого операционного усилителя или минимальное значение, которое может приниматься первым операционным усилителем. Следовательно, температура нагрузки может определяться с высокой точностью по выходному сигналу первого операционного усилителя.