CN112006337B - 气溶胶吸入器用的控制装置及气溶胶吸入器 - Google Patents

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Abstract

气溶胶吸入器用的控制装置包括：运算放大器，进行与被施加到温度和电阻值具有相关性的负载的电压相应的输出，所述负载对气溶胶源进行加热；控制部，被构成为进行基于与所述输出相应的电压的处理；以及二极管，其阳极与所述运算放大器的反相输入端子或正相输入端子电连接。

Description

气溶胶吸入器用的控制装置及气溶胶吸入器
技术领域
本公开涉及生成由使用者吸入的气溶胶的气溶胶吸入器用的控制装置及气溶胶吸入器。另外，气溶胶吸入器有时也被称为气溶胶生成装置。
背景技术
在一般的电子香烟、加热式香烟、雾化器等用于生成由使用者吸入的气溶胶的气溶胶吸入器中，若在通过雾化而成为气溶胶的气溶胶源(以下有时也称为气溶胶形成基质)不足时使用者进行吸入，则无法对使用者供给充足的气溶胶。加之，在电子香烟或加热式香烟的情况下，会产生无法生成具有所希望的香吃味的气溶胶的问题。
在气溶胶源的剩余量的检测中，有使用具有电阻值根据温度而变化的PTC特性的加热器的方法。在该方法中，基于根据被施加在加热器上的电压或与该电压相应的电压(以下，称为“被施加在加热器上的电压等”)所求得的该加热器的电阻值，能够判定气溶胶源是否不足。
此外，存在被构成为在气溶胶源枯竭时，能够更换包括气溶胶源和用于加热该气溶胶源的加热器的烟弹的气溶胶吸入器。在该更换的检测中，也有利用被施加在加热器上的电压等的方法。
即，在气溶胶吸入器中，有时执行基于被施加在加热器上的电压等的处理。为了执行基于被施加在加热器上的电压等的处理，气溶胶吸入器用的控制装置能够包括：运算放大器，输出与被施加在加热器上的电压相应的电压；以及微控制器单元(MCU)等控制部，被施加与该电压相应的电压。在这样的控制装置中，若不适当保护运算放大器或控制部不受被施加在加热器上的比较高的电压的影响，则该运算放大器或控制部可能因过大的电压(以下，也称为“过电压”)而不能正常动作。
在专利文献1中，公开了一种用于控制气化装置的电阻发热体的线圈温度的电路结构，该电路结构包括：电池BATT(23)、能够被施加来自电池BATT(23)的电压的线圈的电阻器R_COIL(74)、以及与线圈的电阻器R_COIL(74)连接并将电池BATT(23)的电压作为电源电压的MCU(72)(参照第0191段和图17B等)。然而，专利文献1没有公开或启示用于防止对运算放大器或MCU(72)施加过电压的结构。
在专利文献2中，公开了用于测量气溶胶生成系统的加热元素的电阻的电路结构，该电路结构包括：加热器501、和与加热器501连接的能够施加电压V1的微处理器507(参照第0081段和图5等)。然而，专利文献2没有公开或启示用于防止对运算放大器或微处理器507施加过电压的结构。
在专利文献3中，公开了电子香烟的电池组件的原理框图，该框图包括：电池组件101、与电池组件101连接的喷雾组件20、与电池组件101和喷雾组件20连接的微控制器102(参照第0021段和图2等)。然而，专利文献3没有公开或启示用于防止对运算放大器或微控制器102施加过电压的结构。
在专利文献4中，公开了一种用于气溶胶送出装置的控制体102和烟弹104，烟弹104包括加热器222，控制体102包括微处理器310，当烟弹104与微处理器310连接时，微处理器310与加热器222电连接，并被施加电压V(参照第0064段和图3等)。然而，专利文献4没有公开或启示用于防止对运算放大器或微处理器310施加过电压的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2017-501805号公报
专利文献2：日本特表2014-501105号公报
专利文献3：日本特表2017-503520号公报
专利文献4：日本特表2018-526983号公报
发明内容
本公开是鉴于上述问题而作出的。
本公开要解决的第一课题是提供一种控制装置等，是包括运算放大器等，且与运算放大器的正相输入端子或反相输入端子等电连接的电路的电压比较高的气溶胶吸入器用的控制装置，能够防止对运算放大器等施加过电压。
本公开要解决的第二课题是提供一种控制装置等，是包括与运算放大器的输出端子电连接的控制部的气溶胶吸入器用的控制装置，能够防止对控制部施加高于控制部的电源电压的过电压。
为了解决上述第一课题，根据本公开的实施方式，提供一种气溶胶吸入器用的控制装置，包括：运算放大器，进行与被施加到温度和电阻值具有相关性的负载的电压相应的输出，所述负载对气溶胶源进行加热；控制部，被构成为进行基于与所述输出相应的电压的处理；以及二极管，所述二极管的阳极与所述运算放大器的反相输入端子或正相输入端子电连接。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置，还包括：电连接电源和所述负载的电路，所述电路由第一区域和第二区域构成，所述第二区域的最大电压比所述第一区域的最大电压小，或者对所述第二区域施加的电压比对所述第一区域施加的电压小，所述反相输入端子和所述正相输入端子中电连接所述二极管的阳极的端子与所述第一区域电连接。
在一个实施方式中，可以是所述二极管的阳极与所述第一区域电连接。
根据这样的结构，防止了由于正向电流流过二极管而对运算放大器的输入端子施加过电压，因此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的运算放大器的误动作等。
在一个实施方式中，可以是所述负载被电连接于或被包括于所述第一区域。
根据这样的结构，能够对负载、例如加热器施加比较高的电压，因此，能够更高效地生成气溶胶。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置，还包括：转换器，被构成为输出被施加到所述第一区域的恒定电压。
在一个实施方式中，可以是所述转换器为转换调节器。
根据这样的结构，能够与电源的剩余电量或劣化状态无关地向负载、例如加热器稳定地施加电压，因此，能够更稳定地控制气溶胶的生成。
在一个实施方式中，可以是所述转换器还被构成为，输出流过所述二极管的正向电流不超过允许值且能够使所述负载生成气溶胶的电压。
根据这样的结构，能够防止在二极管中流过过电流，并且生成气溶胶。因此，能够同时解决充足的气溶胶的生成和二极管的保护这两个相反的课题。
在一个实施方式中，可以是所述转换器被构成为，能够输出流过所述二极管的正向电流不超过允许值且能够使所述负载生成气溶胶的多个电压或范围内的电压。
在一个实施方式中，可以是所述控制部被构成为根据所述负载的种类在所述多个电压或所述范围内的电压中调整所述转换器的输出电压。
根据这样的结构，能够根据负载的种类使用适当的电压，因此，能够使用同一控制装置实施能够利用各种负载的气溶胶吸入器。
在一个实施方式中，可以是所述运算放大器的电源端子与所述第二区域电连接。
根据这样的结构，防止了由于正向电流流过二极管而对运算放大器的输入端子施加过电压，因此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的运算放大器的误动作等。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置，还包括：调节器，输出被施加在所述第二区域的电压，就所述控制部而言，所述控制部的电源端子与所述第二区域电连接。
根据这样的结构，能够通过调节器对以比较低的电压被驱动的控制部施加适当的电压。同时，由于第二区域的电压通过调节器来稳定，因而在运算放大器的反相输入端子或正相输入端子产生过电压时，能够经由二极管将电力向第二区域释放。
在一个实施方式中，可以是所述二极管的阴极与所述第二区域电连接。
在一个实施方式中，可以是所述二极管的正向的电阻值小于所述运算放大器的电阻值。
在一个实施方式中，可以是所述二极管的阴极与所述运算放大器的电源端子电连接，或者所述二极管的阴极处的电势等于所述运算放大器的电源端子处的电势。
根据这样的结构，防止了由于正向电流流过二极管而对运算放大器的输入端子施加过电压，因此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的运算放大器的误动作等。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置，还包括并联地电连接于电源和所述负载之间的第一电路和第二电路，所述第一电路和所述第二电路分别包括第一断路器和第二断路器，所述第一电路和所述第二电路被构成为所述第二电路的电阻值高于所述第一电路的电阻值，所述控制部还被构成为，在所述第二断路器处于导通状态的期间，取得与所述运算放大器的所述输出相应的电压。
根据这样的结构，由于具备具有已知电阻的电压取得用的专用电路，因而通过已知电阻提高了取得精度。同时，能够在不受该已知电阻的影响的情况下生成气溶胶。由此，提高了电源例如锂离子二次电池的蓄电容量的利用效率。
在一个实施方式中，可以是所述控制部被构成为使所述第一断路器处于导通状态以生成气溶胶。
根据这样的结构，能够在不受第二电路所具有的电阻值的影响的情况下向负载供给电力，因此，能够更高效地生成气溶胶。换句话说，能够以1次充电生成更多的气溶胶。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置，还包括：所述负载，与所述第一电路及所述第二电路串联地电连接；以及第二电阻器，与所述第一电路及所述第二电路串联地电连接且与所述负载并联地电连接，所述负载被构成为相对于所述第一电路、所述第二电路和所述第二电阻器能够装卸。
在一个实施方式中，可以是所述第二电路包括第一电阻器，所述第一电阻器的电阻值等于所述第二电阻器的电阻值。
根据这样的结构，即使在负载被移除的情况下，也存在经由第二电阻器的电路径，因此，运算放大器能够进行与被施加在第二电阻器上的电压相应的输出，因而该输出稳定。
此外，为了解决上述第一课题，根据本公开的实施方式，提供一种气溶胶吸入器用的控制装置，包括：比较器，进行与被施加到温度和电阻值具有相关性的负载的电压相应的输出，所述负载对气溶胶源进行加热；控制部，被构成为进行基于与所述输出相应的电压的处理；以及二极管，所述二极管的阳极与所述比较器的输入端子电连接。
根据这样的结构，防止了由于正向电流流过二极管而对比较器的输入端子施加过电压，因此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的比较器的误动作等。
进一步地，为了解决上述第一课题，根据本公开的实施方式，提供一种气溶胶吸入器用的控制装置，包括：运算放大器，进行与被施加到温度和电阻值具有相关性的负载的电压相应的输出，所述负载对气溶胶源进行加热；控制部，被构成为进行基于与所述输出相应的电压的处理；以及包含所述负载的气溶胶生成电路，所述运算放大器的电源电压等于被施加到所述气溶胶生成电路的电压，所述运算放大器的反相输入端子或正相输入端子与所述气溶胶生成电路电连接。
根据这样的结构，由于被施加在运算放大器的反相输入端子或正相输入端子上的电压成为运算放大器的电源电压以下，因而能够防止由于对运算放大器施加过电压而引起的运算放大器的误动作等。
进一步地，此外，为了解决上述第一课题，根据本公开的实施方式，提供一种具备上述那样的控制装置的气溶胶吸入器。
根据这样的结构，防止了由于正向电流流过二极管而对运算放大器或比较器的输入端子施加过电压，因此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的运算放大器或比较器的误动作等。
或者，根据这样的结构，由于被施加在运算放大器的反相输入端子或正相输入端子上的电压成为运算放大器的电源电压以下，因而能够防止由于对运算放大器施加过电压而引起的运算放大器的误动作等。
为了解决上述第二课题，根据本公开的实施方式，提供一种气溶胶吸入器用的控制装置，包括：运算放大器，具有输出端子，所述输出端子用于产生与被施加到温度和电阻值具有相关性的负载的电压相应的电压，所述负载对气溶胶源进行加热；控制部，具有输入端子，并被构成为进行基于被施加到该输入端子的电压的处理；以及分压电路，将所述运算放大器的所述输出端子与所述控制部的所述输入端子电连接。
在一个实施方式中，可以构成所述分压电路，以使被施加到所述控制部的所述输入端子的电压成为所述控制部的电源电压以下。
在一个实施方式中，可以是所述运算放大器的电源电压高于所述控制部的电源电压。
根据这样的结构，由分压电路降压后的电压被施加到控制部的输入端子。由此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的控制部的误动作等。
在一个实施方式中，可以所述运算放大器的放大率被设定为，被施加到所述控制部的所述输入端子的电压成为所述控制部的电源电压以下。
根据这样的结构，不会对控制部的输入端子施加过电压，由此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的控制部的误动作等。
在一个实施方式中，可以是所述运算放大器的电源电压等于被施加到包含所述负载的气溶胶生成电路的电压，并且所述运算放大器的反相输入端子或正相输入端子与所述气溶胶生成电路电连接。
根据这样的结构，不会对运算放大器的输入端子施加比运算放大器的电源电压高的电压，因此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的运算放大器的误动作等。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置还包括：转换器，被构成为将恒定电压施加到包含所述负载的气溶胶生成电路。
在一个实施方式中，可以是所述转换器的输出端子与所述气溶胶生成电路和所述运算放大器的电源端子电连接，所述运算放大器的反相输入端子或正相输入端子与所述气溶胶生成电路电连接。
根据这样的结构，能够稳定地对负载、例如加热器施加电压，因此，能够更精密地控制气溶胶的生成。
在一个实施方式中，可以是所述转换器被构成为，输出被施加到所述控制部的所述输入端子的电压成为所述控制部的电源电压以下且能够使所述负载生成气溶胶的电压。
在一个实施方式中，可以是所述分压电路被构成为，被施加到所述控制部的所述输入端子的电压成为所述控制部的电源电压以下。
根据这样的结构，能够防止对控制部的输入端子施加过电压并且生成气溶胶，因此，能够防止气溶胶生成过程中的控制部的误动作等。
在一个实施方式中，可以是所述转换器为转换调节器。
根据这样的结构，能够稳定地对负载、例如加热器施加电压，因此，能够更精密地控制气溶胶的生成。
在一个实施方式中，可以是所述转换器被构成为，能够输出被施加到所述控制部的所述输入端子的电压成为所述控制部的电源电压以下且能够使所述负载生成气溶胶的多个电压或范围内的电压。
在一个实施方式中，可以是所述控制部被构成为根据所述负载的种类来调整所述转换器的输出电压。
根据这样的结构，能够根据负载的种类使用适当的电压，因此，能够使用同一控制装置实施能够利用各种负载的气溶胶吸入器。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置，还包括：并联地电连接于电源和所述负载之间的第一电路和第二电路，所述第一电路和所述第二电路分别包括第一断路器和第二断路器，所述第一电路和所述第二电路被构成为所述第二电路的电阻值高于所述第一电路的电阻值，所述控制部还被构成为，在所述第二断路器处于导通状态的期间，取得被施加在所述输入端子上的电压。
根据这样的结构，由于具备具有已知电阻的电压取得用的专用电路，因而通过已知电阻提高了取得精度。同时，能够在不受该已知电阻的影响的情况下生成气溶胶。由此，提高了电源例如锂离子二次电池的蓄电容量的利用效率。
在一个实施方式中，可以是所述控制部被构成为使所述第一断路器处于导通状态以生成气溶胶。
根据这样的结构，能够在不受第二电路所具有的电阻值的影响的情况下，向负载供给电力，因此，能够更高效地生成气溶胶。
可以是作为一个实施方式的气溶胶吸入器用的控制装置，还包括：所述负载，与所述第一电路及所述第二电路串联地电连接；以及第二电阻器，与所述第一电路及所述第二电路串联地电连接且与所述负载并联地电连接，所述负载被构成为相对于所述第一电路、所述第二电路和所述第二电阻器能够装卸。
在一个实施方式中，可以是所述第二电路包括第一电阻器，所述第一电阻器的电阻值等于所述第二电阻器的电阻值。
根据这样的结构，即使在负载被移除的情况下，也存在经由第二电阻器的电路径，因此，运算放大器能够进行与被施加在第二电阻器上的电压相应的输出，因而该输出稳定。
进一步地，为了解决上述第二课题，根据本公开的实施方式，提供一种具备上述那样的控制装置的气溶胶吸入器。
根据这样的结构，由分压电路降压后的电压被施加到控制部的输入端子。由此，能够防止由于对输入端子施加过电压而引起的控制部的误动作等。
附图说明
图1A是根据本公开的一个实施方式的气溶胶吸入器的示例性结构的示意性框图。
图1B是根据本公开的一个实施方式的气溶胶吸入器的另一示例性结构的示意性框图。
图2A是示出根据本公开的一个实施方式的气溶胶吸入器用的示例性的控制装置的电路结构的图。
图2B是示出根据本公开的一个实施方式的气溶胶吸入器用的示例性的控制装置的电路结构的图。
图2C是示出根据本公开的一个实施方式的气溶胶吸入器用的另一示例性的控制装置的电路结构的图。
图2D是示出根据本公开的一个实施方式的气溶胶吸入器用的另一示例性的控制装置的电路结构的图。
图3A是表示负载被安装时的示例性的控制装置的电路的一部分的图。
图3B是表示负载被移除时的示例性的控制装置的电路的一部分的图。
图3C是表示负载被移除时的假定为不存在第二分流电阻器的示例性的控制装置的电路的一部分的图。
图3D是表示假定为不存在与运算放大器电连接的二极管的示例性的控制装置的电路的一部分的图。
图3E是表示示例性的控制装置的电路的一部分的构成元素的等效电路的图。
图4A是用于测量负载的温度并判断气溶胶源的枯竭或不足的示例性的主处理的流程图。
图4B是用于测量负载的温度并判断气溶胶源的枯竭或不足的示例性的主处理的流程图。
图5是辅助主处理的示例性的处理的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本公开的实施方式。另外，本公开的实施方式包括但不限于电子香烟、加热香烟和雾化器。本公开的实施方式可以包括用于生成由使用者吸入的气溶胶的各种气溶胶吸入器。
1气溶胶吸入器的概要
图1A是本公开的一个实施方式所涉及的气溶胶吸入器100A的结构的示意性框图。需要注意的是，图1A示意性和概念性地示出了气溶胶吸入器100A所具备的各组件，而不是示出各组件和气溶胶吸入器100A的严密的配置、形状、尺寸、位置关系等。
如图1A所示，气溶胶吸入器100A具备第一部件102(以下称为“主体102”)及第二部件104A(以下称为“烟弹104A”)。如图所示，作为一例，主体102可以包括控制部106、通知部108、电源110、传感器112和存储器114。气溶胶吸入器100A可以具有流速传感器、流量传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器、温度传感器等传感器，在本公开中将这些统称为“传感器112”。主体102还可以包括电路134，电路134将在后面描述。作为一例，烟弹104A可以包括贮存部116A、雾化部118A、空气获取流路120、气溶胶流路121、吸口部122、保持部130和负载132。包含在主体102内的组件的一部分可以包含在烟弹104A内。包含在烟弹104A内的组件的一部分可以包含在主体102内。烟弹104A可以构成为相对于主体102能够装卸。或者，包含在主体102和烟弹104A内的所有组件可以包含在同一壳体内，以替代主体102和烟弹104A。
贮存部116A可以构成为容纳气溶胶源的储槽。这种情况下，气溶胶源例如是甘油或丙二醇等多元醇、水等液体或它们的混合液体。在气溶胶吸入器100A为电子香烟的情况下，贮存部116A内的气溶胶源也可以含有通过加热而释放出香吃味成分的成分。保持部130将由贮存部116A供给的气溶胶源保持在能够由负载132加热的位置。例如，保持部130由纤维状或多孔质的材料构成，在纤维间的间隙或多孔质材料的细孔中保持作为液体的气溶胶源。上述纤维状或多孔质的材料，例如可以使用棉、玻璃纤维或陶瓷，或者香烟原料等。在气溶胶吸入器100A为雾化器等医疗用吸入器的情况下，气溶胶源还可以包含用于患者吸入的药剂。作为另一个示例，贮存部116A可以具有能够补充被消耗了的气溶胶源的结构。或者，贮存部116A也可以被构成为在气溶胶源被消耗时能够更换贮存部116A本身。此外，气溶胶源不限于液体，也可以是固体。气溶胶源为固体的情况下的贮存部116A也可以是空洞的容器。
雾化部118A被构成为对气溶胶源进行雾化以生成气溶胶。若通过传感器112检测到吸入动作或使用者的其他操作，则雾化部118A生成气溶胶。例如，保持部130被设置为连接贮存部116A和雾化部118A。此时，保持部130的一部分与贮存部116A的内部连通，与气溶胶源接触。保持部130的另一部分向雾化部118A延伸。另外，向雾化部118A延伸的保持部130的另一部分可以被收纳在雾化部118A中，或者，也可以通过雾化部118A再次通到贮存部116A的内部。气溶胶源通过保持部130的毛细管作用被从贮存部116A向雾化部118A输送。作为一例，雾化部118A具备加热器，所述加热器包括与电源110电连接的负载132。另外，在本申请中，“电连接”可以是指能够在电连接的2个元素之间输送电力的状态。只要能够在2个元素之间输送电力，其方式可以是有线的，也可以是无线的。因此，在电连接的2个元素之间，既有包含第三元素例如电阻器的情况，也有不包含的情况。加热器被配置成与保持部分130接触或接近。若通过传感器112检测到吸入动作或使用者的其他操作，则控制部106控制向雾化部118A的加热器的电力供给，通过对经由保持部130而被输送的气溶胶源进行加热，雾化该气溶胶源。空气获取流路120与雾化部118A连接，空气获取流路120与气溶胶吸入器100A的外部连通。雾化部118A中生成的气溶胶与经由空气获取流路120获取的空气混合。如箭头124所示，气溶胶和空气的混合流体被送出到气溶胶流路121。气溶胶流路121具有用于将雾化部118A中生成的气溶胶和空气的混合流体输送到吸口部122的管状结构。
吸口部122位于气溶胶流路121的末端，被构成为将气溶胶流路121对气溶胶吸入器100A的外部开放。使用者衔住吸口部122进行吸入，将含有气溶胶的空气获取至口腔内。
通知部108也可以包括LED等发光元件、显示器、扬声器、振动器等。通知部108根据需要，通过发光、显示、发声、振动等对使用者进行某种通知。
另外，烟弹104A能够构成为外管，空气获取流路120和气溶胶流路121中的一方或双方能够构成为配置于外管内的内管。此外，负载132能够配置在作为内管的空气获取流路120或气溶胶流路121内。贮存部116A能够配置或形成在作为外管的烟弹104A与作为内管的空气获取流路120或气溶胶流路121之间。
电源110向通知部108、传感器112、存储器114、负载132、电路134等气溶胶吸入器100A的各组件供给电力。电源110可以是一次电池，或者是能够通过经由气溶胶吸入器100A的规定的端口(未图示)与外部电源连接而充电的二次电池。可以是能够仅将电源110从主体102或气溶胶吸入器100A移除，也可以是能够更换为新的电源110。此外，也可以是能够通过将主体102整体更换为新的主体102来将电源110更换为新的电源110。作为一例，电源110可以由锂离子二次电池、镍氢二次电池或锂离子电容器等构成。作为二次电池的电源110，有时包含用于检测该电池的温度的温度传感器。
传感器112可以包括用于取得被施加到电路134的整体或特定的部分的电压的值、流过电路134的整体或特定的部分的电流的值、与负载132的电阻值关联的值或与温度关联的值等的一个或多个传感器。传感器112可以被组入电路134中。传感器112的功能可以被组入控制部106中。传感器112还可以包括用于检测空气获取流路120和气溶胶流路121中的一方或双方内的压力变动的压力传感器、用于检测流速的流速传感器和用于检测流量的流量传感器中的一个以上。传感器112还可以包括用于检测贮存部116A等组件的重量的重量传感器。传感器112还可以被构成为对使用气溶胶吸入器100A的使用者的抽吸的次数进行计数。传感器112还可以被构成为对向雾化部118A的通电时间进行积分。传感器112还可以被构成为检测贮存部116A中的液面高度。传感器112还可以被构成为求出或检测电源110的SOC(State of Charge，充电状态)、电流积分值、电压等。SOC也可以通过电流积分法(库仑计数法)或SOC-OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)法等求出。传感器112还可以包括上述电源110内的温度传感器。传感器112还可以能够检测使用者对能够操作的操作按钮等的操作。
控制部106可以是作为微处理器或微型计算机而被构成的电子电路模块例如MCU。控制部106可以被构成为按照储存在存储器114中的计算机可执行指令来控制气溶胶吸入器100A的动作。存储器114是ROM、RAM、闪存等存储介质。在存储器114中，除了上述的计算机可执行指令之外，还可以储存控制气溶胶吸入器100A所需的设定数据等。例如，存储器114可以储存通知部108的控制方法(发光、发声、振动等方式等)、由传感器112进行了取得及检测中的一方或双方而获得的值、雾化部118A的加热历史等各种数据。控制部106根据需要从存储器114读出数据，利用于气溶胶吸入器100A的控制，根据需要将数据储存在存储器114中。另外，存储器114有时包含在控制部106中。
图1B是根据本公开的一个实施方式的气溶胶吸入器100B的结构的示意性框图。
如图所示，气溶胶吸入器100B具有与图1A的气溶胶吸入器100A类似的结构。但第二部件104B(以下，称为“气溶胶产生物品104B”或“棒104B”)的结构与第二部件104A的结构不同。作为一例，气溶胶产生物品104B也可以包括气溶胶基材116B、雾化部118B、空气获取流路120、气溶胶流路121、吸口部122。主体102内包含的组件一部分也可以包含于气溶胶产生物品104B内。气溶胶产生物品104B内包含的组件的一部分也可以包含于主体102内。气溶胶产生物品104B也可以构成为能够相对于主体102插拔。或者，主体102和气溶胶产生物品104B内包含的所有的组件，可以包含于同一个壳体内，以替代主体102和气溶胶产生物品104B。
气溶胶基材116B可以被构成为承载气溶胶源的固体。与图1A的贮存部116A的情况同样地，气溶胶源例如可以是甘油或丙二醇等多元醇、水等液体或它们的混合液体。气溶胶基材116B中的气溶胶源可以包括通过加热释放香吃味成分的香烟原料或源自香烟原料的提取物。另外，气溶胶基材116B本身也可以由香烟原料构成。在气溶胶吸入器100B是雾化器等医疗用吸入器的情况下，气溶胶源还可以包括用于患者吸入的药物。气溶胶基材116B可以被构成为能够在气溶胶源被消耗时更换气溶胶基材116B本身。气溶胶源不限于液体，也可以是固体。
雾化器118B被构成为对气溶胶源进行雾化以生成气溶胶。若通过传感器112检测到吸入动作或使用者的其他操作，则雾化部118B生成气溶胶。雾化部118B具备加热器(图中未示出)，所述加热器包括与电源110电连接的负载。若检测到吸入动作或使用者的其他操作，则控制部106控制向雾化部118B的加热器的电力供给，并通过加热气溶胶基材116B内所承载的气溶胶源，雾化该气溶胶源。空气获取流路120与雾化部118B连接，空气获取流路120与气溶胶吸入器100B的外部连通。雾化部118B中生成的气溶胶与经由空气获取流路120获取的空气混合。如箭头124所示，气溶胶和空气的混合流体被送出到气溶胶流路121。气溶胶流路121具有用于将雾化部118B中生成的气溶胶和空气的混合流体输送到吸口部122的管状结构。
控制部106被构成为，以各种方法控制根据本公开的实施方式的气溶胶吸入器100A和100B(以下，也统称为“气溶胶吸入器100”)。
2气溶胶吸入器用控制装置的概要
2-1关于第一控制装置
2-1-1电路结构
图2A和图2B是示出根据本公开的一个实施方式的、气溶胶吸入器100用的控制装置200A的示意性电路结构的图。图2A中标有用于提及控制装置200A的各元素的参照，图2B中标有关于说明中使用的电压和电阻值的参照等。另外，控制装置200A也可以包括通知部108、电源110、传感器112、存储器114、控制部106以及电路134中未图示的元素。
控制装置200A具备：电源110、作为控制部106的一例的MCU、传感器112A及传感器112C、负载132(以下，也称为“加热电阻器”，用RHTR表示其电阻值)、负载132能够相对于控制装置200A装卸的情况下的负载132的接触电阻器254(用RCONNECTOR表示其电阻值)、与负载132的电路的连接端子256和连接端子258、第一电路202、第二电路204、包含第一场效应晶体管(FET)206的开关Q1、转换器208和调节器242、包含第二FET 210的开关Q2、第一分流电阻器212和第二分流电阻器252(以下分别用Rshunt1和Rshunt2表示其电阻值)、运算放大器262、与运算放大器262的反相输入端子电连接的电阻器264和电阻器266、二极管268、与运算放大器262的输出端子电连接的电阻器272、与电阻器272电连接的电容器274。可以是二极管268的阳极与运算放大器262的正相输入端子电连接，阴极与运算放大器262的电源端子(更详细地说，可以是被施加的电压一般分别作为Vcc和VEE而被参照的正侧电源端子和负侧电源端子中的正侧电源端子。以下，对运算放大器262的电源端子也同样)电连接。换句话说，二极管268的阴极处的电势可以等于运算放大器262的电源端子处的电势。
在控制装置200A中，Vout与转换器208的输出电压对应，Vsample与被施加给运算放大器262的正相输入端子的电压对应，Vref与被施加给运算放大器262的反相输入端子的电压对应，Vanalog与被施加给控制部106的电压对应，所述被施加给控制部106的电压是与运算放大器262的输出端子的电压相应的电压，Vop-amp与被施加给运算放大器262的电源端子的电压即运算放大器262的电源电压对应，VMCU与被施加给控制部106的电源端子的电压即控制部106的电源电压对应，所述被施加给控制部106的电源端子的电压是调节器242的输出电压。在控制部200A中，Vop-amp等于VMCU。
负载132的电阻值根据温度而变化。换句话说，负载132可以包括PTC加热器。由于负载132的电阻值根据温度而变化，因而也可以说负载132的温度与负载132的电阻值具有相关性。负载132经由连接端子256及连接端子258与控制装置200A的电路能够装卸地电连接。负载132既可以包含在控制装置200A中，也可以不包含在控制装置200A中。
第一分流电阻器212与负载132串联地电连接，并具有已知的电阻值Rshunt1。第一分流电阻器212的电阻值Rshunt1可以相对于温度几乎或完全不变。第一分流电阻器212具有比负载132大的电阻值。第二分流电阻器252可以具有与第一分流电阻器212相同的特性，但并不限于此。另外，第二分流电阻器252与第一分流电阻器212串联地电连接。此外，第二分流电阻器252与负载132并联地电连接。
传感器112A和传感器112C构成传感器112的一部分。根据实施方式，可以省略传感器112A和112C。
包含在开关Q1中的第一FET 206和包含在开关Q2中的第二FET 210分别起到对电路进行断开及闭合的断路器的作用。对于本领域技术人员而言，作为断路器，不仅可以使用FET，还可以使用IGBT、接触器等各种元件来构成开关Q1和Q2是显而易见的。此外，开关Q1和Q2优选具有相同的特性，但也可以不具有相同的特性。因此，作为开关Q1和Q2使用的FET、IGBT、接触器等优选具有相同的特性，但也可以不具有相同的特性。另外，在对开关Q1和Q2采用具有相同特性的开关的情况下，能够降低开关Q1和开关Q2的每一个的采购成本。由此，能够以更低的成本制造控制装置200A。
转换器208可以是DC/DC转换器。转换器208例如是转换调节器，并且能够包括FET214、二极管216、电感器218和电容器220。控制部106可以控制转换器208，以使转换器208对电源110的输出电压进行转换，转换后的输出电压变为Vout。这里，转换器208优选构成为，通过控制部106的控制，至少在开关Q2为导通状态的期间，输出恒定电压。此外，转换器208也可以被构成为，通过控制部106的控制，在开关Q1为导通状态的期间，也输出恒定电压。另外，在这种情况下，转换器208输出的电压不需要严格地恒定。如果转换器208的目标电压在规定的期间内保持恒定，则可以说转换器208被构成为输出恒定电压。另外，在开关Q1为导通状态的期间通过控制部106的控制由转换器208输出的恒定电压、与在开关Q2为导通状态的期间通过控制部106的控制由转换器208输出的恒定电压可以相同，也可以不同。在它们不同的情况下，在开关Q1为导通状态的期间通过控制部106的控制由转换器208输出的恒定电压，可以比在开关Q2为导通状态的期间通过控制部106的控制由转换器208输出的恒定电压高，也可以低。根据这样的结构，由于电压或其他参数稳定，因而气溶胶的剩余量的检测精度提高。进一步地，通过在转换器208中使用转换调节器，能够减小将输入到转换器208的电压转换为恒定电压时的损耗。由此，可以在提高气溶胶的剩余量的检测精度的同时，以1次充电生成更多的气溶胶。
转换器208也可以被构成为，通过控制部106的控制，在仅开关Q1为导通状态的期间，电源110的输出电压直接施加在第一电路202上。这种方式也可以通过控制部106在转换动作停止的直接连接模式下控制转换调节器208来实现。另外，转换器208不是必须的组件，也能够省略。此外，转换器208可以是图2A所示的降压型，也可以是升压型，也可以是升降压型。
另外，转换器208的控制也可以由控制部106以外的其他控制部进行。该其他控制部可以设置在转换器208内。在这种情况下，由传感器112C检测到的值至少被输入到该其他控制部。另外，在这种情况下，由传感器112C检测到的值也可以被输入到控制部106。
调节器242可以是例如线性调节器，尤其是LDO(低压降稳压器(Low Drop-OutRegulator))。调节器242与控制部106的电源端子电连接，生成用于驱动控制部106的电压VMCU。
由于电压VMCU是用于驱动控制部106的电压，因此可以是相对较低的电压。另一方面，电压Vout与被施加在负载132上的电压有关，为了提高雾化效率，优选比较高的电压。因此，一般而言，电压Vout比电压VMCU高。因此，在控制装置200A中，电压Vout比等于电压VMCU的电压Vop-amp高。因此，控制装置200A至少由其最大电压为Vout的第一区域(例如，由290表示的区域，但不限于此)和其最大电压为VMCU的第二区域(例如，由292表示的区域，但不限于此)构成。如上所述，第二区域的最大电压VMCU小于第一区域的最大电压Vout。
另外，只要在各个区域内没有升压装置，则最大电压与被施加在整个区域上的电压相等。即，如上所述，可以说被施加在第二区域上的电压VMCU小于被施加在第一区域上的电压Vout。
图1A和图1B中所示的电路134将电源110和负载132电连接，并能够包括第一电路202和第二电路204。第一电路202和第二电路204在电源110和负载132之间并联地电连接。第一电路202能够包括开关Q1。第二电路204能够包括开关Q2和第一分流电阻器212。因此，第一电路202能够具有比第二电路204小的电阻。从第一电路202到负载132的电路构成气溶胶生成电路的至少一部分。
如图2A和图2B中的虚线箭头所示，控制部106能够控制开关Q1、开关Q2等，并且能够取得由传感器112A和传感器112C检测到的值。控制部106也可以被构成为，通过将开关Q1从关断状态切换为导通状态来使第一电路202发挥功能，通过将开关Q2从关断状态切换为导通状态来使第二电路204发挥功能。控制部106也可以被构成为，通过交替地切换开关Q1和Q2，使第一电路202和第二电路204交替地发挥功能。
第一电路202主要用于雾化气溶胶源。当开关Q1被切换到导通状态而由第一电路202发挥功能时，电力被供给至负载132，负载132被加热。通过负载132的加热，保持在雾化部118A内的保持部130的气溶胶源(在图1B的气溶胶吸入器100B的情况下，是气溶胶基材116B所承载的气溶胶源)被雾化，生成气溶胶。
第二电路204用于取得与被施加给负载132的电压对应的电压的值等。
运算放大器262用于构成组成传感器112的一部分的电压传感器。在控制装置200A中，运算放大器262构成放大电路的一部分，因此，对控制部106施加与电压Vsample相应的(准确地说，与电压Vsample和电压Vref的差相应的)电压Vanalog。Vanalog也可以不是电压Vsample与电压Vref的差本身，而是将电压Vsample与电压Vref的差放大后所得的值。另外，运算放大器262的未图示的电源端子也可以与接地电连接。此外，在控制装置200A中，也可以构成为与运算放大器262的正相输入端子电连接的结构和与反相输入端子电连接的结构相反。因此，有时二极管268与运算放大器262的反相输入端子电连接。
2-1-2关于第二分流电阻器252
如以下详述的那样，第二分流电阻器252用于稳定当负载132被从气溶胶吸入器100中移除时的电压Vsample和与其相应的电压Vanalog，由此，可靠地检测负载132的移除。
图3A和图3B是分别表示在安装负载132时和移除负载132时的控制装置200A的电路的一部分的图。此外，在以下的说明中，设开关Q1为关断状态，开关Q2为导通状态。
安装负载132时，被施加在运算放大器262的正相输入端子上的电压Vsample成为电压Vout由第二分流电阻器252、电阻器254和负载132的合成电阻器340(其电阻值用R’表示)、以及第一分流电阻器212分压后所得的电压。即：
Figure BDA0002510516480000181
这里，
Figure BDA0002510516480000182
另一方面，当负载132被移除时，被施加到运算放大器262的正相输入端子的电压Vsample成为电压Vout被第一分流电阻器212和第二分流电阻器252分压后所得的电压。即：
Figure BDA0002510516480000183
如上所述，第一分流电阻器212和第二分流电阻器252具有与电阻器254或负载132相比足够大的电阻值。因此，根据式(2)，显然R’与Rshunt2不同，因而根据式(1)和(3)，在安装负载132时和移除负载132时，电压Vsample不同。因此，与电压Vsample相应的电压Vanalog在安装负载132时和移除负载132时也不同。由此，控制部106能够根据所施加的电压来检测负载132的装卸。
这里，如图3C所示，如果对假定为不存在第二分流电阻器252的控制装置200A的电路进行研究，则在负载132被移除时，从电源110穿过第一分流电阻器212再次返回电源110的路径不构成闭合电路，由此，电压Vanalog的值变得不稳定。
因此，通过设置第二分流电阻器252，能够大幅提高检测负载132的装卸的精度。
2-1-3关于二极管268
如以下详述的那样，二极管268用于防止在运算放大器262的正相输入端子上施加过电压。
图3D是表示假定为不存在二极管268的控制装置200A的电路的一部分的图。
首先，研究在图3D所示的电路中，开关Q1为导通状态、开关Q2为关断状态的情况。根据图2B，电压Vsample等于电压Vout。因此，
Vsample＝Vout (4)
此外，如上所述，
Vop-amp<Vout (5)
因此，根据式(4)及(5)，得到：
Vop-amp<Vsample (6)
这表示被施加给运算放大器262的正相输入端子的电压Vsample比运算放大器262的电源电压Vop-amp高。在这种情况下，会在运算放大器262的正相输入端子上施加过电压，有可能引起运算放大器262的误动作。
接着，研究在图3D所示的电路中，开关Q1为关断状态、开关Q2为导通状态的情况。第二分流电阻器252、电阻器254和负载132的合成电阻器340(其电阻值用R’表示)、与第一分流电阻器212的合成电阻器342的电阻值R为：
R＝Rshunt1+R’ (7)
合成电阻器340的电阻值R’如式(2)所示，因此，合成电阻器342的电阻值R为：
Figure BDA0002510516480000191
若设流过第一分流电阻器212的电流为I，则
I＝Vout/R (9)
第一分流电阻器212中的电压降是I·Rshunt1，因此，电压Vsample能够表示如下：
Figure BDA0002510516480000192
根据式(10)，如果Rshunt1和Rshunt2与Rconnector和RHTR相比也足够大，则被施加在运算放大器262的正相输入端子上的电压Vsample成为足够小的值。因此，Vsample不高于运算放大器262的电源电压Vop-amp。然而，在不是这样的情况下，被施加在运算放大器262的正相输入端子上的电压Vsample比运算放大器262的电源电压Vop-amp高。即，即使在开关Q1为关断状态、开关Q2为导通状态的情况下，也存在被施加在运算放大器262的正相输入端子上的电压Vsample过大的情况。
图3E表示用于解决上述过大电压的问题的、控制装置200A中的二极管268的等效电路350。
352相当于运算放大器262的正相输入端子，354相当于运算放大器262所具有的实质上的电阻(以下，用Rop-amp表示其电阻值)。362和364分别相当于产生Vop-amp和Vsample的电压源。
当电压Vop-amp大致高于电压Vsample时，正向电流不流过二极管268，因此电流仅在372所示的朝向上流动。另一方面，当电压Vsample大致高于电压Vop-amp时，正向电流流过二极管268。这里，在电阻器354的电阻值Rop-amp与二极管268的正向电阻值相比足够大的情况下，具有过电压的电流的大部分流过二极管268。
若在二极管268中流过太大的电流，则二极管268的防逆流功能降低，电压Vop-amp所产生的电流有可能贯穿流过负载132。因此，需要使流过二极管268的电流不超过依赖于二极管268的最大值。以下，对流过二极管268的电流不超过其最大值的条件进行研究。
在等效电路350中，若设二极管268所允许的最大的正向电流为IF_upper，二极管268的正向电阻值为RF，如果满足以下条件，则流过二极管268的电流就不会超过其最大值。
Vsample＜IF_upper·Rf+Vop-amp (11)
这里，如上所述，因电压Vsample不超过电压Vout，结果，如果满足以下条件，则流过二极管268的电流不会超过其最大值，二极管268的防逆流功能不会降低。
Vout＜IF_upper·Rf+Vop-amp (12)
这样，Vout的值越小，二极管268的正向电流就越小，因而作为结果，能够保护二极管268。然而，在开关Q1的导通状态下，Vout被施加到生成气溶胶的负载132上。因此，若过于减小Vout，则负载132有可能无法生成气溶胶。
因此，Vout需要同时满足上述式(12)的条件、和是负载132能够生成气溶胶的程度的电压的条件。本申请发明人等进行了深入研究，结果发现在负载132在常温下具有约2.4Ω的电阻值的情况下，如果Vout为3.3～3.7V左右，则同时满足上述2个条件。此外，发现在负载132在常温下具有约1.0Ω的电阻值的情况下，如果Vout为2.1～2.5V左右，则同时满足上述2个条件。
在上述实施方式中，说明了用于使运算放大器262的输入电压Vsample为运算放大器262的电源电压Vop-amp以下的电路结构。在使用比较器来替代运算放大器262的情况下，也会产生同样的课题。即使在这样的情况下，如果使用阳极与比较器的输入端子连接的二极管268，则能够使比较器的输入电压在比较器的电源电压以下。
2-2关于第二控制装置
2-2-1电路结构
图2C和图2D是示出根据本公开的另一实施方式的气溶胶吸入器100用的控制装置200B的示意性电路结构的图。图2C中标有用于提及控制装置200B的各元素的参照，图2D中标有关于说明中使用的电压和电阻值的参照等。控制装置200A和控制装置200B的一部分结构共通，在图2A和图2B以及图2C和图2D中，相同的符号参照相同的元素。以下，对控制装置200B的与控制装置200A的不同点进行叙述。
在控制装置200B中，不存在二极管268，此外，被构成为在运算放大器262的电源端子上施加电压Vout。因此，在控制装置200B中，被施加在运算放大器262的电源端子上的电压Vop-amp等于Vout。
此外，在控制装置200B中，包括由第一电阻器282和第二电阻器284(以下，分别用Rdiv1和Rdiv2表示其电阻值)构成的分压电路286。分压电路286对电压Vanalog进行分压，输出电压V'analog。
进一步地，在控制装置200B中，控制部106被输入电压V'analog。
2-2-2关于分压电路286
在控制装置200B中，在不存在分压电路286的情况下，对控制部106施加电压Vanalog。这里，由于控制装置200B中的运算放大器262的电源电压为Vout，因而与运算放大器262的输出电压相应的电压Vanalog也有可能达到Vout。另一方面，控制部106的电源电压为VMCU，此外，如上所述，一般为VMCU<Vout，因而比作为电源电压的VMCU高的电压Vanalog被施加于控制部106，有可能成为过电压。
分压电路286用于防止上述问题。在控制装置200B中，被施加于控制部106的电压V'analog与电压Vanalog的关系表示如下：
Figure BDA0002510516480000221
为了防止过电压被输入到控制部106，被输入到控制部106的电压V'analog在其电源电压VMCU以下即可。即：
Figure BDA0002510516480000222
若设控制装置200B中的运算放大器262构成的放大电路的放大率为Ad，则
Vanalog＝Ad·(Vsample-Vref) (15)
电压Vsample不超过电压Vout，因此
Vanalog≤Ad·(Vout-Vref) (16)
根据式(14)及(16)，如果电压VMCU和电压Vout满足以下的关系，则不会产生上述过电压的问题。
Figure BDA0002510516480000223
Figure BDA0002510516480000224
因此，通过进行以下的一方或双方，能够防止对控制部106施加过电压：调整转换器208以输出满足式(18)的Vout；以及设定分压电路286的第一电阻器282和第二电阻器284的电阻值Rdiv1和Rdiv2以满足式(18)。从其他观点来说，根据式(18)，在固定了分压电路286的第一电阻器282和第二电阻器284的电阻值Rdiv1和Rdiv2的情况下的、转换器208的输出电压Vout的上限值被确定。
这样，由于Vout的值越小Vanalog越小，因而作为结果能够保护控制部106。然而，在开关Q1的导通状态下，Vout被施加到生成气溶胶的负载132上。因此，若过于减小Vout，则负载132有可能无法生成气溶胶。
因此，Vout需要同时满足上述的式(18)的条件、和是负载132能够生成气溶胶的程度的电压的条件。本申请的发明人等进行了深入研究，结果发现，在负载132在常温下具有约2.4Ω的电阻值的情况下，如果Vout为3.3～3.7V左右，则同时满足上述2个条件。此外，发现在负载132在常温下具有约1.0Ω的电阻值的情况下，如果Vout为2.1～2.5V左右，则同时满足上述2个条件。
3气溶胶吸入器用的控制装置的动作
3-1关于主处理
图4A和图4B是用于测量负载132的温度并检测气溶胶源的剩余量的示例性的主处理400的流程图。另外，主处理400由控制装置200A或控制装置200A所包含的控制部106执行，在气溶胶吸入器100动作的期间，主处理400被反复进行。
步骤410表示判定是否满足第一条件和第二条件的步骤。在判定为满足第一条件和第二条件的情况下，处理进行到步骤420，否则，重复步骤410。关于第一条件和第二条件，将在后面叙述。
在后述的后续的步骤450中，为了对气溶胶源进行雾化，发送用于使开关Q1处于导通状态的信号。通过步骤410，在第一条件和第二条件中的至少一方不被满足的情况下，不进行到步骤450，从而，禁止将开关Q1设为导通状态。
步骤420表示判定是否检测到气溶胶的生成请求的步骤。在判定为检测到气溶胶的生成请求的情况下，处理进行到步骤430，否则，重复步骤420。
控制部106例如可以基于从压力传感器、流速传感器、流量传感器等得到的信息，在检测到使用者的吸入开始的情况下，判定为检测到气溶胶的生成请求。更详细地说，例如，在压力传感器的输出值即压力低于规定的阈值的情况下，控制部106能够判定为检测到使用者的吸入开始。此外，例如，控制部106在流速传感器或流量传感器的输出值即流速或流量超过规定的阈值的情况下，能够判定为检测到使用者的吸入开始。在这样的判定方法中，由于能够生成符合使用者感觉的气溶胶，因而流速传感器或流量传感器特别适合。或者，控制部106也可以在这些传感器的输出值开始连续变化的情况下，判定为检测到使用者的吸入开始。或者，控制部106也可以基于用于开始气溶胶的生成的按钮被按下等，判定为检测到使用者的吸入开始。或者，控制部106也可以基于从压力传感器、流速传感器或流量传感器得到的信息和按钮的按下双方，判定为检测到使用者的吸入开始。
步骤430表示判定计数器是否在规定的计数器阈值以下的步骤。在计数器为规定的计数器阈值以下的情况下，处理进行到步骤440，否则，处理进行到后述的图4B中的步骤464。
规定的计数器阈值可以是一个以上的规定的值。关于步骤430的意义，将在后面叙述。
步骤435表示对转换器208进行控制以产生在后述的步骤534中设定的输出电压Vout的步骤。这个步骤可以是在转换器208已经输出电压Vout的情况下不做任何处理的步骤。此外，该步骤只要是在向负载132供给电力之前，可以在任何定时执行。
步骤440表示判定从停止向负载132供电起是否经过了规定的冷却时间的步骤。在判断为从停止向负载132供电起经过了规定的冷却时间的情况下，处理进行到步骤442，否则，处理进行到步骤448。
步骤442表示为了取得负载132的电阻值，发送用于使开关Q2成为导通状态的信号的步骤。
步骤443表示基于被施加在控制部106上的电压Vanalog或电压V'analog，取得负载132的电阻值作为R2，至少临时存储在存储器114中的步骤。如后所述，该电阻值R2用于校正负载132的温度和电阻值的相关性。
基于电压Vanalog或电压V'analog求出负载132的电阻值的方法是任意的。例如，由于负载132电阻值是电压Vanalog或电压V'analog的值的函数，因而能够预先在实验上或通过计算求出该函数，按照该函数在步骤443中取得负载132的电阻值。
另外，电压Vanalog或电压V'analog是与运算放大器262的输出相应的电压，因此基于电压Vanalog或电压V'analog取得负载132的电阻值的处理是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。
此外，基于电压Vanalog或电压V'analog取得负载132的电阻值的处理显然是基于被施加到控制部206的电压的处理。
步骤444表示发送用于使开关Q2处于关断状态的信号的步骤。
步骤445表示为了在后述的步骤455中取得负载132的温度，为了校正负载132的温度和电阻值的相关性，在表示基准电阻值Rref的变量中代入在紧前的步骤443中取得的电阻值R2的步骤。
步骤448表示将在上一次之前的步骤443中取得的电阻值R2中的某一个、或者在后述的烟弹104A的更换时取得的负载132的电阻值R1的值代入表示基准电阻值Rref的变量的步骤。
另外，如果在气溶胶吸入器100正动作时保持表示基准电阻值Rref的变量的值，则步骤448也可以是在未设定表示基准电阻值Rref的变量的值的情况下，将电阻值R1的值代入该变量，否则不做任何处理的步骤。
另外，步骤445和步骤448中的代入用于提高通过在表示负载132的温度和电阻值的相关性的后述的步骤455中使用的公式计算的负载132的温度THTR的精度，是校正该相关性的处理的一例。
步骤450表示为了对气溶胶源进行雾化而发送用于使开关Q1处于导通状态的信号的步骤。
步骤451表示为了取得负载132的电阻值而发送用于使开关Q2处于导通状态的信号的步骤，步骤452表示为了高精度地取得负载132的电阻值而发送用于使开关Q1处于关断状态的信号的步骤。步骤451和452的顺序可以是任一个在前，也可以是同时的，但若考虑到从向开关发送信号到状态实际变化的延迟，则步骤451优选在步骤452之前。
步骤453表示基于被施加给控制部106的电压Vanalog或电压V'analog，取得负载132的电阻值作为R3的步骤。
步骤454表示发送使开关Q2处于关断状态的信号的步骤。
步骤455表示取得负载132的温度THTR的步骤。负载132的温度THTR的值可以通过以下公式求出：
Figure BDA0002510516480000261
这里，Tref为规定的基准温度，优选为与该电阻值为Rref时的负载132的温度相等或为该温度附近的温度。例如，如果将Tref设定为设想使用气溶胶吸入器100的周围温度(例如，室温或25℃)，则在执行步骤443或后述的步骤530时的负载132的温度是这样的Tref附近的温度。αTCR是依赖于负载132的材质的已知的常数。
另外，如上所述，取得式(19)中的Rref和R3的处理是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。因此，按照式(19)取得负载132的温度THTR的处理是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。同样，按照式(19)取得负载132的温度THTR的处理也是基于被施加给控制部206的电压的处理。
步骤460表示将在紧前的步骤455中取得的负载132的温度THTR添加到作为数据结构的列表中，以能够在之后参照。另外，列表不过是示例，在步骤460中可以使用数组等能够保持多个数据的任意的数据结构。另外，只要在后述的步骤470中没有判断为处理进行到步骤480，就多次执行步骤460的处理。在步骤460被执行多次的情况下，数据结构中的负载132的温度THTR不被覆写，而是按照步骤460的处理被执行的次数增加。
步骤462表示判定在紧前的步骤455中取得的负载132的温度THTR是否低于规定的第一阈值的步骤。在负载132的温度THTR低于第一阈值的情况下，处理进行到步骤470，否则，处理进行到步骤464。
第一阈值优选为在负载132的温度超过的情况下，高度怀疑气溶胶源枯竭的温度，例如为300℃。
步骤464表示禁止开关Q1成为导通状态的步骤。
该步骤可以是在存储器114中设定第一条件的标志的步骤，该标志可以在更换烟弹104A时被解除。即，在该例子中，第一条件是更换烟弹104A，直到该标志被解除为止，即直到更换烟弹104A为止，第一条件不被满足，步骤410中的判定为假。换而言之，只要该标志不被解除，步骤410中的判定就不为真。
另外，步骤462和464是基于负载132的温度THTR的处理，如上所述，按照式(19)取得负载132的温度THTR的处理是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。因此，步骤462和464的处理能够是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。同样地，步骤462和464的处理也能够是基于被施加给控制部206的电压的处理。
步骤466表示在通知部108上的UI(用户界面)中进行规定的通知的步骤。
该通知可以是表示应该更换烟弹104A的通知。
步骤470表示判断气溶胶生成请求是否结束的步骤。如果判断为气溶胶生成请求结束，则处理进行到步骤480，否则，处理返回步骤450。
控制部106例如可以基于从压力传感器、流速传感器、流量传感器等得到的信息，在控制部106检测到使用者的吸入结束的情况下，判定为气溶胶生成请求结束。这里，例如，控制部106在压力传感器的输出值即压力超过规定的阈值的情况下，能够判定为检测到使用者的吸入结束，换言之没有请求生成气溶胶。此外，例如，控制部106在流速传感器或流量传感器的输出值即流速或流量低于规定的阈值的情况下，能够判定为检测到使用者的吸入结束，换言之，没有请求生成气溶胶。另外，该阈值可以比步骤420中的阈值大，也可以与该阈值相等，也可以比该阈值小。或者，控制部106也可以基于用于开始生成气溶胶的按钮被松开等，判定为检测到使用者的吸入结束，换言之，没有请求生成气溶胶。或者，若从按下用于开始生成气溶胶的按钮起经过规定时间等规定的条件被满足，则控制部106可以判定为检测到使用者的吸入结束，换言之，没有请求生成气溶胶。
步骤480表示判定保持负载132的一个以上的温度THTR的列表中的最大值是否小于规定的第二阈值。在该最大值小于第二阈值的情况下，处理进行到步骤488，否则，处理进行到步骤482。
第二阈值优选为，在负载132的温度超过的情况下，虽然怀疑气溶胶源枯竭，但存在从贮存部116A供给气溶胶源不及时等导致保持部130中的气溶胶源暂时不足的可能性的温度。因此，第二阈值可以小于第一阈值，例如为250℃。
步骤482表示暂时禁止开关Q1成为导通状态的步骤。
该步骤可以是在存储器114中设定与第二条件有关的标志的步骤，该标志可以在从该标志的设定开始经过了规定时间时被解除。即，在该例子中，第二条件是从设定标志起经过规定时间，直到该标志被解除为止，即直到从该标志的设定起经过规定时间为止，第二条件不被满足，步骤410中的判定暂时为假。换而言之，只要该标志不被解除，步骤410中的判定就不为真。另外，规定时间可以是10秒以上，例如11秒。
另外，步骤480和482是基于负载132的温度THTR的处理，如上所述，按照式(19)取得负载132的温度THTR的处理是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。因此，步骤480和482的处理能够是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。同样地，步骤480和482的处理也能够是基于被施加给控制部206的电压的处理。
步骤484表示在通知部108上的UI中进行规定的通知的步骤。
这个通知可以是用于催促暂时等待气溶胶的吸入的通知。
步骤486表示使计数器递增，例如对计数器加1的步骤。
步骤488表示初始化计数器和列表的步骤。通过这个步骤，计数器可以为0，列表可以为空。
在本实施方式中，在气溶胶生成请求结束后的步骤480中，比较负载132的温度THTR和第二阈值。也可以在气溶胶生成请求结束前比较负载132的温度THTR和第二阈值来代替本实施方式。在这种情况下，在判断为负载132的温度THTR为第二阈值以上的情况下，也可以直至气溶胶生成请求结束为止，不再进行负载132的温度THTR与第二阈值的比较。
3-2关于辅助处理
图5是辅助主处理400的示例性的处理500的流程图。辅助处理500可以与主处理400同时或并行执行。
步骤510表示判断是否检测到烟弹104A的更换的步骤。由于烟弹104A包括负载132，如2-1-2所述，控制部106可以通过基于电压Vanalog(或电压V'analog)检测负载132的装卸来检测烟弹104A的更换。在检测到烟弹104A的更换的情况下，处理进行到步骤520，否则，重复步骤510。
步骤520表示为了取得负载132的电阻值，发送用于使开关Q2处于导通状态的信号的步骤。
步骤530表示基于被施加在控制部106上的电压Vanalog或电压V'analog，取得负载132的电阻值作为R1，至少临时存储在存储器114中的步骤。
步骤532表示识别被更换的烟弹104A的种类的步骤。烟弹104A的种类的识别包括基于在步骤530中取得的电阻值R1来确定该烟弹所包含的负载132的类型(包括材质，例如是镍铬合金还是SUS)。
步骤534表示基于特定的负载132的种类，对负载132设定最优的输出电压Vout的步骤。
在2-1中所述的运算放大器262的输入电压Vsample能够高于运算放大器262的电源电压Vop-amp的实施方式中，最优的输出电压Vout优选为能够防止二极管268的过电压引起的误动作、且负载132能够生成气溶胶的电压。更详细地说，最优的输出电压Vout优选为流过二极管268的正向电压不超过允许值、且负载132能够生成气溶胶的电压。
在2-2中所述的输入到控制部106的电压Vanalog能够高于控制部106的电源电压VMCU的实施方式中，最优的输出电压Vout优选为能够防止控制部106的过电压引起的误动作、且负载132能够生成气溶胶的电压。更详细地说，优选输入到控制部106的电压Vanalog或电压V'analog为控制部106的电源电压VMCU以下，且负载132能够生成气溶胶的电压。
本申请发明人等进行了深入研究，结果发现，在负载132在常温下具有约2.4Ω的电阻值的情况下，如果Vout为3.3～3.7V左右，则满足上述最优的输出电压Vout应该满足的条件。此外，发现在负载132在常温下具有约1.0Ω的电阻值的情况下，如果Vout为2.1～2.5V左右，则同时满足上述的2个条件。
这样，根据负载132的种类，求出多个最优的输出电压Vout或最优的输出电压Vout的范围。转换器208能够构成为能够根据负载132的类型输出多个这样的电压或在这样的范围内的电压。
另外，步骤532和534是基于R1的处理，取得R1的处理是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。因此，步骤532和534的处理是基于与运算放大器262的输出相应的电压的处理。同样，步骤532和534的处理也是基于被施加给控制部206的电压的处理。
步骤540表示发送用于使开关Q2处于关断状态的信号的步骤。
步骤550表示初始化在处理400中使用的上述计数器和列表的步骤。
上述的步骤462、步骤480、步骤510能够通过将作为与运算放大器262的输出相应的电压的模拟信号，用设置在控制部106内部的A/D转换器转换为数字值，并将其与规定的阈值进行比较来实现。代替该方法，使用比较器来替代运算放大器262，并且，通过将比较器的基准电压设为与规定的阈值对应的值，能够实现上述的步骤462、步骤480、步骤510。对于本领域技术人员而言，即使在这样使用比较器的情况下，通过上述的二极管268或分压电路286，也能够保护比较器或控制部免受过电压的影响是显而易见的。
4总结
尽管上面已经描述了本公开的实施方式，但是应当理解，这些仅仅是示例，而非对本公开的范围进行限定。应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，能够适当地对实施方式进行变更、添加、改进等。本公开的范围不应被上述实施方式中的任何一个限定，而应仅由权利要求书及其等效物规定。
标号说明
100A、100B…气溶胶吸入器
102…主体
104A…烟弹
104B…气溶胶产生物品
106…控制部(例如，MCU)
108…通知部
110…电源
112、112A、112C…传感器
114…存储器
116A…贮存部
116B…气溶胶基材
118A、118B…雾化部
120…空气获取流路
121…气溶胶流路
122…吸口部
130…保持部
132…负载
134…电路
200A、200B…气溶胶吸入器用的控制装置
202…第一电路
204…第二电路
206、210、214…FET
208…转换器(例如，转换调节器)
212…第一分流电阻器
216…二极管
218…电感器
220…电容器
242…调节器(例如，LDO)
252…第二分流电阻器
254…电阻器
256、258…连接端子
262…运算放大器
264、266…电阻器
268…二极管
272…电阻器
274…电容器
282、284…构成分压电路的电阻器
286…分压电路
340、342…合成电阻器
350…等效电路
352…运算放大器的正相输入端子
354…运算放大器所具有的电阻器
362、364…电压源
372、374…电流的流动

Claims (10)

1.一种气溶胶吸入器用的控制装置，包括：
转换器，对电源的输出电压进行转换，将转换后的电压Vout输出并施加给第一区域；
调节器，将比通过所述转换器被施加给所述第一区域的所述电压Vout低的电压Vop-amp输出并施加给第二区域；
负载，被配置在所述转换器的输出和地线之间，从所述转换器的输出向所述地线流过电流以使气溶胶源被加热，具有与温度有相关的电阻值；
运算放大器，具有与所述调节器的输出电连接的电源端子、反相输入端子以及正相输入端子，输出与被供给到所述负载的电压相应的信号；
控制部，被构成为进行基于所述信号的处理；以及
二极管，具有与所述运算放大器的所述反相输入端子或所述正相输入端子电连接的阳极、以及与所述调节器的输出电连接的阴极。
2.如权利要求1所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，
所述转换器是转换调节器。
3.如权利要求1所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，
所述转换器还被构成为，输出使流过所述二极管的正向电流不超过允许值且能够使所述负载生成气溶胶的电压。
4.如权利要求1所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，
所述转换器被构成为，能够输出使流过所述二极管的正向电流不超过允许值且能够使所述负载生成气溶胶的、多个电压或范围内的电压。
5.如权利要求4所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，
所述控制部被构成为根据所述负载的种类在所述多个电压或所述范围内的电压中调整所述转换器的输出电压。
6.如权利要求1所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，
所述二极管的正向的电阻值小于所述运算放大器的电阻值。
7.如权利要求1所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，还包括：
第一断路器，被电连接于所述转换器的输出和所述负载之间，
所述控制部被构成为使所述第一断路器处于导通状态以生成气溶胶。
8.如权利要求1所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，还包括：
第一电路，对所述转换器的输出和所述负载进行电连接；
第二电路，对于所述第一电路并联地电连接以使对所述转换器的输出和所述负载进行电连接，具有第一电阻器；以及
第二电阻器，与所述第一电路及所述第二电路串联地电连接且与所述负载并联地电连接，
所述负载被构成为相对于所述第一电路、所述第二电路和所述第二电阻器能够装卸。
9.如权利要求8所述的气溶胶吸入器用的控制装置，其中，
所述第一电阻器的电阻值等于所述第二电阻器的电阻值。
10.一种气溶胶吸入器，具备：
权利要求1至9中任一项所述的气溶胶吸入器用的控制装置。
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