CN112403405A - 气溶胶产生装置、气溶胶产生方法、控制电路及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种气溶胶产生装置、气溶胶产生方法、控制电路及存储介质。气溶胶产生装置包括：加热器，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件；电源，用于向发热元件提供电力；以及控制电路，用于控制电源向发热元件提供的电力，从而使得，在第一阶段，提供使发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；在第二阶段，提供使发热元件以预设加热功率加热至预设温度的电力；在第三阶段，提供使发热元件以预设温度恒温加热的电力。该气溶胶产生装置能够提高装置的可靠性，并且使得雾化产生的气溶胶颗粒特性具有一致性，提高雾化吸入治疗的有效性和可靠性。

Description

气溶胶产生装置、气溶胶产生方法、控制电路及存储介质

技术领域

本申请涉及雾化技术领域，特别是涉及一种气溶胶产生装置、气溶胶产生方法、气溶胶产生装置、控制电路及存储介质。

背景技术

随着医疗技术的发展，出现了雾化吸入治疗，雾化吸入治疗主要指气溶胶吸入疗法，气溶胶是指悬浮于空气中微小的固体或液体微粒。因此雾化吸入疗法是用雾化的装置将药物分散成微小的雾滴或微粒，使其悬浮于气体中，并进入呼吸道及肺内，达到洁净气道，湿化气道，局部治疗或全身治疗的目的。

雾化吸入治疗对于雾化装置的雾化能力要求相对较高，对于药物雾化产生的颗粒大小、特性以及雾化装置的可靠性都有较高的要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够产生可靠气溶胶颗粒的气溶胶产生装置、气溶胶产生方法、控制电路及存储介质。

一种气溶胶产生装置，装置包括：

加热器，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件；

电源，用于向发热元件提供电力；以及

控制电路，用于控制电源向发热元件提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使发热元件以预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使发热元件以预设温度恒温加热的电力。

在其中一个实施例中，加热器还包括：

驱动模块，用于根据控制电路输出的PWM控制信号驱动发热元件加热；

控制电路用于输出PWM控制信号至驱动模块，从而使得，

在第一阶段，发热元件以初始功率加热且线性增大PWM控制信号的占空比，直至发热元件的功率达到预设加热功率；

在第二阶段，发热元件以预设加热功率恒功率加热至预设温度；

在第三阶段，发热元件以预设温度恒温加热。

在其中一个实施例中，第一阶段的持续时间为20～100毫秒，第二阶段的持续时间为100～300毫秒，第三阶段的持续时间为400～800毫秒。

在其中一个实施例中，预设温度的期望范围值为300～600℃；

第一温度点的期望范围值为30～100℃；第一温度点为发热元件功率增大到预设加热功率时刻的温度。

在其中一个实施例中，预设温度与第一温度点的温差范围为200～500℃。

在其中一个实施例中，控制电路包括：

检测模块，用于检测发热元件的实时电流及实时电压；及

控制模块，用于获取发热元件的实时电流及实时电压，并根据实时电流及实时电压计算发热元件的实时调节参数，根据实实时调节参数调节PWM控制信号，实时调节参数包括实时温度和实时功率中的至少一个。

在其中一个实施例中，控制模块包括：

加热控制单元，用于获取实时电流及实时电压，根据实时电流及实时电压计算实时调节参数，并在实时电流小于或等于第一电流阈值时，根据实时调节参数调控PWM控制信号的占空比，且在实时电流大于或等于第二电流阈值时停止调控PWM控制信号的占空比；第一电流阈值小于第二电流阈值，第二电流阈值小于预设的过流阈值；及

过流监控单元，用于获取实时电流，并在实时电流大于或等于第二电流阈值时，控制PWM控制信号的占空比逐渐减小以降低功率，直至实时电流小于或等于第一电流阈值。

在其中一个实施例中，驱动模块包括：第一半导体开关及第二半导体开关；

PWM控制信号包括第一PWM信号和第二PWM信号；

控制电路的第一PWM信号端用于输出第一PWM信号控制第一半导体开关，第二PWM信号端用于输出第二PWM信号控制第二半导体开关；

控制电路用于在控制第一半导体开关导通前的第一时间时，控制第二半导体开关截止；在控制第一半导体开关截止后的第二时间时，控制第二半导体开关导通。

在其中一个实施例中，驱动模块还包括电感元件；

第一半导体开关的受控端连接控制电路的第一PWM信号端，第一半导体开关的第一连接端连接电源，第二连接端连接电感元件的第一端；

第二半导体开关的受控端连接控制电路的第二PWM信号端，第二半导体开关的第一连接端连接电感元件的第一端，第二连接端接地；

电感元件的第二端连接发热元件的第一电极；

发热元件的第二电极电连接第二半导体开关的第二连接端。

在其中一个实施例中，还包括：

气流传感器，用于检测用户的呼吸动作作为触发信号；

控制电路用于在获取到触发信号时触发第一阶段。

一种气溶胶产生方法，应用于气溶胶产生装置，气溶胶产生装置包括：加热器，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件；以及；

用于向发热元件提供电力的电源；

方法包括：

控制向发热元件提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使发热元件以预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使发热元件以预设温度恒温加热的电力。

在其中一个实施例中，在第一阶段，提供使发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力的步骤包括：

以线性的方式增大PWM控制信号的占空比直至发热元件的功率由初始功率增大到预设加热功率；PWM控制信号用于控制驱动模块驱动发热元件加热。

一种控制电路，应用于气溶胶产生装置，所述控制电路被配置用以执行上述的气溶胶产生方法。

一种气溶胶产生装置，包括：

加热器，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件；

电源，用于向所述发热元件提供电力；以及

控制电路，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

控制向发热元件提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使所述发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使所述发热元件以所述预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使所述发热元件以所述预设温度恒温加热的电力。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

控制向发热元件提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使所述发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使所述发热元件以所述预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使所述发热元件以所述预设温度恒温加热的电力。

上述气溶胶产生装置、气溶胶产生方法、控制电路及存储介质，在第一阶段使发热元件以预设的初始功率启动加热，并逐渐增大功率至预设加热功率，降低发热元件启动时的电流，防止启动过流导致系统失效；在第二阶段使发热元件以预设加热功率恒功率加热至预设温度，实现快速升温，快速达到气溶胶形成基质的雾化温度，进入可供吸入的状态；在第三阶段使发热元件以预设温度恒温加热，使气溶胶形成基质一直处于预设温度进行加热，雾化产生的气溶胶颗粒特性具有一致性，进而提高雾化吸入治疗的有效性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为其中一个实施例中，气溶胶产生装置的结构示意图；

图2为其中一个实施例中，气溶胶产生方法的流程示意图；

图3为其中一个实施例中，气溶胶产生方法的流程示意图；

图4为其中一个实施例中，气溶胶产生方法的流程示意图；

图5为其中一个实施例中，控制向发热元件提供电力步骤的流程示意图；

图6为其中一个实施例中，控制向发热元件提供电力步骤的流程示意图；

图7为其中一个实施例中，控制向发热元件提供电力步骤的流程示意图；

图8为其中一个实施例中，气溶胶产生装置的结构框图；

图9为其中一个实施例中，加热器的结构框图；

图10为其中一个实施例中，控制电路的结构框图；

图11为其中一个实施例中，控制模块的结构框图；

图12为其中一个实施例中，驱动模块的电路结构示意图；

图13为其中一个实施例中，具有气流传感器的气溶胶产生装置的结构框图；

图14为在气溶胶产生方法下发热元件的功率变化曲线示意图；

图15为在气溶胶产生方法下发热元件的温度变化曲线示意图；

图16为其中一个实施例中，第一PWM信号和第二PWM信号的波形示意图。

附图标记说明：

100、加热器；110、发热元件；120、驱动模块；200、电源；300、控制电路；310、检测模块；320、控制模块；321、加热控制单元；322、过流监控单元；400、气流传感器；500、电源电路组件；600、吸嘴。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在其中一个实施例中，雾化吸入治疗的气溶胶产生装置如图1和图8所示，包括吸嘴600、加热器100及电源电路组件500，电源电路组件500包括电源200及控制电路300，加热器100内设有发热元件110。在雾化吸入治疗的实际应用中，将特定药物例如芬太尼、THC等药物或组合物预置于发热元件上，利用瞬间高温加热，使涂在发热元件上的药物薄膜气化并冷却，从而可以产生含有特定药物(组合物)的微小冷凝气溶胶颗粒，其中，气溶胶颗粒为30～70nm，该气溶胶颗粒能够实现病人吸入后药物通过肺部沉积入血，从而达到疼痛缓解的治疗效果。

在其中一个实施例中，如图2所示，提供了一种气溶胶产生方法，应用于气溶胶产生装置，气溶胶产生装置包括：加热器100，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件110；以及；

用于向发热元件110提供电力的电源200；

所述方法包括：

控制向发热元件110提供的电力，从而使得，

步骤S110，在第一阶段，提供使发热元件110以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力。

发热元件110为用于加热气溶胶形成基质以实现雾化的部件，在一个实施例中，发热元件110为加热片。第一阶段可以是气溶胶产生装置每次执行雾化加热工作过程中的第一个加热阶段，也可以是气溶胶产生装置每次执行雾化加热工作过程中其中一个加热周期的第一个加热阶段。

在第一阶段，采用低于预设加热功率的初始功率开始加热，随后再逐渐增大功率至预设加热功率，完成加热启动阶段。由于为了满足药物的雾化需求，需要在很短的时间内加热到较高的温度，所以一般所采用的发热元件110电阻值较小，具体来说，发热元件110的阻值小于等于0.1欧姆，若需要在第一阶段刚开始即采用预设加热功率，启动电流会比较高，容易在启动时发生过流导致系统失效。因此在第一阶段开始时，可以采用相对较低的初始功率进行加热，然后逐渐增大至预设加热功率，能够有效降低启动电流，保证气溶胶产生装置的可靠性。

如图14所示为采用上述气溶胶产生方法的发热元件功率变化曲线，如图15所示为采用上述气溶胶产生方法的发热元件温度变化曲线。

在其中一个实施例中，如图14所示的发热元件功率变化曲线和图15所示的发热元件温度变化曲线，第一阶段的持续时间为20～100毫秒，即在20～100毫秒内从初始功率逐渐增大至预设加热功率。在其中一个实施例中，第一阶段的持续时间为30～80毫秒，即在30～80毫秒内从初始功率逐渐增大至预设加热功率。在其中一个实施例中，控制电路通过输出PWM控制信号控制发热元件加热，初始功率对应的PWM控制信号的占空比范围为10％～50％，通过逐渐增大占空比实现功率的增大。

步骤S120，在第二阶段，提供使发热元件110以预设加热功率加热至预设温度的电力。

在发热元件110的功率增大至预设加热功率后进入第二阶段，第二阶段为恒功率加热阶段，在当前阶段能够实现快速升温，快速达到预设温度，满足药物雾化对于短时升温开始雾化的要求。预设温度为药物能够雾化的温度，在一些实施例中可以是一个温度范围，在一些实施例中也可以是一个温度值。通过自动调控算法，例如PID算法，能够动态调整PWM控制信号占空比，使发热元件110的功率保持在预设加热功率。当发热元件110的实时功率小于预设加热功率时，增大PWM控制信号的占空比，以使发热元件110的功率增大；当发热元件110的实时功率大于预设加热功率时，降低PWM控制信号的占空比，以使发热元件110的功率降低，实现动态调节发热元件110的功率。

在其中一个实施例中，如图15所示的发热元件温度变化曲线，预设温度的期望范围值为300～600℃；第一温度点A的期望范围值为30～100℃；第一温度点A为所述发热元件功率增大到所述预设加热功率时刻的温度。在其中一个实施例中，预设温度B与所述第一温度点A的温差范围为200～500℃，即发热元件110的功率达到预设加热功率时的温度与预设温度B的温度差范围为200～500℃。在其中一个实施例中，第二阶段的持续时间为100～300毫秒。在其中一个实施例中，第二阶段的持续时间为100～200毫秒。在其中一个实施例中，预设加热功率为20～60W。在其中一个实施例中，恒功率加热的功率精度为±1W，即发热元件110的实时功率可以在预设加热功率下上下浮动1W。

步骤S130，在第三阶段，提供使发热元件110以预设温度恒温加热的电力。

在发热元件110的温度达到预设温度后进入第三阶段，第三阶段为恒温加热阶段，在当前阶段，药物被雾化产生气溶胶颗粒，为了保证药物特性的一致，例如颗粒大小一致，药性不发生改变，控制发热元件110持续以预设温度加热气溶胶形成基质，产生特性一致的气溶胶颗粒。通过自动调控算法，例如PID算法，能够动态调整发热元件110的温度，使发热元件110的温度保持在预设温度。当发热元件110的实时温度小于加热温度时，增大PWM控制信号的占空比，以使发热元件110的温度升高；当发热元件110的实时温度大于预设温度时，降低PWM控制信号的占空比，以使发热元件110的温度降低，实现动态调节发热元件110的温度。

在其中一个实施例中，如图14和图15所示，第三阶段的持续时间为400～800毫秒。在其中一个实施例中，第三阶段的持续时间为500～700毫秒。在其中一个实施例中，恒温加热的温度精度为±10～±50℃。

上述气溶胶产生方法，在第一阶段使发热元件110以预设的初始功率启动加热，并逐渐增大功率至预设加热功率，降低发热元件110启动时的电流，防止启动过流导致系统失效；在第二阶段使发热元件110以预设加热功率恒功率加热至预设温度，实现快速升温，快速达到药物的雾化温度，进入可供吸入的状态；在第三阶段使发热元件110以预设温度恒温加热，使药物一直处于预设温度进行加热，雾化产生的气溶胶颗粒特性具有一致性，进而提高雾化吸入治疗的有效性和可靠性。

在其中一个实施例中，如图3所示，在第一阶段，提供使发热元件110以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力的步骤包括：

步骤S111，以线性的方式增大PWM控制信号的占空比直至发热元件110的功率由初始功率增大到预设加热功率；PWM控制信号用于控制驱动模块120驱动发热元件110加热。

采用线性的方式增大占空比，即按照预设的间隔时间及预设的增大比例增大占空比，能够避免发热元件110功率激增，而是相对稳定的增大至预设加热功率，避免功率激增导致过流。在其中一个实施例中，预设的间隔时间为5～100毫秒。在其中一个实施例中，预设的占空比增大比例为1％～10％。以占空比增大比例为1％为例进行说明，预设的间隔时间为t，启动第一阶段后，每间隔t时间，占空比增大1％，进而将初始功率增大至预设加热功率。

在其中一个实施例中，如图4所示，气溶胶产生装置还包括气流传感器400，用于检测用户的呼吸动作作为触发信号；所述方法还包括：

步骤S140，当获取到触发信号时，触发第一阶段。

以用户的呼吸动作作为触发信号，在用户呼吸时进行加热雾化，即触发第一阶段开始进入雾化加热工作状态，避免在用户未使用时加热，造成药物浪费，影响治疗效果。气流传感器400通过检测用户呼吸的气流变化，判断用户是否开始使用气溶胶产生装置进行吸入治疗。

在其中一个实施例中，如图5所示，控制向发热元件110提供的电力的步骤包括：

步骤S210，获取发热元件110的实时电流及实时电压。

获取检测模块310检测的发热元件110的实时电流及实时电压，检测模块310可以包括电流采样电路和电压采样电路。

步骤S220，根据实时电流及实时电压计算发热元件110的实时调节参数，其中，实时调节参数包括实时温度和实时功率中的至少一个。

根据发热元件110阻值与温度变化的预设对应关系，根据实时电流及实时电压计算出实时阻值，根据实时阻值从预设的阻值温度对应关系中即可确定当前发热元件110的温度。发热元件110的实时功率即为实时电流与实时电压的乘积。

步骤S230，根据实时调节参数调节PWM控制信号。

根据所处阶段的不同，可以选择只根据实时温度进行PWM控制信号的调控；也可以只根据实时功率调节PWM控制信号，还可以结合两者共同对PWM控制信号进行调控。例如在第二阶段需要在控制实时功率恒定在预设加热功率的同时，监控实时温度是否达到预设温度，若达到预设温度则进入第三阶段，此时则根据实时温度与预设温度的差异调控PWM控制信号即可。

在其中一个实施例中，如图6所示，根据实时调节参数调节PWM控制信号的步骤包括：

步骤S231，在实时电流小于或等于第一电流阈值时，根据实时调节参数调控PWM控制信号的占空比。

第一电流阈值为气溶胶雾化装置正常工作的安全电流阈值，若超过第一电流阈值，则容易达到过流阈值发生过流，进而触发过流保护，停止工作。在实时电流小于或等于第一电流阈值时，根据所处阶段的不同，根据实时调节参数调控PWM控制信号的占空比即可。

在其中一个实施例中，如图7所示，根据实时调节参数调节PWM控制信号的步骤还包括：

步骤S232，在实时电流大于或等于第二电流阈值时，控制PWM控制信号的占空比逐渐减小以降低功率，直至实时电流小于或等于第一电流阈值；第一电流阈值小于第二电流阈值，第二电流阈值小于预设的过流阈值。

为了更好地避免发生过流，设置第二电流阈值，若实时电流大于或等于第二电流阈值，则需要适当降低功率以降低电流，将实时电流的范围控制在安全范围内，此时通过逐渐减小PWM控制信号的占空比逐渐降低功率，防止过流。

在其中一个实施例中，在实时电流大于或等于第二电流阈值时，以线性的方式减小PWM控制信号的占空比，能够避免发热元件110功率急剧下降，而是相对稳定的降低，进而逐渐降低实时电流，避免功率骤减影响雾化加热控制，影响药物的雾化效果。在其中一个实施例中，预设的间隔时间为5～100毫秒。在其中一个实施例中，预设的占空比减小比例为1％～10％。

应该理解的是，虽然图2-图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-图7中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在其中一个实施例中，如图8和图9所示，提供了一种气溶胶产生装置，所述装置包括：

加热器100，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件110；

电源200，用于向发热元件110提供电力；以及

控制电路300，用于控制电源200向发热元件110提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使发热元件110以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使发热元件110以预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使发热元件110以预设温度恒温加热的电力。

在其中一个实施例中，如图9所示，加热器100还包括：

驱动模块120，用于根据控制电路300输出的PWM控制信号驱动发热元件110加热；

控制电路300用于输出PWM控制信号至驱动模块120，从而使得，

在第一阶段，发热元件110以初始功率加热且线性增大PWM控制信号的占空比，直至发热元件110的功率达到预设加热功率；

在第二阶段，发热元件110以预设加热功率恒功率加热至预设温度；

在第三阶段，发热元件110以预设温度恒温加热。

在其中一个实施例中，如图10所示，控制电路300包括：

检测模块310，用于检测发热元件110的实时电流及实时电压；及

控制模块320，用于获取发热元件110的实时电流及实时电压，并根据实时电流及实时电压计算发热元件110的实时调节参数，根据实时调节参数调节PWM控制信号，实时调节参数包括实时温度和实时功率中的至少一个。

在其中一个实施例中，控制模块320包括MCU及外围电路。在其中一个实施例中，检测模块310包括电流采样电路及电压采样电路。

在其中一个实施例中，如图11所示，控制模块320包括：

加热控制单元321，用于获取实时电流及实时电压，根据实时电流及实时电压计算发热元件110的实时调节参数，并在实时电流小于或等于第一电流阈值时，根据实时调节参数调控PWM控制信号的占空比，且在实时电流大于或等于第二电流阈值时停止调控PWM控制信号的占空比；第一电流阈值小于第二电流阈值，第二电流阈值小于预设的过流阈值；及

过流监控单元322，用于获取实时电流，并在实时电流大于或等于第二电流阈值时，控制PWM控制信号的占空比逐渐减小以降低功率，直至实时电流小于或等于第一电流阈值。

在实时限流大于或等于第二电流阈值时，由过流监控单元322对PWM控制信号进行调控，直至实时电流恢复至小于或等于第一电流阈值后，过流监控单元322停止调控PWM控制信号，切换至加热控制单元321对PWM控制信号进行调控。

在其中一个实施例中，驱动模块包括第一半导体开关及第二半导体开关；

PWM控制信号包括第一PWM信号和第二PWM信号；

控制电路300的第一PWM信号端用于输出第一PWM信号控制第一半导体开关，第二PWM信号端用于输出第二PWM信号控制第二半导体开关；

控制电路300用于在控制第一半导体开关导通前的第一时间时，控制第二半导体开关截止；在控制第一半导体开关截止后的第二时间时，控制第二半导体开关导通。

第一半导体开关和第二半导体开关可以是MOS管、三极管、IGBT等。为满足药物的雾化需求，需要短时升温到雾化温度(例如在0.3～0.4s加热到550℃左右)，因此发热元件110的阻值较低(例如一般需要小于0.1Ω)，由于发热元件110阻值较小，当控制电路300启动时，若PWM控制信号的占空比大于预设的启动占空比，则容易出现过流损坏第一半导体开关的情况。

在其中一个实施例中，如图12所示，驱动模块120包括：第一半导体开关Q1、第二半导体开关Q2及电感元件L；

第一半导体开关Q1的受控端连接控制电路300的第一PWM信号端P1，第一半导体开关Q1的第一连接端连接电源VDD，第二连接端连接电感元件L的第一端；

第二半导体开关Q2的受控端连接控制电路300的第二PWM信号端P2，第二半导体开关Q2的第一连接端连接电感元件L的第一端，第二连接端接地；

电感元件L的第二端连接发热元件110的第一电极；

发热元件110的第二电极电连接第二半导体开关Q2的第二连接端。

以第一半导体开关Q1为PMOS管，第二半导体开关Q2为NMOS管为例进行说明驱动模块120的工作过程，结合第一PWM信号PWM1和第二PWM信号PWM2的波形图，图16所示：

假设预设的启动占空比为duty，第一时间为t0、第二时间为t1，则：

duty＝t1/(t0+t1+t2+t3)

在t0阶段，第一PWM信号PWM1为高电平，第一半导体Q1开关截止；第二PWM信号PWM2为低电平，第二半导体开关Q2截止，此时发热元件110无电流；

在t1阶段，第一PWM信号PWM1为低电平，第一半导体开关Q1导通；第二PWM信号PWM2为低电平，第二半导体开关Q2截止，电源200通过第一半导体开关Q1和电感元件L为发热元件110供电，且此时电感元件L进行储能；

在t2阶段，第一PWM信号PWM1为高电平，第一半导体开关Q1截止；第二PWM信号PWM2为低电平，第二半导体开关Q2截止，此时发热元件110无电流；

在t3阶段，第一PWM信号PWM1为高电平，第一半导体开关Q1截止；第二PWM信号PWM2为高电平，第二半导体开关Q2导通，电感元件L存储的能量通过第二半导体开关Q2为发热元件110供电。

设置电感元件L能够使流过发热元件110的电流平稳，不会发生突变，且与不设置电感元件L相比，流经驱动模块120的电流会减少，从而降低出现过流而损坏驱动模块120的概率，特别是能够降低过流损坏第一半导体开关Q1的概率。

第一半导体开关Q1控制主通路，在其导通时由电源200为发热元件110供电，第二半导体开关Q2控制续流通路，在其导通时第一半导体开关Q1处于截止，由电感元件L为发热元件110供电，实现续流，使流过发热元件110的电流更加平稳，保证加热过程的一致性，进而保证药物雾化产生气溶胶颗粒的特性一致。

在其中一个实施例中，第一时间t0与第二时间t2相等。

在其中一个实施例中，PWM控制信号的频率范围为100kHz～300kHz。在其中一个实施例中，PWM控制信号的频率范围为150kHz～250kHz。

在其中一个实施例中，如图13所示，气溶胶产生装置还包括：

气流传感器400，用于检测用户的呼吸动作作为触发信号；

控制电路300用于在获取到触发信号时触发第一阶段。

上述气溶胶产生装置为受到上述气溶胶产生方法控制的设备，关于气溶胶产生装置的具体限定可以参见上文中对于气溶胶产生方法的限定，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，还提供了一种控制电路300，应用于气溶胶产生装置，控制电路300被配置用以执行上述任一项实施例的气溶胶产生方法。上述控制电路300为用于实现上述气溶胶产生方法的控制电路300，关于控制电路300的具体限定可以参见上文中对于气溶胶产生方法的限定，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，提供了一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括：

加热器100，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件110；

电源200，用于向所述发热元件110提供电力；以及

控制电路300，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

控制向发热元件110提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使所述发热元件110以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使所述发热元件110以所述预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使所述发热元件110以所述预设温度恒温加热的电力。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

以线性的方式增大PWM控制信号的占空比直至达到所述预设加热功率；所述PWM控制信号用于控制驱动模块120驱动所述发热元件110加热。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

当获取到所述触发信号时，触发所述第一阶段。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

获取所述发热元件110的实时电流及实时电压；

根据所述实时电流及所述实时电压计算所述发热元件110的实时调节参数；

根据所述实时温度和/或所述实时功率调节PWM控制信号。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

在所述实时电流小于或等于第一电流阈值时，根据述实时温度和/或所述实时功率调控所述PWM控制信号的占空比。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

在所述实时电流大于或等于第二电流阈值时，控制所述PWM控制信号的占空比逐渐减小以降低功率，直至所述实时电流小于或等于所述第一电流阈值；所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值小于预设的过流阈值。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

控制向发热元件110提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使所述发热元件110以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使所述发热元件110以所述预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使所述发热元件110以所述预设温度恒温加热的电力。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

以线性的方式增大PWM控制信号的占空比直至达到所述预设加热功率；所述PWM控制信号用于控制驱动模块120驱动所述发热元件110加热。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

当获取到所述触发信号时，触发所述第一阶段。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

获取所述发热元件110的实时电流及实时电压；

根据所述实时电流及所述实时电压计算所述发热元件110的实时调节参数；

根据所述实时温度和/或所述实时功率调节PWM控制信号。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

在所述实时电流小于或等于第一电流阈值时，根据述实时温度和/或所述实时功率调控所述PWM控制信号的占空比。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

在所述实时电流大于或等于第二电流阈值时，控制所述PWM控制信号的占空比逐渐减小以降低功率，直至所述实时电流小于或等于所述第一电流阈值；所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值小于预设的过流阈值。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种气溶胶产生装置，其特征在于，所述装置包括：

加热器，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件；

电源，用于向所述发热元件提供电力；以及

控制电路，用于控制所述电源向所述发热元件提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使所述发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使所述发热元件以所述预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使所述发热元件以所述预设温度恒温加热的电力。

2.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述加热器还包括：

驱动模块，用于根据所述控制电路输出的PWM控制信号驱动所述发热元件加热；

所述控制电路用于输出所述PWM控制信号至所述驱动模块，从而使得，

在第一阶段，所述发热元件以所述初始功率加热且线性增大PWM控制信号的占空比，直至所述发热元件的功率达到所述预设加热功率；

在第二阶段，所述发热元件以所述预设加热功率恒功率加热至预设温度；

在第三阶段，所述发热元件以所述预设温度恒温加热。

3.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述第一阶段的持续时间为20～100毫秒，所述第二阶段的持续时间为100～300毫秒，所述第三阶段的持续时间为400～800毫秒。

4.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述预设温度的期望范围值为300～600℃；

第一温度点的期望范围值为30～100℃；所述第一温度点为所述发热元件功率增大到所述预设加热功率时刻的温度。

5.根据权利要求4所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述预设温度与所述第一温度点的温差范围为200～500℃。

6.根据权利要求1至5任一项所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述控制电路包括：

检测模块，用于检测所述发热元件的实时电流及实时电压；及

控制模块，用于获取所述发热元件的实时电流及实时电压，并根据所述实时电流及所述实时电压计算所述发热元件的实时调节参数，根据所述实时调节参数调节所述PWM控制信号，所述实时调节参数包括实时温度和实时功率中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述控制模块包括：

加热控制单元，用于获取所述实时电流及所述实时电压，根据所述实时电流及所述实时电压计算所述实时调节参数，并在所述实时电流小于或等于第一电流阈值时，根据所述实时调节参数调控所述PWM控制信号的占空比，且在所述实时电流大于或等于所述第二电流阈值时停止调控所述PWM控制信号的占空比；所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值小于预设的过流阈值；及

过流监控单元，用于获取所述实时电流，并在所述实时电流大于或等于所述第二电流阈值时，控制所述PWM控制信号的占空比逐渐减小以降低功率，直至所述实时电流小于或等于所述第一电流阈值。

8.根据权利要求2所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述驱动模块包括：第一半导体开关及第二半导体开关；

所述PWM控制信号包括第一PWM信号和第二PWM信号；

所述控制电路的第一PWM信号端用于输出第一PWM信号控制所述第一半导体开关，第二PWM信号端用于输出第二PWM信号控制所述第二半导体开关；

所述控制电路用于在控制所述第一半导体开关导通前的第一时间时，控制所述第二半导体开关截止；在控制所述第一半导体开关截止后的第二时间时，控制所述第二半导体开关导通。

9.根据权利要求8所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述驱动模块还包括电感元件；

所述第一半导体开关的受控端连接所述控制电路的第一PWM信号端，第一半导体开关的第一连接端连接所述电源，第二连接端连接所述电感元件的第一端；

所述第二半导体开关的受控端连接所述控制电路的第二PWM信号端，第二半导体开关的第一连接端连接所述电感元件的第一端，第二连接端接地；

所述电感元件的第二端连接所述发热元件的第一电极；

所述发热元件的第二电极电连接所述第二半导体开关的第二连接端。

10.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，还包括：

气流传感器，用于检测用户的呼吸动作作为触发信号；

所述控制电路用于在获取到所述触发信号时触发所述第一阶段。

11.一种气溶胶产生方法，其特征在于，应用于气溶胶产生装置，所述气溶胶产生装置包括：加热器，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件；以及；

用于向所述发热元件提供电力的电源；

所述方法包括：

控制向发热元件提供的电力，从而使得，

在第一阶段，提供使所述发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力；

在第二阶段，提供使所述发热元件以所述预设加热功率加热至预设温度的电力；

在第三阶段，提供使所述发热元件以所述预设温度恒温加热的电力。

12.根据权利要求11所述的气溶胶产生方法，其特征在于，所述在第一阶段，提供使所述发热元件以预设的初始功率加热且逐渐增大至预设加热功率的电力的步骤包括：

以线性的方式增大PWM控制信号的占空比直至所述发热元件的功率由所述初始功率增大到所述预设加热功率；所述PWM控制信号用于控制驱动模块驱动所述发热元件加热。

13.一种控制电路，应用于气溶胶产生装置，其特征在于，所述控制电路被配置用以执行权利要求11或12所述的气溶胶产生方法。

14.一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括：

加热器，其包括被配置用于加热气溶胶形成基质以形成气溶胶的至少一个发热元件；

电源，用于向所述发热元件提供电力；以及

控制电路，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求11或12所述的方法的步骤。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求11或12所述的方法的步骤。

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