CN112704266A - 气溶胶吸入器的电源单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于气溶胶吸入器的电源单元，具有能够向负载放电的电源，该负载加热气溶胶产生源，并且该负载的温度和电阻值具有相关性。用于气溶胶吸入器的电源单元包括：串联连接到负载并具有第一电阻值的第一元件；第二串联电路，包括具有第二电阻值的第二元件和串联连接到第二元件并具有第三电阻值的第三元件，并且与包括负载和第一元件的第一串联电路并联连接；以及运算放大器，其中非反相输入端子和反相输入端子中的一个连接到第一串联电路，并且非反相输入端子和反相输入端子中的另一个连接到第二串联电路。第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值中的每一个都大于负载在常温或预定温度范围内的温度下的电阻值。

Description

气溶胶吸入器的电源单元
技术领域
本公开涉及一种用于气溶胶吸入器的电源单元。
背景技术
JP-T-2017-501805描述了一种被配置为测量产生可吸入气溶胶的设备中的加热器的电阻值的电路。
由于气溶胶吸入器是由将气溶胶吸入器含在他的或她的嘴里的使用者使用的，因此用于产生气溶胶的加热器的温度控制很重要。
另一方面，还需要提高气溶胶产生效率。JP-T-2017-501805描述了加热器的电阻值的测量，但是没有公开其具体配置。
本公开的目的是提供一种用于气溶胶吸入器的电源单元，其能够高精度地检测用于产生气溶胶的负载的温度，同时改进气溶胶产生效率。
发明内容
本公开提供了一种用于气溶胶吸入器的电源单元，其具有能够执行向负载放电的电源，该负载加热气溶胶产生源，并且该负载的温度和电阻值具有相关性。该用于气溶胶吸入器的电源单元包括：第一元件，串联连接到负载并具有第一电阻值；第二串联电路，包括具有第二电阻值的第二元件和串联连接到第二元件并具有第三电阻值的第三元件，并且与包括负载和第一元件的第一串联电路并联连接；以及运算放大器，其中非反相输入端子和反相输入端子中的一个连接到第一串联电路，并且非反相输入端子和反相输入端子中的另一个连接到第二串联电路。第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值中的每一个都大于负载在常温或预定温度范围内的温度下的电阻值。
本公开还提供了一种用于气溶胶吸入器的电源单元，其具有能够执行向负载放电的电源，该负载加热气溶胶产生源，并且该负载的温度和电阻值具有相关性。该用于气溶胶吸入器的电源单元包括：第一元件，串联连接到负载并具有第一电阻值；第二串联电路，包括具有第二电阻值的第二元件和串联连接到第二元件并具有第三电阻值的第三元件，并且与包括负载和第一元件的第一串联电路并联连接到电源；以及运算放大器，其中非反相输入端子和反相输入端子中的一个连接到第一串联电路，并且非反相输入端子和反相输入端子中的另一个连接到第二串联电路。当负载处于常温或预定温度范围内的常温、可以产生气溶胶的第一温度、和仅当气溶胶产生源耗尽时达到的第二温度中的至少一个时，第一电阻比大于第二电阻比，该第一电阻比是通过将第一串联电路和第二串联电路中连接到运算放大器的反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值，该第二电阻比是通过将第一串联电路和第二串联电路中连接到运算放大器的非反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值。
附图说明
图1是配备有根据本公开实施例的电源单元的气溶胶吸入器的透视图；
图2是图1所示的气溶胶吸入器的另一透视图；
图3是图1所示的气溶胶吸入器的剖视图；
图4是图1所示的气溶胶吸入器中电源单元的透视图；
图5是示出图1所示的气溶胶吸入器中的电源单元的主要部分配置的框图；
图6是图1所示的气溶胶吸入器中的电源单元的电路配置；
图7是图6所示的电源单元的电路配置的主要部分的放大图；
图8是示出图7所示的电源单元的电路的主要部分的第一修改的图；
图9是示出图7所示的电源单元的电路的主要部分的第二修改的图；
图10是示出图7所示的电源单元的电路的主要部分的第三修改的图；和
图11是示出了用于说明包括电源单元的气溶胶吸入器的操作的修改的时序图的图，该电源单元的主要部分配置在图7或图8中示出。
具体实施方式
在下文中，将描述根据本公开实施例的用于气溶胶吸入器的电源单元，但是首先，将参考图1和图2描述配备有电源单元的气溶胶吸入器。
(气溶胶吸入器)
气溶胶吸入器1是一种用于在不燃烧的情况下吸入添加了香味的气溶胶的设备，并且具有沿着预定方向(以下称为纵向方向)延伸的杆状形状。气溶胶吸入器1沿纵向方向X依次设有电源单元10、第一盒(cartridge)20和第二盒30。第一盒20可附接到电源单元10和可从电源单元10拆卸。第二盒30可附接到第一盒20，也可从第一盒20拆卸。换句话说，第一盒20和第二盒30是可更换的。
(电源单元)
如图3、图4、图5和图6所示，根据本实施例的电源单元10在圆柱形电源单元壳体11内容纳电源12、充电IC 55A、微控制器单元(MCU)50和诸如进气传感器15的各种传感器。电源12是可充电二次电池、双电层电容器等，并且优选是锂离子二次电池。电源12的电解质可以是凝胶电解质、电解质溶液、固体电解质、离子液体或其组合中的一种。
如图4所示，放电端子41设置在沿纵向方向X位于电源单元壳体11的一端侧(第一盒20侧)的顶部11a上。放电端子41设置成从顶部11a的上表面朝向第一盒20突出，并且配置为可电连接到第一盒20的负载21。
将空气供应到第一盒20的负载21的空气供应部分42设置在顶部11a的上表面上，放电端子41附近。
可电连接到能够给电源12充电的外部电源(未示出)的充电端子43设置在纵向方向X上位于电源单元壳体11的另一端侧(与第一盒20相对的一侧)的底部11b上。充电端子43设置在底部11b的侧表面上，并且例如，可以连接USB端子、microUSB端子和Lightning(注册商标)端子中的至少一个。
充电端子43可以是能够无线地接收从外部电源发送的电力的电力接收单元。在这种情况下，充电端子43(电力接收单元)可以包括电力接收线圈。非接触式电力传输(无线电力传输)的方法可以是电磁感应型或磁共振型。充电端子43可以是能够无接触地接收从外部电源发送的电力的电力接收单元。作为另一示例，USB端子、microUSB端子和Lightning端子中的至少一个可以连接到充电端子43，并且充电端子43可以包括上述电力接收单元。
电源单元壳体11在顶部11a的侧表面上设置有用户可操作的操作单元14，以面向与充电端子43相对的一侧。更具体地，操作单元14和充电端子43相对于连接操作单元14和充电端子43的直线与电源单元10的纵向方向X的中心线的交点具有点对称关系。操作单元14包括按钮型开关、触摸面板等。如图3所示，检测抽吸操作的进气传感器15设置在操作单元14附近。
充电IC 55A靠近充电端子43设置，并且利用从充电端子43输入的电力来控制电源12的充电。充电IC 55A可以设置在MCU 50附近。
如图5所示，MCU 50连接到各种传感器设备，诸如检测抽吸(吸入)操作的进气传感器15、操作单元14、下述通知单元45以及存储抽吸操作的次数或对负载21的通电时间的存储器18。MCU 50执行对气溶胶吸入器1的各种控制。MCU 50具体地主要包括下面描述的处理器55(参见图7)，并且还包括存储介质，诸如处理器55的操作所需的随机存取存储器(RAM)和存储各种类型信息的只读存储器(ROM)。更具体地，本说明书中的处理器是其中组合了诸如半导体元件的电路元件的电路。
MCU 50包括测量电源12的电源电压的电压传感器16。电压传感器16可以包括如下所述的运算放大器56和ADC 57。在MCU 50中，电压传感器16的输出信号被输入到处理器55。代替本实施例，电压传感器16可以设置在MCU 50的外部并连接到MCU 50。
电源单元壳体11中设置有吸入外部空气的进气口(未示出)。进气口可以设置在操作单元14周围，或者可以设置在充电端子43周围。
(第一盒)
如图3所示，第一盒20在圆柱形盒壳27中包括储存气溶胶源22的储存器23、雾化气溶胶源22的电负载21、将气溶胶源从储存器23抽吸到负载21的芯(wick)24、气溶胶流动路径25和端盖26，在该气溶胶流动路径25中通过气溶胶源22的雾化产生的气溶胶流向第二盒30，端盖26容纳第二盒30的一部分。
储存器23被分隔并形成为围绕气溶胶流动路径25的外围，并且储存气溶胶源22。诸如树脂网或棉的多孔体可以容纳在储存器23中，并且气溶胶源22可以浸渍在多孔体中。在储存器23中，可以不包含树脂网或棉的多孔体，并且可以仅储存气溶胶源22。气溶胶源22包括液体，诸如甘油、丙二醇或水。
芯24是液体保持构件，其通过利用毛细管现象将气溶胶源22从储存器23抽吸到负载21。芯24由例如玻璃纤维或多孔陶瓷形成。
负载21通过用电源12经由放电端子41供应的电力加热气溶胶源22而不燃烧来雾化气溶胶源22。负载21由以预定间距缠绕的电热丝(线圈)形成。
负载21可以是能够通过加热气溶胶源22以产生气溶胶来执行雾化的任何元件。负载21例如是加热元件。加热元件的示例包括加热电阻器、陶瓷加热器和感应加热型加热器。在下文中，负载21的电阻值将被称为电阻值RH。
作为负载21，使用其温度和电阻值具有相关性的负载。作为负载21，使用具有正温度系数特性(PTC)(其中电阻值也随着温度的升高而增加)的负载。PTC特性也称为正电阻温度系数特性。
表示负载21的电阻值的变化量相对于负载21的温度的变化量的系数称为电阻温度系数α[ppm(百万分之一)/℃]。电阻温度系数α由以下公式(F0)表示，其中负载21的温度为T，参考温度为TREF，以及参考电阻值为RREF。
[等式1]
Figure BDA0002739563570000051
气溶胶流动路径25设置在负载21的下游侧和电源单元10的中心线L上。端盖26包括容纳第二盒30的一部分的盒容纳部分26a，以及允许气溶胶流动路径25和盒容纳部分26a彼此连通的连通路径26b。
(第二盒)
第二盒30储存香味源31。第二盒30可拆卸地容纳在设置在第一盒20的端盖26中的盒容纳部分26a中。第二盒30在与第一盒20相对的一侧的端部是用于使用者的吸入口32。吸入口32不限于与第二盒30一体形成，而是可以被配置为可附接到第二盒30和可从第二盒30拆卸。通过以这种方式将吸入口32与电源单元10和第一盒20分开配置，吸入口32可以保持卫生。
第二盒30通过使由负载21雾化气溶胶源22产生的气溶胶穿过香味源31而赋予气溶胶香味。作为构成香味源31的原料片，可以使用切碎的烟草或通过将烟草原料成型为颗粒而获得的成型产品。香味源31可以由除烟草之外的植物(例如，薄荷、中草药或药草)形成。香味源31可以提供有香料，诸如薄荷醇。
在根据本实施例的气溶胶吸入器1中，添加有香料的气溶胶可以通过气溶胶源22、香味源31和负载21产生。也就是说，气溶胶源22和香味源31构成产生气溶胶的气溶胶产生源。
气溶胶吸入器1的气溶胶产生源是被使用者替换和使用的部分。该部分例如作为一套一个第一盒20和一个或多个(例如，五个)第二盒30提供给使用者。
除了气溶胶源22和香味源31彼此分离的配置，气溶胶源22和香味源31一体形成的配置、省略香味源31并将可包含在香味源31中的物质添加到气溶胶源22的配置、或者其中药物等代替香味源31被添加到气溶胶源22的配置也可以用作气溶胶吸入器1中使用的气溶胶产生源的配置。
在气溶胶吸入器1包括其中气溶胶源22和香味源31一体形成的气溶胶产生源的情况下，例如，一个或多个(例如，20个)气溶胶产生源作为一套提供给使用者。
在气溶胶吸入器1仅包括气溶胶源22作为气溶胶产生源的情况下，例如，一个或多个(例如，20个)气溶胶产生源作为一套提供给使用者。
在如上所述配置的气溶胶吸入器1中，如图3中的箭头B所示，从设置在电源单元壳体11中的进气口(未示出)流入的空气从空气供应部分42穿过第一盒20的负载21附近。负载21雾化由芯24从储存器23中抽吸的气溶胶源22。雾化产生的气溶胶与从进气口流入的空气一起流过气溶胶流动路径25，并经由连通路径26b被供应到第二盒30。供应到第二盒30的气溶胶通过穿过香味源31而被赋予香味，并被供应到吸入口32。
气溶胶吸入器1设置有通知各种类型信息的通知单元45(参见图5)。通知单元45可以由发光元件配置，可以由振动元件配置，或者可以由声音输出元件配置。通知单元45可以是发光元件、振动元件和声音输出元件中的两个或更多个元件的组合。通知单元45可以设置在电源单元10、第一盒20和第二盒30中的任何一个中，但是优选地设置在电源单元10中。例如，操作单元14的外围是半透明的，并且被配置为通过诸如LED的发光元件发光。
在根据本实施例的气溶胶吸入器1中，作为使用期间的推荐温度(操作保证温度)，能够产生足够量的气溶胶并确保电源12的安全的温度范围被预先确定。该温度范围例如是-10℃或更高和45℃或更低的范围，包括常温(具体地，由日本工业标准定义的5℃至35℃范围内的温度)。在根据本实施例的气溶胶吸入器1中，能够从气溶胶产生源产生气溶胶的负载21的温度(第一温度)被设定为高于上述温度范围的值(例如，大约200℃)。在根据本实施例的气溶胶吸入器1中，仅当在气溶胶产生源耗尽的状态下继续加热负载21时才可以达到的负载21的温度(第二温度)可以被设定为高于第一温度的值(例如，大约300℃)。气溶胶产生源耗尽的状态意味着气溶胶产生源的剩余量为零或几乎为零。
也就是说，在气溶胶吸入器1中，负载21的温度可以在包括温度范围、高于温度范围的第一温度和高于第一温度的第二温度的范围(作为具体示例，在-10℃或更高和300℃或更低的范围)内变化。该范围在下文中被称为常温范围。温度范围、第一温度和第二温度的数值是示例，并且根据产品等的特征被设置为适当的值。温度范围可以不包括常温，也可以是常温本身。
(电路)
将参考图6描述电源单元10的电路的主要部分。
电源单元10具有主电路配置，并且包括电源12、放电端子41、MCU 50、低压降(LDO)调节器60、开关61、开关62、具有第一电阻值R1的第一元件63、具有第二电阻值R2的第二元件64和具有第三电阻值R3的第三元件65，放电端子41被配置为使得包括上述负载21的第一盒20是可拆卸的。
第一元件63、第二元件64和第三元件65中的每一个可以是具有电阻值的元件，例如，电阻器、二极管、晶体管等。在图6的示例中，第一元件63、第二元件64和第三元件65中的每一个都是电阻器。
开关61、62是诸如晶体管的开关元件，其在布线路径的中断和导通之间切换。在图6的示例中，每个开关61、62是常关型绝缘栅双极晶体管(IGBT)，其通过接收从MCU 50供应的高电平导通命令信号而接通(导通)，并且通过接收从MCU 50供应的低电平截止命令信号而断开(截止)。
LDO调节器60和MCU 50串联连接到电源12。LDO调节器60步降(step down)来自电源12的电压并输出该电压。LDO调节器60的输出电压(以下称为参考电压VREF)作为MCU 50的操作电压被供应给MCU 50。例如，LDO调节器60将来自电源12的4.2V电压步降至3.7V，并输出该电压。在主正母线(bus)LU和主负母线LD中，主正母线LU是高电位侧线，并且主负母线LD是低电位侧线。主正母线LU可以是电源单元10的电路中具有最高电位的线路。主负母线LD可以是电源单元10的电路中具有最低电位的线。
MCU 50连接到LDO调节器60，并且主负母线LD连接到电源12的负电极。MCU 50还连接到开关61和开关62，并且执行开关61和开关62的接通和断开控制。
在第一盒20附接到电源单元10的状态下，第一元件63和负载21串联连接以形成第一串联电路C1。第二元件64和第三元件65串联连接以形成第二串联电路C2。第一串联电路C1和第二串联电路C2并联连接在主正母线LU和主负母线LD之间。
第一串联电路C1和第二串联电路C2连接到主正母线LU和主负母线LD。具体地，开关62的集电极连接到主正母线LU，并且第一元件63和第二元件64并联连接到开关62的发射极。负载21和第三元件65并联连接到主负母线LD。负载21连接到第一元件63，并且第三元件65连接到第二元件64。
以这种方式，第一串联电路C1具有其中第一元件63是高电位侧元件并且负载21是低电位侧元件的配置。第二串联电路C2具有其中第二元件64是高电位侧元件并且第三元件65是低电位侧元件的配置。
第一串联电路C1连接到MCU 50。具体地，第一串联电路C1在第一元件63和负载21之间连接到MCU 50。
第二串联电路C2连接到MCU 50。具体地，第二串联电路C2在第二元件64和第三元件65之间连接到MCU 50。
开关61连接到主正母线LU和第一串联电路C1。具体地，开关61的集电极连接到主正母线LU。开关61的发射极连接到比第一串联电路C1中在第一元件63和负载21之间连接到MCU 50的节点更低电位侧的位置。
开关61的发射极可以连接到比第一串联电路C1与MCU 50的连接节点更高电位侧的位置PS1，如图6中的虚线所示。开关61的发射极可以连接到比第一串联电路C1中的第一元件63更高电位侧的位置PS2，如图6中的虚线所示。
在图6所示的电源单元10中，包括开关61和在主正母线LU和第一串联电路C1的第一元件63和负载21之间连接的布线的电路在下文中被称为加热电路。包括开关62和将第一串联电路C1和第二串联电路C2连接到主正母线LU的布线的电路在下文中被称为第一连接电路。包括将第一串联电路C1和第二串联电路C2连接到主负母线LD的布线的电路在下文中被称为第二连接电路。
(MCU)
接下来，将更详细地描述MCU 50的配置。如图5所示，MCU 50包括气溶胶产生请求检测器51、温度检测器52、电力控制器53和通知控制器54，作为由执行存储在ROM中的程序的处理器所实施的功能块。
气溶胶产生请求检测器51基于进气传感器15的输出结果来检测气溶胶产生请求。进气传感器15被配置为输出由用户通过吸入口32的吸入引起的电源单元10中的压力(内部压力)的变化值。进气传感器15例如是压力传感器，其输出对应于内部压力的输出值(例如，电压值或电流值)，该内部压力由于从进气口(未示出)朝向吸入口32吸入的空气的流速(即用户的抽吸操作)而改变。进气传感器15可以由电容式麦克风等构成。进气传感器15可以输出模拟值或从模拟值转换的数字值。
尽管下面将描述细节，温度检测器52基于图6所示的第一串联电路C1的输出信号和第二串联电路C2的输出信号来检测负载21的温度。通过接通开关62和断开开关61，温度检测器52使电流流过第一串联电路C1和第二串联电路C2中的每一个，并且基于此时第一串联电路C1的输出信号和第二串联电路C2的输出信号来检测负载21的温度。
通知控制器54控制通知单元45来通知各种类型的信息。例如，通知控制器54控制通知单元45根据第二盒30的更换定时的检测来通知第二盒30的更换定时。通知控制器54基于存储在存储器18中的抽吸操作的累积次数或对负载21的累积通电时间来检测和通知第二盒30的更换定时。通知控制器54不仅可以通知第二盒30的更换定时，还可以通知第一盒20的更换定时、电源12的更换定时、电源12的充电定时等。
在设置了一个未使用的第二盒30的状态下，当抽吸操作被执行预定次数时，或者当通过抽吸操作对负载21的累积通电时间达到预定值(例如，120秒)时，通知控制器54确定第二盒30已经被使用(即剩余量为零或空)，并且通知第二盒30的更换定时。
当确定该一套中包括的所有第二盒30已经被使用时，通知控制器54可以确定该一套中包括的一个第一盒20已经被使用(即剩余量为零或空)，并且通知第一盒20的更换定时。
当气溶胶产生请求检测器51检测到气溶胶产生请求时，电力控制器53通过接通或断开开关61、62来控制电源12经由放电端子41的放电。通过断开开关62并接通开关61，电力控制器53使大电流流过负载21，并执行向负载21放电。当以这种方式执行向负载21放电时，流过负载21的电流比流过第一串联电路C1中的第一元件63的电流多。如下所述，由于与负载21相比，第一元件63、第二元件64和第三元件65各自都具有足够大的电池电阻值，所以流过第一元件63的电流为零或几乎为零，并且电流仅流过负载21。由于流过第一元件63的电流为零或几乎为零，所以更多的电流可以从电源12流向负载21，从而改进了气溶胶产生效率。
即使在开关61的发射极连接到图6中的位置PS1的配置中，当执行向负载21放电时，类似地，流过负载21的电流比流过第一串联电路C1中的第一元件63的电流多。在开关61的发射极连接到图6中的位置PS2的配置中，当执行向负载21放电时，电流也流过第一串联电路C1中的第一元件63。然而，如下所述，由于第二串联电路C2的电阻值大于负载21的电阻值，所以更多的电流可以流过负载21。在任何情况下，当执行向负载21放电时，大电流可以流过负载21，并且负载21可以被有效地加热。
(负载温度检测配置)
图7是图6所示的电源单元10的电路配置的主要部分的放大图。如图7所示，MCU 50包括运算放大器56、模数转换器(ADC)57和处理器55。在所有实施例中，运算放大器56和ADC57可以设置在MCU 50的外部。
运算放大器56包括非反相输入端子(+)和反相输入端子(-)，并且将通过从输入到非反相输入端子的电压中减去输入到反相输入端子的电压而获得的差值放大预定的放大因子A，并且输出放大的差值。当负载21的电阻值随其温度变化时，该差值变化。类似地，当负载21的电阻值随其温度变化时，运算放大器56的输出信号也发生变化。
运算放大器56包括一对电源端子。作为示例，高电位侧电源端子可以连接到参考电压VREF。低电位侧电源端子连接到低于参考电压VREF的电压。作为示例，低电位侧电源端子可以接地。当运算放大器56的电源端子以这种方式连接时，差值的上限值是连接到高电位侧电源端子的电压(例如，VREF)，并且差值的下限值是连接到低电位侧电源端子的电压(例如，0)。因此，即使当差值超过输出值VREF时，差值也固定为VREF。类似地，即使差值低于0，差值也固定为0。换句话说，为了通过使用运算放大器56的输出信号准确地获得负载21的电阻值和温度，需要将差值设置在VREF和0之间。
第一串联电路C1连接到运算放大器56的非反相输入端子。具体地，运算放大器56的非反相输入端子连接在第一串联电路C1中的第一元件63和负载21之间，并且位于比与开关61的连接节点更高的电位侧。第二串联电路C2连接到运算放大器56的反相输入端子。具体地，运算放大器56的反相输入端子连接在第二串联电路C2中的第二元件64和第三元件65之间。
ADC 57将运算放大器56的输出信号转换成数字信号，并输出该数字信号。作为ADC57，使用由参考电压VREF操作的具有N比特分辨率的ADC。
当开关62断开并且开关61接通时，分别输入到运算放大器56的非反相输入端子的电压V+和输入到运算放大器56的反相输入端子的电压V-由以下公式(F1)、(F2)表示，其中“V”是施加到由第一串联电路C1和第二串联电路C2形成的整个并联电路的电压(换句话说，主正母线LU和主负母线LD之间的电位差)。
[等式2]
Figure BDA0002739563570000111
Figure BDA0002739563570000112
因此，当开关62断开并且开关61接通时，运算放大器56的输出信号由以下公式(F3)(具有放大因子A和公式(F1)、(F2))表示。公式(F3)中不包括放大因子A的部分表示输入到运算放大器56的非反相输入端子的信号和输入到反相输入端子的信号之间的差值。在下文中，该差值也被称为VIN。差值VIN由于负载21的电阻值RH的变化而变化。在下文中，差值VIN相对于负载21的电阻值RH的变化量的变化量将在下文中被称为ΔVIN。放大因子A可以是1或更大的任何自然数。
[等式3]
Figure BDA0002739563570000121
当开关62断开并且开关61接通时，用作处理器55的功能块的温度检测器52获取运算放大器56的输出信号。在公式(F3)中，除了负载21的电阻值RH之外的值是已知值。因此，温度检测器52可以从所获取的运算放大器56的输出信号和公式(F3)推导出负载21的电阻值RH。温度检测器52基于以这种方式推导出的负载21的电阻值RH和预先存储在ROM中的关于负载21的PTC特性的信息(例如，关于参考温度TREF、对应于参考温度TREF的参考电阻值RREF和电阻温度系数α[ppm/℃]的信息)来检测负载21的温度T。
这里，将考虑温度检测器52对负载21的温度T的检测分辨率。
输入参考电压VREF作为电源的N比特ADC 57的分辨率Res[V/比特]由以下公式(F4)表示。
[等式4]
Figure BDA0002739563570000122
当公式(F4)被重写时，温度分辨率Res[℃]由以下公式(F5)表示。公式(F5)中的ΔTH(ΔRH)表示根据负载21的电阻值RH的变化量的负载21的温度T的变化量。因此，可以通过使用负载21的电阻温度系数α[％]将公式(F5)转换成公式(F6)。注意，在推导公式(F6)时，电阻温度系数α[ppm/℃]乘以102和10-6，以便将电阻温度系数α的单位从[ppm/℃]转换为[％]。
[等式5]
Figure BDA0002739563570000123
[等式6]
Figure BDA0002739563570000131
从公式(F6)可以看出，为了增加温度检测器52对负载21的温度T的检测分辨率，可以增加运算放大器56的差值VIN的变化量ΔVIN，换句话说，可以增加放大因子A和差值VIN的乘积值。
在根据本实施例的电源单元10中，从公式(F3)可以看出，输入到运算放大器56的非反相输入端子的信号和输入到反相输入端子的信号的幅度显著小于反相输入端子接地时的幅度。也就是说，运算放大器56的差值VIN的变化量小于负载21的电阻值RH的变化量。另一方面，运算放大器56的输出信号被输入到ADC 57，并且ADC 57以参考电压VREF来操作。因此，运算放大器56的输出信号(ADC 57的输入信号)优选等于或低于参考电压VREF，以便ADC57正常操作。
在根据本实施例的电源单元10中，运算放大器56的差值VIN可以被设置为小值。因此，在运算放大器56的输出信号不超过参考电压VREF的范围内，放大因子A可以被设置为大值。作为结果，放大因子A和差值VIN的乘积值可以被设置为大值，并且可以提高温T的检测分辨率。
(负载、第一元件、第二元件和第三元件的电阻值的优选条件)
当检测到负载21的温度时，基于电压V的电流流过包括第一串联电路C1和第二串联电路C2的桥式电路，并且桥式电路本身用作热源。因此，为了防止由流过第一串联电路C1和第二串联电路C2的电流产生的焦耳热影响负载21的温度，期望充分增加包括第一串联电路C1和第二串联电路C2的整个桥式电路的电阻值(组合电阻值)。
另一方面，当负载21的电阻值RH设定为大值时，将负载21的温度升高到期望温度所需的电力量增加，或者当电力量被抑制时，将负载21的温度升高到期望温度需要时间。因此，期望最小化负载21的电阻值RH，以便提高气溶胶产生效率。
为了提高气溶胶产生效率，根据本实施例的电源单元10被配置为满足第一元件63的第一电阻值R1、第二元件64的第二电阻值R2和第三元件65的第三电阻值R3中的每一个都大于负载21的电阻值RH的电阻值条件。
然而，电阻值RH是随着负载21的温度而变化的值。因此，不管负载21在常温范围内的温度如何，都满足上述电阻值条件。作为另一实施例，电阻值RH可以被配置为使得仅当负载21处于常温范围的一部分时才满足上述电阻值条件。具体地，电阻值RH可以被配置为使得当负载21处于上述温度范围、上述温度范围和上述第一温度以及上述温度范围和上述第二温度时，满足上述电阻值条件。利用这种配置，负载21和其他元件的可选项的宽度可以被加宽。
如上所述，为了准确地获得负载21的电阻值和温度，需要防止输入到运算放大器56的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-。考虑到电阻值RH是公式(F3)中的最小值，需要第二电阻值R2大于第三电阻值R3。也就是说，在电源单元10中，第一电阻值R1大于电阻值RH，并且第二电阻值R2大于第三电阻值R3。
这里，通过将在第一串联电路C1中用作高电位侧元件的第一元件63的第一电阻值R1除以在第一串联电路C1中用作低电位侧元件的负载21的电阻值RH而获得的值被设置为“n”。通过将在第二串联电路C2中用作高电位侧元件的第二元件64的第二电阻值R2除以在第二串联电路C2中用作低电位侧元件的第三元件65的第三电阻值R3而获得的值被设置为“m”。在电源单元10中，由于第一电阻值R1大于电阻值RH，并且第二电阻值R2大于第三电阻值R3，所以n和m是1或更大的实数。在该实施例中，m构成第一电阻比，并且n构成第二电阻比。
当n和m这样定义时，公式(F3)中的“R1”为“n RH”，“R2”为“m R3”。因此，公式(F3)可以转换如下。
[等式7]
Figure BDA0002739563570000151
在公式(F7)中，由于分母中n和m的乘积很大，因为n和m较大，换句话说，因为高电位侧的R1和R2大于低电位侧的R1和R3，所以运算放大器56的差值VIN可以减小，并且放大因子A可以相应地增加。
从公式(F7)可以看出，通过配置为满足m>n的条件，输入到非反相输入端子的电压V+不低于输入到反相输入端子的电压V-并且运算放大器56稳定地操作，从而可以确保负载21的温度检测精度。根据本实施例的电源单元10被配置为满足m>n的条件，而不管常温范围内的负载21的温度如何。利用这种配置，不管负载21的温度如何，都可以高精度地检测负载21的温度。作为另一实施例，电源单元10可以被配置为使得仅当负载21处于常温范围的一部分时，才满足m>n的条件。具体地，电源单元10可以被配置为使得当负载21处于上述温度范围、上述温度范围和上述第一温度以及上述温度范围和上述第二温度时，满足m>n的条件。利用这种配置，负载21和其他元件的可选项的宽度可以被加宽。
(气溶胶吸入器的操作)
将参考图6描述如上所述配置的气溶胶吸入器1的操作。当检测到气溶胶产生请求时，MCU 50的处理器55向开关61发送接通命令，并向开关62发送断开命令。当开关61响应于这些命令而接通并且开关62断开时，大电流经由加热电路流过负载21，并且流过第一元件63、第二元件64和第三元件65的电流为零或几乎为零。由此，负载21被加热以产生气溶胶。
从开始加热负载21起经过预定时间之后，处理器55向开关61发送断开命令，并向开关62发送接通命令。响应于这些命令，当开关61断开并且开关62接通时，电流经由第一连接电路流过第一串联电路C1和第二串联电路C2。然后，第一串联电路C1和第二串联电路C2的输出信号之间的差值(VIN)由运算放大器56放大，由ADC 57进行数字转换，并输入到处理器55。处理器55基于来自ADC 57的输入信号来检测负载21的温度。
在检测负载21的温度之后，处理器55向开关61发送接通命令，并向开关62发送断开命令，以再次开始产生气溶胶。通过重复上述操作，根据气溶胶产生请求，在气溶胶产生期间，高频率地检测负载21的温度。
(实施例的效果)
如上所述，根据电源单元10，负载21在常温范围内的电阻值RH小于第一电阻值R1、第二电阻值R2和第三电阻值R3。因此，负载21的温度可以有效地控制在常温范围内，并且可以有效地产生气溶胶。
根据电源单元10，在常温范围内满足m>n的关系。因此，在常温范围内，可以防止输入到运算放大器56的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-，并且可以高精度地检测负载21的温度。
在电源单元10中，第一串联电路C1连接到运算放大器56的非反相输入端子。根据该配置，随着负载21的温度更高，运算放大器56的非反相输入端子的输入电压可以增加。因此，在高温下，容易防止输入到运算放大器56的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-。由于对非反相输入端子的输入电压在高温下增加，所以输入电压可以容易地与噪声区分开，并且可以高精度地检测负载21在高温下的温度。
根据电源单元10，在开关61和开关62的开和关控制下，可以经由开关61切换向第一串联电路C1和第二串联电路C2的电源以及向负载21的电源，并且可以适当地切换负载21的气溶胶产生和温度检测。
具体地，在气溶胶产生期间，大电流可以通过加热电路从主正母线LU流向负载21。因此，可以有效地执行对负载21的温度控制，并且可以改进气溶胶产生效率。
在电源单元10中，加热电路连接到比具有运算放大器56的第一串联电路C1的连接节点更低的电位侧。根据该配置，当电流仅流过负载21时，可以消除第一串联电路C1与运算放大器56的连接节点处的功率损耗。因此，可以进一步改进气溶胶产生效率。
(更优选的实施方式)
负载21的电阻值可以包括负载21本身的产品误差。这个产品误差最多±10％。因此，考虑到这种产品误差的存在，期望预先将m的值设置为大于n。具体地，m的值被设置为n的1.2倍或更大，而不管负载21在常温范围内的温度如何。这使得即使当负载21的电阻温度系数α由于产品误差而降低约10％时，也有可能在常温范围内保持m>n的关系。当使用具有较小产品误差的负载21时，m的值可以是n的1.1倍或更大或1.05倍或更大，而不管负载21在常温范围内的温度如何。
在包括第一串联电路C1和第二串联电路C2的桥式电路中，第一电阻值R1、第二电阻值R2和第三电阻值R3中的至少一个优选为1kΩ或更大。如果包括电阻值为1kΩ或更大的至少一个元件，则整个桥式电路的电阻值可以充分增加。
更优选地，第一电阻值R1、第二电阻值R2和第三电阻值R3中的第二电阻值R2和第三电阻值R3中的仅一个或两个为1kΩ或更大。考虑到电阻值RH足够小并且满足m>n的条件，通过仅将第二电阻值R2和第三电阻值R3中的一个或两个设定为1kΩ或更大，可以防止n和m的值不必要地大。
由于气溶胶吸入器1通过加热负载21产生气溶胶，所以从气溶胶产生效率的观点来看，期望即使当负载21的温度高时，流过负载21的电流量也能够足够大。从这种观点和低采购成本来看，负载21的电阻温度系数α优选为约1000[ppm/℃]或更小。电阻温度系数α为1000[ppm/℃]或更小的负载21的材料的示例包括电阻温度系数α约为[1000ppm/℃]的SUS(不锈钢)、电阻温度系数α约为[100ppm/℃]的NiCr(镍铬合金)等。为了更高精度地检测负载21的温度，可以使用电阻温度系数α约为2000[ppm/℃]或更小的负载21。
以这种方式，通过降低负载21的电阻温度系数α，可以减小运算放大器56的输入信号相对于负载21的温度变化的变化。因此，可以在运算放大器56中以大的放大因子放大输入电压，并且可以增加负载21的温度的检测分辨率。具体地，其中NiCr用于负载21的配置是更优选的，因为成本低，可以最小化运算放大器56的输入信号VIN，并且可以减小高温下的电阻值。
(气溶胶吸入器的第一修改)
图8是示出图7所示的电源单元10的电路的主要部分的第一修改的图。图8示出了与图7所示相同的配置，除了第一串联电路C1连接到运算放大器56的反相输入端子，并且第二串联电路C2连接到运算放大器56的非反相输入端子。即使采用图8所示的配置，也可以以高分辨率检测负载21的温度。
注意，在图8所示的配置中，上述n和m之间的关系被颠倒。也就是说，在图8所示的配置中，不管负载21在常温范围内的温度如何，都满足n>m的条件。利用该配置，不管负载21的温度如何，都可以高精度地检测负载21的温度。在本修改中，n构成第一电阻比，并且m构成第二电阻比。作为另一实施例，电源单元10可以被配置为使得仅当负载21处于常温范围的一部分时，才满足n>m的条件。具体地，电源单元10可以被配置为使得当负载21处于上述温度范围、上述温度范围和上述第一温度、以及上述温度范围和上述第二温度时，满足n>m的条件。利用这种配置，负载21和其他元件的可选项的宽度可以被加宽。
(气溶胶吸入器的第二修改)
图9是示出图7所示的电源单元10的电路的主要部分的第二修改的图。图9示出了与图7所示相同的配置，除了包括在第一连接电路中的开关62被二极管62A代替。二极管62A具有从高电位侧到低电位侧的正方向，并且具体地，被配置为使得阳极连接到主正母线LU，并且阴极连接到第一串联电路C1和第二串联电路C2。二极管62A主要用于防止电流从加热电路流向主正母线LU。
在本修改中，当检测到气溶胶产生请求时，MCU 50的处理器55向开关61发送接通命令。当开关61响应于该命令而接通时，电流经由加热电路流过负载21，并且负载21被加热以产生气溶胶。此时，连接第一连接电路、第一串联电路C1和第二串联电路C2的节点以及连接加热电路和第一串联电路C1的节点的电位相等。也就是说，由于第一元件63两端的电位相等，所以没有电流流过第一元件63。因此，当开关61接通时，电流仅流过加热电路。因此，可以有效地加热负载21。另一方面，在温度检测时，处理器55向开关61发送断开命令。当开关61响应于该命令而断开时，电流经由二极管62A流过桥式电路。因此，处理器55可以检测负载21的温度。
根据该修改，由于开关62可以用二极管62A代替，所以可以降低电源单元10的制造成本和尺寸。由于处理器55可以执行开和关控制的开关仅仅是开关61，所以可以节省处理器55的计算资源。由于桥式电路的组合电阻值充分大于负载21的电阻值，所以可以省略二极管62A。通过省略二极管62A，可以进一步降低成本和尺寸。另一方面，当设置二极管62A时，可以防止电流从桥式电路回流到主正母线LU，并且可以改进安全性。
(气溶胶吸入器的第三修改)
图10是示出图7所示的电源单元10的电路的主要部分的第三修改的图。图10示出了与图7所示相同的配置，除了负载21和第一元件63的位置在第一串联电路C1中颠倒，第二元件64和第三元件65的位置在第二串联电路C2中颠倒，以及包括开关61的加热电路的连接位置改变之外。
包括在加热电路中的开关61的发射极连接到比第一串联电路C1与运算放大器56的连接节点更高的电位侧，并且开关61的集电极连接到主负母线LD。
在本修改中，第一串联电路C1具有其中第一元件63是低电位侧元件并且负载21是高电位侧元件的配置。第二串联电路C2具有其中第二元件64是低电位侧元件并且第三元件65是高电位侧元件的配置。在该修改中，第一串联电路C1和第二串联电路C2中的元件的布置与图7所示的相反。因此，上述n和m之间的关系被颠倒，并且当负载21的温度处于常温范围时，满足n>m的关系。作为另一实施例，电源单元10可以被配置为使得仅当负载21处于常温范围的一部分时，满足n>m的条件。具体地，电源单元10可以被配置为使得当负载21处于上述温度范围、上述温度范围和上述第一温度、以及上述温度范围和上述第二温度时，满足n>m的条件。利用这种配置，负载21和其他元件的可选项的宽度可以被加宽。
这里，通过将第一串联电路C1中的高电位侧负载21的电阻值RH除以低电位侧第一元件63的第一电阻值R1获得的值是1/n，并且通过将第二串联电路C2中的高电位侧第三元件65的第三电阻值R3除以低电位侧第二元件64的第二电阻值R2获得的值是1/m。(1/n)构成第二电阻比，并且(1/m)构成第一电阻比。在本修改中，由于满足n>m的关系，所以满足(1/n)<(1/m)的关系。
也就是说，注意，连接到运算放大器56的反相输入端子的串联电路的电阻比(通过将高电位侧电阻值除以低电位侧电阻值获得的值)大于连接到运算放大器56的非反相输入端子的串联电路的电阻比(通过将高电位侧电阻值除以低电位侧电阻值获得的值)的关系与图7中的相同。
在本修改中，当检测到气溶胶产生请求时，MCU 50的处理器55向开关61、62发送接通命令。当开关61、62响应命令而接通时，电流通过第一连接电路、负载21和加热电路的串联电路流过负载21，并且负载21被加热以产生气溶胶。负载21的电阻值RH充分小于第二串联电路C2的组合电阻值。因此，当开关61、62接通时，大电流可以流过负载21。因此，可以有效地加热负载21。
另一方面，在温度检测时，处理器55向开关61发送断开命令。当开关61响应于该命令而断开时，电流经由第一连接电路流过桥式电路。因此，处理器55可以检测负载21的温度。
根据该修改，由于通过接通加热电路的开关61，大电流可以从主正母线LU流向负载21，因此可以改进气溶胶产生效率。因为负载21由减少的控制(minus control)来控制，所以可以实现布线节省。
在本修改中，加热电路连接到比第一串联电路C1与运算放大器56的连接节点更高的电位侧。根据该配置，当电流仅流过负载21时，在第一串联电路C1与运算放大器56的连接节点处没有功率损耗。因此，可以进一步改进气溶胶产生效率。
在图10中，开关61的集电极与第一串联电路C1的连接位置可以在比第一串联电路C1与运算放大器56的连接节点更低的电位侧。
在图10中，开关62可以由正向从高电位侧到低电位侧的二极管代替。在这种情况下，当开关61断开时，电流可以流过第一串联电路C1和第二串联电路C2。另一方面，当开关61接通时，电流可以优先流过其电阻值充分小于第二串联电路C2的电阻值的负载21。电路也可以由二极管保护。
(气溶胶吸入器的第四修改)
图11是示出用于说明包括电源单元10的气溶胶吸入器1的操作的修改的时序图的图，电源单元10的主要部分配置在图7或图8中示出。图11示出了从响应于气溶胶产生请求而开始气溶胶产生到负载21的温度检测结束的时间段的时序图。图11示出了在此期间开关61、62的命令信号。在图11中，开关61的集电极电流I1的波形和集电极-发射极电压VIGBT的波形显示在开关61的命令信号的波形之上。在图11中，开关62的集电极电流I2的波形和集电极-发射极电压VIGBT的波形显示在开关62的命令信号的波形之下。
当检测到气溶胶产生请求时，MCU 50的处理器55在时刻t1向开关61发送接通命令(H)。在时刻t1，断开命令(L)被发送到开关62。当开关61在时刻t1响应于接通命令而接通时，电流I1开始经由加热电路流过负载21，并且负载21被加热以开始气溶胶产生。如图11的上部所示，自开关61接通起经过预定接通时间TON1之后，电流I1稳定在期望值。
在从时刻t1开始经过接通时间TON1之后并且当在开关61的接通时段期间到达时刻t2时的时刻，处理器55向开关62发送命令(H)。当开关62响应于命令而接通时，电流I2开始经由第一连接电路流过第一串联电路C1和第二串联电路C2。如图11的下部所示，自开关62接通起经过预定接通时间TON2之后，电流I2稳定在期望值。
在时刻t2之后，在充分早于接通时间TON2过去的时刻t3，处理器55向开关61发送断开命令(L)。当开关61响应于命令而断开时，停止经由加热电路向负载21供应电流I1。此时的电流I1在预定的断开时间TOFF1内减小。
处理器55在开关62的接通时段期间的时刻，在自时刻t2起经过接通时间TON2并且自时刻t3起经过断开时间TOFF1之后的时刻t4捕获ADC 57的输出信号，并且基于该输出信号来检测负载21的温度。在检测到温度之后，处理器55向开关62发送断开命令。响应于该命令，开关62被断开以返回到时序图的初始状态。在开关62接通时段期间，处理器55检测负载21的温度的次数可以大于一次。在这种情况下，负载21的温度可以从多个检测到的温度和ADC 57的多个输出信号的平均值或中值获得。
如上所述，在本修改中，处理器55被配置为在开关61接通的同时向开关62发送接通命令。根据该配置，可以有效地切换对第一串联电路C1和第二串联电路C2的供电和经由加热电路对负载21的供电。作为结果，即使在气溶胶产生时段期间，也可以高频率地检测负载21的温度。
在本修改中，在自时刻t2起经过接通时间TON2之后和自时刻t3起经过断开时间TOFF1之后的时刻t4，处理器55基于运算放大器56的输出对负载21执行温度检测处理。根据该配置，当经由加热电路向负载的电流供应几乎被消除时，可以对负载21执行温度检测处理。因此，可以改进该处理的精度。
尽管在上述实施例和修改中，包括负载21的第一盒20被配置为可附接到电源单元10和可从电源单元10拆卸，但是包括负载21的第一盒20也可以与电源单元10集成。
本说明书至少描述了以下事项。尽管在上述实施例中对应的构成元件等在括号中示出，但是本公开不限于此。
(1)一种用于气溶胶吸入器(气溶胶吸入器1)的电源单元(电源单元10)，其具有能够执行向负载(负载21)放电的电源(电源12)，该负载加热气溶胶产生源并且该负载的温度和电阻值(电阻值RH)具有相关性，该用于气溶胶吸入器的电源单元包括：
第一元件(第一元件63),串联连接到负载、具有第一电阻值(第一电阻值R1)；
第二串联电路(第二串联电路C2),包括具有第二电阻值(第二电阻值R2)的第二元件(第二元件64)和串联连接到第二元件的、具有第三电阻值(第三电阻值R3)的第三元件(第三元件65)，并与包括负载和第一元件的第一串联电路(第一串联电路C1)并联连接；以及
运算放大器(运算放大器56)，其中非反相输入端子和反相输入端子中的一个连接到第一串联电路，并且非反相输入端子和反相输入端子中的另一个连接到第二串联电路。
第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值中的每一个都大于负载在常温或预定温度范围内的温度下的电阻值。
根据(1)，由于负载在常温或温度范围内的温度下的电阻值小于第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值，所以在常温下或温度范围内的放电期间可以有效地控制负载的温度，并且可以有效地产生气溶胶。另外，由于输入到运算放大器的电压可以以低噪声降低，所以通过使用通过增加运算放大器的放大因子而放大的信号，可以以高分辨率检测负载的温度。
(2)在根据(1)的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
在气溶胶产生源产生气溶胶的温度下，第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值中的每一个都大于负载的电阻值。
根据(2)，即使当负载的温度由于气溶胶产生而升高时，也满足负载的电阻值小于第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值的关系。因此，即使在高温下也可以高精度地检测负载的温度，同时可以改进气溶胶产生效率。
(3)在根据(1)的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值中的每一个都大于负载在仅当气溶胶产生源耗尽时达到的温度下的电阻值。
根据(3)，即使当气溶胶产生源耗尽并且负载的温度升高时，也满足负载的电阻值小于第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值的关系。因此，即使在高温下也可以高精度地检测负载的温度。
(4)在根据(1)至(3)中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值中的至少一个为1kΩ或更大。
根据(4)，当电流流过第一串联电路和第二串联电路时，可以减少在包括第一串联电路和第二串联电路的电路中产生的热量。作为结果，可以防止负载的温度受到电流的影响，并且可以高精度地检测负载的温度。另外，可以降低检测负载温度时的功耗。
(5)在根据(4)的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
第一电阻值、第二电阻值和第三电阻值中的第二电阻值和第三电阻值中的仅一个或两个大于或等于1kΩ。
根据(5)，包括第一串联电路和第二串联电路的整个电路的电阻值可以被设置为适当的值，并且可以降低制造成本并改进设计灵活性。
(6)在根据(1)的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
当负载的温度在温度范围内时，满足第一电阻比(m、n或1/m)大于第二电阻比(n、m或1/n)的条件。第一电阻比是通过将第一串联电路和第二串联电路中连接到运算放大器的反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值。第二电阻比是通过将第一串联电路和第二串联电路中连接到运算放大器的非反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值。
根据(6)，由于可以防止输入到运算放大器的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-，所以可以高精度地检测负载的温度，同时可以保护运算放大器。
(7)在根据(6)的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
当负载处于能够从气溶胶产生源产生气溶胶的温度时，该条件被满足。
根据(7)，即使当气溶胶产生时，也可以防止输入到运算放大器的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-。因此，即使在高温下也可以高精度地检测负载的温度，同时可以保护运算放大器。
(8)在根据(6)的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
当负载处于仅在气溶胶产生源耗尽时才达到的温度时，该条件被满足。
根据(8)，即使当气溶胶产生源耗尽时，也可以防止输入到运算放大器的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-。因此，即使在高温下也可以高精度地检测负载的温度，同时可以保护运算放大器。
(9)在根据(6)的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
当负载的温度在温度范围内时，第一电阻比等于或大于第二电阻比的1.2倍。
根据(9)，即使当负载的电阻值由于负载的产品误差而降低10％时，也可以防止输入到运算放大器的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-。
(10)在根据(1)至(9)中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
第一串联电路连接到运算放大器的非反相输入端子。
根据(10)，随着负载的温度更高，运算放大器的非反相输入端子的输入电压可以增加。因此，即使在高温下，也可以防止输入到运算放大器的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-，并且即使在高温下也可以高精度地检测负载的温度，同时可以保护运算放大器。另外，由于到非反相输入端子的输入电压在高温下增加，所以输入电压可以容易地与噪声区分开，并且可以高精度地检测高温下的负载温度。
(11)在根据(1)至(9)中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
负载的电阻温度系数为1000[ppm/℃]或更小。
根据(11)，由于负载的电阻温度系数低，所以运算放大器的输入电压相对于负载的电阻变化的变化很小。因此，可以在运算放大器中以大的放大因子放大输入电压，并且可以提高负载温度的检测分辨率。
(12)在根据(1)至(9)中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元中，
负载包含NiCr。
根据(12)，由于负载的电阻温度系数低，所以运算放大器的输入电压相对于负载电阻变化的变化很小。因此，可以在运算放大器中以大的放大因子放大输入电压，并且可以提高负载温度的检测分辨率。另外，由于即使当产生气溶胶时，负载的电阻值也不会过高，所以可以保持气溶胶产生效率。
(13)一种用于气溶胶吸入器(气溶胶吸入器1)的电源单元(电源单元10)，其具有能够向负载(负载21)放电的电源(电源12)，该负载加热气溶胶产生源并且该负载的温度和电阻值(电阻值RH)具有相关性，该用于气溶胶吸入器的电源单元包括：
第一元件(第一元件63),串联连接到负载、具有第一电阻值(第一电阻值R1)；
第二串联电路(第二串联电路C2),包括具有第二电阻值(第二电阻值R2)的第二元件(第二元件64)和串联连接到第二元件的、具有第三电阻值(第三电阻值R3)的第三元件(第三元件65)，并与包括负载和第一元件的第一串联电路(第一串联电路C1)并联连接；以及
运算放大器(运算放大器56)，其中非反相输入端子和反相输入端子中的一个连接到第一串联电路，并且非反相输入端子和反相输入端子中的另一个连接到第二串联电路。
当负载处于常温或预定温度范围内的温度、产生气溶胶的第一温度和仅当气溶胶产生源耗尽时达到的第二温度中的至少一个时，第一电阻比(m、n或1/m)大于第二电阻比(n、m或1/n)，第一电阻比是通过将第一串联电路和第二串联电路中连接到运算放大器的反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值，第二电阻比是通过将第一串联电路和第二串联电路中连接到运算放大器的非反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值。
根据(13)，由于输入到运算放大器的电压可以以低噪声降低，所以运算放大器的放大因子可以增加，并且可以通过使用放大的信号以高分辨率检测负载的温度。此外，由于可以防止输入到运算放大器的非反相输入端子的电压V+低于输入到反相输入端子的电压V-，所以可以高精度地检测负载的温度。

Claims (13)

1.一种用于气溶胶吸入器的电源单元，具有能够向负载放电的电源，所述负载加热气溶胶产生源并且所述负载的温度和电阻值具有相关性，所述用于气溶胶吸入器的电源单元包括：
第一元件，串联连接到所述负载并具有第一电阻值；
第二串联电路，包括具有第二电阻值的第二元件和串联连接到所述第二元件并具有第三电阻值的第三元件，并且与包括所述负载和所述第一元件的第一串联电路并联连接；以及
运算放大器，其中非反相输入端子和反相输入端子中的一个连接到所述第一串联电路，并且所述非反相输入端子和所述反相输入端子中的另一个连接到所述第二串联电路，
其中，所述第一电阻值、所述第二电阻值和所述第三电阻值中的每一个都大于所述负载在常温或预定温度范围内的温度下的电阻值。
2.根据权利要求1所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，在从所述气溶胶产生源产生气溶胶的温度下，所述第一电阻值、所述第二电阻值和所述第三电阻值中的每一个都大于所述负载的电阻值。
3.根据权利要求1所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述第一电阻值、所述第二电阻值和所述第三电阻值中的每一个都大于所述负载在仅当所述气溶胶产生源耗尽时达到的温度下的电阻值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述第一电阻值、所述第二电阻值和所述第三电阻值中的至少一个为1kΩ或更大。
5.根据权利要求4所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，在所述第一电阻值、所述第二电阻值和所述第三电阻值中的所述第二电阻值和所述第三电阻值中仅一个或两个为1kΩ或更大。
6.根据权利要求1所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中
当所述负载的温度在所述温度范围内时，满足第一电阻比大于第二电阻比的条件，
所述第一电阻比是通过将所述第一串联电路和所述第二串联电路中连接到所述运算放大器的所述反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值，并且
所述第二电阻比是通过将所述第一串联电路和所述第二串联电路中连接到所述运算放大器的所述非反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值。
7.根据权利要求6所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，当所述负载处于能够从所述气溶胶产生源产生气溶胶的温度时，所述条件被满足。
8.根据权利要求6所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，当所述负载处于仅当所述气溶胶产生源耗尽时能够达到的温度时，所述条件被满足。
9.根据权利要求6所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，当所述负载的温度在所述温度范围内时，所述第一电阻比等于或大于所述第二电阻比的1.2倍。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述第一串联电路连接到所述运算放大器的所述非反相输入端子。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述负载的电阻温度系数为1000ppm/℃或更小。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述负载包含NiCr。
13.一种用于气溶胶吸入器的电源单元，具有能够向负载放电的电源，所述负载加热气溶胶产生源并且所述负载的温度和电阻值具有相关性，所述用于气溶胶吸入器的电源单元包括：
第一元件，串联连接到所述负载并具有第一电阻值；
第二串联电路，包括具有第二电阻值的第二元件和串联连接到所述第二元件并具有第三电阻值的第三元件，并且与包括所述负载和所述第一元件的第一串联电路并联连接到所述电源；以及
运算放大器，其中非反相输入端子和反相输入端子中的一个连接到所述第一串联电路，并且所述非反相输入端子和所述反相输入端子中的另一个连接到所述第二串联电路，其中
当所述负载处于常温或预定温度范围内的温度、产生气溶胶的第一温度和仅当气溶胶产生源耗尽时达到的第二温度中的至少一个时，第一电阻比大于第二电阻比，所述第一电阻比是通过将所述第一串联电路和所述第二串联电路中连接到所述运算放大器的所述反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值，所述第二电阻比是通过将所述第一串联电路和所述第二串联电路中连接到所述运算放大器的所述非反相输入端子的电路中的高电位侧元件的电阻值除以低电位侧元件的电阻值而获得的值。
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