CN217342045U - 超声雾化器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超声雾化器，超声雾化器包括储液腔，用于存储液体基质。超声雾化片，用于产生振荡以雾化液体基质。控制器、控制电路及电源。控制电路包括电源支路、开关支路、谐振支路与阻抗支路，电源支路用于根据电源产生直流电源。开关支路用于响应于控制器输出的第一脉冲信号而导通与断开，以根据直流电源产生脉冲电压。谐振支路用于响应于开关支路的导通与断开而谐振，以根据脉冲电压输出驱超声雾化片的驱动电压。阻抗支路连接于谐振支路及超声雾化片之间，阻抗支路用于使阻抗支路和超声雾化片的组合的阻抗与电源支路、开关支路和谐振支路的组合的阻抗相匹配。通过上述方式，能够提升超声雾化器的工作效率。

Description

超声雾化器

技术领域

本申请涉及超声雾化器技术领域，特别是涉及一种超声雾化器。

背景技术

日常生活中，超声雾化器可以使用于加湿、加香、杀菌、装饰、医疗雾化、电子烟等多领域。

其中，超声雾化器利用超声波雾化技术以实现雾化功能，具体为在超声雾化器中，超声雾化片能够把电能转化为超声波能量，而超声波能量在常温下能把水溶性雾化液雾化成1μm到5μm的微小雾粒，从而可实现以水为介质，利用超声定向压强将水溶性雾化液喷成雾状。

然而，在现有技术中，在对超声雾化片驱动时，能量的额外损耗较多，导致超声波雾化器的工作效率较低。

实用新型内容

本申请实施例旨在提供一种超声雾化器，能够提升超声雾化器的工作效率。

第一方面，本申请提供一种超声雾化器，包括：

储液腔，用于存储液体基质；

超声雾化片，用于产生振荡以雾化所述液体基质；

控制器、控制电路及电源；

其中，所述控制电路包括：

电源支路，与所述电源连接，用于根据所述电源产生直流电源；

开关支路，分别与所述控制器及所述电源支路连接，用于响应于所述控制器输出的第一脉冲信号而导通与断开，以根据所述直流电源产生脉冲电压；

谐振支路，分别与所述电源支路及所述开关支路连接，用于响应于所述开关支路的导通与断开而谐振，以根据所述脉冲电压输出驱动所述超声雾化片的驱动电压；

阻抗支路，连接于所述谐振支路及所述超声雾化片之间，所述阻抗支路用于使所述阻抗支路和所述超声雾化片的组合的阻抗与所述电源支路、所述开关支路和所述谐振支路的组合的阻抗相匹配。

在一种可选的方式中，所述电源支路包括第一电感；

所述第一电感的第一端与所述电源连接，所述第一电感的第二端分别与所述开关支路及所述谐振支路连接。

在一种可选的方式中，所述开关支路包括开关管；

所述开关管的第一端与所述控制器连接，所述开关管的第二端接地，所述开关管的第三端分别与所述电源支路及所述谐振支路连接。

在一种可选的方式中，所述开关支路还包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述开关管的第三端连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第一电容用于在所述开关管断开，且流过所述谐振支路的电流小于第一电流阈值时充电，以及用于在所述开关管断开，且流过所述谐振支路的电流大于或等于所述第一电流阈值时与所述谐振支路进行谐振而放电；

其中，在所述第一电容放电至第二电流阈值时，所述开关管导通。

在一种可选的方式中，在所述开关管断开时，所述第一电容与所述谐振支路的组合谐振时的频率小于所述超声雾化片的频率；

在所述开关管导通时，所述谐振支路谐振时的频率大于所述超声雾化片的频率。

在一种可选的方式中，所述超声雾化片的频率为[2.9MHZ-3.1MHZ] 中的任一频率；

在所述开关管断开时，所述第一电容与所述谐振支路的组合谐振时的频率为[2MHZ-3MHZ]中的任一频率；

在所述开关管导通时，所述谐振支路谐振时的频率为[3.2MHZ-4MHZ] 中的任一频率。

在一种可选的方式中，所述开关支路还包括串联连接的第一电阻与第二电阻；

所述第一电阻与所述第二电阻串联连接组成的电路的第一端与所述控制器连接，所述第一电阻与所述第二电阻串联连接组成的电路的第二端接地，所述第一电阻与所述第二电阻之间的连接点与所述开关管的第一端连接。

在一种可选的方式中，所述谐振支路包括第二电容与第二电感；

所述第二电容的第一端分别与所述电源支路及所述开关支路连接，所述第二电容的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述阻抗支路连接。

在一种可选的方式中，所述谐振支路包括第六电容与变压器的原边绕组；

所述第六电容的第一端分别与所述电源支路及所述开关支路连接，所述第六电容的第二端与所述原边绕组的第一端连接，所述原边绕组的第二端接地。

在一种可选的方式中，所述阻抗支路包括第六电感与所述变压器的副边绕组；

所述第六电感的第一端与所述变压器的副边绕组的第一端连接，所述第六电感的第二端与所述超声雾化片连接，所述变压器的副边绕组的第二端接地。

在一种可选的方式中，所述阻抗支路包括第三电容；

所述第三电容的第一端分别与所述谐振支路及所述超声雾化片连接，所述第三电容的第二端接地。

在一种可选的方式中，所述阻抗支路还包括第三电感；

所述第三电感的第一端分别与所述第三电容的第一端及所述谐振支路连接，所述第三电感的第二端与所述超声雾化片连接，或，所述第三电感的第一端与所述谐振支路连接，所述第三电感的第二端分别与所述第三电容的第一端及所述超声雾化片连接。

在一种可选的方式中，所述阻抗支路和所述超声雾化片的组合的阻抗包括阻抗实部与阻抗虚部，在所述阻抗实部与所述电源支路、所述开关支路和所述谐振支路的组合的阻抗相等、且所述阻抗虚部为零时，所述阻抗支路和所述超声雾化片的组合的阻抗与所述电源支路、所述开关支路和所述谐振支路的组合的阻抗相匹配

在一种可选的方式中，所述控制电路还包括驱动支路；

所述开关支路通过所述驱动支路与所述控制器连接，且所述驱动支路与所述电源连接；

所述驱动支路用于接收所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号与所述电源输出第二脉冲信号至所述开关支路，其中，所述第二脉冲信号的驱动能力强于所述第一脉冲信号。

在一种可选的方式中，所述驱动支路包括驱动芯片，所述驱动芯片包括电源输入端、至少一个信号输入端与至少一个信号输出端；

所述电源输入端与所述电源连接，所述信号输入端与所述控制器连接，所述信号输出端与所述开关支路连接；

其中，所述信号输入端用于输入所述第一脉冲信号，所述信号输出端用于输出所述第二脉冲信号。

在一种可选的方式中，所述控制电路还包括电流检测支路；

所述电流检测支路分别与所述电源、所述电源支路及所述控制器连接，所述电流检测支路用于检测流入所述电源支路的电流。

在一种可选的方式中，所述电流检测支路包括放大器与第三电阻，所述第三电阻分别与所述放大器、所述电源支路及所述电源连接，且所述放大器与所述控制器连接；

所述放大器被配置为根据所述第三电阻两端的电压输出检测电压，以使所述控制器根据所述检测电压确定流入至所述电源支路的电流。

本申请提供的超声雾化器，在超声雾化片的工作过程中，可通过开关支路的导通或断开以使谐振支路谐振，此时，谐振支路呈现纯电阻性，减少了谐振支路的无功功率的部分，即减少了功率损耗，提高了超声雾化器的工作效率。从而，谐振支路的阻抗最小，电流最大，所输出的驱动电压最大，且大于电源的电压，则实现了对电源的电压进行升压以驱动超声雾化器的过程。另外，通过阻抗支路实现阻抗支路和超声雾化片的组合的阻抗与电源支路、开关支路和谐振支路的组合的阻抗相匹配，可减少阻抗支路和超声雾化片的组合的无功功率的部分，从而能够进一步减少功率损耗，提高超声雾化器的工作效率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例提供的超声雾化器的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的超声雾化器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的控制电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的控制电路的电路结构示意图；

图5为本申请另一实施例提供的控制电路的电路结构示意图；

图6为本申请另一实施例提供的控制电路的结构示意图；

图7为本申请又一实施例提供的控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例的一种超声雾化器，该超声雾化器通过设置谐振支路以在实现对电源的电源进行升压后为超声雾化片提供驱动电压的基础上，减少了无功功率的部分，提高了工作效率。同时，还通过阻抗支路以实现超声雾化片的阻抗匹配过程，可减少超声雾化片的无功功率的部分，从而进一步提高了工作效率。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的超声雾化器的结构示意图。如图1所示，该超声雾化器100包括用于储液腔11、超声雾化片12、控制器13、控制电路14与电源15。

其中，储液腔11用于存储液体基质，该液体基质根据不同的使用场景可包括不同的物质，例如在电子烟雾化领域，可包含尼古丁和/或芳香剂和/或气溶胶生成物质(例如，甘油)，例如在医疗雾化领域，可包括具有疾病治疗或者有利于健康的药物和/或生理盐水等溶剂。

超声雾化片12与储液腔11流体连通，可以是超声雾化片12直接设置在储液腔11，也可以是超声雾化片12所在的雾化腔与储液腔11直接贯通，也可以是超声雾化片12与储液腔11之间通过吸液介质进行液体传输。其用于产生振荡以雾化液体基质，即通过振动将传递至超声雾化片12上或者附近的液体基质雾化成气溶胶。具体地，超声雾化片12 在使用中通过高频振动(优选振动频率为1.7MHz～4.0MHz，超过人的听觉范围属于超声频段)将液体基质打散而产生微粒自然悬浮的气溶胶。

控制器13可采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或者数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)控制器等。控制器 13与控制电路14电性连接，控制器13可用于控制控制电路14中的至少一个电子元件。控制电路14与超声雾化片12电性连接，控制电路14 用于根据电源15为超声雾化片12提供驱动电压与驱动电流。在一实施方式中，控制器13与控制电路14可以设置于印刷电路板(PCB)上。

电源15用于供电。在一实施方式中，电源15为电池。其中，电池可以为锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池等，在此不做限定。从规模而言，本申请实施例中的电池可以为电芯单体，也可以是为由多个电芯单体串联和/或并联组成的电池模组等等，在此不做限定。当然，在其他的实施例中，电池也可以包括更多或更少的元件，或者具有不同的元件配置，本申请实施例对此不作限制。

在一实施例中，超声雾化器100还包括液体传递介质16、出气通道 17、上壳体18与下壳体19。

其中，液体传递元件16用于在储液腔11与超声雾化片12之间传递液体基质。

出气通道17用于将由液体基质所产生的可吸入蒸汽或气溶胶输出，以供用户抽吸。

上壳体18与下壳体19之间可拆卸连接，在一实施例中，上壳体18 与下壳体19可以通过卡扣结构或磁吸结构等实现可拆卸连接。上壳体 18与下壳体19共同起到收容及保护其他元器件的作用。其中，储液腔 11、超声雾化片12、液体传递元件16与出气通道17均设置于上壳体 18内，且控制器13、控制电路14与电源15均设置于下壳体19内。

上壳体18与下壳体19以功能性关系可拆卸地对齐。可以利用各种机构将下壳体19连接到上壳体18，从而产生螺纹接合、压入配合接合、过盈配合、磁性接合等等。在一些实施方式中，当上壳体18与下壳体 19处于组装配置时，超声雾化器100可基本上是棒状、扁筒状、杆状、柱状形状等。

上壳体18与下壳体19可由任何适合的结构上完好的材料形成。在一些示例中，上壳体18与下壳体19可由诸如不锈钢、铝之类的金属或合金形成。其它适合的材料包括各种塑料(例如，聚碳酸酯)、金属电镀塑料(metal-plating over plastic)、陶瓷等等。

需要说明的是，如图1所示的超声雾化器100的硬件结构仅是一个示例，并且，超声雾化器100可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置，图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。例如，如图2所示，可将超声雾化片12设于储液腔11中，则能够节省液体传递元件16，有利于节省成本。

同时，可以理解的是，图1或图2所示的超声雾化器100可应用于多种不同的场合，并起到不同的作用，本申请实施例对此不做具体限制。例如，在一实施例中，超声雾化器100应用于医学领域，此时，超声雾化器100可以为医用雾化器，该医用雾化器可实现通过对加入其内部的药液进行雾化，并使患者吸入，以达到辅助治疗的效果。又如，在另一实施例中，超声雾化器100还可以作为一种电子产品，比如电子烟，电子烟为通过雾化等手段，将尼古丁溶液等变成气雾后，供用户吸食的一种电子产品。

请一并参阅图3，图3为本申请实施例提供的超声雾化器电路结构示意图。如图3所示，控制电路14包括电源支路141、开关支路142、谐振支路143与阻抗支路144。

其中，电源支路141与电源15连接，开关支路142分别与控制器 12及电源支路141连接，谐振支路143分别与电源支路141及开关支路 142连接，阻抗支路144连接于谐振支路143及超声雾化片12之间。具体地，电源支路141的第一端与电源15连接，电源支路141的第二端分别与开关支路142的第一端及谐振支路143的第一端连接，开关支路 142的第二端与控制器13连接，谐振支路143的第二端与阻抗支路144 的第一端连接，阻抗支路144的第二端与超声雾化片12的第一端连接。

具体地，电源支路141用于根据电源15产生直流电源。开关支路 142用于响应于控制器13输出的第一脉冲信号而导通与断开，以根据直流电源产生脉冲电压。谐振支路143用于响应于开关支路142的导通与断开而谐振，以根据脉冲电压输出驱动超声雾化片12的驱动电压。阻抗支路144用于使阻抗支路144和超声雾化片12的组合的阻抗与电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗相匹配。

在该实施例中，在超声雾化片12需要被驱动时，首先，电源15在经过电源支路141后转换为直流电源输出，同时，控制器13输出第一脉冲信号，以控制开关支路142在导通与断开之间不断循环切换，从而将电源支路141所输出的直流电源转换为交流电源，即脉冲电压。继而，谐振支路143在发生谐振后，能够将所接收到的脉冲电压进行升压，并使用升压后的驱动电压驱动超声雾化片12。其中，由于谐振支路143 实现了谐振，则谐振支路143实质上呈现纯电阻性，可减少谐振支路143 无功功率的部分，即减少了功率损耗，从而提高了超声雾化器100的工作效率。并且，在该种情况下，谐振支路143的阻抗最小，电流最大，可输出较大的驱动电压以驱动超声雾化片12稳定运行。

此外，超声雾化片12可等效为一容性负载，而在谐振支路143发生谐振之后，电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合为纯阻性输出，若将二者(即容性负载与纯阻性输出)之间直接进行能量传输，则会有较大的无功功率产生，进而导致驱动超声雾化片12的效率大幅度降低。

因此，在此实施例中，还通过设置阻抗支路144，以实现阻抗支路 144和超声雾化片12的组合的阻抗与电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗相匹配。从而，可减少阻抗支路144和超声雾化片12的组合的无功功率的部分，以减少功率的损耗，超声雾化片12 能够获得较高的驱动能量，提高了驱动超声雾化片12的效率，也提高了超声雾化器100的工作效率。

具体地，在一实施方式中，阻抗支路144和超声雾化片12的组合的阻抗(Zh)包括阻抗实部(Rh)与阻抗虚部(j*Xh)，在阻抗实部与电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗(Z0)相等、且阻抗虚部为零时，阻抗支路144和超声雾化片12的组合的阻抗与电源支路 141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗相匹配。

其中，Zh＝Rh+j*Xh。且，由于电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗为纯电阻性，则Z0＝R0，其中，R0表示开关支路142和谐振支路143的组合的电阻。从而，若要满足阻抗支路144 和超声雾化片12的组合的阻抗与电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗相匹配，所需满足的条件为：Rh＝R0，且j*Xh＝0。此时，超声雾化片12的工作效率较高。

其中，在不同的应用情况下，可有多种方式可实现上述条件，本申请对此不作具体限制。例如，在一实施方式中，首先，在电阻支路144 中配置一合适的负载，以使Rh＝R0，此时，超声雾化片12能够得到最大的驱动功率。其次，在电阻支路144需进一步配置与超声雾化片12 的容抗相反的阻抗，以抵消其容抗，消除了其容抗所带来的无用功。

在一实施例中，如图4所示，电源支路141包括第一电感L1。其中，第一电感L1的第一端与电源15连接，第一电感L1的第二端分别与开关支路142及谐振支路143连接。

具体地，第一电感L1为高频扼流圈，高频扼流圈只对高频交变电流有较大的阻碍作用，对低频交变电流的阻碍作用很小，对直流的阻碍作用更小，因此可以用来“通直流，阻交流，通低频，阻高频”。从而，第一电感L1可允许直流通过以为后续电路提供能量，即实现根据电源 15输出直流电源的过程。另外，第一电感L1还可用于防止高频短路。

图4还示例性示出了开关支路142的一种结构，如图4所示，开关支路142包括开关管Q1。其中，开关管Q1的第一端与控制器13连接，开关管Q1的第二端接地GND，开关管Q1的第三端分别与电源支路141 及谐振支路143连接。

其中，在该实施例中，以开关管Q1为N型金属氧化物半导体场效应晶体管(即NMOS管)为例。具体地，NMOS管的栅极为开关管Q1的第一端，NMOS管的源极为开关管Q1的第二端，NMOS管的漏极为开关管Q1 的第三端。

除此之外，在其他实施例中，开关管Q1也可以P型金属氧化物半导体场效应晶体管或信号继电器，开关管Q1还可以是三极管、绝缘栅双极晶体管、集成栅极换向晶闸管、栅极可关断晶闸管、结栅场效应晶体管、MOS控制晶闸管、氮化镓基功率器件、碳化硅基功率器件、可控硅中的至少一种。

在一实施例中，开关支路142还包括串联连接的第一电阻R1与第二电阻R2。其中，第一电阻R1与第二电阻R2串联连接组成的电路的第一端与控制器13连接，第一电阻R1与第二电阻R2串联连接组成的电路的第二端接地GND，第一电阻R1与第二电阻R2之间的连接点与开关管Q1的第一端连接。

在该实施例中，第一电阻R1与第二电阻R2用于对控制器13输出的第一脉冲信号的电压进行分压，以获得开关管Q1的第一端的电压。当第二电阻R2上的分压大于开关管Q1的导通电压时，开关管Q1导通，反之，开关管Q1断开。

在一实施例中，开关支路142还包括第一电容C1，第一电容C1的第一端与开关管Q1的第三端连接，第一电容C1的第二端接地GND。

具体地，第一电容C1用于在开关管Q1断开，且流过谐振支路143 的电流小于第一电流阈值时充电，以及用于在开关管Q1断开，且流过谐振支路143的电流大于或等于第一电流阈值时与谐振支路143进行谐振而放电。其中，在第一电容C1放电至第二电流阈值时，开关管Q1导通。

可以理解的是，第一电流阈值和第二电流阈值的设置均与第一电容 C1以及谐振支路143的参数相关。换言之，在不同的应用场景中，选择不同的第一电容C1与谐振支路143，可获得不同的第一电流阈值与第二电流阈值，本申请实施例对此不作具体限制。

在该实施例中，设置第一电容C1可起到电压滞后的作用。具体为，当开关管Q1断开瞬间，开关管Q1的第二端与第三端之间的电压不会突然上升，而是先维持第一电容C1两端的电压。直至开关管Q1的第二端与第三端之间的电流降到为零之后，开关管Q1的第二端与第三端之间的电压再开始上升。从而，实现了开关管Q1的软关断。

与此同时，流过谐振支路143的电流小于第一电流阈值，第一电容 C1被充电。接着，谐振支路143的电流逐渐增大，直至大于或等于第一电流阈值时，谐振支路143的电流大于第一电感L1上的电流，第一电容C1与谐振支路143进行谐振而放电。继而，在第一电容C1放电至第二电流阈值时，开关管Q1导通。可见，通过选择合适的第一电容C1与谐振支路143，以使第二电流阈值为零，则可实现开关管Q1的零电压导通，亦即，实现了开关管Q1的软开通。

可理解，当晶体管(例如开关管Q1)处于开关状态，理论上可以达到100％的效率。但由于晶体管势垒电容、扩散电容以及电路中分布电容的影响，晶体管由饱和到截止或由截止到饱和，都需要一定的转换时间。因而导致转换时间内管子的集电极电流和集电极电压均会有较大的数值致使管耗增加。通常，寄生电容不太大，工作频率较低时，可忽略其影响。然而工作频率较高时，管耗的增加就无法忽略，使效率降低，甚至使器件损坏。

因此，在该实施例中，通过设置第一电容C1与谐振支路143，可实现开关管Q1的软开关过程(包括软开通与软关断)，即保持开关管Q1 在导通与断开时，电压与电流的乘积始终为零。从而，开关管Q1的开关损耗也接近为零，开关管Q1的开关效率较高，进而也提高超声雾化器100的工作效率。

继而，在一实施例中，为了能够确保开关管Q1能够工作在软开关状态下，可通过配置以下参数实现，首先，在开关管Q1断开时，配置第一电容C1与谐振支路143的组合谐振时的频率(记为第一谐振频率) 小于超声雾化片12的频率，同时，在开关管Q1导通时，配置谐振支路 143谐振时的频率(记为第二谐振频率)大于超声雾化片12的频率。

其中，第一谐振频率与第二谐振频率可根据实际选用的超声雾化片 12进行配置，本申请实施例对此不作具体限制。

例如，在一可选的实施方式中，所选择的超声雾化片12的频率为 [2.9MHz-3.1MHz]中的任一频率，则第一谐振频率可为[2MHz-3MHz]中的任一频率，第二谐振频率可为[3.2MHz-4MHz]中的任一频率。比如，超声雾化片的频率为3MHz，第一谐振频率为2.5MHz，第二谐振频率为4MHz，从而满足第一谐振频率小于超声雾化片的频率，超声雾化片的频率小于第二谐振频率，从而可实现开关管Q1的软开关，提高开关管Q1的开关效率。

又如，在另一可选的实施方式中，所选择的超声雾化片12的频率为[10KHz-10MHz]中的任一频率，则可根据实际使用的超声雾化片12的频率对应设置第一谐振频率与第二谐振频率，只需满足第一谐振频率小于超声雾化片的频率，超声雾化片的频率小于第二谐振频率即可。比如，实际使用的超声雾化片12的频率为2.4MHz或2.7MHz，第一谐振频率可为[1.5MHz-2MHz]中的任一频率，第二谐振频率可为[3MHz-3.5MHz]中的任一频率。而如果实际使用的的超声雾化片12的频率为130KHz或 160KHz，则第一谐振频率可为[100KHz-120KHz]中的任一频率，第二谐振频率可为[180KHz-200KHz]中的任一频率。

图4还示例性示出了谐振支路143的一种结构，如图4所示，谐振支路143包括第二电容C2与第二电感L2。其中，第二电容C2的第一端分别与电源支路141(即第一电感L1的第二端)及开关支路142(即开关管Q1的第三端)连接，第二电容C2的第二端与第二电感L2的第一端连接，第二电感L2的第二端与阻抗支路144连接。

在该实施例中，当第二电容C2与第二电感L2形成串联谐振时，第二电容C2与第二电感L2组成的电路呈纯电阻性，此时阻抗最小，电流最大，在第二电容C2与第二电感L2上会产生比输入至谐振支路143的脉冲电压大N倍的高电压，其中，N大于1。其中，该高电压即用于驱动超声雾化片12的驱动电压。继而，超声雾化片12可获得较充足的驱动能量，有利于保持超声雾化片12的稳定运行。

图5还示例性示出了谐振支路143的另一种结构，如图5所示，谐振支路143包括第六电容C6与变压器的原边绕组L4。其中，第六电容 C6的第一端分别与电源支路141及开关支路142连接，第六电容C6的第二端与原边绕组L4的第一端连接，原边绕组L4的第二端接地GND。

在该实施例中，第六电容C6与变压器的原边绕组L4的谐振与第二电容C2与第二电感L2的谐振类似，其在本领域技术人员容易理解的范围内，这里不再赘述。

在一实施例中，如图4所示，阻抗支路144包括第三电容C3与第三电感L3。其中，第三电感L3的第一端分别与第三电容C3的第一端及谐振支路143连接，第三电感L3的第二端与超声雾化片12连接。

需要说明的是，图4仅示例性示出了阻抗支路144的一种结构，而在其他的实施例中，阻抗支路144也可以为其他的结构，本申请实施例对此不作具体限制，只需能够实现阻抗支路144和超声雾化片12的组合的阻抗与电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗相匹配即可。

例如，在一实施方式中，阻抗支路144可以只包括第三电容C3。此时，第三电容C3的第一端分别与谐振支路143及超声雾化片12连接，第三电容C3的第二端接地GND。

又如，在另一实施方式中，阻抗支路144仍包括第三电容C3与第三电感L3，且在该实施方式中，第三电感L3的第一端与谐振支路143 连接，第三电感L3的第二端分别与第三电容C3的第一端及超声雾化片 12连接。

再如，在又一实施方式中，如图5所示，阻抗支路包括第六电感L6 与变压器的副边绕组L5。其中，第六电感L6的第一端与变压器的副边绕组L5的第一端连接，第六电感L6的第二端与超声雾化片12连接，变压器的副边绕组L5的第二端接地GND。

在一实施例中，请继续参照图5，控制电路14还包括第六电阻R6、第七电阻R7与第八电阻R8。其中，第六电阻R6的第一端与第六电感 L6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端与第八电阻R8的第一端均接地GND，第八电阻R8 的第二端与超声雾化片12连接。

在该实施例中，第六电阻R6与第七电阻R7用于实现电压检测功能，第八电阻R8用于实现电流检测功能。

以下对图4所示的电路结构的工作原理进行介绍。

在开关管Q1关断之前，开关管Q1处于导通状态，电源15通过第一电感L1、开关管Q1与地GND形成一条回路，将来自电源15的能量储存在第一电感L1上。第一电感L1的电感值较大，储存能量较多，可等效为恒流源。

接着，控制器13输出的第一脉冲信号处于低电平状态，开关管Q1 断开，原先流过开关管Q1的电流被转移到第一电容C1上，开关管Q1 上电流为0。电源15、第一电感L1、第一电容C1形成回路，电源15开始对第一电容C1进行充电，第一电容C1两端的电压逐步升高，此时谐振支路143上的电流由负往0轴逐步减小。

当第一电感L1上的电流等于第一电容C1上的电流时，谐振支路143 与超声雾化片12上的电流为0。谐振支路143与超声雾化片12上的电流由负变正，并逐步增大。当谐振支路143的电流等于第一电感L1上的电流时，流过第一电容C1的电流为0，此时第一电容C1两端的电压达到最大值。

随着谐振支路143的电流的进一步加大，并增大至大于第一电感L1 上的电流时，第一电容C1开始放电。第一电容C1两端的电压逐渐降低，当第一电容C1上所储存的电荷量完全放完时，控制器13输出的第一脉冲信号由低电平状态切换为高电平状态，开关管Q1导通。可见，在开关管Q1导通时，开关管Q1的第二端与第三端的电压(即为第一电容C1 两端的电压)为零，所以开关管Q1导通时不会产生损耗。

继而，在开关管Q1被导通后，第一电容C1被短路，第一电容C1 两端电压为0。此时，流过开关管Q1的初始电流为0，并开始逐步升高，谐振支路143的电流逐步减少。当流过开关管Q1的电流等于第一电感 L1上的电流时，谐振支路143的电流为0。

谐振支路143的电流由0变为负值，且电流幅值逐步增大，流过开关管Q1的电流保持上升阶段。电源15又再次将能力存储在第一电感L1 中，直至控制器13输出的第一脉冲信号从高电平状态再次切换为低电平状态，则开关管Q1重新关断。

重复循环执行上述过程，即实现对超声雾化片12的驱动过程。并且，在该过程中，一方面，通过第一电容C1、第二电容C2与第一电感 L2配合使用，实现了开关管Q1的软开关过程，开关管Q1上的损坏较少，从而使超声雾化器100的工作效率较高。另一方面，通过设置阻抗支路 144以实现阻抗支路144和超声雾化片12的组合的阻抗与电源支路141、开关支路142和谐振支路143的组合的阻抗相匹配，可减少超声雾化片 12所产生的无用功，超声雾化片12的驱动效率较高，也进一步提高了超声雾化器100的工作效率。

在一实施例中，如图6所示，控制电路14还包括驱动支路145。其中，开关支路142通过驱动支路145与控制器13连接，且驱动支路驱动145与电源15连接。具体为，开关支路142的第二端与驱动支路145 的第一端连接，驱动支路145的第二端与控制器13连接，驱动支路145 的第三端与电源15连接。

具体地，驱动支路145用于接收控制器13所输出的第一脉冲信号，并根据第一脉冲信号与电源15输出第二脉冲信号至开关支路142。其中，第二脉冲信号的驱动能力强于第一脉冲信号。则驱动支路145用于将控制器13输出的第一脉冲信号增强后输出第二脉冲信号，以更高效的驱动开关支路142中开关管Q1的快速导通与断开。

图7中示例性的示出了驱动支路145的一种结构，如图7所示，驱动支路145包括驱动芯片U1，驱动芯片U1包括电源输入端、至少一个信号输入端与至少一个信号输出端。其中，在此实施例中，电源输入端为驱动芯片U1的第6引脚，至少一个信号输入端包括一个信号输入端，为驱动芯片U1的第2引脚，至少一个信号输出端包括一个信号输出端，为驱动芯片U1的第5引脚。

其中，电源输入端与电源15连接，信号输入端与控制器13连接，信号输出端与开关支路142连接。其中，信号输入端用于输入第一脉冲信号，信号输出端用于输出第二脉冲信号。

具体为，驱动芯片U1的第6引脚用于与电源15连接。驱动芯片U1 的第2引脚与控制器13连接。驱动芯片U1的第5引脚与开关支路142 连接。其中，驱动芯片U1的第2引脚用于输入第一脉冲信号，驱动芯片U1的第5引脚用于输出第二脉冲信号。

在该实施例中，通过设置驱动芯片U1，以提高控制器13所输出的脉冲信号的驱动能力。从而，可实现对开关子支路142的快速驱动，以保持超声雾化片12的稳定运行。同时，驱动芯片U1的第6引脚所输入的电流越大，驱动芯片U1的第5引脚所输出的驱动能力越强。

在一实施例中，驱动芯片U1可选用型号为SGM48000的集成芯片。当然，在其他的实施例中，也可以选用其他型号的集成芯片，本申请实施例对此不作限制。此外，由于驱动芯片有不同的类型，因此，当使用其他类型的驱动芯片时，具体的引脚定义可能有所不同，但所具有的功能以及信号的定义是相同的。则若选用其他类型的驱动芯片，可采用与上述实施例类似的方式进行设置即可，其在本领域技术人员容易理解的范围内，这里不再赘述。

另外，在该实施例中，以电源15作为驱动芯片U1的输入电源为例，换言之，在此实施例中，电源15同时作为驱动芯片U1与超声雾化片12 的供电电源，以达到节约成本的目的。而在其他的实施例中，为了驱动芯片U1与超声雾化片12在工作过程中不对彼此造成干扰，则可采用两个不同电源分别为驱动芯片U1与超声雾化片12供电，以提高驱动芯片 U1与超声雾化片12二者工作的稳定性。

在一实施例中，如图6所示，控制电路14还包括电流检测支路146。其中，电流检测支路146分别与电源15、电源支路141及控制器13连接。具体为，电流检测之路146的第一端与电源15连接，电流检测之路146的第二端与电源支路141连接，电流检测之路146的第三端与控制器13连接。

在该实施例中，电流检测支路146用于检测流入电源支路141的电流。继而，控制器13可根据该电流判断超声雾化片12在工作过程中是否出现电流过大等异常，以在出现异常时可及时进行处理，有利于降低超声雾化片12被损坏的风险。

图7中示例性的示出了电流检测支路146的一种结构，如图7所示，电流检测支路146包括放大器U2与第三电阻R3。其中，第三电阻R3分别与放大器U2及电源支路141连接，且放大器U2与控制器13连接。

具体地，第三电阻R3的第一端分别与电源15及放大器U2的同相输入端连接，第三电阻R3的第二端分别与放大器U2的反相输入端及第一电感L1的第一端连接，放大器U2的输出端与控制器13连接，放大器U2的接地端接地GND，放大器U2的电源端与电压V1连接。

在此实施例中，放大器U2被配置为根据第三电阻R3两端的电压输出检测电压，以使控制器13根据检测电压确定流入至电源支路141的电流。具体地，放大器U2能够对接收到的第三电阻R3两端的电压进行放大K倍后输出检测电压，其中，K为正整数。继而，控制器13在获取到检测电压后可根据检测电压与流入至电源支路141的电流之间的关系，确定流入至电源支路141的电流。

在一实施例中，电流检测支路146还包括第四电容C4、第五电容 C5、第四电阻R4与第五电阻R5。其中，第四电容C4与第五电容C5为滤波电容，第五电阻R5为限流电阻，第四电阻R4为下拉电阻。

需要说明的是，在以上各图所示的实施例中，电阻的表现形态为单独的一个电阻，电容的表现形态为单一的电容。在其他实施例中，电阻还可以是串联、并联或混联电阻的集成，电容还可以是串联、并联或混联电容的集成。

本申请所述的连接，可以是直接连接，即两元器件之间的连接，也可以是间接连接，即两元器件之间可以通过一个或多个元件形成间接连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种超声雾化器，其特征在于，包括：

储液腔，用于存储液体基质；

超声雾化片，用于产生振荡以雾化所述液体基质；

控制器、控制电路及电源；

其中，所述控制电路包括：

电源支路，与所述电源连接，用于根据所述电源产生直流电源；

开关支路，分别与所述控制器及所述电源支路连接，用于响应于所述控制器输出的第一脉冲信号而导通与断开，以根据所述直流电源产生脉冲电压；

谐振支路，分别与所述电源支路及所述开关支路连接，用于响应于所述开关支路的导通与断开而谐振，以根据所述脉冲电压输出驱动所述超声雾化片的驱动电压；

阻抗支路，连接于所述谐振支路及所述超声雾化片之间，所述阻抗支路用于使所述阻抗支路和所述超声雾化片的组合的阻抗与所述电源支路、所述开关支路和所述谐振支路的组合的阻抗相匹配。

2.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述电源支路包括第一电感；

所述第一电感的第一端与所述电源连接，所述第一电感的第二端分别与所述开关支路及所述谐振支路连接。

3.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述开关支路包括开关管；

所述开关管的第一端与所述控制器连接，所述开关管的第二端接地，所述开关管的第三端分别与所述电源支路及所述谐振支路连接。

4.根据权利要求3所述的超声雾化器，其特征在于，所述开关支路还包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述开关管的第三端连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第一电容用于在所述开关管断开，且流过所述谐振支路的电流小于第一电流阈值时充电，以及用于在所述开关管断开，且流过所述谐振支路的电流大于或等于所述第一电流阈值时与所述谐振支路进行谐振而放电；

其中，在所述第一电容放电至第二电流阈值时，所述开关管导通。

5.根据权利要求4所述的超声雾化器，其特征在于，在所述开关管断开时，所述第一电容与所述谐振支路的组合谐振时的频率小于所述超声雾化片的频率；

在所述开关管导通时，所述谐振支路谐振时的频率大于所述超声雾化片的频率。

6.根据权利要求5所述的超声雾化器，其特征在于，所述超声雾化片的频率为[2.9MHZ-3.1MHZ]中的任一频率；

在所述开关管断开时，所述第一电容与所述谐振支路的组合谐振时的频率为[2MHZ-3MHZ]中的任一频率；

在所述开关管导通时，所述谐振支路谐振时的频率为[3.2MHZ-4MHZ]中的任一频率。

7.根据权利要求3所述的超声雾化器，其特征在于，所述开关支路还包括串联连接的第一电阻与第二电阻；

所述第一电阻与所述第二电阻串联连接组成的电路的第一端与所述控制器连接，所述第一电阻与所述第二电阻串联连接组成的电路的第二端接地，所述第一电阻与所述第二电阻之间的连接点与所述开关管的第一端连接。

8.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述谐振支路包括第二电容与第二电感；

所述第二电容的第一端分别与所述电源支路及所述开关支路连接，所述第二电容的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述阻抗支路连接。

9.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述谐振支路包括第六电容与变压器的原边绕组；

所述第六电容的第一端分别与所述电源支路及所述开关支路连接，所述第六电容的第二端与所述原边绕组的第一端连接，所述原边绕组的第二端接地。

10.根据权利要求9所述的超声雾化器，其特征在于，所述阻抗支路包括第六电感与所述变压器的副边绕组；

所述第六电感的第一端与所述变压器的副边绕组的第一端连接，所述第六电感的第二端与所述超声雾化片连接，所述变压器的副边绕组的第二端接地。

11.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述阻抗支路包括第三电容；

所述第三电容的第一端分别与所述谐振支路及所述超声雾化片连接，所述第三电容的第二端接地。

12.根据权利要求11所述的超声雾化器，其特征在于，所述阻抗支路还包括第三电感；

所述第三电感的第一端分别与所述第三电容的第一端及所述谐振支路连接，所述第三电感的第二端与所述超声雾化片连接，或，所述第三电感的第一端与所述谐振支路连接，所述第三电感的第二端分别与所述第三电容的第一端及所述超声雾化片连接。

13.根据权利要求1-12任意一项所述的超声雾化器，其特征在于，所述阻抗支路和所述超声雾化片的组合的阻抗包括阻抗实部与阻抗虚部，在所述阻抗实部与所述电源支路、所述开关支路和所述谐振支路的组合的阻抗相等、且所述阻抗虚部为零时，所述阻抗支路和所述超声雾化片的组合的阻抗与所述电源支路、所述开关支路和所述谐振支路的组合的阻抗相匹配。

14.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述控制电路还包括驱动支路；

所述开关支路通过所述驱动支路与所述控制器连接，且所述驱动支路与所述电源连接；

所述驱动支路用于接收所述第一脉冲信号，并根据所述第一脉冲信号与所述电源输出第二脉冲信号至所述开关支路，其中，所述第二脉冲信号的驱动能力强于所述第一脉冲信号。

15.根据权利要求14所述的超声雾化器，其特征在于，所述驱动支路包括驱动芯片，所述驱动芯片包括电源输入端、至少一个信号输入端与至少一个信号输出端；

所述电源输入端与所述电源连接，所述信号输入端与所述控制器连接，所述信号输出端与所述开关支路连接；

其中，所述信号输入端用于输入所述第一脉冲信号，所述信号输出端用于输出所述第二脉冲信号。

16.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，所述控制电路还包括电流检测支路；

所述电流检测支路分别与所述电源、所述电源支路及所述控制器连接，所述电流检测支路用于检测流入所述电源支路的电流。

17.根据权利要求16所述的超声雾化器，其特征在于，所述电流检测支路包括放大器与第三电阻，所述第三电阻分别与所述放大器、所述电源支路及所述电源连接，且所述放大器与所述控制器连接；

所述放大器被配置为根据所述第三电阻两端的电压输出检测电压，以使所述控制器根据所述检测电压确定流入至所述电源支路的电流。

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