CN217342050U - 超声雾化装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超声雾化装置，包括存储液体基质的储液腔、与储液腔液体连通，且产生振荡以雾化所述液体基质的超声雾化片、电源与驱动控制电路；驱动控制电路包括控制器、驱动电路和阻抗匹配电路；阻抗匹配电路包括电容支路和电感支路；电容支路与超声雾化片串联连接，形成第一电路，电感支路与第一电路连接，形成第二电路；驱动电路分别与控制器、电源及第二电路连接，驱动电路被配置为基于控制器的控制，输出用于驱动超声雾化片的驱动电压。通过上述方式，能够有效地提高超声雾化片的工作效率。

Description

超声雾化装置

技术领域

本申请涉及雾化器技术领域，特别是涉及一种超声雾化装置。

背景技术

超声雾化装置利用超声波雾化技术以实现雾化功能的装置。

目前，在超声雾化装置的使用过程中，为了使超声雾化装置中的超声雾化片具有较高的工作效率，通常控制超声雾化片工作在其串联谐振点附近，此时，超声雾化片对外呈现容性状态。

然而，在电源对呈现容性状态的超声雾化片供电时，超声雾化片上的工作电压与工作电流之间存在较大的相位差，导致超声雾化片的工作效率不高。

实用新型内容

本申请实施例旨在提供一种超声雾化装置，能够有效地提高超声雾化片的工作效率。

第一方面，本申请提供一种超声雾化装置，包括：

储液腔，被配置为存储液体基质；

超声雾化片，与所述储液腔液体连通，所述超声雾化片被配置为产生振荡以雾化所述液体基质；

电源与驱动控制电路；

所述驱动控制电路，包括控制器、驱动电路和阻抗匹配电路；

所述阻抗匹配电路，包括电容支路和电感支路；所述电容支路与所述超声雾化片串联连接，形成第一电路，所述电感支路与所述第一电路连接，形成第二电路；

所述驱动电路分别与所述控制器、所述电源及所述第二电路连接，所述驱动电路被配置为基于所述控制器的控制，输出用于驱动所述超声雾化片的驱动电压。

第二方面，本申请提供一种超声雾化装置，包括：

储液腔，被配置为存储液体基质；

超声雾化片，与所述储液腔液体连通，所述超声雾化片被配置为产生振荡以雾化所述液体基质；

电源与驱动控制电路；

所述驱动控制电路包括控制器、双开关升压驱动电路和阻抗匹配电路；

其中，所述阻抗匹配电路包括电容支路和电感支路；所述电容支路与所述超声雾化片串联连接，形成第一电路，所述电感支路与所述第一电路连接，形成第二电路；

其中，所述双开关升压驱动电路分别与所述控制器、所述电源及所述第二电路连接，所述双开关升压驱动电路被配置为基于所述控制器的控制，交替地输出用于驱动所述超声雾化片的第一驱动电压和第二驱动电压。

第三方面，本申请提供一种超声雾化装置，包括：

电源机构与超声雾化器；

所述超声雾化器包括：

第一壳体，所述第一壳体内形成储液腔，被配置为存储液体基质；

设置在所述第一壳体内的超声雾化片，所述超声雾化片与所述储液腔液体连通，所述超声雾化片被配置为在接收到驱动电压时产生振荡，以雾化所述液体基质；

所述电源机构包括：

第二壳体；

设置在所述第二壳体内的电源与驱动控制电路，所述驱动控制电路包括控制器、驱动电路和阻抗匹配电路，其中所述驱动电路分别与所述电源和所述控制器连接，所述阻抗匹配电路包括电容支路和电感支路；

在所述第一壳体与所述第二壳体耦合时，所述电容支路与所述超声雾化片串联连接，形成第一电路，所述电感支路与所述第一电路连接，形成第二电路，所述驱动电路与所述第二电路连接；所述驱动电路被配置为基于所述控制器的控制，输出用于驱动所述超声雾化片的驱动电压。

本申请实施例所提供的超声雾化装置包括储液腔、超声雾化片、电源、控制器、驱动电路和阻抗匹配电路，阻抗匹配电路包括电容支路和电感支路，电容支路与超声雾化片串联连接，形成第一电路，电感支路与第一电路连接，形成第二电路；通过第一电路和第二电路的设置，在面对着超声雾化片的等效电容变化范围比较大的情况下，第二电路整体的阻抗特征依然稳定地保持为感性状态。进而，能够减小于超声雾化片上的工作电流与工作电压之间的相位差，提高了超声雾化片上的有用功率，减小了超声雾化片上的发热功率，从而提高超声雾化片的工作效率，也有利于降低超声雾化片的发热温度。

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装置的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的超声雾化装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的驱动控制电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的驱动控制电路的电路结构示意图；

图5为本申请实施例提供的在未增加电容支路与电感支路时，施加至超声雾化片上的工作电压与工作电流的示意图；

图6为本申请实施例提供的在增加电容支路与电感支路时，施加至超声雾化片上的工作电压与工作电流的示意图；

图7为本申请另一实施例提供的驱动控制电路的电路结构示意图；

图8为本申请实施例提供的驱动电路的结构示意图；

图9为本申请另一实施例提供的驱动电路的结构示意图。

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。

本申请实施例提供了一种超声雾化装置。超声雾化装置设置了与超声雾化片连接的阻抗匹配电路，其中阻抗匹配电路包括与超声雾化片串联的电容支路，两者形成第一电路；还包括与该第一电路连接的电感支路，两者形成第二电路。通过阻抗匹配电路的设计，在面对超声雾化片的等效电容会较大幅度变化的情况下，第一电路整体等效电容的容值都能被保持在一定的范围内，从而使得第二电路整体的阻抗特性均能够稳定地保持为感性。当电源对呈现感性状态的超声雾化片供电时，超声雾化片上的工作电流与工作电压之间可以保持同相或者较小的相位差，提高了超声雾化片上的有用功率，减小了超声雾化片的发热功率，即减小了超声雾化片的发热温度，能够尽可能保持超声雾化片工作在串联谐振频率点附近，以提高超声雾化片的工作效率。

对于多个超声雾化片(例如同一批次的超声雾化片)而言，不同的超声雾化片特性或参数等可能不同，并导致不同的超声雾化片工作在谐振频率点附近时的等效电容不同。在该种情况下，通过设置电容支路同样能够将第一电路整体等效电容的容值的变化范围控制在较小的范围内，且通过设置电感支路同样能够将第二电路整体的阻抗特性切换为感性，以减小了超声雾化片的发热温度。换言之，在多个超声雾化片的应用过程中，能够保持电容支路与电感支路不变，即解决了因超声雾化片个体性能差异而导致的雾化性能不一致问题，也提高了超声雾化装置的生产效率。

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

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)；又如在医疗雾化领域，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。超声雾化片12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。

驱动控制电路13与超声雾化片12电性连接，驱动控制电路13用于根据电源14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，驱动控制电路13可以设置于印刷电路板(PCB)上。

电源14用于供电。在一实施方式中，电源14为电池。其中，电池可以为锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍镉电池、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，超声雾化装置100还包括液体传递介质15、出气通道16。

其中，液体传递元件15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16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。

超声雾化装置100可以为一体式的，也可以为组装式的。在一实施方式中，当超声雾化装置100为组装式时，超声雾化装置100还包括电源机构与超声雾化器，其中，超声雾化器包括第一壳体17，电源机构包括第二壳体18。

第一壳体17与第二壳体18之间可拆卸连接，在一实施例中，第一壳体17与第二壳体18可以通过卡扣结构或磁吸结构等实现可拆卸连接。第一壳体17与第二壳体18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15与出气通道16均设置于第一壳体17内，且驱动控制电路13与电源14均设置于第二壳体18内。

第一壳体17与第二壳体18以功能性关系可拆卸地对齐。可以利用各种机构将第二壳体18连接到第一壳体17，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，当第一壳体17与第二壳体18处于组装配置时，超声雾化装置100可基本上是棒状、扁筒状、杆状、柱状形状等。

第一壳体17与第二壳体18可由任何适合的结构上完好的材料形成。在一些示例中，第一壳体17与第二壳体18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所示的超声雾化装置100的硬件结构仅是一个示例，并且，超声雾化装置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15，有利于节省成本。

同时，可以理解的是，图1或图2所示的超声雾化装置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，超声雾化装置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，超声雾化装置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。

请参照图3，图3为本申请实施例提供驱动控制电路13分别与电源14及超声雾化片12连接的结构示意图。如图3所示，驱动控制电路13包括控制器131、驱动电路132与阻抗匹配电路133，其中，阻抗匹配电路133包括电容支路1331和电感支路1332,电容支路1331与超声雾化片12串联连接，形成第一电路A1，电感支路1332与第一电路A1连接，形成第二电路A2。驱动电路132分别与控制器131、电源14及第二电路A2连接，驱动电路132被配置为基于控制器131的控制，输出用于驱动超声雾化片12的驱动电压。

其中，控制器131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131与驱动电路132电性连接，控制器131可用于控制驱动电路132中的至少一个电子元件。在另一实施方式中，驱动电路132也可以为双开关升压驱动电路。

在超声雾化片12的应用过程中，为了提高超声雾化片12的工作效率，需要尽量使超声雾化片12工作在其串联谐振频率点附近。此时，超声雾化片12对外呈现容性状态。而容性状态下的超声雾化片12，可能会存在以下几个问题：

一、当电源14为处于容性状态下的超声雾化片12提供能量时，超声雾化片12上的工作电压与工作电流会存在较大的相位差，而使超声雾化片12上获得的有用功率很小，这就会导致电源14的效率非常低，即输入功率大，负载得到的用于工作的功率却很小。并且，输入功率中其余的功率则转换为电源14发热或者超声雾化片12发热，导致超声雾化片12发热严重，即发热温度过高。

二、超声雾化片12参数不稳定，难以控制。例如同一批次的超声雾化片12，不同的超声雾化片12的一致性较差，导致不同的超声雾化片12在工作过程中的等效电容具有不同大小的容值。此时，对于不同的超声雾化装置100而言，需要根据不同的超声雾化片12设置对应的控制参数，导致对超声雾化片12的控制难度加大，成品稳定性较差。另外，超声雾化片12在工作过程中，其等效电容也会随之发生变化，这也导致超声雾化片12的控制难度加大。

三、难以通过输入电流对超声雾化片12进行有效地反馈控制。由于超声雾化片12处于容性状态，导致瞬时电流有时会异常大，且有时会快速突变，非常的不稳定，而针对超声雾化片12的控制，通常都是基于对输入电流进行检测的，此时微处理器的控制难度也会较大。

在本申请的实施例中，通过增加电容支路1331与电感支路1332，可以克服超声雾化片12等效电容不稳定的特性，有效地保持第二电路A2的阻抗特征为感性，使得超声雾化片12上的工作电压与工作电流之间的相位差较小，甚至可以保持同相位。继而，能够减小超声雾化片12上的发热功率，即降低超声雾化片12的发热温度，同时也增加了超声雾化片12上的有用功率，整体上提高超声雾化片12的工作效率。

另外，对于N个超声雾化装置100而言，每个超声雾化装置100中设有一个超声雾化片12，则总共有N个超声雾化片12，其中，N为≥1的整数。其中，N个超声雾化片12中不同超声雾化片的个体性能通常存在差异，即使N个超声雾化片12为同一批次的超声雾化片。此时，只需在N个的超声雾化装置100中的每个超声雾化装置设置相同的电容支路1331与电感支路1332，就能够将N个超声雾化装置100中的N个第一电路A1整体等效电容的容值的变化范围控制在较小范围内，并将N个超声雾化装置100中的N个第二电路A2整体的阻抗特性切换为感性。在该种情况，N个超声雾化片12的发热温度均较低。并且，此时对于N个超声雾化装置100而言，可采用相同的控制参数，从而可降低控制难度，提高生产过程中的良品率，提升了整体的生产效率。

与此同时，由于第二电路A2的阻抗特性保持为感性，则对于感性负载而言，其能够阻抗电流的变化。因此，在超声雾化装置100的启动过程中，不存在较大的过冲电流。例如，可将超声雾化片12刚启动阶段的工作电压设置为整个工作周期的工作电压的最大值，则能够以最大的电压驱动超声雾化片12。从而，在超声雾化片12刚启动阶段时，无需需要采取缓启动的方式，即逐渐增加启动过程中的电压的方式，既能够减小控制难度，还能够实现第一口雾气快速出烟。

当然，在一些实施方式中，结合超声雾化装置100的实际应用过程，在超声雾化片12启动后进入稳态，此时，由于超声雾化片12发热等原因，可能无需保持较大的功率驱动超声雾化片12。换言之，在进入稳态后可减小驱动超声雾化片12的驱动电压，具体地，在一实施例中，超声雾化片12工作时的工作电压波形可为欠阻尼振荡，或者振荡幅值逐渐减小的递减式振荡。

在一实施例中，电容支路1331被配置为电容支路1331的容值小于超声雾化片12工作在串联谐振频率点时的等效电容的容值。

在该实施例中，将电容支路1331的容值配置为小于超声雾化片12工作在串联谐振频率点时的等效电容的容值，且由于串联电容的总容值必然小于任意一个串联的电容的容值，则无论选择何种超声雾化片12，最终第一电路A1的等效电容的容值的必然为一小于电容支路1331的容值的数值。例如，在一实施方式中，超声雾化片12工作在串联谐振频率点时的等效电容的容值为5.9nF，电容支路1331的容值配置为4.7nF，则第一电路A1的等效电容的容值比如小于4.7nF。

继而，通过选择适合的电容支路1331，就能够将第一电路A1的等效电容的容值配置为所需要的数值，即第一电路A1的等效电容的容值为可控的数值，用户能够根据不同的应用场景进行对应的配置，实用性较强。

在该种情况下，能够确定第一电路A1的等效电容的容值必然小于电容支路1331的容值。在一实施方式中，可以以电容支路1331的容值作为第一电路A1的等效电容的最大值，并根据将第二电路A2的阻抗特性切换为感性的条件计算出电感支路1332的电感值的最小值。接着，设置实际使用的电感支路1332的电感值大于或等于该最小值，那么无论超声雾化片12的等效电容的容值如何变化，第一电路A1的等效电容的容值总小于电容支路1331的容值，就能够一直保持第二电路A2的阻抗特征为感性。

图4中示例性示出了电容支路1331的一种结构，如图4所示，电容支路1331包括第一电容C1，第一电容C1与超声雾化片12串联连接。其中，第一电容C1可设于超声雾化片12的左侧，也可设于超声雾化片12的右侧，本申请实施例对此不作具体限制。

在一实施例中，第一电容C1的容值为[1nF,20nF]中的任一数值。在该实施例中，通常应选择振动频率为3MHz的超声雾化片12。而在其他的实施例中，可根据实际应用情况对第一电容C1的容值进行对应的设置，例如，在一实施方式中，如选用其他振动频率(比如2.7MHz)，则应对应修改第一电容C1的选值范围。

需要说明的是，在该实施例中，第一电容C1的取值范围可通过对不同的超声雾化片12的测试获得，以当使用该第一电容C1时，即使超声雾化片12在工作过程中的等效电容的容值变化，或超声雾化片12的个体性能有差异，仍能保证超声雾化片12使用过程中的安全可靠。

在一实施方式中，具体实现过程为，对将要使用的同一批次的超声雾化片12进行测试，以获得每个超声雾化片12工作在串联谐振点时的等效电容，并确定各等效电容中的最小值。接着，为了使实际工作中的负载的容值变小，则可选择第一电容C1的容值小于最小值，以将第一电路A1整体的等效电容的电容值限制在第一电容C1的容值附近，从而，即使超声雾化片12在工作过程中的等效电容的容值不断变化，或超声雾化片12的个体性能有差异，第一电路A1的等效电容的容值一直保持在第一电容C1的容值附近，且变化范围较小，有助于更加简便地设置对应的电感支路1332以将第二电路A2的阻抗特性保持为感性。

同时，可以理解的是，第一电容C1的容值也不能过小，否则第一电容C1的阻抗过大，导致流经超声雾化片12的电流较小，此时超声雾化片12上的有用功率同样较低。当然，在其他的实施例中，第一电容C1的容值也可选择大于或等于上述中各等效电容中的最小值，虽然也能够达到使第一电路A1的等效电容的容值保持在较小的范围内波动的目的，但此时第一电路A1的等效电容的容值受到超声雾化片12的参数影响较大，因此，当超声雾化片12的等效电容的容值过大时，仍有可能存在第二电路A2的阻抗特性被切换容性的风险。

综上，通过将第一电容C1的容值设置为[1nF,20nF]中的任一数值，一方面，能够防止因第一电容C1设置过小，而导致流经超声雾化片12的电流较小的异常现象；另一方面，则能够较为有效地防止因超声雾化片12在工作过程中参数的变化或不同超声雾化片12的个体性能不同，而导致的超声雾化片12发热严重或雾化性能不一致的异常现象。因此，对于振动频率为3MHz的超声雾化片12，第一电容C1的容值范围[1nF,20nF]为较为合理的范围，既降低了超声雾化片12的发热温度，也可适用于振动频率为3MHz的不同的超声雾化片12。

图4中还示例性示出了电感支路1332的一种结构，如图4所示，电感支路1332包括第一电感L1。其中，第一电感L1与第一电路A1(即第一电容C1与超声雾化片12串联组成的电路)并联连接。

在一实施例中，第一电感L1的电感值为[0.1μH,2μH]中的任一数值。在该实施例中，以选择振动频率为3MHz的超声雾化片12为例。而该其他的实施例中，可根据实际应用情况(例如所使用的超声雾化片12的振动频率)对第一电感L1的电感值进行对应的设置。

在该实施例中，通过将第一电感L1的电感值的下限值设置为0.1μH，可确保第一电感L1能够将第二电路A2整体的阻抗特性切换为感性，以使施加至超声雾化片12上的工作电压与工作电流之间的相位为在一较小的范围内，从而提高电源14的效率并减小超声雾化片12上的发热功率以减小超声雾化片12的发热温度。同时，通过将第一电感L1的电感值的上限值设置为2μH，可防止第二电路A2对交流电流的阻碍力过大而导致交流电流过小，并导致超声雾化片12上所获得的有用功率过小的异常现象，以保持电源14的效率。

请一并参照图5与图6，图5中示出了在未增加电容支路1331与电感支路1332时，施加至超声雾化片12上的工作电压与工作电流，其中，曲线L51为施加至超声雾化片12上的工作电流；曲线L52为施加至超声雾化片12上的工作电压。图6中示出了增加了电容支路1331与电感支路1332时，施加至超声雾化片12上的工作电压与工作电流，其中，曲线L61为施加至超声雾化片12上的工作电流；曲线L62为施加至超声雾化片12上的工作电压。

在该实施例中，在未增加电容支路1331与电感支路1332时，由曲线L51可知，施加至超声雾化片12上的工作电流畸变严重，也容易突变，并且突变时的电流较大(约突变20mA)，容易导致电源烧坏。同时，结合曲线L51与曲线L52可知，施加至超声雾化片12上的工作电压与工作电流的相位相差较大，施加于超声雾化片12上的有用功率较低，电源14所提供的功率大部分转换为超声雾化片12的发热功率，导致超声雾化片12发热严重，甚至可能导致超声雾化片12等元器件损坏。

在增加了电容支路1331与电感支路1332时，由曲线L61可知，施加至超声雾化片12上的工作电流畸变减小，且突变时的电流较小(电流约始终保持在[-10mA,10mA]之间)，对电源的损害较小。同时，可对应确定电源14的输出电源的变化幅度也较小，此时当通过检测电源14的输出电源的变化，来控制驱动电源时(如追踪串联谐振频率点等)，控制稳定简单，并且安全可靠，不存在较大的过冲电流，能够较大程度降低控制的复杂度。

另外，结合曲线L61与曲线L62可知，施加至超声雾化片12上的工作电压与工作电流的相位相差较小，甚至可以是同相位。例如，在一实施方式中，超声雾化片工作时，施加到超声雾化片12的工作电流和工作电压的相位差小于40°。从而，施加于超声雾化片12上的有用功率较高，电源14所提供的功率大部分转换为超声雾化片12的工作功率，可减小超声雾化片12的发热功率以降低超声雾化片12的发热温度，可提高超声雾化片12工作的效率与稳定性。

图7中还示例性示出了电感支路1332的另一种结构，如图7所示，电感支路1332包括第二电感L2。

其中，第二电感L2、电容支路1331及超声雾化片12串联连接。具体为，第二电感L2与第一电路A1串联连接，且第二电感L2设于第一电路A1的左侧或者右侧；或者第二电感L2连接于电容支路1331与超声雾化片12之间。

在一实施方式中，第二电感L2的电感值为[1μH,4.7μH]中的任一数值。

在该实施例中，第二电感L2的应用情况与第一电感L1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8所示，驱动电路132包括驱动支路1321、开关支路1322与升压支路1323。其中，驱动支路1321分别与控制器131及电源14连接，开关支路1322与驱动支路1321连接，升压支路1323分别与电源14、开关支路1322及第二电路A2连接。

具体地，驱动支路1321被配置为响应于控制器131输出的第一脉冲信号与电源14输出的电流而输出第二脉冲信号。开关支路1322被配置为响应于第二脉冲信号而导通或断开。升压支路1323被配置为响应于开关支路1322的导通或断开而对电源14的输出电压进行升压，以产生驱动超声雾化片12的第一驱动信号。

请再次参照图4，图,4中示例性的示出了开关支路1322的一种结构，如图4所示，开关支路1322包括第一开关Q1与第二开关Q2。其中，第一开关Q1分别与驱动支路1321及升压支路1323连接，第二开关Q2分别与驱动支路1321及升压支路1323连接。

具体地，在一实施例中，第一开关Q1的第一端与第二开关Q2的第一端均与驱动支路1321连接，第一开关Q1的第二端与第二开关Q2的第二端均接地GND，第一开关Q1的第三端分别与升压支路1323的第一端及第二电路A2的第一端连接，第二开关Q2的第三端分别与升压支路1323的第二端及第二电路A2的第二端连接。

若驱动支路1321输出的第二脉冲信号包括第一脉冲子信号与第二脉冲子信号，则第一开关Q1被配置为响应于第一脉冲子信号而导通或断开，以产生第一电压信号，第二开关Q2被配置为响应于第二脉冲子信号而导通或断开，以产生第二电压信号。其中，用于驱动超声雾化片12的驱动电压包括第一电压信号与第二电压信号。

同时，第一开关Q1与第二开关Q2保持交替导通。亦即，当第一开关Q1导通时，第二开关Q2断开；当第一开关Q1断开时，第二开关Q2导通。在一实施方式中，第一开关Q1与第二开关Q2均以50％的占空比进行导通与断开。

在该实施例中，当驱动支路1321输出的第一脉冲信号包括两个子信号时，控制器223输出的第一脉冲信号也应对应包括两个子信号，分别为第三脉冲子信号与第四脉冲子信号。其中，当控制器223输出第三脉冲子信号时，驱动支路1321输出第一脉冲子信号；当控制器223输出第四脉冲子信号时，驱动支路1321输出第二脉冲子信号。

需要说明的是，在该实施例中，以第一开关Q1与第二开关Q2均为N型金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称NMOS管)为例。

其中，NMOS管的栅极为第一开关Q1的第一端，NMOS管的源极为第一开关Q1的第二端，NMOS管的漏极为第一开关Q1的第三端。NMOS管的栅极为第二开关Q2的第一端，NMOS管的源极为第二开关Q2的第二端，NMOS管的漏极为第二开关Q2的第三端。

除此之外，在其他实施例中，第一开关Q1与第二开关Q2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，第一开关Q1与第二开关Q2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1322还包括第一开关支路电容C2与第二开关支路电容C3。其中，第一开关支路电容C2的第一端与第一开关Q1的第二端连接，第一开关支路电容C2的第二端与第一开关Q1的第三端连接，第二开关支路电容C3的第一端与第二开关Q2的第二端连接，第二开关支路电容C3的第二端与第二开关Q2的第三端连接。

在该实施例中，第一开关支路电容C2与第二开关支路电容C3分别为第一开关Q1与第二开关Q2的过零点调节电容。通过增加第一开关支路电容C2与第二开关支路电容C3，有助于第一开关Q1、第二开关Q2及超声雾化片12上的瞬态电流及瞬态电压，即使电压变化缓慢，以防止对元器件造成较大冲击，提高电源14的工作效率。

在一实施例中，开关支路1322还包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4与第五电阻R5。其中，第二电阻R2的第一端与驱动芯片U1的第7引脚连接，第二电阻R2的第二端分别与第三电阻R3的第一端及第一开关Q1的第一端连接，第三电阻R3的第二端与第一开关Q1的第二端均接地GND，第一开关Q1的第三端与升压支路1323及第二电路A2连接。第四电阻R4的第一端与驱动芯片U1的第5引脚连接，第四电阻R4的第二端分别与第五电阻R5的第一端及第二开关Q2的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第二开关Q2的第二端均接地GND，第二开关Q2的第三端与升压支路1323及第二电路A2连接。

在该实施例中，第二电阻R2与第三电阻R3用于对驱动芯片U1的第7引脚输出的脉冲信号的电压进行分压，以获得第一开关Q1的第一端的电压。当第三电阻R3上的分压大于第一开关Q1的导通电压时，第一开关Q1导通，反之第一开关Q1则断开。

第四电阻R4与第五电阻R5用于对驱动芯片U1的第5引脚输出的脉冲信号的电压进行分压，以获得第二开关Q2的第一端的电压。当第五电阻R5上的分压大于第二开关Q2的导通电压时，第二开关Q2导通，反之第二开关Q2则断开。

图4中还示例性的示出了驱动支路1321的一种结构，如图4所示，驱动支路1321包括驱动芯片U1，驱动芯片U1包括电源输入端、第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端与第二信号输出端。其中，在此实施例中，电源输入端为驱动芯片U1的第6引脚，第一信号输入端为驱动芯片U1的第2引脚，第二信号输入端为驱动芯片U1的第4引脚，第一信号输出端为驱动芯片U1的第5引脚，第二信号输出端为驱动芯片U1的第7引脚。

具体地，驱动芯片U1的第6引脚用于与电源14连接。驱动芯片U1的第2引脚与第4引脚均与控制器131连接。驱动芯片U1的第5引脚与第7引脚均与开关支路1322连接。其中，驱动芯片U1的第2引脚与第4引脚用于输入第一脉冲信号，驱动芯片U1的第5引脚与第7引脚用于输出第二脉冲信号。其中，驱动芯片U1的第2引脚输入第三脉冲子信号，驱动芯片U1的第4引脚输入第四脉冲子信号，驱动芯片U1的第7引脚输出第一脉冲子信号，驱动芯片U1的第5引脚输出第二脉冲子信号。

在该实施例中，通过设置驱动芯片U1，以提高控制器131所输出的脉冲信号的驱动能力。从而，可实现对开关支路1322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引脚与第7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14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14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。

图4中还示例性的示出了升压支路1323的一种结构，如图4所示，升压支路1323包括第一升压支路电感L3与第二升压支路电感L4。其中，第一升压支路电感L3分别与第一开关Q1的第三端、电源14及第二电路A2连接，第二升压支路电感L4分别与第二开关Q2的第三端、电源14及第二电路A2连接。

具体地，第一升压支路电感L3被配置为在第一开关Q1导通时被充电，以及在第一开关Q1断开时，根据电源14的电压与第一升压支路电感L3充电的电压产生用于驱动超声雾化片12的第一电压信号。

第二升压支路电感L4被配置为在第二开关Q2导通时被充电，以及在第二开关Q2断开时，根据电源14的电压与第二升压支路电感L4充电的电压产生用于驱动超声雾化片12的第二电压信号。

在该实施例中，当第一开关Q1导通，第二开关Q2断开时，电源14、第一升压支路电感L3与第一开关Q1形成回路，第一升压支路电感L3被电源14充电。同时，电源14、第二升压支路电感L4、超声雾化片12与第一开关Q1形成回路，电源14与第二升压支路电感L4上的电压同时为超声雾化片12提供驱动电压。

当第二开关Q2导通时，第一开关Q1断开时，电源14、第二升压支路电感L4与第二开关Q2形成回路，第二升压支路电感L4被电源14充电。同时，电源14、第一升压支路电感L3、超声雾化片12与第二开关Q2形成回路，电源14与第一升压支路电感L3上的电压同时为超声雾化片12提供驱动电压。

在一实施例中，如图9所示，驱动支路132还包括电流检测子支路1324，其中，电流检测子支路1324分别与电源14、升压支路1323及控制器131连接。具体地，电流检测子支路1324用于检测流入升压支路1323的电流。

在该实施例中，控制器131可通过电流检测子支路1324获取到流入升压支路1323的电流。继而，控制器131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4中还示例性的示出了电流检测子支路1324的一种结构，如图4所示，电流检测子支路1324包括放大器U2与第一电阻R1。其中，第一电阻R1分别与放大器U2及升压支路1323连接，且放大器U2与控制器131连接。

具体地，第一电阻R1的第一端分别与电源14及放大器U2的同相输入端连接，第一电阻R1的第二端分别与放大器U2的反相输入端、第一升压支路电感L3的第一端及第二升压支路电感L4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被配置为根据第一电阻R1两端的电压输出检测电压，以使控制器131根据检测电压确定流入至升压支路1323的电流。具体地，放大器U2能够对接收到的第一电阻R1两端的电压进行放大K倍后输出检测电压，其中，K为正整数。继而，控制器131在获取到检测电压后可根据检测电压与流入至升压支路1323的电流之间的关系，确定流入至升压支路1323的电流。

在一实施例中，电流检测支路144还包括第四电容C4、第五电容C5、第六电阻R6与第七电阻R7。其中，第四电容C4与第五电容C5为滤波电容，第六电阻R6为限流电阻，第七电阻R7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 (21)

1.一种超声雾化装置，其特征在于，包括：

储液腔，被配置为存储液体基质；

超声雾化片，与所述储液腔液体连通，所述超声雾化片被配置为产生振荡以雾化所述液体基质；

电源与驱动控制电路；

所述驱动控制电路，包括控制器、驱动电路和阻抗匹配电路；

所述阻抗匹配电路，包括电容支路和电感支路；所述电容支路与所述超声雾化片串联连接，形成第一电路，所述电感支路与所述第一电路连接，形成第二电路；

所述驱动电路分别与所述控制器、所述电源及所述第二电路连接，所述驱动电路被配置为基于所述控制器的控制，输出用于驱动所述超声雾化片的驱动电压。

2.根据权利要求1所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电容支路被配置为所述电容支路的容值小于所述超声雾化片工作在串联谐振频率点时的等效电容的容值。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电容支路包括第一电容。

4.根据权利要求3所述的超声雾化装置，其特征在于，所述第一电容的容值为[1nF,20nF]中的任一数值。

5.根据权利要求1-2任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电感支路包括第一电感；

所述第一电感与所述第一电路并联连接。

6.根据权利要求5所述的超声雾化装置，其特征在于，所述第一电感的电感值为[0.1μH,2μH]中的任一数值。

7.根据权利要求1-2任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电感支路包括第二电感；

所述第二电感、所述电容支路及所述超声雾化片串联连接。

8.根据权利要求7所述的超声雾化装置，其特征在于，所述第二电感的电感值为[1μH,4.7μH]中的任一数值。

9.根据权利要求1所述的超声雾化装置，其特征在于，所述驱动电路包括驱动支路、开关支路与升压支路；

所述驱动支路分别与所述控制器及所述电源连接，所述驱动支路被配置为响应于所述控制器输出的第一脉冲信号及所述电源输出的电流而输出第二脉冲信号；

所述开关支路与所述驱动支路连接，所述开关支路被配置为响应于所述第二脉冲信号而导通或断开；

所述升压支路分别与所述电源、所述开关支路及所述第二电路连接，所述升压支路被配置为响应于所述开关支路的导通或断开而对所述电源的输出电压进行升压，以产生所述驱动电压。

10.根据权利要求9所述的超声雾化装置，其特征在于，所述开关支路包括第一开关与第二开关，所述第一开关分别与所述驱动支路及所述升压支路连接，所述第二开关分别与所述驱动支路及所述升压支路连接；

所述第一开关与所述第二开关交替导通。

11.根据权利要求10所述的超声雾化装置，其特征在于，所述开关支路还包括第一开关支路电容与第二开关支路电容；

所述第一开关支路电容的第一端与所述第一开关的第二端连接，所述第一开关支路电容的第二端与所述第一开关的第三端连接，所述第二开关支路电容的第一端与所述第二开关的第二端连接，所述第二开关支路电容的第二端与所述第二开关的第三端连接。

12.根据权利要求10所述的超声雾化装置，其特征在于，所述升压支路包括第一升压支路电感与第二升压支路电感；

所述第一升压支路电感分别与所述第一开关、所述电源及所述第二电路连接，所述第二升压支路电感分别与所述第二开关、所述电源及所述第二电路连接。

13.根据权利要求1-2任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述超声雾化片工作时，施加到所述超声雾化片的工作电流和工作电压保持同相位；或者

所述超声雾化片工作时，施加到所述超声雾化片的工作电流和工作电压的相位差小于40°。

14.根据权利要求1-2任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述超声雾化片工作时的工作电压波形为欠阻尼振荡或者递减式振荡。

15.根据权利要求1-2任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述超声雾化片刚启动阶段的工作电压为整个工作周期的工作电压的最大值。

16.一种超声雾化装置，其特征在于，包括：

储液腔，被配置为存储液体基质；

超声雾化片，与所述储液腔液体连通，所述超声雾化片被配置为产生振荡以雾化所述液体基质；

电源与驱动控制电路；

所述驱动控制电路包括控制器、双开关升压驱动电路和阻抗匹配电路；

其中，所述阻抗匹配电路包括电容支路和电感支路；所述电容支路与所述超声雾化片串联连接，形成第一电路，所述电感支路与所述第一电路连接，形成第二电路；

其中，所述双开关升压驱动电路分别与所述控制器、所述电源及所述第二电路连接，所述双开关升压驱动电路被配置为基于所述控制器的控制，交替地输出用于驱动所述超声雾化片的第一驱动电压和第二驱动电压。

17.根据权利要求16所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电容支路包括第一电容，所述第一电容的容值小于所述超声雾化片工作在串联谐振频率点时的等效电容的容值。

18.根据权利要求16或者17任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电感支路包括与所述第一电路并联连接的第一电感，或者，所述电感支路包括与所述超声雾化片相串联连接的第二电感。

19.一种超声雾化装置，其特征在于，包括：

电源机构与超声雾化器；

所述超声雾化器包括：

第一壳体，所述第一壳体内形成储液腔，被配置为存储液体基质；

设置在所述第一壳体内的超声雾化片，所述超声雾化片与所述储液腔液体连通，所述超声雾化片被配置为在接收到驱动电压时产生振荡，以雾化所述液体基质；

所述电源机构包括：

第二壳体；

设置在所述第二壳体内的电源与驱动控制电路，所述驱动控制电路包括控制器、驱动电路和阻抗匹配电路，其中所述驱动电路分别与所述电源和所述控制器连接，所述阻抗匹配电路包括电容支路和电感支路；

在所述第一壳体与所述第二壳体耦合时，所述电容支路与所述超声雾化片串联连接，形成第一电路，所述电感支路与所述第一电路连接，形成第二电路，所述驱动电路与所述第二电路连接；所述驱动电路被配置为基于所述控制器的控制，输出用于驱动所述超声雾化片的驱动电压。

20.根据权利要求19所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电容支路包括第一电容，所述第一电容的容值小于所述超声雾化片工作在串联谐振频率点时的等效电容的容值。

21.根据权利要求19或者20任意一项所述的超声雾化装置，其特征在于，所述电感支路包括与所述第一电路并联连接的第一电感，或者，所述电感支路包括与所述超声雾化片串联连接的第二电感。

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