CN217989794U - 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、超声雾化片、控制电路及电源，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；控制电路被配置为：在超声雾化片的工作过程中，获取流经超声雾化片的电流，并根据流经超声雾化片的电流与目标工作功率确定超声雾化片的目标工作电压；调节电源所提供的电压，以为超声雾化片提供目标工作电压。通过上述方式，能够基于目标工作功率不断为超声雾化片匹配对应的工作电压，以保持超声雾化片有较佳的雾化效果及较高的工作效率。

Description

超声雾化器

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种超声雾化器。

背景技术

超声雾化器利用超声波雾化技术以实现雾化功能的装置。目前，在超声雾化器的使用过程中，通常采用为超声雾化器中的超声雾化片提供固定电压的方式。

然而，在超声雾化片的工作过程中，若该固定电压设置较小，则可能导致在超声雾化片工作的启动阶段的雾化效果较差；而若该固定电压设置较大，则为了防止超声雾化片的工作功率过大而需要使超声雾化片工作在远离谐振频率点，此时超声雾化片的工作电流过小，超声雾化片的工作效率较低。

实用新型内容

本申请旨在提供一种超声雾化器，能够基于目标工作功率不断为超声雾化片匹配对应的工作电压，以保持超声雾化片有较佳的雾化效果及较高的工作效率。

为实现上述目的，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；

控制电路及电源；

其中，所述控制电路被配置为：

在所述超声雾化片的工作过程中，获取流经所述超声雾化片的电流，并根据所述流经所述超声雾化片的电流与目标工作功率确定所述超声雾化片的目标工作电压；

调节所述电源所提供的电压，以为所述超声雾化片提供目标工作电压。

在一种可选的方式中，在所述超声雾化片工作过程中的启动阶段，所述目标工作功率保持为第一功率，其中，所述第一功率为所述超声雾化片在工作过程中的最大功率。

在一种可选的方式中，在所述超声雾化片工作过程中的启动阶段与稳定阶段之间，所述超声雾化片的目标工作功率呈现减小的趋势。

在一种可选的方式中，在所述超声雾化片工作过程中的稳定阶段，所述超声雾化片的实际工作功率的波形为等幅振荡。

在一种可选的方式中，所述控制电路包括控制器、开关支路与电压转换支路；

所述开关支路，连接于电源与电压转换支路之间，且所述开关支路与所述控制器连接，所述开关支路被配置为响应于所述控制器输出的第一控制信号而导通，以建立所述电源与所述电压转换支路之间的连接；

所述电压转换支路，还与所述超声雾化片连接，所述电压转换支路被配置为将所述电源的电压进行升压，并输出可调节的电压，以为所述超声雾化片提供目标工作电压。

在一种可选的方式中，所述开关支路包括第一开关与第二开关；

所述第一开关连接于所述控制器及所述第二开关之间，且所述第一开关的一端接地，所述第一开关被配置为响应于所述第一控制信号而导通，以建立所述第二开关与地之间的连接；

所述第二开关连接于所述电源与所述电压转换支路之间，所述第二开关被配置为在所述第二开关接地时导通，以建立所述电源与所述电压转换支路之间的连接。

在一种可选的方式中，所述电压转换支路包括第一电压转换芯片与第一电容；

所述第一电容的第一端分别与所述控制器及所述第一电压转换芯片的反馈引脚连接，所述第一电容被配置为基于所述控制器输出的脉冲信号进行充电，并产生可调节的第一电压，以使所述第一电压转换芯片的电压输出引脚输出可调节的电压；

其中，所述脉冲信号的占空比与所述第一电压呈现正相关关系。

在一种可选的方式中，所述电压转换支路包括第二电压转换芯片与可变电阻；

所述可变电阻的第一端与所述第二电压转换芯片的反馈引脚连接，所述可变电阻被配置为基于所述控制器输出的第二控制信号而调节电阻值，以调节所述第二电压转换芯片的电压输出引脚输出的电压；

其中，所述可变电阻的电阻值与输入至所述第二电压转换芯片的电压输出引脚输出的电压呈现负相关关系。

在一种可选的方式中，所述控制电路还包括电压检测支路；

所述电压检测支路与所述电压转换支路连接，所述电压检测支路被配置为响应于所述电压转换支路输出的电压而输出电压检测信号，并输入至所述控制器，以使所述控制器基于所述目标工作电压实时调节所述电压转换支路输出的电压。

在一种可选的方式中，所述电压检测支路包括第一电阻、第二电阻与第二电容；

所述第一电阻的第一端与所述电压转换支路连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端及所述控制器连接，所述第二电阻的第二端及所述第二电容的第二端接地。

在一种可选的方式中，所述控制电路还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，所述电容支路和所述电感支路用于在所述超声雾化片工作在串联谐振点时，将所述第二电路的阻抗特性切换为感性，以使所述超声雾化片的工作电流和工作电压的相位差小于40°。

在一种可选的方式中，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。

在一种可选的方式中，所述电容支路包括第三电容，所述电感支路包括第一电感；

所述第三电容与所述超声雾化片串联连接；

所述第一电感与所述第一电路并联连接，或，所述第一电感与所述第三电容及所述超声雾化片串联连接。

第二方面，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；

控制电路及电源；

其中，所述控制电路被配置为：

在所述超声雾化片的工作过程中，获取所述电源输出的电流；

根据所述电源输出的电流平滑调节所述电源所提供的电压，以调节所述超声雾化片的实际工作功率，从而使所述实际工作功率与目标工作功率之间的差值处于第一预设范围内。

第三方面，本申请提供一种超声雾化的功率控制方法，应用于超声雾化器，所述超声雾化器包括用于存储液体基质的储液腔，与用于产生振荡以雾化所述液体基质的超声雾化片，所述方法包括：

获取流经所述超声雾化片的电流；

根据所述电流与目标工作功率，确定所述超声雾化片的目标工作电压；

输出所述目标工作电压。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：

输出预设频率范围中的多个频率的电压来驱动所述超声雾化片；

获取每个频率所对应的流经所述超声雾化片的电流；

根据每个频率所对应的超声雾化片的电流，确定所述超声雾化片的谐振频率。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：

在所述超声雾化片工作过程中的启动阶段，所述目标工作功率保持为第一功率，且所述第一功率大于10W。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：

在所述超声雾化片工作过程中的稳定阶段，所述目标工作功率为[6W，8W]中任一数值，所述超声雾化片的实际工作功率与所述目标工作功率之间的差值处于[-2W,+2W]的范围内。

在一种可选的方式中，所述输出所述目标工作电压，包括：

在[3V，20V]的范围内输出所述目标工作电压。

本申请提供的超声雾化器包括用于存储液体基质的储液腔、用于产生振荡以雾化液体基质的超声雾化片、控制电路及电源。其中，控制电路被配置为：在超声雾化片的工作过程中，获取流经超声雾化片的电流，并根据流经超声雾化片的电流与目标工作功率确定超声雾化片的目标工作电压。并调节电源所提供的电压，以为超声雾化片提供目标工作电压。从而，在超声雾化片的工作过程中，能够实时根据流经超声雾化片的电流与目标工作功率调节超声雾化片的工作电压，即可实现在超声雾化片工作中的不同阶段为超声雾化片提供不同的工作电压，以匹配超声雾化片在不同阶段的功率需求。例如，在超声雾化片工作的启动阶段通常需要较大的功率以使超声雾化片具有较佳的雾化效果，则可在超声雾化片工作的启动阶段为超声雾化片提供较大的工作电压，以满足超声雾化片在启动时的大功率需求；又如，在超声雾化片工作的稳定阶段，通常需要使超声雾化片的工作功率维持在一个较小的合理的值，此时，能够基于目标工作功率不断为超声雾化片匹配对应的工作电压，以实时调节超声雾化片的工作功率保持在一个适当的范围，同时还能够使超声雾化片能够工作在串联谐振点附近，超声雾化片也具有较高的工作效率。

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执行的方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的确定超声雾化片的谐振频率的流程图；

图5为本申请实施例提供的超声雾化片的目标工作功率与实际工作功率的示意图；

图6为本申请另一实施例提供的控制电路执行的方法的流程图；

图7为本申请实施例提供的超声雾化的功率控制方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的控制电路的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的控制器的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的开关支路的电路结构示意图；

图11为本申请实施例提供的电压转换支路与电压检测支路的电路结构示意图；

图12为本申请另一实施例提供的电压转换支路与电压检测支路的电路结构示意图；

图13为本申请实施例提供的电容支路与电感支路的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的电容支路与电感支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。

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。

控制电路13与超声雾化片12电性连接，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，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，超声雾化器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。

超声雾化器100可以为一体式的，也可以为组装式的。在一实施方式中，当超声雾化器100为组装式时，超声雾化器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。

在一实施例中，第一壳体17与第二壳体18之间可拆卸连接，例如第一壳体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，超声雾化器100可基本上是棒状、扁筒状、杆状或者柱状形状等。

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，则可以简化结构。

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。

请参照图3，图3示出了控制电路14所能够执行的方法步骤，即控制电路13被配置为可执行如下步骤：

步骤301：在超声雾化片的工作过程中，获取流经超声雾化片的电流。

其中，当超声雾化片的工作频率不同时，流经超声雾化片的电流也不同，即流经超声雾化片的电流随着超声雾化片的工作频率的改变而改变。而超声雾化片的工作频率则由驱动超声雾化片的电压所决定，例如在一实施方式中，当超声雾化片的频率是兆赫兹(MHz)级别时，超声雾化片的驱动电压是12V-24V之间；当超声雾化片的频率是千赫兹(KHz)级别时，超声雾化片的驱动电压是3V-12V之间。

同时，为了使超声雾化片具有较高的工作效率，通常需要使超声雾化片工作在谐振频率点附近。但是，在超声雾化片的工作过程中，由于温度上升及在超声雾化片上应力作用改变，超声雾化片的谐振频率所对应的电流大小实时在改变，所以需要对超声雾化片不断进行追频，即不断确定超声雾化片的谐振频率，以控制超声雾化片保持工作在谐振频率点附近。在一实施例中，可通过以下步骤不断确定超声雾化片的谐振频率：

步骤401：输出预设频率范围中的多个频率的电压来驱动超声雾化片。

步骤402：获取每个频率所对应的流经超声雾化片的电流。

步骤403：根据每个频率所对应的超声雾化片的电流，确定超声雾化片的谐振频率。

具体地，当超声雾化片在某个电压下工作时，在预设频率范围内选择多个不同的频率分别驱动超声雾化片。继而，在超声雾化片的每个震动频率下，均对应一个流经超声雾化片的电流，通过获取各个频率所对应的流经超声雾化片的电流，则可确定超声雾化片的谐振频率，例如，在一实施方式中，获取各个频率所对应的流经超声雾化片的电流中的最大值，该最大值电流所对应的频率即可以被设置为超声雾化片当前的谐振频率。

可以理解的是，对超声雾化片的追频过程应该是在超声雾化片的工作过程中持续运行的，即在上述实施例中确定超声雾化片当前的谐振频率后，还应继续再次执行图4所示的各个步骤，以实时更新超声雾化片的谐振频率，才能够控制超声雾化片一直保持工作在谐振频率附近。

步骤302：根据流经超声雾化片的电流与目标工作功率确定超声雾化片的目标工作电压。

步骤303：调节电源所提供的电压，以为超声雾化片提供目标工作电压。

其中，目标工作功率为预先设置的工作功率，其可根据实际应用情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限制。

例如，在一实施例中，请参照图5，图5中示例性示出了超声雾化片的目标工作功率与实际工作功率的示意图，其中，曲线L1为实际工作功率的示意图；虚线L2为目标工作功率的示意图。

如图5所示，在超声雾化片工作过程中的启动阶段，即在T0时刻，将目标工作功率设置为第一功率，其中，第一功率为超声雾化片在工作过程中的最大功率。

可以理解的是，在T0时刻之前，超声雾化器处于静置状态。而在超声雾化器长时间静置后，在超声雾化片上会积累大量的雾化液，累加的雾化液降低了超声雾化片电能转换为机械能的效率，典型的从电性能角度观测，即为品质因素(Q值)严重减小，动态等效电阻增大，相关电性能参数改变。可见，此时如果功率过小，则超声雾化片需要先将上面累积过多的雾化液甩开，才能进一步使剩余的雾化液雾化，继而导致启动较慢，第一口雾气量小，用户体验差。因此，为了快速出雾气，需要在较短时间内迅速提升功率，使雾化器急速的将雾化液喷射出去，以实现快速雾化。从而，在超声雾化片刚启动阶段将目标工作功率设置为超声雾化片在工作过程中的最大功率，则能够以最大的电压驱动超声雾化片，实现第一口快速出雾气。其中，在启动阶段，目标工作功率与实际功率功率相同，为超声雾化片在工作过程中的最大功率。此外，第一功率可根据实际应用情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限制，例如，在一实施方式中，为了保持第一口能够快速出雾气，可将第一功率设置为大于10W。其中，该实施例中，雾化液在不同的应用场景中可以对应不同的产品，本申请实施例对此不作具体限制，例如，在一实施方式中，在电子烟的应用场景中，雾化液可以为烟油；又如，在另一实施方式中，在医用雾化器的应用场景中，雾化片可以为医用雾化器内部的药液。

继而，在T0时刻与T1时刻之间，由于在T0时刻超声雾化片采用了最大功率，则超声雾化片已经产生了温度效应，温升有助于雾化液分子活跃，并使雾化液加速雾化。在该种情况下，如果仍然在超声雾化片上施加较大功率，则会导致超声雾化片的温度进一步上升，进而导致超声雾化片发热温度较高，甚至可能会烧坏超声雾化片。因此，紧接着要降低功率，即是使超声雾化片的目标工作功率逐渐减小，直至在T1时刻开始进入超声雾化片工作过程中的稳定阶段。换言之，在超声雾化片工作过程中的启动阶段与稳定阶段之间的阶段，超声雾化片的目标工作功率呈现减小的趋势。其中，在启动阶段与稳定阶段之间的阶段，按照所设置的目标工作功率，超声雾化片的实际工作功率也随之减小，即目标工作功率与实际工作功率均为减小的趋势。

在超声雾化片工作过程中的稳定阶段，在T1时刻之后，目标工作功率如虚线L2所示为直线，即目标工作功率保持不变。例如，在一实施例中，将目标工作功率设置为[6W，8W]中任一数值。然而，在实际应用中，在检测到流经超声雾化片的电流，并根据目标工作功率计算出目标工作电压后，在输出目标工作电压驱动超声雾化片时，超声雾化片的电流可能又再次发生变化，导致此时超声雾化片的实际功率大于或小于目标工作功率。那么，就需要再次检测到流经超声雾化片的电流，并计算出新的目标工作电压，以继续调节超声雾化片的工作功率。不断的重复上述过程，并且由于流经超声雾化片的电流的变化速度始终快于目标工作电压的改变速度，所以导致超声雾化片的实际工作功率的波形为等幅震动，具体波形对应曲线L1在T1时刻之后的部分。在一实施例中，超声雾化片的实际工作功率的波动范围为[-2W，2W]，即超声雾化片的实际工作功率与目标工作功率之间的差值处于[-2W,+2W]的范围内，从而使使超声雾化片的实际工作功率保持在较小的范围内波动，以保持超声雾化片的稳定工作。

可以理解的是，在超声雾化片工作过程中的稳定阶段，随着工作的进行，超声雾化片的温度也可能会逐渐增大，则此时可将目标工作功率设置为逐渐减小的趋势，以防止超声雾化片的温度过高，从而能够维持超声雾化片的稳定运行。例如，在另一种实施方式中，目标工作功率设置为在第一时长内保持第一目标工作功率、在第二时长内保持第二目标工作功率…在第N时长内保持第N目标工作功率。其中，第一时长结束的时刻即为第二时长开始的时刻，第二时长结束的时刻即为第三时长开始的时刻…第N-1时长结束的时刻即为第N时长开始的时刻，且第一目标工作功率＞第二目标工作功率＞…第N目标工作功率，N为＞1的整数。

综上，在该实施例中，通过结合流经超声雾化片的电流与目标工作功率可实时得到目标工作电压，并采用目标工作电压驱动超声雾化片。换言之，基于流经超声雾化片的电流与目标工作功率，能够不断为超声雾化片匹配对应的电压，并且，超声雾化片的实际工作电压曲线为平滑的曲线，即在超声雾化片的工作电压的可调节范围内，能够调节超声雾化片为任一电压，亦即实现了该超声雾化片的无极调压，从而才能够使超声雾化片的实际工作功率保持在一定范围内波动。并且该波动范围较小，还可认为该超声雾化片的实际工作功率处于较为稳定的状态。因此，通过上述方式，能够控制超声雾化片的实际工作功率始终维持在一个较小的合理的值，则既能够节约能耗与降低温升，也能够始终维持超声雾化片工作在串联谐振频率点附近，以助于提升超声雾化片的工作效率，即提升超声雾化器的工作效率。

同时，在一实施例中，还将目标工作电压的调节范围设置为一较大的范围，以满足不同超声雾化片的工作功率需求。例如，在一实施方式中，将目标工作电压的调节范围设置为[3V，20V]，即在[3V，20V]的范围内输出目标工作电压。

请参照图6，图6示出了控制电路14所能够执行的另一种方法步骤，即控制电路13被配置为可执行如下步骤：

步骤601：在超声雾化片的工作过程中，获取电源输出的电流。

步骤602：根据电源输出的电流平滑调节电源所提供的电压，以调节超声雾化片的实际工作功率，从而使实际工作功率与目标工作功率之间的差值处于第一预设范围内。

其中，平滑调节即电源所提供的电压平滑连续的变化，并且可以在整个电压的调节范围内的任意一点都可以稳定输出电压。

换言之，通过对电源所提供的电压不断的调节，以为超声雾化片提供不同的电压，能够控制超声雾化片的实际工作功率不断趋向于目标工作功率，从而使实际工作功率与目标工作功率之间的差值始终处于第一预设范围内。其中，第一预设范围可根据实际应用情况进行设置，本申请实施例对此不作具体限制。例如，仍以图5所示的实际工作功率与目标工作功率为例，在T1时刻时候，通过实时调节电源所提供的电压，能够使超声雾化片的实际工作功率与目标工作功率之间的差值处于[-2W,+2W]的范围内，从而使超声雾化片的实际工作功率保持在较小的范围内波动，以保持超声雾化片的稳定工作，并达到维持超声雾化片工作在串联谐振频率点附近的目的。

应理解，在该实施例中，控制电路的具体实现过程以及产生的有益效果，可以参考图3所示的方法实施例中的相应描述，为了简洁，这里不再赘述。

请参照图7，图7为本申请实施例提供的超声雾化的功率控制方法的流程图。其中，该超声雾化的功率控制方法应用于超声雾化器，超声雾化器包括用于存储液体基质的储液腔，与用于产生振荡以雾化液体基质的超声雾化片。这里，超声雾化器的结构可以参考上述针对图1至图2的具体描述，这里不再赘述。该超声雾化的功率控制方法包括以下步骤：

步骤701：获取流经超声雾化片的电流。

步骤702：根据电流与目标工作功率，确定超声雾化片的目标工作电压。

步骤703：输出目标工作电压。

在一实施例中，该方法还包括：输出预设频率范围中的多个频率的电压来驱动超声雾化片；获取每个频率所对应的流经超声雾化片的电流；根据每个频率所对应的超声雾化片的电流，确定超声雾化片的谐振频率。

在一实施例中，该方法还包括：在超声雾化片工作过程中的启动阶段，目标工作功率保持为第一功率，且第一功率大于10W。

在一实施例中，该方法还包括：在超声雾化片工作过程中的稳定阶段，目标工作功率为[6W，8W]中任一数值，超声雾化片的实际工作功率与目标工作功率之间的差值处于[-2W,+2W]的范围内。

在一实施例中，步骤703中输出目标工作电压的过程包括如下步骤：在[3V，20V]的范围内输出目标工作电压。

应理解，在该实施例中，对超声雾化器的具体控制以及产生的有益效果，可以参考图3与图6所示的方法实施例中的相应描述，为了简洁，这里不再赘述。

在另一些实施例中，控制电路13还可通过电路结构实现其功能。请参照图8，图8中示例性示出了控制电路13的一种结构。

如图8所示，控制电路13包括控制器131、开关支路132与电压转换支路133。

其中，开关支路132连接于电源14与电压转换支路133之间，且开关支路132与控制器131连接，电压转换支路133与超声雾化片12连接。

具体地，开关支路132被配置为响应于控制器131输出的第一控制信号而导通，以建立电源14与电压转换支路133之间的连接。电压转换支路133被配置为将电源14的电压进行升压，并输出可调节的电压，以为超声雾化片12提供目标工作电压。

在该实施例中，当控制器131输出第一控制信号时，开关支路132导通，电源14与电压转换支路133连通。电压转换支路133将电源14的电压作为输入电压，并对该输入电压进行升压后输出可调节的电压，从而能够实时调节超声雾化片12的实际工作电压，以使超声雾化片12的实际工作电压为超声雾化片12的目标工作电压。

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。

图9中还示例性示出了控制器131的一种结构，如图9所示，控制器131包括：至少一个处理器901；以及，与至少一个处理器901通信连接的存储器902，图8中以其以一个处理器901为例。存储器902存储有可被至少一个处理器901执行的指令，指令被至少一个处理器901执行，以使至少一个处理器901能够执行上述图3、图6与图7所示的方法。处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。

存储器902作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述图3、图6与图7所示的方法。

存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据数据传输装置的使用所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。

一个或者多个模块存储在存储器902中，当被一个或者多个处理器901执行时，执行上述任意方法实施例中的方法，例如，执行以上描述的图3、图6与图7所示的方法步骤。

请参照图10，图10中示例性示出了开关支路132的一种结构。如图10所示，开关支路132包括第一开关Q1与第二开关Q2。

其中，第一开关Q1连接于控制器131及第二开关Q2之间，且第一开关Q1的一端接地GND，第一开关Q1被配置为响应于控制器131输出的第一控制信号而导通，以建立第二开关Q2与地GND之间的连接。第二开关Q2连接于电源14与电压转换支路133之间，第二开关Q2被配置为在第二开关Q2接地GND时导通，以建立电源14与电压转换支路133之间的连接。

其中，在该实施例中，以第一开关Q1为N型金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称NMOS管)，以及第二开关Q2为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称PMOS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。PMOS管的栅极为第二开关Q2的第一端，PMOS管的源极为第二开关Q2的第二端，PMOS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也可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管、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、信号继电器中的至少一种。

在一实施例中，第三开关支路138还包括第三电阻R3与第四电阻R4。其中，第三电阻R3的第一端与第二开关Q2的第二端连接，第三电阻R3的第二端与第二开关Q2的第一端连接，第四电阻R4的第一端与第一开关Q1的第一端连接，第四电阻R4的第二端接地GND。

在该实施例中，当控制器131输出第一控制信号至第一开关Q1时，第一开关Q1导通。第二开关Q2的第一端通过第一开关Q1后接地GND，第二开关Q2导通，电源14与电压转换支路133之间连通。

请参照图11，图11中示例性示出了电压转换支路133的一种结构。如图11所示，电压转换支路133包括第一电压转换芯片U1与第一电容C1。

其中，第一电容C1的第一端分别与控制器131及第一电压转换芯片U1的反馈引脚(第一电压转换芯片U1的第5引脚)连接，第一电容C1被配置为基于控制器131输出的脉冲信号进行充电，以产生可调节的第一电压，以使第一电压转换芯片U1的电压输出引脚(第一电压转换芯片U1的第6引脚)输出可调节的电压。其中，控制器131输出的脉冲信号的占空比与第一电压呈现正相关关系。

在一实施例中，该电压转换支路133还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7与第八电阻R8。

其中，第五电阻R5、第六电阻R6与第一电容C1依次串联连接，第六电阻R6与第一电容C1之间的连接点与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端与控制器131连接，第八电阻R8连接于开关支路132与第一电压转换芯片U1的使能引脚(即第一电压转换芯片U1的第11引脚)之间，第一电压转换芯片U1的电压输入引脚(即第一电压转换芯片U1的第10引脚)与开关支路132连接。

在该实施例中，在控制器131输出一定频率的脉冲信号(即PWM方波信号)至RC电路(第六电阻R6与第一电容C1组成的电阻)中，在第一电容C1会得到一个较为稳定的电压值VC1(即为第一电压)，且该电压值VC1的大小由脉冲信号的占空比决定。当脉冲信号的占空比增大时，电压值VC1也增大；当脉冲信号的占空比减小时，电压值VC1也减小，亦即脉冲信号的占空比与第一电压呈现正相关关系。

第一电压转换芯片U1的第6引脚)输出可调节的电压VOUT为：

VOUT＝(VFB-VC1)*(r5+r6)/r6(1)

其中，VFB是固定值，为第一电压转换芯片U1内部反馈电压的基准值，r5为第五电阻R5的电阻值，r6为第六电阻R6的电阻值。在该实施例中，只需满足电压值VC1只要小于VFB，则通过动态调节电压值VC1大小，就能够获得不同的输出电压大小。而电压值VC1的大小又取决于控制器131的脉冲信号的占空比，即通过动态调节控制器131的脉冲信号的占空比，就能够获得不同的输出电压大小。同时，由等式(1)可知，电压值VC1与输出电压的大小呈现负相关关系，即输出电压随着电压值VC1的增大而减小，输出电压随着电压值VC1的减小而增大。

例如，当需要增大第一电压转换芯片U1的电压输出引脚的输出电压时，控制器131需调节脉冲信号的占空比减小；当需要减小第一电压转换芯片U1的电压输出引脚的输出电压时，控制器131需调节脉冲信号的占空比增大。

综上，在该实施例中，通过动态调节控制器131的脉冲信号的占空比，就能够使第一电压转换芯片U1的电压输出引脚输出不同大小的电压。并且，由于控制器131的脉冲信号的调节范围较大，因此可以获得无数个不同的输出电压，从而实现了无极调压的功能，并可经一部实现动态调节功率的功能。

在一实施例中，请继续参照图11，控制电路13还包括电压检测支路134。其中，电压检测支路134与电压转换支路133连接。

具体地，电压检测支路134被配置为响应于电压转换支路133输出的电压而输出电压检测信号，并输入至控制器131，以使控制器131基于目标工作电压实时调节电压转换支路133输出的电压。

图11中还示例性示出了电压检测支路134的一种结构，如图11所示，电压检测支路134包括第一电阻R1、第二电阻R2与第二电容C2。

其中，第一电阻R1的第一端与电压转换支路133连接，第一电阻R1的第二端分别与第二电阻R2的第一端、第二电容C2的第一端及控制器131连接，第二电阻R2的第二端及第二电容C2的第二端接地GND。

具体地，第一电阻R1与第二电阻R2用于对第一电压转换芯片U1的电压输出引脚输出的电压进行分压，第二电容C2用于对第二电阻R2上的分压进行滤波。

在该实施例中，控制器131通过电压检测信号实时确定电压转换支路133输出的电压(即第一电压转换芯片U1的电压输出引脚输出的电压)，继而可确定电压转换支路133输出的电压是否可达到目标工作电压。当电压转换支路133输出的电压小于目标工作电压时，控制器131调节其输出的脉冲信号减小，以增大电压转换支路133输出的电压，直至电压转换支路133输出的电压等于目标工作电压；当电压转换支路133输出的电压大于目标工作电压时，控制器131调节其输出的脉冲信号增大，以减小电压转换支路133输出的电压，直至电压转换支路133输出的电压等于目标工作电压。

需要说明的是，如图11所示的电压转换支路133的硬件结构仅是一个示例，并且，电压转换支路133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。

在另一实施例中，电压转换支路133还可通过可变电阻的方式实现。如图12所示，电压转换支路包括第二电压转换芯片U2与可变电阻RL。

其中，可变电阻RL的第一端与第二电压转换芯片U2的反馈引脚连接，可变电阻RL被配置为基于控制器131输出的第二控制信号而调节电阻值，以调节第二电压转换芯片U2的电压输出引脚输出的电压。其中，可变电阻RL的电阻值与输入至第二电压转换芯片U2的电压输出引脚输出的电压呈现负相关关系。

具体地，当可变电阻RL的电阻值增大时，由于第二电压转换芯片U2内部反馈电压的基准值保持不变，即第二电压转换芯片U2的反馈引脚(第二电压转换芯片U2的第5引脚)上的电压保持不变，则流经第五电阻R5、第六电阻R6与可变电阻RL上的电流均减小，第五电阻R5上的压降减小，而第二电压转换芯片U2的电压输出引脚输出的电压为第二电压转换芯片U2的第5引脚上的电压(保持不变)与第五电阻R5上的压降(减小)之和，所以第二电压转换芯片U2的电压输出引脚输出的电压减小；反之，当可变电阻RL的电阻值减小时，基于类似的分析过程可得到第二电压转换芯片U2的电压输出引脚输出的电压增大。亦即，可变电阻RL的电阻值与输入至第二电压转换芯片U2的电压输出引脚输出的电压呈现负相关关系，从而，控制器131通过调节可变电阻RL的电阻值，就能够实现对第二电压转换芯片U2的电压输出引脚输出的电压的无极调节。

在一实施例中，如图13所示，控制电路13还包括电容支路135与电感支路136。其中，电容支路135与超声雾化片12串联连接，形成第一电路A1，电感支路136与第一电路A2连接，第二电路A2。

其中，电容支路135和电感支路136用于在超声雾化片12工作在串联谐振点时，将第二电路A2的阻抗特性切换为感性，以使超声雾化片12的工作电流和工作电压的相位差小于40°

在本申请的实施例中，通过增加电容支路135与电感支路136，可以克服超声雾化片12的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。

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，其能够阻碍电流的变化。

因此，一方面，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。

另一方面，由于电流的变化被阻碍，即电流的变化速率被减慢，则能够使电压改变的速度进一步接近电流的变化速度，有助于实现超声雾化片12的工作功率的快速调节，从而能够保持超声雾化片12的实际工作功率与目标工作功率保持在一个较小的范围内，以保持超声雾化片的实际工作功率始终维持在一个较小的合理的值，既能够节约能耗与降低温升，也能够始终维持超声雾化片工作在串联谐振频率点附近，以助于提升超声雾化片的工作效率，即提升超声雾化器的工作效率。

在一实施例中，电容支路135被配置为电容支路135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135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135，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135的容值。在一实施方式中，可以以电容支路135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136的电感值的最小值。接着，设置实际使用的电感支路136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136的容值，就能够一直保持第二电路A2的阻抗特征为感性。

请参照图14，图14示例性示出了电容支路135与电感支路136的一种结构。如图14所示，电容支路135包括第三电容C3，电感支路136包括第一电感L1。

其中，第三电容C3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。

第一电感L1可以与第一电路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，如图14中的(a)部分所示。

或者，第一电感L1与第三电容C3及超声雾化片12串联连接。具体为，第一电感L1与第一电路A1串联连接，且第一电感L1设于第一电路A1的左侧或者右侧(图未示)；或者第一电感L1连接于电容支路135与超声雾化片12之间，如图14中的(b)部分所示。其中，接口J1与接口J2用于与控制电路13中的其余电路结构连接。

在一实施例中，第三电容C3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三电容C3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)，则应对应修改第三电容C3的选值范围。

需要说明的是，在该实施例中，第三电容C3的取值范围可通过对不同的超声雾化片12的测试获得，以当使用该第三电容C3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。

在该实施例中，通过将第三电容C3的容值设置为[1nF,20nF]中的任一数值，一方面，能够防止因第三电容C3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，第三电容C3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。

在一实施例中，当第一电感L1可以与第一电路A1并联连接时，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。

在另一实施方式中，当第一电感L1与第三电容C3及超声雾化片12串联连接时，第一电感L1的电感值为[1μH,4.7μH]中的任一数值。而具体实现过程则与上述实施例类似，其在本领域技术人员容易理解的范围内，这里不再赘述。

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 (11)

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；

控制电路及电源；

其中，所述控制电路被配置为：

在所述超声雾化片的工作过程中，获取流经所述超声雾化片的电流，并根据所述流经所述超声雾化片的电流与目标工作功率确定所述超声雾化片的目标工作电压；

调节所述电源所提供的电压，以为所述超声雾化片提供目标工作电压；

其中，所述控制电路包括控制器、开关支路与电压转换支路；

所述开关支路，连接于电源与电压转换支路之间，且所述开关支路与所述控制器连接，所述开关支路被配置为响应于所述控制器输出的第一控制信号而导通，以建立所述电源与所述电压转换支路之间的连接；

所述电压转换支路，还与所述超声雾化片连接，所述电压转换支路被配置为输出可调节的电压，以为所述超声雾化片提供所述目标工作电压。

2.根据权利要求1所述的超声雾化器，其特征在于，

所述电压转换支路具体被配置为将所述电源的电压进行升压，并输出可调节的电压，以为所述超声雾化片提供目标工作电压。

3.根据权利要求2所述的超声雾化器，其特征在于，所述开关支路包括第一开关与第二开关；

所述第一开关连接于所述控制器及所述第二开关之间，且所述第一开关的一端接地，所述第一开关被配置为响应于所述第一控制信号而导通，以建立所述第二开关与地之间的连接；

所述第二开关连接于所述电源与所述电压转换支路之间，所述第二开关被配置为在所述第二开关接地时导通，以建立所述电源与所述电压转换支路之间的连接。

4.根据权利要求2所述的超声雾化器，其特征在于，所述电压转换支路包括第一电压转换芯片与第一电容；

所述第一电容的第一端分别与所述控制器及所述第一电压转换芯片的反馈引脚连接，所述第一电容被配置为基于所述控制器输出的脉冲信号进行充电，并产生可调节的第一电压，以使所述第一电压转换芯片的电压输出引脚输出可调节的电压；

其中，所述脉冲信号的占空比与所述第一电压呈现正相关关系。

5.根据权利要求2所述的超声雾化器，其特征在于，所述电压转换支路包括第二电压转换芯片与可变电阻；

所述可变电阻的第一端与所述第二电压转换芯片的反馈引脚连接，所述可变电阻被配置为基于所述控制器输出的第二控制信号而调节电阻值，以调节所述第二电压转换芯片的电压输出引脚输出的电压；

其中，所述可变电阻的电阻值与输入至所述第二电压转换芯片的电压输出引脚输出的电压呈现负相关关系。

6.根据权利要求2所述的超声雾化器，其特征在于，所述控制电路还包括电压检测支路；

所述电压检测支路与所述电压转换支路连接，所述电压检测支路被配置为响应于所述电压转换支路输出的电压而输出电压检测信号，并输入至所述控制器，以使所述控制器基于所述目标工作电压实时调节所述电压转换支路输出的电压。

7.根据权利要求6所述的超声雾化器，其特征在于，所述电压检测支路包括第一电阻、第二电阻与第二电容；

所述第一电阻的第一端与所述电压转换支路连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端及所述控制器连接，所述第二电阻的第二端及所述第二电容的第二端接地。

8.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，所述电容支路和所述电感支路用于在所述超声雾化片工作在串联谐振点时，将所述第二电路的阻抗特性切换为感性，以使所述超声雾化片的工作电流和工作电压的相位差小于40°。

9.根据权利要求8所述的超声雾化器，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。

10.根据权利要求8所述的超声雾化器，其特征在于，所述电容支路包括第三电容，所述电感支路包括第一电感；

所述第三电容与所述超声雾化片串联连接；

所述第一电感与所述第一电路并联连接，或，所述第一电感与所述第三电容及所述超声雾化片串联连接。

11.一种超声雾化器，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；

控制电路及电源；

其中，所述控制电路被配置为：

在所述超声雾化片的工作过程中，获取所述电源输出的电流；

根据所述电源输出的电流平滑调节所述电源所提供的电压，以调节所述超声雾化片的实际工作功率，从而使所述实际工作功率与目标工作功率之间的差值处于第一预设范围内。

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