JP2023502156A - ミスト吸入器 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、それぞれの優先権の利益を主張し、参照によりその全体を本願に組み入れる。2020年12月15日に出願された米国特許出願第17/122025号、及び2021年4月1日に出願された米国特許出願第17/220189号。
ミスト発生装置であって、以下を含むもの:
細長く、空気入口ポート及びミスト出口ポートを備えるミスト発生器ハウジング
ミスト発生器ハウジング内に設けられた液体チャンバであって、霧化される液体を収容するための液体チャンバ
ミスト発生器ハウジング内に設けられた超音波処理チャンバ
液体チャンバと超音波処理チャンバとの間に延びる毛細管要素であって、毛細管要素の第1の部分が液体チャンバ内にあり、毛細管要素の第2の部分が超音波処理チャンバ内にあるようにする毛細管要素
超音波処理チャンバ内に設けられた概して平面状の霧化表面を有する超音波トランスデューサであり、霧化表面の平面がミスト発生器ハウジングの長手方向の長さと実質的に平行であるように、超音波トランスデューサがミスト発生器ハウジング内に取り付けられる、超音波トランスデューサ。前記毛細管要素の第2の部分の一部が、前記霧化面の一部に重なっており、前記超音波トランスデューサが、前記霧化面を振動させて、前記毛細管要素の第2の部分によって運ばれる液体を霧化して、前記超音波処理チャンバ内に霧化した液体及び空気からなるミストを生成するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の超音波処理装置
空気入口ポート、超音波処理チャンバと前空気出口ポートとの間に空気流路を提供する気流配置であって、ミスト出口ポートから使用者が入口ポートを通って空気を引き出し、超音波処理チャンバを通ってミスト出口ポートを通って出て行き、音波処理チャンバ内で生成されたミストが使用者による吸入のためにミスト出口ポートを通って空気によって運ばれるミスト吸入装置であり、さらに次のものを含むもの:
次のものを内蔵するドライバ装置:
バッテリー
前記バッテリーからの電圧を所定の周波数の交流駆動信号に変換して前記超音波トランスデューサを駆動する交流ドライバ
超音波トランスデューサが交流駆動信号によって駆動されるときに、超音波トランスデューサによって使用される有効電力を監視するための有効電力監視配置であって、超音波トランスデューサによって使用される有効電力を示す監視信号を提供する有効電力監視配置
交流ドライバを制御し、有効電力監視配置から監視信号駆動を受信するためのプロセッサ
プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに以下を行わせる命令を格納するメモリ:
A. 交流ドライバを制御して、所定のスイープ周波数で超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力させる
B. 監視信号に基づいて、超音波トランスデューサによって使用されている有効電力を計算する
C. 交流ドライバを制御して交流駆動信号を変調し、超音波トランスデューサが使用する有効電力を最大化する
D. 超音波トランスデューサによって使用される最大有効電力と交流駆動信号のスイープ周波数の記録をメモリに保存する
E. 所定の反復回数の後、スイープ周波数がスイープ開始周波数からスイープ終了周波数まで増加又は減少するように、各反復でスイープ周波数が増加又は減少しながら、ステップA~Dを所定の回数だけ繰り返す
F. メモリに格納された記録から、超音波トランスデューサによって最大の有効電力が使用される交流駆動信号のスイープ周波数である交流駆動信号の最適周波数を特定する
G. 交流ドライバを制御して、最適な周波数で超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力し、超音波トランスデューサを駆動して液体を霧化させる。
細長く、空気入口ポート及びミスト出口ポートを備えるミスト発生器ハウジング
ミスト発生器ハウジング内に設けられた液体チャンバであって、霧化される液体を収容するための液体チャンバ
ミスト発生器ハウジング内に設けられた超音波処理チャンバ
液体チャンバと超音波処理チャンバとの間に延びる毛細管要素であって、毛細管要素の第1の部分が液体チャンバ内にあり、毛細管要素の第2の部分が超音波処理チャンバ内にあるようにする毛細管要素
超音波処理チャンバ内に設けられた概して平面状の霧化表面を有する超音波トランスデューサであり、霧化表面の平面がミスト発生器ハウジングの長手方向の長さと実質的に平行であるように、超音波トランスデューサがミスト発生器ハウジング内に取り付けられる、超音波トランスデューサ。前記毛細管要素の第2の部分の一部が、前記霧化面の一部に重なっており、前記超音波トランスデューサが、前記霧化面を振動させて、前記毛細管要素の第2の部分によって運ばれる液体を霧化して、前記超音波処理チャンバ内に霧化した液体及び空気からなるミストを生成するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の超音波処理装置
ミスト出口ポートで吸引する使用者が、入口ポートを通して、超音波処理チャンバを通り、ミスト出口ポートを通して外に出るように、空気入口ポートと超音波処理チャンバと空気出口ポートとの間に空気流路を提供する空気流配置と、超音波処理チャンバで発生したミストが空気によって、使用者によって吸入するためにミスト出口ポートを介して外に運ばれる、ミスト吸入器
いくつかの例では、ミスト発生装置には次のものが備えられている:ミスト発生器ハウジング内に保持されるトランスデューサホルダであって、トランスデューサ要素は、超音波トランスデューサを保持し、霧化表面の一部に重ねられた毛細管要素の第2の部分を保持するトランスデューサホルダと、液体チャンバと超音波処理チャンバの間にバリアを提供する仕切り部であって、仕切り部は毛細管要素の第1の部分の一部が延びる毛細管開口を構成している仕切り部をさらに備える。
バッテリー
前記バッテリからの電圧を所定の周波数の交流駆動信号に変換して超音波トランスデューサを駆動する交流ドライバ
超音波トランスデューサが交流駆動信号によって駆動されるときに、超音波トランスデューサによって使用される有効電力を監視するための有効電力監視配置であって、超音波トランスデューサによって使用される有効電力を示す監視信号を提供する有効電力監視配置
交流ドライバを制御し、有効電力監視配置から監視信号駆動を受信するためのプロセッサ
プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに以下を行わせる命令を格納するメモリ:
A. 交流ドライバを制御して、所定のスイープ周波数で超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力させる
B. 監視信号に基づいて、超音波トランスデューサによって使用されている有効電力を計算する
C. 交流ドライバを制御して交流駆動信号を変調し、超音波トランスデューサが使用する有効電力を最大化する
D. 超音波トランスデューサによって使用される最大有効電力と交流駆動信号のスイープ周波数の記録をメモリに保存する
E. 所定の反復回数の後、スイープ周波数がスイープ開始周波数からスイープ終了周波数まで増加又は減少するように、各反復でスイープ周波数が増加又は減少しながら、ステップA~Dを所定の回数だけ繰り返す
F. メモリに格納された記録から、超音波トランスデューサによって最大の有効電力が使用される交流駆動信号のスイープ周波数である交流駆動信号の最適周波数を特定する
G. 交流ドライバを制御して、最適な周波数で超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力し、超音波トランスデューサを駆動して液体を霧化させる。
霧化される液体を受け取るように適合された液体チャンバ又はカートリッジを含む液体リザーバ構造体
前記液体チャンバ又は前記カートリッジと流体連通している超音波処理チャンバ
前記の液体チャンバに受容される前記液体は、57~70%(w/w)の植物性グリセリン及び30~43%(w/w)のプロピレングリコールを含み、前記プロピレングリコールはニコチン及び香料を含む。
本開示の態様は、添付の図と共に読まれた場合、以下の詳細な説明から最もよく理解される。当業界の標準的な慣行にしたがって、様々な特徴は縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。実際、様々な特徴の寸法は、議論を明確にするために任意に増やしたり減らしたりすることができる。
いくつかの例では、超音波振動手段5は、圧電セラミックからなる。圧電セラミックは、化合物を混合してセラミック生地を作ることによって製造されるが、この混合工程は、製造全体を通じて一貫していない場合がある。この不均一性により、硬化した圧電セラミックの共振周波数にばらつきが生じることがある。
動作中、圧電トランスデューサへの負荷が変化すると、圧電トランスデューサ全体の振動の変位が抑制される。圧電トランスデューサの振動を最適に変位させるには、回路が最大変位に十分な電力を供給できるように駆動周波数 を調整する必要がある。
圧電トランスデューサの超音波振動は、装置に組み込んで部分的に減衰させる。これには、トランスデューサをシリコン/ゴムのリングに入れ、スプリングでトランスデューサの上にあるウィッキング材に圧力をかけることが考えられる。この振動の減衰により、トランスデューサの上とその周辺の局所的な温度は上昇する。
電子回路の発振周波数は、トランスデューサと発振器-ドライバ間の配線長によって変化することがある。電子回路の周波数は、トランスデューサと残りの回路との距離に反比例する。
組成物中の植物性グリセリンの相対量は:55から80%(w/w)、又は60から80%(w/w)、又は65から75%(w/w)、又は70%(w/w)、及び/又は
組成物中のプロピレングリコールの相対量は:5~30%(w/w)、又は10から30%(w/w)、又は15から25%(w/w)、又は20%(w/w)、及び/又は
組成物中の水の相対量は:5から15%(w/w)、又は7から12%(w/w)、又は10%(w/w)、及び/又は
組成物中のニコチン及び/又はニコチン塩の量は:0.1から80mg/ml、又は0.1から50mg/ml、又は1から25mg/ml、又は10から20mg/ml、又は17mg/ml。
1. 超音波処理部
携帯機器での吸入のために、1um以下の粒子径で、これまでで最も効率的なエアロゾル化を得るために、超音波処理部は、高い適応周波数(約3MHz)で超音波トランスデューサ215(圧電セラミックディスク(PZT))を受けるコンタクトパッドを提供しなければならない。
2. 超音波トランスデューサ215を流れる電流は、高帯域幅のセンス・整流回路によって、高いコモンモード電圧(ブリッジのハイサイド)でセンシングされる。感知された電流は、実効電流に比例した電圧に変換され、ブリッジIC301の電流感知出力端子309にバッファリングされた電圧として提供される。この電圧はPMIC300に供給されてサンプリングされ、I2C要求を通じてデジタル表現として利用できるようになる。超音波トランスデューサ215を流れる電流を感知することは、共振周波数追跡機能の一部を形成する。本明細書で説明するように、ブリッジIC301内でこの機能性を有効にする装置の能力は、重要な技術的利点を提供する。
3. PMIC300内に集積されたDAC(図43には示されていない)により、DC-DC昇圧コンバータ電圧VBOOSTを10Vから20Vの間になるようにプログラムすることが可能である。
4. マイクロコントローラ303は、装置202の充電器サブシステムが、この例では単一セル電池である電池250の充電を管理することを可能にする。
5. 発光ダイオード(LED)ドライバモジュール(図示せず)は、リニアモード又はガンマ補正モードのいずれかでLED308を駆動し、デジタル的に調光するためにPMIC300によって給電される。
6. マイクロコントローラ303は、圧力センサ307、308からPressure#1及びPressure#2センサ値を読み取ることができる。
第1相クロック信号フェーズ1は、clk_mの正の半周期の可変時間だけHighになり、clk_mの負の半周期にはLowになる。
第2相クロック信号フェーズ2は、clk_mの負の半周期の可変時間だけHighになり、clk_mの正の半周期の間Lowになる。
1及び第2相クロック信号フェーズ2のデューティサイクルを調節する。
の間で設定可能である。
バッテリ検出
バッテリー充電中
バッテリーが完全に充電されている
バッテリーがない
充電タイムアウト
充電用電源が不足電圧限界以下である
ii. PMIC300に接続された電池の電圧。
iii. PMIC300に接続された充電器の電圧。
iv. PMIC300のチップ温度を示す温度信号など。上述したように、温度センサ314が発振器315と同じICに内蔵されているため、この温度は非常に正確に測定することができる。例えば、PMIC300の温度が上がれば、PMIC300によって電流、周波数、PWMが制御され、トランスデューサの発振が制御され、それが温度を制御する。
v. 二つの外部端子。
vi. バッテリーパックの温度を監視するための外部NTC温度センサ。
T1-T4にタイミング信号を出力して、Hブリッジ回路が超音波トランスデューサ215などの共振回路を駆動するための交流駆動信号を出力するように、スイッチT1-T4が順番にオン/オフするように制御する。
4つのスイッチ又はトランジスタT1-T4からなり、各トランジスタT1-T4は、それぞれの論理入力A~Dによって駆動される。トランジスタT1-T4は、図50に図示されるように接続される2つの外部コンデンサCbを用いて内部で生成されるブートストラップ電圧によって駆動されるように構成される。
Hブリッジ334のそれぞれのハイサイド及びローサイドと直列に接続される正及び負の電流感知抵抗RshuntP、RshuntNから構成される。電流感知抵抗RshuntP、RshuntNは、この例では、0.1 Ω.の低値抵抗である。電流センサ335は、第1の電流センサ抵抗RshuntPを横切る電圧降下を測定する第1のオペアンプ344の形態の第1の電圧センサと、第2の電流センサ抵抗RshuntNを横切る電圧降下を測定する第2のオペアンプ345の形態の第2の電圧センサから構成されている。この例では、各オペアンプ344、345の利得は2V/Vである。各オペアンプ344、345の出力は、この例では、1mA/Vである。電流センサ335は、プルダウン抵抗Rcsからなり、この例では、2kΩである。オペアンプ344、345の出力は、信号CSoutの過渡現象を除去するローパスフィルタ346を通過した出力CSoutを提供する。ローパスフィルタ346の出力Voutは、電流センサ335の出力信号である。
1. 超音波トランスデューサ215を横切る正の出力電圧:A-オン、B-オフ、C-オフ、D-オン
2. 正の出力電圧からゼロへの移行: A-オフ、B-オフ、C-オフ、D-オン。この遷移の間、Aのスイッチングエラー又は遅延がある場合、A及びCに流れる電流を最小化又は回避することにより、電力損失を最小化又は回避するために、Cが最初にスイッチオフされる。
3. 出力電圧ゼロ:A-OFF、B-OFF、C-ON、D-ON。この出力電圧ゼロのフェーズでは、Hブリッジ334の出力OUTP、OUTNの端子は、オンのままのC、Dスイッチにより接地される。これにより、超音波トランスデューサの等価回路のコンデンサが蓄えたエネルギーが散逸し、超音波トランスデューサに印加されるスイッチング波形電圧の電圧オーバーシュートが最小化される。
4. 出力電圧ゼロからマイナスへの遷移A-OFF、B-OFF、C-ON、D-OFF。
5. 超音波トランスデューサ215を横切る負の出力電圧:A-OFF、B-ON、C-ON、D-OFF。
強制周波数モードでは、Hブリッジ334は上記の順序で制御されますが、使用者が選択可能な周波数で制御される。結果として、HブリッジトランジスタT1-T4は、超音波トランスデューサ215の固有の共振周波数とは無関係に強制的に制御され、超音波トランスデューサ215にわたる出力電圧を切り換える。したがって、強制周波数モードでは、Hブリッジ334は、共振周波数f1を有する超音波トランスデューサ215を異なる周波数f2で駆動することができる。
以下のネイティブ周波数モードの動作は重要な開発であり、現在IC市場で入手可能な従来の超音波ドライバと比較して、精度と効率の改善における利点を提供するものである。
1. パッケージキャパシタのハードスイッチングに関連する電流スパイクが大幅に減少するか、又は完全に回避される。
2. ハードスイッチングによる電力損失がほとんどない。
3. 周波数制御は制御ループで行い、圧電トランスデューサの共振周波数(圧電トランスデューサの固有共振周波数)に近づけることができる。
2. フィードバック信号
PMIC300のPHASE_A端子とPHASE_B端子とブリッジIC301との接続は、Hブリッジ334を駆動するPWM変調された制御信号を伝送するものである。PMIC300のEN_BR端子とブリッジIC301との接続は、Hブリッジ334の起動のトリガーとなるEN_BR制御信号を伝達する。PHASE_A、PHASE_B、EN_BR制御信号の間のタイミングは重要であり、PMIC300のデジタルブリッジ制御によって処理される。
ヒューズプログラミング(Fusing):ヒューズプログラミング(ワンタイムプログラマブルメモリのプログラミング)中、eFuseメモリバンク358内の関連ヒューズを焼くために高電流が必要とされる。このモードでは、調節ループの利得と帯域幅を維持するために、より高いバイアス電流が供給される。
1. 署名者公開鍵の検証:ホスト は製造者公開鍵と証明書を要求する。ホスト は証明書を認証局公開鍵で検証する。
2. デバイス公開鍵の検証:検証が成功した場合、ホストはデバイス公開鍵と証明書を要求する。ホストは、製造業公開鍵を用いて証明書を検証する。
3. チャレンジ-レスポンス:検証が成功した場合、ホストは乱数チャレンジを作成し、それをデバイスに送信する。最終製品は、デバイスの秘密鍵で乱数チャレンジに署名する。
4. 署名はデバイスの公開鍵を用いて検証するためにホストに送り返される。
A. 交流ドライバを制御して、所定のスイープ周波数で超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力させる
B. 監視信号に基づいて、超音波トランスデューサによって使用されている有効電力を計算する
C. 交流ドライバを制御して交流駆動信号を変調し、超音波トランスデューサが使用する有効電力を最大化する
D. 超音波トランスデューサによって使用される最大有効電力と交流駆動信号のスイープ周波数の記録をメモリに保存する
E. 所定の反復回数の後、スイープ周波数がスイープ開始周波数からスイープ終了周波数まで増加又は減少するように、各反復でスイープ周波数が増加又は減少しながら、ステップA~Dを所定の回数だけ繰り返す
F. メモリに格納された記録から、超音波トランスデューサによって最大の有効電力が使用される交流駆動信号のスイープ周波数である交流駆動信号の最適周波数を特定する
G. 交流ドライバを制御して、最適な周波数で超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力し、超音波トランスデューサを駆動して液体を霧化させる。
制御・情報部は、データ保存用の外部EEPROM、使用者表示用のLED、気流検出用の圧力センサ、エアロゾル化部の常時監視・管理用のBluetooth Low Energy(BLE)対応マイクロコントローラで構成されている。
パワーマネージメント部は、3.7V LiPoバッテリーから制御・情報部に電力を供給するLDO(Low Dropout Regulator)、内蔵LiPoバッテリーに高い保護と充電を行うBMS(Battery Management System)のパスで構成されている。
この装置は、医療用処方箋と日常的な顧客使用のための正確で信頼できる安全なエアロゾル化ソリューションであるため、制御された信頼できるエアロゾル化を提供しなければならない。
これは、次のようにいくつかのセクションに分けることができる内部メソッドによって実行される。
最適なエアロゾル化を実現するために、超音波トランスデューサ(PZT)は最も効率的な方法で振動させる必要がある。
圧電セラミックスの電気機械的特性から、部品は共振周波数で最も効率が高くなる。しかし、PZTを長時間共振させ続けると、部品が破損し、エアロゾルチャンバが使用できなくなることが避けられない。
吸入のたびに「スイートスポット」を特定する必要があるため、また使いすぎのため、PZTの温度は社内のダブルスイープ方式で変化している。
エアロゾル化が最適でなければならないため、低温吸入時にはシフトは使用されず、PZTは共振周波数で振動することになる。これは、短時間で繰り返さない限り起こりえず、そうでなければPZTは必然的に壊れる。
PZTの本質的な性質により、吸入は毎回異なる。ピエゾ素子以外にも、エアロゾルチャンバ内に残っているeリキッドの量、ガーゼのウィッキング状態、デバイスのバッテリーレベルなど、数多くのパラメータが吸入の結果に影響を及ぼす。
15Vの交流電圧を供給し、PZT内部の電流を2.5A程度に維持するために、バッテリーからの電流は7~8A程度に達し、バッテリー電圧の低下を招く。一般的なリポバッテリーでは、6秒を超える吸入の間、この過酷なリソースを維持することはできない。
エアロゾル化の鍵は制御であると言われるように、この装置で使われている方法は、PZTのプロファイル、PZT内部の電流、装置のバッテリーレベルを常に考慮したリアルタイムの多次元関数である。
この装置はBNS(Broughton Nicotine Services)の報告書でも確認されている安全な装置だが、ミストの安全性とエアロゾルチャンバと装置両方の完全性を保証するために、各吸入を制御する必要がある。
e-liquidの加熱により発生する可能性のあるカルボニルなどの有害成分への曝露を低減するため、最大吸入時間を6秒に設定し、これらの成分への曝露を完全に抑えている。
ピエゾ電気部品に依存しているため、吸入が停止すると超音波照射部が作動しないようになっている。2回の吸入の間の安全ディレイは、前の吸入の持続時間によって適応される。これにより、次の作動の前にガーゼが適切に吸引されるようになる。
デバイスの制御・情報部は、Bluetooth Low Energy対応マイクロコントローラによる無線通信システムで構成されている。無線通信システムは、デバイスのプロセッサと通信し、ドライバ装置とスマートフォンなどのコンピューティングデバイスとの間でデータを送受信するように構成されている。
パフ回数やパフ時間などの使用者データを収集し、使用者が1回のセッションで消費した治療量の総量を把握することができる。
超音波キャビテーションのプロセスは、生成されたミスト中のニコチン濃度に大きな影響を与える。
ブロコディレーター
オロダテロール
レバルブテロール
ベロデュアル(イプラトロピウム臭化物/フェノテロール)
コンビベント(臭化イプラトロピウム/サルブタモール)
ベタメタゾン
デキサメタゾン
メチルプレドニゾロン
ヒドロコルチゾン
粘液溶解剤
N-アセチルシステイン
シルデナフィル
タダラフィル
エポプロステノール
トレプロステニル
イロプロスト
抗菌薬
アミノグリコシド系(ゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン、コロマイシン、ネオマイシン、リポソームアミカシン、)
キノロン系抗菌剤(シプロフロキサシン、レボフロキサシン、モキシフロキサシン、オフロキサシン)
マクロライド系(アジスロマイシン)
ミノサイクリン
ベータラクタム系(ピペラシリン・タゾバクタム、セフタジジム、チカルシリンなど)
セファロスポリン(Cefotaxime、Cefepime、Ceftriaxone、Cefotaxime)
糖ペプチド(バンコマイシン)
メロペネム
ポリミキシン(コリスチン、ポリミキシンB)
アムホテリシン
フルコナゾール
カスポファンガン
バルガンシクロビル
ファビピラビル
レムデシビル
アシクロビル
抗結核
イソニアジド
ピラジナミド
リファンピン
エタンブトール
生物学的製剤
ジロトリフ
アファチニブ
カプラシズマブ
デュピルマブ
イサリルマブ
アリルコマブ
ボラセルチブ
ニンテダニブ
イマチニブ
シロリムス
アザシチジン
デシタビン
ドセタキセル
ゲムシタビン
シスプラチナ
バルプロ酸ナトリウム
テリフルノミド
ゾミトリプタン
インスリン
エストロゲン
ワクチン
モノクローナル抗体
幹細胞
亜鉛
アスコルビン酸
ニクロサミド
ヒドロキシクロロキン
イベルメクチン
代表的な特徴は、以下の条項に記載されており、これらは単独で、又は本書の本文及び/又は図面に開示された1つ以上の特徴と、任意の組み合わせで組み合わせることができる。
細長く、空気入口ポート及びミスト出口ポートを備えるミスト発生器ハウジング
ミスト発生器ハウジング内に設けられた液体チャンバであって、霧化される液体を含み、該液体が治療薬を含む液体チャンバ
ミスト発生器ハウジング内に設けられた超音波処理チャンバ
液体チャンバと超音波処理チャンバとの間に延びる毛細管要素であって、毛細管要素の第1の部分が液体チャンバ内にあり、毛細管要素の第2の部分が超音波処理チャンバ内にあるようにする毛細管要素
霧化表面を有する超音波トランスデューサであって、毛細管要素の第2の部分の一部が霧化表面の一部に重なっており、超音波トランスデューサが交流駆動信号によって駆動されると、霧化表面が振動して毛細管要素の第2の部分によって運ばれる液体を霧化して、霧化液体と空気を含むミストを超音波処理チャンバ内に発生させる超音波トランスデューサ
ミスト出口ポートで吸引する使用者が空気を入口ポートから引き込み、超音波処理チャンバを通り、ミスト出口ポートから出るように、空気入口ポート、超音波処理チャンバ及び空気出口ポートの間に空気流路を提供する空気流配置で、超音波処理チャンバで発生したミストが空気によってミスト出口ポートから運ばれて使用者によって吸入されるもので、次の装置が含まれる:
バッテリー
超音波トランスデューサに接続されるHブリッジ回路であって、該Hブリッジ回路は、該超音波トランスデューサを駆動するための交流駆動信号を生成するように構成される、Hブリッジ回路
発振器であって、以下のものを生成するように構成されているもの:
主クロック信号
主クロック信号の正の半周期の間、第1の時間だけハイになり、負の半周期の間、ローになる第1の位相クロック信号
前記主クロック信号の負の半周期の間に第2の時間だけハイになり、前記主クロック信号の正の半周期の間にローになる第2の位相クロック信号であって、前記第1の位相クロック信号と前記第2の位相クロック信号の位相はセンターアラインメントされている、第2の位相クロック信号
前記第1位相クロック信号と前記第2位相クロック信号とを用いて2倍周波数クロック信号を生成するように構成され、前記2倍周波数クロック信号は前記メインクロック信号の2倍の周波数であり、前記遅延ロックループは、前記第1位相クロック信号と前記第2位相クロック信号との立ち上がり縁を前記2倍周波数クロック信号の立ち上がり縁と同期するよう制御するように構成されている遅延ロックループと 前記遅延ロックループが、前記ドライバ制御信号に応答して、前記第1位相クロック信号及び前記第2位相クロック信号の周波数及びデューティサイクルを調整して、第1位相出力信号及び第2位相出力信号を生成するように構成され、前記第1位相出力信号及び前記第2位相出力信号が、Hブリッジ回路を駆動して超音波トランスデューサを駆動する交流駆動信号を生成するように構成される、請求項1に記載の超音波トランスデューサシステム
前記第1相出力信号を前記Hブリッジ回路に出力するように構成された第1相出力信号端子
前記Hブリッジ回路に第2相出力信号を出力するように構成された第2相出力信号端子
Hブリッジ回路からフィードバック信号を受信するように構成されたフィードバック入力端子であって、Hブリッジ回路が液体を霧化するために超音波トランスデューサを交流駆動信号で駆動しているときに、フィードバック信号はHブリッジ回路又は交流駆動信号の動作のパラメータを示す、フィードバック入力端子
複数のそれぞれのアナログ信号を受信するように構成される複数のADC入力端子であって、複数のADC入力端子のうちの1つのADC入力端子が、ADCサブシステムがHブリッジ回路からフィードバック信号を受信するようにフィードバック入力端子に接続され、ADCサブシステムが、メインクロック信号の周波数に比例するサンプリング周波数で複数のADC入力端子で受信したアナログ信号をサンプルするように構成され、ADCサブシステムがサンプルしたアナログ信号を使用してADCデジタル信号を生成するように構成される、複数のアナログ信号のアナログ化装置
ADCサブシステムからADCデジタル信号を受信し、ADCデジタル信号を処理してドライバ制御信号を生成するように構成され、デジタルプロセッササブシステムは、ドライバ制御信号をPWM信号生成サブシステムに伝達してPWM信号生成サブシステムを制御するように構成されるデジタル処理装置
デジタル・プロセッサ・サブシステムによって生成されたデジタル制御信号をアナログ電圧制御信号に変換して、Hブリッジ回路による変調のための電圧を生成する電圧レギュレータ回路を制御するように構成されたデジタル-アナログ変換器(DAC)
前記超音波トランスデューサの動作を示すフィードバック信号に応答して、前記超音波トランスデューサを駆動するための前記Hブリッジ回路による変調のための所定の電圧を生成するように前記電圧調整回路を制御するためのアナログ電圧制御信号を出力するように構成されたDAC出力端子。
前記発振器に接続され、前記発振器からメインクロック信号を受信する分周器であって、前記メインクロック信号を所定の除数で分周して周波数基準信号を前記遅延ロックループに出力するように構成された分周器
前記マイクロチップ内に埋め込まれた温度センサであって、前記温度センサは、前記マイクロチップの温度を示す温度信号を生成するように構成され、前記温度信号は、前記ADCサブシステムのさらなるADC入力端子によって受信され、前記温度信号は、前記ADCによってサンプリングされる。
バッテリの充電を制御するように構成されたバッテリ充電サブシステム。
デジタルプロセッササブシステムによって生成されたさらなるデジタル制御信号を、電圧レギュレータ回路を制御するためのさらなるアナログ電圧制御信号に変換するように構成されたさらなるデジタル-アナログ変換器(DAC)。
さらなるマイクロチップであって、ここで、前記さらなるマイクロチップは、相互接続された複数の組み込みコンポーネント及びサブシステムを含む単一のユニットである:
第2の電源端子
第1のスイッチ、第2のスイッチ、第3のスイッチ、及び第4のスイッチを内蔵するHブリッジ回路であって、ここで:
第1の出力端子が、第1のスイッチと第3のスイッチとの間に電気的に接続され、第1の出力端子は、超音波トランスデューサの第1の端子に接続される、請求項1に記載の方法
前記第1の電源端子と前記第2の電源端子との間に、第2のスイッチと第4のスイッチとが直列に接続される
前記第2のスイッチと前記第4のスイッチとの間に第2の出力端子が電気的に接続され、前記第2の出力端子は前記超音波トランスデューサの第2の端子に接続されている、請求項1に記載の超音波トランスデューサ
PWM信号発生器サブシステムから第2位相出力信号を受信するように構成された第2位相端子
前記第1のスイッチと前記第1の電源端子との間に直列に接続された第1の電流感知抵抗器
第1の電流感知抵抗の電圧降下を測定し、第1の電流感知抵抗に流れる電流を示す第1の電圧出力を提供するように構成された第1の電圧センサ
前記第2のスイッチと前記第1の電源端子との間に直列に接続される第2の電流感知抵抗器
第2の電圧センサであって、第2の電流センサ抵抗の電圧降下を測定し、第2の電流感知抵抗に流れる電流を示す第2の電圧出力を提供するように構成された第2の電圧センサ
前記第1の電圧出力と前記第2の電圧出力に等しい対地実効電圧を出力するように構成された電流センサ出力端子
さらなるマイクロチップ内に埋め込まれる温度センサであって、温度センサは、さらなるマイクロチップの温度を測定し、温度センサがさらなるマイクロチップが所定の閾値を超える温度であると感知する場合に、さらなるマイクロチップの少なくとも一部を無効にするように構成される、温度センサ
DAC出力端子からのアナログ電圧出力信号に応答して、バッテリの電圧をブースト電圧に上昇させるように構成された昇圧コンバータ回路であって、ブースト電圧がHブリッジ回路のスイッチの切り替えによって変調されるように、第1の電力供給端子においてブースト電圧を提供するように構成された昇圧コンバータ回路と、を備える。
第1のスイッチ及び第2のスイッチがオフにされ、第3のスイッチ及び第4のスイッチがオンにされたときに、共振回路を流れる電流がゼロになるのにかかる時間の長さを測定し、
前記フリーフロート期間の時間の長さを、前記測定された時間の長さと等しくなるように設定する。
前記ドライバ装置を制御するためのプロセッサ
プロセッサによって実行されたとき、ドライバ装置に以下を行わせる命令を格納するメモリ:
A. 超音波トランスデューサにスイープ周波数で交流駆動信号を出力するようにドライバ装置を制御する
B. フィードバック信号に基づいて、超音波トランスデューサによって使用されている有効電力を計算する
C. 超音波トランスデューサによって使用されている有効電力を最大化するために交流駆動信号を変調するようにドライバ装置を制御する
D. 超音波トランスデューサによって使用される最大有効電力と交流駆動信号のスイープ周波数の記録をメモリに保存する
E. 所定の反復回数の後、スイープ周波数がスイープ開始周波数からスイープ終了周波数まで増加又は減少するように、各反復でスイープ周波数が増加又は減少しながら、ステップA~Dを所定の回数だけ繰り返す
F. メモリに格納された記録から、超音波トランスデューサによって最大の有効電力が使用される交流駆動信号のスイープ周波数である交流駆動信号の最適周波数を特定する
G. ドライバ装置を制御して、最適な周波数で超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力し、超音波トランスデューサを駆動して液体を霧化させる。
超音波処理チャンバ
霧化される液体を含む液体チャンバ
前記液体チャンバと前記超音波処理チャンバとの間に延在する毛細管要素
超音波トランスデューサであって、毛細管要素によって液体チャンバから超音波処理チャンバに運ばれる液体を霧化するために振動するように構成され、霧化された液体と空気から成るミストを超音波処理チャンバ内に生成するもの
ミスト出口ポートで吸引する使用者が超音波処理チャンバからミストを吸入するように、超音波処理チャンバと流体連通しているミスト出口ポートと、ここで、ミスト吸入器は、さらに以下のものを含んでいるもの:
バッテリー
電池からの電圧を交流駆動信号に変換して超音波トランスデューサを振動させるための交流ドライバ
超音波トランスデューサが交流駆動信号によって駆動されるときに、超音波トランスデューサによって使用される有効電力を監視するための有効電力モニタであって、有効電力モニタが、超音波トランスデューサを駆動する交流駆動信号の駆動電流を感知するための電流センサを含み、有効電力モニタ配置が、感知された駆動電流を示す監視信号を提供する、有効電力モニタ配置
交流ドライバを制御し、アクティブパワーモニタから監視信号を受信するためのプロセッサ
プロセッサによって実行されたとき、プロセッサに以下を行わせる命令を格納するメモリ:
電流センサを使用して、超音波トランスデューサを流れる交流駆動信号の電流を第1の所定時間の間に周期的に感知し、周期的に測定された電流値をメモリに保存する
メモリに格納された電流値を使用して有効性値を計算し、有効性値は液体を霧化する際の超音波トランスデューサの動作の有効性を示す
前記有効性値に応答して、第2の所定の時間の長さを選択する
前記ミスト発生装置が前記第2の所定時間の間に所定量のミストを発生させるように、前記第2の所定時間の間、前記ミスト発生装置を作動させる、請求項1に記載の方法。
超音波トランスデューサを駆動する交流駆動信号の周波数を第1の所定の長さの時間の間に周期的に測定し、周期的に測定された周波数値をメモリに記憶する
前記メモリに格納された周波数値を用いて、前記有効性値を算出する
超音波トランスデューサを駆動する交流駆動信号のデューティサイクルを第1の所定の長さの時間の間に周期的に測定し、周期的に測定されたデューティサイクル値をメモリに記憶する
前記メモリに格納された現在の値に基づいて、前記アナログ-デジタル変換器副効果値QAを修正する。
ミスト発生装置に電力を供給しているバッテリの電圧を第1の所定の時間の間に周期的に測定し、周期的に測定されたバッテリ電圧値をメモリに記憶する
メモリに格納されたバッテリ電圧値に基づいて、アナログからデジタルへの変換器の副効果値QAを修正する。
前記第1の所定の長さの時間の間、前記超音波トランスデューサが最適に動作していた場合に発生するであろうミストの最大量の値を計算する
前記効果値に基づいて前記ミストの最大量の値を比例的に減少させて、前記第1の所定時間の間に発生した実際のミスト量を求める実ミスト量値を算出する。
前記第1の所定時間の間に発生した実際のミスト量に含まれる治療量を示す治療量値を算出する
治療量の値をメモリに保存する。
複数の所定の時間の長さの間、ミスト発生装置を作動させる
複数の治療量値をメモリに記憶し、各治療量値は、予め定められた時間のそれぞれの長さの期間にわたって生成されたミスト中の治療量を示す
所定の長さの時間の持続期間にわたって生成されたミスト中の治療薬の総量が所定の閾値以上である場合、所定の持続期間にわたってミスト発生装置のさらなる起動を阻止する
治療量値を示すデータをミスト発生装置からコンピューティングデバイスに送信し、コンピューティング装置のメモリに記憶させる
ミスト発生装置を第1の所定時間の間作動させることであって、ミスト発生装置を作動させることは、超音波トランスデューサが振動して液体を霧化し、霧化した液体と空気とを含むミストを生成するように、交流駆動信号でミスト発生装置内の超音波トランスデューサを駆動することを含む
前記超音波トランスデューサを流れる前記交流駆動信号の電流を前記第1の所定時間の間に定期的に測定し、定期的に測定した電流値をメモリに記憶する
メモリに記憶された電流値を用いて効果値を計算し、効果値は、液体を霧化する際の超音波トランスデューサの動作の有効性を示す
前記有効性値に応答して、第2の所定の時間の長さを選択する
前記ミスト発生装置が前記第2の所定時間の間に所定量のミストを発生させるように、前記ミスト発生装置を前記第2の所定時間の間作動させる
超音波トランスデューサを駆動する交流駆動信号の周波数を第1の所定の長さの時間の間に周期的に測定し、周期的に測定された周波数値をメモリに記憶する
前記メモリに格納された周波数値を用いて、前記有効性値を算出する
超音波トランスデューサを駆動する交流駆動信号のデューティサイクルを第1の所定の長さの時間の間に周期的に測定し、周期的に測定されたデューティサイクル値をメモリに記憶する
前記メモリに格納された現在の値に基づいて、前記のアナログ-デジタル変換器(「ADC」)の副効果値QAを修正する。
ミスト発生装置に電力を供給しているバッテリの電圧を第1の所定の時間の間に周期的に測定し、周期的に測定されたバッテリ電圧値をメモリに記憶させる
メモリに格納されたバッテリ電圧値に基づいて、アナログ-デジタル変換器(「ADC」)の副効果値QAを修正する。
前記第1の所定の長さの時間の間、前記超音波トランスデューサが最適に動作していた場合に発生するであろうミストの最大量の値を計算する
前記効果値に基づいて前記ミストの最大量の値を比例的に減少させて、前記第1の所定時間の間に発生した実際のミスト量を求める実ミスト量値を算出する。
前記第1の所定時間の間に発生した実際のミスト量に含まれる治療量を示す治療量値を算出する
治療量の値をメモリに保存する。
複数の所定の時間の長さの間、ミスト発生装置を作動させる
複数の治療量値をメモリに記憶し、各治療量値は、予め定められた時間のそれぞれの長さの期間にわたって生成されたミスト中の治療量を示す
所定の長さの時間の持続期間にわたって生成されたミスト中の治療薬の総量が所定の閾値以上である場合、所定の持続期間にわたってミスト発生装置のさらなる起動を阻止する
治療量値を示すデータをミスト発生装置からコンピューティングデバイスに送信し、コンピューティング装置のメモリに記憶させる
Claims (19)
- 使用者による吸入のために治療薬を含むミストを生成するためのミスト吸入器装置であって、該装置は、
ミスト発生装置であって、
細長く、空気入口ポート及びミスト出口ポートを備えるミスト発生器ハウジング、
前記ミスト発生器ハウジング内に設けられた液体チャンバであって、霧化される液体を含み、該液体が治療薬を含む液体チャンバ、
前記ミスト発生器ハウジング内に設けられた超音波処理チャンバ、
前記液体チャンバと前記超音波処理チャンバとの間に延びる毛細管要素であって、前記毛細管要素の第1の部分が前記液体チャンバ内にあり、前記毛細管要素の第2の部分が前記超音波処理チャンバ内にあるようにする毛細管要素、
霧化表面を有する超音波トランスデューサであって、前記毛細管要素の第2の部分の一部が前記霧化表面の一部に重なっており、前記超音波トランスデューサが交流駆動信号によって駆動されると、前記霧化表面が振動して前記毛細管要素の前記第2の部分によって運ばれる前記液体を霧化して、前記霧化された液体と空気を含むミストを前記超音波処理チャンバ内に発生させる超音波トランスデューサ、及び、
前記ミスト出口ポートで吸引する使用者が空気を前記入口ポートから引き込み、前記超音波処理チャンバを通り、前記ミスト出口ポートから出るように、前記空気入口ポート、前記超音波処理チャンバ及び前記空気出口ポートの間に空気流路を提供する空気流配置であって、前記超音波処理チャンバで発生した前記ミストが前記空気によって前記ミスト出口ポートから運ばれて前記使用者によって吸入される空気流配置を含むミスト発生装置を備え、前記装置はさらに、
ドライバ装置であって、
バッテリ、
前記超音波トランスデューサに接続されるHブリッジ回路であって、該Hブリッジ回路は、前記超音波トランスデューサを駆動するための交流駆動信号を生成するように構成される、Hブリッジ回路、
前記Hブリッジ回路に接続され、前記Hブリッジ回路を制御して前記交流駆動信号を生成するマイクロチップであって、該マイクロチップは、
発振器であって、
主クロック信号、
前記主クロック信号の正の半周期の間に初めてハイであり、前記主クロック信号の負の半周期の間にローである第1の位相クロック信号、及び、
前記主クロック信号の前記負の半周期の間に再びハイであり、前記主クロック信号の前記正の半周期の間にローである第2の位相クロック信号であって、前記第1の位相クロック信号と前記第2の位相クロック信号の位相はセンターアラインメントされている、第2の位相クロック信号
を生成するように構成される発振器、
パルス幅変調(PWM)信号発生器サブシステムであって、
前記第1の位相クロック信号と前記第2の位相クロック信号とを用いて2倍周波数クロック信号を生成するように構成される遅延ロックループであって、前記2倍周波数クロック信号は前記主クロック信号の2倍の周波数であり、前記遅延ロックループは、前記第1の位相クロック信号および前記第2の位相クロック信号の立ち上がり縁を前記2倍周波数クロック信号の立ち上がり縁と同期するよう制御するように構成され、前記遅延ロックループが、ドライバ制御信号に応答して、前記第1の位相クロック信号および前記第2の位相クロック信号の周波数およびデューティサイクルを調整して、第1の位相出力信号および第2の位相出力信号を生成するように構成され、前記第1の位相出力信号および前記第2の位相出力信号が、前記Hブリッジ回路を駆動して前記超音波トランスデューサを駆動する交流駆動信号を生成するように構成される、遅延ロックループ、
前記第1の位相出力信号を前記Hブリッジ回路に出力するように構成される第1の位相出力信号端子、
前記第2の位相出力信号を前記Hブリッジ回路に出力するように構成される第2の位相出力信号端子、
前記Hブリッジ回路からフィードバック信号を受信するように構成されるフィードバック入力端子であって、前記Hブリッジ回路が前記液体を霧化するために前記超音波トランスデューサを交流駆動信号で駆動しているときに、前記フィードバック信号は前記Hブリッジ回路又は前記交流駆動信号の動作のパラメータを示す、フィードバック入力端子、
を備えるPWM信号発生器サブシステム、
アナログ/デジタル変換器(ADC)サブシステムであって、
複数のそれぞれのアナログ信号を受信するように構成される複数のADC入力端子であって、前記複数のADC入力端子のうちの1つのADC入力端子が、前記ADCサブシステムが前記Hブリッジ回路から前記フィードバック信号を受信するように前記フィードバック入力端子に接続され、前記ADCサブシステムが、前記主クロック信号の前記周波数に比例するサンプリング周波数で前記複数のADC入力端子で受信したアナログ信号をサンプリングするように構成され、前記ADCサブシステムが前記サンプリングされたアナログ信号を使用してADCデジタル信号を生成するように構成される、複数のADC入力端子を備えるADCサブシステム、
前記ADCサブシステムから前記ADCデジタル信号を受信し、前記ADCデジタル信号を処理して前記ドライバ制御信号を生成するように構成されるデジタルプロセッササブシステムであって、該デジタルプロセッササブシステムは、前記ドライバ制御信号を前記PWM信号発生器サブシステムに伝達して前記PWM信号発生器サブシステムを制御するように構成される、デジタルプロセッササブシステム、及び、
デジタル/アナログ変換器(DAC)サブシステムであって、
前記デジタルプロセッササブシステムによって生成されたデジタル制御信号をアナログ電圧制御信号に変換して、前記Hブリッジ回路による変調のための電圧を生成する電圧レギュレータ回路を制御するように構成されるデジタル/アナログ変換器(DAC)、及び、
前記超音波トランスデューサの動作を示すフィードバック信号に応答して、前記超音波トランスデューサを駆動するための前記Hブリッジ回路による変調のための所定の電圧を生成するように前記電圧レギュレータ回路を制御するための前記アナログ電圧制御信号を出力するように構成されるDAC出力端子を備えるデジタル/アナログ変換器(DAC)サブシステム
を含む、相互接続された複数の組み込みコンポーネントおよびサブシステムを含む単一ユニットである、マイクロチップ
を含むドライバ装置をさらに備える装置。 - 請求項1に記載の装置であって、前記マイクロチップが、
前記発振器に接続され、前記発振器から前記主クロック信号を受信する分周器であって、前記主クロック信号を所定の除数で分周して、周波数基準信号を前記遅延ロックループに出力するように構成された分周器をさらに備える装置。 - 請求項1または請求項2に記載の装置であって、前記遅延ロックループは、端から端まで接続された複数の遅延線を備え、前記遅延線の合計遅延が前記主クロック信号の周期に等しい、装置。
- 請求項3に記載の装置であって、前記遅延ロックループが、前記遅延ロックループ内の各遅延線の遅延を変化させることにより、前記ドライバ制御信号に応答して前記第1の位相クロック信号および前記第2の位相クロック信号の前記デューティサイクルを調整するように構成された、装置。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の装置であって、前記フィードバック入力端子が、前記共振回路を駆動している交流駆動信号の実効電流を示す電圧の形態で前記Hブリッジ回路からフィードバック信号を受信するように構成された、装置。
- 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の装置であって、前記ADCサブシステムが、前記バッテリの電圧または前記装置に接続されたバッテリ充電器の電圧の少なくとも1つを示すフィードバック信号を受信するように構成された複数のさらなるADC入力端子を備える、装置。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の装置であって、前記マイクロチップがさらに、
前記マイクロチップ内に埋め込まれた温度センサであって、前記温度センサは、前記マイクロチップの温度を示す温度信号を生成するように構成され、前記温度信号は、前記ADCサブシステムのさらなるADC入力端子によって受信され、前記温度信号は、前記ADCによってサンプリングされる温度センサを備えた、装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の装置であって、前記ADCサブシステムが、前記ADCサブシステムによってサンプリングされる各信号とともに前記複数のADC入力端子で受信された信号をそれぞれ所定回数順次サンプリングするように構成された、装置。
- 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の装置であって、前記マイクロチップがさらに、
前記バッテリの充電を制御するように構成されたバッテリ充電サブシステムを備えた、装置。 - 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の装置であって、前記DACサブシステムが、
前記デジタルプロセッササブシステムによって生成されたさらなるデジタル制御信号を、前記電圧レギュレータ回路を制御するためのさらなるアナログ電圧制御信号に変換するように構成されたさらなるデジタル/アナログ変換器(DAC)を備えた、装置。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の装置であって、前記装置がさらに、
さらなるマイクロチップであって、前記さらなるマイクロチップは、
第1の電源端子、
第2の電源端子、
第1のスイッチ、第2のスイッチ、第3のスイッチ、および第4のスイッチを含む前記Hブリッジ回路であって、
前記第1のスイッチと前記第3のスイッチが、前記第1の電源端子と前記第2の電源端子との間で直列に接続され、
第1の出力端子が、前記第1のスイッチと前記第3のスイッチとの間で電気的に接続され、前記第1の出力端子は、前記超音波トランスデューサの第1の端子に接続され、
前記第2のスイッチと前記第4のスイッチが、前記第1の電源端子と前記第2の電源端子との間で直列に接続され、
第2の出力端子が、前記第2のスイッチと前記第4のスイッチとの間で電気的に接続され、前記第2の出力端子は、前記超音波トランスデューサの第2の端子に接続されている、前記Hブリッジ回路、
前記パルス幅変調(PWM)信号発生器サブシステムから前記第1の位相出力信号を受信するように構成された第1の位相端子、
前記PWM信号発生器サブシステムから第2の位相出力信号を受信するように構成された第2の位相端子、
前記第1の位相出力信号及び前記第2の位相出力信号に基づいてタイミング信号を生成し、前記タイミング信号を前記Hブリッジ回路の前記スイッチに出力して、前記Hブリッジ回路が前記超音波トランスデューサを駆動するための交流駆動信号を出力するように前記スイッチをシーケンスでオン及びオフに制御するように構成されたデジタル状態機械であって、前記シーケンスが、前記超音波トランスデューサによって蓄えられたエネルギーを放散させるために前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチがオフされ前記第3のスイッチ及び前記第4のスイッチがオンされるフリーフロート期間を含む、デジタル状態機械、
電流センサであって、
前記第1のスイッチと前記第1の電源端子との間で直列に接続された第1の電流感知抵抗器、
前記第1の電流感知抵抗器の電圧降下を測定し、前記第1の電流感知抵抗器を流れる電流を示す第1の電圧出力を提供するように構成された第1の電圧センサ、
前記第2のスイッチと前記第1の電源端子との間で直列に接続された第2の電流感知抵抗器、
前記第2の電流感知抵抗器の電圧降下を測定し、前記第2の電流感知抵抗器を流れる電流を示す第2の電圧出力を提供するように構成された第2の電圧センサ、及び、
前記第1の電圧出力および前記第2の電圧出力に等しい対地実効出力電圧を提供するように構成された電流センサ出力端子、を含み、
前記実効出力電圧は、前記第1のスイッチまたは前記第2のスイッチを流れる実効電流と、前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間で接続された前記超音波トランスデューサを流れる電流とを示す、電流センサ、
を含む、相互接続された複数の埋め込まれたコンポーネントおよびサブシステムを含む単一のユニットである、さらなるマイクロチップを備えた、装置。 - 請求項11に記載の装置であって、前記Hブリッジ回路が、前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間に接続される前記超音波トランスデューサに22Wから50Wの電力を出力するように構成された、装置。
- 請求項11または請求項12に記載の装置であって、前記さらなるマイクロチップが、
前記さらなるマイクロチップ内に埋め込まれる温度センサであって、前記温度センサは、前記さらなるマイクロチップの温度を測定し、前記温度センサが前記さらなるマイクロチップが所定の閾値を超える温度であると感知する場合に、前記さらなるマイクロチップの少なくとも一部を無効にするように構成された温度センサを備えた、装置。 - 請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の装置であって、前記装置がさらに、
前記DAC出力端子からの前記アナログ電圧出力信号に応答して、前記バッテリの電圧をブースト電圧に上昇させるように構成されたブーストコンバータ回路であって、前記ブースト電圧が前記Hブリッジ回路の前記スイッチを切り替えることによって変調されるように、前記第1の電源端子において前記ブースト電圧を提供するように構成されたブーストコンバータ回路を備えた、装置。 - 請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の装置であって、前記電流センサが、前記フリーフロート期間中に前記共振回路を流れる電流を感知するように構成され、前記デジタル状態機械が、前記フリーフロート期間中に前記共振回路を流れる電流がゼロであると前記電流センサが感知したときに前記第1のスイッチまたは前記第2のスイッチのいずれかをスイッチオンするために前記タイミング信号を適応するように構成された、装置。
- 請求項11から請求項15のいずれか1項に記載の装置であって、前記装置の動作のセットアップフェーズの間、前記さらなるマイクロチップが、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチがオフにされ、前記第3のスイッチおよび前記第4のスイッチがオンにされたときに、前記共振回路を流れる電流がゼロになるのにかかる時間の長さを測定し、
前記フリーフロート期間の時間の長さを、前記測定された時間の長さと等しくなるように設定するように構成された、装置。 - 請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の装置であって、前記装置がさらに、
前記ドライバ装置を制御するためのプロセッサ、及び、
命令を格納するメモリであって、前記プロセッサによって実行されると、前記ドライバ装置に、
A.前記超音波トランスデューサにスイープ周波数で交流駆動信号を出力するように前記ドライバ装置を制御させ、
B.前記フィードバック信号に基づいて、前記超音波トランスデューサによって使用されている有効電力を計算させ、
C.前記超音波トランスデューサによって使用されている前記有効電力を最大化するために前記交流駆動信号を変調するように前記ドライバ装置を制御させ、
D.前記超音波トランスデューサによって使用される最大有効電力と前記交流駆動信号の前記スイープ周波数の記録を前記メモリに保存させ、
E.所定の反復回数が発生した後、前記スイープ周波数が開始スイープ周波数から終了スイープ周波数まで増加または減少するように、各反復で前記スイープ周波数が増加または減少しながら、ステップA-Dを前記所定の反復回数繰り返させ、
F.前記メモリに格納された前記記録から、前記超音波トランスデューサによって最大有効電力が使用される前記交流駆動信号の前記スイープ周波数である前記交流駆動信号の最適周波数を特定させ、
G.前記ドライバ装置を制御して、前記最適周波数で前記超音波トランスデューサに交流駆動信号を出力し、前記超音波トランスデューサを駆動して液体を霧化させる、
命令を格納するメモリを備えた、装置。 - 請求項17に記載の装置であって、前記開始スイープ周波数が2900kHzであり、前記終了スイープ周波数は3100kHzである、装置。
- 請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の装置であって、前記ドライバ装置が前記ミスト発生装置から分離可能であるように、前記ドライバ装置が前記ミスト発生装置に解放可能に取り付けられている、装置。
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