JP5421275B2 - 集積電子制御回路を有する作動装置 - Google Patents
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Description
図1の代表的な集積電子制御回路10は、交流出力を有する直流又は交流電源であり得る電源50によって駆動する。好適な電源は、バッテリ及び標準壁コンセントを含む。電源50は、マイクロコントローラ20に駆動電力信号150、及び、少なくとも1つの受動部品30に制御電力信号250を供給する。駆動電力信号150は、任意により、マイクロコントローラ20に供給される前に、まず補助電源ユニット90に供給することができる。
電源50は、駆動信号発生器22を含み得るマイクロコントローラ20に駆動電力信号150を供給し得る。マイクロコントローラ20は、内部駆動周波数発生器22を有し、これは負荷40を駆動するために必要な周波数分解能をもつ方形波駆動信号122を生成するために使用される。駆動信号発生器22は、出力遷移間のマイクロコントローラ20のクロックサイクル数を使って、負荷40の駆動に必要な方形波を生成する周波数生成機能を実行するソフトウェアによってプログラミングされ得る。振動周波数は、負荷40に供給される電力に影響を及ぼす要素である。負荷40は、その共振駆動周波数で動作し得る。好適なアクチュエータは、約75KHz〜約175KHz、あるいは、約80KHz〜約120KHz、あるいは、約80KHz〜約100KHz、あるいは約80KHzの範囲の共振駆動周波数を提供する。この共振周波数で駆動すると、負荷40の電力消費量は同電圧の他の周波数に比較して増加する。分解能は、約100Hz〜約1KHz、あるいは、500Hz又は1KHz、あるいは、約750Hz〜約1KHz、あるいは、1KHzで、これはクロックのタイミングによる。
電源50は、約0.8〜約15ボルトの直流、あるいは、約1.5〜約3ボルトの直流で、最大約800ミリアンペア、あるいは約200〜約300ミリアンペアの電流の制御電力信号250を、集積電子制御回路10の少なくとも1つの受動部品30に提供する。ある実施形態では、バッテリから制御電力信号250を受信する受動部品30は、インダクタ34である。受動部品30は、負荷がない状態では比較的低い静止電力消費であるが、この負荷電流は、上記のように、キャパシタ38の充電、放電時間を測定することで推測することができる。
空気清浄化システムは、アクチュエータという形で、電力増幅器60と負荷40を有すことができる。電力増幅器60は、受動部品30によって供給される電力238を増幅し、マイクロプロセッサ20から駆動信号122を受け取ると、増幅器60はアクチュエータに最終電力260を送る。好適なアクチュエータは、圧電素子、又は、圧電水晶、及びソレノイドなどの電気機械変換器を含み得る。空気清浄化システムにおいては、アクチュエータはこれにわたって任意の開口部を有する丸型の圧電結晶であり得る。圧電結晶は、穴のあいた膜を有する基板上に取り付けられてよく、そこから香料の液滴が放出される。圧電結晶はまた、穴のあいた膜から物理的に分離することができる。いずれの構成においても、圧電結晶は液体と流体連通をなし、穴のあいた膜と動作可能に連結されるため、香料の液滴は穴のあいた膜を通して大気中に拡散される。穴の直径は、約30ミクロン未満、あるいは、約15ミクロン未満、あるいは、約2〜約10ミクロン、あるいは、約4〜8ミクロン、あるいは、約5〜約7ミクロンである。
装置1は、メンテナンスモードとブーストモードの2つの動作モードを有することができる。メンテナンスモードは、装置1がオフの状態のときのデフォルトモードである。ブーストモードは、アクチュエータの動作を増強することが所望される際に、ユーザーによって起動されるモードであり得る。2つの異なるモードで流体を噴霧するこの種の空気清浄装置においては、集積制御回路10は、メンテナンススイッチ70とブーストスイッチ80を含む。メンテナンススイッチ70は、マイクロコントローラ20に接続して、マイクロコントローラ20によって提供されるタイマ72を制御し、電力増幅器60に駆動信号が提供される間隔を設定し、液滴発生器が自動的に作動する間隔を制御することができる。
Claims (11)
- a.負荷と、
b.マイクロコントローラと、前記マイクロコントローラと電気的に導通する少なくとも1つの受動部品とを備えた集積電子制御回路であって、前記負荷と動作可能に連結される集積電子制御回路と、
を備え、
電源が前記少なくとも1つの受動部品に電圧を供給して前記負荷に電力を供給し、前記マイクロコントローラは、(i)前記負荷に電力を供給する前記電圧を制御するための前記少なくとも1つの受動部品の1つに向けて、制御信号を生成するための制御信号発生器と、(ii)前記負荷を駆動するための駆動信号を生成するための駆動信号発生器と、を備え、
前記マイクロコントローラは、前記少なくとも1つの受動部品からフィードバック制御信号を受信して、前記負荷に電力を供給する前記電圧を制御する制御フィードバックループを完成する
ことを特徴とする作動装置。 - 前記作動装置は、空気清浄化システムである
ことを特徴とする請求項1に記載の作動装置。 - 前記空気清浄化システムは、液体活性物質を含み、
前記液体活性物質は、香料、芳香、殺虫剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される
ことを特徴とする請求項2に記載の作動装置。 - 前記負荷は、圧電素子を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の作動装置。 - 前記作動装置は、空気清浄システムであり、
前記電力の供給が、前記少なくとも1つの受動部品に、200から300ミリアンペアで0.8ボルトから15ボルトの直流電圧を供給して、前記負荷に電力を供給し、
前記負荷に電力を供給する前記電圧は、DC/DCコンバーターを利用するものではなく、
前記負荷は、ピエゾ素子を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の作動装置。 - 前記制御信号は、500KHzである
ことを特徴とする請求項1に記載の作動装置。 - 前記少なくとも1つの受動部品は、トランジスタ、インダクタ、ダイオード、キャパシタ、レジスタ、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される
ことを特徴とする請求項1に記載の作動装置。 - 前記作動装置は、前記マイクロコントローラに接続されたメンテナンススイッチを更に備え、
前記マイクロコントローラは、前記メンテナンススイッチと電気的に連結されるメンテナンスタイマを備えて、メンテナンス駆動信号が提供されるメンテナンス間隔を設定し、前記作動装置が動作する間隔である前記メンテナンス間隔を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の作動装置。 - 前記作動装置は、前記マイクロコントローラに接続されたブーストスイッチを更に備え、
前記マイクロコントローラは、前記ブーストスイッチと電気的に連結されたブーストタイマを更に含み、ブースト駆動信号が提供されるブースト間隔を設定し、前記ブーストスイッチが起動したときに前記ブースト間隔を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の作動装置。 - a.液体を貯蔵するリザーバと、
b.前記液体が前記リザーバ内に存在するときに、前記液体と流体連通する電気機械交換器と、
c.マイクロコントローラと、前記マイクロコントローラと電気的に導通する少なくとも1つの受動部品とを備える集積電子制御回路であって、前記電気機械交換器と動作可能に連結される集積電子制御回路と、
を備え、
電源が前記少なくとも1つの受動部品に電圧を供給して前記電気機械交換器に電力を供給し、
前記マイクロコントローラは、(i)前記少なくとも1つの受動部品の1つに向けて、前記電気機械交換器に電力を供給する前記電圧を制御するための制御信号と、(ii)前記電気機械交換器を駆動するための駆動信号と、を提供し、
前記マイクロコントローラは、前記少なくとも1つの受動部品からフィードバック制御信号を受信して、前記電気機械交換器に電力を供給する前記電圧を制御する制御フィードバックループを完成する
ことを特徴とする空気清浄化システム。 - a.マイクロコントローラと、前記マイクロコントローラと電気的に導通する少なくとも1つの受動部品とを含む集積電子制御回路を提供する工程であって、前記集積電子制御回路がアクチュエータと動作可能に連結される、工程と、
b.前記少なくとも1つの受動部品に電圧を供給する工程と、
c.前記マイクロコントローラから駆動信号を生成して、前記アクチュエータを駆動する工程と、
d.前記マイクロコントローラから前記少なくとも1つの受動部品に制御信号を生成する工程と、
e.前記少なくとも1つの受動部品からフィードバック制御信号を受信して、前記アクチュエータに電力を供給する前記電圧を制御する制御フィードバックループを完成する工程と
を含む装置を作動させる方法。
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