JP6871485B2 - 超音波霧化シートの発振制御回路及び超音波電子タバコ - Google Patents

Description

本発明は電子タバコの技術分野に属し、特に超音波霧化シートの発振制御回路及び超音波電子タバコに関する。

従来の超音波霧化シートの発振制御回路は２種あり、一つは、１つのＰＷＭ波によって超音波霧化シートが片側発振を行うように制御するものであり、マイクロプロセッサー及び第１駆動発振回路を備え、マイクロプロセッサーの出力端子が第１駆動発振回路を介して超音波霧化シートの一端に電気的に接続される。もう一つは、２つのＰＷＭ波によって超音波霧化シートが両側発振するように制御するものであり、第１発振制御回路に基づき第２駆動発振回路が追加され、マイクロプロセッサーの第１出力端子が第１駆動発振回路を介して超音波霧化シートの第１端に電気的に接続され、マイクロプロセッサーの第２出力端子が第２駆動発振回路を介して超音波霧化シートの第２端に電気的に接続され、マイクロプロセッサーが２つの相補的なＰＷＭ波を同時に出力して超音波霧化シートが両側発振するように制御する。

従来の超音波霧化シートの発振制御回路は、以下の欠点を有する。

第一に、両側発振構造では、マイクロプロセッサーが２つの相補的なＰＷＭ波を同時に出力する必要があるため、マイクロプロセッサーの選択範囲が限定され、使用コストが増える。

第二に、従来の発振制御回路における超音波霧化シートには、１つの動作モード、すなわち単純な片側発振又は単純な両側発振があるため、その定格電力が固定されて調整不可能である。また、極性の超音波霧化シートでは片側発振しかできない一方で無極性の超音波霧化シートでは両側発振が可能であるため、両側発振の超音波霧化シートの発振制御回路が極性の超音波霧化シートに適用できない。したがって、従来の超音波霧化シートの発振制御回路は、さまざまな種類の超音波霧化シートに適用するのが困難であり、さまざまなユーザの使用ニーズを満たすことができない。

第三に、従来の超音波電子タバコには超音波霧化シートが１枚だけ設けられるため、動作するときに、該超音波霧化シートは繰り返し発振する。超音波霧化シートは消耗品であり、耐用年数が短く、高温、過電流などの原因により焼き壊れやすいため、超音波霧化シートが破損して煙を発生できないことが多く、ユーザの体験に悪影響を与える。さらに、超音波霧化シートは、大きな霧化量で長時間動作するため、その動作効率が経時的に低減してしまい、それによって、超音波霧化シートの霧化量が非常に小さくなり、煙生成量が少なくなり、ユーザの体験に悪影響を与えることがある。

本発明の目的は、上記従来技術の欠陥に対して、超音波霧化シートの発振制御回路及び超音波電子タバコを提供することである。

マイクロプロセッサーが同時に２つの相補的なＰＷＭ波を出力する必要があるという技術課題を解決するために、本発明が用いる技術案は、以下のとおりである。

マイクロプロセッサー、第１駆動発振回路及び第２駆動発振回路を備え、第１駆動発振回路の出力端子が第１超音波霧化シートの第１端に電気的に接続され、第２駆動発振回路の出力端子が第１超音波霧化シートの第２端に電気的に接続される超音波霧化シートの発振制御回路であって、第１インバータをさらに備え、第１インバータの入力端子、第２駆動発振回路の入力端子がいずれもマイクロプロセッサーの第１出力端子に電気的に接続され、第１インバータの出力端子が第１駆動発振回路の入力端子に電気的に接続されることを特徴とする。

上記構造によれば、マイクロプロセッサーの出力端子が第２駆動発振回路の入力端子に電気的に接続されるとともに、マイクロプロセッサーの出力端子が第１インバータを介して第１駆動発振回路の入力端子に電気的に接続されることにより、マイクロプロセッサーにより出力された１つのＰＷＭ波は２つの相補的なＰＷＭ波に変換され、それぞれ第１駆動発振回路、第２駆動発振回路が動作するように制御することに用いられる。したがって、本発明では、マイクロプロセッサーは１つのＰＷＭ波を出力しても、第１超音波霧化シートが両側発振するように制御でき、マイクロプロセッサーの選択については特別な要件がなく、使用コストを低減させる。

さらに、２つの相補的なレベルを出力する排他回路をさらに備え、第１インバータの出力端子が排他回路を介して第１駆動発振回路の入力端子に電気的に接続され、マイクロプロセッサーの第１出力端子が排他回路を介して第２駆動発振回路の入力端子に電気的に接続される。

マイクロプロセッサーの内部のデッド・ゾーン干渉及び第１インバータの遅延作用を排除するために、排他回路を追加し、それによって、第１駆動発振回路、第２駆動発振回路に伝送される２つの信号が相補的な信号であることを確保でき、第１駆動発振回路及び第２駆動発振回路が同時に導通するため、煙を生じない状況を防止し、第１超音波霧化シートの煙生成量が安定化し、ユーザの体験が良好である。

好ましくは、前記排他回路は第２インバータ、第３インバータ、第１ＯＲゲート、及び第２ＯＲゲートを備え、第１インバータの出力端子、第２インバータの出力端子がいずれも第２ＯＲゲートの入力端子に電気的に接続され、第２ＯＲゲートの出力端子が第３インバータを介して第１駆動発振回路の入力端子に電気的に接続され、マイクロプロセッサーの第１出力端子、第３インバータの出力端子がいずれも第１ＯＲゲートの入力端子に電気的に接続され、第１ＯＲゲートの出力端子が第２インバータを介して第２駆動発振回路の入力端子に電気的に接続される。

さらに、超音波霧化シートが１つの動作モードでしか動作できないという技術課題を解決するために、本発明が用いる技術案は、第１駆動発振回路が動作するか否かを制御するための切り替え回路をさらに備え、マイクロプロセッサーの第２出力端子が切り替え回路の制御端に電気的に接続され、切り替え回路の出力端子が第１駆動発振回路に電気的に接続される。

上記構造によれば、コントローラは切り替え回路を介して第１駆動発振回路が動作するか否かを制御する。コントローラが切り替え回路を介して第１駆動発振回路が動作するように制御する場合、第１駆動発振回路及び第２駆動発振回路がいずれも動作し、その際、第１超音波霧化シートが高電力及び大量の煙で両側発振モードで動作するので、駆動発振回路は無極性の超音波霧化シートに適する。コントローラが切り替え回路を介して第１駆動発振回路が動作しないように制御する場合、第２駆動発振回路のみが動作し、その際、第１超音波霧化シートが低電力及び少量の煙で片側発振モードで動作するので、駆動発振回路は極性の超音波霧化シートに適する。ここで、切り替え回路が設けられるため、ユーザの使用ニーズに応じて第１超音波霧化シートの動作モードを選択でき、また、第１超音波霧化シートの種類に応じて対応する動作モードを選択でき、適用範囲が広くなる。

好ましくは、前記第１駆動発振回路は増幅器、第１抵抗、第１ＭＯＳトランジスタ、第１インダクタンス、及び第１コンデンサを備え、第１インバータの出力端子が増幅器の第１入力端子に電気的に接続され、増幅器の第１出力端子が第１抵抗を介して第１ＭＯＳトランジスタのゲートに電気的に接続され、第１ＭＯＳトランジスタのソースが接地し、第１ＭＯＳトランジスタのドレイン、第１インダクタンスの一端、第１コンデンサの一端がいずれも第１超音波霧化シートの第１端に電気的に接続され、第１インダクタンスの他端が電源陽極に電気的に接続され、第１コンデンサの他端が接地する。

好ましくは、前記第２駆動発振回路は増幅器、第２抵抗、第２ＭＯＳトランジスタ、第２インダクタンス、及び第２コンデンサを備え、マイクロプロセッサーの出力端子が増幅器の第２入力端子に電気的に接続され、増幅器の第２出力端子が第２抵抗を介して第２ＭＯＳトランジスタのゲートに電気的に接続され、第２ＭＯＳトランジスタのソースが接地し、第２ＭＯＳトランジスタのドレイン、第２インダクタンスの一端、第２コンデンサの一端がいずれも第１超音波霧化シートの第２端に電気的に接続され、第２インダクタンスの他端が電源陽極に電気的に接続され、第２コンデンサの他端が接地する。

さらに、電源モジュールを備え、第１駆動発振回路の電源端、第２駆動発振回路の電源端がいずれも該電源モジュールの出力端子に電気的に接続される。

好ましくは、前記電源モジュールはリチウム電池単体と昇圧モジュールを備え、リチウム電池単体の出力端子が昇圧モジュールの入力端子に電気的に接続され、昇圧モジュールの出力端子が電源モジュールの出力端子である。

昇圧モジュールによってリチウム電池単体の電圧を第１超音波霧化シートの所要の電圧までブーストし、それにより、回路を簡略化させ、コストを低減させることができる。

好ましくは、前記切り替え回路は第３ＭＯＳトランジスタ、第４ＭＯＳトランジスタ、第３抵抗、第４抵抗及び第５抵抗を備え、第３抵抗の一端、第３ＭＯＳトランジスタのドレインがいずれも電源陽極に接続され、第３抵抗の他端、第３ＭＯＳトランジスタのゲートがいずれも第４抵抗を介して第４ＭＯＳトランジスタのドレインに接続され、第３ＭＯＳトランジスタのソースが第１駆動発振回路に接続され、第４ＭＯＳトランジスタのゲート、第５抵抗の一端がいずれもマイクロプロセッサーの第２出力端子に接続され、第４ＭＯＳトランジスタのソース、第５抵抗の他端がいずれも接地する。

さらに、電源モジュールを備え、前記電源モジュールは昇圧チップ、第３コンデンサ、第４コンデンサ及び第５コンデンサを備え、昇圧チップの入力端子、第３コンデンサの一端がいずれも電源陽極に電気的に接続され、昇圧チップの出力端子、第４コンデンサの一端、第５コンデンサの一端がいずれも増幅器の電源端に電気的に接続され、昇圧チップの接地端、第３コンデンサの他端、第４コンデンサの他端、第５コンデンサの他端がいずれも接地する。

さらに、超音波霧化シートが破損しやすく且つ作業効率が急速に低下するという技術課題を解決するために、本発明が用いる技術案は、第２超音波霧化シート及び第３駆動発振回路をさらに備え、マイクロプロセッサーの第３出力端子が第３駆動発振回路を介して第２超音波霧化シートの第１端に電気的に接続され、第２超音波霧化シートの第２端が接地する。

上記構造によれば、本発明は第１超音波霧化シート及び第２超音波霧化シートの２枚の超音波霧化シートを備え、２つの超音波霧化シートはそれぞれ共振することができる。本発明は、２つの動作モードを有する。第１の動作モードでは、２つの超音波霧化シートが同時に発振できず、この動作モードでは、ある超音波霧化シートが破損した状況又は他の状況（例えば過熱保護、過電流保護）のため、煙を生成できないと、他方の超音波霧化シートにタイムリーに切り替えて動作を行うことができ、煙を生成できないという状況を回避する。第２の動作モードでは、２つの超音波霧化シートが同時に動作し且つ定格霧化量よりも少ない霧化量で動作し、それぞれの超音波霧化シートの動作寿命を延長させることができ、一方の超音波霧化シートの霧化量が小さくなることに応じて、他方の超音波霧化シートの霧化量を増加させることができ、合計の煙の生成量を保持しながら、電子タバコの使用品質を向上させる。ここで、霧化量は、単位時間内で超音波霧化シートが発振して生成する煙の量である。

さらに、第１超音波霧化シートの動作電力を検出するための第１電力検出回路を備え、第１電力検出回路の出力端子がマイクロプロセッサーの第１入力端子に電気的に接続される。

さらに、第２超音波霧化シートの動作電力を検出するための第２電力検出回路を備え、第２電力検出回路の出力端子がマイクロプロセッサーの第２入力端子に電気的に接続される。

上記構造によれば、一方の超音波霧化シートが破損して煙を生成せず、又は損耗して煙が減少すると、対応する電力検出回路によって動作電力を検出して検出結果をマイクロプロセッサーへ送信し、マイクロプロセッサーが他方の超音波霧化シートの発振頻度を向上させることで、合計の煙の生成量を保持しながら、電子タバコの使用品質を向上させ、耐用年数を延長させる。

同じ発明構想に基づいて、本発明は、前記超音波霧化シートの発振制御回路を備える超音波電子タバコをさらに提供する。

従来技術に比べて、本発明は以下の利点を有する。

第一に、１つのＰＷＭ波のみを出力するマイクロプロセッサーによって第１超音波霧化シートの両側発振を実現し、マイクロプロセッサーの選択については特別な要件がなく、使用コストを低減させるとともに、第１駆動発振回路及び第２駆動発振回路が同時には導通しないため、確実に動作でき、煙の生成量が安定化し、ユーザの体験が良好である。

第二に、第１超音波霧化シートが片側発振動作モードと両側発振動作モードの間で自在に切り替えができ、製品の定格電力を調整でき、さまざまな種類の超音波霧化シートに適用でき、さまざまなユーザの使用ニーズを満たすことができ、適用範囲が広くなる。

第三に、第１超音波霧化シート又は第２超音波霧化シートの一方が破損した場合、他方の正常な超音波霧化シートにタイムリーに切り替えて動作することができ、煙を生成できないような状況を回避し、２つの超音波霧化シートが同時に動作する場合、２つの超音波霧化シートが同時に定格霧化量よりも少ない霧化量で動作し、それぞれの超音波霧化シートの動作寿命を延長させることができ、一方の超音波霧化シートの霧化量が小さくなる場合、それに応じて他方の超音波霧化シートの霧化量を増加することができ、合計の煙の生成量を保持しながら、電子タバコの使用品質を向上させ、耐用年数を延長させる。

超音波霧化シートの発振制御回路の実施例１の構造ブロック図である。 超音波霧化シートの発振制御回路の実施例１のマイクロプロセッサーが取り外された状態の回路図である。 超音波霧化シートの発振制御回路の実施例２の構造ブロック図である。 超音波霧化シートの発振制御回路の実施例２の制御回路が取り外された状態の回路図である。 超音波霧化シートの発振制御回路の実施例３の構造ブロック図である。 超音波霧化シートの発振制御回路の実施例２の構造ブロック図である。

図１及び図２に示すように、超音波電子タバコの超音波霧化シートの発振制御回路は、マイクロプロセッサー１、第１駆動発振回路２及び第２駆動発振回路３を備え、第１駆動発振回路２の出力端子が第１超音波霧化シートＪ１の第１端に電気的に接続され、第２駆動発振回路３の出力端子が第１超音波霧化シートＪ１の第２端に電気的に接続され、該発振制御回路は、第１インバータ４をさらに備え、第１インバータ４の入力端子、第２駆動発振回路３の入力端子がいずれもマイクロプロセッサー１の第１出力端子に電気的に接続され、第１インバータ４の出力端子が第１駆動発振回路２の入力端子に電気的に接続される。

超音波霧化シートの発振制御回路は、２つの相補的なレベルを出力する排他回路６をさらに備え、第１インバータ４の出力端子が排他回路６を介して第１駆動発振回路２の入力端子に電気的に接続され、マイクロプロセッサー１の第１出力端子が排他回路６を介して第２駆動発振回路３の入力端子に電気的に接続される。

前記排他回路６は、第２インバータＵ２、第３インバータＵ４、第１ＯＲゲートＵ３、及び第２ＯＲゲートＵ５を備え、第１インバータ４の出力端子、第２インバータＵ２の出力端子がいずれも第２ＯＲゲートＵ５の入力端子に電気的に接続され、第２ＯＲゲートＵ５の出力端子が第３インバータＵ４を介して第１駆動発振回路２の入力端子に電気的に接続され、マイクロプロセッサー１の第１出力端子、第３インバータＵ４の出力端子がいずれも第１ＯＲゲートＵ３の入力端子に電気的に接続され、第１ＯＲゲートＵ３の出力端子が第２インバータＵ２を介して第２駆動発振回路３の入力端子に電気的に接続される。

前記第１駆動発振回路２は、増幅器Ｕ１、第１抵抗Ｒ１、第１ＭＯＳトランジスタＱ１、第１インダクタンスＬ１、及び第１コンデンサＣ１を備え、第１インバータ４の出力端子が増幅器Ｕ１の第１入力端子に電気的に接続され、増幅器Ｕ１の第１出力端子が第１抵抗Ｒ１を介して第１ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに電気的に接続され、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のソースが接地し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン、第１インダクタンスＬ１の一端、第１コンデンサＣ１の一端がいずれも第１超音波霧化シートＪ１の第１端に電気的に接続され、第１インダクタンスＬ１の他端が電源陽極に電気的に接続され、第１コンデンサＣ１の他端が接地する。

前記第２駆動発振回路３は、増幅器Ｕ１、第２抵抗Ｒ２、第２ＭＯＳトランジスタＱ２、第２インダクタンスＬ２、及び第２コンデンサＣ２を備え、マイクロプロセッサー１の出力端子が増幅器Ｕ１の第２入力端子に電気的に接続され、増幅器Ｕ１の第２出力端子が第２抵抗Ｒ２を介して第２ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートに電気的に接続され、第２ＭＯＳトランジスタＱ２のソースが接地し、第２ＭＯＳトランジスタＱ２のドレイン、第２インダクタンスＬ２の一端、第２コンデンサＣ２の一端がいずれも第１超音波霧化シートＪ１の第２端に電気的に接続され、第２インダクタンスＬ２の他端が電源陽極に電気的に接続され、第２コンデンサＣ２の他端が接地する。

排他回路６は、２つのＭＯＳトランジスタ（第１ＭＯＳトランジスタＱ１、第２ＭＯＳトランジスタＱ２）が同時に導通しないことを効果的に確保し、煙を安定的に生成することを確保できる。

超音波霧化シートの発振制御回路は、電源モジュール５をさらに備え、第１駆動発振回路２の電源端、第２駆動発振回路３の電源端がいずれも該電源モジュール５の出力端子に電気的に接続される。

前記電源モジュールは、リチウム電池単体５０１と昇圧モジュール５０２を備え、リチウム電池単体５０１の出力端子が昇圧モジュール５０２の入力端子に電気的に接続され、昇圧モジュール５０２の出力端子が電源モジュール５の出力端子である。

前記第１超音波霧化シートＪ１は、圧電セラミック式霧化シートである。

図１に示されるように、本実施例では、電源モジュール５はリチウム電池単体の充放電保護回路及び昇圧回路からなり、過充電及び過電圧保護機能を有するとともに、後端回路の過電流及び短絡を防止する。電源モジュール５はリチウム電池単体５０１を昇圧させる方式を用いて、後端の高周波他励式両側発振回路へ約３０Ｗ電力の電源を提供する。

マイクロプロセッサー１は、５１カーネルシングルチップマイクロコンピュータがＬＥＤランプの指示及びＭＯＳトランジスタのオン・オフを制御することによって、回路基板全体の低い消費電力及び安全保護を実現し、且つ第１超音波霧化シートＪ１の電圧電流の変化状況をリアルタイムに検出し、第１超音波霧化シートＪ１の空焚き及び過負荷を防止し、かつ後端の駆動回路にＰＷＭ信号を提供し、電力検出回路によって周波数をリアルタイムで追跡する。

第１インバータ４はマイクロプロセッサーにより出力された１つのＰＷＭ波を元ＰＷＭ波に相補的なレベルに変換し、次に２つのＰＷＭ波を発振回路に同時に出力して、第１超音波霧化シートＪ１が両側発振を行うように制御する。

排他回路６はマイクロプロセッサーのデッド・ゾーン干渉及び第１インバータ４の遅延を解消することに用いられる。

２つの駆動発振回路は、これらに接続されるインダクタンス、コンデンサ及び第１超音波霧化シートＪ１自体の静電容量によってともに共振して正弦波を形成し、それにより霧化シートＪ１を発振するように効果的に駆動して、液体を霧化させる。

図２に示されるように、本実施例の具体的な動作原理は、以下のとおりである。
Ｄｒｉｖｅｒ１はマイクロプロセッサー１により出力されたシングルチャネル駆動信号であり、該信号は、第１ＯＲゲートＵ３に直接入力されるとともに、第１インバータ４を介して逆の相補的なＰＷＭ波に変換されて第２ＯＲゲートＵ５に入力される。第２インバータＵ２、第１ＯＲゲートＵ３、第３インバータＵ４、第２ＯＲゲートＵ５はＰＷＭ波の排他回路を形成し、第２インバータＵ２又は第３インバータＵ４のいずれかの出力端子が高レベルである場合、他方はサンプリングされた後にＯＲゲート及びインバータを通過して、必然的に低レベルを出力し、それにより、マイクロプロセッサー１内部のデッド・ゾーン干渉、及び第１インバータ４による遅延により、２つが同時に高レベルを出力し、且つ２つのＭＯＳトランジスタを同時にオンして、第１超音波霧化シートＪ１が異常に発振したり、ハードウェア回路が過電流で焼損したりすることを防止できる。

次に、増幅器Ｕ１は駆動信号を増幅させて、第１ＭＯＳトランジスタＱ１、第２ＭＯＳトランジスタＱ２は、ＰＷＭ波の制御下で交互にオン・オフ動作して、第１超音波霧化シートＪ１及びインダクタンス・コンデンサが共振して液体を発振させることで煙を生成する。

図３及び図４に示されるように、超音波電子タバコの超音波霧化シートの発振制御回路は、マイクロプロセッサー１、第１駆動発振回路２及び第２駆動発振回路３を備え、第１駆動発振回路２の出力端子が第１超音波霧化シートＪ１の第１端に電気的に接続され、第２駆動発振回路３の出力端子が第１超音波霧化シートＪ１の第２端に電気的に接続され、発振制御回路は、第１インバータ４をさらに備え、第１インバータ４の入力端子、第２駆動発振回路３の入力端子がいずれもマイクロプロセッサー１の第１出力端子に電気的に接続され、第１インバータ４の出力端子が第１駆動発振回路２の入力端子に電気的に接続される。

超音波霧化シートの発振制御回路は、２つの相補的なレベルを出力する排他回路６をさらに備え、第１インバータ４の出力端子が排他回路６を介して第１駆動発振回路２の入力端子に電気的に接続され、マイクロプロセッサー１の第１出力端子が排他回路６を介して第２駆動発振回路３の入力端子に電気的に接続される。

マイクロプロセッサー１、第１インバータ４、排他回路６は、制御回路１１を形成し、ここでは、排他回路６の第１出力端子は制御回路１１の第１出力端子であり、排他回路６の第２出力端子は制御回路１１の第２出力端子であり、マイクロプロセッサー１の第２出力端子は制御回路１１の第３出力端子である。

制御回路１１の第１出力端子が第１駆動発振回路２を介して第１超音波霧化シートＪ１の第１端に電気的に接続され、制御回路１１の第２出力端子が第２駆動発振回路３を介して第１超音波霧化シートＪ１の第２端に電気的に接続される。

超音波霧化シートの発振制御回路は、第１駆動発振回路２が動作するか否かを制御するための切り替え回路７をさらに備え、制御回路１１の第３出力端子が切り替え回路７の制御端に電気的に接続され、切り替え回路７の出力端子が第１駆動発振回路２に電気的に接続される。

前記切り替え回路７は、第３ＭＯＳトランジスタＱ３、第４ＭＯＳトランジスタＱ４、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４及び第５抵抗Ｒ５を備え、第３抵抗Ｒ３の一端、第３ＭＯＳトランジスタＱ３のドレインがいずれも電源陽極に接続され、第３抵抗Ｒ３の他端、第３ＭＯＳトランジスタＱ３のゲートがいずれも第４抵抗Ｒ４を介して第４ＭＯＳトランジスタＱ４のドレインに接続され、第３ＭＯＳトランジスタＱ３のソースが第１駆動発振回路２に接続され、第４ＭＯＳトランジスタＱ４のゲート、第５抵抗Ｒ５の一端がいずれも制御回路１１の第３出力端子に接続され、第４ＭＯＳトランジスタＱ４のソース、第５抵抗Ｒ５の他端がいずれも接地する。

前記第１駆動発振回路２は、増幅器Ｕ１、第１抵抗Ｒ１、第１ＭＯＳトランジスタＱ１、第１インダクタンスＬ１、及び第１コンデンサＣ１を備え、制御回路１１の第１出力端子が増幅器Ｕ１の第１入力端子に電気的に接続され、増幅器Ｕ１の第１出力端子が第１抵抗Ｒ１を介して第１ＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに電気的に接続され、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のソースが接地し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン、第１インダクタンスＬ１の一端、第１コンデンサＣ１の一端がいずれも第１超音波霧化シートＪ１の第１端に電気的に接続され、第１インダクタンスＬ１の他端が第３ＭＯＳトランジスタＱ３のソースに電気的に接続され、第１コンデンサＣ１の他端が接地する。

前記第２駆動発振回路３は、増幅器Ｕ１、第２抵抗Ｒ２、第２ＭＯＳトランジスタＱ２、第２インダクタンスＬ２、及び第２コンデンサＣ２を備え、制御回路１１の第２出力端子が増幅器Ｕ１の第２入力端子に電気的に接続され、増幅器Ｕ１の第２出力端子が第２抵抗Ｒ２を介して第２ＭＯＳトランジスタＱ２のゲートに電気的に接続され、第２ＭＯＳトランジスタＱ２のソースが接地し、第２ＭＯＳトランジスタＱ２のドレイン、第２インダクタンスＬ２の一端、第２コンデンサＣ２の一端がいずれも第１超音波霧化シートＪ１の第２端に電気的に接続され、第２インダクタンスＬ２の他端が電源陽極に電気的に接続され、第２コンデンサＣ２の他端が接地する。

超音波霧化シートの発振制御回路は、電源モジュール５をさらに備え、前記電源モジュール５は、昇圧チップＵ６、第３コンデンサＣ３、第４コンデンサＣ４及び第５コンデンサＣ５を備え、昇圧チップＵ６の入力端子、第３コンデンサＣ３の一端がいずれも電源陽極に電気的に接続され、昇圧チップＵ６の出力端子、第４コンデンサＣ４の一端、第５コンデンサＣ５の一端がいずれも増幅器Ｕ１の電源端に電気的に接続され、昇圧チップＵ６の接地端、第３コンデンサＣ３の他端、第４コンデンサＣ４の他端、第５コンデンサＣ５の他端がいずれも接地する。

前記第１超音波霧化シートＪ１は、圧電セラミック式霧化シートである。

本実施例では、電源モジュール５は、リチウム電池単体の充放電保護回路及び昇圧回路からなり、過充電及び過電圧保護機能を有するとともに、後端回路の過電流及び短絡を防止する。リチウム電池単体の昇圧モジュールは、リチウム電池単体を昇圧させる方式を用いて、後端の高周波他励式両側発振回路へ約３０Ｗ電力の電源を提供する。

駆動回路は、駆動チップで制御回路１１から提供される２つのＰＷＭ信号を増幅させた後、高周波他励式両側発振回路におけるインダクタンス・コンデンサが第１超音波霧化シートＪ１と共振するように駆動し、第１超音波霧化シートＪ１に全波で発振させて、最適な霧化効果を実現する。

制御回路１１は、５１カーネルシングルチップマイクロコンピュータがＬＥＤランプの指示及びＭＯＳトランジスタのオン・オフを制御することによって、回路基板全体の低い消費電力及び安全保護を実現し、且つ第１超音波霧化シートＪ１の電圧電流の変化状況をリアルタイムで検出し、第１超音波霧化シートＪ１の空焚き及び過負荷を防止し、且つ後端の駆動回路にＰＷＭ信号を提供し、電力検出回路によって周波数をリアルタイムで追跡する。

切り替え回路７は、正常な場合には、第１駆動発振回路２が動作するように制御し、第１超音波霧化シートＪ１が両側発振し、制御回路１１のＳｗｉｔｃｈ端子は第４ＭＯＳトランジスタＱ４が導通するように制御し、次に第３ＭＯＳトランジスタＱ３も導通させ、第１ＭＯＳトランジスタＱ１／第２ＭＯＳトランジスタＱ２が駆動回路を介して制御回路１１から入力された２つの相補的なＰＷＭ波信号を増幅し、第１インダクタンスＬ１及び第２インダクタンスＬ２と連動して交互に発振して、第１超音波霧化シートＪ１の両側発振を実現する。その際、発振できる第１超音波霧化シートＪ１は、無極性の超音波霧化シートであり、定格動力が大きい。さまざまなユーザのニーズを満たすために、極性の超音波霧化シートに交換するか、第１超音波霧化シートＪ１の電力を低減する必要がある場合、制御回路１１でＳｗｉｔｃｈ端子をプルダウンし、第３ＭＯＳトランジスタＱ３及び第４ＭＯＳトランジスタＱ４をともに切断し、第２インダクタンスＬ２端のみに給電し、同時に制御回路１１が駆動回路に出力する信号は１つのＰＷＭ波（Ｄｒｉｖｅ２）、１つの高レベル（Ｄｒｉｖｅ１）となり、それにより、第２ＭＯＳトランジスタＱ２が正常にオン・オフして発振し、第１ＭＯＳトランジスタＱ１が常に導通し、第１超音波霧化シートＪ１の他極が接地し、片側発振を実現する。第１超音波霧化シートＪ１の定格動力が両側発振時の半分に減少することにより、製品を小電力型電子タバコとして、さまざまなユーザのニーズを満たす。

図５に示されるように、超音波霧化シートの発振制御回路の実施例３は、以下の点を除いて、実施例１と同様である。

実施例３は第２超音波霧化シートＪ２及び第３駆動発振回路８をさらに備え、マイクロプロセッサー１の第３出力端子が第３駆動発振回路８を介して第２超音波霧化シートＪ２の第１端に電気的に接続され、第２超音波霧化シートＪ２の第２端が接地する。

実施例３は、第１超音波霧化シートＪ１の動作電力を検出するための第１電力検出回路９をさらに備え、第１電力検出回路９の出力端子がマイクロプロセッサー１の第１入力端子に電気的に接続される。

実施例３は、第２超音波霧化シートＪ２の動作電力を検出するための第２電力検出回路１０をさらに備え、第２電力検出回路１０の出力端子がマイクロプロセッサー１の第２入力端子に電気的に接続される。

実施例３は、冗長設計を用いることで、超音波霧化シートＪ１、Ｊ２の耐用年数を延長させ、使用コストを低減させる。

図６に示されるように、超音波霧化シートの発振制御回路の実施例４は、以下の点を除いては、実施例２と同様である。

実施例４は、第２超音波霧化シートＪ２及び第３駆動発振回路８をさらに備え、マイクロプロセッサー１の第３出力端子が第３駆動発振回路８を介して第２超音波霧化シートＪ２の第１端に電気的に接続され、第２超音波霧化シートＪ２の第２端が接地する。

実施例４は、第１超音波霧化シートＪ１の動作電力を検出するための第１電力検出回路９をさらに備え、第１電力検出回路９の出力端子がマイクロプロセッサー１の第１入力端子に電気的に接続される。

実施例４は、第２超音波霧化シートＪ２の動作電力を検出するための第２電力検出回路１０をさらに備え、第２電力検出回路１０の出力端子がマイクロプロセッサー１の第２入力端子に電気的に接続される。

実施例４は、冗長設計を用いることで、超音波霧化シートＪ１、Ｊ２の耐用年数を延長させ、使用コストを低減させる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施例を説明したが、本発明は、上記特定の実施形態に制限されるものではない。上記特定実施形態は、例示的なものに過ぎず、限定的なものではない。当業者であれば、本発明に基づいて、本発明の趣旨及び特許請求の範囲から逸脱せずに、さまざまな形態を実現でき、これらは、すべて本発明の特許範囲に属する。

１ マイクロプロセッサー
２ 第１駆動発振回路
３ 第２駆動発振回路
４ 第１インバータ
５ 電源モジュール
５０１ リチウム電池単体
５０２ 昇圧モジュール
６ 排他回路
７ 切り替え回路
８ 第３駆動発振回路
９ 第１電力検出回路
１０ 第２電力検出回路
１１ 制御回路
Ｊ１ 第１超音波霧化シート
Ｊ２ 第２超音波霧化シート
Ｌ１ 第１インダクタンス
Ｌ２ 第２インダクタンス
Ｃ１ 第１コンデンサ
Ｃ２ 第２コンデンサ
Ｃ３ 第３コンデンサ
Ｃ４ 第４コンデンサ
Ｃ５ 第５コンデンサ
Ｒ１ 第１抵抗
Ｒ２ 第２抵抗
Ｒ３ 第３抵抗
Ｒ４ 第４抵抗
Ｒ５ 第５抵抗
Ｑ１ 第１ＭＯＳトランジスタ
Ｑ２ 第２ＭＯＳトランジスタ
Ｑ３ 第３ＭＯＳトランジスタ
Ｑ４ 第４ＭＯＳトランジスタ
Ｕ１ 増幅器
Ｕ２ 第２インバータ
Ｕ３ 第１ＯＲゲート
Ｕ４ 第３インバータ
Ｕ５ 第２ＯＲゲート
Ｕ６ 昇圧チップ

Claims (14)

1. マイクロプロセッサー（１）、第１駆動発振回路（２）及び第２駆動発振回路（３）を備え、第１駆動発振回路（２）の出力端子が第１超音波霧化シート（Ｊ１）の第１端に電気的に接続され、第２駆動発振回路（３）の出力端子が第１超音波霧化シート（Ｊ１）の第２端に電気的に接続される超音波霧化シートの発振制御回路であって、
   第１インバータ（４）をさらに備え、第１インバータ（４）の入力端子、第２駆動発振回路（３）の入力端子がいずれもマイクロプロセッサー（１）の第１出力端子に電気的に接続され、第１インバータ（４）の出力端子が第１駆動発振回路（２）の入力端子に電気的に接続される
   ことを特徴とする超音波霧化シートの発振制御回路。
2. ２つの相補的なレベルを出力する排他回路（６）をさらに備え、第１インバータ（４）の出力端子が排他回路（６）を介して第１駆動発振回路（２）の入力端子に電気的に接続され、マイクロプロセッサー（１）の第１出力端子が排他回路（６）を介して第２駆動発振回路（３）の入力端子に電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
3. 前記排他回路（６）は第２インバータ（Ｕ２）、第３インバータ（Ｕ４）、第１ＯＲゲート（Ｕ３）、第２ＯＲゲート（Ｕ５）を備え、第１インバータ（４）の出力端子、第２インバータ（Ｕ２）の出力端子がいずれも第２ＯＲゲート（Ｕ５）の入力端子に電気的に接続され、第２ＯＲゲート（Ｕ５）の出力端子が第３インバータ（Ｕ４）を介して第１駆動発振回路（２）の入力端子に電気的に接続され、マイクロプロセッサー（１）の第１出力端子、第３インバータ（Ｕ４）の出力端子がいずれも第１ＯＲゲート（Ｕ３）の入力端子に電気的に接続され、第１ＯＲゲート（Ｕ３）の出力端子が第２インバータ（Ｕ２）を介して第２駆動発振回路（３）の入力端子に電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
4. 第１駆動発振回路（２）が動作するか否かを制御するための切り替え回路（７）をさらに備え、マイクロプロセッサー（１）の第２出力端子が切り替え回路（７）の制御端に電気的に接続され、切り替え回路（７）の出力端子が第１駆動発振回路（２）に電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
5. 前記第１駆動発振回路（２）は増幅器（Ｕ１）、第１抵抗（Ｒ１）、第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）、第１インダクタンス（Ｌ１）、及び第１コンデンサ（Ｃ１）を備え、第１インバータ（４）の出力端子が増幅器（Ｕ１）の第１入力端子に電気的に接続され、増幅器（Ｕ１）の第１出力端子が第１抵抗（Ｒ１）を介して第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のゲートに電気的に接続され、第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のソースが接地し、第１ＭＯＳトランジスタ（Ｑ１）のドレイン、第１インダクタンス（Ｌ１）の一端、第１コンデンサ（Ｃ１）の一端がいずれも第１超音波霧化シート（Ｊ１）の第１端に電気的に接続され、第１インダクタンス（Ｌ１）の他端が電源陽極に電気的に接続され、第１コンデンサ（Ｃ１）の他端が接地する
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
6. 前記第２駆動発振回路（３）は、増幅器（Ｕ１）、第２抵抗（Ｒ２）、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）、第２インダクタンス（Ｌ２）、及び第２コンデンサ（Ｃ２）を備え、マイクロプロセッサー（１）の出力端子が増幅器（Ｕ１）の第２入力端子に電気的に接続され、増幅器（Ｕ１）の第２出力端子が第２抵抗（Ｒ２）を介して第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のゲートに電気的に接続され、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のソースが接地し、第２ＭＯＳトランジスタ（Ｑ２）のドレイン、第２インダクタンス（Ｌ２）の一端、第２コンデンサ（Ｃ２）の一端がいずれも第１超音波霧化シート（Ｊ１）の第２端に電気的に接続され、第２インダクタンス（Ｌ２）の他端が電源陽極に電気的に接続され、第２コンデンサ（Ｃ２）の他端が接地する
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
7. 電源モジュール（５）をさらに備え、第１駆動発振回路（２）の電源端、第２駆動発振回路（３）の電源端がいずれも該電源モジュール（５）の出力端子に電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
8. 前記電源モジュールは、リチウム電池単体（５０１）と昇圧モジュール（５０２）を備え、リチウム電池単体（５０１）の出力端子が昇圧モジュール（５０２）の入力端子に電気的に接続され、昇圧モジュール（５０２）の出力端子が電源モジュール（５）の出力端子である
   ことを特徴とする請求項７に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
9. 前記切り替え回路（７）は第３ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）、第４ＭＯＳトランジスタ（Ｑ４）、第３抵抗（Ｒ３）、第４抵抗（Ｒ４）及び第５抵抗（Ｒ５）を備え、第３抵抗（Ｒ３）の一端、第３ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のドレインがいずれも電源陽極に接続され、第３抵抗（Ｒ３）の他端、第３ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のゲートがいずれも第４抵抗（Ｒ４）を介して第４ＭＯＳトランジスタ（Ｑ４）のドレインに接続され、第３ＭＯＳトランジスタ（Ｑ３）のソースが第１駆動発振回路（２）に接続され、第４ＭＯＳトランジスタ（Ｑ４）のゲート、第５抵抗（Ｒ５）の一端がいずれもマイクロプロセッサー（１）の第２出力端子に接続され、第４ＭＯＳトランジスタ（Ｑ４）のソース、第５抵抗（Ｒ５）の他端がいずれも接地する
   ことを特徴とする請求項４に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
10. 電源モジュール（５）をさらに備え、前記電源モジュール（５）は昇圧チップ（Ｕ６）、第３コンデンサ（Ｃ３）、第４コンデンサ（Ｃ４）及び第５コンデンサ（Ｃ５）を備え、昇圧チップ（Ｕ６）の入力端子、第３コンデンサ（Ｃ３）の一端がいずれも電源陽極に電気的に接続され、昇圧チップ（Ｕ６）の出力端子、第４コンデンサ（Ｃ４）の一端、第５コンデンサ（Ｃ５）の一端がいずれも増幅器（Ｕ１）の電源端に電気的に接続され、昇圧チップ（Ｕ６）の接地端、第３コンデンサ（Ｃ３）の他端、第４コンデンサ（Ｃ４）の他端、第５コンデンサ（Ｃ５）の他端がいずれも接地する
    ことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
11. 第２超音波霧化シート（Ｊ２）及び第３駆動発振回路（８）をさらに備え、マイクロプロセッサー（１）の第３出力端子が第３駆動発振回路（８）を介して第２超音波霧化シート（Ｊ２）の第１端に電気的に接続され、第２超音波霧化シート（Ｊ２）の第２端が接地する
    ことを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
12. 第１超音波霧化シート（Ｊ１）の動作電力を検出するための第１電力検出回路（９）をさらに備え、第１電力検出回路（９）の出力端子がマイクロプロセッサー（１）の第１入力端子に電気的に接続される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
13. 第２超音波霧化シート（Ｊ２）の動作電力を検出するための第２電力検出回路（１０）をさらに備え、第２電力検出回路（１０）の出力端子がマイクロプロセッサー（１）の第２入力端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の超音波霧化シートの発振制御回路。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の超音波霧化シートの発振制御回路を備える
    ことを特徴とする超音波電子タバコ。

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