集積電子制御回路を有する作動装置
負荷とマイクロコントローラと少なくとも１つの受動部品を備える集積電子制御回路を含む作動装置。マイクロコントローラは、負荷を作動させるための十分な電力を生成する制御信号と、負荷を駆動するための駆動信号を提供する、という２つの機能を果たす。用途は、空気清浄化システムである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積電子制御回路を有する作動装置に関する。更に具体的には、本発明は負荷を駆動し、電圧を制御して負荷に電力を供給する集積電子制御回路を有する作動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作動装置は、当該技術分野においては周知の技術である。典型的な作動装置は、負荷又はアクチュエータを駆動する装置である。アクチュエータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する装置である。代表的な作動装置には、空気清浄化システムなどの活性材料の液滴を生成するための装置、空気処理装置、ネブライザー、及び機械的に操作する玩具が含まれる。負荷、又はアクチュエータを駆動するには、作動装置は十分な電力を必要とする。例えば、空気清浄化システムの香料の液滴を生成する電気機械アクチュエータは、通常、約１００ボルトなどのさまざまな電圧で、少なくとも約２００ミリアンペアを必要とする。単一の可変電圧から複数の電圧を生成するには、例えば、空気清浄化システムは、多くの場合、直流−直流（ＤＣ／ＤＣ）コンバータを使用する。更に、ネブライザーなどのパレメディカル作動装置は、通常、連続運転の提供における信頼性が高いＤＣ／ＤＣコンバータを使用する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流の電源を１つの電圧レベルから別の電圧レベルに変換する回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、単一の可変バッテリ電圧から複数の制御電圧を生成する方法を提供し、それにより、装置の異なる部品に供給するために複数のバッテリを使う代わりに、スペースを節約し、次いで作動装置の連続稼動を可能にする。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータは、一般的にハンドヘルド又はポータブル作動装置に使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの費用は空気処理又は空気清浄化システムなどの携帯用家庭用作動装置の小売価格の半分であり得るため、それを家庭用作動装置に応用するには費用が高くなりすぎる。そのため、携帯用家庭用用途向けに費用の適切な電子制御回路の必要性が引き続き存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、アクチュエータ、マイクロコントローラ、及び、その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つの受動部品を含む集積電子制御回路を備えた作動装置に関する。集積電子制御回路は、アクチュエータと動作可能に連結しており、マイクロコントローラは少なくとも１つの受動部品の１つに制御信号を提供して、アクチュエータに電力を供給し、アクチュエータを駆動する駆動信号を提供する電圧を制御している。このように、本発明は、作動装置がＤＣ／ＤＣコンバータを有する先行技術回路よりも１つ少ない特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で、前述の２つの作業を安定的に行うことを可能にする。
【０００５】
本発明の１つの実施形態では、作動装置は香料、その他の揮発性液体、及び／又は揮発性物質などの液体活性物質の液滴を生成し得る電気機械交換器と、マイクロコントローラと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つの受動部品を含み、電気機械交換器に電力を供給する電圧の制御と、電気機械交換器を駆動する駆動機能を提供するという２つの機能を果たす集積電子駆動回路と、を有する、空気清浄化システムであり得る。
【０００６】
本発明はまた、アクチュエータと、マイクロコントローラと、その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つの受動部品からなる集積電子制御回路を提供する工程と、アクチュエータを駆動するためにマイクロコントローラから駆動信号を生成する工程と、マイクロコントローラから制御信号を生成してアクチュエータに電力を供給する電圧を制御する工程と、含む装置を作動させるための方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本明細書は、本発明を詳細に指摘して明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、以下の説明を添付図面と併せ読むことによって更に十分に理解されると考えられる。
【図１】本発明の代表的な電子制御回路のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、本発明は、集積電子制御回路１０、集積電子制御回路１０に電力を供給する電源５０、集積電子制御回路１０から電力を受け取り、負荷４０に電力を供給する増幅器６０を備える。負荷４０は、集積電子制御回路１０の一部である得る。集積電子制御回路１０は、マイクロコントローラ２０とマイクロコントローラ２０と電気的に導通する少なくとも１つの受動部品３０を含む電子回路である。集積電子制御回路１０は、受動部品３０に電気信号を送ることができ、同時に、受動部品３０から電気信号を受け取ることができるマイクロコントローラ２０を含む。受動部品は、エネルギーを消費するが、内部にＡＳＩＣが埋め込まれていない、電気的構成ブロックである。ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、内部にＡＳＩＣが埋め込まれていて、作動装置に十分な電力が供給できるため、受動部品ではない。全てが受動部品から構成されている電子回路は、受動回路と呼ばれ受動部品と同じ特性を有する。
【０００９】
マイクロコントローラ２０は、所望の回路用に適切な機能を提供するようにプログラムすることができ、別の方法としては、マイクロコントローラ２０は、ＲＯＭに埋め込まれた専用プログラムを有することができる。本発明の集積電子制御回路１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータを使わずに作動装置１に電力を提供し、負荷４０に電力を供給するために必要な電圧レベルを制御する。本発明のマイクロコントローラ２０は、負荷４０の駆動と、負荷４０の作動に十分な電力を供給するための電圧の制御という２つの作業を行うよう構成されており、両方の作業はＤＣ／ＤＣコントローラを使用した回路よりも安価に実行し得る。
【００１０】
本発明は、作動装置１を動作するために必要な電気信号を簡素化する。その理由は、駆動信号１２２及び制御信号１２４の情報が、マイクロコントローラがその一部ではない電気制御回路からの入力制御信号を必要とするマイクロコントローラの代わりに、一般的なマイクロコントローラ２０から生成されるためである。マイクロコントローラ２０と受動部品３０との集積により、マイクロコントローラ２０は、駆動信号発生器２２が増幅器６０への駆動信号１２２を生成するときに反応し、負荷４０が電力を必要とするときに、クロックサイクルをカウントして反応することができる。本発明を詳細にわたって説明する目的で、本発明を香料の液滴を生成する空気清浄化システムとして説明する。液体材料は、装置の一部であるリサーバ内に入っていることがある。香料は約３〜約９センチポワズ（ｃｐｓ）、あるいは約３〜約５ｃｐｓ、あるいは、少なくとも約１０ｃｐｓの粘性を有し、センチメートル当たり約３５ダイン未満、あるいは、センチメートル当たり約２０〜約３０ダインの範囲の表面張力を有する。しかし、上記のように、当業者は、本発明がさまざまな作動装置１として具体化できること、及び、本発明が特定の実施形態に限られないことが理解する。当業者は、本発明の簡素化された構造の利点を、本発明の作動装置１に応用して負荷４０に電力を供給し得ることを認識する。
【００１１】
更に具体的には、本発明の作動装置１は、マイクロコントローラ２０と制御信号１２４との間のフィードバックループのトランジスタ３２を有する回路によって電力の供給を受けることができる。マイクロコントローラ２０は、一定の時間に制御信号１２４がオン及びオフになる回数をカウントするために使用することができる。更に、キャパシタ３８を充電し、既知の時間をかけて消耗することで、マイクロコントローラ２０を、制御信号１２４が起動する別の時間を提供するために使用することができる。
【００１２】
電源
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。
【００１３】
駆動回路
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。
【００１４】
共振周波数を決めるために、最終制御電力２３８は、制御信号１２４をオフにし、アクチュエータを３０サイクル駆動し、制御信号１２４を再びオンにし、キャパシタ３８の目標電圧に達するまでの時間を測定することで、測定することができる。周波数掃引で所定の電流値までキャパシタ３８を充電するのに最も長い時間がかかる周波数が、最大の電力を消費する周波数である。駆動周波数発生器２２は、電源５０に最も高い負荷をかける動作周波数を共振周波数として選ぶことができる。共振周波数は負荷４０を駆動するための更なる動作に使用することができる。
【００１５】
装置１のスイッチがオンのときは、共振周波数は不明である。そのため、香料の液滴を生成する前に、負荷４０の動作周波数を見つけるために、その範囲の全ての周波数を上記の説明に従ってテストすべきである。動作中、共振周波数は、温度などで回路パレメータが変化するため、シフトするようにみえる。そのため、装置１が液滴を生成するたびに、単一周波数点を測定する。当該範囲の全ての周波数を測定したら、動作周波数値を更新し、プロセスが再開する。
【００１６】
制御回路
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。
【００１７】
本発明のマイクロコントローラ２０は、負荷４０を駆動するための駆動信号１２２だけでなく、負荷４０に電力を供給するに十分な電圧を生成する制御信号１２４を実装するために必要な全ての機能ブロックを含む場合がある。集積電子制御回路１０の好適なマイクロコントローラ２０は、例えば、Ａｔｍｅｌ ＡＴＴＩＮＹ１３、ＡＴＴＩＮＹ２６Ｌ、Ａｔｍｅｌ Ｍｅｇａ１６８及びＳｏｎｉｘ ＳＮ８Ｐ２５０１Ｂなどの商品名で知られる装置である。マイクロコントローラ２０は、１２のＩＯを備えた１４のピンを有する。
【００１８】
前述のように、負荷４０を駆動する共振周波数で方形波を生成することに加え、マクロコントローラ２０は、負荷４０に電力を供給する増幅器６０に最終制御電力２３８を供給するための電圧生成を制御する少なくとも１つの受動部品３０への制御信号１２４を生成する制御信号発生器２４を含む。受動部品３０は、トランジスタ３２、インダクタ３４、ダイオード３６、キャパシタ３８及びレジスタを含み得る。制御信号１２４の振動周波数は、負荷４０に電力を供給するために必要な電圧を適切に制御する範囲とする。約１０ｎＦ圧電素子の形で負荷４０を使用する空気清浄化システムでは、制御信号１２４の振動周波数は、約２００ＫＨｚ〜約１ＭＨｚ、あるいは、約４００ＫＨｚ〜約７５０ＫＨｚ、あるいは、約４５０ＫＨｚ〜約６００ＫＨｚ、あるいは約５００ＫＨｚ〜約５５０ＫＨｚ、あるいは約５００ＫＨｚである。
【００１９】
１つの実施形態では、制御信号１２４はトランジスタ３２に供給されている。トランジスタ３２は、Ｎチャネル電界効果トランジスタであり、又はこれは一般的にＮチャネルＦＥＴと呼ばれている。制御信号１２４は前記トランジスタ３２に供給することができ、それにより、インダクタ３４がキャパシタ３８にダイオード３６を充電及び放電できるようになり得る。このように、電流がキャパシタ３８内に蓄積される。キャパシタ３８は、約２２μＦ〜約３３００μＦ、あるいは、約２２μＦ〜約２０００μＦ、あるいは、約４７μＦ〜約１０００μＦ、あるいは、約４７μＦ〜約１００μＦ、あるいは、約４７μＦのキャパシタンスを有し得る。
【００２０】
マイクロコントローラ２０は、キャパシタ３８に充電されている電圧をモニターすることができ、キャパシタ２８がキャパシタ３８からフィードバック制御信号１３８を受け取って、目標電圧を達成したかを決める。目標電圧に達すると、制御信号１２４はオフの状態になる。受動部品３０を通し、マイクロコントローラ２０に戻るマイクロコントローラ２０からの制御信号１２４の通路は、電圧フィードバックループと呼ばれている。キャパシタ３８の電圧レベルが、それが増幅器６０に最終制御電力２３８を供給するという事実から、目標電圧以下に低下すると、制御信号１２４は再びオンの状態に戻り得る。最終制御電力２３８は、約３〜約１０ボルト、あるいは、約４〜約９ボルト、あるいは、約５〜約８ボルト、あるいは約６〜約７ボルトで、電流は約１〜１０００ｍＡ、あるいは、約１００ｍＡ〜約９００ｍＡ、あるいは、約１００〜約８００ｍＡ、あるいは、約２００ｍＡ〜約７００ｍＡ、約２００ｍＡ〜約４００ｍＡ、あるいは約２００ｍＡ〜約３００ｍＡであってもよい。
【００２１】
ここで説明されている制御回路は、上記の駆動回路の演習時間内で演習することができる。具体的には、駆動信号１２２生成中にはダウンタイムがあり、その間は、マイクロコントローラ２０はクロックサイクルをカウントしている。このダウンタイムは、マイクロコントローラ２０の回路にすでに存在する上記のフィードバックループを使って、出力電圧をモニターするために使用することができ、これによって電圧レベルが所定ポイントの上、又は下にあるかを決定する。電圧の決定に基づいて、マイクロコントローラ２０は制御信号１２４をオン又はオフにすることができる。更に、オフタイムを追跡することができるため、同じマイクロコントローラ２０内で、制御信号１２４のデューティサイクルを制御する能力が付与され、その結果、バッテリ寿命が延び、必要な電力を引き出す時間を増加させることがある。制御信号１２４のオフタイムは、バッテリ寿命を延ばすために増加させることができ、これは、制御信号１２４のデューティサイクルを通して実行することができる。制御信号１２４をオン及びオフにすることができる最も低いデューティサイクルが、一般的に好ましい。使用中のデューティサイクルが、制御信号１２４がオフになることを許可しないようになると、デューティサイクルは増加する。オフタイムとは、マイクロコントローラ２０が制御信号１２４の波動関数を生成しておらず、駆動信号１２２の波動関数のみを生成している時間をさす。
【００２２】
増幅器と負荷
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。
【００２３】
この実施形態では、増幅器６０の回路はブリッジ回路として構成することができ、共振ブリッジ回路であってもよい。アクチュエータは、ブリッジ回路の一部を形成している。駆動信号発生器２２は、所望の周波数で１８０度位相外れの２つの信号を含む駆動信号１２２を生成することができる。２つの信号は、非オーバーラップ信号を含み得る。約３〜約６ボルト、あるいは約５ボルトで作動して、マイクロコントローラ２０は、電圧を増幅して約３２〜約５５ボルトのピーク・ピーク値、あるいは、約４２〜約５５ボルトのピーク・ピーク値で最終電力２６０をアクチュエータに供給する増幅器６０への駆動信号１２２を生成することができる。アクチュエータに供給される最終電力２６０は、約０．７ワット〜約１．７ワットの範囲である。
【００２４】
モード
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。
【００２５】
マイクロコントローラ２０はまた、負荷４０が自動的に動作するパルスよりも長い、所定時間にわたるパルスである駆動信号１２２を生成するブーストタイマ８２を要求に応じて提供することができる。ブーストタイマ８２は、マイクロコントローラ２０に接続された単安定ブーストスイッチ８０によって作動させることができる。
【００２６】
メンテナンスモードでは、事前設定された量の流体がアクチュエータによって、ユーザーが決定した間隔で放出される。これは、所定の時間、アクチュエータを自動的に作動させることで達成される。この際、メンテナンススイッチ７０によって、ユーザーはどの位の頻度でアクチュエータから流体を放出させるかを調節することができる。メンテナンススイッチ７０は、多位置スライドスイッチで、ユーザーはこれを調整して、各噴霧間の間隔を設定することができる。
【００２７】
メンテナンスタイマ７２は、上記のようにメンテナンス噴霧間の間隔を設定するために使用することができる。このタイマはまた、一回の噴霧の長さを設定する。メンテナンスタイマ７２は、マイクロコントローラ２０のソフトウェア又はハードウェアによって提供され得る。メンテナンススイッチ７０は、メンテナンスタイマ７２に接続され、これにより、ユーザーは各バックグラウンド噴霧間の間隔を設定することができる。
【００２８】
本発明の１つの実地形態では、メンテナンスモードは、アクチュエータが空気清浄化システムから香料の液滴を生成する噴霧時間と、アクチュエータが空気清浄化システムから香料の液滴を放出しない停止時間を含む。噴霧時間は、約５ミリ秒〜約５秒、あるいは、約１０ミリ秒〜１秒、あるいは約２０ミリ秒〜５００ミリ秒、あるいは、約５０ミリ秒〜１００ミリ秒。停止時間は、約１秒〜約３０時間、あるいは、約１秒〜約２４時間、あるいは、約５秒〜約１２時間、あるいは、約５秒〜約８時間、あるいは、約５秒〜約６時間、あるいは、約５秒〜約４時間、あるいは、約５秒〜約３時間、あるいは、約５秒〜約２時間、あるいは、約５秒〜約１時間、あるいは、約５秒〜約４５分、あるいは、約５秒〜３０分、あるいは、約５秒〜２０分、あるいは、５秒〜１５分、あるいは、約５秒〜１０分、あるいは、約５秒〜約５分、あるいは、約５秒〜１５０秒、あるいは、約２０秒〜約１２０秒、あるいは、約２５秒〜約８０秒、あるいは、約１０秒〜約４０秒であり得る。ただし、本発明では、上述の時間範囲よりも長い時間を使いうることが理解されている。
【００２９】
ブーストモードも提供することができる。このモードでは、ユーザーがブーストスイッチ８０を操作すると、アクチュエータが事前に設定された量の液体を噴霧する。ブーストタイマ８２は、マイクロコントローラ２０内のハードウェア又はソフトウェアとして提供することができる。ブーストスイッチ１４を押すと、ソフトウェアがブースト噴霧を実行する。ブーストモードを起動すると、追加の液体が噴霧される時間を、複数の一定の長さの固定持続時間に分割できるが、各一定の長さの時間間隔は一定である。各一定の長さは１秒とすることができ、それが１０回繰り返され、各６０ミリ秒パルス間の時間間隔は４０ミリ秒である。４０ミリ秒のギャップは、平均流量を低下させ、各噴霧間にアクチュエータが回復する時間を提供することができる。
【００３０】
通常、ブーストモードは、３秒間毎に約１ミリグラム〜３ミリグラムの香料を放出することができ、メンテナンスモードは、サイクル中に１時間に約４０ミリグラムの香料を放出し、これには、約１〜６０秒毎、あるいは、約５〜約６０秒毎に約６０ミリ秒の噴霧が含まれる。マイクロコントローラは、５００ＫＨｚ信号を制御するようにプログラムされており、それにより、予めプログラムされた時間、又は香料が装置から使い果たされるまでブーストサイクルを実行するように、キャパシタ３８に十分なエネルギーが保存される。１つの実施形態では、ブーストモードは、少なくとも約１秒、あるいは、少なくとも約３秒、あるいは約１秒〜約１０秒、あるいは、約３秒〜約５秒、あるいは約３秒である。
【００３１】
ブースト機能の使用で解決される問題は、流体の静的層の装置性能に対する有害な影響であり、場合によって、この問題は、負荷４０の上面に一定の時間を経て発生する。いくつかの装置では、負荷４０がこの液体の膜を通して液滴を生成することが難しいようにみえる。噴霧の開始が、噴霧区域から液体膜を除去しうることが認識された。そのため、この問題をもつ負荷４０は、連続的な開始操作にこれを晒すことよって解決できることがわかっている。
【００３２】
本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。それよりむしろ、特に指定されない限り、各こうした寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図する。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【００３３】
「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈すべきではない。この文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と対立する範囲については、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を適用するものとする。
【００３４】
本発明の特定の実施形態について説明し記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲内にある前記変更及び修正のすべてを、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積電子制御回路を有する作動装置に関する。更に具体的には、本発明は負荷を駆動し、電圧を制御して負荷に電力を供給する集積電子制御回路を有する作動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作動装置は、当該技術分野においては周知の技術である。典型的な作動装置は、負荷又はアクチュエータを駆動する装置である。アクチュエータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する装置である。代表的な作動装置には、空気清浄化システムなどの活性材料の液滴を生成するための装置、空気処理装置、ネブライザー、及び機械的に操作する玩具が含まれる。負荷、又はアクチュエータを駆動するには、作動装置は十分な電力を必要とする。例えば、空気清浄化システムの香料の液滴を生成する電気機械アクチュエータは、通常、約１００ボルトなどのさまざまな電圧で、少なくとも約２００ミリアンペアを必要とする。単一の可変電圧から複数の電圧を生成するには、例えば、空気清浄化システムは、多くの場合、直流−直流（ＤＣ／ＤＣ）コンバータを使用する。更に、ネブライザーなどのパレメディカル作動装置は、通常、連続運転の提供における信頼性が高いＤＣ／ＤＣコンバータを使用する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流の電源を１つの電圧レベルから別の電圧レベルに変換する回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、単一の可変バッテリ電圧から複数の制御電圧を生成する方法を提供し、それにより、装置の異なる部品に供給するために複数のバッテリを使う代わりに、スペースを節約し、次いで作動装置の連続稼動を可能にする。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータは、一般的にハンドヘルド又はポータブル作動装置に使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの費用は空気処理又は空気清浄化システムなどの携帯用家庭用作動装置の小売価格の半分であり得るため、それを家庭用作動装置に応用するには費用が高くなりすぎる。そのため、携帯用家庭用用途向けに費用の適切な電子制御回路の必要性が引き続き存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、アクチュエータ、マイクロコントローラ、及び、その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つの受動部品を含む集積電子制御回路を備えた作動装置に関する。集積電子制御回路は、アクチュエータと動作可能に連結しており、マイクロコントローラは少なくとも１つの受動部品の１つに制御信号を提供して、アクチュエータに電力を供給し、アクチュエータを駆動する駆動信号を提供する電圧を制御している。このように、本発明は、作動装置がＤＣ／ＤＣコンバータを有する先行技術回路よりも１つ少ない特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で、前述の２つの作業を安定的に行うことを可能にする。
【０００５】
本発明の１つの実施形態では、作動装置は香料、その他の揮発性液体、及び／又は揮発性物質などの液体活性物質の液滴を生成し得る電気機械交換器と、マイクロコントローラと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つの受動部品を含み、電気機械交換器に電力を供給する電圧の制御と、電気機械交換器を駆動する駆動機能を提供するという２つの機能を果たす集積電子駆動回路と、を有する、空気清浄化システムであり得る。
【０００６】
本発明はまた、アクチュエータと、マイクロコントローラと、その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つの受動部品からなる集積電子制御回路を提供する工程と、アクチュエータを駆動するためにマイクロコントローラから駆動信号を生成する工程と、マイクロコントローラから制御信号を生成してアクチュエータに電力を供給する電圧を制御する工程と、含む装置を作動させるための方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本明細書は、本発明を詳細に指摘して明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、以下の説明を添付図面と併せ読むことによって更に十分に理解されると考えられる。
【図１】本発明の代表的な電子制御回路のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、本発明は、集積電子制御回路１０、集積電子制御回路１０に電力を供給する電源５０、集積電子制御回路１０から電力を受け取り、負荷４０に電力を供給する増幅器６０を備える。負荷４０は、集積電子制御回路１０の一部である得る。集積電子制御回路１０は、マイクロコントローラ２０とマイクロコントローラ２０と電気的に導通する少なくとも１つの受動部品３０を含む電子回路である。集積電子制御回路１０は、受動部品３０に電気信号を送ることができ、同時に、受動部品３０から電気信号を受け取ることができるマイクロコントローラ２０を含む。受動部品は、エネルギーを消費するが、内部にＡＳＩＣが埋め込まれていない、電気的構成ブロックである。ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えば、内部にＡＳＩＣが埋め込まれていて、作動装置に十分な電力が供給できるため、受動部品ではない。全てが受動部品から構成されている電子回路は、受動回路と呼ばれ受動部品と同じ特性を有する。
【０００９】
マイクロコントローラ２０は、所望の回路用に適切な機能を提供するようにプログラムすることができ、別の方法としては、マイクロコントローラ２０は、ＲＯＭに埋め込まれた専用プログラムを有することができる。本発明の集積電子制御回路１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータを使わずに作動装置１に電力を提供し、負荷４０に電力を供給するために必要な電圧レベルを制御する。本発明のマイクロコントローラ２０は、負荷４０の駆動と、負荷４０の作動に十分な電力を供給するための電圧の制御という２つの作業を行うよう構成されており、両方の作業はＤＣ／ＤＣコントローラを使用した回路よりも安価に実行し得る。
【００１０】
本発明は、作動装置１を動作するために必要な電気信号を簡素化する。その理由は、駆動信号１２２及び制御信号１２４の情報が、マイクロコントローラがその一部ではない電気制御回路からの入力制御信号を必要とするマイクロコントローラの代わりに、一般的なマイクロコントローラ２０から生成されるためである。マイクロコントローラ２０と受動部品３０との集積により、マイクロコントローラ２０は、駆動信号発生器２２が増幅器６０への駆動信号１２２を生成するときに反応し、負荷４０が電力を必要とするときに、クロックサイクルをカウントして反応することができる。本発明を詳細にわたって説明する目的で、本発明を香料の液滴を生成する空気清浄化システムとして説明する。液体材料は、装置の一部であるリサーバ内に入っていることがある。香料は約３〜約９センチポワズ（ｃｐｓ）、あるいは約３〜約５ｃｐｓ、あるいは、少なくとも約１０ｃｐｓの粘性を有し、センチメートル当たり約３５ダイン未満、あるいは、センチメートル当たり約２０〜約３０ダインの範囲の表面張力を有する。しかし、上記のように、当業者は、本発明がさまざまな作動装置１として具体化できること、及び、本発明が特定の実施形態に限られないことが理解する。当業者は、本発明の簡素化された構造の利点を、本発明の作動装置１に応用して負荷４０に電力を供給し得ることを認識する。
【００１１】
更に具体的には、本発明の作動装置１は、マイクロコントローラ２０と制御信号１２４との間のフィードバックループのトランジスタ３２を有する回路によって電力の供給を受けることができる。マイクロコントローラ２０は、一定の時間に制御信号１２４がオン及びオフになる回数をカウントするために使用することができる。更に、キャパシタ３８を充電し、既知の時間をかけて消耗することで、マイクロコントローラ２０を、制御信号１２４が起動する別の時間を提供するために使用することができる。
【００１２】
電源
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。
【００１３】
駆動回路
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。
【００１４】
共振周波数を決めるために、最終制御電力２３８は、制御信号１２４をオフにし、アクチュエータを３０サイクル駆動し、制御信号１２４を再びオンにし、キャパシタ３８の目標電圧に達するまでの時間を測定することで、測定することができる。周波数掃引で所定の電流値までキャパシタ３８を充電するのに最も長い時間がかかる周波数が、最大の電力を消費する周波数である。駆動周波数発生器２２は、電源５０に最も高い負荷をかける動作周波数を共振周波数として選ぶことができる。共振周波数は負荷４０を駆動するための更なる動作に使用することができる。
【００１５】
装置１のスイッチがオンのときは、共振周波数は不明である。そのため、香料の液滴を生成する前に、負荷４０の動作周波数を見つけるために、その範囲の全ての周波数を上記の説明に従ってテストすべきである。動作中、共振周波数は、温度などで回路パレメータが変化するため、シフトするようにみえる。そのため、装置１が液滴を生成するたびに、単一周波数点を測定する。当該範囲の全ての周波数を測定したら、動作周波数値を更新し、プロセスが再開する。
【００１６】
制御回路
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。
【００１７】
本発明のマイクロコントローラ２０は、負荷４０を駆動するための駆動信号１２２だけでなく、負荷４０に電力を供給するに十分な電圧を生成する制御信号１２４を実装するために必要な全ての機能ブロックを含む場合がある。集積電子制御回路１０の好適なマイクロコントローラ２０は、例えば、Ａｔｍｅｌ ＡＴＴＩＮＹ１３、ＡＴＴＩＮＹ２６Ｌ、Ａｔｍｅｌ Ｍｅｇａ１６８及びＳｏｎｉｘ ＳＮ８Ｐ２５０１Ｂなどの商品名で知られる装置である。マイクロコントローラ２０は、１２のＩＯを備えた１４のピンを有する。
【００１８】
前述のように、負荷４０を駆動する共振周波数で方形波を生成することに加え、マクロコントローラ２０は、負荷４０に電力を供給する増幅器６０に最終制御電力２３８を供給するための電圧生成を制御する少なくとも１つの受動部品３０への制御信号１２４を生成する制御信号発生器２４を含む。受動部品３０は、トランジスタ３２、インダクタ３４、ダイオード３６、キャパシタ３８及びレジスタを含み得る。制御信号１２４の振動周波数は、負荷４０に電力を供給するために必要な電圧を適切に制御する範囲とする。約１０ｎＦ圧電素子の形で負荷４０を使用する空気清浄化システムでは、制御信号１２４の振動周波数は、約２００ＫＨｚ〜約１ＭＨｚ、あるいは、約４００ＫＨｚ〜約７５０ＫＨｚ、あるいは、約４５０ＫＨｚ〜約６００ＫＨｚ、あるいは約５００ＫＨｚ〜約５５０ＫＨｚ、あるいは約５００ＫＨｚである。
【００１９】
１つの実施形態では、制御信号１２４はトランジスタ３２に供給されている。トランジスタ３２は、Ｎチャネル電界効果トランジスタであり、又はこれは一般的にＮチャネルＦＥＴと呼ばれている。制御信号１２４は前記トランジスタ３２に供給することができ、それにより、インダクタ３４がキャパシタ３８にダイオード３６を充電及び放電できるようになり得る。このように、電流がキャパシタ３８内に蓄積される。キャパシタ３８は、約２２μＦ〜約３３００μＦ、あるいは、約２２μＦ〜約２０００μＦ、あるいは、約４７μＦ〜約１０００μＦ、あるいは、約４７μＦ〜約１００μＦ、あるいは、約４７μＦのキャパシタンスを有し得る。
【００２０】
マイクロコントローラ２０は、キャパシタ３８に充電されている電圧をモニターすることができ、キャパシタ２８がキャパシタ３８からフィードバック制御信号１３８を受け取って、目標電圧を達成したかを決める。目標電圧に達すると、制御信号１２４はオフの状態になる。受動部品３０を通し、マイクロコントローラ２０に戻るマイクロコントローラ２０からの制御信号１２４の通路は、電圧フィードバックループと呼ばれている。キャパシタ３８の電圧レベルが、それが増幅器６０に最終制御電力２３８を供給するという事実から、目標電圧以下に低下すると、制御信号１２４は再びオンの状態に戻り得る。最終制御電力２３８は、約３〜約１０ボルト、あるいは、約４〜約９ボルト、あるいは、約５〜約８ボルト、あるいは約６〜約７ボルトで、電流は約１〜１０００ｍＡ、あるいは、約１００ｍＡ〜約９００ｍＡ、あるいは、約１００〜約８００ｍＡ、あるいは、約２００ｍＡ〜約７００ｍＡ、約２００ｍＡ〜約４００ｍＡ、あるいは約２００ｍＡ〜約３００ｍＡであってもよい。
【００２１】
ここで説明されている制御回路は、上記の駆動回路の演習時間内で演習することができる。具体的には、駆動信号１２２生成中にはダウンタイムがあり、その間は、マイクロコントローラ２０はクロックサイクルをカウントしている。このダウンタイムは、マイクロコントローラ２０の回路にすでに存在する上記のフィードバックループを使って、出力電圧をモニターするために使用することができ、これによって電圧レベルが所定ポイントの上、又は下にあるかを決定する。電圧の決定に基づいて、マイクロコントローラ２０は制御信号１２４をオン又はオフにすることができる。更に、オフタイムを追跡することができるため、同じマイクロコントローラ２０内で、制御信号１２４のデューティサイクルを制御する能力が付与され、その結果、バッテリ寿命が延び、必要な電力を引き出す時間を増加させることがある。制御信号１２４のオフタイムは、バッテリ寿命を延ばすために増加させることができ、これは、制御信号１２４のデューティサイクルを通して実行することができる。制御信号１２４をオン及びオフにすることができる最も低いデューティサイクルが、一般的に好ましい。使用中のデューティサイクルが、制御信号１２４がオフになることを許可しないようになると、デューティサイクルは増加する。オフタイムとは、マイクロコントローラ２０が制御信号１２４の波動関数を生成しておらず、駆動信号１２２の波動関数のみを生成している時間をさす。
【００２２】
増幅器と負荷
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。
【００２３】
この実施形態では、増幅器６０の回路はブリッジ回路として構成することができ、共振ブリッジ回路であってもよい。アクチュエータは、ブリッジ回路の一部を形成している。駆動信号発生器２２は、所望の周波数で１８０度位相外れの２つの信号を含む駆動信号１２２を生成することができる。２つの信号は、非オーバーラップ信号を含み得る。約３〜約６ボルト、あるいは約５ボルトで作動して、マイクロコントローラ２０は、電圧を増幅して約３２〜約５５ボルトのピーク・ピーク値、あるいは、約４２〜約５５ボルトのピーク・ピーク値で最終電力２６０をアクチュエータに供給する増幅器６０への駆動信号１２２を生成することができる。アクチュエータに供給される最終電力２６０は、約０．７ワット〜約１．７ワットの範囲である。
【００２４】
モード
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。
【００２５】
マイクロコントローラ２０はまた、負荷４０が自動的に動作するパルスよりも長い、所定時間にわたるパルスである駆動信号１２２を生成するブーストタイマ８２を要求に応じて提供することができる。ブーストタイマ８２は、マイクロコントローラ２０に接続された単安定ブーストスイッチ８０によって作動させることができる。
【００２６】
メンテナンスモードでは、事前設定された量の流体がアクチュエータによって、ユーザーが決定した間隔で放出される。これは、所定の時間、アクチュエータを自動的に作動させることで達成される。この際、メンテナンススイッチ７０によって、ユーザーはどの位の頻度でアクチュエータから流体を放出させるかを調節することができる。メンテナンススイッチ７０は、多位置スライドスイッチで、ユーザーはこれを調整して、各噴霧間の間隔を設定することができる。
【００２７】
メンテナンスタイマ７２は、上記のようにメンテナンス噴霧間の間隔を設定するために使用することができる。このタイマはまた、一回の噴霧の長さを設定する。メンテナンスタイマ７２は、マイクロコントローラ２０のソフトウェア又はハードウェアによって提供され得る。メンテナンススイッチ７０は、メンテナンスタイマ７２に接続され、これにより、ユーザーは各バックグラウンド噴霧間の間隔を設定することができる。
【００２８】
本発明の１つの実地形態では、メンテナンスモードは、アクチュエータが空気清浄化システムから香料の液滴を生成する噴霧時間と、アクチュエータが空気清浄化システムから香料の液滴を放出しない停止時間を含む。噴霧時間は、約５ミリ秒〜約５秒、あるいは、約１０ミリ秒〜１秒、あるいは約２０ミリ秒〜５００ミリ秒、あるいは、約５０ミリ秒〜１００ミリ秒。停止時間は、約１秒〜約３０時間、あるいは、約１秒〜約２４時間、あるいは、約５秒〜約１２時間、あるいは、約５秒〜約８時間、あるいは、約５秒〜約６時間、あるいは、約５秒〜約４時間、あるいは、約５秒〜約３時間、あるいは、約５秒〜約２時間、あるいは、約５秒〜約１時間、あるいは、約５秒〜約４５分、あるいは、約５秒〜３０分、あるいは、約５秒〜２０分、あるいは、５秒〜１５分、あるいは、約５秒〜１０分、あるいは、約５秒〜約５分、あるいは、約５秒〜１５０秒、あるいは、約２０秒〜約１２０秒、あるいは、約２５秒〜約８０秒、あるいは、約１０秒〜約４０秒であり得る。ただし、本発明では、上述の時間範囲よりも長い時間を使いうることが理解されている。
【００２９】
ブーストモードも提供することができる。このモードでは、ユーザーがブーストスイッチ８０を操作すると、アクチュエータが事前に設定された量の液体を噴霧する。ブーストタイマ８２は、マイクロコントローラ２０内のハードウェア又はソフトウェアとして提供することができる。ブーストスイッチ１４を押すと、ソフトウェアがブースト噴霧を実行する。ブーストモードを起動すると、追加の液体が噴霧される時間を、複数の一定の長さの固定持続時間に分割できるが、各一定の長さの時間間隔は一定である。各一定の長さは１秒とすることができ、それが１０回繰り返され、各６０ミリ秒パルス間の時間間隔は４０ミリ秒である。４０ミリ秒のギャップは、平均流量を低下させ、各噴霧間にアクチュエータが回復する時間を提供することができる。
【００３０】
通常、ブーストモードは、３秒間毎に約１ミリグラム〜３ミリグラムの香料を放出することができ、メンテナンスモードは、サイクル中に１時間に約４０ミリグラムの香料を放出し、これには、約１〜６０秒毎、あるいは、約５〜約６０秒毎に約６０ミリ秒の噴霧が含まれる。マイクロコントローラは、５００ＫＨｚ信号を制御するようにプログラムされており、それにより、予めプログラムされた時間、又は香料が装置から使い果たされるまでブーストサイクルを実行するように、キャパシタ３８に十分なエネルギーが保存される。１つの実施形態では、ブーストモードは、少なくとも約１秒、あるいは、少なくとも約３秒、あるいは約１秒〜約１０秒、あるいは、約３秒〜約５秒、あるいは約３秒である。
【００３１】
ブースト機能の使用で解決される問題は、流体の静的層の装置性能に対する有害な影響であり、場合によって、この問題は、負荷４０の上面に一定の時間を経て発生する。いくつかの装置では、負荷４０がこの液体の膜を通して液滴を生成することが難しいようにみえる。噴霧の開始が、噴霧区域から液体膜を除去しうることが認識された。そのため、この問題をもつ負荷４０は、連続的な開始操作にこれを晒すことよって解決できることがわかっている。
【００３２】
本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。それよりむしろ、特に指定されない限り、各こうした寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図する。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【００３３】
「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈すべきではない。この文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と対立する範囲については、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を適用するものとする。
【００３４】
本発明の特定の実施形態について説明し記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲内にある前記変更及び修正のすべてを、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、アクチュエータと動作可能に連結される集積電子制御回路と、
を備え、
前記マイクロコントローラは、制御信号を生成するための制御信号発生器と、前記負荷に電力を供給する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つとを備える
ことを特徴とする作動装置。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
前記マイクロコントローラは、前記少なくとも１つの受動部品から前記制御信号を受信して前記負荷に電力を供給する電圧を制御する制御フィードバックループを完成する
ことを特徴とする請求項１に記載の作動装置。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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、
前記マイクロコントローラは、前記少なくとも１つの受動部品の１つに制御信号を提供して、前記アクチュエータに電力を供給する電圧を制御する
ことを特徴とする空気清浄化システム。
【請求項１１】
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、
ｃ．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し、前記アクチュエータに電力を供給する電圧を制御する工程と
を含む装置を作動させる方法。
【請求項１】
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、アクチュエータと動作可能に連結される集積電子制御回路と、
を備え、
前記マイクロコントローラは、制御信号を生成するための制御信号発生器と、前記負荷に電力を供給する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つとを備える
ことを特徴とする作動装置。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
前記マイクロコントローラは、前記少なくとも１つの受動部品から前記制御信号を受信して前記負荷に電力を供給する電圧を制御する制御フィードバックループを完成する
ことを特徴とする請求項１に記載の作動装置。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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、
前記マイクロコントローラは、前記少なくとも１つの受動部品の１つに制御信号を提供して、前記アクチュエータに電力を供給する電圧を制御する
ことを特徴とする空気清浄化システム。
【請求項１１】
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、
ｃ．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し、前記アクチュエータに電力を供給する電圧を制御する工程と
を含む装置を作動させる方法。
【図１】
【公表番号】特表２０１１−５０４９９３（Ｐ２０１１−５０４９９３Ａ）
【公表日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３０６１５（Ｐ２０１０−５３０６１５）
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５４４０７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０５７０２６
【国際公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（５９０００５０５８）ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー (2,280)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５４４０７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０５７０２６
【国際公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（５９０００５０５８）ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー (2,280)
【Ｆターム（参考）】
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