CN111436658B - 气雾剂吸入器的电源单元 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于气雾剂吸入器的电源单元，该电源单元包括：电源，该电源能够向负载放电以从气雾剂源产生气雾剂；连接器，该连接器能够电连接到外部电源；以及控制设备，该控制设备被配置为控制电源的充电和放电中的至少一个或者被配置为能够将从连接器输入的电力转换为用于电源的充电电力。电源单元还包括齐纳二极管，该齐纳二极管被设置在连接器和控制设备之间以与控制设备并联连接，并且齐纳二极管的齐纳电压的最大值低于控制设备的最大操作保证电压。

Description

气雾剂吸入器的电源单元
技术领域
本发明涉及一种用于气雾剂吸入器的电源单元。
背景技术
在专利文献1中，公开了一种非燃烧式香味吸入器，该香味吸入器包括：雾化单元，该雾化单元具有用于在不燃烧的情况下雾化气雾剂源的负载；以及电源单元，该电源单元包括用于向负载提供电力的电源。
通常，电源单元不仅包括电源，还包括：连接器，该连接器可以电连接到外部电源；以及控制设备(控制单元和充电器等)，该控制设备被配置为控制电源的充电和放电中的至少一个或者被配置为能够将从连接器输入的电力转换为用于电源的充电电力。例如，在专利文献2和3中公开了一种包括齐纳二极管的电源单元，该齐纳二极管被设置在连接器和充电器之间以与充电器并联连接，以稳定要输入到充电器的电压。
专利文献1WO 2018/163261 A1
专利文献2CN 206865186 U
专利文献3CN 104348214 A
然而，即使设置了齐纳二极管，齐纳二极管的齐纳电压也可能导致不合适的电压被供应到控制设备。
本发明的目的是提供一种能够适当地保护控制设备的用于气雾剂吸入器的电源单元。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于气雾剂吸入器的电源单元，该电源单元包括：电源，该电源能够向负载放电以从气雾剂源产生气雾剂；连接器，该连接器能够电连接到外部电源；以及控制设备，该控制设备被配置为控制电源的充电和放电中的至少一个，或者被配置为能够将从所述连接器输入的电力转换为用于所述电源的充电电力，其中，所述电源单元还包括齐纳二极管，该齐纳二极管被设置在所述连接器和所述控制设备之间以与所述控制设备并联连接，并且该齐纳二极管的齐纳电压的最大值低于所述控制设备的最大操作保证电压。
附图说明
图1是配备有本发明的实施例的电源单元的气雾剂吸入器的立体图。
图2是图1的气雾剂吸入器的另一立体图。
图3是图1的气雾剂吸入器的剖面图。
图4是图1的气雾剂吸入器中的电源单元的立体图。
图5是示出图1的气雾剂吸入器中的电源单元的内部配置的分解立体图。
图6是示出图1的气雾剂吸入器中的电源单元的主要部分配置的框图。
图7是示出图1的气雾剂吸入器中的电源单元的电路配置的示意图。
图8A是包括齐纳二极管的电路图。
图8B是示出齐纳二极管的击穿电压的说明图。
图8C是示出用于充电器的输入电压的脉动的说明图。
图8D是示出可归因于齐纳二极管的电压稳定的说明图。
图9是示出适合用作图1的气雾剂吸入器中的电源单元的第二齐纳二极管(或第一齐纳二极管)的齐纳二极管的范围的说明图。
图10是示出图1的气雾剂吸入器中的电源单元的平滑电容器的操作原理的说明图。
图11是包括低通滤波器的电路图。
具体实施方式
以下将描述根据本发明的实施例的气雾剂吸入器的电源单元。首先，将参照图1至图3描述配备有电源单元的气雾剂吸入器。
(气雾剂吸入器)
气雾剂吸入器1是用于在不燃烧的情况下吸入香味的设备，并且具有沿一定方向(以下称为纵向A)延伸的杆形。气雾剂吸入器1包括沿纵向A按顺序排列的电源单元10、第一烟弹20和第二烟弹30。第一烟弹20可以被附接到电源单元10上，也可以从电源单元10上拆卸，并且第二烟弹30可以被附接到第一烟弹20上，也可以从第一烟弹20上拆卸。换句话说，可以单独地更换第一烟弹20和第二烟弹30。
(电源单元)
如图3至图6所示，本实施例的电源单元10包括在圆筒形电源单元壳体11内的电源12、充电器13、控制单元50和各种传感器等。电源12是可充电的二次电池、双电层电容器等，优选地，电源12是锂离子电池。
在位于电源单元壳体11的沿纵向A的一端侧(第一烟弹20侧)的顶部11a上设置放电端子41。放电端子41被设置成从顶部11a的顶面向第一烟弹20伸出，并且放电端子41被配置成能够电连接到第一烟弹20的负载21。
此外，在放电端子41附近、顶部11a的顶面的部分上，设置用于向第一烟弹20的负载21供应空气的空气供应部42。
在位于电源单元壳体11的沿纵向的另一端侧(与所述第一烟弹20相对的一侧)的底部11b上，设置能够电连接到能够对电源12充电的外部电源60(参见图7)的充电端子43。充电端子43被设置在底部11b的侧面上，使得可以将USB端子、micro-USB端子和Lightning(注册商标)端子中的至少一个连接到充电端子43。
然而，充电端子43可以是能够以非接触方式从外部电源60接收电力的电力接收部。在这种情况下，充电端子43(电力接收部)可以由电力接收线圈组成。无线电力传输系统可以是电磁感应型，或者可以是磁共振型。此外，充电端子43可以是能够在没有任何接触点的情况下从外部电源60接收电力的电力接收部。作为另一示例，充电端子43可以被配置为能够将USB端子、micro-USB端子和Lightning(注册商标)端子中的至少一个连接到充电端子43，并且充电端子43包括上述电力接收部。
换句话说，放电端子41和充电端子43被分开配置，并且是沿纵向A彼此分开地进行布置。因此，电源单元10被配置为，在可能通过放电端子41对电源12进行放电的状态下，可以将外部电源60电连接到充电端子43。此外，在电源单元10中，在将充电端子43和外部电源60进行电连接的情况下，如果检测到气雾剂产生请求，则禁止同时对电源10进行充电和放电。
此外，在电源单元壳体11的顶部11a的侧面上，设置使用者可以操作的操作单元14为面向充电端子43的相对侧。更具体地，操作单元14和充电端子43关于连接操作单元14和充电端子43的直线与电源单元10沿纵向A的中心线L的交点对称。操作单元14由按钮型开关、触控面板等组成，并且操作单元14用于启动和关闭控制单元50和各种传感器并根据使用者的使用意图来执行其他操作。在操作单元14的附近，设置控制单元50和用于检测抽吸动作的抽吸传感器15。
充电器13对要从充电端子43向电源12输入的充电电力进行控制。充电器13配置有充电IC、电压表、电流表和处理器等，该充电IC包括用于将直流电(该直流电从用于在连接至充电端子43的充电电缆上将交流电转换为直流电的逆变器61或类似器件施加)转换为具有不同大小的直流电的转换器。
如图6所示，控制单元50被连接到充电器13、操作单元14、各种传感器设备(例如用于检测抽吸(吸入)动作的抽吸传感器15、用于测量电源12的电压的电压传感器16等)以及用于存储抽吸动作的次数和向负载21施加电力的时间等的存储器18，并且控制单元50对气雾剂吸入器1执行各种控制。抽吸传感器15可以由电容麦克风、压力传感器或类似器件构成。特别地，控制单元50是处理器(微控制单元(MCU))。更特别地，该处理器的结构是通过组合诸如半导体元件等的电路元件而配置的电路。将在下面描述控制单元50的细节。
此外，在电源单元壳体11中，形成了用于吸入空气的进气口(图中未示出)。进气口可以在操作单元14周围形成，或者可以在充电端子43周围形成。
(第一烟弹)
如图3所示，第一烟弹20包括：用于贮存气雾剂源22的贮存器23；用于雾化气雾剂源22的电力负载21；用于从贮存器23向负载21吸取气雾剂源的吸液芯24；用于使雾化气雾剂源22而产生的气雾剂流向第二烟弹30的气雾剂通道25；以及用于将第二烟弹30的一部分收纳在圆筒状烟弹壳体27的内部的端帽26。
贮存器23被形成为围绕气雾剂通道25并存放气雾剂源22。在贮存器23中，可以贮存诸如树脂网或棉的多孔构件，并且可以用气雾剂源22浸渍该多孔构件。气雾剂源22包括诸如甘油、丙二醇或水的液体。
吸液芯24是用于利用毛细管作用从贮存器23向负载21吸取气雾剂源22的液体保持构件，并且吸液芯24由例如玻璃纤维、多孔陶瓷或类似物构成。
通过从电源12经由放电端子41供给的电力，负载21可以在不燃烧的情况下使气雾剂源22雾化。负载21配置有以预定间距缠绕的加热丝(线圈)。然而，负载21仅需能够雾化气雾剂源22从而产生气雾剂的元件，例如负载21是发热元件或超声波发生器。发热元件的示例包括加热电阻器、陶瓷加热器和感应加热型加热器等。
气雾剂通道25被设置在电源装置10的中心线L上、负载21的下游侧。
端帽26包括：用于收纳第二烟弹30的一部分的烟弹存储部26a；以及用于连接气雾剂通道25和烟弹存储部26a的连接通道26b。
(第二烟弹)
第二烟弹30存放香味源31。在设置在第一烟弹20的端帽26中的烟弹存储部26a中收纳第二烟弹30的在第一烟弹(20)侧的端部，以便能够被移除。第二烟弹30的在第一烟弹20的相反侧的另一端部被配置为使用者的抽吸口32。然而，抽吸口32不一定要与第二烟弹30一体地配置以使抽吸口32不能与第二烟弹分离，而是可以被配置成能够附接到第二烟弹30并从第二烟弹30拆卸。如果如上所述将抽吸口32与电源单元10以及第一烟弹20进行分离地配置，则可以保持抽吸口32卫生。
通过使气雾剂穿过香味源31，第二烟弹30添加香味至由负载21雾化气雾剂源22而产生的气雾剂。作为构成香味源的原料片，可以使用将烟丝或烟草原料形成粒状而制成的压块。香味源31可以由除烟草以外的植物(例如薄荷、中药和草药)构成。可以将诸如薄荷脑的香味剂添加到香味源31。
本实施例的气雾剂吸入器1能够通过气雾剂源22、香味源31以及负载21产生含有香味的气雾剂。换句话说，气雾剂源22和香味源31可以被称为用于产生气雾剂的气雾剂产生源。
可以在气雾剂吸入器1中使用的气雾剂产生源的配置，不限于气雾剂源22和香味源31分开构造的配置，可以是气雾剂源22和香味源31一体地形成的配置，可以是省略香味源31并且气雾剂源22包含可包含在香味源31中的物质的配置，可以是其中气雾剂源22包含可代替香味源31的药物或类似物的配置，或可以是其他类似配置。
在上述配置的气雾剂吸入器1中，如图3中的箭头B所示，从电源单元壳体11中所形成的进气口(附图中未示出)进入的空气穿过空气供应部42，并在第一烟弹20的负载21附近穿过。负载21使由吸液芯24从贮存器23吸取的气雾剂源22雾化。由雾化产生的气雾剂与从进气口进入的空气一起流经气雾剂通道25，并通过连接通道26b被供应至第二烟弹30。被供应到第二烟弹30的气雾剂穿过香味源31(添加香味剂的地方)并且被供应到抽吸口32。
此外，在气雾剂吸入器1中，设置了用于通知各种信息的通知单元45(见图6)。通知单元45可以配置有发光元件，或者可以配置有振动元件，或者可以配置有声音输出元件。或者，通知单元45可以是发光元件、振动元件和声音输出元件中的两个或更多个元件的组合。通知单元45可以被设置在电源单元10、第一烟弹20和第二烟弹30中的任何一个中。然而，优选地，通知单元被设置在电源单元10中。例如，操作单元14周围的区域被配置成具有半透明性以允许由诸如LED的发光元件发射的光穿过。
(电路)
现在，将参照图7描述电源单元10的电路。
电源单元10包括：电源12；构成放电端子41的正极侧放电端子41a和负极侧放电端子41b；构成充电端子43的正极侧充电端子43a和负极侧充电端子43b；控制单元50，该控制单元50被连接在电源12的正极侧与正极侧放电端子41a之间，并且被连接在电源12的负极侧与负极侧放电端子41b之间；充电器13，该充电器13被设置在充电端子43与电源12之间的电力传输路径上；开关19，该开关19被设置在电源12与放电端子41之间的电力传输路径上；以及将在下面进行描述的第一齐纳二极管71、第二齐纳二极管72、电阻器73、第一电容器74和第二电容器75。开关19配置例如MOSFET，并且根据由控制单元50调节的门极电压来开启和关闭该开关19。
(控制单元)
如图6所示，控制单元50包括气雾剂产生请求检测单元51、操作检测单元52、电力控制单元53和通知控制单元54。
气雾剂产生请求检测单元51基于抽吸传感器15的输出结果来检测气雾剂产生请求。抽吸传感器15被配置为输出由于使用者通过抽吸口32的抽吸而引起的电源单元10中的压力变化值。抽吸传感器15例如是压力传感器，用于根据气压来输出输出值(例如，电压值或电流值)，该气压根据从进气口(附图中未示出)向抽吸口32吸入(即，使用者的抽吸动作)的空气流量而变化。
操作检测单元52对使用者在操作单元14上执行的操作进行检测。
通知控制单元54控制通知单元45，以使通知单元通知各种信息。例如，通知控制单元54响应于更换第二烟弹30的时机的检测来控制通知单元45，使得通知单元通知更换第二烟弹30的时机。基于存储在存储器18中的抽吸动作的次数或已经向负载21供电的累积时间，通知控制单元54通知更换第二烟弹30的时机。通知控制单元54不限于通知更换第二烟弹30的时机，还可以通知更换第一烟弹20的时机、更换电源12的时机、对电源12进行充电的时机等。
如果气雾剂产生请求检测单元51检测到气雾剂产生请求，则电力控制单元53通过开启和关闭开关19来控制经由放电端子41对电源12的放电。
电力控制单元53执行控制，使得通过负载21雾化气雾剂源产生的气雾剂的量落在所需范围内(即，使得从电源12向负载21提供的电量落在预定范围内)。特别地，电力控制单元53例如通过PWM(脉冲宽度调制)控制来控制开关19的开启和关闭。或者，电力控制单元53可以通过PFM(脉冲频率调制)控制来控制开关19的开启和关闭。
在开始向负载21供电之后，如果经过了预定时间，则电力控制单元53停止从电源12向负载21供电。换句话说，即使当使用者实际上在进行抽吸动作时，如果抽吸时间段超过一定的时间段，则电力控制单元53也停止从电源12向负载21供电。确定一定的时间段以抑制使用者的抽吸时间段的变化。根据存储在电源12中的电量，电力控制单元53控制一次抽吸动作期间开关19的开/关占空比。例如，电力控制单元53控制从电源12向负载21供电的接通(ON)时间段之间的间隔(脉冲间隔)，并控制从电源12向负载21供电的每个接通时间段的长度(脉冲宽度)。
此外，电力控制单元53检测充电端子43与外部电源60之间的电连接，并控制通过充电器13对电源12进行的充电。
(电路板配置)
如图5和图7所示，电源单元10包括：第一电路板76，在该第一电路板76上设置充电端子43、第二齐纳二极管72和电阻器73；第二电路板77，在该第二电路板77上设置控制单元50、充电器13、开关19、第一齐纳二极管71、第一电容器74、第二电容器75、操作单元14和抽吸传感器15；以及导电构件78，该导电构件78电连接第一电路板76和第二电路板77。导电构件78是电连接充电端子43和充电器13的导体的一部分，并且本实施例的导电构件78配置有柔性电路板。然而，导电构件78可以配置有导电线。
如图5所示，第一电路板76和第二电路板77被设置为彼此分开。特别地，在电源12的在纵向(纵向A)上的一端侧设置第一电路板76，在电源12的在纵向(纵向A)上的另一端侧设置第二电路板77，并且第一电路板76和第二电路板77通过沿着电源12的周边在电源12的纵向上延伸的导电构件78进行电连接。或者，可以在电源12的在宽度方向(与纵向A垂直的方向)上的一端侧设置第一电路板76，并且在电源12的在宽度方向上的另一端侧设置第二电路板77。
(第一齐纳二极管)
第一齐纳二极管71被设置在充电端子43与充电器13之间以与充电器13并联连接。根据该第一齐纳二极管71，可以稳定要输入到充电器13的电压。换句话说，如图8B所示，齐纳二极管具有较小的击穿电压VBD，在该击穿电压VBD处，在反向方向上流动的电流突然增加(失去了二极管本来具有的反向电流防止作用)。因此，齐纳二极管可能会击穿。在这种情况下，如图8A所示，齐纳二极管的两端之间的电压固定在VBD，并且建立了Vout(输出电压)＝VBD的关系式。因此，即使输入电压Vin如图8C所示发生脉动，也可获得如图8D所示的没有脉动、稳定的输出电压Vout。
此外，在图8A所示的电路中，应当注意，在齐纳二极管两端之间施加的电压低于击穿电压的情况下，输出电压Vout变得等于输入电压Vin。
第一齐纳二极管71被连接为更靠近充电器13的输入端子而不是充电端子43的输出端子。根据该第一齐纳二极管71，除了使从充电端子43提供的电压稳定以外，还能够消除由于在充电端子43与充电器13之间不可避免地存在的L(电抗)成分而产生的电压脉动，从而适当地保护充电器13。这种不可避免地存在的L成分例如是由导电构件78和电阻器73引起的。
如上所述，第一齐纳二极管71被设置在第二电路板77上。换句话说，由于充电端子43和充电器13被设置在不同的电路板76和77上，所以在电源单元10中布置各个部件的自由度较高。此外，由于第一齐纳二极管71被设置在设置有充电器13的第二电路板77上，因此可以将第一齐纳二极管71设置为靠近充电器13。然而，第一齐纳二极管71可以被设置在导电构件78的在从充电端子43输入的电力的流动方向上的下游侧，而不是被设置在第二电路板77上。即使在这种情况下，也可以将第一齐纳二极管71设置为靠近充电器13。如果如上所述将第一齐纳二极管设置为靠近充电器13，则可以将通过第一齐纳二极管71消除脉动而稳定的电压输入至充电器13。
第一齐纳二极管71被直接地连接到总线79，该总线79电连接充电端子43和充电器13。换句话说，由于第一齐纳二极管71在没有诸如晶体管的开关插入其中的情况下被连接，因此可以避免第一齐纳二极管71周围的结构的尺寸增加。此外，在气雾剂吸入器1中，因为不处理大电流和高电压，所以即使第一齐纳二极管71未连接到诸如晶体管的开关，也可以充分地稳定电压。
(第二齐纳二极管)
第二齐纳二极管72被设置在充电端子43与第一齐纳二极管71之间以与第一齐纳二极管71并联连接。根据该配置，在通过第二齐纳二极管72消除了从外部电源输入的电压的波动的同时，通过第一齐纳二极管71消除了由于在充电端子43与充电器13之间不可避免地存在的L成分而产生的电压脉动。因此，可以更加确定地保护充电器13。此外，由于第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72被分配了不同的任务，因此可以抑制齐纳二极管的尺寸和成本增加。此外，可以抑制发热集中在一个齐纳二极管中。此外，由于L成分响应于电压或电流随时间的变化，因此通过在L成分存在的位置之前紧密设置的第二齐纳二极管72消除了从外部电源输入的电压的波动。因此，可以对充电器13施加更稳定的电压。
如上所述，第二齐纳二极管72被设置在第一电路板76上，并且第一齐纳二极管71被设置在与第一电路板76分开的第二电路板77上。然而，第二齐纳二极管72可以被设置在导电构件78在从充电端子43输入的电力的流动方向的上游侧，并且第一齐纳二极管71可以被设置在导电构件78在从充电端子43输入的电力的流动方向的下游侧。
第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72由相同的部件构成。在这种情况下，部件管理变得容易，并且可以降低齐纳二极管的成本。
(齐纳电压)
现在，将参照图9描述适合作为第二齐纳二极管72和第一齐纳二极管71的齐纳二极管的范围(齐纳电压范围)。普通齐纳二极管的齐纳电压被定义为由最小值和最大值定义的范围，而不是被定义为某个特定值。在下面的描述中，将以第二齐纳二极管72作为示例进行描述。
第二齐纳二极管72的齐纳电压的最大值低于充电器13的最大操作保证电压(例如，6.45V)。根据该配置，可以避免等于或高于最大操作保证电压的电压被输入到充电器13，并且可以稳定地输入低于最大操作保证电压的电压。
第二齐纳二极管72的齐纳电压的最小值高于充电器13的最小操作保证电压(例如，4.45V)。根据该配置，可以避免低于最小操作保证电压的电压被输入到充电器13，并且可以稳定地输入等于或高于最小操作保证电压的电压。
从充电器13的最大操作保证电压中减去第二齐纳二极管72的齐纳电压的最大值而获得的值小于从第二齐纳二极管72的齐纳电压的最小值中减去充电器13的最小操作保证电压而获得的值。根据该配置，可以降低第二齐纳二极管72击穿的频率。因此，可以抑制第二齐纳二极管72的发热，并且可以延长第二齐纳二极管72的寿命。
实际上，在击穿状态下普通齐纳二极管的电阻值和流经齐纳二极管的电流都不小。因此，优选地，应抑制在击穿状态下的齐纳二极管的发热。此外，在要输入到充电器13的电压低于充电器13的最大操作保证电压的情况下，通过齐纳二极管稳定电压不是必须的。
可从充电端子43提供的电压的额定值(例如，5.0V)高于充电器13的最小操作保证电压，并且第二齐纳二极管72的齐纳电压的最小值高于可从充电端子43提供的电压的额定值(额定电压)。根据该配置，第二齐纳二极管72永不击穿。因此，对于从充电端子43提供的电压，可以高效地使用第二齐纳二极管72。
从充电器13的最大操作保证电压中减去第二齐纳二极管72的齐纳电压的最大值而获得的值小于从第二齐纳二极管72的齐纳电压的最小值中减去从充电端子43提供的电压的额定值而获得的值。根据该配置，可以降低第二齐纳二极管72击穿的频率。因此，可以抑制第二齐纳二极管72的发热，并且可以延长第二齐纳二极管72的寿命。
对于齐纳二极管的每个部件(图9的Z1至Z5)，齐纳电压的最小值和齐纳电压的最大值被确定。因此，可选择具有上述齐纳电压范围的齐纳二极管。因此，作为第二齐纳二极管72和第一齐纳二极管71，部件Z2至Z4为优选，并且部件Z2为最优选。在第二齐纳二极管72和第一齐纳二极管71中，可以使用相同的部件，或者可以使用不同的部件。
在上述实施例中，为了使要输入到充电器13的电压稳定，使用了第二齐纳二极管72。然而，为了使要输入到控制单元50的电压稳定，可以使用另一个齐纳二极管。由于控制单元50也具有与充电器13类似的最大操作保证电压和最小操作保证电压，因此可以基于该最大操作保证电压和最小操作保证电压使用具有适当的齐纳电压范围的齐纳二极管。
(电阻器)
电阻器73被设置在第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72之间以与第一齐纳二极管71以及第二齐纳二极管72串联连接。根据该配置，由于电阻器73使电压下降，所以可以防止高电压被输入到充电器13。此外，由于不可能将等于或高于齐纳电压的电压施加到第一齐纳二极管71，因此可以抑制第一齐纳二极管71的发热。
电阻器73被连接到导电构件78在从充电端子43输入的电力的流动方向的上游侧。特别地，电阻器73被设置在与设置有充电器13的第二电路板77分开的第一电路板76上。根据该配置，可以将电阻器73(其是发热元件)与充电器13分离。
(第一电容器)
第一电容器74被设置在充电端子43与充电器13之间以与充电器13并联连接。根据该配置，可以使第一电容器74用作平滑电容器以稳定要输入到充电器13的电压。此外，第一电容器74被连接到导体，使得该第一电容器74更靠近充电器13而不是充电端子43。因此，可以进一步稳定要输入到充电器13的电压。
因为电连接充电端子43和充电器13的导体的电阻成分和第一电容器74构成低通滤波器，所以可以抑制高频噪声被输入到充电器13。此外，由于第一电容器74被设置在第一齐纳二极管71和充电器13之间以与充电器13并联连接，因此通过第一电容器74可以使不能被第一齐纳二极管消除的微小电压变化平滑。因此，可以向充电器13输入更稳定的电压。此外，在使用上述电阻器73的情况下，电阻器73也构成低通滤波器的一部分。
因此，如图10所示，利用电容器的充电作用和放电作用，平滑电容器使输入电压Vin中包含的波动成分(脉动成分)平滑，从而稳定输出电压Vout。此外，低通滤波器是由电容器(C)和电阻成分(R)构成的滤波器(如图11所示)，该低通滤波器去除高频噪声并使低频噪声通过。低通滤波器的截止频率f(低通滤波器通过的频率中的最大频率)由下式表示。
f＝1/2πRC
为了减小电路板上第一电容器74所占的面积，优选地，将第一电容器的电容(尺寸)减小到第一电容器可以消除波动成分的范围内。然而，如果减小了第一电容器74的电容，则截止频率变高。因此，可能第一烟弹不能表现出足够的噪声去除性能。因此，在本实施例的电源单元10中，将第一电容器74的电容设定为较小的同时，将电阻成分设定为较大。因此，将截止频率抑制为较低，并且确保了必要的噪声去除性能。在下文中，将列出用于设置较大电阻成分的配置。
如上所述，第一电容器74与充电器13一起被设置在第二电路板77上。第二电路板77与设置有充电端子43的第一电路板76分开，并且第二电路板77通过导电构件78电连接至第一电路板76。换句话说，导电构件78存在于第一电容器74的上游侧，并且由于导电构件78的电阻成分，截止频率变低。因此，可以改善噪声去除性能。
如上所述，第一电路板76被设置在电源12的在纵向(或宽度方向)上的一端侧，并且第二电路板77被设置在电源12的在纵向(或宽度方向)上的另一端侧。换句话说，第一电路板76和第二电路板77被设置在电源12的在纵向(或宽度方向)上的相对侧。因此，可以确保导电构件78的长度。因此，可以增加导电构件78的电阻成分，从而降低截止频率。换句话说，可以加宽可去除噪声的频带。
在第一电容器74的输入侧(即在第一电容器74和充电端子43之间的导体上)设置上述电阻器73。电阻器73的电阻成分降低了截止频率。因此，可以改善噪声去除性能。此外，由于电阻器73使电压下降，因此可以抑制高电压被输入到充电器13。此外，由于电阻器73被设置在第一电路板76上，因此可以减少设置有充电器13和控制单元50的第二电路板77的发热量。
根据上述配置，将电阻成分设置为较大。因此，可以将截止频率抑制为较低，并且确保必要的噪声去除性能。
可以将第一电容器74的电容设置为1μF或更小。根据该配置，通过为气雾剂吸入器选择具有电源单元10所需的足够电容的电容器，可以避免电源单元10的尺寸增加。
此外，优选地，第一电容器74的电容为0.1μF或更小。根据该配置，可以在为气雾剂吸入器选择具有电源单元10所需的足够电容的电容器的同时减小电源单元10的尺寸。
(第二电容器)
第二电容器75被连接到控制单元50的输入侧，与控制单元50并联。根据该配置，通过使第二电容器75用作平滑电容器，可以稳定要输入到控制单元50的电压。与第一电容器74相似，第二电容器75也被连接到导体使得第二电容器75更靠近控制单元50而不是充电端子43。因此，可以进一步稳定要输入到控制单元50的电压。
第二电容器75的电容与第一电容器74的电容不同。换句话说，由于第一电容器74和第二电容器75应该保护的对象(充电器13和控制单元50)不同，因此通过根据要保护的对象选择具有适当电容的电容器，可以减少电路板上电容器占据的面积。
充电器13的最大操作保证电压(例如，6.45V)高于控制单元50的最大操作保证电压(例如，5.5V)。因此，选择具有的电容比第一电容器74的电容大的电容器作为第二电容器75。如上所述，被设置在具有低耐电压性能的控制单元50的输入侧的第二电容器75的电容被设置为大于被设置在充电器13的输入侧的第一电容器74的电容。因此，可以更可靠地保护耐电压性能差的控制单元50。
充电器13被配置为能够控制电源12的充电，并且仅在电源12的充电期间运作，而控制单元50被配置为在电源12的充电期间以及在电源12的放电期间运作。因此，选择具有的电容比第一电容器74的电容大的电容器作为第二电容器75。如上所述，被设置在当电源12的充电期间和放电期间运作的控制单元50的输入侧的第二电容器75的电容被设置为大于被设置在当仅在充电期间运作的充电器13的输入侧的第一电容器74的电容。因此，可以更加可靠地保护重要的控制单元50以使其被频繁地使用。
充电器13的控制周期(运行时钟)长于控制单元50的控制周期。因此，选择具有的电容比第一电容器74的电容大的电容器作为第二电容器75。如上所述，被设置在具有短控制周期的控制单元50的输入侧的第二电容器75的电容被设置为大于被设置在具有长控制周期的充电器13的输入侧的第一电容器74的电容。因此，可以更加可靠地保护具有高性能的控制单元50。
控制单元50被电连接到使用者可以操作的操作单元14，并且控制单元50被电连接到用于检测使用者的抽吸动作的抽吸传感器15。因此，选择具有的电容比第一电容器74的电容大的电容器作为第二电容器75。根据该配置，由于被设置在电连接到操作单元14以及抽吸传感器15的控制单元50的输入侧的第二电容器75的电容被设置为大于第一电容器74的电容，可以更可靠地保护可能受到通过操作单元14和抽吸传感器15进入的静电噪声影响的控制单元50。
第一齐纳二极管71被设置在第一电容器74的输入侧以与第一电容器74并联连接。因此，即使将第一电容器74的电容设置为小于第二电容器75的电容，也可以通过第一齐纳二极管71的稳压作用来保护充电器13。
优选地，第二电容器75的电容应该是第一电容器74的电容的10倍至100倍。例如，第一电容器74的电容被设置为0.1μF，而第二电容器75的电容被设置为10μF。如上所述，根据要保护的对象安装具有适当电容的电容器。因此，可以在保护对象的同时减小电路板上电容器占据的面积。
(第二电路板上的布局)
如图3和图5所示，操作单元14和抽吸传感器15被设置在第二电路板77上。被设置在第二电路板77上的电容器74和电容器75使通过操作单元14和抽吸传感器15进入的诸如静电之类的静电噪声平滑。
第二电路板77具有：第一主表面77a；作为第一主表面77a的背面的第二主表面77b；被设置在第一主表面77a上的操作单元14；以及被设置在第二主表面77b上的抽吸传感器15。如上所述，操作单元14和抽吸传感器15被设置在第二电路板77的不同表面上。因此，可以抑制通过操作单元14进入的静电噪声和通过抽吸传感器15进入的静电噪声进行叠加而形成的大噪声。
电容器74和电容器75被设置在第二电路板77的第二主表面77b上。换句话说，第二主表面77b是电路安装表面。如上所述，电容器74和电容器75与操作单元14被设置在第二电路板77的不同表面上。因此，可以确保用于布置电容器74和电容器75的空间。
操作单元14因其作用需要从电源单元10的表面暴露出来，因此该操作单元14很可能成为静电噪声的进入途径。静电噪声由第一主表面77a接收，而不是直接由设置有电容器74和电容器75的第二主表面77b接收。因此，可以抑制静电噪声到达第二主表面77b。因此，不需要大电容的电容器。因此，可以减小电路板上电容器占据的面积。
然而，本发明不限于上述实施例，可以进行适当地修改、改进等。
例如，尽管上述实施例的电源单元10具有第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72，但是该电源单元10可以具有它们中的任何一个。
此外，在上述实施例中，参考充电器13的操作保证电压，为第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72定义了合适的齐纳电压范围。然而，参考控制单元50的操作保证电压，可以为第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72定义合适的齐纳电压范围。
在本说明书中，至少公开了以下发明(1)至(11)。另外，虽然在括号内示出了上述实施例中相关的构成元件，但并不限定于此。
(1)一种用于气雾剂吸入器(气雾剂吸入器1)的电源单元(电源单元10)，该电源单元包括：
电源(电源12)，该电源能够向负载(负载21)放电以从气雾剂源(气雾剂源22)产生气雾剂；
连接器(充电端子43)，该连接器能够电连接到外部电源(外部电源60)；以及
控制设备(控制单元50和充电器13)，该控制设备被配置为控制电源的充电和放电中的至少一个，或者被配置为能够将从连接器输入的电力转换为用于电源的充电电力，其中，
电源单元还包括齐纳二极管(第一齐纳二极管71或第二齐纳二极管72)，该齐纳二极管被设置在连接器与控制设备之间以与控制设备并联连接，并且
齐纳二极管的齐纳电压的最大值低于控制设备的最大操作保证电压。
根据(1)，由于电源单元包括被设置在连接器和控制设备之间以与控制设备并联连接的齐纳二极管，因此可以稳定要输入到控制设备的电压。此外，由于齐纳二极管的齐纳电压的最大值低于控制设备的最大操作保证电压，所以可以避免等于或高于最大操作保证电压的电压被输入到控制设备，并且可以稳定地输入低于最大操作保证电压的电压。
(2)根据(1)所述的电源单元，其中，
齐纳二极管的齐纳电压的最小值高于控制设备的最小操作保证电压。
根据(2)，由于齐纳二极管的齐纳电压的最小值高于控制设备的最小操作保证电压，所以可以避免低于最小操作保证电压的电压被输入到控制设备，并且可以稳定地输入等于或高于最大操作保证电压的电压。
(3)根据(2)所述的电源单元，其中，
从控制设备的最大操作保证电压中减去齐纳二极管的齐纳电压的最大值而获得的值小于从齐纳二极管的齐纳电压的最小值中减去控制设备的最小操作保证电压而获得的值。
根据(3)，由于从控制设备的最大操作保证电压中减去齐纳二极管的齐纳电压的最大值而获得的值小于从齐纳二极管的齐纳电压的最小值中减去控制设备的最小操作保证电压而获得的值，所以可以降低齐纳二极管击穿的频率。因此，可以抑制齐纳二极管的发热，并且可以延长齐纳二极管的寿命。
(4)根据(1)所述的电源单元，其中，
从连接器提供的电压的额定值高于控制设备的最小操作保证电压，并且
齐纳二极管的齐纳电压的最小值高于该额定值。
根据(4)，由于齐纳二极管的齐纳电压的最小值高于控制设备的最小操作保证电压，并且齐纳二极管的齐纳电压的最小值高于可从连接器提供的电压的额定值，因此相对于从连接器提供的电压，可以高效地使用齐纳二极管。
(5)根据(4)所述的电源单元，其中，
从控制设备的最大操作保证电压中减去齐纳二极管的齐纳电压的最大值而获得的值小于从齐纳二极管的齐纳电压的最小值中减去从连接器提供的电压的额定值而获得的值。
根据(5)，由于从控制设备的最大操作保证电压中减去齐纳二极管的齐纳电压的最大值而获得的值小于从齐纳二极管的齐纳电压的最小值中减去从连接器提供的电压的额定值而获得的值，所以可以降低齐纳二极管击穿的频率。因此，可以抑制齐纳二极管的发热，并且可以延长齐纳二极管的寿命。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的电源单元，其中，
电源单元还包括：
第一电路板(第一电路板76)，连接器设置在该第一电路板上；以及
第二电路板(第二电路板77)，该第二电路板与第一电路板分开，并且控制设备设置在该第二电路板上，并且
齐纳二极管设置在第一电路板上。
根据(6)，由于连接器和控制设备被设置在不同的电路板上，因此布局的自由度很高。此外，尽管两个电路板之间不可避免地存在的L成分响应于电压或电流随时间的变化，但是通过在L成分存在的位置之前紧密设置的齐纳二极管消除了电压的波动。因此，可以更加确定地保护控制设备。
(7)根据(6)所述的电源单元，其中，
电源单元还包括电阻器(电阻器73)，该电阻器被设置在第一电路板上以与连接器以及齐纳二极管串联连接。
根据(7)，在电源单元中，电阻器被设置在第一电路板上以与连接器以及齐纳二极管串联连接。因此，电阻器使电压下降。因此，可以防止高电压被输入到控制设备。
(8)根据(7)所述的电源单元，其中，
电阻器被连接在控制设备和齐纳二极管之间。
根据(8)，由于电阻器被连接在控制设备和齐纳二极管之间，因此可以通过电阻器使被齐纳二极管稳定的电压进一步下降。因此，可以向控制设备输入更稳定的电压。
(9)根据(6)至(8)中任一项所述的电源单元，其中，
电源单元还包括将第一电路板和第二电路板电连接的导电构件(导电构件78)。
根据(9)，由于导电构件被设置在电源单元中以将第一电路板和第二电路板电连接，因此导电构件使电压下降。因此，可以防止高电压被输入到控制设备。
(10)根据(6)至(9)中任一项所述的电源单元，其中，
电源单元还包括电容器(第一电容器74或第二电容器75)，该电容器被设置在齐纳二极管与控制设备之间以与控制设备并联连接。
根据(10)，由于电源单元还包括被设置在齐纳二极管和控制设备之间以与控制设备并联连接的电容器，因此可以使不能被齐纳二极管消除的微小电压变化平滑，并且可以更适当地保护控制设备。
(11)根据(10)所述的电源单元，其中，
电容器被设置在第二电路板上。
根据(11)，由于电容器设置在第二电路板上，因此可以将齐纳二极管、电容器和控制设备集成到第二电路板上。

Claims (8)

1.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，所述电源能够向负载放电以从气雾剂源产生气雾剂；
充电端子，所述充电端子能够电连接到外部电源；
控制设备，所述控制设备包括被配置为控制所述电源的充电和放电中的至少一个的控制单元以及被配置为能够将从所述充电端子输入的电力转换为用于所述电源的充电电力的充电器；
第一齐纳二极管，所述第一齐纳二极管被设置在所述充电端子与所述充电器之间以与所述充电器并联连接；以及
第二齐纳二极管，所述第二齐纳二极管被设置在所述充电端子与所述第一齐纳二极管之间以与所述第一齐纳二极管并联连接，其中，
所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最大值低于所述充电器的最大操作保证电压，
所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最小值高于所述充电器的最小操作保证电压，
从所述充电器的最大操作保证电压中减去所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最大值而获得的值小于从所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最小值中减去所述充电器的最小操作保证电压而获得的值，并且
所述第一齐纳二极管被连接为更靠近所述充电器的输入端子而不是所述充电端子的输出端子。
2.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，所述电源能够向负载放电以从气雾剂源产生气雾剂；
充电端子，所述充电端子能够电连接到外部电源；
控制设备，所述控制设备包括被配置为控制所述电源的充电和放电中的至少一个的控制单元以及被配置为能够将从所述充电端子输入的电力转换为用于所述电源的充电电力的充电器；
第一齐纳二极管，所述第一齐纳二极管被设置在所述充电端子与所述充电器之间以与所述充电器并联连接；以及
第二齐纳二极管，所述第二齐纳二极管被设置在所述充电端子与所述第一齐纳二极管之间以与所述第一齐纳二极管并联连接，其中，
所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最大值低于所述充电器的最大操作保证电压，
从所述充电端子提供的电压的额定值高于所述充电器的最小操作保证电压，
所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最小值高于所述额定值，
从所述充电器的最大操作保证电压中减去所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最大值而获得的值小于从所述第二齐纳二极管的齐纳电压的最小值中减去从所述充电端子提供的电压的所述额定值而获得的值，并且
所述第一齐纳二极管被连接为更靠近所述充电器的输入端子而不是所述充电端子的输出端子。
3.根据权利要求1或2所述的电源单元，其中，
所述电源单元还包括：
第一电路板，所述充电端子设置在所述第一电路板上；以及
第二电路板，所述第二电路板与所述第一电路板分开，并且所述控制设备设置在所述第二电路板上，并且
所述第二齐纳二极管设置在所述第一电路板上。
4.根据权利要求3所述的电源单元，其中，
所述电源单元还包括电阻器，所述电阻器被设置在所述第一电路板上以与所述第一齐纳二极管以及所述第二齐纳二极管串联连接。
5.根据权利要求4所述的电源单元，其中，
所述电阻器被连接在所述控制设备和所述第二齐纳二极管之间。
6.根据权利要求3所述的电源单元，其中，
所述电源单元还包括将所述第一电路板和所述第二电路板电连接的导电构件。
7.根据权利要求3所述的电源单元，其中，
所述电源单元还包括电容器，所述电容器被设置在所述第一齐纳二极管与所述控制设备之间以与所述控制设备并联连接。
8.根据权利要求7所述的电源单元，其中，
所述电容器被设置在所述第二电路板上。
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