CN111463844A - 用于气雾吸入器的电源单元 - Google Patents

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CN111463844A
CN111463844A CN202010051927.3A CN202010051927A CN111463844A CN 111463844 A CN111463844 A CN 111463844A CN 202010051927 A CN202010051927 A CN 202010051927A CN 111463844 A CN111463844 A CN 111463844A
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CN
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capacitor
supply unit
charger
voltage
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赤尾刚志
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Japan Tobacco Inc
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Abstract

一种用于气雾吸入器的电源单元，包括：电源，其能够向负载放电以从气雾源产生气雾；第一控制装置和第二控制装置，其被构造为控制电源的充电和放电中的至少一个；电路板，其上设置有第一控制装置和第二控制装置；第一电容器，其设置在第一控制装置的输入侧上，以便与第一控制装置并联连接；第二电容器，其设置在第二控制装置的输入侧上，以便与第二控制装置并联连接，其中，第一电容器的电容与第二电容器的电容不同。

Description

用于气雾吸入器的电源单元
技术领域
本发明涉及一种用于气雾吸入器的电源单元。
背景技术
在专利文献1中，公开了一种非燃烧型风味吸入器，包括：雾化单元，其具有用于在不燃烧的情况下雾化气雾源的负载；以及电源单元，其包括用于向该负载供电的电源。通常，电源单元不仅包括电源，还包括可以电连接到外部电源的连接器，以及控制装置(控制单元、充电器等)，该控制装置被构造为控制电源的充电和放电中的至少一个或者被构造为能够将从连接器输入的电力转换成用于电源的充电电力。
例如，在专利文献2中，公开了一种电源单元，该电源单元具有设置在充电器的下游侧上以与充电器并联连接的多个电容器。在专利文献3中，公开了一种电源单元，该电源单元具有电容器，该电容器设置在连接器和充电器之间，以便与充电器并联连接，以便稳定要输入到充电器的电压。
[专利文献1]WO 2018/163261 A1
[专利文献2]CN 206865186 U
[专利文献3]US 2015/0173124 A1
然而，在同一电路板上具有多个控制装置的电源单元中，难以适当地保护多个控制装置，并且电路板上的电容器等占据的面积增加。因此，电源单元的尺寸会增加。
本发明的目的是要提供一种用于气雾吸入器的电源单元，其能够减小电路板上的电容器所占据的面积，同时适当地保护多个控制装置。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于气雾吸入器的电源单元，该电源单元包括：能够向负载放电以从气雾源产生气雾的电源；第一控制装置和第二控制装置，其被构造为控制电源的充电和放电中的至少一个；电路板，其上设置有第一控制装置和第二控制装置；第一电容器，其设置在第一控制装置的输入侧上，以便与第一控制装置并联连接；以及第二电容器，其设置在第二控制装置的输入侧上，以便与第二控制装置并联连接，其中，第一电容器的电容与第二电容器的电容不同。
附图说明
图1是配备有本发明实施例的电源单元的气雾吸入器的透视图；
图2是图1的气雾吸入器的另一透视图；
图3是图1的气雾吸入器的截面图；
图4是图1的气雾吸入器中的电源单元的透视图；
图5是示出图1的气雾吸入器中的电源单元的内部构造的分解透视图；
图6是示出图1的气雾吸入器中的电源单元的主要部分构造的框图；
图7是示出图1的气雾吸入器中的电源单元的电路构造的示意图；
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的气雾吸入器中的电源单元的平滑电容器的工作原理的说明图；
图11是包括低通滤波器的电路图。
具体实施方式
在下文中，将描述根据本发明实施例的用于气雾吸入器的电源单元。首先，将参照图1至图3描述配备有电源单元的气雾吸入器。
(气雾吸入器)
气雾吸入器1是用于在不燃烧的情况下吸入香味(flavor)的装置，并且具有沿一定方向(以下称为纵向方向A)延伸的棒状。气雾吸入器1包括电源单元10、第一筒20和第二筒30，它们沿纵向方向A按顺序布置。第一筒20可以附接到电源单元10和从电源单元10上拆卸，以及第二筒30可以附接到第一筒20和从第一筒20拆卸。换句话说，第一筒20和第二筒30可以单独更换。
(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11内的电源12、充电器13、控制单元50、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，并且优选地是锂离子电池。
在位于纵向方向A的一端侧(第一筒(20)侧)上的电源单元壳11的顶部11a上，设置有放电端子41。放电端子41设置成从顶部11a的顶表面朝向第一筒20突出，并且构造成能够电连接到第一筒20的负载21。
此外，在顶部11a的顶表面的靠近放电端子41的部分上，设置了用于向第一筒20的负载21供应空气的空气供应部42。
在位于纵向方向的另一端侧(与第一筒20相反的一侧)的电源单元壳11的底部11b上，设置有能够电连接至外部电源60(参见图7)的充电端子43，所述外部电源能够对电源12进行充电。充电端子43设置在底部11b的侧表面上，使得可以将USB端子、微型USB端子和Lightning(注册为商标)端子中的至少一个连接到其上。
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。在此情况下，充电端子43(电力接收部)可以由电力接收线圈构成。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。另外，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可以被构造为使得可以将USB端子、微型USB端子和Lightning(注册为商标)端子中的至少一个端子连接到其上，并且以上所述的电力接收部被包括在其中。
换句话说，放电端子41和充电端子43被分开地构造，并且在纵向方向A上彼此分离地布置。因此，电源单元10被构造为使得在电源12通过放电端子41能够放电的状态下，可以将外部电源60电连接到充电端子43。另外，在电源单元10中，在充电端子43和外部电源60被电连接的状态下，如果检测到气雾产生请求，则禁止同时执行电源12的充电和放电。
另外，在电源单元壳11的顶部11a的侧表面上，设置有用户可操作的操作单元14，以便面对充电端子43的相反侧。更具体地，操作单元14和充电端子43相对于连接操作单元14和充电端子43的直线与电源单元10在纵向方向A上的中心线L的交点是对称的。操作单元14由按钮型开关、触摸面板等构成，并且用于根据用户的使用目的来激活和关闭控制单元50和各种传感器并执行其他操作。在操作单元14附近，设置有控制单元50和用于检测抽吸动作(puff action)的吸入传感器15。
充电器13控制要从充电端子43输入到电源12的充电电力。充电器13构造有充电IC，该充电IC包括：转换器，用于将从逆变器61等施加的直流电转换为具有不同量值的直流电，所述逆变器61等设置成用于将交流电转换为连接到充电端子43的充电电缆上的直流电；电压表；电流表；处理器等。
控制单元50连接至充电器13、操作单元14、各种传感器装置(例如用于检测抽吸(吸入)动作的吸入传感器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、向负载21施加功率的时间等的存储器18，如图6所示，并对气雾吸入器1进行各种控制。吸入传感器15可以由电容器麦克风、压力传感器等构成。控制单元50具体地是处理器(微控制器单元(MCU))。更具体地，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构造的电路。下面将描述控制单元50的细节。
此外，在电源单元壳11中，形成用于吸入空气的空气入口(图中未示出)。空气入口可以形成为围绕操作单元14，或者可以形成为围绕充电端子43。
(第一筒)
如图3所示，第一筒20包括在圆筒状的筒壳27内的用于储存气雾源22的容器23、用于雾化该气雾源22的电负载21、用于从容器23向负载21吸取气雾源的芯(wick)24、用于让通过雾化气雾源22产生的气雾朝向第二筒30流动的气雾通道25以及用于储存第二筒30的一部分的端盖26。
容器23形成为围绕气雾通道25，并且保持气雾源22。在容器23中，可以存储诸如树脂网或棉的多孔构件，并且该多孔构件可以浸渍有气雾源22。气雾源22包括诸如甘油、丙二醇或水的液体。
芯24是用于利用毛细作用将气雾源22从容器23向负载21吸引的液体保持构件，并且用例如玻璃纤维、多孔陶瓷等构成。
负载21通过从电源12经由放电端子41供给的电力而使气雾源22在不燃烧的情况下雾化。负载21构造有以预定节距缠绕的加热线(线圈)。然而，负载21仅需要是能够雾化气雾源22从而产生气雾的元件，并且例如是热产生元件或超声波发生器。热产生元件的示例包括加热电阻器、陶瓷加热器、感应加热型加热器等。
气雾通道25设置在电源单元10的中心线L上的负载21的下游侧上。
端盖26包括用于储存第二筒30的一部分的筒储存部26a；以及用于连接气雾通道25和筒储存部26a的连接通道26b。
(第二筒)
第二筒30保持香味源31。第二筒30的在第一筒20侧的端部储存于设置在第一筒20的端盖26中的筒存储部26a，以便能够被移除。第二筒30的在与第一筒20侧相反的一侧上的另一端部被构造为用于用户的吸入端口32。然而，吸入端口32并不一定需要与第二筒30一体地构造，以便不与第二筒分离，而是可以构造为能够附接到第二筒30或从第二筒30拆卸。如上所述的，如果吸入端口32与电源单元10和第一筒20分开地构造，则可以保持吸入端口32的卫生。
通过让由负载21对气雾源22雾化而产生的气雾穿过香味源31，第二筒30向该气雾添加香味。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为粒状而制成的成型体。香味源31可以用除烟草以外的植物(例如薄荷、草药和香草)构成。可以将诸如薄荷醇的调味剂添加到香味源31。
本实施例的气雾吸入器1能够通过气雾源22、香味源31和负载21产生包含香味的气雾。换言之，气雾源22和香味源31可以被称为用于产生气雾的气雾产生源。
可以在气雾吸入器1中使用的气雾产生源的构造不限于气雾源22和香味源31被分开构造的构造，而可以是气雾源22和香味源31一体形成的构造、省略了香味源31并且气雾源22含有可以包含在香味源31中的物质的构造、气雾源22中含有药性物质等以代替香味源31的构造等。
在如上所述构造的气雾吸入器1中，如图3中的箭头B所示，从形成在电源单元壳11中的入口(图中未示出)进入的空气穿过空气供应部42，以及在第一筒20的负载21附近经过。负载21使由芯24从容器23吸取的气雾源22雾化。由雾化产生的气雾与从入口进入的空气一起流过气雾通道25，并通过连接通道26b供应到第二筒30。供应到第二筒30的气雾穿过香味源31，从而香味被添加，并且供应到吸入端口32。
另外，在气雾吸入器1中，设置有用于通知各种信息的通知单元45(见图6)。通知单元45可以构造有发光元件，或者可以构造有振动元件，或者可以构造有声音输出元件。替代地，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可以设置在电源单元10、第一筒20和第二筒30中的任何一个中；然而，优选的是，通知单元设置在电源单元10中。例如，围绕操作单元14的区域被构造为具有半透明性，以允许由诸如LED的发光元件发射的光通过。
(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的正电极侧放电端子41a和负电极侧放电端子41b、构成充电端子43的正电极侧充电端子43a和负电极侧充电端子43b、连接在电源12的正电极侧与正电极侧放电端子41a之间以及连接在电源12的负电极侧与负电极侧放电端子41b之间的控制单元50、设置在充电端子43与电源12之间的电力传输路径上的充电器13、设置在电源12与放电端子41之间的电力传输路径上的开关19、以及以下要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例如用MOSFET构造，并且根据由控制单元50调节的栅极电压来接通和断开。
(控制单元)
如图6所示，控制单元50包括气雾产生请求检测单元51、操作检测单元52、电力控制单元53和通知控制单元54。
气雾产生请求检测单元51基于吸入传感器15的输出结果来检测气雾产生的请求。吸入传感器15被构造为输出由用户通过吸入端口32的吸入引起的在电源单元10中的压力变化值。吸入传感器15例如是压力传感器，用于根据大气压力来输出一输出值(例如，电压值或电流值)，该输出值根据从入口(在图中未示出)朝向吸入端口32吸入(即用户的抽吸动作)的空气的流量而变化。
操作检测单元52检测由用户在操作单元14上执行的操作。
通知控制单元54控制通知单元45，使得通知单元通知各种信息。例如，通知控制单元54响应于检测到更换第二筒30的时机来控制通知单元45，使得通知单元通知更换第二筒30的时机。通知控制单元54基于存储在存储器18中的抽吸动作的次数或向负载21供电的累积时间来通知替换第二筒30的时机。通知控制单元54不限于通知更换第二筒30的时机，而是可以通知更换第一筒20的时机、更换电源12的时机、给电源12充电的时机等。
如果气雾产生请求检测单元51检测到气雾产生请求，则电力控制单元53通过接通和断开开关19来控制通过放电端子41对电源12的放电。
电力控制单元53进行控制，以使通过负载21雾化气雾源而产生的气雾的量落在期望的范围内，即，使得从电源12供给至负载21的功率的量落在预定范围内。具体地，电力控制单元53通过例如PWM(脉冲宽度调制)控制来控制开关19的接通和断开。替代地，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的接通和断开。
在开始向负载21供电之后，如果经过预定时间段，则电力控制单元53停止从电源12向负载21供电。换句话说，即使用户实际上正在执行抽吸动作中，如果抽吸时间段超过一定时间段，则电力控制单元53停止从电源12向负载21的电力供应。确定该特定时间段以抑制用户抽吸时间段的变化。电力控制单元53根据电源12中存储的电量来针对一次抽吸动作控制开关19的接通/断开占空比。例如，电力控制单元53控制从电源12向负载21提供电力的接通时间段之间的间隔(脉冲间隔)，并且控制从电源12向负载21提供电力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的充电。
(板构造)
如图5和图7所示，电源单元10包括第一电路板76，其上设置有充电端子43、第二齐纳二极管72和电阻器73；第二电路板77，其上设置有控制单元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和吸入传感器15；以及导电构件78，其电连接第一电路板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，以及本实施例的导电构件78通过柔性电路板构造；然而，它可以通过导线构造。
如图5所示，第一电路板76和第二电路板77彼此分开设置。具体地，在电源12的纵向方向(纵向方向A)的一端侧上，设置有第一电路板76，在电源12的纵向方向(纵向方向A)的另一端侧上，设置有第二电路板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的纵向方向上延伸的导电构件78电连接。替代地，在电源12的沿宽度方向(与纵向方向A垂直的方向)的一端侧上，设置有第一电路板76，以及在电源12的沿宽度方向的另一端侧上，可以设置有第二电路板77。
(第一齐纳二极管)
第一齐纳二极管71设置在充电端子43和充电器13之间，以便与充电器13并联连接。根据该第一齐纳二极管71，可以使得输入到充电器13的电压稳压。换句话说，如图8B所示，齐纳二极管具有小的击穿电压VBD，在该击穿电压VBD处，在反向方向上流动的电流突然增加(失去了二极管初始具有的反向电流防止作用)。因此，齐纳二极管很可能会击穿。在此情况下，如图8A所示，齐纳二极管的两端之间的电压固定为VBD，并且建立了Vout(输出电压)＝VBD的关系。因此，即使输入电压Vin如图8C所示脉冲，也可获得如图8D所示的没有脉冲的稳定的输出电压Vout。
此外，在图8A所示的电路中，应注意到，在齐纳二极管的两端之间施加的电压低于击穿电压的情况下，输出电压Vout等于输入电压电压Vin。
第一齐纳二极管71连接得更靠近充电器13的输入端子而不是更靠近充电端子43的输出端子。根据该第一齐纳二极管71，除了稳定从充电端子43供应的电压外，可以消除归因于在充电端子43和充电器13之间不可避免地存在的L(电抗)分量的电压脉冲，从而适当地保护充电器13。该不可避免地存在的L分量例如由导电构件78和电阻器73引起。
如上所述的，第一齐纳二极管71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设置在不同的电路板76和77上，因此，电源单元10中的各个部件的布局自由度高。另外，由于第一齐纳二极管71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设置成靠近充电器13。然而，第一齐纳二极管71可以在从充电端子43输入的电力流动方向上设置在导电构件78的下游侧，而不在第二电路板77上。即使在此情况下，也可以将第一齐纳二极管71布置成靠近充电器13。如上所述的，如果第一齐纳二极管设置成靠近充电器13，则可以向充电器13输入通过用第一齐纳二极管71消除了脉冲而被稳定的电压。
第一齐纳二极管71直接连接到将充电端子43和充电器13电连接的总线79。换句话说，由于第一齐纳二极管71被连接，而没有开关(例如插入它们之间的晶体管)，因此可以避免增加第一齐纳二极管71周围结构的尺寸。此外，在气雾吸入器1中，因为没有处理大电流和高电压，所以即使第一齐纳二极管71没有连接到诸如晶体管这样的开关，也可以充分稳定电压。
(第二齐纳二极管)
第二齐纳二极管72设置在充电端子43和第一齐纳二极管71之间，以与第一齐纳二极管71并联连接。根据该构造，在从外部电源输入的电压的波动通过第二齐纳二极管72被消除时，归因于不可避免地存在于充电端子43与充电器13之间的L分量的电压脉冲通过第一齐纳二极管71被消除。因此，可以更加可靠地保护充电器13。另外，由于将不同的角色分配给第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72，因此可以抑制齐纳二极管的尺寸和成本增加。此外，可以抑制热产生集中在一个齐纳二极管中。此外，由于L分量响应于电压或电流随时间的变化，因此通过紧接在L分量发生的位置之前布置的第二齐纳二极管72消除了从外部电源输入的电压波动。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设置在第一电路板76上，并且第一齐纳二极管71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可以在从充电端子43输入的电力流动方向上设置在所述导电构件78的上游侧，并且第一齐纳二极管71可以在从充电端子43输入的电力流动方向上设置在所述导电构件78的下游侧。
第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72构造有相同的部件。在此情况下，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描述适合用作第二齐纳二极管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)。将常规齐纳二极管的齐纳电压(zener voltage)限定为由最小值和最大值限定的范围，而不是限定为某个特定值。在下面的描述中，第二齐纳二极管72将被描述为一示例。
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)。根据该构造，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)。根据该构造，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。
通过从充电器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通过从第二齐纳二极管72的齐纳电压的最小值减去充电器13的最小操作保证电压而获得的值。根据该构造，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的热产生，并且可以延长第二齐纳二极管72的寿命。
实际上，一般的齐纳二极管的电阻值和在击穿状态下流过齐纳二极管的电流都不小。因此，优选的是应当抑制击穿状态下的齐纳二极管的热产生。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，通过稳压二极管稳定电压不是必须的。
可以从充电端子43供应的电压的额定值(例如5.0V)高于充电器13的最小操作保证电压，以及第二齐纳二极管72的齐纳电压的最小值高于可从充电端子43供应的电压的额定值(额定电压)。根据该构造，第二齐纳二极管72永不击穿。因此，对于从充电端子43供应的电压，可以有效地使用第二齐纳二极管72。
通过从充电器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通过从第二齐纳二极管72的齐纳电压的最小值减去可从充电端子43供应的电压额定值而获得的值。根据该构造，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的热产生，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分(component)(图9的Z1至Z5)，确定齐纳电压的最小值和齐纳电压的最大值。因此，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，部分Z2至Z4是优选的，并且部分Z2是最优选的。在第二齐纳二极管72和第一齐纳二极管71中，可以使用相同的部分，或者可以使用不同的部分。
在上述实施例中，为了稳定输入到充电器13的电压，使用了第二齐纳二极管72。然而，为了稳定输入到控制单元50的电压，可以使用另一个齐纳二极管。由于控制单元50也具有类似于充电器13的最大操作保证电压和最小操作保证电压，因此可以基于它们使用具有适当齐纳电压范围的齐纳二极管。
(电阻器)
电阻器73设置在第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72之间，以便与第一齐纳二极管71和第二齐纳二极管72串联连接。根据该构造，由于电阻器73使电压下降。因此，可以防止向充电器13输入高电压。另外，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的热产生。
电阻器73在从充电端子43输入的电力流动方向上连接在导电构件78的上游侧。具体地，电阻器73设置在与其上设置有充电器13的第二电路板77分开的第一电路板76上。根据该构造，可以将作为热产生元件的电阻器73与充电器13分离。
(第一电容器)
第一电容器74设置在充电端子43与充电器13之间，以便与充电器13并联连接。根据该构造，可以使第一电容器74作为平滑电容器(smoothing capacitor)来稳定输入到充电器13的电压。此外，第一电容器74连接到导体，以便更靠近充电器13而不是更靠近充电端子43。因此，可以进一步稳定输入到充电器13的电压。
由于将充电端子43和充电器13电连接的导体的电阻分量和第一电容器74构成低通滤波器，因此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设置在第一齐纳二极管71和充电器13之间以便与充电器13并联连接，因此不能由第一齐纳二极管消除的微小电压变化由第一电容器74进行平滑处理。因此，可以将更稳定的电压输入到充电器13。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，平滑电容器利用电容器的充电作用和放电作用来平滑包括在输入电压Vin中的波纹分量(脉冲分量)，从而使输出电压Vout稳定。另外，低通滤波器是如图11所示的由电容器(C)和电阻分量(R)构成的滤波器，该滤波器移除高频噪声而使低频噪声通过。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，优选的是在第一电容器可以消除波纹分量的范围内减小第一电容器的电容(尺寸)。然而，如果减小第一电容器74的电容，则截止频率变得更高。因此，存在第一筒不能表现出足够的噪声移除性能的可能性。由此该原因，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，而将电阻分量设定为较大。结果，截止频率被抑制为较低，并且确保了必要的噪声移除性能。在下文中，将列出用于将电阻分量设置为较大的构造。
如上所述的，第一电容器74与充电器13一起设置在第二电路板77上。第二电路板77与其上设置有充电端子43的第一电路板76分开，并且通过导电构件78电连接到第一电路板76。换句话说，在第一电容器74的上游侧，存在导电构件78，并且由于导电构件78的电阻分量，截止频率变低。因此，可以改善噪声移除性能。
如上所述的，第一电路板76设置在电源12的沿纵向方向(或宽度方向)的一端侧，第二电路板77设置在电源12的沿纵向方向(或宽度方向)的另一端侧。换句话说，第一电路板76和第二电路板77设置在电源12的沿纵向方向(或宽度方向)的相反侧。因此，可以确保导电构件78的长度。结果，可以增加导电构件78的电阻分量，从而降低截止频率。换句话说，可以加宽可移除噪声的频带。
在第一电容器74的输入侧上，即在第一电容器74和充电端子43之间的导体上，设置了上述电阻器73。电阻器73的电阻分量降低了截止频率。因此，可以改善噪声移除性能。另外，由于电阻器73使电压下降，因此能够抑制高电压输入到充电器13。另外，由于电阻器73设置在第一电路板76上，因此能够减少其上设置有充电器13和控制单元50的第二电路板77的热产生量。
根据上述构造，电阻分量被设置为较大。因此，可以将截止频率抑制为较低，并确保必要的噪声移除性能。
第一电容器74的电容可以设置为1μF或更小。根据该构造，通过为气雾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，优选的是，第一电容器74的电容应为0.1μF或更小。根据该构造，可以在选择具有用于气雾吸入器的电源单元10所需要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与控制单元50并联连接在控制单元50的输入侧。根据该构造，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类似，第二电容器75也连接到导体，以便更靠近控制单元50而不是更靠近充电端子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的电容不同于第一电容器74的电容。换句话说，由于第一电容器74和第二电容器75应保护的对象(充电器13和控制单元50)是不同的，因此通过根据要保护的对象选择具有适当电容的电容器，可以减小所述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)。由于该原因，作为第二电容器75，选择具有比第一电容器74大的电容的电容器。如上所述，设置在具有低耐压性能的控制单元50的输入侧上的第二电容器75的电容被设置为大于设置在充电器13的输入侧上的第一电容器74的电容。因此，可以更加可靠地保护耐压性能差的控制单元50。
充电器13被构造为能够控制电源12的充电，并且仅在电源12的充电期间操作，并且控制单元50被构造为在电源12的充电期间以及该电源的放电期间操作。因此，作为第二电容器75，选择具有比第一电容器74大的电容的电容器。如上所述，设置在控制单元50(其在电源12的充电期间和放电期间进行操作)的输入侧上的第二电容器75的电容被设置为大于设置在充电器13(其仅在充电期间操作)的输入侧上的第一电容器74的电容。因此，可以更可靠地保护重要控制单元50以使其频繁使用。
充电器13的控制周期(操作时钟)长于控制单元50的控制周期。由于该原因，作为第二电容器75，选择具有大于第一电容器74的电容的电容器。如上所述，设置在具有短控制周期的控制单元50的输入侧上的第二电容器75的电容被设定为大于设置在具有长的控制周期的充电器13的输入侧上的第一电容器74的电容。因此，可以更可靠地保护具有高性能的控制单元50。
控制单元50电连接到用户可以操作的操作单元14和用于检测用户的吸入动作的吸入传感器15。由于该原因，作为第二电容器75，选择具有大于第一电容器74的电容的电容器。根据该构造，由于设置在电连接到操作单元14和吸入传感器15的控制单元50的输入侧上的第二电容器75的电容被设定为大于第一电容器74的电容，因此可以对可能受到经操作单元14和吸入传感器15进入的静电噪声影响的控制单元50提供更可靠的保护。
在第一电容器74的输入侧上，第一齐纳二极管71被设置成与第一电容器74并联连接。因此，即使将第一电容器74的电容设定为小于第二电容器75的电容，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的电容被设定为0.1μF，并且第二电容器75被设定为10μF。如上所述，安装了根据要保护的对象而具有适当电容的电容器。因此，可以在保护对象的同时减小所述板上的电容器所占据的面积。
(第二电路板上的布局)
如图3和图5所示，操作单元14和吸入传感器15设置在第二电路板77上。通过操作单元14和吸入传感器15进入的诸如静电之类的静电噪声被设置在第二电路板77上的电容器74和75进行平滑处理。
第二电路板77具有第一主表面77a和作为第一主表面77a的背面的第二主表面77b，并且操作单元14设置在第一主表面77a上，以及吸入传感器15设置在第二主表面77b上。如上所述，操作单元14和吸入传感器15设置在第二电路板77的不同表面上。因此，可以防止通过操作单元14进入的静电噪声和通过吸入传感器15进入的静电噪声进行叠加而形成大的噪声。
电容器74和75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75以及操作单元14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75的空间。
由于其作用，需要将操作单元14从电源单元10的表面暴露出来，因此很可能成为静电噪声进入路径。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，可以减小电容器在板上占据的面积。
然而，本发明不限于上述实施例，并且可以适当地进行修改、改进等。
在本说明书中，至少公开了以下发明(1)至(8)。另外，虽然在上述实施例中的对应的构成元件等标注在括号内，但并不限定于此。
(1)用于气雾吸入器(气雾吸入器1)的电源单元(电源单元10)，该电源单元包括：
电源(电源12)，其能够向负载(负载21)放电，以从气雾源(气雾源22)产生气雾。
第一控制装置(充电器13)和第二控制装置(控制单元50)，其被构造为控制电源的充电和放电中的至少一个；
电路板(第二电路板77)，其上设置有第一控制装置和第二控制装置；
第一电容器(第一电容器74)，其设置在第一控制装置的输入侧上，以便与第一控制装置并联连接；和
第二电容器(第二电容器75)，其设置在第二控制装置的输入侧上，以便与第二控制装置并联连接，
其中，第一电容器的电容不同于第二电容器的电容。
根据(1)，由于设置在第一控制装置的输入侧上以便与第一控制装置并联连接的第一电容器的电容和设置在第二控制装置的输入侧上以便与第二控制装置并联连接的第二电容器的电容被设定为不同的，因此可以根据需要保护的控制装置来安装具有适当电容的电容器，并且可以减少板上电容器所占的面积。
(2)根据(1)所述的电源单元，其中
第一控制装置的最大操作保证电压高于第二控制装置的最大操作保证电压，
第一电容器的电容小于第二电容器的电容。
根据(2)，由于设置在第一控制装置的输入侧上的第一电容器的电容被设定为小于设置在具有低的耐压性能的第二控制装置的输入侧上的第二电容器的电容，因此，可以更加可靠地保护耐压性能差的控制装置。
(3)根据(1)所述的电源单元，其中
第一控制装置被构造为能够控制电源的充电并且仅在电源的充电期间操作，
第二控制装置被构造为在电源的充电期间和电源的放电期间进行操作，以及
第一电容器的电容小于第二电容器的电容。
根据(3)，由于设置在构造为仅在充电期间操作的第一控制装置的输入侧上的第一电容器的电容被设定为小于设置在构造为在电源的充电期间和在电源的放电期间操作的第二控制装置的输入侧上的第二电容器的电容，因此可以更可靠地保护要频繁使用的重要控制装置。
(4)根据(1)所述的电源单元，其中
第一控制装置的控制周期长于第二控制装置的控制周期，
第一电容器的电容小于第二电容器的电容。
根据(4)，由于设置在具有长的控制周期的第一控制装置的输入侧上的第一电容器的电容被设定为小于设置在具有短的控制周期的第二控制装置的输入侧上的第二电容器的电容，因此可以更加可靠地保护具有高性能的控制装置。
(5)根据(1)至(4)中任一项的电源单元，其中
第一控制装置是充电器(充电器13)，其被构造为将输入的电力转换成用于电源的充电电力，
第二控制装置是微控制器(控制单元50)，其被构造为能够控制电源的充电和放电，以及
第一电容器的电容小于第二电容器的电容。
根据(5)，由于设置在充电器的输入侧上的第一电容器的电容被设定为小于设置在微控制器的输入侧上的第二电容器的电容，因此可以更确定地保护为比充电器更重要的控制装置的微控制器。
(6)根据(1)至(5)中任一项的电源单元，其中
电源单元还包括用户可以操作的开关(操作单元14)和被构造为输出用户的吹气动作的传感器(吸入传感器15)中的至少一个，
开关或传感器电连接至第二控制装置，
第一电容器的电容小于第二电容器的电容。
根据(6)，由于第一电容器的电容被设置为小于设置在与开关或传感器电连接的第二控制装置的输入侧上的第二电容器的电容，因此，可以更确定地保护可能受到通过开关和传感器进入的静电噪声影响的控制装置。
(7)根据(1)至(6)中任一项的电源单元，其中
第一电容器的电容小于第二电容器的电容，和
电源单元还包括齐纳二极管(第一齐纳二极管71)，其设置在第一电容器的输入侧上以便与第一电容器并联连接。
根据(7)，由于齐纳二极管也使用在其中设置了具有小电容的第一电容器的第一控制装置的输入侧上，因此与由具有小电容的电容器保护的控制装置相比，可以更确定地保护控制装置。
(8)根据(1)至(7)中任一项的电源单元，其中
第二电容器的电容是第一电容器的10倍至100倍。
根据(8)，通过根据需要保护的控制装置安装具有适当电容的电容器，可以减小板上电容器所占据的面积。
根据本发明的一方面，可以在适当地保护多个控制装置的同时减小电路板上电容器所占据的面积。

Claims (9)

1.一种用于气雾吸入器的电源单元，该电源单元包括：
电源，该电源能够向负载放电以从气雾源产生气雾；
充电器，该充电器被构造为将输入的电力转换为用于电源的充电电力；
微控制器，该微控制器被构造为能够控制电源的充电和放电；
电路板，该电路板上设置有所述充电器和所述微控制器；
第一电容器，该第一电容器设置在充电器的输入侧上，以便与充电器并联连接；和
第二电容器，该第二电容器设置在所述微控制器的输入侧上，以便与所述微控制器并联连接，
其中，第一电容器的电容小于第二电容器的电容。
2.根据权利要求1所述的电源单元，其中，
充电器的最大操作保证电压高于微控制器的最大操作保证电压。
3.根据权利要求1所述的电源单元，其中，
充电器被构造为能够控制电源的充电并且仅在电源的充电期间操作，和
微控制器被构造为在电源的充电期间和电源的放电期间进行操作。
4.根据权利要求1所述的电源单元，其中，
充电器的控制周期长于微控制器的控制周期。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电源单元，其中，
电源单元还包括用户能够操作的开关和被构造为输出用户的吸入动作的传感器中的至少一个，和
开关或传感器电连接至微控制器。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电源单元，其中，
电源单元还包括齐纳二极管，该齐纳二极管设置在第一电容器的输入侧上，以便与第一电容器并联连接。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电源单元，其中，
第二电容器的电容是第一电容器的10倍至100倍。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电源单元，其中，
电路板具有两个主表面，和
第一电容器和第二电容器设置所述主表面中之一上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电源单元，其中，
电源单元包括用户能够操作的操作单元，
电路板具有第一主表面和第二主表面，
第一电容器和第二电容器设置在第二主表面上，和
操作单元设置在第一主表面上。
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