CN112772976A - 气溶胶吸入器的电源单元、气溶胶吸入器和其充电单元 - Google Patents
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Abstract
一种用于气溶胶吸入器的电源单元，包括：电源，被配置为存储用以从气溶胶源产生气溶胶的电力；以及充电器，能够控制对电源的充电，用于气溶胶吸入器的电源单元还包括：受电线圈，能够以无线方式接收电力；以及逆变器，连接在受电线圈和充电器之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于气溶胶吸入器(aerosol inhaler)的电源单元、气溶胶吸入器和用于气溶胶吸入器的充电单元。
背景技术
已知能够有线充电或无线充电的用于气溶胶吸入器的电源单元(JP6326188B和US2015/0333561A)。例如，JP 6326188B公开了用于电子吸烟设备的电源单元可以是无线式感应充电系统或接触式充电系统。
US 2015/0333561A公开了一种便携式充电设备，其中布置有送电(powertransmission)线圈，以及包括用于对准送电线圈和受电(power reception)线圈的配重(weight)的气溶胶吸入器。
JP 2019-510469T公开了一种布置有送电线圈的气溶胶吸入器的电源单元和布置有受电线圈的气溶胶吸入器的加热设备。
虽然已经提议进一步扩展这种类型的气溶胶吸入器的功能或用于气溶胶吸入器的电源单元，但是如果功能扩展，电路配置可能会变得复杂。
本发明的目的是提供一种用于气溶胶吸入器的电源单元、气溶胶吸入器和用于气溶胶吸入器的充电单元，其能够在防止电路配置复杂化的同时扩展功能。
发明内容
根据本发明的一个说明性方面，一种用于气溶胶吸入器的电源单元包括：电源，被配置为存储用以从气溶胶源产生气溶胶的电力；以及充电器，能够控制对电源的充电，该用于气溶胶吸入器的电源单元还包括：受电线圈，能够以无线方式接收电力；以及逆变器，连接在受电线圈和充电器之间。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的配备有电源单元的气溶胶吸入器的透视图。
图2是图1所示的气溶胶吸入器的电源单元的透视图。
图3是图1所示的气溶胶吸入器的截面图。
图4是示出如图1所示的气溶胶吸入器的电源单元的主要部件配置的框图。
图5是示出如图1所示的气溶胶吸入器的电源单元的电路配置的示意图。
图6是示出如图1所示的气溶胶吸入器的电源单元的电路配置的第一修改的示意图。
图7是示出如图1所示的气溶胶吸入器的电源单元的电路配置的第二修改的示意图。
图8是示出在如图7所示的电路配置中电源单元处于无线充电(在受电模式下)时的电流动(flow of electricity)的图。
图9是示出在如图7所示的电路配置中向另一设备(在送电模式下)发送电力时的电流动的图。
图10是示出如图7所示的电路配置的模式切换条件的图。
图11是根据本发明的第二实施例的用于气溶胶吸入器(气溶胶吸入器)的电源单元的截面图。
图12是示出如图11所示的气溶胶吸入器(气溶胶吸入器)的电源单元的电路配置的示意图。
图13是示出在如图12所示的电路配置中的无线充电模式下的电流动的图。
图14是示出在如图12所示的电路配置中的IH模式下的电流动的图。
图15是示出如图12中所示的电路配置的模式切换条件的图。
图16是示出如图11所示的气溶胶吸入器的电路配置的修改的示意图。
图17是根据本发明的第三实施例的用于气溶胶吸入器的电源单元(充电单元)的截面图。
图18是示出如图17所示的气溶胶吸入器的电源单元(充电单元)的电路配置的示意图。
图19是示出在如图18所示的电路配置中电源单元处于无线充电(在受电模式下)时的电流动的图。
图20是示出在如图18所示的电路配置中气溶胶吸入器处于无线充电(在送电模式下)时的电流动的图。
图21示出了如图18中所示的电路配置的模式切换条件的图。
具体实施方式
下面，将描述根据本发明的实施例的用于气溶胶吸入器的电源单元(包括气溶胶吸入器和用于气溶胶吸入器的充电单元)。
<第一实施例>
(气溶胶吸入器)
气溶胶吸入器1是用于在不燃烧的情况下吸入香味的设备，并且具有沿着预定方向(以下称为轴向A)延伸的杆形。如图1所示，气溶胶吸入器1沿轴向A依次设有电源单元10、第一盒(cartridge)20和第二盒30。第一盒20可附接到电源单元10并可从电源单元10分离，第二盒30可附接到第一盒20并可从第一盒20分离。换句话说，第一盒20和第二盒30是可更换的。
(电源单元)
如图2和图3所示，根据第一实施例的电源单元10在圆柱形电源单元壳体11内容纳电源12、充电器(CHG)13、控制单元50、各种传感器等。
放电端子41设置在沿轴向A中位于电源单元壳体11的一端侧(第一盒20一侧)的顶部11a上。放电端子41设置为从顶部11a的上表面朝向第一盒20突出，并且被配置为可电连接到第一盒20的负载21轴向。
向第一盒20的负载21供应空气的空气供应部分42设置在放电端子41附近的顶部11a的上表面上。
用于以无线方式利用外部电源(未示出)对电源12充电的受电线圈43和用作被配置为将由受电线圈43接收的AC电力转换为DC电力的整流器的逆变器44容纳在轴向A上位于电源壳体11的另一端侧(与第一盒20相对的一侧)的底部11b中。无线电力传送的方法可以是电磁感应方法、磁共振方法、电磁感应方法和磁共振方法的组合、或者其他方法。在任何无线电力传输方法中，电源单元壳体11可以与外部电源物理接触，也可以不与外部电源物理接触。在本说明书中，无线电力传送被视为非接触式电力传送的同义词。
用户可操作的操作单元14设置在电源单元壳体11的顶部11a的侧面上。操作单元14包括按钮式开关、触摸面板等，并且在控制单元50和各种传感器被激活或关断时使用，这反映了用户的意图。
电源12是可充电的二次电池，优选为锂离子二次电池，并且存储用于从下述的气溶胶源22产生气溶胶的电力。充电器13控制从逆变器44到电源12的充电电力输入。通过使用包括DC-DC转换器、电压表、电流表、处理器等的充电IC来配置充电器13。
如图4所示，控制单元50连接到充电器13、操作单元14、各种传感器设备(诸如检测吸入(进气)操作的进气传感器15、测量电源12的电压的电压传感器16、检测温度的温度传感器17和存储吸入操作次数或对负载21的通电时间的存储器18。控制单元50对气溶胶吸入器1执行各种控制。进气传感器15可以由电容传声器、压力传感器等构成。具体地，控制单元50是处理器(MCU：微控制器单元)。更具体地，处理器的结构是通过组合诸如半导体元件的电路元件而获得的电路。
(第一盒)
如图3所示，第一盒20在圆柱形盒壳体27内包括存储气溶胶源22的贮存器23、雾化气溶胶源22的电负荷21、将气溶胶源从贮存器23吸取到负荷21的芯24(wick)、其中由气溶胶源22的雾化产生的气溶胶流向第二盒30的气溶胶流径25、以及容纳第二盒30的一部分的端盖26。
贮存器23被分割和形成，以包围气溶胶流径25的外围，并存储气溶胶源22。诸如树脂网或棉花的多孔体可以容纳在贮存器23中，并且气溶胶源22可以浸渍在多孔体中。贮存器23可以只存储气溶胶源22而不容纳诸如树脂网或棉花的多孔体。气溶胶源22包括液体，诸如甘油、丙二醇或水。
芯24是一种液体保持部件，其利用毛细管现象将气溶胶源22从贮存器23吸取到负载21，并且例如由玻璃纤维或多孔陶瓷形成。
负载21由电源12经由放电端子41提供的电力将气溶胶源22雾化而不燃烧。负载21由以预定间距缠绕的电加热丝(线圈)形成。负载21可以是能够通过雾化气溶胶源22来产生气溶胶的任何元件，并且例如是加热元件或超声波发生器。加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。
气溶胶流径25设置在负载21的下游侧和电源单元10的中心线L上。
端盖26包括容纳第二盒30的一部分的盒容纳部分26a，以及允许气溶胶流径25和盒容纳部分26a彼此连通的连通路径26b。
(第二盒)
第二盒30存储香味源31。第二盒30可分离地容纳在第一盒20的端盖26中的盒容纳部分26a中。在与第一盒20相对的一侧上的第二盒30的端部是用户的吸入口32。吸入口32不限于与第二盒30一体成型，而是可以被配置为可附接到第二盒30并可从第二盒30分离。通过以这种方式将吸入口32与电源单元10和第一芯20分开配置，可以保持吸入口32的卫生。
第二盒30通过将由负载21雾化气溶胶源22所产生的气溶胶通过香味源31而赋予气溶胶香味。作为构成香味源31的原料片，可以使用切碎的烟草或通过将烟草原料模制成颗粒而获得的模制产品。香味源31可以由烟草以外的植物(例如，薄荷、中草药或草药)形成。香味源31可以具有诸如薄荷醇的香味。
在根据本实施例的气溶胶吸入器1中，可以由气溶胶源22、香味源31和负载21产生添加了香味的气溶胶。也就是说，气溶胶源22和香味源31可以被称为产生气溶胶的气溶胶产生源。
除了气溶胶源22和香味源31彼此分离的配置之外，气溶胶源22和香味源31是一体形成的配置、省略香味源31并且将可以包括在香味源31中的物质添加到气溶胶源22中的配置、或者将代替香味源31的药物、中草药等添加到气溶胶源22中的配置也可以用作在气溶胶吸入器1中使用的气溶胶产生源的配置。
在如上所述配置的气溶胶吸入器1中，如图3中的箭头B所示，从电源单元壳体11中提供的进气口(未示出)流入的空气从供气部分42经过第一盒20的负载21附近。负载21雾化通过芯24从贮存器23吸取或移动的气溶胶源22。雾化产生的气溶胶与从进气口流入的空气一起流经气溶胶流径25，并经由连通路径26b供应到第二盒30。供应到第二盒30的气溶胶通过香味源31被赋予香味，并供应到吸入口32。
气溶胶吸入器1设置有通知单元45，通知各种类型的信息。通知单元45可以包括发光元件、振动元件或声音输出元件。通知单元45还可以是发光元件、振动元件和声音输出元件中的两个或多个元件的组合。通知单元45可以设置在电源单元10、第一盒20和第二盒30中的任何一个中，但是优选地设置在电源单元10中，以便缩短来自电源12的导线。例如，操作单元14的外围是半透明的，并且被配置为通过诸如LED的发光元件发射光。
(电路)
接下来，将参考图5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、连接在电源12的正极侧和正极侧放电端子41a之间以及在电源12的负极侧和负极侧放电端子41b之间的控制单元50、包括受电线圈43和整流器44的无线充电电路46、布置在无线充电电路46和电源12之间的电力发送路径上的充电器13、以及设置在电源12和放电端子41之间的电力发送路径上的开关19。开关19由例如MOSFET构成，并且由调节栅极电压的控制单元50控制打开和闭合。
(控制单元)
如图4所示，控制单元50包括气溶胶产生请求检测单元51、电力控制单元53和通知控制单元54。
气溶胶产生请求检测单元51基于进气传感器15的输出结果来检测气溶胶产生请求。进气传感器15被配置为输出由用户通过吸入口32吸入而引起的电源单元10中的压力变化的值。例如，进气传感器15是压力传感器，其输出与空气压力相对应的输出值(例如，电压值或电流值)，该空气压力由于从进气口向吸入口32(即用户的抽吸操作)的流速而变化。进气传感器可以被配置为确定检测到的空气流速或压力是否可以对应于用户的抽吸操作，并输出接通值和关断值中的一个。
通知控制单元54控制通知单元45以通知各种类型的信息。例如，通知控制单元54控制通知单元45根据对第二盒30的更换定时的检测来通知第二盒30的更换定时。通知控制单元54基于抽吸操作的次数或存储器18中存储的负载21通电的累积时间来通知第二盒30的更换定时。通知控制单元54不仅可以通知第二盒30的更换定时，还可以通知第一盒20的更换定时、电源12的更换定时、电源12的充电定时等。
当气溶胶产生请求检测单元51检测到气溶胶产生请求时，电力控制单元53通过接通或关断开关19来控制经由放电端子41的电源12的放电。
电力控制单元53执行控制，使得由负载21雾化气溶胶源所产生的气溶胶量落在期望范围内，换句话说，从电源12向负载21提供的电力量落在一定范围内。具体地，电力控制单元53通过例如脉冲宽度调制(PWM)控制来控制开关19的接通/关断。替代地，电力控制单元53可以通过脉冲频率调制(PFM)控制来控制开关19的接通/关断。
电力控制单元53可以在自向负载21的供电开始以来经过预定时间段时停止从电源12向负载21供电。换句话说，即使在用户实际执行抽吸操作的抽吸时段内，当抽吸时段超过预定时段时，电力控制单元53也停止从电源12到负载21的供电。为了减少用户的抽吸时段中的变化，设置预定时段。电力控制单元53根据存储在电源12中的电量来控制在一次抽吸操作期间开关19的接通/关断的占空比。例如，电力控制单元53控制用于从电源12向负载21供电的接通时间间隔(脉冲间隔)，并且控制用于从电源12向负载21供电的接通时间长度(脉冲宽度)。
电源控制单元53检测受电线圈43从外部电源的电力接收，并经由充电器13控制对电源12的充电。
(无线充电电路)
如图5所示，无线充电电路46包括受电线圈43、逆变器44、平滑电容器47、AC导线48和DC导线49。
在充电期间，受电线圈43被布置成靠近靠近以无线方式由来自外部电源的AC电力激励的送电线圈61附近，并且接收来自送电线圈61的AC电力。
逆变器44被配置为作为整流器可操作，当电源12在无线充电时，将由受电线圈43接收的AC电力转换为DC电力。由逆变器44转换的DC电力由平滑电容器47平滑。下面将描述逆变器44的具体配置和操作。
AC导线48连接受电线圈43和逆变器44，并将受电线圈43接收的AC电力供应给逆变器44。DC导线49连接逆变器44和充电器13，并将由逆变器44转换的DC电力供应给充电器13。
(逆变器)
为了具体地描述根据本实施例的逆变器44，逆变器44包括：第一高侧晶体管TH1、第一低侧晶体管TL1、包括串联连接第一高侧晶体管TH1和第一低侧晶体管TL1的第一连接点P1的第一支路(tributary)电路71、第二高侧晶体管TH2、第二低侧晶体管TL2、包括串联连接第二高侧晶体管TH2和第二低侧晶体管TL2的第二连接点P2的第二支路电路72、并联连接第一支路电路71和第二支路2的第三连接点P3和第四连接点P4。第一连接点P1和第二连接点P2分别经由AC导线48连接到受电线圈43的两端。第三连接点P3经由正极侧DC导线49连接到充电器13，并且第四连接点P4经由负极侧DC导线49连接到充电器13。晶体管TH1、TL1、TH2、TL2中的每一个由例如MOSFET形成，并且由调节栅极电压的控制单元50控制以打开和闭合。
作为续流二极管(free-wheeling diode)操作的二极管D1至D4分别并联连接到晶体管TH1、TL1、TH2、TL2。当晶体管TH1、TL1、TH2、TL2关断时，设置续流二极管以通过使从受电线圈43侧回流的电流流回(再生)到电源12侧来防止对晶体管的损坏。当晶体管TH1、TL1、TH2、TL2全部关断时，二极管D1至D4可以用作将由受电线圈43接收的AC电力转换为DC电力的整流器。
具体地，二极管D1的阳极和二极管D2的阴极在第一连接点P1处连接到从受电线圈43的一端延伸的AC导线48，并且二极管D3的阳极和二极管D4的阴极在第二连接点P2处连接到从受电线圈43的另一端延伸的AC导线48。二极管D1和D3的阴极在第三连接点P3处连接到正极侧DC导线49，并且二极管D2和D4的阳极在第四连接点P4处连接到负极侧DC导线49。也就是说，四个二极管D1至D4是桥式连接的，并且当晶体管TH1、TL1、TH2、TL2全部关断时，它们可以作为全波整流电路操作。
控制单元50包括受电模式(其中晶体管TH1、TL1、TH2、TL2全部关断，并且逆变器44作为整流器操作)以及送电模式(其中基于晶体管TH1、TL1、TH2、TL2的切换(switching)控制，将电源12的DC电力转换为AC电力并供应给受电线圈43)，作为逆变器44的控制模式。具体地，在送电模式下，通过交替重复第一高侧晶体管TH1和第二低侧晶体管TL2导通并且第二高侧晶体管TH2和第一低侧晶体管TL1关断的状态，使得正向电流流过受电线圈43，以及第一高侧晶体管TH1和第二低侧晶体管TL2关断并且第二高侧晶体管TH2和第一低侧晶体管TL1导通的状态，使得反向电流流过受电线圈43，受电线圈43可以用AC电力激励，并且受电线圈43可以作为以无线方式向另一设备的受电线圈62发送AC电力的送电线圈43操作。
根据如上所述配置的本实施例的电源单元10，由于逆变器44具有两个功能：用作将由受电线圈43接收的AC电力转换为DC电力的整流器，以及从电源单元10中的电源12产生AC电力的功能，因此有可能改进电源单元10的功能的可扩展性，同时防止电路配置的复杂性。
此外，在本实施例中，由于受电线圈43用于无线电力发送和电力接收，因此在能够进行发送和接收电力的同时，可以有效地防止多功能电源单元10在重量和尺寸方面的增加。
(第一实施例的第一修改)
如图6所示，可以修改根据第一实施例的电源单元10的电路。在图6至图9中，未示出电源12和放电端子41之间的电路。具体地，根据本修改的电路还包括连接到电源12和逆变器44以便与充电器13并联的旁路电路73，以及旁路电路开关74，其设置在旁路电路73中，用于连接和断开电源12和逆变器44之间的电连接。旁路电路开关74例如包括并联连接的MOSFET和二极管，并且由调节MOSFET的栅极电压的控制单元50控制以打开和闭合。旁路电路73优选地配备有二极管D5，其调节从逆变器44到旁路电路73的电流流动。
根据这样的电源单元10，当旁路电路开关74在送电模式下接通时，可以从电源12向逆变器44和受电线圈43供电而不经过充电器13，从而可以减少在送电模式下的电力损耗。在送电模式下，如果控制单元50控制充电器13停止工作(function)，则可以防止从电源12释放的电力在送电模式下循环并返回到电源12。因此，可以改进送电模式下的效率。
另外，当在受电模式下旁路电路开关74关断时，接收的充电电力被供应给充电器13而不经过旁路电路73，从而可以对电源12进行适当的充电。此外，由于通过逆变器44整流后没有经过充电器13的电力没有被供应给电源12，因此可以适当地保护电源12。
(第一实施例的第二修改)
如图7所示，可以进一步修改根据第一实施例的电源单元10的电路。具体地，根据本修改的电路还包括平滑电容器开关75，其连接和断开旁路电路73的一端和平滑电容器47之间的电连接。平滑电容开关75例如包括并联连接的MOSFET和二极管，并且由调节MOSFET的栅极电压的控制单元50控制以打开和闭合。
根据这样的电源单元10，当在送电模式下旁路电路开关74接通并且平滑电容器开关75关断时，可以绕过平滑电容器47，从而消除由于对平滑电容器47的充电而产生的时滞(time lag)，并且可以快速启动送电模式。
将参考图8至图10描述逆变器44、旁路电路开关74和平滑电容器开关75在受电模式和送电模式下的切换条件，以及每个单元在受电模式和送电模式下的操作。
如图10所示，当电源单元10在受电模式下操作时，控制单元50关断旁路电路开关74，接通平滑电容开关75，然后关断逆变器44的所有晶体管TH1、TL1、TH2、TL2。在这样的受电模式下，如图8所示，由受电线圈43从送电线圈61接收的交流电被用作整流器的逆变器44转换为直流电，然后由平滑电容器47平滑，并且被供应给充电器13。
如图10所示，当电源单元10在送电模式下操作时，控制单元50接通旁路电路开关74，关断平滑电容开关75，然后对逆变器44的晶体管TH1、TL1、TH2、TL2执行接通/关断控制(DC和AC转换控制)。如上所述，特定的接通/关断控制可以在晶体管TH1和TL2接通并且晶体管TH2和TL1关断的状态和晶体管TH1和TL2关断并且晶体管TH2和TL1接通的状态之间切换。在这样的送电模式下，如图9所示，电源12的DC电力被供应到逆变器44而不经过充电器13和平滑电容器47，由逆变器44转换为AC电力，并且被供应到用作送电线圈的受电线圈43。AC电力从用作送电线圈的受电线圈43发送到另一设备的受电线圈62。
接下来，将参考图11至图21顺序地描述电源单元10的第二和第三实施例。注意，通过使用与第一实施例中相同的标号表示与第一实施例相同的配置来并入第一实施例的描述。第二实施例中的电源单元具有下文所述的感应加热线圈202，因此在下面的描述中可以称为气溶胶吸入器。另外，第三实施例中的电源单元包括下面描述的送电线圈302，因此在下面的描述中可以称为充电单元。
<第二实施例>
如图11和图12所示，根据第二实施例的电源单元10(或气溶胶吸入器)连接到逆变器44以便与受电线圈43并联，并且包括下面描述的能够从气溶胶源201产生气溶胶的感应加热线圈202。感应加热线圈202与电源12、充电器13、受电线圈43和逆变器44一起容纳在外壳203中。根据这样的电源单元10(或气溶胶吸入器)，多功能电源单元10(或气溶胶吸入器)可以在实施其中经由受电线圈43执行无线充电的无线充电模式和其中经由感应加热线圈202加热气溶胶源的IH模式两者的同时防止重量和尺寸增加。如上所述，在本实施例中，由于感应加热线圈202容纳在容纳电源12的外壳203中，因此电源单元10也可以被称为气溶胶吸入器。
气溶胶源201可以包括填充物和包裹填充物的包装纸。填充物可以由烟丝和添加到烟丝中的甘油或丙二醇形成。
如图12所示，根据第二实施例的电源单元10(或气溶胶吸入器)的电路还包括：受电线圈开关204，其断开受电线圈43和逆变器44之间的电连接；以及感应加热线圈开关205，其连接和断开感应加热线圈202和逆变器44之间的电连接。受电线圈开关204和感应加热线圈开关205中的每一个包括例如并联连接的MOSFET和二极管，并且由调节MOSFET的栅极电压的控制单元50控制以打开和闭合。优选地，在受电线圈开关204和逆变器44之间设置调节从逆变器44到受电线圈43的电流流动的二极管D6。
根据这样的电源单元10(或气溶胶吸入器)，在受电线圈43和感应加热线圈202并联连接到逆变器44时，受电线圈43和感应加热线圈202可以通过切换受电线圈开关204和感应加热线圈开关205而独自地(exclusively)工作。
将参考图13至图15描述逆变器44、受电线圈开关204、感应加热线圈开关205和旁路电路开关74在无线充电模式和IH模式下的切换条件，以及每个单元在无线充电模式和IH模式下的操作。
如图15所示，当电源单元10(或气溶胶吸入器)在无线充电模式下操作时，控制单元50接通受电线圈开关204，关断感应加热线圈开关205，关断旁路电路开关74，然后接通逆变器44的所有晶体管TH1、TL1、TH2、TL2。在这样的无线充电模式下，如图13所示，由受电线圈43接收的交流电被用作整流器的逆变器44转换为直流电，然后由平滑电容器47平滑，并且被供应给充电器13。
如图15所示，当电源单元10(或气溶胶吸入器)在IH模式下操作时，控制单元50关断受电线圈开关204，接通感应加热线圈开关205，接通旁路电路开关74，然后对逆变器44的晶体管TH1、TL1、TH2、TL2执行接通/关断控制(DC和AC转换控制)。如上所述，特定的接通/关断控制可以在晶体管TH1和TL2接通并且晶体管TH2和TL1关断的状态和晶体管TH1和TL2关断并且晶体管TH2和TL1接通的状态之间切换。在这样的IH模式下，如图14所示，电源12的DC电力被供应到逆变器44而不经过充电器13，由逆变器44转换为AC电力，并且被供应给感应加热线圈202。
(第二实施例的修改)
如图16所示，根据第二实施例的电源单元10(或气溶胶吸入器)的电路可以变形。具体地，还设置连接到逆变器44以便与受电线圈43和感应加热线圈202并联并且能够将AC电力发送到另一设备的送电线圈206，以及连接和断开送电线圈206和逆变器44之间的电连接的送电线圈开关207。送电线圈开关207例如包括并联连接的MOSFET和二极管，并且由调节MOSFET的栅极电压的控制单元50控制以打开和闭合。
根据这样的电源单元10(或气溶胶吸入器)，多功能电源单元10(或气溶胶吸入器)可以在实施其中经由受电线圈43执行无线充电的无线充电模式、其中经由感应加热线圈202加热气溶胶源201的IH模式、以及其中可以经由送电线圈206将AC电力发送到另一设备的送电模式的同时，防止重量和尺寸增加。在受电线圈43、感应加热线圈202和送电线圈206并联连接到逆变器44时，通过切换受电线圈开关204、感应加热线圈开关205和送电线圈开关207，受电线圈43、感应加热线圈202和送电线圈206可以分别独自地工作。
<第三实施例>
如图17和图18所示，根据第三实施例的电源单元10(充电单元)是能够对以可移动方式容纳的气溶胶吸入器301的电源(未示出)充电的便携式充电设备。具体地，根据第三实施例的电源单元10(充电单元)连接到逆变器44以便与受电线圈43并联，并且包括能够以无线方式向气溶胶吸入器301供电的送电线圈302，以及外壳303，其容纳电源12、充电器13、受电线圈43、逆变器44和送电线圈302，并且具有以可移动的方式容纳气溶胶吸入器301的吸入器容纳部分303a。根据这样的电源单元10(充电单元)，由于能够以无线方式向气溶胶吸入器301供电的送电线圈302与受电线圈43并联连接到逆变器44，因此电源单元10(充电单元)在能够执行以无线方式接收电力的受电模式和以无线方式发送电力的送电模式两者的同时，能够防止重量和尺寸的增加。如上所述，在本实施例中，由于用于对气溶胶吸入器301充电的送电线圈302与具有吸入器容纳部分303a的外壳303中的电源12一起容纳，因此电源单元10也可以被称为用于气溶胶吸入器的充电单元。
如图18所示，根据第三实施例的电源单元10(充电单元)的电路还包括用于连接和断开送电线圈302和逆变器44之间的电连接的送电线圈开关304。送电线圈开关304例如包括并联连接的MOSFET和二极管，并且由调节MOSFET的栅极电压的控制单元50控制以打开和闭合。根据这样的电源单元10(充电单元)，在受电线圈43和送电线圈302并联连接到逆变器44时，通过切换受电线圈开关204和送电线圈开关304，受电线圈43和送电线圈302可以独自地工作。
将参考图19至图21描述逆变器44、受电线圈开关204、送电线圈开关304和旁路电路开关74在受电模式和送电模式下的切换条件，以及受电模式和送电模式下的每个单元的操作。
如图21所示，当电源单元10(充电单元)在受电模式下操作时，控制单元50接通受电线圈开关204，关断送电线圈开关304，关断旁路电路开关74，然后关断逆变器44的所有晶体管TH1、TL1、TH2、TL2。在这样的受电模式下，如图19所示，由受电线圈43接收的交流电被用作整流器的逆变器44转换为直流电，然后由平滑电容器47平滑，并且被供应给充电器13。
如图21所示，当电源单元10(充电单元)在送电模式下操作时，控制单元50关断受电线圈开关204，接通送电线圈开关304，接通旁路电路开关74，然后对逆变器44的晶体管TH1、TL1、TH2、TL2执行接通/关断控制(DC和AC转换控制)。如上所述，特定的接通/关断控制可以在晶体管TH1和TL2接通并且晶体管TH2和TL1关断的状态和晶体管TH1和TL2关断并且晶体管TH2和TL1接通的状态之间切换。在这样的送电模式下，如图20所示，电源12的DC电力被供应到逆变器44而不经过充电器13，由逆变器44转换为AC电力，并且被供应到送电线圈302。AC电力从送电线圈302发送到内置在气溶胶吸入器301中的受电线圈62。
可以在气溶胶吸入器301容纳在吸入器容纳部分303a中时执行通过送电线圈302对气溶胶吸入器301的充电，或者可以在气溶胶吸入器301不容纳在吸入器容纳部分303a中时执行通过送电线圈302对气溶胶吸入器301的充电。例如，当气溶胶吸入器301容纳在吸入器容纳部分303a中时，可以经由连接器(未示出)以无线方式执行充电，并且当气溶胶吸入器301布置在外壳303上或布置在外壳303附近时，可以通过送电线圈302以无线方式执行充电。
本发明不限于上述实施例，可以适当地修改、改进等。
例如，在上述实施例中，还用作送电线圈的受电线圈、感应加热线圈和送电线圈被例示为AC负载，但是本发明也可以适用于其他AC负载。
本说明书至少描述了以下事项。虽然在括号中示出了上述实施例中的相应组成元素等，但本发明不限于此。
(1)一种用于气溶胶吸入器(气溶胶吸入器1)的电源单元(电源单元10)包括：电源(电源12)，被配置为存储用以从气溶胶源产生气溶胶的电力；以及充电器(充电器13)，能够控制对电源的充电，该用于气溶胶吸入器的电源单元还包括：受电线圈(受电线圈43)，能够以无线方式接收电力；以及逆变器(逆变器44)，连接在受电线圈和充电器之间。
根据(1)，由于逆变器用于对以无线方式接收的电力进行整流，因此可以从电源单元中的电源产生交流电，并且改进了电源单元的可扩展性。
(2)根据(1)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中，逆变器对由受电线圈接收到的电力进行整流。
根据(2)，逆变器具有两个功能：用作由受电线圈接收的电力进行整流的整流器，以及从电源单元中的电源产生交流电的功能。因此，与逆变器和整流器中的每一个安装在电源单元上的情况相比，可以防止电源单元在尺寸、重量和成本方面的增加。
(3)根据(1)或(2)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中，逆变器包括：第一支路电路(第一支路电路71)，包括第一高侧晶体管(第一高侧晶体管TH1)、第一低侧晶体管(第一低侧晶体管TL1)和串联连接第一高侧晶体管和第一低侧晶体管的第一节点(第一连接点P1)；第二支路电路(第二支路电路72)，包括第二高侧晶体管(第二高侧晶体管TH2)、第二低侧晶体管(第二低侧晶体管TL2)和串联连接第二高侧晶体管和第二低侧晶体管的第二节点(第二连接点P2)；以及并联连接第一支路电路和第二支路电路的第三节点(第三连接点P3)和第四节点(第四连接点P4)，并且其中，受电线圈连接到第一节点和第二节点。
根据(3)，逆变器可以实施两个功能，包括：对以无线方式接收的电力进行整流的功能和通过四个晶体管从电源单元中的电源产生交流电的功能。
(4)根据(2)或(3)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：通过交流电工作的AC负载(感应加热线圈202、送电线圈206、302)，其中，AC负载与受电线圈并联地连接到逆变器，并且其中，逆变器控制AC负载的工作。
根据(4)，由于设置了并联连接到受电线圈的AC负载，因此可以通过一个逆变器执行以无线方式对由受电线圈接收的电力的整流和对AC负载的控制。由此，可以防止多功能电源单元在重量和尺寸方面的增加。
(5)根据(4)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：第一开关(受电线圈开关204)，被配置为连接和断开受电线圈和逆变器之间的电连接；以及第二开关(感应加热线圈开关205、送电线圈开关207、304)，被配置为连接和断开AC负载和逆变器之间的电连接。
根据(5)，由于开关连接到受电线圈和AC负载中的每一个，因此受电线圈和AC负载可以独自地工作。
(6)根据(4)或(5)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：旁路电路(旁路电路73)，连接到电源；以及逆变器，与充电器并联。
根据(6)，由于设置了绕过充电器的旁路电路，因此可以从电源向AC负载供电而不经过充电器。因此，当AC负载工作时，可以降低电力损耗并且可以保护充电器。
(7)根据(6)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中，当通过所述受电线圈执行无线充电时，仅充电器和旁路电路中的充电器工作。
根据(7)，当执行无线充电时，由于旁路电路不工作，因此可以向充电器供应适当的充电电力。此外，由于由逆变器整流后不经过充电器的电力不被供应给电源，因此可以适当地保护电源。
(8)根据(6)或(7)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中，当AC负载被操作时，仅充电器和旁路电路中的旁路电路工作。
根据(8)，由于充电器在AC负载工作时不工作，为了使AC负载工作，可以防止从电源释放的电力循环并返回到电源。因此，可以改进当AC负载工作时的效率。
(9)根据(6)至(8)中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：平滑电容器(平滑电容器47)，在逆变器和充电器之间并联连接到逆变器和充电器，其中，旁路电路的一端连接在逆变器和平滑电容器之间，并且其另一端连接在充电器和电源之间。
根据(9)，当执行无线充电时，可以稳定由平滑电容器输入到充电器的电压。
(10)根据(9)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：第三开关(旁路电路开关74)，设置在旁路电路中，并被配置为连接和断开电源和逆变器之间的电连接；以及第四开关(平滑电容器开关75)，被配置为连接和断开旁路电路的一端和平滑电容器之间的电连接。
根据(10)，当AC负载工作时，旁路电路绕过平滑电容器，从而消除直到AC负载工作的时滞，其由于对平滑电容器的充电而产生。
(11)根据(4)或(5)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中，AC负载包括感应加热线圈(感应加热线圈202)。
根据(11)，由于感应加热线圈连接到逆变器，因此在能够进行感应加热和无线充电两者的同时，可以防止多功能电源单元在重量和尺寸方面的增加。
(12)根据(4)或(5)所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中，AC负载包括能够以无线方式供电的送电线圈(送电线圈206、302)。
根据(12)，由于电源线圈连接到逆变器，因此在能够进行无线电力发送和电力接收两者的同时，可以防止多功能电源单元在重量和尺寸方面的增加。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，其中，逆变器被配置为将由电源供应的DC电力转换为AC电力，并且其中，受电线圈能够通过所述AC电力以无线方式供电。
根据(13)，由于无线送电和受电两者都可以由一个线圈来实施，因此在能够进行无线电力发送和电力接收两者的同时，可以防止多功能电源单元在重量和尺寸方面的增加。
(14)一种气溶胶吸入器，包括：电源(电源12)，被配置为存储用以从气溶胶源产生气溶胶的电力；充电器(充电器13)，能够控制对电源的充电；受电线圈(受电线圈43)，能够以无线方式接收电力；逆变器(逆变器44)，连接在受电线圈和充电器之间；感应加热线圈(感应加热线圈202)，与受电线圈并联连接到逆变器，并且能够从气溶胶源产生气溶胶；以及外壳(外壳203)，容纳电源、充电器、受电线圈、感应加热线圈和逆变器。
根据(14)，由于能够从气溶胶源产生气溶胶的感应加热线圈与受电线圈并联连接到连接在受电线圈和充电器之间的逆变器，因此在能够进行感应加热和无线充电两者的同时，可以防止多功能气溶胶吸入器在重量和尺寸方面的增加。
(15)一种用于气溶胶吸入器的充电单元，包括：电源(电源12)；充电器(充电器13)，能够控制对电源的充电；受电线圈(受电线圈43)，能够以无线方式接收电力；逆变器(逆变器44)，连接在受电线圈和充电器之间；送电线圈(送电线圈302)，与受电线圈并联连接到逆变器，并且能够以无线方式向气溶胶吸入器(气溶胶吸入器301)供电；以及外壳(外壳303)，容纳电源、充电器、受电线圈、逆变器和送电线圈，其中，外壳设置有吸入器容纳部分(吸入器容纳部分303a)，其被配置为容纳气溶胶吸入器。
根据(15)，由于能够以无线方式向气溶胶吸入器供电的送电线圈与受电线圈并联连接到连接在受电线圈和充电器之间的逆变器，因此在能够进行无线无线电力发送和电力接收两者的同时，可以防止充电单元在重量和尺寸方面的增加。
Claims (15)
1.一种用于气溶胶吸入器的电源单元，包括：
电源，被配置为存储用以从气溶胶源产生气溶胶的电力；以及
充电器，能够控制对所述电源的充电，所述用于气溶胶吸入器的电源单元还包括：
受电线圈，能够以无线方式接收电力；以及
逆变器，连接在所述受电线圈和所述充电器之间。
2.根据权利要求1所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述逆变器对由所述受电线圈接收的电力进行整流。
3.根据权利要求1或2所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述逆变器包括：
第一支路电路，包括第一高侧晶体管、第一低侧晶体管和串联连接所述第一高侧晶体管和所述第一低侧晶体管的第一节点；
第二支路电路，包括第二高侧晶体管、第二低侧晶体管和串联连接所述第二高侧晶体管和所述第二低侧晶体管的第二节点；以及
并联连接所述第一支路电路和所述第二支路电路的第三节点和第四节点，并且
其中，所述受电线圈连接到所述第一节点和所述第二节点。
4.根据权利要求2或3所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：
AC负载，通过交流电而工作，
其中，所述AC负载与所述受电线圈并联连接到所述逆变器，以及
其中，所述逆变器控制所述AC负载的工作。
5.根据权利要求4所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：
第一开关，被配置为连接和断开所述受电线圈和所述逆变器之间的电连接；以及
第二开关，被配置为连接和断开所述AC负载和所述逆变器之间的电连接。
6.根据权利要求4或5所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：
旁路电路，与所述充电器并联连接到所述电源和所述逆变器。
7.根据权利要求6所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，当由所述受电线圈执行无线充电时，仅所述充电器和所述旁路电路中的所述充电器工作。
8.根据权利要求6或7所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，当所述AC负载被操作时，仅所述充电器和所述旁路电路中的所述旁路电路工作。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：
平滑电容器，在所述逆变器和所述充电器之间并联连接到所述逆变器和所述充电器，
其中，所述旁路电路的一端连接在所述逆变器和所述平滑电容器之间，并且其另一端连接在所述充电器和所述电源之间。
10.根据权利要求9所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，还包括：
第三开关，设置在所述旁路电路中，并被配置为连接和断开所述电源和所述逆变器之间的电连接；以及
第四开关，被配置为连接和断开所述旁路电路的一端和所述平滑电容器之间的电连接。
11.根据权利要求4或5所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述AC负载包括感应加热线圈。
12.根据权利要求4或5所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述AC负载包括能够以无线方式供电的送电线圈。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于气溶胶吸入器的电源单元，
其中，所述逆变器被配置为将由所述电源供应的DC电力转换为AC电力，以及
其中，所述受电线圈能够通过所述AC电力以无线方式供电。
14.一种气溶胶吸入器，包括：
电源，被配置为存储用以从气溶胶源产生气溶胶的电力；
充电器，能够控制对所述电源的充电；
受电线圈，能够以无线方式接收电力；
逆变器，连接在所述受电线圈和所述充电器之间；
感应加热线圈，与所述受电线圈并联连接到所述逆变器，并且能够从所述气溶胶源产生气溶胶；以及
外壳，容纳所述电源、所述充电器、所述受电线圈、所述感应加热线圈和所述逆变器。
15.一种用于气溶胶吸入器的充电单元，包括：
电源；
充电器，能够控制对所述电源的充电；
受电线圈，能够以无线方式接收电力；
逆变器，连接在所述受电线圈和所述充电器之间；
送电线圈，与所述受电线圈并联连接到所述逆变器，并且能够以无线方式向所述气溶胶吸入器供电；以及
外壳，容纳所述电源、所述充电器、所述受电线圈、所述逆变器和所述送电线圈，
其中，所述外壳设置有被配置为容纳所述气溶胶吸入器的吸入器容纳部分。
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