JP6856811B1 - エアロゾル生成装置の電源ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】内部電源を充電する時にエアロゾル生成装置の電源ユニットを複数の向きで外部電源に接続可能にする。【解決手段】エアロゾル生成装置の電源ユニットは、エアロゾル源を加熱するためのヒータに供給される電力を保持するための内部電源と、第１電源端子及び第２電源端子を含む第２コネクタを有する外部電源に接続可能であり、第３電源端子及び第４電源端子を有する第１コネクタと、極性統一回路とを備え、極性統一回路は、第１から第４の各ダイオードと、第１ダイオード及び第２ダイオードの各カソードに接続された第１ノードと、第３ダイオード及び第４ダイオードの各アノードに接続された第２ノードと、第１コネクタの第３電源端子、第１ダイオードのアノード及び第３ダイオードのカソードに接続された第３ノードと、第１コネクタの第４電源端子、第２ダイオードのアノード及び第４ダイオードのカソードに接続された第４ノードと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、エアロゾル生成装置の電源ユニットに関する。
電子たばこ等のエアロゾル生成装置はバッテリ等の内部電源を有しており、この内部電源からヒータに電力が供給される。特許文献１は、Ｈブリッジ回路によって、カートリッジを複数の方向で気化器に取り付けられるようにする技術を提案する。
特表２０１９−５２１７３９号公報
エアロゾル生成装置の電源ユニットは、内部電源を充電するために、外部電源に接続される。電源ユニットを外部電源に接続可能な向きが１つしかないと、ユーザの利便性が低下する。本発明の１つの側面は、内部電源を充電する時にエアロゾル生成装置の電源ユニットを複数の向きで外部電源に接続可能にするための技術を提供することを目的とする。
上記課題に鑑みて、第１態様によれば、
エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
エアロゾル源を加熱するためのヒータに供給される電力を保持するための内部電源と、
第１電源端子及び第２電源端子を含む第２コネクタを有する外部電源に接続可能であり、第３電源端子及び第４電源端子を有する第１コネクタと、
極性統一回路と、を備え、
前記極性統一回路は、
第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオード及び第４ダイオードと、
前記第１ダイオードのカソード及び前記第２ダイオードのカソードに接続された第１ノードと、
前記第３ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのアノードに接続された第２ノードと、
前記第１コネクタの前記第３電源端子、前記第１ダイオードのアノード及び前記第３ダイオードのカソードに接続された第３ノードと、
前記第１コネクタの前記第４電源端子、前記第２ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのカソードに接続された第４ノードと、を有し、
前記第１コネクタが第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
前記第１コネクタが前記第１の向きとは異なる第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
前記外部電源の前記第１電源端子から前記第１ノードを通って前記内部電源の正極に電流が流れ、前記内部電源の負極から前記第２ノードを通って前記外部電源の前記第２電源端子に電流が流れ、
前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと、前記内部電源の前記正極との間の経路上に、前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が逆方向となる寄生ダイオードを有するトランジスタをさらに備える、電源ユニットが提供される。
第２態様によれば、
エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
エアロゾル源を加熱するためのヒータに供給される電力を保持するための内部電源と、
第１電源端子及び第２電源端子を含む第２コネクタを有する外部電源に接続可能であり、第３電源端子及び第４電源端子を有する第１コネクタと、
極性統一回路と、を備え、
前記極性統一回路は、
第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオード及び第４ダイオードと、
前記第１ダイオードのカソード及び前記第２ダイオードのカソードに接続された第１ノードと、
前記第３ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのアノードに接続された第２ノードと、
前記第１コネクタの前記第３電源端子、前記第１ダイオードのアノード及び前記第３ダイオードのカソードに接続された第３ノードと、
前記第１コネクタの前記第４電源端子、前記第２ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのカソードに接続された第４ノードと、を有し、
前記第１コネクタが第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
前記第１コネクタが前記第１の向きとは異なる第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
前記外部電源の前記第１電源端子から前記第１ノードを通って前記内部電源の正極に電流が流れ、前記内部電源の負極から前記第２ノードを通って前記外部電源の前記第２電源端子に電流が流れ、
前記電源ユニットは、
前記極性統一回路の前記第２ノードと、前記内部電源の前記負極との間の経路上にある第１抵抗器と、
前記極性統一回路の前記第２ノードと、前記内部電源の前記負極との間の経路上にあり、前記第１抵抗器に直列接続された第２抵抗器と、
前記第１抵抗器の両端の電圧を測定する第２保護集積回路と、
前記内部電源から前記ヒータへの電力供給を制御するコントローラと、をさらに備え、
前記第２保護集積回路は、前記第１抵抗器の両端の電圧に基づいて、前記第１抵抗器を流れる電流値を決定し、前記第１抵抗器を流れる前記電流値に基づいて、前記外部電源から前記内部電源への電力の供給を停止し、
前記コントローラは、前記第２抵抗器の両端の電圧を測定し、前記第２抵抗器の両端の電圧に基づいて、前記第２抵抗器を流れる電流値を決定し、前記第２抵抗器を流れる前記電流値に基づいて、前記外部電源から前記内部電源への電力の供給を停止する、電源ユニットが提供される。
第３態様によれば、
前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと前記内部電源の前記正極との間の経路上に、前記内部電源に向けた電力の供給を停止するための第１保護集積回路をさらに備える、第１又は第２態様に記載の電源ユニットが提供される。
第４態様によれば、
前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと、前記内部電源の前記正極との間の経路上に、前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が順方向となるダイオードをさらに備える、第１乃至第３態様の何れか１つに記載の電源ユニットが提供される。
第５態様によれば、
エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
エアロゾル源を加熱するためのヒータに供給される電力を保持するための内部電源と、
第１電源端子及び第２電源端子を含む第２コネクタを有する外部電源に接続可能であり、第３電源端子及び第４電源端子を有する第１コネクタと、
極性統一回路と、を備え、
前記極性統一回路は、
第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオード及び第４ダイオードと、
前記第１ダイオードのカソード及び前記第２ダイオードのカソードに接続された第１ノードと、
前記第３ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのアノードに接続された第２ノードと、
前記第１コネクタの前記第３電源端子、前記第１ダイオードのアノード及び前記第３ダイオードのカソードに接続された第３ノードと、
前記第１コネクタの前記第４電源端子、前記第２ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのカソードに接続された第４ノードと、を有し、
前記第１コネクタが第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
前記第１コネクタが前記第１の向きとは異なる第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
前記外部電源の前記第１電源端子から前記第１ノードを通って前記内部電源の正極に電流が流れ、前記内部電源の負極から前記第２ノードを通って前記外部電源の前記第２電源端子に電流が流れ、
前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと前記内部電源の前記正極との間の経路上に、
前記内部電源に向けた電力の供給を停止するための第１保護集積回路と、
前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が順方向となるダイオードと、
前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が逆方向となる寄生ダイオードを有するトランジスタと、
を前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極にかけてこの順番にさらに備える、電源ユニットが提供される。
第６態様によれば、
前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第３ノードと前記第１コネクタの前記第３電源端子との間の経路上と、前記極性統一回路の前記第４ノードと前記第１コネクタの前記第４電源端子との間の経路上と、の少なくとも一方にヒューズをさらに備える、第１乃至第５態様の何れか１つに記載の電源ユニットが提供される。
第７態様によれば、
前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第３ノードと前記第１コネクタの前記第３電源端子との間の経路上と、前記極性統一回路の前記第４ノードと前記第１コネクタの前記第４電源端子との間の経路上と、の一方のみにヒューズをさらに備える、第１乃至第５態様の何れか１つに記載の電源ユニットが提供される。
第８態様によれば、
前記極性統一回路の前記第２ノードは、前記電源ユニットのグランドに接続されない、第１乃至第７態様の何れか１つに記載の電源ユニットが提供される。
第９態様によれば、
前記第１コネクタは、第１端子をさらに有し、
前記第２コネクタは、第２端子をさらに有し、
前記第１コネクタの前記第１端子は、前記第１コネクタが前記第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合と、前記第１コネクタが前記第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合とのそれぞれにおいて、前記第２コネクタの前記第２端子に接続される、第１乃至第８態様の何れか１つに記載の電源ユニットが提供される。
第１０態様によれば、
前記電源ユニットは、前記内部電源から前記ヒータへの電力供給を制御するコントローラをさらに備え、
前記第１コネクタの第３端子は、前記コントローラの書き込み端子に接続される、第９態様に記載の電源ユニットが提供される。
第１１態様によれば、
前記第１コネクタは、第１通信端子と第２通信端子とをさらに備え、
前記第２コネクタは、第３通信端子をさらに備え、
前記第１コネクタが前記第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第１通信端子が前記第２コネクタの前記第３通信端子に接続され、
前記第１コネクタが前記第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第２通信端子が前記第２コネクタの前記第３通信端子に接続される、第１乃至第１０態様の何れか１つに記載の電源ユニットが提供される。
上記手段により、内部電源を充電する時にエアロゾル生成装置の電源ユニットを複数の向きで外部電源に接続可能になる。
本発明の実施形態のエアロゾル生成装置の構成例を説明する図。 本発明の実施形態の電源ユニットの回路構成例を説明する図。 本発明の実施形態の内部電源の充電時の電流を説明する図。 本発明の実施形態の内部電源の放電時の電流を説明する図。 本発明の実施形態のコネクタ及び極性統一回路の詳細を説明する図。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
図１には、一実施形態のエアロゾル生成装置１００の構成が模式的に示されている。エアロゾル生成装置１００は、ユーザによる吸引動作などのエアロゾルを要求する動作（以下、エアロゾル要求動作ともいう）に応じて、エアロゾルを含む気体、または、エアロゾルおよび香味物質を含む気体または、エアロゾル、または、香味物質を含むエアロゾルを、吸口部１３０を通してユーザに提供するように構成されうる。エアロゾル生成装置１００は、電源ユニット１０２と、霧化器１０４とを備えうる。エアロゾル生成装置１００は、霧化器１０４を取り外し可能な状態で保持する保持部１０３を備えうる。電源ユニット１０２は、吸引器用コントローラとして理解されてもよい。霧化器１０４は、エアロゾル源を霧化するように構成されうる。エアロゾル源は、例えば、グリセリンまたはプロピレングリコール等の多価アルコール等の液体でありうる。あるいは、エアロゾル源は、薬剤を含んでもよい。エアロゾル源は、液体であってもよいし、固体であってもよいし、液体および固体の混合物であってもよい。エアロゾル源に代えて、水等の蒸気源が用いられてもよい。
エアロゾル生成装置１００は、香味源１３１を含むカプセル１０６を更に備えてもよく、霧化器１０４は、カプセル１０６を取り外し可能な状態で保持するカプセルホルダ１０５を含みうる。香味源１３１は、例えば、たばこ材料を成形した成形体でありうる。あるいは、香味源１３１は、たばこ以外の植物（例えば、ミント、ハーブ、漢方、コーヒー豆等）によって構成されてもよい。香味源には、メントールなどの香料が付与されていてもよい。香味源１３１は、エアロゾル源に添加されてもよい。なお、カプセルホルダ１０５は、霧化器１０４ではなく電源ユニット１０２に設けられていてもよい。吸引器１００又は霧化器１０４がカプセルホルダ１０５を含む構成に代えて、霧化器１０４とカプセルホルダ１０５を一体としてもよい。
電源ユニット１０２は、電気部品１１０を含みうる。電気部品１１０は、ユーザインターフェース１１６を含みうる。あるいは、電源ユニット１０２は、電気部品１１０およびユーザインターフェース１１６を含むものとして理解されてもよい。ユーザインターフェース１１６は、例えば、表示部ＤＩＳＰ（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子、および／または、ＬＣＤ等の画像表示器）、および／または、操作部ＯＰ（例えば、ボタンスイッチ等のスイッチ、および／または、タッチディスプレイ)を含みうる。
電源ユニット１０２の保持部１０３は、電気接点Ｃ１および電気接点Ｃ２を含みうる。保持部１０３によって霧化器１０４が保持された状態において、保持部１０３の電気接点Ｃ１は、霧化器１０４の電気接点Ｃ３に接し、また、保持部１０３の電気接点Ｃ２は、霧化器１０４の電気接点Ｃ４に接しうる。電源ユニット１０２は、電気接点Ｃ１および電気接点Ｃ２を通して霧化器１０４に電力を供給しうる。
霧化器１０４は、前述の電気接点Ｃ３および電気接点Ｃ４を含みうる。また、霧化器１０４は、エアロゾル源を加熱するヒータＨＴと、液体のエアロゾル源を保持する容器１２５と、容器１２５によって保持されたエアロゾル源をヒータＨＴによる加熱領域に輸送し且つ当該加熱領域でエアロゾル源を保持する輸送部１２６とを含みうる。輸送部１２６は、ウィックとも呼ばれうる。ヒータＨＴの加熱領域の少なくとも一部は、霧化器１０４内に設けられた流路１２８に配置されうる。電気接点Ｃ１、電気接点Ｃ３、ヒータＨＴ、電気接点Ｃ４および電気接点Ｃ２は、ヒータＨＴに電流を流すための電流経路を形成する。輸送部１２６は、例えば、ガラス繊維のような繊維素材またはセラミックのような多孔質素材またはこれらの組合せで構成されうる。なお、容器１２５に保持されたエアロゾル源を加熱領域に輸送する手段はウィックに限られず、スプレーのような噴霧装置やポンプのような輸送手段を代わりに用いてもよい。
霧化器１０４は、前述のように、カプセル１０６を取り外し可能に保持するカプセルホルダ１０５を含むことができる。カプセルホルダ１０５は、一例において、カプセル１０６の一部をカプセルホルダ１０５内または霧化器１０４内に収容し、他の一部を露出させるようにカプセル１０６を保持しうる。ユーザは、吸口部１３０を口で銜えて、エアロゾルを含有する気体を吸引することができる。取り外し可能なカプセル１０６が吸口部１３０を備えることで、エアロゾル生成装置１００を清潔に保つことができる。
ユーザが吸口部１３０を銜えて吸引動作を行うと、矢印で例示されるように、霧化器１０４の流路１２８に空気が流入し、ヒータＨＴがエアロゾル源を加熱することによって蒸気化及び／又はエアロゾル化されたエアロゾル源がその空気によって吸口部１３０に向けて輸送される。吸口部１３０に向けて輸送される過程において、蒸気化及び／又はエアロゾル化されたエアロゾル源が冷却されて微小な液滴が形成されることで、エアロゾル化が促進される。そして、香味源１３１が配置されている構成においては、そのエアロゾルに香味源１３１が発生する香味物質が添加されて吸口部１３０に輸送され、ユーザの口に吸い込まれる。香味源１３１が発生する香味物質はエアロゾルに添加されるため、ユーザの口腔内に留まらず、ユーザの肺まで効率的に香味物質を輸送することができる。
電源ユニット１０２は、外部機器（図１では不図示）と接続するためのコネクタＰＧをさらに有する。電源ユニット１０２に接続される外部機器は、例えば電源ユニット１０２の充電器であってもよい。この場合に、外部機器は、電源ユニット１０２に電力を供給する外部電源として機能する。外部機器は、コネクタＰＧを通じて、電源ユニット１０２と通信してもよい。
図１の例では、電源ユニット１０２から取り外し可能な霧化器１０４がヒータＨＴを有する。これにかえて、ヒータＨＴは、霧化器１０４ではなく電源ユニット１０２に取り付けられていてもよい。この場合に、エアロゾル源を保持するエアロゾル基材と、フィルタとを有するエアロゾル発生物品が電源ユニット１０２に交換可能に取り付けられてもよい。エアロゾル発生物品は、電源ユニット１０２のヒータＨＴに差し込まれ、これによってヒータＨＴがエアロゾル基材内のエアロゾル源を加熱可能な状態となる。使用し終わったエアロゾル発生物品は、ヒータＨＴが電源ユニット１０２に結合した状態で電源ユニット１０２から取り外し可能である。
図２は、電源ユニット１０２の全体的な回路構成の例を示す。一部の実施形態において、電源ユニット１０２は、図２に示すような複数の回路部品を有する。図２を参照して各回路部品の構成の概要について説明し、一部の回路部品の構成の詳細については別の図面を参照して後述する。
コントローラ１４は、電源ユニット１０２の全体的な動作を制御する。コントローラ１４は、例えば集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）で構成されたマイクロコントローラユニットであってもよい。具体的に、コントローラ１４は、電源ユニット１０２内の各回路部品に制御信号を供給することによって、各回路部品の動作を制御する。さらに、コントローラ１４は、内部電源ＢＡＴからヒータＨＴへの電力供給を制御する。
内部電源ＢＡＴは、エアロゾル源を加熱するためのヒータＨＴに供給される電力を保持するための電源である。内部電源ＢＡＴは、乾電池などの一次電池で構成されてもよいし、リチウムイオンバッテリーなどの二次電池で構成されてもよいし、電気二重層キャパシタなどのキャパシタで構成されてもよい。以下の説明では、別段の記載がない限り、内部電源ＢＡＴが二次電池で構成された場合について説明する。
コネクタ２３は、外部機器ＣＧに接続可能なコネクタである。外部機器ＣＧはコネクタ２４を有する。電源ユニット１０２のコネクタ２３と外部機器ＣＧのコネクタ２４とが互いに物理的に接続（結合）することによって、電源ユニット１０２と外部機器ＣＧとが互いに電気的に接続される。コネクタ２３とコネクタ２４とは、複数の異なる向きで接続可能であってもよい。
外部機器ＣＧは、コネクタ２３、２４を通じて、内部電源ＢＡＴに電力を供給可能であってもよい。さらに、外部機器ＣＧは、電源ユニット１０２内の回路部品と通信可能であってもよい。図２の例で、外部機器ＣＧと電源ユニット１０２とは、シリアル通信方式の一種であるＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）通信を行う。そのため、電源ユニット１０２内の通信を行う各回路部品は、クロック信号を送受信するための通信端子（図２の「ＳＣＬ」）と、データ信号を送受信するための通信端子（図２の「ＳＤＡ」）を有する。また、各回路部品のクロック信号用の通信端子は相互に接続されており、各回路部品のデータ信号用の通信端子は相互に接続されている。図２の例では、Ｉ２Ｃ通信が行われるが、これにかえて他のシリアル通信方式、例えばＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）やＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）が使用されてもよい。外部機器ＣＧは、コントローラ１４の書き込み端子（図２の「ＷＲＴ」）にデータを送信可能であってもよい。
内部電源ＢＡＴが一次電池で構成される場合に、外部機器ＣＧは充電機能を有さず、通信機能のみを有してもよい。また、外部機器ＣＧは通信機能を有さず充電機能のみを有してもよいし、通信機能と充電機能との両方を有してもよい。外部機器ＣＧが充電機能を有する場合に、外部機器ＣＧは外部電源と呼ばれてもよい。以下の説明では、別段の記載がない限り、外部機器ＣＧが充電機能と通信機能との両方を有する場合について説明する。
極性統一回路ＢＣは、コネクタ２３の極性を統一するための回路部品である。極性統一回路ＢＣは、コネクタ２３の２つの電源端子に接続されている。極性統一回路ＢＣは、コネクタ２３の２つの電源端子に供給された電位のうち、高い方の電位（例えば、外部機器ＣＧの電源電位ＶＢＵＳ）を内部電源ＢＡＴの正極に（他の電気部品を介して）接続し、低い方の電位（例えば、外部機器ＣＧのグランド電位）を内部電源ＢＡＴの負極に（他の電気部品を介して）接続する。極性統一回路ＢＣとコネクタ２３との間にヒューズＦＳが配置されている。極性統一回路ＢＣとコネクタ２３との間に流れる電流が閾値を超えた場合にヒューズＦＳが切断される。これによって、外部機器ＣＧから電源ユニット１０２への電力供給が停止する。
保護ＩＣ１６は、電源ユニット１０２内の回路部品を過剰な電流から保護するための回路部品である。保護ＩＣ１６は、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへ電力を供給するための給電経路上に位置する。保護ＩＣ１６は、自身を通る電流が閾値を所定期間以上超えた場合に、自身を通る給電経路を切断状態にする。これによって、外部機器ＣＧから電源ユニット１０２への電力供給が停止し、後続の回路（トランジスタＱ３など）が保護される。保護ＩＣ１６は、電源ユニット１０２のグランド線ＧＬに接続されている。グランド線ＧＬは、電源ユニット１０２の各回路部品（例えば、コントローラ１４）が実装された回路基板のグランドに接続されている。具体的一例として、回路基板のグランドは金属板で構成される。
トランジスタＱ４は、内部電源ＢＡＴからヒータＨＴへの電力の供給中にコネクタ２３へ電流が流れるのを防ぐための回路部品である。トランジスタＱ４は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）であってもよい。トランジスタＱ４は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタであってもよい。後述する他のトランジスタについても同様である。トランジスタＱ４は、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへ電力を供給するための給電経路上に位置する。トランジスタＱ４は、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへ向かう方向がトランジスタＱ４の寄生ダイオードの順方向となるように配置されている。トランジスタＱ４のゲートはコントローラ１４に接続されている。
トランジスタＱ３は、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへ供給される電力の量を調整するための回路部品である。保護ＩＣ１６は、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへ電力を供給するための給電経路上に位置する。トランジスタＱ３は、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへ向かう方向がトランジスタＱ３の寄生ダイオードの逆方向となるように配置されている。トランジスタＱ３のゲートはコントローラ１４に接続されている。トランジスタＱ３に並列にショットキーダイオードＳＤが接続されている。具体的に、ショットキーダイオードＳＤのカソードはトランジスタＱ３のソースに接続され、ショットキーダイオードＳＤのアノードはトランジスタＱ３のドレインに接続されている。
保護ＩＣ１７は、内部電源ＢＡＴを過剰な電流から保護するための回路部品である。具体的に、保護ＩＣ１７は、内部電源ＢＡＴの負極に接続された抵抗器ＲＰの両端の電圧を測定し、この抵抗器ＲＰに流れる電流を決定する。この電流が閾値を超えた場合に、保護ＩＣ１７は、トランジスタペアＳＰを操作することによって、内部電源ＢＡＴの負極から流出する又は負極へ流入する電流を停止する。
電圧コンバータ１３は、内部電源ＢＡＴから供給される電源電圧をヒータ駆動電圧に変換する回路部品である。電圧コンバータ１３の入力端子（図２の「ＶＩＮ」）に内部電源ＢＡＴから電源電圧が供給され、電圧コンバータ１３の出力端子（図２の「ＶＯＵＴ」）からヒータ駆動電圧が出力される。電圧コンバータ１３のイネーブル端子（図２「ＥＮ」）にコントローラ１４の制御端子（図２の「ＥＮ２」）からイネーブル信号が供給される。電圧コンバータ１３のグランド端子（図２の「ＧＮＤ」）はグランド線ＧＬに接続されている。電圧コンバータ１３は、Ｉ２Ｃ通信によってコントローラ１４と通信可能である。好ましくは、電圧コンバータ１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成される。より好ましくは、電圧コンバータ１３は、昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成される。
電圧コンバータ１３の出力端子は、トランジスタＱ１を介してヒータＨＴに接続されている。トランジスタＱ１のゲートはコントローラ１４に接続されている。コントローラ１４は、トランジスタＱ１のゲートへ供給する制御信号のレベルを切り替えることによって、トランジスタＱ１のオン・オフを切り替える。トランジスタＱ１がオンの間に、ヒータＨＴにヒータ駆動電圧が印加され、これによってヒータＨＴが加熱される。
レギュレータ１２は、内部電源ＢＡＴから供給される電源電圧をオペアンプ１５の電源電圧に変換する回路部品である。オペアンプ１５の電源電圧は、ヒータＨＴの抵抗値を測定するためにも使用される。レギュレータ１２は、リニアレギュレータ、具体的に低ドロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータであってもよい。レギュレータ１２の入力端子（図２の「ＩＮ」）に内部電源ＢＡＴから電源電圧が供給され、レギュレータ１２の出力端子（図２の「ＯＵＴ」）からオペアンプ１５の電源電圧が出力される。レギュレータ１２のイネーブル端子（図２「ＥＮ」）にコントローラ１４の制御端子（図２の「ＥＮ２」）からイネーブル信号が供給される。レギュレータ１２のグランド端子（図２の「ＧＮＤ」）はグランド線ＧＬに接続されている。本実施形態においては、電圧コンバータ１３のイネーブル端子とレギュレータ１２のイネーブル端子は、共に同一のコントローラ１４の制御端子（図２の「ＥＮ２」）へ接続される。これに代えて、コントローラ１４は、電圧コンバータ１３のイネーブル端子へ接続される制御端子と、レギュレータ１２のイネーブル端子へ接続される制御端子を個別に有していてもよい。好ましくは、レギュレータ１２の出力端子から出力される電圧は一定に維持される。
レギュレータ１２の出力端子は、ダイオードＢＥ、トランジスタＱ２及び抵抗器Ｒｓを介してヒータＨＴに接続されている。ダイオードＢＥは、トランジスタＱ２からレギュレータ１２への電流の逆流を防止する。トランジスタＱ２のゲートはコントローラ１４に接続されている。コントローラ１４は、トランジスタＱ２のゲートへ供給する制御信号のレベルを切り替えることによって、トランジスタＱ２のオン・オフを切り替える。トランジスタＱ２がオンの間に、レギュレータ１２の出力電圧がヒータＨＴに印加される。トランジスタＱ２と抵抗器Ｒｓとの間のノードは、抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ１を介してグランド線ＧＬに接続されている。コントローラ１４は、抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ１との間のノードに接続されている。
オペアンプ１５の非反転入力端子は、ヒータＨＴの一端に接続されている。オペアンプ１５の反転入力端子は、ヒータＨＴの別の一端に接続されている。オペアンプ１５の出力端子は、コントローラ１４に接続されている。オペアンプ１５は、ヒータＨＴに印加されている電圧をコントローラ１４に供給する。抵抗値が自身の温度に応じて変化する正又は負の温度係数特性をヒータＨＴが有している場合、ヒータＨＴに印加されている電圧は、ヒータＨＴの温度と強い相関を有する。コントローラ１４は、この電圧に基づいてヒータＨＴの温度を推定し、この推定温度に基づいてヒータＨＴに供給する電力の量を調整し、それによってヒータＨＴの温度を制御する。本実施形態においては、オペアンプ１５の非反転入力端子には、レギュレータ１２が出力する一定電圧を抵抗器ＲｓとヒータＨＴで分圧した電圧が入力される。この分圧された電圧は、ヒータＨＴの温度と強い相関を有するため、コントローラ１４は、オペアンプ１５の出力端子から出力される電圧（信号）から、ヒータＨＴの温度を高精度に推定することができる。
レギュレータ１１は、外部電源ＣＧ又は内部電源ＢＡＴから供給される電圧を開閉器２０、パフセンサ２１及びタッチセンサ２２のそれぞれの電源電圧に変換する回路部品である。レギュレータ１１が出力する電圧は、Ｉ２Ｃ通信の電源電圧としても使用される。レギュレータ１１は、リニアレギュレータであってもよい。レギュレータ１１の入力端子に外部電源ＣＧ又は内部電源ＢＡＴから電源電圧が供給され、レギュレータ１１の出力端子から上述の各回路部品の電源電圧が出力される。本実施形態においては、後述するようにＬＥＤドライバ１８とＬＥＤ１９の電源電圧は、レギュレータ１１の出力端子から供給されない。本実施形態に代えて、ＬＥＤドライバ１８とＬＥＤ１９の電源電圧は、レギュレータ１１の出力端子から供給されてもよい。レギュレータ１１のイネーブル端子にコントローラ１４の制御端子（図２の「ＥＮ１」）からイネーブル信号が供給される。レギュレータ１１のグランド端子はグランド線ＧＬに接続されている。レギュレータ１１は、外部機器ＣＧからの電力の供給中と、電源ＢＡＴの放電中とのどちらにおいても使用される。一方、レギュレータ１２は、外部機器ＣＧからの電力の供給中に使用されず、内部電源ＢＡＴの放電中（具体的に、ユーザによる吸引動作中）に使用される。そのため、レギュレータ１１は、レギュレータ１２よりも省電力なものであってもよい。レギュレータ１２は、オペアンプ１５の動作電圧を生成する。オペアンプ１５の動作電圧は、コントローラ１４によるヒータＨＴの温度推定の精度や速度に影響する。そのため、レギュレータ１２は、レギュレータ１１よりも応答性に優れるものであってもよい。
ＬＥＤドライバ１８は、ＬＥＤ１９の動作を制御する回路部品である。ＬＥＤ１９は、図１の表示部ＤＩＳＰに相当する。ＬＥＤドライバ１８の電源端子に外部電源ＣＧ又は内部電源ＢＡＴから電源電圧が供給される。ＬＥＤドライバ１８のグランド端子はグランド線ＧＬに接続されている。ＬＥＤドライバ１８は、Ｉ２Ｃ通信によってコントローラ１４と通信可能である。ＬＥＤドライバ１８はＬＥＤ１９の点灯状態を切り替えることによって、エアロゾル生成装置１００の状態をユーザに通知できる。より具体的には、ＬＥＤ１９の点灯・消灯・点滅を切替えてもよいし、ＬＥＤ１９が複数のＬＥＤである場合には動作させるＬＥＤの数を増減させてもよい。
開閉器２０は、コネクタ２３とコントローラ１４との間のＩ２Ｃ通信の通信経路を切断状態と導通状態とに切り替えるための回路部品である。開閉器２０の電源端子にレギュレータ１１から電源電圧が供給される。開閉器２０のグランド端子はグランド線ＧＬに接続されている。開閉器２０のイネーブル端子（図２の「ＥＮ」）は、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ３との間のノードの接続されている。抵抗器Ｒ４及び抵抗器Ｒ３は、外部電源ＣＧから電源電圧が供給されるラインと、グランド線ＧＬとの間に直列に接続されている。そのため、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ３との間のノードは、外部電源ＣＧから電源電圧が供給されている間にハイレベルとなる。このノードは、コントローラ１４の検出端子（図２の「ＶＢＵＳ」）にも接続されている。コントローラ１４は、検出端子の電位を測定することによって、外部電源ＣＧから電源電圧が供給されていることを検出できる。開閉器２０は、イネーブル端子に印加された電圧がハイレベルの場合にコネクタ２３とコントローラ１４との間のＩ２Ｃ通信の通信経路を導通状態にする。一方、開閉器２０は、イネーブル端子に印加された電圧がローレベルの場合にコネクタ２３とコントローラ１４との間のＩ２Ｃ通信の通信経路を切断状態にする。これにより、コネクタ２３の通信端子に静電気が印加されたり通信端子がショートしたりしても、電源ユニット１０２内の回路部品に予期しない電流が流れることはない。そのため、電源ユニット１０２の安全性が向上する。
パフセンサ２１は、ユーザによる吸引動作を検出するための回路部品である。具体的一例として、パフセンサ２１は、マイクロフォンコンデンサ、流量センサ、１つ又は複数の圧力センサ等で構成される。パフセンサ２１の電源端子にレギュレータ１１から電源電圧が供給される。パフセンサ２１のグランド端子はグランド線ＧＬに接続されている。パフセンサ２１は、Ｉ２Ｃ通信によってコントローラ１４と通信可能である。
タッチセンサ２２は、ユーザによるタッチ動作を検出するための回路部品である。タッチセンサ２２の電源端子にレギュレータ１１から電源電圧が供給される。タッチセンサ２２のグランド端子はグランド線ＧＬに接続されている。タッチセンサ２２は、タッチ動作の検出結果をコントローラ１４に通知する。
温度センサＴＭは、内部電源ＢＡＴの付近の温度を測定するための回路部品である。温度センサＴＭは、サーミスタ、熱電対、測温抵抗帯、ＩＣ温度センサなどであってもよい。例えば、コントローラ１４は、出力端子（図２の「ＶＯ」）から温度センサＴＭに電圧を印加する。この電圧は、抵抗器Ｒ５と温度センサＴＭで分圧された後、コントローラ１４の入力端子（図２の「ＶＩ」）へ入力される。コントローラ１４は、入力端子の電位を測定することによって温度センサＴＭの抵抗値を決定し、この抵抗値に基づいて温度センサＴＭの温度を決定する。温度センサＴＭを内部電源ＢＡＴの表面又は近傍に設置すれば、温度センサＴＭの温度は、内部電源ＢＡＴの温度として用いることができる。
コントローラ１４は、内部電源ＢＡＴの負極に接続された抵抗器ＲＤの両端の電圧を測定し、この抵抗器ＲＤに流れる電流を決定する。この電流が閾値を超えた場合に、コントローラ１４は、トランジスタＱ３又は電圧コンバータ１３を操作することによって、内部電源ＢＡＴの負極から流出する又は負極へ流入する電流を停止する。なお、コントローラ１４の内部における処理によって、内部電源ＢＡＴの負極から流出する電流と内部電源ＢＡＴの負極へ流入する電流は共に正の値を示すものとする。従って、コントローラ１４は、電流が閾値を越える場合に内部電源ＢＡＴの負極から流出する又は負極へ流入する電流を停止すれば、エアロゾル生成装置１００の安全性を向上させることができる。
また、コントローラ１４は、トランジスタＱ１を操作することによって内部電源ＢＡＴの負極へ流入する電流を停止してもよいし、電圧コンバータ１３とトランジスタＱ１を操作することによって内部電源ＢＡＴの負極へ流入する電流を停止してもよい。
図３を参照して、外部電源ＣＧから電源ユニット１０２へ電源電圧を供給中の電流の流れについて説明する。電源ユニット１０２のコネクタ２３に外部機器ＣＧのコネクタ２４が接続されると、外部機器ＣＧは、電源ユニット１０２のコネクタ２３の２つの電源端子の一方に電源電位ＶＢＵＳを供給し、他方にグランド電位を供給する。当該グランド電位は、外部機器ＣＧに設けられた不図示のグランドからもたらされる。コネクタ２３の高電位側の電源端子から流入した電流は、極性統一回路ＢＣ及び保護ＩＣ１６を通ってノードＮ１の電位をハイレベルにする。ノードＮ１は、保護ＩＣ１６と、トランジスタＱ４のドレインと、抵抗器Ｒ４とに接続されたノードである。ノードＮ１がハイレベルになると、トランジスタＱ４の寄生ダイオードを順方向に電流が流れ、ノードＮ２もハイレベルになる。ノードＮ２は、トランジスタＱ４のソースと、トランジスタＱ３のソースと、ショットキーダイオードＳＤのカソードとに接続されたノードである。この段階ではトランジスタＱ３がオフであるため、トランジスタＱ３を超えて電流は流れない。換言すれば、この段階では内部電源ＢＡＴは充電されない。
ノードＮ１の電位がハイレベルになったことに応じて、ノードＮ１から抵抗器Ｒ４及び抵抗器Ｒ３を通ってグランド線ＧＬに電流が流れ、それによってノードＮ３もハイレベルとなる。ノードＮ３は、抵抗器Ｒ４と、抵抗器Ｒ３と、開閉器２０のイネーブル端子と、コントローラ１４の検出端子とに接続されたノードである。ノードＮ３がハイレベルとなると、開閉器２０のイネーブル端子と、コントローラ１４の検出端子とにハイレベルの信号（電圧信号）が同時に供給される。すなわち、開閉器２０のイネーブル端子は、コネクタ２３の電源端子に外部機器ＣＧから電源電位が供給された場合に自動的にハイレベルとなる。
ノードＮ２は、コントローラ１４の電源端子と、レギュレータ１１の入力端子と、ＬＥＤドライバ１８の電源端子と、ＬＥＤ１９の電源端子とにも接続されている。したがって、ノードＮ２がハイレベルになることによって、コントローラ１４と、ＬＥＤドライバ１８と、ＬＥＤ１９に動作電力が供給され、これらの回路部品が起動する。起動されたコントローラ１４は、レギュレータ１１のイネーブル端子にハイレベルの信号を供給する。これによって、レギュレータ１１は、開閉器２０の電源端子、パフセンサ２１の電源端子及びタッチセンサ２２の電源端子に動作電力を供給する。
開閉器２０は、動作電力が供給されると、イネーブル端子のレベルがハイレベルであるので、コネクタ２３とコントローラ１４との間の通信経路を導通状態とする。これにより、コントローラ１４は外部機器ＣＧと通信可能となる。コネクタ２３とコントローラ１４との間の通信経路は必要な場合のみ導通状態となるため、この通信経路を介した異常の発生を抑制できる。また、コントローラ１４は、ＬＥＤドライバ１８及びパフセンサ２１とも通信可能である。
コントローラ１４がトランジスタＱ３をオンにすると、ノードＮ３から内部電源ＢＡＴの正極に電流が流れる。この電流によって、内部電源ＢＡＴが充電される。具体的に、コネクタ２３から内部電源ＢＡＴの正極へ向けて、ヒューズＦＳ、極性統一回路ＢＣ、保護ＩＣ１６、トランジスタＱ４、及びトランジスタＱ３をこの順番に通る給電経路３０１を通じて、外部機器ＣＧから内部電流ＢＡＴへ電力が供給される。内部電源ＢＡＴの負極から流出した電流は、給電経路３０２を通ってコネクタ２３の低電位側の電源端子から外部機器ＣＧのグランドに流出する。給電経路３０２は、内部電源ＢＡＴの負極からコネクタ２３へ向けて、抵抗器ＲＰ、トランジスタペアＳＰ、抵抗器ＲＤ、及び極性統一回路ＢＣをこの順番に通る。
給電経路３０１において、コネクタ２３からの電流がトランジスタＱ３のソースに供給され、トランジスタＱ３のドレインからの電流が内部電源ＢＡＴの正極に供給される。そのため、コントローラ１４は、トランジスタＱ３のゲートの電圧を制御することによって、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴに供給される電力を供給できる。このように、トランジスタＱ３は、ドロッパ方式（シリーズ方式やレギュレータ方式とも呼ばれる）によって内部電源ＢＡＴの充電を制御するために使用されるため、充電トランジスタと呼ばれてもよい。ドロッパ方式で制御されるトランジスタＱ３は、コネクタ２３から供給される電力の不要な分を熱として捨てることで、内部電源ＢＡＴの充電に用いる電圧や電流を生成する。コントローラ１４は、トランジスタＱ３から供給される電流や電圧を取得可能に構成されていてもよい。コントローラ１４は、取得した電流や電圧と内部電源ＢＡＴの充電に用いるべき電圧や電流の差分を、ドロッパ方式の制御にフィードバックすることで、内部電源ＢＡＴの充電の精度を向上させてもよい。トランジスタＱ３で充電を制御することによって、充電用の集積回路が不要となるため、回路規模を低減できる。
コントローラ１４は、内部電源ＢＡＴの状態を取得可能であってもよい。内部電源ＢＡＴの状態は、内部電源ＢＡＴの温度と、内部電源ＢＡＴの健全状態（ＳＯＨ：State Of Health）との少なくとも一方を含んでもよい。内部電源ＢＡＴの温度及び内部電源ＢＡＴの健全状態は、温度センサＴＭの温度や充電に要した時間に基づいて決定されてもよい。内部電源ＢＡＴの温度及び内部電源ＢＡＴの健全状態は、専用のＩＣによって取得され、この専用のＩＣからＩ２Ｃ通信によってコントローラ１４が取得してもよい。コントローラ１４は、内部電源ＢＡＴの状態に基づいてトランジスタＱ３のドレイン電流とドレイン電圧との少なくとも一方を変更することによって、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴに供給される電力を調整してもよい。これにより、コントローラ１４は、大きな自由度で内部電源ＢＡＴの充電を制御できるようになる。
トランジスタＱ４の寄生ダイオードは、極性統一回路ＢＣと、内部電源ＢＡＴの正極との間の経路上に配置されている。トランジスタＱ４の寄生ダイオードの順方向は、極性統一回路ＢＣから内部電源ＢＡＴの正極へ向かう方向である。そのため、ノードＮ１の電位（すなわち、電源電位ＶＢＵＳ）は、トランジスタＱ４（の寄生ダイオード）の順方向電圧だけ低減されてトランジスタＱ３に供給される。前述した通り、ドロッパ方式で制御されるトランジスタＱ３は、供給される電力の不要な分を熱として捨てることで、内部電源ＢＡＴの充電に用いる電圧や電流を生成する。つまり、トランジスタＱ４（の寄生ダイオード）によって適切に低減された電力をトランジスタＱ３に供給できれば、トランジスタＱ３が内部電源ＢＡＴを充電するための電圧を生成する際に発生する熱を低減できる。また、電源ユニット１０２内において充電時に発生する熱を、トランジスタＱ３とトランジスタＱ４に分散できるため、トランジスタＱ３および電源ユニット１０２の耐久性を向上させることができる。トランジスタＱ４にかえて、ダイオードを使用してもよい。トランジスタＱ４の寄生ダイオードの順方向電圧はダイオードの順方向電圧よりも大きいため、トランジスタＱ４の寄生ダイオードを利用することによって、トランジスタＱ３に供給される電位を効率よく低減できる。
内部電源ＢＡＴの負極は、グランド線ＧＬ（すなわち、電源ユニット１０２のグランド）に接続されない。したがって、内部電源ＢＡＴの負極からの電流は、コネクタ２３を通って外部機器ＣＧのグランドへ流れる。給電経路３０２上に、抵抗器ＲＰ及び抵抗器ＲＤが直列接続されている。内部電流ＢＡＴの充電時に内部電流ＢＡＴの負極から流れ出る電流は、抵抗器ＲＰ及び抵抗器ＲＤをそれぞれ通る。保護ＩＣ１７は、抵抗器ＲＰの両端の電圧を測定し、この電圧に基づいて抵抗器ＲＰを流れる電流値を決定する。コントローラ１４と同様に、保護ＩＣ１７の内部における処理によって、内部電源ＢＡＴの負極から流出する電流と内部電源ＢＡＴの負極へ流入する電流は共に正の値を示すものとする。保護ＩＣ１７は、この電流値に基づいて、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへの電力の供給を停止する。例えば、保護ＩＣ１７は、この電流値が閾値を上回った場合に、トランジスタペアＳＰの両方又は一方のトランジスタをオフにすることによって、給電経路３０２を流れる電流を遮断してもよい。
コントローラ１４は、抵抗器ＲＤの両端の電圧を測定し、この電圧に基づいて抵抗器ＲＤを流れる電流値を決定する。前述した通り、コントローラ１４の内部における処理によって、内部電源ＢＡＴの負極から流出する電流と内部電源ＢＡＴの負極へ流入する電流は共に正の値を示すものとする。コントローラ１４は、この電流値に基づいて、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴへの電力の供給を停止する。例えば、コントローラ１４は、この電流値が閾値を上回った場合に、トランジスタＱ３をオフにすることによって、給電経路３０１を流れる電流を遮断してもよい。このように、保護ＩＣとコントローラ１４との両方で給電経路３０２を流れる電流を監視することによって、電源ユニット１０２の安全性がいっそう向上する。これにかえて、抵抗器ＲＰと抵抗器ＲＤとの一方のみが給電経路３０２上に配置されていてもよい。
内部電源ＢＡＴへの充電が終了すると、コントローラ１４は、Ｉ２Ｃ通信によって、外部機器ＣＧに電源電位の供給を停止するように指示する。内部電源ＢＡＴの過放電時に、コントローラ１４は、外部機器ＣＧから電源電位が供給されたとしても、トランジスタＱ３をオフのままとする。なお、具体的一例として、内部電源ＢＡＴの過放電時とは、内部電源ＢＡＴの電圧が放電終止電圧を下回り、コントローラ１４の電源端子へコントローラ１４を動作するための電圧を供給できない時を示す。換言すれば、内部電源ＢＡＴの過放電時には、内部電源ＢＡＴが供給する電力のみでは、コントローラ１４は動作することができない。トランジスタＱ３がオフであっても、外部機器ＣＧからコントローラ１４へ給電経路３０５を通じて動作電力が供給される。給電経路３０５は、コネクタ２３から、ヒューズＦＳ、極性統一回路ＢＣ、保護ＩＣ１６、トランジスタＱ４をこの順番に通る経路であり、トランジスタＱ３を通らない。また、トランジスタＱ３がオフであっても、外部機器ＣＧから開閉器２０の電源端子へ給電経路３０４を通じて動作電力が供給される。より詳述すれば、内部電源ＢＡＴの過放電時にコントローラ１４は動作できないため、レギュレータ１１のイネーブル端子（図２の「ＥＮ」）にコントローラ１４の制御端子（図２の「ＥＮ１」）からイネーブル信号が供給されない。これにより、レギュレータ１１は動作を停止するため、開閉器２０の電源端子へ動作電力が供給されない。しかし、外部機器ＣＧからコントローラ１４へ給電経路３０５を通じで動作電力が供給されれば、コントローラ１４は、制御端子からレギュレータ１１のイネーブル端子へイネーブル信号を供給することができる。さらに、外部機器ＣＧからレギュレータ１１の入力端子へも給電経路３０４を通じで動作電力が供給される。これにより、開閉器２０の電源端子へ、レギュレータ１１から動作電力が供給される。給電経路３０４は、コネクタ２３から、ヒューズＦＳ、極性統一回路ＢＣ、保護ＩＣ１６、トランジスタＱ４、レギュレータ１１をこの順番に通る経路であり、トランジスタＱ３を通らない。さらに、開閉器２０のイネーブル端子にハイレベルの信号が供給される。したがって、コントローラ１４は、トランジスタＱ３がオフであっても外部機器ＣＧと通信することができ、例えばエラー状態を送信できる。さらに、トランジスタＱ３がオフであっても、レギュレータ１１からＬＥＤドライバ１８に電力が供給されるため、コントローラ１４はＬＥＤ１９を使用してユーザにエラーを通知できる。
送信されたエラー状態が軽微なものであった場合には、コントローラ１４は、外部機器ＣＧから供給される動作電力で動作しつつ、トランジスタＱ３を制御することで電源ＢＡＴを過放電から復旧させることも可能となる。この場合においても、コントローラ１４は、トランジスタＱ３をドロッパ方式で制御すればよい。ただし、少なくとも電源ＢＡＴの電圧が放電終止電圧以上になる前までは、通常時よりも電源ＢＡＴへ供給される電圧や電流が小さいものになるように、コントローラ１４は、トランジスタＱ３を制御することが好ましい。なお、具体的一例として、通常時とは、電源ＢＡＴの電圧が放電終止電圧以上の時を指す。
図４を参照して、外部機器ＣＧから電源ユニット１０２へ電源電位が供給されていない場合の電流の流れについて説明する。コントローラ１４が外部機器ＣＧに電源電位を供給しないように指示した場合や、外部機器ＣＧが電源ユニット１０２に接続されていない場合に、外部機器ＣＧから電源ユニット１０２へ電源電位が供給されていない。
内部電源ＢＡＴの正極から流出した電流は、ノードＮ４、ショットキーダイオードＳＤ、及びノードＮ２を通る給電経路４０３を通じて、コントローラ１４の電源端子に供給される。この電流によって、コントローラ１４は動作電力を供給される。ショットキーダイオードＳＤの順方向抵抗はトランジスタＱ３の順方向抵抗よりも低いため、ノードＮ４からノードＮ２にかけて、電流は主にショットキーダイオードＳＤを流れる。このようにショットキーダイオードＳＤを設けることによって、トランジスタＱ３の寄生ダイオードへ電流を流す場合よりも、高効率（すなわち、低損失）でコントローラ１４に電力を供給できる。
ノードＮ２は、レギュレータ１１の入力端子と、ＬＥＤドライバ１８の電源端子と、ＬＥＤ１９の電源端子とにも接続されている。したがって、ノードＮ２がハイレベルになることによって、ＬＥＤドライバ１８と、ＬＥＤ１９に動作電力が供給される。コントローラ１４は、レギュレータ１１のイネーブル端子にハイレベルの信号を供給する。これによって、レギュレータ１１は、開閉器２０の電源端子、パフセンサ２１の電源端子及びタッチセンサ２２の電源端子に動作電力を供給する。
トランジスタＱ４の寄生ダイオードは、ノードＮ２とコネクタ２３との間の経路上に配置されている。トランジスタＱ４の寄生ダイオードの逆方向は、ノードＮ２からコネクタ２３へ向かう方向である。そのため、ノードＮ２からコネクタ２３へ電流が流れない。このように、トランジスタＱ４の寄生ダイオードは、逆流防止素子として機能する。つまり、トランジスタＱ４は、逆流防止素子であり、充電時におけるトランジスタＱ３の発熱を抑制する素子でもあり、充電時における電源ユニット１０２内の熱の集中を抑制する素子でもある。ノードＮ２からノードＮ１へ電流が流れないので、外部機器ＣＧから電源ユニット１０２へ電源電位が供給されていない場合に、ノードＮ１の電位はローレベルとなり、それゆえ開閉器２０のイネーブル端子にローレベルの信号が供給される。そこで、開閉器２０は、コネクタ２３とコントローラ１４との間の通信経路を切断状態にする。これにより、コネクタ２３の通信端子は、コントローラ１４の通信端子や、他の回路部品（例えば、パフセンサ２１）の通信端子から切断された状態となる。そのため、コネクタ２３の通信端子に静電気が印加されたり通信端子がショートしたりしても、電源ユニット１０２内の回路部品に予期しない電流が流れることはない。そのため、電源ユニット１０２の安全性が向上する。
コネクタ２３とコントローラ１４との間の通信経路が切断状態であっても、コントローラ１４は、電源ユニット１０２内の他の回路部品（例えば、パフセンサ２１）と通信可能である。すなわち、コネクタ２３とコントローラ１４との間の通信経路が導通状態である場合と切断状態である場合とのそれぞれにおいて、コントローラ１４の通信端子と、他の集積回路（例えば、パフセンサ２１）の通信端子との間の通信経路は導通状態である。なお、コントローラ１４と他の集積回路と通信経路に、別の開閉器を設け、コネクタ２３とコントローラ１４との間の通信経路とは別に状態が切り替わってもよい。
コントローラ１４は、ヒータＨＴを加熱する場合に、トランジスタＱ１をオンにする。これによって、給電経路４０１を通じて、内部電源ＢＡＴの正極からヒータＨＴへ電流が流れる。給電経路４０１は、内部電源ＢＡＴの正極から、電圧コンバータ１３を通って電気接点Ｃ１まで至る経路である。給電経路４０１は、トランジスタＱ３を通らない。これにより、内部電源ＢＡＴからヒータＨＴに供給される電力の低下を抑制できるので、高効率なエアロゾル生成が可能となる。特に、電圧コンバータ１３を昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ又は昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成する場合、より高い電圧をヒータＨＴに供給できるため、生成されるエアロゾルの量も向上させることができる。
ヒータＨＴを通過した電流は、給電経路４０２を通って内部電源ＢＡＴの負極に流入する。給電経路４０２は、電気接点Ｃ２から、抵抗器ＲＤ、トランジスタペアＳＰ、抵抗器ＲＰを通って内部電源ＢＡＴの負極まで至る経路である。内部電源ＢＡＴの負極はグランド線ＧＬに接続されていないため、ヒータＨＴを通過した電流は、このように抵抗器ＲＤ及び抵抗器ＲＰを通る。
そこで、保護ＩＣ１７は、抵抗器ＲＰの両端の電圧を測定し、この電圧に基づいて抵抗器ＲＰを流れる電流値を決定する。保護ＩＣ１７は、この電流値に基づいて、内部電源ＢＡＴからヒータＨＴへの電力の供給を停止する。例えば、保護ＩＣ１７は、この電流値が閾値を上回った場合に、トランジスタペアＳＰの両方のトランジスタをオフにすることによって、給電経路４０２を流れる電流を遮断してもよい。
コントローラ１４は、抵抗器ＲＤの両端の電圧を測定し、この電圧に基づいて抵抗器ＲＤを流れる電流値を決定する。コントローラ１４は、この電流値に基づいて、内部電源ＢＡＴからヒータＨＴへの電力の供給を停止する。例えば、コントローラ１４は、この電流値が閾値を上回った場合に、トランジスタＱ１をオフにすること及び／又は制御端子（図２中の「ＥＮ２」）から電圧コンバータ１３のイネーブル端子（図２中の「ＥＮ」）へイネーブル信号を供給しないことによって、給電経路４０１を流れる電流を遮断してもよい。このように、保護ＩＣとコントローラ１４との両方で給電経路３０２を流れる電流を監視することによって、電源ユニット１０２の安全性がいっそう向上する。これにかえて、抵抗器ＲＰと抵抗器ＲＤとの一方のみが給電経路４０２上に配置されていてもよい。
上述の実施形態で、抵抗器ＲＰ及び抵抗器ＲＤは、給電経路３０２と給電経路４０２との共通部分に配置されている。これにかえて、抵抗器ＲＰ及び抵抗器ＲＤの少なくとも一方は、給電経路３０２と給電経路４０２との一方のみを通るように配置されてもよい。また、電源ユニット１０２は抵抗器ＲＰ及び抵抗器ＲＤを通る電流の監視を行わなくてもよい。または、抵抗器ＲＰ又は抵抗器ＲＤは、給電経路４０１に配置されてもよい。一方、図２に示す実施形態のように、抵抗器ＲＰ及び抵抗器ＲＤを給電経路３０２と給電経路４０２との共通部分に配置すれば、オペアンプのコモンモード電圧を低く又は０にできる。コモンモード電圧が低いと差動増幅器の選択肢が広がるため、コストの観点から有利である。本実施形態において、保護ＩＣ１７とコントローラ１４は、それぞれ抵抗器ＲＰと抵抗器ＲＤに印加される電圧を取得するためのオペアンプを搭載していてもよい。
上述の実施形態で、トランジスタＱ４は別の位置にあってもよい。例えば、トランジスタＱ４は、極性統一回路ＢＣと保護ＩＣ１６との間にあってもよい。また、保護ＩＣ１６は別の位置にあってもよい。例えば、保護ＩＣ１６は、ノードＮ１とトランジスタＱ４との間にあってもよい。
図５を参照して、極性統一回路ＢＣ及びコネクタ２３の詳細について説明する。図５では、図２の一部の回路部品を省略する。電源ユニット１０２のコネクタ２３は、外部機器ＣＧ（具体的に、そのコネクタ２４）に接続可能である。コネクタ２３は、書き込み端子５０１と、２つの電源端子５０２、５０３と、４つの通信端子５０４〜５０７とを有する。書き込み端子５０１は、外部機器ＣＧが電源ユニット１０２のコントローラ１４にデータを書き込むために使用される端子である。電源端子５０２、５０３は、電源ユニット１０２が外部機器ＣＧから電力の供給を受けるための端子である。通信端子５０４〜５０７は、電源ユニット１０２のコントローラ１４が外部機器ＣＧと通信するために使用される端子である。上述のとおり、一部の実施形態で、電源ユニット１０２と外部機器ＣＧとの間の通信はＩ２Ｃ通信によって行われる。通信端子５０４、５０５は、Ｉ２Ｃ通信のクロック信号を通信するために使用される。通信端子５０６、５０７は、Ｉ２Ｃ通信のデータ信号を通信するために使用される。
コネクタ２３の書き込み端子５０１は、コントローラ１４の書き込み端子５５３に接続されている。コネクタ２３の電源端子５０２、５０３はどちらも極性統一回路ＢＣに接続されている。コネクタ２３の通信端子５０４、５０５はどちらも開閉器２０の端子５４１に接続されている。コネクタ２４の通信端子５０６、５０７はどちらも開閉器２０の端子５４２に接続されている。
開閉器２０の端子５４３は、コントローラ１４の通信端子５５１に接続されている。開閉器２０の端子５４４は、コントローラ１４の通信端子５５２に接続されている。開閉器２０は、端子５４１と端子５４３との間に接続されたスイッチ５４６と、端子５４２と端子５４４との間に接続されたスイッチ５４７とを有する。スイッチ５４６がオンの場合に、端子５４１と端子５４３との間の経路が導通状態となり、スイッチ５４６がオフの場合に、端子５４１と端子５４３との間の経路が切断状態となる。スイッチ５４７がオンの場合に、端子５４２と端子５４４との間の経路が導通状態となり、スイッチ５４７がオフの場合に、端子５４２と端子５４４との間の経路が切断状態となる。開閉器２０は、イネーブル端子ＥＮにハイレベルの信号が入力されたことに応じてスイッチ５４６、５４７をそれぞれオンにする。開閉器２０は、イネーブル端子ＥＮにローレベルの信号が入力されたことに応じてスイッチ５４６、５４７をそれぞれオフにする。
コネクタ２３の通信端子５０４とコントローラ１４の通信端子５５１との間に、クロック信号を通信するための通信経路５７１が形成される。この通信経路５７１上にスイッチ５４６が位置しているため、スイッチ５４６がオンになると通信経路５７１が導通状態になり、スイッチ５４６がオフになると通信経路５７１が切断状態になる。コネクタ２３の通信端子５０５は、通信経路５７１のうち、コネクタ２３の通信端子５０４とスイッチ５４６との間のノード５３６に接続されている。したがって、コントローラ１４の通信端子５５１から送信されたクロック信号は、コネクタ２３の通信端子５０４と通信端子５０５との両方から外部機器ＣＧへ出力される。
コネクタ２３の通信端子５０６とコントローラ１４の通信端子５５２との間に、データ信号を通信するための通信経路５７２が形成される。この通信経路５７２上にスイッチ５４７が位置しているため、スイッチ５４７がオンになると通信経路５７２が導通状態になり、スイッチ５４７がオフになると通信経路５７２が切断状態になる。コネクタ２３の通信端子５０７は、通信経路５７２のうち、コネクタ２３の通信端子５０６とスイッチ５４７との間のノード５３５に接続されている。したがって、コントローラ１４の通信端子５５２から送信されたデータ信号は、コネクタ２３の通信端子５０６と通信端子５０７との両方から外部機器ＣＧへ出力される。
外部機器ＣＧのコネクタ２４は、書き込み端子５１１と、２つの電源端子５１２、５１３と、４つの通信端子５１４〜５１７とを有する。書き込み端子５１１は、外部機器ＣＧが電源ユニット１０２のコントローラ１４にデータを書き込むために使用される端子である。書き込み端子５１１は、外部機器ＣＧのコントローラ５８０の書き込み端子５８３に接続されている。電源端子５１２、５１３は、外部機器ＣＧが電源ユニット１０２へ電力を供給するための端子である。外部機器ＣＧ（具体的に、その電圧生成回路５９０）は、電源端子５１２に電源電位を供給する。電源端子５１３は、外部機器ＣＧのグランドに接続されている。通信端子５１４〜５１７は、外部機器ＣＧが電源ユニット１０２のコントローラ１４と通信するために使用される端子である。通信端子５１４、５１５は、Ｉ２Ｃ通信のクロック信号を通信するために使用される。通信端子５１６、５１７は、Ｉ２Ｃ通信のデータ信号を通信するために使用される。コネクタ２４の通信端子５１４、５１５はどちらも外部機器ＣＧのコントローラ５８０の通信端子５８１に接続されている。コネクタ２４の通信端子５１６、５１７はどちらも外部機器ＣＧのコントローラ５８０の通信端子５８２に接続されている。
コネクタ２３とコネクタ２４とは、２つの互いに異なる向きで接続可能である。具体的に、コネクタ２３とコネクタ２４とは、図５（Ａ）に示す向きと、図５（Ｂ）に示す向きとで接続可能である。図５（Ｂ）のコネクタ２４の向きは、図５（Ａ）のコネクタ２４の向きに対して１８０°回転した向きである。
図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続された場合に、図５（Ａ）の破線で示すように両コネクタの各端子が接続される。具体的に、書き込み端子５０１と書き込み端子５１１とが接続され、電源端子５０２と電源端子５１２とが接続され、電源端子５０３と電源端子５１３とが接続され、通信端子５０４と通信端子５１４とが接続され、通信端子５０５と通信端子５１５とが接続され、通信端子５０６と通信端子５１６とが接続され、通信端子５０７と通信端子５１７とが接続される。この場合に、コネクタ２３の電源端子５０２に電源電位が供給され、コネクタ２３の電源端子５０３にグランド電位が供給される。
図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続された場合に、図５（Ｂ）の破線で示すように両コネクタの各端子が接続される。具体的に、書き込み端子５０１と書き込み端子５１１とが接続され、電源端子５０２と電源端子５１３とが接続され、電源端子５０３と電源端子５１２とが接続され、通信端子５０４と通信端子５１５とが接続され、通信端子５０５と通信端子５１４とが接続され、通信端子５０６と通信端子５１７とが接続され、通信端子５０７と通信端子５１６とが接続される。この場合に、コネクタ２３の電源端子５０３に電源電位が供給され、コネクタ２３の電源端子５０２にグランド電位が供給される。
書き込み端子５０１がコネクタ２３の中央に位置し、書き込み端子５１１がコネクタ２４の中央に位置するため、コネクタ２３とコネクタ２４とがどの向きで接続されても、書き込み端子５０１と書き込み端子５１１とが接続される。そのため、外部機器ＣＧのコントローラ５８０の書き込み端子５１１から出力されたデータは、コネクタ２３とコネクタ２４とがどの向きで接続されても、電源ユニット１０２のコントローラ１４の書き込み端子５５３に書き込まれる。このようにコネクタ２３、２４の中心に端子を配置することによって、複数の向きで接続可能にするために必要な端子の個数を低減できる。
コネクタ２３の通信端子５０４、５０５と、コネクタ２４の通信端子５１４、５１５とは、何れもクロック信号の通信に使用される。したがって、コネクタ２３とコネクタ２４とがどの向きで接続されても、外部機器ＣＧのコントローラ５８０の通信端子５８１と電源ユニット１０２のコントローラ１４の通信端子５５１との間で、クロック信号を通信可能である。コネクタ２３の通信端子５０６、５０７と、コネクタ２４の通信端子５１６、５１７とは、何れもデータ信号の通信に使用される。したがって、コネクタ２３とコネクタ２４とがどの向きで接続されても、外部機器ＣＧのコントローラ５８０の通信端子５８２と電源ユニット１０２のコントローラ１４の通信端子５５２との間で、データ信号を通信可能である。
本実施形態では、コネクタ２３とコネクタ２４が、それぞれクロック信号の通信に用いられる通信端子とデータ信号の通信に用いられる通信端子を２つずつ有する。これに代えて、コネクタ２３とコネクタ２４いずれか一方は、クロック信号の通信に用いられる通信端子及び／又はデータ信号の通信に用いられる通信端子を１つずつ有してもよい。
コネクタ２３がクロック信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５０４のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０４は通信端子５１４に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０４は通信端子５１５に接続される。コネクタ２３がクロック信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５０５のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０５は通信端子５１５に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０５は通信端子５１４に接続される。コネクタ２３がデータ信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５０６のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０６は通信端子５１６に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０６は通信端子５１７に接続される。コネクタ２３がデータ信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５０７のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０６は通信端子５１７に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５０７は通信端子５１６に接続される。このように、コネクタ２３がクロック信号の通信に用いられる通信端子及び／又はデータ信号の通信に用いられる通信端子を１つずつ有しても、コネクタ２４がクロック信号の通信に用いられる通信端子及び／又はデータ信号の通信に用いられる通信端子を２つずつ有していれば、コネクタ２３とコネクタ２４とがどの向きで接続されても、外部機器ＣＧのコントローラ５８０と電源ユニット１０２のコントローラ１４との間で、通信可能である。
コネクタ２４がクロック信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５１４のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１４は通信端子５０４に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１４は通信端子５０５に接続される。コネクタ２３がクロック信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５１５のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１５は通信端子５０５に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１５は通信端子５０４に接続される。コネクタ２３がデータ信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５１６のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１６は通信端子５０６に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１６は通信端子５０７に接続される。コネクタ２３がデータ信号の通信に用いられる通信端子として通信端子５１７のみ有する場合、図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１７は通信端子５０７に接続され、図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されれば通信端子５１７は通信端子５０６に接続される。このように、コネクタ２４がクロック信号の通信に用いられる通信端子及び／又はデータ信号の通信に用いられる通信端子を１つずつ有しても、コネクタ２３がクロック信号の通信に用いられる通信端子及び／又はデータ信号の通信に用いられる通信端子を２つずつ有していれば、コネクタ２３とコネクタ２４とがどの向きで接続されても、外部機器ＣＧのコントローラ５８０と電源ユニット１０２のコントローラ１４との間で、通信可能である。
極性統一回路ＢＣは、４つのダイオード５２１〜５２４と、４つのノード５３１〜５３４とを有する。ノード５３１は、ダイオード５２１のカソード及びダイオード５２２のカソードに接続されている。ノード５３４は、ダイオード５２３のアノード及びダイオード５２４のアノードに接続されている。ノード５３２は、コネクタ２３の電源端子５０２、ダイオード５２１のアノード及びダイオード５２３のカソードに接続されている。ノード５３３は、コネクタ２３の電源端子５０３、ダイオード５２２のアノード及びダイオード５２４のカソードに接続されている。
図５（Ａ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続された場合に、外部機器ＣＧのコネクタ２４の電源端子５１２からダイオード５２１及びノード５３１を通って（すなわち、給電経路３０１で）内部電源ＢＡＴの正極５６１に電流が流れ、内部電源ＢＡＴの負極５６２からノード５３４及びダイオード５２４を通って（すなわち、給電経路３０２で）外部電源ＣＧのコネクタ２４の電源端子５１３に電流が流れる。図５（Ｂ）に示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続された場合に、外部機器ＣＧのコネクタ２４の電源端子５１２からダイオード５２２及びノード５３１を通って（すなわち、給電経路３０１で）内部電源ＢＡＴの正極５６１に電流が流れ、内部電源ＢＡＴの負極５６２からノード５３４及びダイオード５２３を通って（すなわち、給電経路３０２で）外部電源ＣＧのコネクタ２４の電源端子５１３に電流が流れる。このように、どちらの向きでコネクタ２３がコネクタ２４に接続されても、外部機器ＣＧから内部電源ＢＡＴに電力を供給可能である。なお、給電経路３０２の一部が外部機器ＣＧのグランドと同電位になる場合、コネクタ２４の電源端子５１２から流れ出た電流は、外部機器ＣＧのグランドに流れ込まず、外部機器ＣＧのグランドと同電位になる給電経路３０２の一部に流れ込む。これは図３に示した電流の流れにおいても同様である。
本実施形態で、電源ユニット１０２は、ノード５３２と電源端子５０２との間の経路上にヒューズＦＳを有する。そのため、給電経路３０１（図５（Ａ）の場合）又は給電経路３０２（図５（Ｂ）の場合）に過度な電流が流れた場合に、ヒューズＦＳが切断され、電源供給が停止する。これによって、電源ユニット１０２の安全性が向上する。ノード５３２と電源端子５０２との間の経路上のヒューズＦＳに加えて、又はこれにかえて、ノード５３３と電源端子５０３との間の経路上にヒューズが配置されてもよい。ノード５３２と電源端子５０２との間の経路上と、ノード５３３と電源端子５０３との間の経路上との両方にヒューズを配置することによって、電源ユニット１０２の安全性が一層向上する。一方、ノード５３２と電源端子５０２との間の経路上と、ノード５３３と電源端子５０３との間の経路上との一方のみにヒューズを配置することによって、電源ユニット１０２の安全性を向上しつつ、コストを低減できる。本実施形態で、ヒューズＦＳは、ノード５３２と電源端子５０２との間の経路上に配置された。これにかえて、ヒューズＦＳは、給電経路３０１及び給電経路３０２のどの位置に配置されてもよい。何れの位置にあっても、過度な電流を抑制できる。
なお、上述した通り、コネクタ２４の電源端子５１２から供給される電流が、電源端子５０２とノード５３２を結ぶ経路と電源端子５０３とノード５３３を接続する経路のうちどちらを先に通るかは、コネクタ２３とコネクタ２４を接続する方向に依存する。つまり、図５（Ａ）で示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４へ接続されると、コネクタ２４の電源端子５１２から供給される電流は最初に電源端子５０２とノード５３２を結ぶ経路を流れる。図５（Ｂ）で示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４へ接続されると、コネクタ２４の電源端子５１２から供給される電流は最初に電源端子５０３とノード５３３を結ぶ経路を流れる。図５（Ａ）で示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４へ接続され、且つ、電源端子５０２とノード５３２を結ぶ経路上にヒューズＦＳが配置される場合は、給電経路３０１及び給電経路３０２に存在する他の素子を過度な電流から適切に保護できる。しかし、図５（Ｂ）で示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４へ接続され、且つ、電源端子５０３とノード５３３を結ぶ経路上にのみヒューズＦＳが配置される場合は、ヒューズＦＳが切断されるまで給電経路３０１及び給電経路３０２に存在する他の素子へ電流が流れ得る。図５（Ａ）で示す向きでコネクタ２３がコネクタ２４へ接続され、且つ、電源端子５０３とノード５３３を結ぶ経路上にのみヒューズＦＳが配置される場合にも同様の事象が生じ得る。電源端子５０２とノード５３２を結ぶ経路上及び電源端子５０３とノード５３３を結ぶ経路上それぞれにヒューズＦＳを有すれば、この事象を抑制することができる。しかし、複数のヒューズを有することは、電源ユニット１０２の体積を増大させることにつながりかねない。
そこで、複数のヒューズを有する代わりに、図２に示されるように極性統一回路ＢＣとノードＮ２の間に保護ＩＣ１６があれば、コネクタ２３とコネクタ２４を接続する方向によらず、保護ＩＣ１６の出力側に接続される素子を保護することができる。また、保護ＩＣ１６とヒューズＦＳを有することで、保護ＩＣ１６に何らかの不具合が生じた場合でも、過度な電流を抑制できる。また、極性統一回路ＢＣから供給される電流の流れから見て、トランジスタＱ４は保護ＩＣ１６よりも下流側にあることで、内部電源ＢＡＴから供給される電力が保護ＩＣ１６へ流れ込むことが抑制される。これにより、保護ＩＣ１６が動作したり故障したりすることを抑制することができる。
ヒューズＦＳと保護ＩＣ１６とトランジスタＱ４から構成される一群の保護素子は、図２で示されるように、ヒューズＦＳはコネクタ２３と極性統一回路ＢＣの間に、保護ＩＣ１６とトランジスタＱ４は極性統一回路ＢＣとノードＮ２の間にそれぞれあることが好ましい。また、極性統一回路ＢＣから供給される電流の流れから見て、トランジスタＱ４は保護ＩＣ１６よりも下流側にあることが好ましい。
以上のように、電源ユニット１０２が上述のようなコネクタ２３の構成及び極性統一回路ＢＣの構成を有することによって、電源ユニット１０２のコネクタ２３を外部機器ＣＧのコネクタ２４の２つの向きの何れでも接続することが可能となり、ユーザの利便性が向上する。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
１００ エアロゾル生成装置、１１０ 電源ユニット、ＣＧ 外部機器

Claims (11)

  1. エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
    エアロゾル源を加熱するためのヒータに供給される電力を保持するための内部電源と、
    第１電源端子及び第２電源端子を含む第２コネクタを有する外部電源に接続可能であり、第３電源端子及び第４電源端子を有する第１コネクタと、
    極性統一回路と、を備え、
    前記極性統一回路は、
    第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオード及び第４ダイオードと、
    前記第１ダイオードのカソード及び前記第２ダイオードのカソードに接続された第１ノードと、
    前記第３ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのアノードに接続された第２ノードと、
    前記第１コネクタの前記第３電源端子、前記第１ダイオードのアノード及び前記第３ダイオードのカソードに接続された第３ノードと、
    前記第１コネクタの前記第４電源端子、前記第２ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのカソードに接続された第４ノードと、を有し、
    前記第１コネクタが第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
    前記第１コネクタが前記第１の向きとは異なる第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
    前記外部電源の前記第１電源端子から前記第１ノードを通って前記内部電源の正極に電流が流れ、前記内部電源の負極から前記第２ノードを通って前記外部電源の前記第２電源端子に電流が流れ、
    前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと、前記内部電源の前記正極との間の経路上に、前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が逆方向となる寄生ダイオードを有するトランジスタをさらに備える、電源ユニット。
  2. エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
    エアロゾル源を加熱するためのヒータに供給される電力を保持するための内部電源と、
    第１電源端子及び第２電源端子を含む第２コネクタを有する外部電源に接続可能であり、第３電源端子及び第４電源端子を有する第１コネクタと、
    極性統一回路と、を備え、
    前記極性統一回路は、
    第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオード及び第４ダイオードと、
    前記第１ダイオードのカソード及び前記第２ダイオードのカソードに接続された第１ノードと、
    前記第３ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのアノードに接続された第２ノードと、
    前記第１コネクタの前記第３電源端子、前記第１ダイオードのアノード及び前記第３ダイオードのカソードに接続された第３ノードと、
    前記第１コネクタの前記第４電源端子、前記第２ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのカソードに接続された第４ノードと、を有し、
    前記第１コネクタが第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
    前記第１コネクタが前記第１の向きとは異なる第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
    前記外部電源の前記第１電源端子から前記第１ノードを通って前記内部電源の正極に電流が流れ、前記内部電源の負極から前記第２ノードを通って前記外部電源の前記第２電源端子に電流が流れ、
    前記電源ユニットは、
    前記極性統一回路の前記第２ノードと、前記内部電源の前記負極との間の経路上にある第１抵抗器と、
    前記極性統一回路の前記第２ノードと、前記内部電源の前記負極との間の経路上にあり、前記第１抵抗器に直列接続された第２抵抗器と、
    前記第１抵抗器の両端の電圧を測定する第２保護集積回路と、
    前記内部電源から前記ヒータへの電力供給を制御するコントローラと、をさらに備え、
    前記第２保護集積回路は、前記第１抵抗器の両端の電圧に基づいて、前記第１抵抗器を流れる電流値を決定し、前記第１抵抗器を流れる前記電流値に基づいて、前記外部電源から前記内部電源への電力の供給を停止し、
    前記コントローラは、前記第２抵抗器の両端の電圧を測定し、前記第２抵抗器の両端の電圧に基づいて、前記第２抵抗器を流れる電流値を決定し、前記第２抵抗器を流れる前記電流値に基づいて、前記外部電源から前記内部電源への電力の供給を停止する、電源ユニット。
  3. 前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと前記内部電源の前記正極との間の経路上に、前記内部電源に向けた電力の供給を停止するための第１保護集積回路をさらに備える、請求項１又は２に記載の電源ユニット。
  4. 前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと、前記内部電源の前記正極との間の経路上に、前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が順方向となるダイオードをさらに備える、請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源ユニット。
  5. エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
    エアロゾル源を加熱するためのヒータに供給される電力を保持するための内部電源と、
    第１電源端子及び第２電源端子を含む第２コネクタを有する外部電源に接続可能であり、第３電源端子及び第４電源端子を有する第１コネクタと、
    極性統一回路と、を備え、
    前記極性統一回路は、
    第１ダイオード、第２ダイオード、第３ダイオード及び第４ダイオードと、
    前記第１ダイオードのカソード及び前記第２ダイオードのカソードに接続された第１ノードと、
    前記第３ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのアノードに接続された第２ノードと、
    前記第１コネクタの前記第３電源端子、前記第１ダイオードのアノード及び前記第３ダイオードのカソードに接続された第３ノードと、
    前記第１コネクタの前記第４電源端子、前記第２ダイオードのアノード及び前記第４ダイオードのカソードに接続された第４ノードと、を有し、
    前記第１コネクタが第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
    前記第１コネクタが前記第１の向きとは異なる第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第４電源端子が前記第２コネクタの前記第１電源端子に接続され、前記第１コネクタの前記第３電源端子が前記第２コネクタの前記第２電源端子に接続され、
    前記外部電源の前記第１電源端子から前記第１ノードを通って前記内部電源の正極に電流が流れ、前記内部電源の負極から前記第２ノードを通って前記外部電源の前記第２電源端子に電流が流れ、
    前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第１ノードと前記内部電源の前記正極との間の経路上に、
    前記内部電源に向けた電力の供給を停止するための第１保護集積回路と、
    前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が順方向となるダイオードと、
    前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極へ向かう方向が逆方向となる寄生ダイオードを有するトランジスタと、
    を前記極性統一回路の前記第１ノードから前記内部電源の前記正極にかけてこの順番にさらに備える、電源ユニット。
  6. 前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第３ノードと前記第１コネクタの前記第３電源端子との間の経路上と、前記極性統一回路の前記第４ノードと前記第１コネクタの前記第４電源端子との間の経路上と、の少なくとも一方にヒューズをさらに備える、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電源ユニット。
  7. 前記電源ユニットは、前記極性統一回路の前記第３ノードと前記第１コネクタの前記第３電源端子との間の経路上と、前記極性統一回路の前記第４ノードと前記第１コネクタの前記第４電源端子との間の経路上と、の一方のみにヒューズをさらに備える、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電源ユニット。
  8. 前記極性統一回路の前記第２ノードは、前記電源ユニットのグランドに接続されない、請求項１乃至７の何れか１項に記載の電源ユニット。
  9. 前記第１コネクタは、第１端子をさらに有し、
    前記第２コネクタは、第２端子をさらに有し、
    前記第１コネクタの前記第１端子は、前記第１コネクタが前記第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合と、前記第１コネクタが前記第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合とのそれぞれにおいて、前記第２コネクタの前記第２端子に接続される、請求項１乃至８の何れか１項に記載の電源ユニット。
  10. 前記電源ユニットは、前記内部電源から前記ヒータへの電力供給を制御するコントローラをさらに備え、
    前記第１コネクタの第３端子は、前記コントローラの書き込み端子に接続される、請求項９に記載の電源ユニット。
  11. 前記第１コネクタは、第１通信端子と第２通信端子とをさらに備え、
    前記第２コネクタは、第３通信端子をさらに備え、
    前記第１コネクタが前記第１の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第１通信端子が前記第２コネクタの前記第３通信端子に接続され、
    前記第１コネクタが前記第２の向きで前記外部電源の前記第２コネクタに接続された場合に、前記第１コネクタの前記第２通信端子が前記第２コネクタの前記第３通信端子に接続される、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の電源ユニット。
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