KR102194549B1 - 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치는 다음을 포함한다: 에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸 생성을 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원; 및 정보 입력부를 포함하며, 정보 입력부로부터 입력된 입력값에 기초하여 제1 충전 전압 및 제1 충전 전압보다 낮은 제2 충전 전압 중 하나를 전원에 공급할 수 있도록 구성된 충전기. 상기 정보 입력부에는 입력될 수 있는 하나의 입력값으로 소정의 고정값이 입력될 수 있으며, 상기 고정값은 제2 충전 전압을 전원에 공급하기 위한 값이다.

Description

에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치{POWER SUPPLY UNIT FOR AEROSOL INHALER}
본 발명은 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치에 관한 것이다.
에어로졸 생성 공급원, 에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하는 부하, 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원, 및 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 에어로졸 흡인기가 입수 가능하다(예를 들어, 특허 문헌 1 내지 3 참조).
[특허 문헌 1] US 2017/0250552 A1
[특허 문헌 2] US 2015/0173124 A1
[특허 문헌 3] JP-A-2018-093877
에어로졸 흡인기가 빈번하게 사용됨에 따라, 에어로졸 흡인기의 전원의 열화를 억제할 필요가 있다. 전원을 충전하기 위한 충전 장치로서, 전원의 온도에 따라 충전 출력을 제어하는 장치가 공지되어 있다. 이러한 충전 장치에서, 예를 들어, 전원의 온도가 일반적인 온도 범위에 있는 상태에서 일반적인 충전 전압을 전원에 공급하는 방법, 및 전원의 온도가 높은 상태에서 낮은 충전 전압을 전원에 공급하는 방법이 수행된다. 그러나, 이러한 방법에서는, 일반적인 충전 전압이 전원에 공급되는 상태가 오랫동안 지속될 수 있으며, 이것은 전원의 열화를 야기하게 된다. 특허 문헌 1 및 2에는 전원의 온도를 획득하는 것이 개시되지만, 획득된 온도에 기초한 구체적인 임의의 충전 제어 모드는 개시되어 있지 않다. 특허 문헌 3에는, 전원의 충전 제어에 대한 세부사항이 개시되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 전원의 열화를 억제할 수 있는 에어로졸 흡입기용 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치가 제공되며, 상기 전원 공급 장치는, 에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸 생성을 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원; 및 정보 입력부를 포함하며, 정보 입력부로부터 입력된 입력값에 기초하여, 제1 충전 전압 및 제1 충전 전압보다 낮은 제2 충전 전압 중 하나를 전원에 공급할 수 있도록 구성된 충전기를 포함하고, 여기서 하나의 입력값으로서 미리 정해진 고정값이 정보 입력부에 입력될 수 있고, 상기 고정값은 제2 충전 전압을 전원에 공급하기 위한 값이다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 전원 공급 장치가 장착된 에어로졸 흡입기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 흡인기의 또 다른 사시도이다.
도 3은 도 1의 에어로졸 흡인기의 단면도이다.
도 4는 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 사시도이다.
도 5는 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 주요 부분의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 주요 회로 구성을 나타내는 개략도이다.
도 7은 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 주요 회로 구성의 변형을 나타내는 개략도이다.
하기에, 본 발명의 실시형태에 따른 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치가 기재된다. 먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 전원 공급 장치가 장착된 에어로졸 흡인기가 기재된다.
(에어로졸 흡인기)
에어로졸 흡인기(1)는 연소를 수반하지 않으면서 향미를 포함하는 에어로졸을 흡인하기 위한 장치이며, 특정 방향(이하, 세로 방향 A로 지칭)을 따라 연장된 막대 형상을 가진다. 에어로졸 흡인기(1)는 전원 공급 장치(10), 제1 카트리지(20), 및 제2 카트리지(30)를 포함하며, 이는 세로 방향 A를 따라 순서대로 배열된다. 제1 카트리지(20)는 전원 공급 장치(10)에 착탈될 수 있다. 제2 카트리지(30)는 제1 카트리지(20)로부터 착탈될 수 있다. 즉, 제1 카트리지(20) 및 제2 카트리지(30)는 개별적으로 교체될 수 있다.
(전원 공급 장치)
도 3, 도 4, 도 5, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 전원 공급 장치(10)는 전원(12), 충전 IC(집적 회로(Integrated Circuit), 55), MCU(미세 제어부(Micro Controller Unit), 50), 스위치(19), 온도 센서(17), 다양한 센서 등을 원통형 전원 공급 장치 케이스(11) 내에 포함한다. MCU(50)로서, 가장 짧은 제어 사이클(최대 동작 클록 주파수의 역수)이 충전 IC(55)의 가장 짧은 제어 사이클보다 긴 MCU가 사용된다.
전원(12)은 충전 가능한 2차 전지, 전기 이중층 커패시터 등이며, 이는 리튬-이온 배터리인 것이 바람직하다.
온도 센서(17)는, 예를 들어, 온도에 따라 저항값이 변하는 온도 감지 소자, 구체적으로, NTS(부온도 계수(Negative Temperature Coefficient)) 서미스터(thermistor)로 구성된다. 온도 센서(17)는 전원(12)의 온도를 감지하기 위한 것으로, 전원(12)에 근접하게 배치된다.
세로 방향 A의 일 단부 측(제1 카트리지(20) 측)에 위치한 전원 공급 장치 케이스(11)의 상부(11a)에, 방전 단자(41)가 제공된다. 방전 단자(41)는 상부(11a)의 상면으로부터 제1 카트리지(20)를 향해 돌출되도록 제공되며, 제1 카트리지(20)의 부하(21)에 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다. 또한, 방전 단자(41) 부근에 있는 상부(11a)의 상면 일부에는, 제1 카트리지(20)의 부하(21)에 공기를 제공하기 위한 공기 공급부(42)가 제공된다.
세로 방향 A의 다른 단부 측(제1 카트리지(20)의 반대측)에 위치한 전원 공급 장치 케이스(11)의 하부(11b)에는, 외부 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 충전단자(43)가 제공된다. 충전단자(43)는 하부(11b) 측면에 제공되어, 예를 들어, USB 단자, 마이크로 USB 단자, 및 (상표로 등록되어 있는) 라이트닝 단자(Lightning terminals) 중 적어도 하나가 이에 연결될 수 있다.
그러나, 충전단자(43)는 비접촉 방식으로 외부 전원으로부터 전력을 수신할 수 있는 전력 수신부일 수 있다. 이러한 경우에, 충전단자(43)(전력 수신부)는 전원 수신 코일로 구성될 수 있다. 무선 전력 전달 시스템은 전자기 유도형일 수 있거나, 또는 자기 공명형일 수 있다. 또한, 충전단자(43)는 외부 전원으로부터 임의의 접촉점 없이 전력을 수신할 수 있는 전력 수신부일 수 있다. 또 다른 예시로서, 충전단자(43)는 USB 단자, 마이크로 USB 단자, 및 라이트닝 단자 중 적어도 하나가 이에 연결될 수 있으며, 상기 언급된 전력 수신부가 이에 포함되도록 구성될 수 있다.
전원 공급 장치 케이스(11)의 상부(11a) 측면에, 사용자가 조작할 수 있는 조작부(14)(operation unit)는 충전단자(43)에 대해 반대측을 향하도록 제공된다. 보다 구체적으로, 조작부(14)와 충전단자(43)는 조작부(14)와 충전단자(43)를 연결하는 직선과 전원 공급 장치(10)의 세로 방향 A의 중심선의 교차점에 대하여 대칭이다. 조작부(14)는 버튼형 스위치, 터치 패널 등으로 구성된다. 조작부(14)의 근처에, 퍼프(puff) 동작을 감지하기 위한 흡인 센서(15)가 제공된다.
충전 IC(55)는, 예를 들어, 충전단자(43)에 근접하게 배치되며, 외부 전원으로부터 충전단자(43)로 입력된 전력을 전원(12)의 충전전력으로 변환하여 전원(12)에 충전전력을 제공하는 제어를 수행한다.
MCU(50)는 도 5에 도시된 바와 같은 다양한 센서 장치, 예컨대 퍼프(흡인) 동작을 감지하기 위한 흡인 센서(15), 전원(12)의 전력-공급 전압을 측정하기 위한 전압 센서(16), 및 전원(12)의 온도를 측정하기 위해 제공된 온도 센서(17), 조작부(14), 알림부(45) 및 퍼프 동작의 횟수와 부하(21)에 전력이 인가된 시간을 저장하기 위한 메모리(18), 등에 연결되며, 에어로졸 흡인기(1)에 대한 다양한 제어를 수행한다. 구체적으로, MCU(50)는 주로 프로세서로 구성되며, 이러한 프로세서의 조작에 필요한 RAM(Random Access Memory) 및 다양한 정보를 저장하기 위한 ROM(Read Only Memory)과 같은 저장 매체를 추가로 포함한다. 본 명세서에서, 상기 프로세서는 더욱 구체적으로 회로 소자, 예컨대 반도체 소자를 조합하여 구성된 전기 회로이다.
또한, 전원 공급 장치 케이스(11)에서, 공기를 흡인하기 위한 공기 흡인구(도면에 도시되지 않음)가 형성된다. 공기 흡인구는 조작부(14) 근처에 형성될 수 있거나, 또는 충전단자(43) 근처에 형성될 수 있다.
(제1 카트리지)
도 3에 도시된 바와 같이, 원통형 카트리지 케이스(27) 내부에, 제1 카트리지(20)는 에어로졸 공급원(22)을 저장하기 위한 저장소(23), 에어로졸 공급원(22)을 분무하기 위한 전기 부하(21), 저장소(23)로부터의 에어로졸 공급원을 부하(21) 쪽으로 인출하기 위한 심지(24)(wick), 에어로졸 공급원(22)을 분무하여 생성된 에어로졸을 제2 카트리지(30) 쪽으로 유동시키기 위한 에어로졸 채널(25), 카트리지(30)의 일부를 저장하기 위한 말단 캡(26)을 포함한다.
저장소(23)는 에어로졸 채널(25)을 둘러싸도록 형성되며, 에어로졸 공급원(22)을 보유한다. 저장소(23)에서, 수지 망(resin web) 또는 면과 같은 다공성 부재가 저장될 수 있으며, 다공성 부재는 에어로졸 공급원(22)으로 함침될 수 있다. 에어로졸 공급원(22)은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 물과 같은 액체를 포함한다.
심지(24)는 모세관을 이용하여 저장소(23)로부터 에어로졸 공급원(22)을 부하(21) 쪽으로 인출하기 위한 액체 보유 부재이며, 예를 들어, 유리 섬유, 다공성 세라믹, 등으로 구성된다.
부하(21)는 방전 단자(41)를 통해 전원(12)으로부터 제공된 전력에 의해 에어로졸 공급원(22)을 연소하지 않고 분무한다. 부하(21)는 소정의 피치(코일)로 권취된 전열선(heating wire)으로 구성된다. 그러나, 부하(21)는 오직 에어로졸 공급원(22)을 분무하여 에어로졸을 생성할 수 있는 소자이어야 하며, 예를 들어, 발열 소자 또는 초음파 발생기가 있다. 발열 소자의 예로는 발열 저항체, 세라믹 히터, 유도 가열식 히터 등을 포함한다.
에어로졸 채널(25)은 전원 공급 장치(10)의 중심선 L에서 부하(21)의 하류측에 제공된다.
말단 캡(26)은 제2 카트리지(30)의 일부를 저장하기 위한 카트리지 저장부(26a), 및 에어로졸 채널(25)과 카트리지 저장부(26a)를 연결하기 위한 연결 통로(26b)를 포함한다.
(제2 카트리지)
제2 카트리지(30)는 향미 공급원(31)을 보유한다. 제1 카트리지(20) 측의 제2 카트리지(30)의 단부는 제1 카트리지(20)의 말단 캡(26)에 제공된 카트리지 저장부(26a)에 저장되어, 제거될 수 있다. 제1 카트리지(20) 측에 대한 반대측의 제2 카트리지(30)의 또 다른 단부는 사용자를 위한 흡인 포트(32)로서 구성된다. 그러나, 흡인 포트(32)는 제2 카트리지로부터 분리될 수 없도록 제2 카트리지(30)와 일체로 구성될 필요는 없으며, 제2 카트리지(30)로부터 착탈될 수 있도록 구성될 수 있다. 흡인 포트(32)가 상기 기재된 바와 같이 전원 공급 장치(10) 및 제1 카트리지(20)로부터 별도로 구성되는 경우, 흡인 포트(32)를 위생적으로 유지할 수 있다.
제2 카트리지(30)는 부하(21)에 의해 에어로졸 공급원(22)을 분무함으로써 생성된 에어로졸을, 향미 공급원(31)을 통해 에어로졸을 통과시킴으로써 향미를 첨가한다. 향미 공급원을 구성하는 원료 조각으로서, 파쇄된 담배 또는 담배 원료 입자 형상으로 성형하여 제조된 콤팩트가 사용될 수 있다. 향미 공급원(31)은 담배가 아닌 식물(예컨대 박하, 약초, 허브)로 구성될 수 있다. 향미 공급원(31)에, 멘톨과 같은 착향료가 첨가될 수 있다.
본 발명의 실시형태의 에어로졸 흡인기(1)는 에어로졸 공급원(22), 향미 공급원(31), 및 부하(21)에 의해 향미를 함유하는 에어로졸을 생성할 수 있다. 즉, 에어로졸 공급원(22) 및 향미 공급원(31)은 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 공급원을 구성한다.
에어로졸 흡인기(1) 내의 에어로졸 생성 공급원은 사용자가 사용하기 위해 교체할 수 있는 부분이다. 이러한 부분은, 예를 들어, 1개의 제1 카트리지(20) 및 1개 이상의(예를 들어, 5개의) 제2 카트리지(30)가 1세트로 사용자에게 제공될 수 있다.
에어로졸 흡인기(1)에 사용될 수 있는 에어로졸 생성 공급원의 구성은 에어로졸 공급원(22) 및 향미 공급원(31)이 별도로 구성된 구성으로 제한되지 않으며, 에어로졸 공급원(22) 및 향미 공급원(31)이 일체로 형성된 구성, 향미 공급원(31)이 생략되고 에어로졸 공급원(22)이 향미 공급원(31)에 포함될 수 있는 물질을 포함하는 구성, 에어로졸 공급원(22)이 향미 공급원(31)을 대신하여 의약품 등을 포함하는 구성, 등일 수 있다.
에어로졸 공급원(22) 및 향미 공급원(31)을 일체형으로 형성함으로써 구성된 에어로졸 생성 공급원을 포함하는 에어로졸 흡인기(1)에 있어서, 예를 들어, 1개 이상의(예를 들어, 20개의) 에어로졸 생성 공급원이 1세트로 사용자에게 제공될 수 있다.
에어로졸 생성 공급원으로서 오직 에어로졸 공급원(22)만을 포함하는 에어로졸 흡인기(1)의 경우에는, 예를 들어, 1개 이상의(예를 들어, 20개의) 에어로졸 생성 공급원이 1세트로서 사용자에게 제공될 수 있다.
상기 기재된 바와 같이 구성된 에어로졸 흡인기(1)에서, 도 3의 화살표 B로 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치 케이스(11)에 형성된 흡인구(도면에 도시되지 않음)로부터의 공기 유입은 공기 공급부(42)를 통과하고, 제1 카트리지(20)의 부하(21) 근처를 통과한다. 부하(21)는 심지(24)에 의해 저장소(23)로부터 인출된 에어로졸 공급원(22)을 분무한다. 분무에 의해 생성된 에어로졸은 흡인구로부터 유입된 공기와 함께 에어로졸 채널(25)을 통해 유동하며, 연결 통로(26b)를 통해 제2 카트리지(30)로 공급된다. 제2 카트리지(30)에 공급된 에어로졸은 향미 공급원(31)을 통과하여 여기서 향미가 첨가되며, 흡인 포트(32)로 공급된다.
또한, 에어로졸 흡인기(1)에는, 다양한 정보를 알리기 위한 알림부(45)가 제공된다(도 5 참조). 알림부(45)는 발광 소자로 구성될 수 있거나, 또는 진동 소자로 구성될 수 있거나, 또는 음향 출력 소자로 구성될 수 있다. 알림부(45)는 발광 소자, 진동 소자, 및 음향 출력 소자 중 둘 이상의 소자의 조합일 수 있다. 알림부(45)는 전원 공급 장치(10), 제1 카트리지(20), 및 제2 카트리지(30) 중 임의의 하나에 제공될 수 있다; 그러나, 알림부가 전원 공급 장치(10)에 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조작부(14) 주변 영역은 LED와 같은 발광 소자에 의해 방출된 빛이 통과하도록 반투명성을 가지도록 구성된다.
(전기 회로)
이제, 도 6을 참조하여 전원 공급 장치(10)의 전기 회로의 세부사항이 기재된다.
전원 공급 장치(10)는, 주요 구성 성분으로서, 전원(12), 온도 센서(17), 스위치(19), 방전 단자(41)를 구성하는 양극 측 방전 단자(41a) 및 음극 측 방전 단자(41b), 충전단자(43)를 구성하는 양극 측 충전단자(43a) 및 음극 측 충전단자(43b), MCU(50), 충전 IC(55), 저항 소자 또는 트랜지스터와 같이 저항값을 가지는 소자로 구성된 저항(61, 62), MOSFET 등과 같은 트랜지스터 구성된 스위치(63, 64), 및 저항 소자(65)를 포함한다.
본 실시형태에서, Texas Instruments Inc에 의해 제조된 "BQ24040DSQT"를 충전 IC(55)로서 사용하는 예시가 나타나 있지만, 충전 IC가 이에 제한되는 것은 아니다. 충전 IC(55)는 외부와의 전기적 연결을 위한 핀으로서, IN 핀(도 6에서 "IN"으로 표시), OUT 핀(도 6에서 "OUT"으로 표시), TS 핀(도 6에서 "TS"으로 표시), #CHG 핀(도 6에서 "#CHG"으로 표시), 및 EP 핀(도 6에서 "EP"으로 표시)을 포함하는 복수의 핀을 가진다. 그러나, 본 실시형태에서는, 충전 IC(55)가 가지는 핀의 메인 핀만이 개시되는 점에 유의해야 한다.
또한, 본 실시형태에서, Microchip Technology Inc에 의해 제조된 "PIC16F18346"를 MCU로서 사용하는 예시가 나타나 있지만, MCU가 이에 제한되는 것은 아니다. MCU(50)는 외부와의 전기적 연결을 위한 핀으로서, Vdd 핀(도 6에서 "Vdd"으로 표시), RA4 핀(도 6에서 "RA4"으로 표시), #RC3 핀(도 6에서 "#RC3"으로 표시), #RC4 핀(도 6에서 "#RC4"으로 표시), #RC5 핀(도 6에서 "#RC5"으로 표시), RB7 핀(도 6에서 "RB7"으로 표시), 및 EP 핀(도 6에서 "EP"으로 표시)을 포함하는 복수의 핀을 가진다. 그러나, 본 실시형태에서는, MCU(50)가 가지는 핀의 메인 핀만이 개시되는 점에 유의해야 한다.
충전 IC(55)의 IN 핀은 충전단자(43)로부터 제공되는 전력(충전전력을 발생시키는 전력)을 위한 입력 단자이다. 충전 IC(55)의 IN 핀은 양극 측 충전단자(43a)에 연결된다.
충전 IC(55)의 OUT 핀은 충전 IC(55)에 의해 생성된 충전전력을 위한 출력 단자이다. 충전 IC(55)의 OUT 핀에, 전력 공급선(60V)이 연결된다. 상기 전력 공급선(60V)은 스위치(19)를 통해 양극 측 방전 단자(41a)에 연결된다.
충전 IC(55)의 EP 핀은 접지 단자이다. 충전 IC(55)의 EP 핀은 음극 측 충전단자(43b)와 음극 측 방전 단자(41b)를 연결하는 접지선(60E)에 연결된다.
충전 IC(55)의 #CHG 핀은 충전의 수행, 충전의 중단, 또는 충전의 완료를 나타내는 충전 상태 정보를 출력하기 위한 단자이다. 충전 IC(55)의 #CHG 핀은 MCU(50)의 #RC5 핀에 연결된다.
충전 IC(55)의 TS 핀은 연결된 저항에 인가되는 전압값(해당 저항의 저항값에 따른 전압값)을 입력하기 위한 단자이다. TS 핀에 입력된 전압값으로부터, TS 핀에 연결된 저항의 저항값(즉, 해당 저항의 온도)이 감지될 수 있다. 서미스터가 TS 핀에 연결된 저항으로서 사용되는 경우, TS 핀에 입력된 전압값으로부터, TS 핀에 연결된 저항의 온도를 감지할 수 있다.
충전 IC(55)는 TS 핀에 입력된 전압값에 기초하여 OUT 핀으로부터 출력되는 충전 전압을 제어하는 기능을 가진다. 구체적으로, 충전 IC(55)는 TS 핀에 입력되는 전압값에 기초하여, 온도가 임계값 TH1보다 낮은 경우 OUT 핀으로부터 제1 충전 전압을 출력하고, 온도가 임계값 TH1 이상이고 임계값 TH2보다 낮은 경우 제1 충전 전압보다 낮은 제2 충전 전압을 출력하고, 온도가 임계값 TH2 이상일 경우 충전 전압이 OUT 핀으로부터 출력되는 것을 방지하는 제어를 수행하고, 즉, 충전을 중단시킨다. 임계값 TH1은, 예를 들어, 45°C이며, 임계값 TH2는, 예를 들어, 60°C이다.
저항의 온도가 임계값 TH1이 되는 경우 TS 핀에 연결된 저항의 전압값은 Vmax로 표시되고, 저항의 온도가 임계값 TH2가 되는 경우 TS 핀에 연결된 저항의 전압값은 Vmin으로 표시된다. TS 핀에 연결된 저항이 NTC 서미스터일 경우, 저항의 온도가 상승함에 따라, 저항의 저항값은 감소한다. 그러므로, Vmax > Vmin의 관계가 성립된다. 이러한 점에 유의해야 한다. 상기 언급된 정의에 기초하여, 충전 IC(55)는 TS 핀에 입력된 전압값이 Vmin보다 크고 Vmax 이하인 소정의 범위에 포함되는 경우 OUT 핀으로부터 제2 충전 전압을 출력하고, TS 핀에 입력된 전압값이 Vmax를 초과하는 경우 OUT 핀으로부터 제1 충전 전압을 출력하고, TS 핀에 입력된 전압값이 Vmin보다 작은 경우, 충전을 중단한다.
본 실시형태의 충전 IC(55)의 TS 핀에는, 저항(61)의 일 단부가 연결된다. 저항(61)의 다른 단부는 접지선(60E)에 연결된다. 또한, 충전 IC(55)의 TS 핀에는, 스위치(63)의 일 단부가 연결된다. 스위치(63)의 다른 단부에, 저항(62)의 다른 단부가 연결된다. 저항(62)의 다른 단부는 접지선(60E)에 연결된다.
저항(61) 및 저항(62) 각각은 소정의 고정 저항값을 가진다. 저항(61)과, 스위치(63) 및 저항(62)의 직렬 회로는 TS 핀에 병렬로 연결된다. 그러므로, 스위치(63)가 꺼졌을 때(비전도성일 때), TS 핀으로부터 저항(61)으로 흐르는 전류에 의해 야기되는 저항(61)의 전압값 V1이 TS 핀에 입력된다.
저항(61)의 저항값이 고정값임에 따라, 전압값 V1은 일정한 값이 된다. 저항(61)의 저항값은 전압값 V1이 상기 언급된 수행 범위(Vmin보다 크고 Vmax 이하) 내의 임의의 값이 되도록 미리 결정된다. 소정의 범위의 중앙값이 Vc인 경우, 전압값 V1이 Vc보다 Vmax에 더욱 근접하도록 저항(61)의 저항값을 미리 결정하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 노이즈 또는 오차에 의해 TS 핀에 입력된 전압값이 변하더라도, 전원(12)상에서의 충전 IC(55)의 충전을 유지할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 저항(61)의 저항값은 전압값 V1이 충전 IC(55)의 OUT 핀으로부터 제2 충전 전압을 출력하기 위한 값이 되도록 결정된다. 저항(61)의 저항값은 구체적으로 4.7kΩ이다.
또한, 저항(62)의 저항값은 저항(61)의 저항값보다 훨씬 작은 값으로 설정된다. 그러므로, 스위치(63)가 켜질 때(전도성일 때), 전류가 TS 핀에서 저항(62)으로 우선적으로 흐르고, 이러한 전류에 의해 야기되는 저항(62)의 전압값 V2이 TS 핀에 입력된다.
저항(62)의 저항값이 고정값임에 따라, 이러한 전압값 V2은 일정한 값이 된다. 저항(62)의 저항값은 전압값 V2가 Vmin보다 작은 임의의 값이 되도록 미리 결정된다. 상기 기재된 바와 같이, 저항(62)의 저항값은 전압값 V2는 전원(12)상에서의 충전 IC(55)의 충전을 중단시키기 위한 값이 되도록 미리 결정된다.
그러나, 저항(62)은 필수적인 것이 아니며, 생략될 수 있다. 즉, 스위치(63)의 다른 단부가 접지선(60E)에 직접적으로 연결될 수도 있다. 이러한 경우에, 스위치(63)가 켜지면, TS 핀이 접지된다. 그러므로, TS 핀에 입력되는 전압값을 Vmin보다 작게 만들 수 있다. 이에 따라, 스위치(63)를 켬으로써, 전원(12)상에서의 충전 IC(55)의 충전을 중단시킬 수 있다. 또한, 저항(62)을 생략함으로써, 비용 및 중량을 감소시킬 수 있다.
전원(12)의 양극 측은 전력 공급선(60V)에 연결되고, 전원의 음극 측은 접지선(60E)에 연결된다. 그러므로, 전원은 충전 IC(55)의 OUT 핀으로부터 전력 공급선(60V)으로 출력된 충전 전압으로 충전될 수 있다.
MCU(50)의 Vdd 핀은 전원 단자이며, 전력 공급선(60V)에 연결된다.
MCU(50)의 EP 핀은 접지 단자이며, 접지선(60E)에 연결된다.
MCU(50)의 RA4 핀은 스위치(63)에 연결되며, 스위치(63)의 개폐를 제어를 수행하기 위한 단자로서 사용된다.
MCU(50)의 RB7 핀은 스위치(19)에 연결되며, 스위치(19)의 개폐를 제어를 수행하기 위한 단자로서 사용된다.
MCU(50)의 #RC5 핀은 충전 IC(55)의 #CHG 핀으로부터 충전 IC(55)의 충전 상태를 수신하는 단자로서 사용된다.
MCU(50)의 #RC4 핀은 스위치(64)에 연결되며, 스위치(64)의 개폐를 제어를 수행하기 위한 단자로서 사용된다. 스위치(64)의 일 단부는 전력 공급선(60V)에 연결되며, 상기 스위치의 다른 단부는 저항 소자(65)의 일 단부에 연결된다. 저항 소자(65)의 다른 단부는 온도 센서(17)를 구성하는 NTC 서미스터의 일 단부에 연결된다. 온도 센서(17)를 구성하는 NTC 서미스터의 다른 단부는 접지선(60E)에 연결된다.
MCU(50)의 #RC3 핀은 전원(12)의 온도를 감지하는 단자로서 사용된다. MCU(50)의 #RC3 핀은 저항 소자(65)와 온도 센서(17) 사이의 연결점에 연결된다.
스위치(64)가 켜질 때(전도성일 때), 전력 공급선(60V)의 전압은 저항 소자(65) 및 온도 센서(17)에 의해 분압되고, 온도 센서(17)에 인가된 전압값은 MCU(50)의 #RC3 핀으로 입력된다. MCU(50)는 하기 기재되는 바와 같이 #RC3 핀에 입력되는 전압값에 기초하여 전원(12)의 온도를 획득하는 기능을 가진다.
반면에, 스위치(64)가 꺼졌을 때(비전도성일 때), 전압은 온도 센서(17)에 공급되지 않는다. 그러므로, 이러한 경우에, MCU(50)는 전원(12)의 온도를 얻을 수 없는 상태로 변경된다.
스위치(19)는, 예를 들어, MOSFET과 같은 반도체 소자로 구성되며, MCU(50)의 제어하에 개폐된다.
도 6에 도시된 전원 공급 장치(10)의 전기 회로에서, 스위치(19)는 전원(12)의 양극 측과 양극 측 방전 단자(41a) 사이에 제공된다. 스위치(19)는 이러한 소위 플러스 제어형 대신에, 음극 측 방전 단자(41b)와 전원(12)의 음극 측 사이에 제공되는 마이너스 제어형일 수 있다.
(MCU)
이제, MCU(50)의 구성이 더욱 상세히 기재된다.
도 5에 도시된 바와 같이, MCU(50)는 프로세서에 의해 ROM에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현되는 기능적 블록으로서, 에어로졸 생성 요청 감지부(51), 충전 제어부(52), 전력 제어부(53), 및 알림 제어부(54)를 포함한다.
에어로졸 생성 요청 감지부(51)는 흡인 센서(15)의 출력 결과에 기초하여 에어로졸 생성 요청을 감지한다. 흡인 센서(15)는 흡인 포트(32)를 통한 사용자의 흡인에 의해 야기된 전원 공급 장치(10)의 압력(내부 압력) 변화 값을 출력하도록 구성된다. 흡인 센서(15)는, 예를 들어, 내부 압력에 따른 출력값(예를 들어, 전압값 또는 전류값)을 출력하기 위한 압력 센서이며, 이러한 내부 압력은 흡인구(도면에 도시되지 않음)로부터 흡인 포트(32)를 향해 흡인되는 공기의 흐름(즉, 사용자의 퍼프 동작)에 따라 달라진다. 흡인 센서(15)는 커패시터 마이크로폰 등으로 구성될 수 있다.
전력 제어부(53)는 에어로졸 생성 요청 감지부(51)가 에어로졸 생성 요청을 감지할 경우, 스위치(19)를 온 및 오프함으로써 방전 단자(41)를 통해 전원(12)의 방전을 제어한다.
전력 제어부(53)는 부하(21)에 의해 에어로졸 공급원을 분무함으로써 생성되는 에어로졸의 양이 원하는 범위 내에 있도록, 즉, 전원(12)으로부터 부하(21)로 공급되는 전력 또는 전력량이 소정의 범위 내에 속하도록 제어를 수행한다. 구체적으로, 전력 제어부(53)는, 예를 들어, 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 제어에 의해 스위치(19)의 개폐를 제어한다. 택일적으로, 전력 제어부(53)는 펄스 주파수 변조(PFM, Pulse Frequency Modulation) 제어에 의해 스위치(19)의 개폐를 제어할 수도 있다.
에어로졸을 생성하기 위해 부하(21)에 대한 전력의 공급이 시작된 이후, 소정의 기간이 경과한 경우, 전력 제어부(53)는 전원(12)으로부터 부하(21)에 대한 전력 공급을 중단한다. 즉, 사용자가 퍼프 동작을 실제로 수행하는 동안에도, 퍼프 기간이 특정 기간을 초과하는 경우, 전력 제어부(53)는 전원(12)으로부터 부하(21)로의 전력 공급을 중단한다. 이러한 특정 기간은 사용자의 퍼프 기간의 변동을 억제하도록 결정된다.
전력 제어부(53)를 제어함으로써, 1회의 퍼프 동작 동안 부하(21)에 흐르는 전류는 실질적으로 일정한 값이 되며, 이는 PWM 제어에 의해 부하(21)에 공급되는 실질적으로 일정한 유효 전압, 및 방전 단자(41) 및 부하(21)의 저항값에 따라 결정된다. 본 실시형태의 에어로졸 흡인기(1)에서, 사용자가 사용하지 않은 1개의 제2 카트리지(30)를 사용하여 에어로졸을 흡인한 경우, 전력이 부하(21)에 공급될 수 있는 누적 시간은 최대로, 예를 들어, 120초로 제어된다. 이로써, 하나의 제2 카트리지(30)를 비우는데(소진하는데) 요구되는 최대 전력량을 미리 얻을 수 있다.
알림 제어부(54)는 알림부(45)를 제어하여, 알림부가 다양한 정보를 알린다. 예를 들어, 알림 제어부(54)는 제2 카트리지(30)를 교체하는 시기의 감지에 대한 응답으로 알림부(45)를 제어하여, 알림부가 제2 카트리지(30)를 교체하는 시기를 알린다. 알림 제어부(54)는 메모리(18)에 저장된 누적 퍼프 동작의 횟수 또는 전력이 부하(21)에 공급된 누적 시간에 기초하여 제2 카트리지(30)의 교체 시기를 감지하고 이를 알린다. 알림 제어부(54)는 제2 카트리지(30)를 교체하는 시기를 알리는 것에 제한되지 않으며, 제1 카트리지(20)를 교체하는 시기, 전원(12)을 교체하는 시기, 전원(12)을 충전하는 시기, 등을 알릴 수 있다.
사용하지 않은 1개의 제2 카트리지(30)가 설정된 상태에서, 소정 횟수의 퍼프 동작이 수행되는 경우, 또는 퍼프 동작으로 인해 전력이 부하(21)에 인가된 누적 시간이 소정의 값(예를 들어, 120초)에 도달하는 경우, 알림 제어부(54)는 제2 카트리지(30)가 소진된 것으로(즉, 잔여량이 0이거나, 또는 제2 카트리지가 비어있는 것으로) 결정하고, 제2 카트리지(30)의 교체 시간을 알린다.
또한, 1세트에 포함된 제2 카트리지(30) 전체가 소진된 것으로 결정된 경우, 알림 제어부(54)는 단일 세트에 포함된 1개의 제1 카트리지(20)가 소진된 것으로(즉, 잔여량이 0이거나, 또는 제1 카트리지가 비어있는 것으로) 결정하고, 제1 카트리지(20)의 교체 시간을 알릴 수 있다.
충전 제어부(52)는 #RC3 핀에 입력된 전압값에 기초하여 전원(12)의 온도를 획득하고, 스위치(63) 개폐의 전환을 조절하여, 전원(12)에 공급되는 충전 전압을 제어한다.
(전원 충전 동작)
전원(12)을 충전하는 동안, 상기 기재된 구성을 가지는 에어로졸 흡인기(1)의 동작이 기재된다.
충전 케이블이 충전단자(43)에 연결되고, 이러한 충전 케이블이 외부 전원에 연결되면, 충전 IC(55)의 #CHG 핀에서 MCU(50)의 #RC5 핀으로 충전 시작 신호가 입력된다. 또한, 충전 시작 신호가 MCU(50)의 #RC5 핀에 입력되기 전의 상태에는, 스위치(63) 및 스위치(64)가 꺼져있다. 즉, 충전이 시작되면, 저항(61)의 저항값에 따른 전압값 V1이 충전 IC(55)의 TS 핀에 입력되고, 전원(12)은 제2 충전 전압으로 충전된다.
충전 시작 신호가 MCU(50)의 #RC5 핀에 입력된 후, MCU(50)는 전원(12)의 온도를 정기적으로 획득한다. 구체적으로, MCU(50)는 전원 공급 장치의 가장 짧은 제어 사이클보다 긴 사이클로(즉, 전원 공급 장치의 최대 동작 주파수보다 낮은 주파수에서, 또는 최대 동작 클록 주파수보다 낮은 동작 클록 주파수에서) 전원(12)의 온도 획득을 수행한다. 전원(12)의 온도를 획득하는 시기가 오면, MCU(50)는 스위치(64)를 켜고, #RC3 핀에 입력된 전압값에 기초하여 전원(12)의 온도 Tbatt를 측정하고, 스위치(64)를 끈다.
그 다음, MCU(50)는 획득된 온도 Tbatt가 상기 언급된 임계값 TH2 이상인지 여부를 결정하고, 온도 Tbatt가 임계값 TH2보다 낮으면, MCU는 다음 온도 획득 시기를 기다린다. 반면에, 온도 Tbatt가 임계값 TH2 이상이면, MCU(50)는 스위치(63)를 켜는 제어를 수행한다. 이러한 제어에 따라서, 저항(62)의 저항값에 따른 전압값 V2이 충전 IC(55)의 TS 핀에 입력된다. 그리고, 충전 IC(55)는 전원(12)에 충전 전압의 공급을 중단한다. 전원(12)의 충전이 중단되면, 충전 중단 신호가 충전 IC(55)의 #CHG 핀으로부터 출력되고, MCU(50)는 이러한 신호를 수신하여 스위치(63)를 OFF 상태로 되돌린다.
또한, 도 6의 전원 공급 장치(10)에 따르면, 충전 IC(55)는 충전 IC가 출력할 수 있는 최대 충전 전압인 제1 충전 전압보다 낮은 제2 충전 전압으로 전원(12)을 충전한다. 이러한 경우에, 낮은 충전 전압으로 전원(12)을 연속적으로 충전할 수 있게 된다. 그러므로, 전원(12)의 충방전이 완충 상태보다 낮은 상태에서 반복될 수 있으며, 이로 인해 전원(12)의 열화를 억제할 수 있게 된다.
또한, 신품 상태의(전원(12)의 열화 상태를 나타내는 수치적 지표가 임계값보다 작은 상태의) 전원의 충전이 제2 충전 전압으로 완료되면, 전원(12)은 미사용된 에어로졸 생성 공급원의 한 세트를 비울 수 있는 전력량을 부하(21)에 공급할 수 있는 용량만 가지면 된다. 이러한 경우, 낮은 충전 전압으로 충전을 수행하는 경우라도, 전원(12)이 완충 상태이면, 미사용된 에어로졸 생성 공급원의 한 세트를 비울 수 있다. 그러므로, 사용자의 편의를 개선하면서, 전원의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 전원(12)은 열화가 진행되더라도(전원(12)의 열화 상태를 나타내는 수치적 지표가 임계값과 같거나 작게 되더라도), 제2 충전 전압으로의 충전이 완료되면 미사용된 에어로졸 생성 공급원의 한 세트를 비울 수 있는 전력량을 부하(21)에 공급할 수 있는 용량을 가지도록 구성될 필요가 있다. 이러한 구성에 따르면, 전원(12)의 열화가 진행되더라도, 전원(12)이 완충 상태에 있으면, 미사용된 에어로졸 생성 공급원의 한 세트를 비울 수 있다. 그러므로, 사용자의 편의를 개선하면서, 전원의 열화를 억제할 수 있다.
전원(12)의 열화 상태를 나타내는 수치적 지표로서, 예를 들어, 전원(12)의 내부 저항 증가율, 누적 충방전 전력량, 건전 상태(SOH, state of health), 등이 사용될 수 있다. 한편, SOH를 사용하는 경우, 전원(12)의 열화가 진행됨에 따라 수치가 증가하는 수식 조작을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 전원 공급 장치(10)에 따르면, TS 핀이 사용될 때 가변 저항이 연결되어야 하는 충전 IC(55)를 사용하는 경우에도, 오직 낮은 충전 전압으로 전원(12)을 충전하는 제어가 가능해진다. 따라서, 낮은 충전 전압을 발생시키기 위한 충전 IC를 새롭게 설계할 필요가 없으며, 전원 공급 장치(10)의 제조 비용을 절감할 수 있다.
한편, 전원 공급 장치(10)에서, 충전 IC(55)의 TS 핀에 연결된 저항의 저항값이 고정됨에 따라, 충전 IC(55)에 의한 전원(12)의 온도 감지는 불가능하다. 그러나, MCU(50)가 전원(12)의 온도를 획득하며, 획득한 온도에 기초하여 전원(12)의 보호를 수행한다. 그러므로, 온도 상승에 의해 야기되는 전원(12)의 열화를 방지할 수 있다.
또한, MCU(50)는 MCU(50)의 가장 짧은 제어 사이클보다 더 긴 사이클로 전원(12)의 온도를 획득한다. 그러므로, 전원(12)의 온도는 과도한 주파수로 획득되지 않으므로, 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 목적을 위해 MCU(50)의 계산 자료를 사용할 수 있다.
또한, MCU(50)는 스위치(64)의 전환을 제어함으로써, 전원(12)의 온도가 획득될 수 있는 상태와 전원(12)의 온도가 획득될 수 없는 상태 사이의 전환을 수행할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이 스위치(64)를 사용하는 용이한 조작에 의해 온도 획득이 가능해짐에 따라, 제조 비용을 억제할 수 있다. 또한, 전원(12)의 온도는 온도가 필요한 시기에만 획득될 수 있음에 따라, 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 전원 공급 장치(10)의 변형을 도시하는 도면이다. 도 7에 도시된 전원 공급 장치(10)는 도 6에 도시된 구성과 동일하되, 저항(62)을 대신하여 NTC 서미스터(62a)를 가지며 저항(61)과 TS 핀 사이에 스위치(63a)를 추가로 포함한다.
NTC 서미스터(62a)는 전원(12)에 근접하게 배치되며, 온도 센서(17)와 동일한 서미스터가 사용될 수 있다.
스위치(63a)는 MCU(50)의 RA4 핀 또는 임의의 다른 핀(도면에 도시되지 않음)으로부터 출력된 신호를 사용하는 제어에 의해 개폐된다.
도 7에 도시된 전원 공급 장치(10)를 장착한 에어로졸 흡인기(1)에서, 전원(12)에 대한 충전 전압을 제2 충전 전압으로 유지하기 위한 제1 충전 모드, 및 제1 충전 전압과 제2 충전 전압 사이에서 충전 전압을 전환할 수 있도록 하는 제2 충전 모드로 설정할 수 있다. 제1 충전 모드와 제2 충전 모드 사이의 전환은 조작부(14)에서 사용자의 조작에 의해 수행될 수 있다. 이하에서, 제1 충전 모드 동안 도 7의 전원 공급 장치(10)의 충전 동작 및 제2 충전 모드 동안 전원 공급 장치의 충전 동작이 기재된다.
(제1 충전 모드 동안 충전 동작)
전원(12)의 온도가 임계값 TH2보다 낮으면, MCU(50)는 스위치(63a)를 켜도록 제어를 수행하고, 스위치(63)를 끄도록 제어를 수행한다. 반면에, 전원(12)의 온도가 임계값 TH2 이상이면, MCU(50)는 스위치(63a)를 끄도록 제어를 수행하고, 스위치(63)를 켜도록 제어를 수행한다. 전원(12)의 온도가 임계값 TH2 이상일 경우에, NTC 서미스터(62a)의 저항값은 임계값 TH2 이상의 온도에 따라 작은 값이 된다. 그러므로, TS 핀에는 Vmin 이하의 전압값이 입력되고, 충전 IC(55)는 충전이 중단된다.
(제2 충전 모드 동안 충전 동작)
항상, MCU(50)는 스위치(63a)를 유지하기 위한 제어를 수행하고, 스위치(63)를 ON 상태로 유지하기 위한 제어를 수행한다. 또한, MCU(50)는 전원(12)의 온도를 획득하는 공정을 수행하지 않는다. 스위치(63a)가 꺼지고 스위치(63)가 켜지면, TS 핀에는 전원(12)의 온도에 따라 달라지는 전압값이 입력된다. 그러므로, 충전 IC(55)는 TS 핀에 입력된 전압값에 기초하여 온도가 임계값 TH1보다 낮은 경우 OUT 핀으로부터 제1 충전 전압을 출력하고, 온도가 임계값 TH1 이상이고 임계값 TH2보다 낮은 경우 OUT 핀으로부터 제2 충전 전압을 출력하고, 온도가 임계값 TH2 이상일 경우 충전을 중단하는 제어를 수행한다.
상기 기재된 바와 같이, 도 7의 전원 공급 장치(10)에 따르면, 전원(12)의 온도에 기초하여 제1 충전 전압과 제2 충전 전압 사이의 전환을 수행하기 위한 제2 충전 모드와, 고정값에 기초하여 오직 제2 충전 전압으로 충전을 수행하는 제1 충전 모드 사이의 전환을 수행하는 것이 가능해지며, 유연한 충전 제어가 가능해진다. 또한, 임의의 충전 모드에서, 전원(12)의 온도가 임계값 TH2 이상일 경우, 전원(12)의 충전을 중단할 수 있으므로, 전원(12)의 보호가 가능해진다.
상기 기재된 도 6 및 도 7의 전기 회로에서, 접지선(60E)은 접지된 배선이다; 그러나, 이러한 배선은 전원 공급 장치(10)에서 가장 낮은 전위를 가지는 배선(메인 네거티브 버스선(main negative bus line))이기만 하면 되며, 접지된 배선이 아닐 수도 있다.
본 명세서에, 적어도 다음의 발명 (1) 내지 (15)가 개시된다. 또한, 상기 기재된 실시형태에 있어서 대응하는 구성 요소 등은 괄호로 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
(1) 다음을 포함하는, 에어로졸 흡입기용 전원 공급 장치:
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원(전원(12));
정보 입력부(TS 핀)를 포함하며, 정보 입력부로부터 입력된 입력값에 기초하여 제1 충전 전압 및 제1 충전 전압보다 낮은 제2 충전 전압 중 하나를 전원에 공급할 수 있도록 구성된 충전기,
여기서 하나의 입력값으로서의 소정의 고정값(전압값 V1)은 정보 입력부에 입력될 수 있고,
상기 고정값은 전원에 제2 충전 전압을 공급하기 위한 값인 전원 공급 장치.
(1)에 의하면, 고정값이 정보 입력부에 입력되는 상태에, 제1 충전 전압보다 낮은 제2 충전 전압으로 전원을 충전할 수 있다. 예를 들어, 고정값이 정보 입력부에 연속적으로 입력되는 상태를 실현함으로써, 충전 전압으로 전원을 연속적으로 충전할 수 있게 되고, 전원의 열화를 억제할 수 있게 된다.
(2) (1)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 입력값은 정보 입력부에 연결된 저항에 인가되는 전압에 관한 값이고,
상기 전원 공급 장치는 고정 저항값을 가지며 정보 입력부에 연결된 고정 저항(저항(61))을 포함하고,
상기 고정 저항에 인가되는 전압과 관련된 값은 정보 입력부에 고정값으로서 입력될 수 있는 전원 공급 장치.
예를 들어, 충전기가 전원의 온도가 낮은 경우에 제1 충전 전압을 전원에 공급할 수 있도록 구성되고, 전원의 온도가 높은 경우에 제2 충전 전압을 전원에 공급할 수 있도록 구성되는 한, (2)에 개시된 바와 같이, 전원의 온도가 높은 경우에 해당하는 값이 저항의 고정 저항값으로 입력되면, 제2 충전 전압을 전원에 공급하기 위한 값을 정보 입력부에 입력할 수 있게 된다.
(3) (2)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 충전기는 정보 입력부로부터 입력된 입력값이 소정의 범위(Vmin보다 크고 Vmax 이하인 범위) 내에 포함되는 경우 제2 충전 전압을 공급하고,
상기 고정 저항의 저항값은 상기 고정값을 소정의 범위 내 최소값(Vmin)으로 만드는 제1 값보다, 고정값을 소정의 범위에서 최대값(Vmax)으로 만드는 제2 값에 더 가까운 값인 전원 공급 장치.
예를 들어, 충전기가 정의된 범위에서 입력값이 감소함에 따라 제2 충전 전압을 감소시키도록 제어를 수행하는 경우, (3)의 구성에 따라, 제2 충전 전압을 증가시킬 수 있다. 그러므로, 전원의 열화를 억제하면서 고속 충전 가능해진다. 또한, 노이즈 또는 오차로 인해 입력된 전압이 변하더라도, 전원에서 충전기를 계속 충전할 수 있다.
(4) (2)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 고정 저항의 저항값은 4.7kΩ인 전원 공급 장치.
(4)에 의하면, 예를 들어, Texas Instruments Inc.에 의해 제조된 BQ24040DSQT를 충전기로서 사용하는 경우, 고정값을 제2 충전 전압을 전원에 공급하기 위한 값으로 만들 수 있다.
(5) 다음을 추가로 포함하는, (1) 내지 (4) 중 임의의 하나의 전원 공급 장치:
상기 충전기와 분리된 제어부(MCU(50)),
여기서 상기 제어부는 전원의 온도를 획득할 수 있도록 구성된 전원 공급 장치.
(5)에 있어서, 상기 제어부가 전원의 온도를 획득할 수 있음에 따라, 전원의 온도에 기초하여 전원의 충방전, 전원의 보호, 등의 제어를 수행할 수 있다.
(6) (5)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 제어부는 제어부의 가장 짧은 제어 사이클보다 더 긴 사이클로, 또는 제어부의 최대 동작 주파수보다 더 낮은 주파수로 전원의 온도를 획득하는 전원 공급 장치.
(6)에 의하면, 전원의 온도가 과도한 주파수로 획득되지 않음에 따라, 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 목적을 위해 제어부의 계산 자료를 사용할 수 있다.
(7) (5)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 제어부는 전원의 온도가 획득될 수 있는 상태와 전원의 온도가 획득될 수 없는 상태 사이의 전환을 수행하는 전원 공급 장치.
(7)에 의하면, 전원의 온도는 온도가 필요한 시기에 획득될 수 있음에 따라, 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 또한, 다른 목적을 위해 제어부의 계산 자료를 사용할 수 있다. 또한, 전원의 온도를 사용하여 제어의 정확성을 개선할 수 있다.
(8) 다음을 추가로 포함하는, (1) 내지 (7) 중 임의의 하나의 전원 공급 장치:
상기 고정값이 정보 입력부에 입력되는 상태와 고정값이 정보 입력부에 입력되지 않는 상태 사이의 전환을 수행할 수 있는 스위치(스위치(63)),
(8)에 의하면, 고정값이 아닌 입력값을 정보 입력부에 입력할 수 있음에 따라, 필요한 경우 충전기의 조작 모드를 변경할 수 있다.
(9) (8)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 고정값이 정보 입력부에 입력되지 않는 상태에서, 상기 스위치는 충전기가 전원의 충전을 중단시키기 위한 값(전압값 V2)을 정보 입력부에 입력하게 하는 전원 공급 장치.
(9)에 의하면, 정보 입력부에 입력되지 않은 상태에, 충전기가 전원을 충전하는 것을 중단시킬 수 있다. 예를 들어, 전원의 온도가 높아 전원의 보호가 요구되는 경우에, 전원의 충전을 중단하기 위한 값을 정보 입력부에 입력함으로써, 전원을 보호할 수 있다.
(10) (8)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 입력값은 정보 입력부에 연결된 저항에 인가되는 전압에 관한 값이고,
상기 전원 공급 장치는 고정 저항값을 가지며 정보 입력부에 연결된 고정 저항을 포함하고,
상기 스위치는 정보 입력부와 메인 네거티브 버스선 또는 접지선(접지선(60E)) 사이에 제공되고,
상기 정보 입력부 및 메인 네거티브 버스선 또는 접지선은 스위치에 의해 직접 연결되어, 고정값이 정보 입력부로 입력되지 않는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
(10)에 의하면, 정보 입력부 및 주 네거티브 버스선 또는 접지선 중 하나가 직접적으로 연결됨에 따라, 정보 입력부에 입력되는 전압 관련 값을 충분히 작은 값으로 만드는 것이 가능하다. 충전기로서 충전을 중단하는 기능을 가지는 충전기를 사용하는 경우에 정보 입력부에 입력되는 값이 임계값(Vmin)보다 작아지게 되면, 해당 상태에서, 충전기의 충전을 중단시킬 수 있으므로 전원을 보호할 수 있다.
(11) (8)에 있어서, 다음을 추가로 포함하는 전원 공급 장치:
전원의 온도에 따라 물리적 성질 값이 달라지는 소자(NTC 서미스터(62a)),
여기서, 고정값이 정보 입력부에 입력되지 않는 상태에서, 상기 스위치는 소자를 정보 입력부에 연결하는 전원 공급 장치.
(11)에 의하면, 전원의 온도에 기초하여 제1 충전 전압과 제2 충전 전압 사이의 전환을 수행하기 위한 모드와, 고정값에 기초하여 제2 충전 전압으로 충전을 수행하는 모드 사이의 전환을 수행하는 것이 가능해지며, 유연한 충전 제어가 가능해진다.
(12) (1) 내지 (11) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
신품인 전원은, 제2 충전 전압으로 전원의 충전이 완료된 경우, 전원이 미사용된 에어로졸 생성 공급원을 비우는 정도의 전력량을 부하에 공급할 수 있는 용량을 가지는 전원 공급 장치.
(12)에 의하면, 전원이 신품인 경우에도, 낮은 충전 전압으로의 충전이 완료되면, 에어로졸 생성 공급원을 비울 수 있다. 그러므로, 사용자의 편의를 개선하면서, 전원의 열화를 억제할 수 있다.
(13) (12)에 따른 전원 공급 장치로서,
전원은, 전원의 열화 상태를 나타내는 수치적 지표가 임계값 이상이면, 제2 충전 전압으로 전원의 충전이 완료된 경우, 미사용된 에어로졸 생성 공급원을 비우는 정도의 전력량을 부하에 공급할 수 있는 용량을 가지는 전원 공급 장치.
(13)에 의하면, 전원의 열화가 진행된 상태라도, 낮은 충전 전압으로의 충전이 완료되면, 에어로졸 생성 공급원을 비울 수 있다. 그러므로, 사용자의 편의를 개선하면서, 전원의 열화를 억제할 수 있다.
(14) 다음을 포함하는, 에어로졸 흡입기용 전원 공급 장치:
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원(전원(12));
제1 제어부(충전 IC(55)); 및
제1 제어부와 분리되어 있고 제1 제어부보다 짧은 제어 사이클을 가지는 제2 제어부,
여기서, 제1 제어부 및 제2 제어부 가운데, 오직 제2 제어부만이 전원의 온도를 획득할 수 있도록 구성된 전원 공급 장치.
(14)에 의하면, 짧은 제어 사이클을 가지는, 즉, 높은 처리 성능을 가지는 2 제어부에 의해 전원의 온도를 획득할 수 있다. 그러므로, 높은 주파수에서 정확하게 온도를 획득할 수 있으며, 획득된 온도를 사용하여 충전 및 방전, 전원의 보호 등에 대해 높은 정확성으로 제어를 수행할 수 있게 된다. 결과적으로, 전원의 열화를 억제할 수 있다.
(15) (14)에 따른 전원 공급 장치로서,
제1 제어부는 입력된 전력을 전원에 대한 충전전력으로 변환하도록 구성된 충전기이고,
제2 제어부는 전원의 충전 및 방전에 대한 제어를 수행하도록 구성된 장치인 전원 공급 장치.
(15)에 의하면, 전원의 방전을 제어하도록 구성된 장치에 의해 전원의 온도를 획득할 수 있음에 따라, 제2 제어부에 의해 획득된 온도를 사용하여 높은 정확성으로 충전 제어를 수행할 수 있고, 제1 제어부의 비용을 억제하면서 높은 정확성으로 충전 제어를 수행할 수 있게 된다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는:
    에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 전력을 부하에 방출할 수 있는 전원; 및
    외부 전원으로부터 공급된 전력을, 상기 전원을 위한 충전전력으로 전환하도록 구성된 충전기를 포함하고,
    상기 충전기는 정보 입력부를 포함하며, 정보 입력부로부터 입력된 입력값에 기초하여 제1 충전 전압 및 상기 제1 충전 전압보다 낮은 제2 충전 전압 중 하나를 상기 전원에 공급할 수 있도록 구성되고,
    하나의 입력값으로서의 소정의 고정값이 상기 정보 입력부에 입력될 수 있고,
    상기 고정값은 상기 전원에 상기 제2 충전 전압을 공급하기 위한 값인, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력값은 상기 정보 입력부에 연결된 저항에 인가되는 전압에 관련된 값이고,
    상기 전원 공급 장치는 고정 저항값을 가지며 상기 정보 입력부에 연결된 고정 저항을 포함하고,
    상기 고정 저항에 인가되는 전압과 관련된 값은 상기 정보 입력부에 상기 고정값으로서 입력될 수 있는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전기는 상기 정보 입력부로부터 입력된 상기 입력값이 소정 범위 내에 포함되는 경우 상기 제2 충전 전압을 공급하고,
    상기 고정 저항의 저항값은 상기 고정값을 상기 소정 범위 내 최소값으로 만드는 제1 값보다, 상기 고정값을 상기 소정 범위에서 최대값으로 만드는 제2 값에 더 가까운 값인, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고정 저항의 저항값은 4.7kΩ인, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전기와 분리된 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 전원의 온도를 획득할 수 있도록 구성된, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 제어부의 가장 짧은 제어 사이클보다 더 긴 사이클로, 또는 제어부의 최대 동작 주파수보다 더 낮은 주파수로 상기 전원의 온도를 획득하는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전원의 온도가 획득될 수 있는 상태와 상기 전원의 온도가 획득될 수 없는 상태 사이의 전환을 수행하는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정값이 상기 정보 입력부에 입력되는 상태와 상기 고정값이 상기 정보 입력부에 입력되지 않는 상태 사이의 전환을 수행할 수 있는 스위치를 더 포함하는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정값이 상기 정보 입력부에 입력되지 않는 상태에서, 상기 스위치는 상기 충전기가 상기 전원의 충전을 중단시키기 위한 값을 상기 정보 입력부에 입력하게 하는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 입력값은 상기 정보 입력부에 연결된 저항에 인가되는 전압에 관련된 값이고,
    상기 전원 공급 장치는 고정 저항값을 가지며 상기 정보 입력부에 연결된 고정 저항을 포함하고,
    상기 스위치는 상기 정보 입력부와 메인 네거티브 버스선(main negative bus line) 또는 접지선 사이에 제공되고,
    상기 정보 입력부와 상기 메인 네거티브 버스선 또는 상기 접지선은 상기 스위치에 의해 직접 연결되어, 상기 고정값이 상기 정보 입력부로 입력되지 않는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전원의 온도에 따라 물리적 성질 값이 달라지는 소자를 더 포함하고,
    상기 고정값이 상기 정보 입력부에 입력되지 않는 상태에서, 상기 스위치는 상기 소자를 상기 정보 입력부에 연결하는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    신품인 상기 전원은, 상기 제2 충전 전압으로 상기 전원의 충전이 완료된 경우, 미사용된 에어로졸 생성 공급원을 비우는 정도의 전력량을 상기 부하에 공급할 수 있는 용량을 가지는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전원은, 상기 전원의 열화 상태를 나타내는 수치적 지표가 임계값 이상이면, 상기 제2 충전 전압으로 상기 전원의 충전이 완료된 경우, 미사용된 에어로졸 생성 공급원을 비우는 정도의 전력량을 상기 부하에 공급할 수 있는 용량을 가지는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정값은 상기 전원의 온도에 영향을 받지 않는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는, 상기 전원과 분리되어 있고, 및 상기 전원의 제어 사이클보다 짧은 제어 사이클을 가지는 제어부를 포함하며,
    상기 전원 및 상기 제어부 중에서, 오직 제어부만이 상기 전원의 온도를 획득할 수 있도록 구성된, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
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