KR102217682B1 - 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치, 및 이의 제어 방법 및 제어 프로그램 - Google Patents

에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치, 및 이의 제어 방법 및 제어 프로그램 Download PDF

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Abstract

에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치는 다음을 포함한다: 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원; 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서, 상기 제어부는 센서의 출력값에 기초하여 전원의 단락을 감지한다.

Description

에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치, 및 이의 제어 방법 및 제어 프로그램{POWER SUPPLY UNIT FOR AEROSOL INHALER, AND CONTROL METHOD AND CONTROL PROGRAM OF THE SAME}
본 발명은 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치, 그리고 상기 전원 공급 장치의 제어 방법 및 제어 프로그램에 관한 것이다.
특허 문헌 1에 개시된 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 장치를 사용하는 과정에 전기 에너지 공급원의 단자 사이의 전압을 측정하고, 해당하는 전압이 임의의 시점의 전압에 대한 임계값보다 낮은지 여부를 임계값과 비교함으로써 모니터링한다. 그러나 전압 강하량만을 측정해서는, 단지 배터리를 재충전하는 것이 요구되는지, 또는 교환이 요구될 정도로 배터리가 매우 열화된 것인지 판단하는 것은 불가능하다. 이러한 이유로, 특허 문헌 1에 개시된 에어로졸 생성 장치는 사용 기록의 상태로부터 전압 강하를 추적하고, 배터리 교체가 요구될 때 신호를 발행한다.
[특허 문헌 1] JP-T-2017-514463
특허 문헌 1에 개시된 에어로졸 생성 장치는 배터리의 열화에 대한 결정을 수행할 수 있지만, 배터리의 단락을 감지하지 못한다. 에어로졸 생성 장치의 안정성을 더욱 개선하기 위해, 전원 내부에서 발생하는 단락을 의미하는 내부 단락, 또는 전원 외부에서 발생하는 단락을 의미하는 외부 단락이 발생한 경우, 이러한 단락을 감지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 전원의 단락을 감지할 수 있는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치, 및 상기 전원 공급 장치의 제어 방법 및 제어 프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치가 제공되며, 상기 전원 공급 장치는 다음을 포함한다: 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위한 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원; 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서, 여기서 상기 제어부는 센서의 출력값에 기초하여 전원의 단락을 감지한다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 전원 공급 장치가 장착된 에어로졸 흡인기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 흡인기의 또 다른 사시도이다.
도 3은 도 1의 에어로졸 흡인기의 단면도이다.
도 4는 전원 공급 장치의 사시도이다.
도 5는 에어로졸 흡인기의 전기 회로도이다.
도 6은 전원 공급 장치의 블록 다이어그램이다.
도 7은 전원 상태 진단부의 블록 다이어그램이다.
도 8a는 제1 실시예의 에어로졸 생성 패턴의 타이밍 차트이다.
도 8b는 제2 실시예의 에어로졸 생성 패턴의 타이밍 차트이다.
도 8c는 제3 실시예의 에어로졸 생성 패턴의 타이밍 차트이다.
도 9는 일반적인 배터리 방전 곡선을 도시하는 도면이다.
도 10은 스위치가 꺼졌을 때 도 5의 에어로졸 흡인기의 전기 회로도를 간략하게 도시하는 전기 회로도이다.
도 11은 스위치가 켜졌을 때 도 5의 에어로졸 흡인기의 전기 회로에 대해 등가인 등가 회로도이다.
도 12는 개방 회로 전압, 폐쇄 회로 전압, 및 전원의 잔여량의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 13은 개방 회로 전압과 폐쇄 회로 전압 및 내부 저항 사이의 차이의 관계를 설명하는 설명도이다.
도 14는 제1 실시예의 단락 진단 제어의 제어 흐름의 흐름도이다.
도 15는 도 14의 단락 진단 제어의 타이밍 차트이다. 도 16은 제2 실시예의 단락 진단 제어의 제어 흐름의 흐름도이다.
도 17은 도 16의 단락 진단 제어의 타이밍 차트이다.
하기에, 본 발명의 실시형태에 따른 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치가 설명된다. 먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 전원 공급 장치가 장착된 에어로졸 흡인기가 설명된다.
(에어로졸 흡인기)
에어로졸 흡인기(1)는 연소를 수반하지 않고 향미를 흡인하기 위한 장치이며, 특정 방향(이하, 길이 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 길이 방향 A를 따라 순서대로 배열된다. 제1 카트리지(20)는 전원 공급 장치(10)에 착탈될 수 있고, 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 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 전원 공급 장치(10)는 전원(12), 충전기(13), 제어부(50), 다양한 센서 등을 원통형 전원 공급 장치 케이스(11) 내에 포함한다. 전원(12)은 충전 가능한 2차 전지, 전기 이중층 커패시터 등이며, 이는 리튬-이온 배터리인 것이 바람직하다.
길이 방향 A의 한쪽 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.
길이 방향의 다른 단부 측(제1 카트리지(20)의 반대측)에 위치한 전원 공급 장치 케이스(11)의 하부(11b)에는, 전원(12)을 충전할 수 있는 외부 전원(60)에 전기적으로 연결될 수 있는(도 5 참조) 충전 단자(43)가 제공된다. 충전 단자(43)는 하부(11b) 측면에 제공되어, USB 단자, 마이크로 USB 단자, 및 라이트닝 단자 중 적어도 하나가 이에 연결될 수 있다.
그러나 충전 단자(43)는 비접촉 방식으로 외부 전원(60)으로부터 전력을 수신할 수 있는 수전부일 수 있다. 이 경우에, 충전 단자(43)(수전부)는 전원 수신 코일로 구성될 수 있다. 무선 전력 전달 시스템은 전자기 유도형일 수 있거나, 또는 자기 공명형일 수 있다. 또한, 충전 단자(43)는 외부 전원(60)으로부터 임의의 접촉점 없이 전력을 수신할 수 있는 수전부일 수 있다. 또 다른 예시로서, 충전 단자(43)는 USB 단자, 마이크로 USB 단자, 및 라이트닝 단자 중 적어도 하나가 이에 연결될 수 있으며, 상기 언급된 수전부가 이에 포함되도록 구성될 수 있다.
또한, 전원 공급 장치 케이스(11)의 상부(11a) 측면에, 사용가자 조작할 수 있는 조작부(14)는 충전 단자(43)에 대해 반대측을 향하도록 제공된다. 더 구체적으로, 조작부(14)와 충전 단자(43)는 조작부(14)와 충전 단자(43)를 연결하는 직선과 전원 공급 장치(10)의 길이 방향 A의 중심선 L의 교차점에 대하여 점 대칭이다. 조작부(14)는 버튼형 스위치, 터치 패널, 등으로 구성되고, 사용자의 사용의도에 따라 제어부(50)를 작동 및 차단하는 공정과 같은 다양한 공정 및 다양한 센서를 수행하는데 사용된다. 조작부(14)의 근처에, 제어부(50) 및 퍼프 동작(puff action)을 감지하기 위한 흡인 센서(15)가 제공된다.
충전기(13)는 충전 단자(43) 근처에 배치되며, 전원(12)에 입력되도록 충전 단자(43)로부터 충전 전원을 제어한다. 충전기(13)는 교류를 충전 단자(43)에 연결된 충전 케이블 상의 직류로 변환하기 위해 제공된 인버터(61) 등(도 5 참조)으로부터 인가된 직류를, 상이한 크기의 직류로 전환하기 위한 변환기, 전압계, 전류계, 프로세서 등을 포함한다.
제어부(50)는 도 5에 도시된 바와 같은 다양한 센서 장치, 예컨대 퍼프(흡인) 행위를 감지하기 위한 흡인 센서(15), 전원(12)의 전압을 측정하기 위한 전압 센서(16), 및 온도 센서(17), 조작부(14), 및 퍼프 동작의 횟수와 부하(21)에 전력이 인가된 시간을 저장하기 위한 메모리(18), 등에 연결되며, 에어로졸 흡인기(1)에 대한 다양한 제어를 수행한다. 흡인 센서(15)는 커패시터 마이크로폰, 압력 센서, 등으로 구성될 수 있다. 제어부(50)는 구체적으로 프로세서(컴퓨터)이다. 더 구체적으로, 상기 프로세서의 구조는 회로 소자, 예컨대 반도체 소자를 조합하여 구성된 전기 회로이다. 제어부(50)의 세부 사항은 하기에 설명된다.
또한, 전원 공급 장치 케이스(11)에서, 공기를 흡입하기 위한 공기 흡입구(도면에 도시되지 않음)가 형성된다. 공기 흡입구는 조작부(14) 근처에 형성될 수 있거나, 또는 충전 단자(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), 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 웹 또는 면과 같은 다공성 부재가 저장될 수 있으며, 다공성 부재는 에어로졸 공급원(22)으로 함침(含浸)될 수 있다. 에어로졸 공급원(22)은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 물과 같은 액체를 포함한다.
심지(24)는 모세관을 이용하여 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 저장되는데, 착탈 가능하다. 제1 카트리지(20) 측에 대한 반대측의 제2 카트리지(30)의 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 설명된 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 또는 약초, 또는 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 공급원으로서 지칭될 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.
상기 설명된 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 흡입구로부터 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 6 참조). 알림부(45)는 발광 소자로 구성될 수 있거나, 또는 진동 소자로 구성될 수 있거나, 또는 음향 출력 소자로 구성될 수 있다. 택일적으로, 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 5를 참조하여 전원 공급 장치(10)의 전기 회로가 설명된다.
전원 공급 장치(10)는 전원(12), 방전 단자(41)를 구성하는 양극 측 방전 단자(41a) 및 음극 측 방전 단자(41b), 충전 단자(43)를 구성하는 양극 측 충전 단자(43a) 및 음극 측 충전 단자(43b), 전원(12)의 양극 측과 양극 측 방전 단자(41a) 사이, 및 전원(12)의 음극 측과 음극 측 방전 단자(41b) 사이에 연결된 제어부(50), 전원(12)의 전압을 측정하는 전압 센서(16), 충전 단자(43)와 전원(12) 사이의 전력 전달 경로에 배치되는 충전기(13), 및 전원(12)과 방전 단자(41) 사이의 전력 전달 경로에 배치되는 스위치(19)를 포함한다. 스위치(19)는, 예를 들어, MOSFET으로 구성되며, 게이트 전압에 대한 제어부(50)의 제어에 의해 개폐된다. 제어부(50)는, 예를 들어, 제어부(50)에 흐르는 작은 전류 변동에 기초하여, 외부 전원(60)이 충전 단자(43)에 연결되어 있음을 판단할 수 있다.
도 5에 도시된 전원 공급 장치(10)의 전기 회로도에서, 제어부(50) 및 전압 센서(16)는 분리되어 있는 부분이다. 택일적으로, 제어부(50)는 전원(12)의 전압을 측정하는 역할을 할 수 있다. 또한, 도 5에 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 수도 있다.
(제어부)
이제, 제어부(50)의 구성이 더욱 상세히 설명된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(50)는 에어로졸 생성 요청 감지부(51), 전원 상태 진단부(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 변화 값을 출력하도록 구성된다. 흡인 센서(15)는, 예를 들어, 대기압에 따른 출력값(예를 들어, 전압값 또는 전류값)을 출력하기 위한 압력 센서이며, 이러한 대기압은 흡인구(도면에 도시되지 않음)로부터 흡인 포트(32)를 향해 흡인되는 공기의 흐름(즉, 사용자의 퍼프 동작)에 따라 달라진다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전원 상태 진단부(52)는 전압 센서(16)로부터 전원(12)의 전압을 획득하는 전원 전압 획득부(55), 전원(12)의 건전 상태(State of health, SOH)를 추정하는 열화 추정부(56), 전원(12)의 단락을 결정하기 위해 임계값 TH를 설정하는 임계값 설정부(57), 및 전원(12)의 단락을 감지하는 단락 감지부(58)를 포함한다. 열화 추정부(56)는 전원(12)의 누적 방전량, 전원(12)의 누적 충전량, 제1 카트리지(20) 및 제2 카트리지(30) 중 적어도 하나의 교체 빈도, 전원(12)의 내부 저항, 등에 기초하여 전원(12)의 건전 상태를 추측한다. 임계값 설정부(57)의 임계값 설정 방법 및 단락 감지부(58)의 단락 진단 제어가 하기에 설명될 것이다.
또한, 전원 상태 진단부(52)는 전원(12)의 전압으로부터 전원(12)에 저장된 전력량을 획득할 수 있다.
알림 제어부(54)는 알림부가 다양한 정보를 알리도록 알림부(45)를 제어한다. 예를 들어, 알림 제어부(54)는, 전원(12)의 단락에 대한 전원 상태 진단부(52)의 진단에 기초하여 알림부가 단락 상태를 알리도록 알림부(45)를 제어할 수 있거나, 또는 전원(12)에 저장된 충전량에 대한 전원 상태 진단부(52)의 진단에 기초하여 알림부가 전원(12)의 충전 시점을 알리도록 알림부(45)를 제어할 수 있다. 택일적으로, 알림 제어부(54)는 제2 카트리지(30) 교체 시기의 감지에 대한 응답으로 알림부(45)를 제어하여, 알림부가 제2 카트리지(30)를 교체하는 시기를 알릴 수 있다. 알림 제어부(54)는 메모리(18)에 저장된 퍼프 동작의 횟수 및 전력이 부하(21)에 공급된 시간에 기초하여 제2 카트리지(30)의 교체 시기를 알리도록 할 수 있다.
전력 제어부(53)는 에어로졸 생성 요청 감지부(51)가 에어로졸 생성 요청을 감지할 경우, 스위치(19)를 개폐함으로써 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.
전력 제어부(53)는 전원(12)으로부터 부하(21)로 전력 공급을 중단하여, 부하(21)로의 전력 공급이 1회의 퍼프 동작 동안에 소정의 기간을 초과하지 않도록 할 수 있다. 즉, 사용자가 퍼프 동작을 실제로 수행하는 동안에도, 퍼프 기간이 특정 기간(이하, 최대 전력 공급 시간으로 지칭)을 초과하는 경우, 전력 제어부(53)는 전원(12)으로부터 부하(21)로의 전력 공급을 중단한다. 최대 전력 공급 시간은 사용자의 퍼프 기간의 변동을 억제하는 것으로 결정된다. 최대 전력 공급 시간은 1번의 퍼프 동작 동안 생성되는 에어로졸의 양이 바람직한 범위 내에 있도록 결정된다. 전력 제어부(53)는 전원(12)에 저장된 전력의 양에 따라 1회 퍼프 동작에 대한 스위치(19)의 온/오프의 듀티 비(duty ratio)를 제어한다. 예를 들어, 전력 제어부(53)는 전원(12)으로부터 부하(21)로 전력이 공급되는 ON 기간 사이의 간격(도 15 및 도 17의 펄스 간격 T1 참조)을 제어하고, 전원(12)으로부터 부하(21)로 전력이 공급되는 각 ON 기간의 길이(도 15 및 도 17 펄스 폭 T2 참조)를 제어한다. 또한, ON 기간 사이의 간격은 OFF 기간의 길이에 해당한다.
또한, 전력 제어부(53)는 충전 단자(43)와 외부 전원(60) 사이의 전기적 연결을 감지하고, 충전 단자(43)를 통해 전원(12)의 충전을 제어한다.
여기서, 에어로졸 흡인기(1)에서 사용되는 전원(12)에서, 전원(12) 내부에서 발생한 단락을 의미하는 내부 단락, 또는 전원(12) 외부에서 발생한 단락을 의미하는 외부 단락이 발생할 수 있다. 단락이 발생하면, 전원이 사용할 수 있는 기간에도 전원(12)에 저장된 충전량이 불충분해질 수 있거나, 또는 일부 경우에, 전원은 사용할 수 없게 된다. 따라서, 전원(12)의 단락 상태를 적절하게 파악할 필요가 있다.
(단락 진단 제어)
그러므로 전원 상태 진단부(52)는 하기 설명되는 단락 진단 제어에 의한 전원(12)의 단락을 감지한다. 하기 설명되는 일부 유형의 단락 진단 제어는 프로그램으로서 구성되어, 이를 실행하고, 전원 공급 장치(10)로 판독되어 전원 공급 장치(10)에 의해 실행될 수 있다.
전원 상태 진단부(52)의 단락 감지부(58)는 전압 센서(16)의 출력값인 전원(12)의 전압에 기초하여 전원(12)의 단락을 감지한다. 구체적으로, 전원 상태 진단부(52)의 단락 감지부(58)는 방전 이전의 전원(12)의 전압(이하, 방전-전 전압으로 지칭) 및 방전 이후의 전원(12)의 전압(이하, 방전-후 전압으로 지칭)에 기초하여, 방전 동안 발생하는 전원(12)의 전압 강하로부터 전원(12)의 단락을 감지한다. 단락 감지를 위한 방전은 전원(12)으로부터 에어로졸 공급원(22)을 무화하는 부하(21)로의 방전일 수 있거나, 또는 부하(21)와는 다른 소자, 알림부(45)를 구성하는 소자, 예를 들어, 발광 소자, 음향 출력 소자, 진동 소자, 등의 방전일 수 있다. 이하의 설명에서, 전원(12)으로부터 부하(21)로의 방전이 예시로서 설명된다.
전원 상태 진단부(52)의 단락 감지부(58)는 방전-전 전압과 방전-후 전압 사이의 차이를 임계값 설정부(57)에 의해 설정된 임계값 TH와 비교하고, 방전-전 전압과 방전-후 전압 사이의 차이가 임계값 TH보다 클 경우 전원(12)의 단락을 감지한다. 여기서, 임계값 TH는 방전에 의해 야기된 전원(12)의 전압의 변화량에 기초하여 설정된다. 전원(12)에서 단락이 발생하지 않을 때, 방전-전 전압과 방전-후 전압 사이의 차이는 방전에 따른 전원(12)의 전압에 기초하여 설정된 임계값 TH와 같거나 이보다 작아진다. 그러나 전원(12)에서 단락이 발생하는 경우, 방전-전 전압과 방전-후 전압 사이의 차이는 커지며, 방전-전 전압과 방전-후 전압 사이의 차이는 임계값 TH보다 커진다. 그러므로 단락 감지부(58)는 방전-전 전압과 방전-후 전압 사이의 차이가 임계값 TH보다 클 경우에 전원(12)의 단락을 감지할 수 있다.
이제, 임계값 설정부(57)에 의해 수행되는 임계값 TH 설정 방법이 설명된다.
방전에 기인한 전원(12)의 전압의 변화량인 임계값 TH를 설정하기 위해, 방전 동안의 전력량이 추정될 수 있고, 추정된 전력량으로부터 전압 강하량이 획득될 수 있다.
예를 들어, 전력 제어부(53)가 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 전력을 제공하는 경우, 1번의 퍼프 동작 동안 공급되는 전력량의 실제 값은 전력량으로서 사용될 수 있고, 이러한 전력량으로부터, 전압 강하량이 획득될 수 있다.
도 8a에 도시된 전력 제어부(53)가 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 전력을 공급하는 경우가 설명된다. 부하(21)에 공급되는 단위시간당 전력이 일정해지도록, 또는 부하(21)에 공급되는 단위시간당 전력의 변동이 억제되도록 전기 회로를 제어하기 위해 일정한 전력 제어를 수행하는 경우, 방전된 전력량은 방전이 수행되는 시간에 기초하여, 일정한 전력 제어 동안의 전력값에 방전이 수행되는 시간을 곱함으로써 산출된다. 그 후, 산출된 전력량으로부터, 전압 강하량이 획득될 수 있다. 방전된 전력량은 스위치(19)가 켜진 시간의 합에 제어된 전력값을 곱함으로써 구할 수 있다. 택일적으로, 방전된 전력량은 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 처음 스위치(19)가 켜진 시간부터 스위치(19)가 마지막으로 꺼진 시간까지, 그동안 공급된 전력의 평균값 또는 유효값을 곱함으로써 구할 수 있다.
이제, 도 8b에 도시된 전력 제어부(53)가 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 전력을 공급하는 경우가 설명된다. 상기 설명된 일정한 전력 제어를 수행하는 경우에, 방전이 수행되는 시간이 최대 전력 공급 시간을 초과하지 않도록 전기 회로를 제어하기 위해서, 최대 전력 공급 시간 동안에만 방전되었다는 가정하에, 방전된 전력량은 일정한 전력 제어 동안 공급된 전력값에 최대 전력 공급 시간을 곱함으로써 산출된다. 그 후, 산출된 전력량으로부터, 전압 강하량이 획득될 수 있다. 최대 전력 공급 시간 동안 공급된 전력값으로서, 스위치(19)가 처음 켜진 후 스위치(19)가 마지막으로 꺼질 때까지 공급된 전력의 평균값 또는 유효값이 사용될 수 있다.
이제, 도 8c에 도시된 전력 제어부(53)가 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 전력을 공급하는 경우가 설명된다. 방전이 수행되는 시간이 최대 전력 공급 시간을 초과하지 않도록 전기 회로를 제어하는 경우에, 상기 설명된 일정한 전력 제어를 수행하지 않고, 부하(21)에 공급될 수 있는 최대 전력이 최대 전력 공급 시간 동안에만 부하(21)에 방전되었다는 가정하에, 방전된 전력량은 최대 전력에 최대 전력 공급 시간을 곱함으로써 산출된다. 그 후, 산출된 전력량으로부터, 전압 강하량이 획득될 수 있다. 최대 전력은 전원(12)이 부하(21)에 인가할 수 있는 최대 전력(예를 들어, 완충 전압)이 인가된 경우의 전력일 수 있다.
임계값 설정부(57)는 상기 설명된 방식으로 얻은 전압 강하량에 기초하여 임계값 TH를 설정한다. 임계값 설정부(57)는, 전압 강하량에 기초한 임계값 TH의 설정 대신에, 상기 설명된 방식으로 얻은 전압 강하량에 기초하여 소정의 임계값 TH를 보정할 수 있다.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c에 도시된 실시형태를 비교하면 임계값 TH의 설정 방법 또는 보정 방법이 상이하다. 도 8a에 도시된 실시형태에서는, 임계값 TH를 설정 또는 보정하기 위해, 방전이 수행되는 시간을 획득하고, 일정한 전력 제어를 수행하는 것이 요구된다. 도 8b에 도시된 실시형태에서는, 임계값 TH를 설정 또는 보정하기 위해, 일정한 전력 제어를 수행하는 것이 요구된다. 도 8c에 도시된 실시형태에서는, 방전이 수행된 시간의 획득뿐만 아니라, 일정한 전력 제어가 요구된다. 상기 설명된 바와 같이, 도 8a에 도시된 실시형태에서, 1번의 퍼프 동작 동안 공급된 전력량의 정확한 실제 값에 기초하여, 임계값 TH가 설정 또는 보정된다. 그러므로 단락 진단의 정확도가 개선된다. 반면에, 도 8c에 도시된 실시형태에서, 임계값 TH를 설정 또는 보정하기 위한 임의의 특수한 공정이 요구되지 않는다. 그러므로 단락 진단을 용이하게 수행할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 실시형태에서, 전압은 스위치(19)가 개방되었을 때만 부하(21)에 인가된다. 여기서, 도 5에 도시된 전기 회로에서, 충분한 크기를 가지는 평활 커패시터가 스위치(19)와 양극 측 방전 단자(41a) 사이에 전원(12)과 병렬로 연결된 경우, 스위치(19)가 꺼져도 전압은 부하(21)에 인가되는 것을 유의해야 한다.
이 경우에, 방전된 전력량을 산출하는 데 있어서, 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 스위치(19)가 처음 켜진 시간부터 스위치(19)가 마지막으로 꺼진 시간, 및 그동안 공급되는 전력의 평균값 또는 유효값을 사용하는 것이 특히 효과적이라는 것을 이해할 것이다.
이제, 전원(12)의 방전 성능이 설명된다.
도 9는 수직축의 전압(V) 및 수평축의 누적 방전량(Wㆍh)으로 얻은 일반적인 배터리 방전 곡선이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 전원(12)의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압으로 나뉘는 영역 중, 누적 방전량이 작은 영역 P1 및 누적 방전량이 큰 영역 P3(이하, 상기 영역 P1 및 영역 P3을 비-평탄 영역 P1 및 P3으로 지칭)에서, 단위방전량당 전원(12)의 전압의 변화량(변화의 정도)이 커진다. 반면에, 누적 방전량이 작은 영역 P1 및 누적 방전량이 큰 영역 P3 사이의 영역 P2(이하, 상기 영역 P2를 평탄 영역 P2으로 지칭)에서, 단위방전량당 전원(12)의 전압의 변화량(변화의 정도)은 작아진다.
그러므로 전압 강하량에 기초한 임계값 TH의 설정에 있어서, 전원(12)의 방전 특성을 고려할 필요가 있다. 달리 말하여, 비-평탄 영역 P1 및 P3에서, 전력량 ΔWh에 대한 전압 강하량은 각각 ΔV1 및 ΔV3인 반면; 평탄 영역 P2에서, 전력량 ΔWh에 대한 전압 강하량은 ΔV1 및 ΔV3보다 현저하게 작은 ΔV2가 된다.
그러므로 전원(12)의 전압이 변해도 임계값 TH이 항상 방전에 의해 야기된 전력량 ΔWh에 대한 전압 강하량 ΔV2에 기초하여 설정된다면, 전원(12)의 단락이 발생하지 않아도 전원(12)의 단락이 잘못 감지될 수 있다. 그러므로 임계값 설정부(57)가 전원(12)의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 정의되는 영역 중 비-평탄 영역 P1 및 P3에 속하는 경우에 획득한 전원(12)의 전압의 변화의 정도에 기초하여 임계값 TH를 설정하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 것은, 전원(12)의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 나뉘는 영역 중 단위방전량당 전원(12)의 전압의 변화량이 가장 큰 영역(예를 들어, 비-평탄 영역 P1)에 속하는 경우에 획득한 전원(12)의 전압의 변화의 정도에 기초하여 임계값을 설정하는 것이다. 상기 설명된 방식으로 임계값 TH를 설정하는 경우에, 전원(12)의 전압에 따라 임계값 TH를 변화시켜야 할 필요가 없으며, 잘못된 감지를 방지할 수 있다.
또한, 임계값 설정부(57)는 전원(12)의 전압에 따라 임계값 TH를 설정 또는 보정할 수도 있다. 이 경우에, 임계값 TH 산출이 복잡해지더라도, 더욱 적절한 임계값 TH를 설정할 수 있게 된다. 또한, 전력량 ΔWh에 대한 전압 강하량이 전원(12)의 건전 상태에 따라 변화함에 따라, 임계값 설정부(57)는 전원(12)의 건전 상태에 따라 임계값 TH를 설정 또는 보정할 수도 있다. 이러한 경우에, 전원(12)의 상태에 따라 최적의 임계값 TH를 설정할 수 있고, 단락 감지의 정확도가 개선된다.
도 7 및 도 9를 참조하여, 최적의 임계값 TH의 설정이 더욱 상세히 설명된다. 상기 설명되어 도 9에 도시된 방전 곡선은 전원(12)의 건전 상태에 따라 변화한다. 그러므로 건전 상태에 따른 방전 곡선은 임계값 설정부(57) 내에 사전에 저장된다. 임계값 설정부(57)는 열화 추정부(56)로부터 입력된 건전 상태에 기초하여 최적의 방전 곡선을 선택한다. 또한, 임계값 설정부(57)는 전원 전압 획득부(55)로부터 입력되는 전원 전압 및 최적의 방전 곡선에 기초하여, 1번의 퍼프 동작 동안 공급되는 전력량의 실제값, 전압 강하, 및 임계값 TH 만을 설정할 필요가 있다.
상기 설명된 바와 같이, 전원 상태 진단부(52)의 단락 감지부(58)는 전압 센서(16)의 출력값인 전원(12)의 전압에 기초하여 전원(12)의 단락을 감지하며, 전원(12)의 전압은 개방 회로 전압 OCV일 수 있거나, 또는 폐쇄 회로 전압 CCV일 수도 있다. 여기서, 전원(12)의 개방 회로 전압 OCV 및 폐쇄 회로 전압 CCV는 전원(12)이 리튬-이온 배터리인 경우를 예시로 설명된다.
도 10은 스위치(19)가 꺼졌을 때 도 5의 에어로졸 흡인기(1)의 전기 회로도를 간략하게 도시하는 도면이다. 스위치(19)가 꺼졌을 때 전압 센서(16) 측정값, 즉, 개방 회로 전압 OCV은 전원(12)의 기전력 EBatt과 같다.
도 11은 스위치(19)가 켜졌을 때(전기 회로가 폐쇄 회로를 구성할 때) 도 5의 에어로졸 흡인기(1)의 전기 회로에 대한 등가 회로를 도시하는 도면이다. 부호 "CBatt"는 전원(12)과 동일한 기전력을 가지는 커패시터이고, 부호 "Rimp"는 리튬 이온이 전극 사이를 이동할 때 받게 되는 전극 사이에서의 전극간 내부 저항이고, 부호 "CEDL"는 전극 계면에 있어서 전기 이중층 용량을 나타내는 커패시터이고, 부호 "REDL"은 전극과 전해질 용액 사이 계면을 이동할 때 반응 저항이다. 반응 저항 REDL 및 전기 이중층 커패시터 CEDL는 커패시터 CBatt의 하류측 및 전극간 내부 저항 Rimp 과 병렬로 제공되며, 이에 따라 전극간 내부 저항 Rimp은 직류(DC) 성분을 구성하고, 반응 저항 REDL은 1차 지연(AC) 성분을 구성한다.
스위치(19)가 켜졌을 때 전압 센서(16)의 측정값, 즉, 폐쇄 회로 전압 CCV는 전원(12)의 기전력에서 전극간 내부 저항 Rimp에 의해 야기된 손실 및 반응 저항 REDL에 의해 야기된 손실을 감산함으로써 얻는 값이다.
그러므로 도 12에 도시된 바와 같이, 동일한 전원(12)의 잔여량에 대하여, 폐쇄 회로 전압 CCV보다 개방 회로 전압 OCV가 큰 관계가 성립된다. 도 12는 문헌 [LITHIUM COBALT SPINEL OXIDE: A STRUCTURAL AND ELECTROCHEMICAL STUDY(ERIKA MEZA et al, J. Chil. Chem. Soc, 53, No 2(2008), pages: 1494-1497)]에 개시되어 있는 스피넬-유형의 Li1+xCo2O4를 양극 활물질로서 사용하는 리튬-이온 2차 배터리의 방전에 따른 개방 회로 전압 OCV와 폐쇄 회로 전압 CCV 사이의 관계를 도시한다. 수직축은 개방 회로 전압 OCV 및 폐쇄 회로 전압 CCV의 전압값을 나타내고, 위쪽으로 갈수록, 전압값이 증가한다. 수평축은 양극 활물질 내 리튬량을 나타내며, 오른쪽으로 갈수록, 양이 증가한다. 달리 말하여, 오른쪽으로 갈수록, 잔여 전력 저장 용량이 감소하고, 방전된 전력의 적산값이 증가한다.
도 11에 도시된 등가 회로 내 폐쇄 회로 전압 CCV의 시간 변화는 다음의 식 (1) 및 식 (2)으로서 나타낼 수 있다.
Figure 112019133460067-pat00001
Figure 112019133460067-pat00002
식 (2)에서, Rload는 부하(21)의 전기 저항값을 나타낸다.
스위치(19)가 켜진 직후, 1차 지연 성분인 반응 저항 REDL은 무시할 수 있다. 달리 말하여, 스위치(19)가 켜진 직후, 즉, t가 0일 때, 개방 회로 전압 OCV와 폐쇄 회로 전압 CCV 사이의 차이는 전극간 내부 저항 Rimp에 의해 야기된 전압 강하량에 의존한다.
이것은 식 (1) 및 식 (2)로부터 식 (3)으로 나타낼 수 있다.
Figure 112019133460067-pat00003
반면에, t가 식 (1) 및 식 (2)에 나타난 1차 지연 성분의 완화 시간(시정수)인 REDL와 CEDL의 곱보다 충분히 클 경우에, 개방 회로 전압 OCV와 폐쇄 회로 전압 CCV 사이의 차이는 전극간 내부 저항 Rimp에 의해 야기된 전압 강하량과 반응 저항 REDL에 의해 야기된 전압 강하량의 합에 기인한다.
이것은 식 (1) 및 식 (2)로부터 식 (4)로 나타낼 수 있다.
Figure 112019133460067-pat00004
한편, 일반적으로, REDL 및 CEDL은 충분히 작은 값이다. 그러므로 식 (4)의 관계는 (대략) 스위치(19)가 닫힌 후 비교적 빠른 시기에 성립하는 점에 유의해야 한다.
폐쇄 회로 전압 CCV를 사용하는 경우에, 폐쇄 회로 전압은 회로가 닫힌 후 충분한 시간이 경과했을 때(t = t1)의 출력값일 수 있거나, 또는 회로가 닫힌 후 충분한 시간이 경과하기 전(t < t1)의 출력값일 수 있다.
시간 t1은 폐쇄 회로 전압 CCV의 변화를 1차 지연 시스템으로 간주한 경우 시정수(REDL와 CEDL의 곱)에 기초하여 설정된다. 한편, 상기 설명된 바와 같이, 1차 지연(AC) 성분인 반응 저항 REDL에 의해 회로가 폐쇄된 후 경과 시간에 따라 폐쇄 회로 전압 CCV에 변화한다. 그러므로 방전-전 전압 및 방전-후 전압에 있어서, 폐쇄 명령이 스위치(19)에 전송될 때부터 0을 포함한 소정의 기간이 경과한 후, 이러한 전압을 획득하기 위한 시간을 일치시킬 필요가 있다.
이러한 시간이 일치되지 않는 경우, 방전-전 전압 및 방전-후 전압의 반응 저항은 상이하다. 그러므로 이러한 반응 저항 차이는 방전-전 전압과 방전-후 전압 사이의 차이에 노이즈로 혼입되어, 단락 진단의 정확도가 감소한다. 회로가 닫힌 후 충분한 시간이 경과하기 전의 출력값을 폐쇄 회로 전압 CCV으로 사용함으로써, 폐쇄 회로 전압 CCV를 더욱 빨리 획득할 수 있다. 반면에, 회로가 닫힌 후 충분한 시간이 경과한 후의 출력값을 폐쇄 회로 전압 CCV으로 사용함으로써, 폐쇄 회로 전압 CCV를 더욱 정확하게 획득할 수 있다.
또한, 폐쇄 회로 전압 CCV을 획득할 때, 전원 상태 진단부(52)는 에어로졸을 생성하기 위해 전력이 부하(21)에 방전될 때의 전류보다 더욱 작은 전류를 사용하여 폐쇄 회로 전압 CCV을 획득할 수 있다. 작은 전류를 사용하여 폐쇄 회로 전압 CCV을 획득함으로써, 에어로졸이 폐쇄 회로 전압 CCV의 획득 동안 생성되는 것을 억제할 수 있다.
이제, 단락 감지부(58)에 의해 수행되는 단락 진단 제어의 제어 흐름이 설명된다.
먼저, 제1 실시예의 단락 진단 제어의 제어 흐름이 도 14 및 도 15를 참조하여 설명된다. 제1 실시예의 단락 진단 제어는 전원(12)의 전압으로서 개방 회로 전압 OCV를 사용하는 경우이다.
먼저, 에어로졸 생성 요청 감지부(51)는 흡인 센서(15)의 출력 결과에 기초하여 에어로졸 생성 요청을 감지한다(단계 S11). 사용자로부터의 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 전원(12)의 단락 상태를 획득함으로써, 사용자가 단락 결정 결과를 인식하게 할 수 있다. 에어로졸 생성 요청 감지부(51)가 에어로졸 생성 요청을 감지한 경우(단계 S11의 "Yes"), 전원 전압 획득부(55)는 개방 회로 전압 OCV를 획득하고(단계 S12), 에어로졸 생성 요청 감지부(51)가 에어로졸 생성 요청을 감지하지 않은 경우(단계 S11에서 "No"), 단계 S11의 공정이 반복된다.
단계 S12에서 개방 회로 전압 OCV을 획득한 후에, 전원 전압 획득부(55)는 이전의 개방 회로 전압 OCV를 획득한다(단계 S13). 이전의 개방 회로 전압 OCV은 이전의 에어로졸 생성 이전에 미리 획득한 이전의 개방 회로 전압을 기억하는 메모리(18)로부터 획득될 수 있다. 또한, 단계 S12 및 단계 S13의 순서는 반대일 수 있다. 계속해서, 임계값 설정부(57)는 임계값 TH를 설정할 수 있다(단계 S14). 상기 임계값 TH는 이전의 개방 회로 전압 OCV의 획득 이후 수행된 방전에 기인한 전원(12)의 전압의 변화량, 즉, 전압 강하량에 기초하여 설정되며, 상기 설명된 바와 같이, 임계값 설정부(57)는 전원(12)의 전압, 전원(12)의 열화 상태, 등에 기초하여 임계값 TH를 설정 또는 보정할 수 있다.
계속해서, 단락 감지부(58)는 임계값 설정부(57)에 의해 설정된 임계값 TH를 획득된 이전의 개방 회로 전압 OCV과 획득된 현재 개방 회로 전압 OCV의 차이와 비교하여, 이전의 개방 회로 전압 OCV과 현재의 개방 회로 전압 OCV 사이의 차이가 임계값 TH 이하인지, 또는 그렇지 않은지 여부를 결정한다(단계 S15). 결과가 이전의 개방 회로 전압 OCV과 현재의 개방 회로 전압 OCV 사이의 차이가 임계값 TH 이하인 것으로 결정된 경우에(단계 S15의 "Yes"), 단락 감지부(58)는 전원(12)이 정상적인 것으로, 즉, 단락이 발생하지 않은 것으로 결정하고(단계 S16), 전력 제어부(53)는 에어로졸 생성을 위한 PWM 제어를 수행한다(단계 S17). 반면에, 단계 S15에서 이전의 개방 회로 전압 OCV과 현재의 개방 회로 전압 OCV 사이의 차이가 임계값 TH를 초과하는 것으로 결정된 경우에(단계 S15의 "No"), 알림 제어부(54)는 사용자에게 단락이 발생한 것을 알린다(단계 S18).
단락 감지부(58)는 단락이 내부 단락 또는 외부 단락인지의 여부를 감지할 수 있으며, 즉, 단락이 발생한 경우에, 전원(12)의 단락의 발생 여부 이외에도, 단락의 유형을 구별하여 감지할 수 있다. 일반적으로, 내부 단락은 외부 단락과 비교하여 더 큰 전압 강하량을 야기한다. 달리 말하여, 내부 단락 동안 이전의 개방 회로 전압 OCV과 현재의 개방 회로 전압 OCV 사이의 차이가 외부 단락 동안 이전의 개방 회로 전압 OCV과 현재의 개방 회로 전압 OCV 사이의 차이보다 더 크다. 그러므로 단계 S15에서, 단락 감지부(58)는 임계값 TH과 이전의 개방 회로 전압 OCV과 현재의 개방 회로 전압 OCV 사이의 차이가 클 경우에, 단락은 내부 단락임을 결정하고, 임계값 TH과 이전의 개방 회로 전압 OCV과 현재의 개방 회로 전압 OCV 사이의 차이가 작은 경우에 단락은 외부 단락임을 결정한다.
단락 감지부(58)가 내부 단락과 외부 단락을 구별하여 감지함에 따라, 알림 제어부(54)는 내부 단락이 발생한 경우에 전원(12)의 교체가 요구되는 것을 사용자에게 알릴 수 있고, 외부 단락이 발생한 경우에 전원(12)의 충전이 요구되는 것을 사용자에게 알릴 수 있다. 그러므로 단락에 의존하여 적절한 조치를 취하도록 사용자에게 권유할 수 있다.
이제, 제2 실시예의 단락 진단 제어의 제어 흐름이 도 16 및 도 17을 참조하여 설명된다. 제2 실시예의 단락 진단 제어는 전원(12)의 전압으로서 폐쇄 회로 전압 CCV를 사용하는 경우이다. 한편, 제1 실시예의 단락 진단 제어의 제어 흐름에서의 단계가 동일한 단계는 간략하게 설명되거나 생략되고, 상이한 단계에 대해 상세히 설명된다.
먼저, 에어로졸 생성 요청 감지부(51)는 흡인 센서(15)의 출력 결과에 기초하여 에어로졸 생성 요청을 감지한다(단계 S11). 에어로졸 생성 요청 감지부(51)가 에어로졸 생성 요청을 감지한 경우(단계 S11의 "Yes"), 전원 전압 획득부(55)는 폐쇄 회로 전압 CCV를 획득하고(단계 S22); 에어로졸 생성 요청 감지부(51)가 에어로졸 생성 요청이 감지되지 않은 경우(단계 S11에서 "No"), 단계 S11의 공정이 반복된다.
단계 S12에서 폐쇄 회로 전압 CCV을 획득한 후에, 전원 전압 획득부(55)는 이전의 폐쇄 회로 전압 OCV를 획득한다(단계 S23). 폐쇄 회로 전압 CCV는, 이전의 에어로졸 생성 전에 또는 이전의 에어로졸 생성 시작 직후에 미리 획득한, 이전의 폐쇄 회로 전압을 기억하는 메모리(18)로부터 획득될 수 있다. 단락 진단 제어에 폐쇄 회로 전압 CCV를 사용하는 경우에, 상기 설명된 바와 같이, 방전-전 전압 및 방전-후 전압에 있어서, 폐쇄 명령이 스위치(19)에 전송될 때부터 0을 포함한 소정의 기간이 경과한 후, 이러한 전압을 획득하기 위한 시간을 일치시킬 필요가 있다. 계속해서, 임계값 설정부(57)는 임계값 TH를 설정할 수 있다(단계 S24).
상기 임계값 TH는 이전의 폐쇄 회로 전압 CCV의 획득 이후 수행된 방전에 기인한 전원(12)의 전압의 변화량, 즉, 전압 강하량에 기초하여 설정되며, 상기 설명된 바와 같이, 임계값 설정부(57)는 전원(12)의 전압, 전원(12)의 열화 상태, 등에 기초하여 임계값 TH를 설정 또는 보정할 수 있다.
계속해서, 단락 감지부(58)는 임계값 설정부(57)에 의해 설정된 임계값 TH를 획득된 이전의 폐쇄 회로 전압 CCV과 획득된 현재 폐쇄 회로 전압 CCV의 차이와 비교하여, 이전의 폐쇄 회로 전압 CCV과 현재의 폐쇄 회로 전압 CCV 사이의 차이가 임계값 TH 이하인지, 또는 그렇지 않은지 여부를 판단한다(단계 S25). 결과가 이전의 폐쇄 회로 전압 CCV과 현재의 폐쇄 회로 전압 CCV 사이의 차이가 임계값 TH 이하인 것으로 결정된 경우에(단계 S25의 "Yes"), 단락 감지부(58)는 전원(12)이 정상적인 것으로, 즉, 단락이 발생하지 않은 것으로 판단하고(단계 S16), 전력 제어부(53)는 에어로졸 생성을 위한 PWM 제어를 수행한다(단계 S17). 반면에, 단계 S25에서 이전의 폐쇄 회로 전압 CCV과 현재의 폐쇄 회로 전압 CCV 사이의 차이가 임계값 TH를 초과하는 것으로 결정된 경우에(단계 S25의 "No"), 알림 제어부(54)는 사용자에게 단락이 발생한 것을 알린다(단계 S18).
한편, 제1 실시예의 단락 진단 제어의 단계 S13 및 제2 실시예의 단락 진단 제어의 단계 S23에서, 전원 전압 획득부(55)가 이전의 개방 회로 전압 OCV를 획득할 때, 방전 이전과 방전 이후의 간격이 소정의 시간을 초과하는 경우, 전원(12)의 단락에 대한 감지가 수행되지 않도록 제어가 수행될 수 있다. 방전 이전과 방전 이후의 간격은 타이머에 의해 측정될 수 있다. 또한, 소정의 시간이 경과한 이후, 메모리(18)로부터 이전의 개방 회로 전압이 자동으로 삭제되도록 프로그래밍이 수행될 수 있다. 이러한 경우에, 방전 이전과 방전 이후의 간격이 길어지게 되면, 전원(12)의 단락에 대한 감지는 수행되지 않는다. 그러므로 자연적인 방전 등에 기인한 단락의 잘못된 감지를 방지할 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 제1 실시예의 단락 진단 공정 및 도 16에 도시된 제2 실시예의 단락 진단 공정에서, 이전의 개방 회로 전압 OCV 또는 이전의 폐쇄 회로 전압 CCV은, 이전의 에어로졸 생성 이후가 아니라, 에어로졸 생성 요청이 감지된 이후에 획득된다. 에어로졸 생성 직후, 방전으로 인해 전원(12)의 온도가 상승하고, 현재의 개방 회로 전압 OCV 또는 현재의 폐쇄 회로 전압 CCV은 영향을 받을 수 있다. 반면에, 에어로졸 생성 요청이 감지되는 시간에, 전원(12)의 온도는 대략 실온일 가능성이 높다. 그러므로 제1 실시예의 단락 진단 공정 및 제2 실시예의 단락 진단 공정에서와같이, 전압 획득 조건을 가능한 유사하게 함으로써, 단락 진단 공정의 정확도를 개선할 수 있다.
그러나 본 발명은 상기 설명된 실시형태에 제한되지 않으며, 변형, 개선, 등이 적절하게 이루어질 수 있다.
본 명세서에, 적어도 다음의 발명 (1) 내지 (20)이 개시된다. 또한, 상기 설명된 실시형태에 있어서 대응하는 구성 요소 등은 괄호로 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
(1) 다음을 포함하는, 에어로졸 흡인기(에어로졸 흡인기(1))를 위한 전원 공급 장치(전원 공급 장치(10)):
에어로졸 공급원(에어로졸 공급원(22))으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하(부하(21))에 전력을 방출할 수 있는 전원(전원(12));
전원을 제어하도록 구성된 제어부(제어부(50)); 및 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서(전압 센서(16)),
여기서 상기 제어부는 센서의 출력값에 기초하여 전원의 단락을 감지하는 전원 공급 장치.
(1)에 의하면, 제어부는 센서의 출력값(전압)에 기초하여 전원의 단락을 감지한다. 그러므로 전원의 정상 여부를 결정할 수 있다. 그러나 센서의 출력값은 전원의 전압에 한정되지 않으며, 전원의 전압을 도출할 수 있는 값(전압-관련 값)이면 된다.
(2) (1)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 제어부는 방전 전에 획득된 센서의 출력값인 제1 출력값(방전-전 전압), 및 방전 이후에 획득된 센서의 출력값인 제2 출력값(방전-후 전압)에 기초하여 단락을 감지하는 전원 공급 장치.
(2)에 의하면, 단락은 방전 이전 및 이후에 획득된 제1 출력값 및 제2 출력값에 기초하여 감지된다. 그러므로 적절한 시간, 즉, 부하가 전원에 인가된 이후에 단락 감지를 수행할 수 있다.
(3) (2)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 방전은 상기 부하와 상이한 또 다른 부하로의 방전인 전원 공급 장치.
(3)에 의하면, 상기 단락은 에어로졸 생성을 위한 부하로의 방전에 비해 더 작은 방전 이전 및 이후에 얻은 제1 출력값 및 제2 출력값에 기초하여 감지된다. 그러므로 단락이 발생하는 동안 전원의 손상을 억제할 수 있다.
(4) (3)에 따른 전원 공급 장치로서, 상기 방전은 부하로의 방전인 전원 공급 장치.
(4)에 의하면, 단락은 부하로의 방전 이전 및 이후에 얻은 제1 출력값 및 제2 출력값에 기초하여 감지된다. 그러므로 적절한 시간, 즉, 최대 부하가 전원에 인가될 때 방전 이후에 단락 감지를 수행할 수 있다.
(5) (2) 내지 (4) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이가, 방전에 기인하여 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값(임계값 TH)보다 클 경우, 상기 제어부는 단락을 감지하는 전원 공급 장치.
(5)에 의하면, 전원에 단락이 발생하지 않는 경우, 제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이는, 방전에 기인하여 상기 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량에 기초하여 설정된 임계값 이하가 된다. 그러나 전원에 단락이 발생한 경우, 제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이가 커지기 때문에, 제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이는 임계값보다 커지게 된다. 그러므로 전원의 단락을 감지할 수 있다.
(6) (2) 또는 (4)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 전원 공급 장치는 전원 및 부하를 전기적으로 연결하도록 구성된 회로의 적어도 일부를 포함하고,
상기 제어부는 방전 동안 부하에 공급되는 단위시간당 전력이 일정하거나 또는 부하에 공급되는 단위시간당 전력의 변동이 억제되도록 회로를 제어하며,
제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이가, 방전이 수행된 시간에 기초하여 설정 또는 보정된 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값보다 클 경우, 상기 제어부는 단락을 감지하는 전원 공급 장치.
(6)에 의하면, 방전 동안 일정한 전력 제어를 수행하는 경우에, 임계값은 방전이 수행된 시간에 기초하여 설정 또는 보정된다. 그러므로 복잡한 산출 없이도 적절한 임계값을 설정할 수 있다.
(7) (2) 또는 (4)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 전원 공급 장치는 전원 및 부하를 전기적으로 연결하도록 구성된 회로의 적어도 일부를 포함하고,
상기 제어부는 방전 동안 부하에 공급되는 단위시간당 전력이 일정하거나 또는 부하에 공급되는 단위시간당 전력의 변동이 억제되도록 회로를 제어하며, 방전이 수행되는 시간이 소정의 시간(최대 전력 공급 시간)을 초과하지 않도록 회로를 제어하고,
제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이가, 소정의 시간 동안 방전이 수행된 경우의 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값보다 클 경우에, 상기 제어부는 단락을 감지하는 전원 공급 장치.
(7)에 의하면, 방전이 수행되는 시간이 소정의 시간을 초과하지 않도록 일정한 전력 제어를 수행하는 경우에, 일정한 전력이 소정의 시간 동안만 방전되었다는 가정하에 임계값이 설정된다. 그러므로 복잡한 산출 없이도 적절한 임계값을 설정할 수 있다.
(8) (2) 또는 (4)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 전원 공급 장치는 전원 및 부하를 전기적으로 연결하도록 구성된 회로의 적어도 일부를 포함하고,
상기 제어부는 방전 동안 방전이 수행되는 시간이 소정의 시간(최대 전력 공급 시간)을 초과하지 않도록 회로를 제어하고,
제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이가, 부하에 공급될 수 있는 최대 전력이 소정의 시간 동안만 공급된 경우의 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값보다 클 경우, 상기 제어부는 단락을 감지하는 전원 공급 장치.
(8)에 의하면, 방전이 수행되는 시간이 소정의 시간을 초과하지 않도록 제어를 수행하는 경우에, 부하에 공급될 수 있는 최대 전력이 소정의 시간 동안만 방전되었다는 가정하에 임계값이 설정된다. 그러므로 복잡한 산출 없이도 적절한 임계값을 설정할 수 있다.
(9) (5) 내지 (8) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 잔여량에 관련된 값은 전원의 전압이며, 상기 전원의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 정의되는 영역 중 비-평탄 영역(비-평탄 영역 P1 또는 P3)에 속하는 경우, 전원의 전압의 변화의 정도에 기초하여 상기 임계값이 설정되는 전원 공급 장치.
(9)에 의하면, 상기 전원의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 정의되는 영역 중 비-평탄 영역에 속하는 경우, 전원의 전압의 변화의 정도에 기초하여 임계값이 설정된다. 그러므로 전원의 전압 차에 기인한 단락의 잘못된 감지를 억제할 수 있다.
(10) (5) 내지 (8) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 잔여량에 관련된 값은 전원의 전압이며, 상기 전원의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 정의되는 영역 중, 단위방전량당 전원의 전압의 변화량이 최대인 영역(비-평탄 영역 P1)에 속하는 경우, 상기 임계값은 상기 전원의 전압의 변화의 정도에 기초하여 설정되는 전원 공급 장치.
(10)에 의하면, 상기 전원의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 정의되는 영역 중, 단위방전량당 전원의 전압의 변화량이 최대인 영역에 속하는 경우, 상기 임계값은 상기 전원의 전압의 변화의 정도에 기초하여 설정된다.
그러므로 전원의 전압 차에 기인한 단락의 잘못된 감지를 억제할 수 있다.
(11) (5) 내지 (10) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 제어부는 전원의 열화 상태 또는 전원의 전압에 기초하여 임계값을 설정 또는 보정하도록 구성되는 전원 공급 장치.
(11)에 의하면, 상기 임계값은 전원의 열화 상태 또는 전원의 전압에 기초하여 설정 또는 보정된다. 그러므로 전원의 상태에 따라 최적의 임계값을 설정할 수 있고, 단락 감지의 정확도가 개선된다.
(12) (2) 내지 (11) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 전원의 잔여량에 대한 값은 전원의 전압이며,
제1 출력값 및 제2 출력값은 전원의 개방 회로 전압인 전원 공급 장치.
(12)에 의하면, 단락은 개방 회로 전압인 제1 출력값 및 제2 출력값에 기초하여 감지된다. 그러므로 개방 회로 전압 및 폐쇄 회로 전압에 기초하여 단락을 감지하는 경우와 비교하여 단락 감지의 정확도가 개선된다.
(13) (2) 내지 (11) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 전원의 잔여량에 대한 값은 전원의 전압이며,
제1 출력값 및 제2 출력값은 전원의 폐쇄 회로 전압인 전원 공급 장치.
(13)에 의하면, 단락은 폐쇄 회로 전압인 제1 출력값 및 제2 출력값에 기초하여 감지된다. 그러므로 개방 회로 전압 및 폐쇄 회로 전압에 기초하여 단락을 감지하는 경우와 비교하여 단락 감지의 정확도가 개선된다.
(14) (13)에 있어서, 다음을 추가로 포함하는 전원 공급 장치:
전원으로부터 전력 공급을 허용하거나 차단하도록 구성된 스위치(스위치(19)),
여기서 제1 출력값 및 제2 출력값은 상기 제어부가 스위치에 폐쇄 명령을 전송할 때부터 0을 포함한 소정의 기간이 경과한 후 얻은 전원의 폐쇄 회로 전압인 전원 공급 장치.
(14)에 의하면, 폐쇄 회로 전압인 제1 출력값 및 제2 출력값의 획득 시기는 일치된다. 그러므로 단락 감지의 정확도가 더욱 개선된다.
(15) (14)에 따른 전원 공급 장치로서,
소정의 기간은 전원의 폐쇄 회로 전압의 변화가 1차 지연 시스템으로 간주한 경우 시정수(완화 시간)에 기초하여 설정된다.
(15)에 의하면, 단락은 시정수에 기초하여 설정된 소정의 기간 이후 얻은 폐쇄 회로 전압인 제1 출력값 및 제2 출력값에 기초하여 감지된다. 그러므로 단락 감지의 정확도가 개선된다.
(16) (2) 내지 (15) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 제어부는 제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이에 기초하여, 전원의 내부 단락 및 전원의 외부 단락을 구별하여 감지하는 제1전원 공급 장치.
(16)에 의하면, 전원의 내부 단락 및 전원의 외부 단락은 구별하여 감지된다. 그러므로 단락이 발생한 경우에 따라 적절한 알림 또는 절차를 수행할 수 있다.
(17) (16)에 따른 전원 공급 장치로서,
내부 단락을 감지하기 위한 제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이는 외부 단락을 감지하기 위한 제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이보다 더 큰 전원 공급 장치.
(17)에 의하면, 전원의 내부 단락 및 전원의 외부 단락은 제1 출력값과 제2 출력값 사이의 차이에 따라 구별된다. 그러므로 단락의 유형을 높은 정확도로 결정할 수 있다.
(18) (2) 내지 (17) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 제어부는 방전 이전 및 방전 이후의 간격이 소정의 기간을 초과하는 경우, 전원의 단락을 감지하지 않는 전원 공급 장치.
(18)에 의하면, 전원의 단락에 대한 감지는 방전 이전과 방전 이후의 간격이 소정의 기간을 초과하는 경우 수행되지 않는다. 그러므로 자연적인 방전 등에 기인한 단락의 잘못된 감지를 방지할 수 있다.
(19) 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치의 제어 방법으로서, 상기 전원 공급 장치는 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원을 포함하며,
상기 제어 방법은 전원의 잔여량에 대한 값에 기초하여 전원의 단락을 감지하는 것을 포함하는 제어 방법.
(19)에 의하면, 전원의 잔여량에 관련된 값에 기초하여 전원의 단락이 감지된다. 그러므로 전원의 정상 여부를 결정할 수 있다.
(20) 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치의 제어 프로그램으로서, 상기 전원 공급 장치는 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원을 포함하며,
상기 제어 프로그램은 전원의 잔여량에 대한 값에 기초하여 전원의 단락을 감지하는 것을 포함하는 제어 프로그램.
(20)에 의하면, 전원의 잔여량에 관련된 값에 기초하여 전원의 단락이 감지된다. 그러므로 전원의 정상 여부를 결정할 수 있다.
(1), (19), 및 (20)에 의하면, 출력 센서의 출력값(전압)에 기초하여 전원의 단락이 감지된다. 그러므로 전원의 정상 여부를 결정할 수 있다. 그러므로 적절한 시점에 전원을 교체하도록 사용자 등에게 촉구할 수 있다. 그러므로 새로운 전원으로 교체하지 않고, 전원을 사용할 수 있는 기간을 최대화할 수 있는 에너지 절약 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는,
    에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위한 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
    상기 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및
    상기 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서를 포함하고,
    여기서 상기 제어부는 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 상기 센서의 출력값에 기초하여 상기 전원의 단락을 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 방전 이전에 획득된 상기 센서의 출력값인 제1 출력값, 및 상기 방전 이후에 획득된 상기 센서의 출력값인 제2 출력값에 기초하여 상기 단락을 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 방전은 상기 부하와 상이한 또 다른 부하로의 방전인 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 방전은 에어로졸 생성을 위한 상기 부하로의 방전인 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 출력값과 상기 제2 출력값 사이의 차이가, 상기 방전에 기인하여 상기 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값보다 클 경우, 상기 제어부는 상기 단락을 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원의 잔여량에 대한 값은 상기 전원의 전압이며,
    상기 제1 출력값 및 상기 제2 출력값은 상기 전원의 개방 회로 전압인 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  7. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원의 잔여량에 대한 값은 상기 전원의 전압이며,
    상기 제1 출력값 및 상기 제2 출력값은 상기 전원의 폐쇄 회로 전압인 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  8. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치의 제어 방법으로서, 상기 전원 공급 장치는 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위한 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원을 포함하며,
    상기 제어 방법은 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 상기 전원의 잔여량에 대한 값에 기초하여 상기 전원의 단락을 감지하는 것을 포함하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치의 제어 방법.
  9. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치의 제어 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능한 저장매체로서,
    상기 전원 공급 장치는 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위한 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원을 포함하며,
    상기 제어 프로그램은 에어로졸 생성 요청에 대한 응답으로 상기 전원의 잔여량에 대한 값에 기초하여 상기 전원의 단락을 감지하는 것을 포함하는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치의 제어 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능한 저장매체.
  10. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는,
    에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위한 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
    상기 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및
    상기 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서를 포함하고,
    여기서 상기 제어부는 에어로졸 생성을 위한 방전 전에 획득된 상기 센서의 출력값인 제1 출력값, 및 상기 방전 이후에 획득된 센서의 출력값인 제2 출력값에 기초하여 상기 전원의 단락을 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 상기 전원 및 상기 부하를 전기적으로 연결하도록 구성된 회로의 적어도 일부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 방전 동안 상기 부하에 공급되는 단위시간당 전력이 일정하거나 또는 부하에 공급되는 단위시간당 전력의 변동이 억제되도록 상기 회로를 제어하며,
    상기 제1 출력값과 상기 제2 출력값 사이의 차이가, 상기 방전이 수행된 시간에 기초하여 설정 또는 보정된 상기 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값보다 클 경우, 상기 제어부는 상기 단락을 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 상기 전원 및 상기 부하를 전기적으로 연결하도록 구성된 회로의 적어도 일부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 방전 동안 상기 부하에 공급되는 단위시간당 전력이 일정하도록 또는 상기 부하에 공급되는 상기 단위시간당 전력의 변동이 억제되도록 회로를 제어하고, 또한 상기 방전이 수행되는 시간이 소정의 시간을 초과하지 않도록 상기 회로를 제어하고,
    상기 제1 출력값과 상기 제2 출력값 사이의 차이가, 상기 소정의 시간 동안만 상기 방전이 수행된 경우의 상기 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값보다 클 경우에, 상기 제어부는 상기 단락을 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 상기 전원 및 상기 부하를 전기적으로 연결하도록 구성된 회로의 적어도 일부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 방전 동안 상기 방전이 수행되는 시간이 소정의 시간을 초과하지 않도록 상기 회로를 제어하고,
    상기 제1 출력값과 상기 제2 출력값 사이의 차이가, 상기 부하에 공급될 수 있는 최대 전력이 상기 소정의 시간 동안만 공급된 경우의 전원의 잔여량에 대한 값의 변화량인 임계값보다 클 경우, 상기 제어부는 상기 단락을 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  14. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는,
    에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
    상기 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및
    상기 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서를 포함하고,
    여기서 방전 이전에 얻은 센서의 출력값인 제1 출력값과 상기 방전 이후에 얻은 센서의 출력값인 제2 출력값 사이의 차이가, 상기 방전에 기인하여 상기 전원의 잔여량에 관련된 값의 변화량인 임계값보다 클 경우, 상기 제어부는 상기 전원의 단락을 감지하고,
    상기 전원의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 정의되는 영역 중 비-평탄 영역에 속하는 경우, 또는 상기 전원의 전압이 완충 전압 및 방전 차단 전압에 의해 정의되는 영역 중, 단위방전량당 전원의 전압의 변화량이 최대인 영역에 속하는 경우, 상기 임계값은 상기 전원의 전압의 변화의 정도에 기초하여 설정되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  15. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는,
    에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
    상기 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및
    상기 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서를 포함하고,
    여기서 방전 이전에 얻은 센서의 출력값인 제1 출력값과 상기 방전 이후에 얻은 센서의 출력값인 제2 출력값 사이의 차이가, 상기 방전에 기인하여 상기 전원의 잔여량에 관련된 값의 변화량인 임계값보다 클 경우, 상기 제어부는 상기 전원의 단락을 감지하고,
    상기 제어부는 상기 전원의 열화 상태 또는 상기 전원의 전압에 기초하여 상기 임계값을 설정 또는 보정하도록 구성되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  16. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는,
    에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
    상기 전원으로부터 전력 공급을 허용하거나 차단하도록 구성된 스위치;
    상기 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및
    전원의 전압을 출력하도록 구성된 센서를 포함하고,
    여기서 상기 제어부는 방전 전에 획득된 상기 센서의 출력값인 제1 출력값, 및 상기 방전 이후에 획득된 상기 센서의 출력값인 제2 출력값에 기초하여 상기 전원의 단락을 감지하고,
    상기 제1 출력값 및 상기 제2 출력값은 상기 제어부가 스위치에 폐쇄 명령을 전송할 때부터 0을 포함한 소정의 기간이 경과한 후 얻은 전원의 폐쇄 회로 전압인 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 소정의 기간은, 상기 전원의 상기 폐쇄 회로 전압의 변화가 1차 지연 시스템으로 간주되는 경우의 시정수에 기초하여 설정되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  18. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는,
    에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
    상기 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및
    상기 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서를 포함하고,
    여기서 상기 제어부는 방전 전에 획득된 상기 센서의 출력값인 제1 출력값, 및 상기 방전 이후에 획득된 상기 센서의 출력값인 제2 출력값에 기초하여 상기 전원의 단락을 감지하고,
    상기 제어부는 상기 제1 출력값과 상기 제2 출력값 사이의 차이에 기초하여, 상기 전원의 내부 단락 및 상기 전원의 외부 단락을 구별하여 감지하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 내부 단락을 감지하기 위한 상기 제1 출력값과 상기 제2 출력값 사이의 차이는 상기 외부 단락을 감지하기 위한 상기 제1 출력값과 상기 제2 출력값 사이의 차이보다 더 큰 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  20. 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
    상기 전원 공급 장치는,
    에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
    상기 전원을 제어하도록 구성된 제어부; 및
    상기 전원의 잔여량에 대한 값을 출력하도록 구성된 센서를 포함하고,
    여기서 상기 제어부는 방전 전에 획득된 상기 센서의 출력값인 제1 출력값, 및 상기 방전 이후에 획득된 상기 센서의 출력값인 제2 출력값에 기초하여 상기 전원의 단락을 감지하고,
    상기 제어부는 상기 방전 이전 및 상기 방전 이후의 간격이 소정의 기간을 초과하는 경우, 상기 전원의 단락을 감지하지 않는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전원의 내부 단락 및 외부 단락을 구별하여 검출하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
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