KR102503278B1 - 에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102503278B1
KR102503278B1 KR1020200081676A KR20200081676A KR102503278B1 KR 102503278 B1 KR102503278 B1 KR 102503278B1 KR 1020200081676 A KR1020200081676 A KR 1020200081676A KR 20200081676 A KR20200081676 A KR 20200081676A KR 102503278 B1 KR102503278 B1 KR 102503278B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy
heater
aerosol generating
generating device
electromagnetic waves
Prior art date
Application number
KR1020200081676A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220003884A (ko
Inventor
임헌일
Original Assignee
주식회사 케이티앤지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티앤지 filed Critical 주식회사 케이티앤지
Priority to KR1020200081676A priority Critical patent/KR102503278B1/ko
Publication of KR20220003884A publication Critical patent/KR20220003884A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102503278B1 publication Critical patent/KR102503278B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/90—Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Abstract

일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 히터, 상기 히터에 전력을 제공하는 배터리, 상기 히터에 제공되는 전력을 제어하는 제어부, 및 상기 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 에너지 수확 장치를 포함한다.

Description

에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치{Aerosol generating device which harvests energy}
에어로졸 생성 장치에 관하며, 보다 상세하게는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 기능을 포함하는 에어로졸 생성 장치에 관한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸을 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
히터에 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM)에 기초하여 전력이 제공됨으로써, 히터로부터 전자기파가 방출될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치는 외부의 전자기파에 노출될 수 있다. 이에, 히터 또는 외부의 전자기파로부터 에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치에 관한 발명이 요구된다.
에너지를 수확하는 기능을 포함하는 에어로졸 생성 장치를 제공하고자 한다.
기술적 과제는 상술한 바에 한정되지 않으며, 이하의 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위한 히터; 상기 히터에 전력을 제공하는 배터리; 상기 히터에 제공되는 전력을 제어하는 제어부; 및 상기 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 에너지 수확 장치를 포함한다.
다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치의 에너지 수확 방법은, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위해 히터에 전력을 제공하는 단계; 및 상기 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 단계를 포함한다.
에너지를 수확함으로써, 배터리의 전력이 절약될 수 있다. 구체적으로, 수확된 에너지를 이용하여 출력 장치를 작동시킴으로써, 배터리의 전력이 절약될 수 있다.
또한, 수확된 에너지로 배터리가 충전될 수 있으므로, 한 번의 충전으로 에어로졸 생성 장치의 기대되는 작동 시간이 길어질 수 있다.
발명의 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 에너지 수확 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 에너지 수확 장치의 회로도들이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 배터리의 충전 레벨에 기초하여 수확된 에너지를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 배터리의 충전 레벨에 기초하여 수확된 에너지를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(110), 배터리(120), 제어부(130), 및 에너지 수확 장치(140)를 포함한다. 에어로졸 생성 장치(100)의 내부 구조는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 에어로졸 생성 장치(100)의 설계에 따라, 도 1에 도시된 하드웨어 구성 중 일부가 생략되거나 새로운 구성이 더 추가될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(100)는 출력 장치를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체만으로 구성될 수 있고, 이 경우 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체에 위치한다. 다른 실시예에서 에어로졸 생성 장치(100)는 본체 및 카트리지로 구성될 수 있고, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성들은 본체 및 카트리지에 나뉘어 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 하드웨어 구성들 중 적어도 일부는 본체 및 카트리지 각각에 위치할 수도 있다.
이하에서는 에어로졸 생성 장치(100)에 포함된 각 구성들이 위치하는 공간을 한정하지 않고, 각 구성들의 동작에 대해 설명하기로 한다.
에어로졸 생성 장치(100)는 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 장치이다. 에어로졸 생성 장치(100)는 전자담배일 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)가 가열하는 에어로졸 생성 물질은 고체 또는 액체일 수 있다. 에어로졸 생성 장치(100)는 궐련 또는 카트리지에 포함된 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다.
배터리(120)는 에어로졸 생성 장치(100)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 배터리(120)는 히터(110)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(120)는 에어로졸 생성 장치(100) 내에 구비된 다른 하드웨어 구성들의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다.
히터(110)는 제어부(130)의 제어에 따라 배터리(120)로부터 전력을 공급 받는다. 히터(110)는 배터리(120)로부터 전력을 공급 받아 에어로졸 생성 장치(100)에 삽입된 궐련을 가열하거나, 에어로졸 생성 장치(100)에 장착된 카트리지를 가열할 수 있다.
히터(110)는 에어로졸 생성 장치(100)의 본체에 위치할 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(100)가 본체 및 카트리지로 구성되는 경우, 히터(110)는 카트리지에 위치할 수 있다. 히터(110)가 카트리지에 위치하는 경우, 히터(110)는 본체 및 카트리지 중 적어도 어느 한 곳에 위치한 배터리(120)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
히터(110)는 임의의 적합한 전기 저항성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적합한 전기 저항성 물질은 타이타늄, 지르코늄, 탄탈럼, 백금, 니켈, 코발트, 크로뮴, 하프늄, 나이오븀, 몰리브데넘, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간, 철, 구리, 스테인리스강, 니크롬 등을 포함하는 금속 또는 금속 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 히터(110)는 금속 열선(wire), 전기 전도성 트랙(track)이 배치된 금속 열판(plate), 세라믹 발열체 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한편, 히터(110)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 히터(110)는 궐련 또는 카트리지를 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련 또는 카트리지에는 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터가 포함될 수 있다.
제어부(130)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제어부(130)는 에어로졸 생성 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(130)는 히터(110)에 제공되는 전력을 제어할 수 있다. 일 실시예에서 제어부(130)는 펄스 폭 변조(PWM)에 기초하여 히터(110)에 제공되는 전력을 제어할 수 있다.
히터(110)에 PWM에 기초하여 전력이 제공됨에 따라, 히터(110)는 전자기파를 방출할 수 있다. 예를 들어, 히터(110)는 코일 히터일 수 있으며, PWM에 기초하여 코일에 전류가 흐름에 따라, 히터(110)로부터 전자기파 형태의 에너지가 방출될 수 있다.
에너지 수확 장치(140)는 히터(110)로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 장치이다. 에너지 수확 장치(140)는 에어로졸 생성 장치(100)의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 기능을 더 포함할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(100)는 히터(110) 이외에도 전자기파를 방출하는 다른 하드웨어 구성을 포함할 수 있으며, 에너지 수확 장치(140)는 다른 하드웨어 구성으로부터도 에너지를 수확하는 기능을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 하드웨어 구성은 PWM의 주파수를 변조하는 주파수 변조기일 수 있다.
외부로부터 전달되는 전자기파는 에어로졸 생성 장치(100)가 노출 가능한 환경의 모든 전자기파를 포함한다. 예를 들어, 외부로부터 전달되는 전자기파는 무선통신, 가전기기, 휴대장치 등으로부터 발생하는 전자기파일 수 있다.
출력 장치는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 또는 소리 정보를 출력하는 스피커를 포함할 수 있다. 출력 장치를 통해 에어로졸 생성 장치(100)의 상태가 사용자에게 전달될 수 있다.
에어로졸 생성 장치(100)의 하드웨어 구성들 중 적어도 어느 하나는 에너지 수확 장치(140)에 의해 수확된 에너지를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 에너지 수확 장치(140)가 수확한 에너지는 배터리(120)의 충전에 이용될 수 있다. 다른 예를 들어, 에너지 수확 장치(140)가 수확한 에너지는 출력 장치에 제공될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 에너지 수확 장치(140)가 수확한 에너지는 제어부(130)에 제공될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 에너지 수확 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
일 실시예에 따른 에너지 수확 장치(140)는 안테나(141), 동조회로(142), 정류회로(143), 전압변환회로(144), 및 에너지저장회로(145)를 포함한다. 다른 실시예에서 도 2에 도시된 하드웨어 구성들 중 어느 하나는 생략될 수 있다. 또 다른 실시예에서 에너지 수확 장치(140)는 다른 하드웨어 구성들을 더 포함할 수 있다.
안테나(141)는 전자기파를 수신하여 전기신호로 변환한다. 안테나(141)는 히터로부터 방출되는 전자기파 또는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파를 수신할 수 있다.
안테나(141)는 히터로부터 방출되는 전자기파의 주파수 밴드 또는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파의 주파수 밴드에 적용이 가능한 안테나일 수 있다.
예를 들어, 안테나(141)는 광대역의 주파수 밴드에 적용이 가능한 광대역 안테나로서, 히터로부터 방출되는 전자기파의 주파수 밴드 및 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파의 주파수 밴드에 적용이 가능할 수 있다. 안테나(141)가 광대역 안테나인 경우, 히터 및 외부로부터 동시에 전자기파가 수신됨에 따라, 히터 및 외부로부터 동시에 에너지가 수확될 수 있다.
다른 예를 들어, 안테나(141)는 단일 주파수 밴드에 적용이 가능한 협대역 안테나로서, 히터로부터 방출되는 전자기파의 주파수 밴드에 적용이 가능한 안테나일 수 있다. 예를 들어, 약 2MHz의 PWM에 기초하여, 히터에 전력이 제공되는 경우, 안테나(141)는 약 2MHz의 주파수를 포함하는 주파수 밴드에 적용이 가능한 협대역 안테나일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 안테나(141)는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파의 주파수 밴드에 적용이 가능한 협대역 안테나일 수 있다. 예를 들어, 안테나(141)는 이동통신의 주파수 밴드에 적용이 가능하도록 수백MHz~수십GHz 범위의 주파수 밴드에 적용이 가능한 협대역 안테나일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 안테나(141)는 히터로부터 방출되는 전자기파의 주파수 밴드에 적용이 가능한 협대역 안테나 및 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파의 주파수 밴드에 적용이 가능한 협대역 안테나를 모두 포함할 수 있다.
안테나(141)는 에어로졸 생성 장치에 적용이 가능한 소형 안테나일 수 있다. 예를 들어, 안테나(141)는 GHz의 주파수 밴드에 대응하여 mm 스케일이거나 MHz의 주파수 밴드에 대응하여 cm 스케일일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
안테나(141)는 히터로부터 방출되는 전자기파 및 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 동시에 에너지를 수확할 수 있도록, 등방성 안테나(omni-directional antenna)일 수 있다.
또는 안테나(141)는 히터로부터 방출되는 전자기파 및 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파 중 어느 하나로부터 에너지를 수확할 수 있도록, 지향성 안테나(directional antenna)일 수 있다.
지향성 안테나에는 히터(110)와 안테나(141)의 배치 및/또는 히터(110)와 외부의 전자기파의 세기에 기초한 빔포밍이 적용될 수 있다. 지향성 안테나는 빔포밍에 기초하여 방향을 자동으로 결정하거나 제어부(130) 의해 결정된 방향으로 조향될 수 있다.
예를 들어, 히터(110)의 전자기파로부터 에너지를 수확하는 경우에는 지향성 안테나의 수신 방향이 히터(110)를 향하여 설정될 수 있고, 외부의 전자기파로부터 에너지를 수확하는 경우에는 지향성 안테나의 수신 방향이 에어로졸 생성 장치의 외부를 향할 수 있다.
다른 예를 들어, 히터(110) 이외의 다른 하드웨어 구성의 전자기파로부터 에너지를 수확하는 경우에는 지향성 안테나의 수신 방향이 다른 하드웨어 구성을 향하여 설정될 수 있다.
동조회로(142)는 안테나(141)에 의해 변환된 전기신호 중 특정 주파수의 전기신호를 추출한다. 특정 주파수는 에너지를 수확하고자 하는 전자기파에 의해 결정될 수 있다. 특정 주파수가 복수개인 경우, 동조회로(142)는 동조 주파수가 변경되도록 구성될 수 있다.
동조회로(142)는 자동동조회로일 수 있다. 자동동조회로의 경우, 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 경우와 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 경우에 따라 동조 주파수가 자동으로 변경될 수 있다.
추출된 특정 주파수의 전기신호는 정류회로(143)에 의해 정류될 수 있다. 정류된 전기신호는 전압변환회로(144)에 의해 특정 전압의 전기신호로 변환될 수 있다. 특정 전압은 에어로졸 생성 장치의 배터리의 전압일 수 있다. 전압변환회로(144)는 DC/DC 변환 회로일 수 있다.
선택적으로, 전압변환회로(144)에서 전압이 변환된 전기신호는 에너지저장회로(145)에 저장된 후, 제어부의 제어에 따라 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성으로 전달될 수 있다. 에너지저장회로(145)는 충전이 가능한 보조배터리 또는 슈퍼커패시터일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 에너지 수확 장치의 회로도들이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 안테나(141)는 모노폴 안테나, 패치 안테나, 또는 루프 안테나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 동조회로(142) 및 정류회로(143)는 회로는 예시적인 회로일 뿐이며, 다른 실시예에서 다르게 구현될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.
에너지 수확 장치는 도 3a와 같이 구성될 수 있고, 전압변환회로(144)의 출력 노드들(a, b)을 통해 출력되는 전기 신호(예, 전류)는 배터리의 충전 또는 다른 하드웨어 구성의 동작을 위해 사용될 수 있다. 전압변환회로(144)는 배터리의 전압 또는 다른 하드웨어 구성의 전압에 맞게 전기신호의 전압을 변환할 수 있다.
에너지 수확 장치는 도 3b와 같이 구성될 수 있고, 수확된 에너지는 에너지저장회로(145)에 임시적으로 저장될 수 있다. 제어부의 제어에 따라 에너지저장회로(145)의 출력 노드들(a, b)을 통해 전기 신호(예, 전류)가 출력될 수 있다. 에너지저장회로(145)의 출력 노드들(a, b)을 통해 출력되는 전기 신호는 배터리의 충전 또는 다른 하드웨어 구성의 동작을 위해 사용될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
제어부(130)는 배터리(120)에서 히터(110)로 제공되는 전력을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 PWM에 기초하여, 배터리(120)에서 히터(110)로 제공되는 전력을 제어할 수 있다. 히터(110)는 배터리(120)로부터 전력을 제공받음에 따라 전자기파를 방출할 수 있다.
에너지 수확 장치(140)는 히터(110)로부터 방출되는 전자기파 또는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다. 에너지 수확 장치(140)에 의해 수확된 에너지는 배터리(120)에 제공될 수 있다. 배터리(120)는 수확된 에너지에 의해 충전될 수 있다.
제어부(130)는 에너지 수확 장치(140)로부터 배터리(120)에 제공되는 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 배터리(120)가 외부 전력에 의한 충전 또는 히터 등에 전력 제공을 위한 방전 중이 아닌 경우, 수확된 에너지에 의해 배터리(120)가 충전되도록 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(130)는 배터리(120)의 충전 레벨이 미리 결정된 레벨보다 작은 경우, 수확된 에너지에 의해 배터리(120)가 충전되도록 제어할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조한 설명과 같이, 에너지 수확 장치(140)는 히터(110)로부터 방출되는 전자기파 또는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다. 수확된 에너지는 배터리(120) 또는 출력 장치(150)에 제공될 수 있다.
제어부(130)는 수확된 에너지가 에너지 수확 장치(140)로부터 배터리(120) 또는 출력 장치(150)에 제공되도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 에너지 수확 장치(140)에 의해 수확된 에너지 및 배터리(120)의 전력 중 수확된 에너지를 출력 장치(150)에 우선적으로 제공할 수 있다. 에너지 수확 장치(140)에 의해 수확된 에너지가 존재하는 경우, 수확된 에너지가 출력 장치(150)에 우선적으로 제공되므로, 배터리(120)의 전력을 절약할 수 있다.
다른 예를 들어, 제어부(130)는 배터리(120) 및 출력 장치(150) 중 우선순위가 높은 하나에 수확된 에너지를 우선적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 배터리(120)의 충전 레벨에 기초하여, 배터리(120) 및 출력 장치(150) 중 우선순위가 높은 하나에 수확된 에너지를 우선적으로 제공할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 배터리의 충전 레벨에 기초하여 수확된 에너지를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
61 단계에서, 제어부는 배터리의 충전 레벨과 미리 결정된 레벨을 비교한다. 배터리의 충전 레벨은 0%~100%의 범위에 포함될 수 있다. 미리 결정된 레벨은 배터리가 소진되어 충전이 필요한 상태를 나타내는 레벨일 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 레벨은 10%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
배터리의 충전 레벨이 미리 결정된 레벨보다 작으면, 62 단계에서 제어부는 에너지 수확 장치에 의해 수확된 에너지를 배터리에 우선적으로 공급한다.
그렇지 않으면, 63 단계에서 제어부는 에너지 수확 장치에 의해 수확된 에너지를 출력 장치에 우선적으로 공급한다.
배터리의 충전 레벨이 미리 결정된 레벨보다 작은 것은, 배터리가 소진되어 충전이 필요한 상태인 것에 대응될 수 있다. 따라서, 제어부는 배터리의 충전 레벨이 미리 결정된 레벨보다 작은 경우, 배터리에 수확된 에너지를 우선적으로 공급함으로써, 배터리가 완전히 소진되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 배터리의 충전 레벨에 기초하여 수확된 에너지를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
71 단계에서, 제어부는 배터리의 충전 레벨과 미리 결정된 레벨을 비교한다.
배터리의 충전 레벨이 미리 결정된 레벨보다 작으면, 72 단계에서 제어부는 에너지 수확 장치에 의해 수확된 에너지를 출력 장치에 우선적으로 공급한다.
그렇지 않으면, 73 단계에서 제어부는 에너지 수확 장치에 의해 수확된 에너지를 배터리에 우선적으로 공급한다.
배터리의 충전 레벨이 미리 결정된 레벨보다 작은 것은, 배터리가 수확된 에너지로는 더 이상 충전되지 않아 외부 전력에 의해 충전되어야 하는 것에 대응될 수 있다. 따라서, 제어부는 배터리의 충전 레벨이 미리 결정된 레벨보다 작은 경우, 출력 장치에 수확된 에너지를 우선적으로 공급함으로써, 외부 전력에 의한 배터리의 충전이 필요함을 사용자에게 알릴 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
81 단계에서, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위해 히터에 전력이 제공될 수 있다. 배터리에서 히터로 전력이 제공될 수 있으며, 전력 제어는 PWM에 기초할 수 있다. PWM에 기초하여 히터에 전력이 제공됨에 따라, 히터로부터 전자기파가 방출될 수 있다.
82 단계에서, 에너지 수확 장치는 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다. 수확된 에너지는 배터리의 충전, 출력 장치의 동작 등과 같이 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성들의 동작을 위해 사용될 수 있다. 에너지 생성 장치가 수확된 에너지를 이용하므로, 배터리의 전력이 절약될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
91 단계에서, 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위해 히터에 전력이 제공될 수 있다. 배터리에서 히터로 전력이 제공될 수 있으며, 전력 제어는 PWM에 기초할 수 있다. PWM에 기초하여 히터에 전력이 제공됨에 따라, 히터로부터 전자기파가 방출될 수 있다.
92 단계에서, 에너지 수확 장치는 히터로부터 방출되는 전자기파 또는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다.
예를 들어, 에너지 수확 장치는 히터로부터 방출되는 전자기파 및 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 동시에 에너지를 수확할 수 있다.
다른 예를 들어, 에너지 수확 장치는 히터로부터 방출되는 전자기파 또는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파 중 어느 하나로부터 에너지를 수확할 수 있다.
에너지 수확 장치의 안테나의 방향 또는 동조 주파수 등이 변경됨으로써, 에너지 수확 장치가 히터의 전자기파 또는 외부의 전자기파로부터 선택적으로 에너지를 수확할 수 있다.
에너지 수확 장치는 히터의 상태에 기초하여 히터로부터 방출되는 전자기파 또는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다.
예를 들어, 에너지 수확 장치는 히터가 활성화되면 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하고, 히터가 비활성화되면 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다. 히터가 비활성화된 경우, 즉 히터로부터 전자기파가 방출되지 않는 경우에는 외부의 전자기파로부터 에너지를 수확함으로써, 히터의 상태에 의존하지 않고 에너지가 수확될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
히터의 상태는 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시키기 위한 예열 상태, 예열 상태 이후에 에어로졸 생성 물질의 온도를 유지하기 위한 가열 상태, 및 비가열 상태를 포함할 수 있다.
1010 단계에서, 제어부는 히터가 예열 상태인지 여부를 판단한다.
히터가 예열 상태인 경우, 1020 단계에서 에너지 수확 장치는 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확한다.
히터가 예열 상태가 아닌 경우, 1030 단계에서 에너지 수확 장치는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확한다. 히터가 예열 상태가 아닌 경우는 히터가 가열 상태이거나 비가열 상태일 수 있다.
예열 상태에서는 상대적으로 많은 전력이 히터에 제공되고, 가열 상태에서는 상대적으로 적은 전력이 히터에 제공되며, 비가열 상태에서는 전력이 히터에 제공되지 않을 수 있다. 따라서, 가열 상태 및 비가열 상태에서는 히터로부터 수확되는 에너지가 매우 적거나 없을 수 있으므로, 히터 대신 외부의 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치가 에너지를 수확하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1110 단계에서, 제어부는 히터로 제공되는 전력의 듀티 사이클과 미리 설정된 값을 비교한다.
듀티 사이클이 미리 설정된 값보다 크면, 1120 단계에서 에너지 수확 장치는 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확한다.
그렇지 않으면, 1130 단계에서 에너지 수확 장치는 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확한다.
히터로 제공되는 전력의 듀티 사이클이 큰 것은 히터로 제공되는 전력이 많은 것을 의미한다. 따라서, 히터로 제공되는 전력의 듀티 사이클이 큰 상태에서는 히터의 전자기파로부터 많은 양의 에너지의 수확이 기대될 수 있다. 히터로 제공되는 전력의 듀티 사이클이 작은 상태에서는 히터로부터 수확되는 에너지가 매우 적거나 없을 수 있으므로, 히터 대신 외부의 전자기파로부터 에너지를 수확할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 에어로졸 생성 장치 110: 히터
120: 배터리 130: 제어부
140: 에너지 수확 장치 141: 안테나
142: 동조회로 143: 정류회로
144: 전압변환회로 145: 에너지저장회로
150: 출력 장치

Claims (14)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치의 내부에 위치하고, 에어로졸 생성 물질을 가열하고, 전자기파를 방출하는 히터;
    상기 히터에 전력을 제공하는 배터리;
    상기 히터에 제공되는 전력을 제어하는 제어부; 및
    상기 히터로부터 방출된 전자기파를 상기 에어로졸 생성 장치의 내부에서 전달받아 에너지를 수확하는 에너지 수확 장치;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 수확 장치는,
    상기 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는 기능을 더 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에너지 수확 장치는,
    상기 히터가 활성화되면, 상기 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하고,
    상기 히터가 비활성화되면, 상기 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 에너지 수확 장치는,
    상기 히터가 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시키기 위한 예열 상태이면, 상기 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하고,
    상기 히터가 예열 상태 이후에 상기 에어로졸 생성 물질의 온도를 유지하기 위한 가열 상태이면, 상기 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 에너지 수확 장치는,
    상기 히터로 제공되는 전력의 듀티 사이클이 미리 설정된 값보다 크면, 상기 히터로부터 방출되는 전자기파로부터 에너지를 수확하고,
    상기 히터로 제공되는 전력의 듀티 사이클이 미리 설정된 값보다 작으면, 상기 에어로졸 생성 장치의 외부로부터 전달되는 전자기파로부터 에너지를 수확하는, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수확된 에너지는 상기 배터리에 제공되는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치의 상태를 출력하는 출력 장치를 더 포함하고,
    상기 수확된 에너지는 상기 출력 장치에 제공되는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 에너지 수확 장치에 의해 수확된 에너지 및 상기 배터리의 전력 중 상기 수확된 에너지를 상기 출력 장치에 우선적으로 제공하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치의 상태를 출력하는 출력 장치를 더 포함하고,
    상기 수확된 에너지는 상기 배터리 또는 상기 출력 장치에 제공되는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수확된 에너지는 상기 배터리 및 상기 출력 장치 중 우선순위가 높은 하나에 우선적으로 제공되는, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 배터리의 레벨이 미리 결정된 레벨보다 낮으면, 상기 수확된 에너지는 상기 배터리에 우선적으로 제공되고,
    상기 배터리의 레벨이 미리 결정된 레벨보다 높으면, 상기 수확된 에너지는 상기 출력 장치에 우선적으로 제공되는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 배터리의 레벨이 미리 결정된 레벨보다 낮으면, 상기 수확된 에너지는 상기 출력 장치에 우선적으로 제공되고,
    상기 배터리의 레벨이 미리 결정된 레벨보다 높으면, 상기 수확된 에너지는 상기 배터리에 우선적으로 제공되는, 에어로졸 생성 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 수확 장치는,
    전자기파를 수신하여 전기신호로 변환하는 안테나;
    상기 변환된 전기신호 중 특정 주파수의 전기신호를 추출하는 동조회로;
    상기 특정 주파수의 전기신호를 정류하는 정류회로; 및
    상기 정류된 전기신호를 특정 전압의 전기신호로 변환하는 전압변환회로를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  14. 에어로졸 생성 물질을 가열하기 위해 에어로졸 생성 장치의 내부에 배치된 히터에 전력을 제공하는 단계; 및
    상기 히터로부터 방출된 전자기파를 상기 에어로졸 생성 장치의 내부에서 전달받아 에너지를 수확하는 단계;를 포함하는, 에어로졸 생성 장치의 에너지 수확 방법.
KR1020200081676A 2020-07-02 2020-07-02 에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치 KR102503278B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200081676A KR102503278B1 (ko) 2020-07-02 2020-07-02 에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200081676A KR102503278B1 (ko) 2020-07-02 2020-07-02 에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220003884A KR20220003884A (ko) 2022-01-11
KR102503278B1 true KR102503278B1 (ko) 2023-02-23

Family

ID=79355798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200081676A KR102503278B1 (ko) 2020-07-02 2020-07-02 에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102503278B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018534926A (ja) * 2015-10-15 2018-11-29 ジェイティー インターナショナル エス．エイ． 電子蒸気吸入器の作動方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106102490B (zh) * 2014-03-31 2019-07-26 菲利普莫里斯生产公司 电加热气溶胶生成系统
KR101784385B1 (ko) * 2016-02-02 2017-11-06 주식회사 한국이쓰리시험연구소 운동에너지와 자유공간 전자파에너지를 이용한 자가 발전 장치
UA126925C2 (uk) * 2017-09-06 2023-02-22 ДжейТі ІНТЕРНЕШНЛ СА Вузол індукційного нагрівання для пристрою, що генерує пару

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018534926A (ja) * 2015-10-15 2018-11-29 ジェイティー インターナショナル エス．エイ． 電子蒸気吸入器の作動方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220003884A (ko) 2022-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10298133B2 (en) Synchronous rectifier design for wireless power receiver
US9973008B1 (en) Wireless power receiver with boost converters directly coupled to a storage element
US9819230B2 (en) Enhanced receiver for wireless power transmission
US10205353B2 (en) Apparatus and method for charging control in wireless charging system
JP5316541B2 (ja) 無接点充電システム
US9837829B2 (en) Wireless power transmission system having wireless power transmitter
EP3011660B1 (en) Wireless power transmission apparatus and method
US20190074728A1 (en) Boost-charger-boost system for enhanced power delivery
KR102042685B1 (ko) 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 수신 장치
US9694192B2 (en) Implantable medical device with a primary and rechargeable battery
US20150326143A1 (en) Synchronous Rectifier Design for Wireless Power Receiver
US20150326072A1 (en) Boost-Charger-Boost System for Enhanced Power Delivery
JP5849842B2 (ja) 給電装置、給電システムおよび電子機器
US8653795B2 (en) Charger circuit
NZ565234A (en) Selectable resonant frequency transcutaneous energy transfer system
JP6047911B2 (ja) 電子機器および給電システム
KR20160036986A (ko) 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기
JP2008173464A (ja) 温度制御装置
EP3820021B1 (en) Power supply unit for aerosol inhaler
KR102145903B1 (ko) 무선 충전 시스템의 충전 제어 장치 및 방법
EP3506484B1 (en) Power transmission device
WO2015050073A1 (ja) 補聴器及び補聴器充電システム
JP5857861B2 (ja) 給電装置、給電システムおよび電子機器
EP3818855B1 (en) Power supply unit for aerosol inhaler, aerosol inhaler and charging unit for aerosol inhaler
KR102503278B1 (ko) 에너지를 수확하는 에어로졸 생성 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant