KR20160039683A - 전기 기화기를 제어하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 기화기(100), 즉 전자 담배의 전력을 제어하기 위한 방법을 소개한다. 방법에서, 기화기(100)의 가열 유닛(104)의 저항이 측정된다. 시스템은 제어기(200) 및 메모리(202)를 포함하며, 메모리(202)는 저항값들 및 이들 저항값에 대응하는 디폴트 전압 또는 전력값들이 저장되는 표를 포함한다. 부가적으로, 전압들 또는 전력들의 최소 및 최대 제한값들이 저장될 수 있다. 측정된 저항에 기초하여, 적절한 전력 또는 전압값이 결정된다. 전력원은 선택에 따라 가열 엘리먼트(106)에 공급하도록 세팅된다. 그러나, 사용자는 저항값에도 불구하고 버튼(들) 및 스크린을 포함하는 입력 수단을 통해 전압 또는 전력 입력을 보다 작게 또는 보다 크게 세팅할 수 있으나, 세팅된 제한값들을 초과하는 것은 허용되지 않는다.

Description

전기 기화기를 제어하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ELECTRIC VAPORIZER}
본 발명은 일반적으로 전자 기화기들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전기 기화기들을 제어하는 것에 관한 것이다.
배경 기술의 하기 설명은 본 발명 이전의 관련 기술에서 알려져 있는 것이 아니라 본 발명에 의해 제공되는 개시내용들과 함께 통찰력(insight), 발견(discovery), 이해 또는 개시 또는 연관관계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 이러한 기여는 이하에서 명확하게 언급될 수 있는 반면에, 본 발명의 다른 이러한 기여는 이들 문맥 그 자체로부터 명백하게 될 것이다.
최근에, 전자 기화기들이 개발되어 왔다. 기화기들에 대한 하나의 용도는 담배 피우는 것을 시뮬레이트하는 것이다. 전자 기화기들은 주어진 물질, 전형적으로 액체 물질을 기화시키도록 구성된 가열 엘리먼트를 포함하는데, 이러한 물질은 이후 사용자에 의해 흡입된다. 기화기들은 가열 엘리먼트에 대한 전력원 및 기화 프로세스를 위한 일종의 제어 엘리먼트를 포함한다.
전자 기화기들의 사용 경험은 기화기의 컴포넌트들의 제어 프로세스와 컴포넌트들에 의존한다. 흡입될 물질의 선택은 당연히 사용 경험에 있어서 중요하다. 상이한 맛의 액체들은 상이한 결과들을 초래한다. 게다가, 상이한 타입들의 가열 엘리먼트들 및 가열 엘리먼트에 공급되는 상이한 전력은 사용 경험에 큰 영향을 끼친다. 가열 엘리먼트에 공급되는 전력이 최대한 일정할 때 최상의 결과들이 달성된다는 것에 주목해 왔다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 청구항 1에 명기된 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 청구항 9에 명기된 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조로 하여 단지 예로서 이하에서 설명된다.
도 1은 전기 기화기의 예를 예시한다.
도 2는 전기 기화기의 다른 예를 예시한다.
도 3 및 도 4는 실시예들을 예시하는 흐름도들이다.
이하의 실시예들은 예시적이다. 비록 명세서가 여러 위치들에서 "하나" 또는 "일부" 실시예(들)를 참조할 수 있을지라도, 이는 반드시, 각각의 이러한 참조가 동일한 실시예(들)에 관한 것이거나 또는 특징이 단지 단일 실시예에만 적용되는 것을 의미하지는 않는다. 상이한 실시예들의 각각의 특징들이 또한 다른 실시예들을 제공하기 위하여 결합될 수 있다.
전기 기화기들은 물질들을 마시거나 또는 흡입하기 위하여 사용된다. 일반적으로, 물질들은 저항기를 포함하는 가열 엘리먼트에 의해 가열되는 액체이다. 전력은 흡입을 위한 원하는 물질을 기화시키는 가열 엘리먼트에 공급된다.
도 1은 전기 기화기(100)의 예를 예시한다. 도 1의 기화기(100)는 배터리 격실(102) 및 액체 격실(104)을 포함하며, 액체 격실(104)은 가열 엘리먼트(106) 및 가열될 액체(108)를 포함한다. 전형적으로, 액체 격실(104)은 배터리 격실(102)과 분리될 수 있다. 전기 연결부(110)는 액체 격실(104) 및 배터리 격실(102)을 연결한다. 전기 기화기(100)는 하나 이상의 버튼들(112) 및 디스플레이(114)를 포함할 수 있다.
사용자는 가열 엘리먼트(106)를 포함하는 액체 격실들(104)을 변경시킬 수 있다. 게다가, 액체 격실(104)의 가열 엘리먼트(106)가 변경될 수 있다. 가열 엘리먼트들의 전기 특성들은 변경될 수 있다. 예컨대, 만일 가열 엘리먼트가 저항기 선을 포함하면, 저항기의 전기 저항은 변경될 수 있다. 가열 엘리먼트의 전기 저항에 대한 전형적인 값은 0.3 내지 10 ohm 사이에서 변경된다. 전기 저항은 전자 기화기(100)의 사용 경험에 영향을 끼친다. 전자 기화기를 사용할 때 사용자가 가열 엘리먼트에 공급되는 적정 전력을 선택하게 하는 디바이스들이 시중에 나와 있다. 그러나, 이들 디바이스들은 몇몇 단점들을 가진다. 전형적으로, 사용자에게는 주어진 범위에 걸쳐 전력을 제어할 기회가 주어진다. 예컨대, 기화기는 사용자가 5 내지 15 와트의 전력을 선택하게 할 수 있다. 이들 솔루션들은 가열 엘리먼트의 전기 특성들을 고려하지 않는다. 따라서, 사용자가 가열 엘리먼트를 태우는 그러한 전력을 선택할 가능성이 있다.
도 2 및 도 3을 고려하여 전기 기화기의 동작의 예를 살펴본다. 실시예는 단계(300)에서 시작한다. 전기 기화기(100)는 기화기의 동작을 제어하는 제어기(200)를 포함한다. 기화기는 제어기(200)에 동작가능하게 연결된 메모리(202)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리 및 제어기는 결합될 수 있다.
단계(302)에서, 메모리는 저항값들 및 각각의 저항값에 대한 디폴트 전력 값을 포함하는 표를 저장하도록 구성된다. 예컨대, 전력 값들은 실험식들 또는 경험적 실험들을 기초로 하여 사전에 결정될 수 있다.
도 1에 예시된 바와같이, 전기 기화기(100)는 가열 엘리먼트(106)를 포함하는 액체 격실(104)을 포함한다. 전형적으로, 액체 격실(104)은 분리가능하다. 가열 엘리먼트(106)는 저항기 선을 포함한다. 실시예에서, 전기 기화기는 가열 유닛(104)에 연결된 전류 감지 증폭기(204)를 포함한다. 전기 기화기는 장치에게 필요한 전력을 제공하는 배터리(206)를 포함한다. 전기 기화기는 배터리(206)로부터 가열 유닛(104) 및 전류 감지 증폭기(204)로 공급되는 전력을 제어하도록 구성될 수 있는 전력 제어기 유닛(208)을 더 포함할 수 있다. 전력 제어기 유닛(208)은 제어기(200)의 제어하에서 동작할 수 있다. 실시예에서, 전력 제어기 유닛(208)은 벅-부스트 제어기(buck-boost controller)로서 실현된다. 벅-부스트 제어기는 로드에 공급되는 전력을 소스 배터리에 의해 제공된 전력보다 더 작거나 또는 더 크게 제어하도록 구성된다.
도 1에서의 참조부호들과 관련하여, 가열 유닛(104)은 실제로는 액체 격실과 동일하다. 따라서, 가열 유닛(104)은 가열 엘리먼트(106) 및 액체(108)를 포함하며, 액체(108)는 사용자가 흡입할 수 있게 가열되어 기화될 것이다.
예컨대, 전기 기화기(100)는 하나 이상의 버튼들 및 디스플레이로 실현될 수 있는 사용자 인터페이스(210)를 더 포함한다. 실시예에서, 버튼은 기화 동작을 초기화하기 위하여 예비될 수 있다. 실시예에서, 기화 동작을 제어하기 위하여 일부 다른 버튼들이 사용될 수 있다. 버튼은 푸시 버튼들, 터치 패드 또는 임의의 다른 이용가능한 기술로 실현될 수 있다.
단계(304)에서, 제어기는 사용자 인터페이스(210)를 통해 사용자로부터의 입력을 수신하도록 구성된다. 입력은 기화 동작을 초기화할 커맨드(command)일 수 있다.
단계(306)에서, 제어기는 가열 유닛(104)의 저항을 측정하도록 구성된다. 전력 제어기 유닛 및 전류 감지 증폭기에 커맨드를 제공함으로써 측정이 수행될 수 있다. 제어기(200)는 주어진 전압을 가열 유닛에 출력하도록 전력 제어기(208)를 구성할 수 있다. 전류 감지 증폭기는 전류(및 또한 전압)을 측정하고 측정치들을 제어기에 전송할 수 있다. 제어기는 공식 R = U/I를 사용하여 가열 유닛의 저항을 계산할 수 있으며, 여기서 U는 전압이며 I는 전류이다.
단계(308)에서, 제어기는 결정된 저항에 대응하는 디폴트 전압값을 메모리(202)로부터 판독하도록 구성된다.
디폴트 값을 사용하여 가열 유닛을 보호할 수 있다. 가열 유닛은 우연히는 손상되지 않을 수 있다. 알려진 솔루션들에서, 큰 전압을 필요로 하는 가열 유닛이 작은 전압을 필요로 하는 유닛으로 변경될 때, 변경된 유닛은 너무 큰 전압을 뜻하지 않게 수신하여 손상될 수 있다. 게다가, 테스트된 디폴트 값들의 사용은 만족스러운 사용자 경험을 사용자에게 즉시 제공한다.
본 전자 기화기의 구성과 관련된 하나의 장점은 전력 제어기를 사용하여, 가열 유닛에 공급될 수 있는 전압들 또는 전력들의 넓은 범위를 사용할 수 있게 한다는 점이다.
단계(310)에서, 제어기는 가열 유닛에 디폴트 전압값을 공급하기 위한 커맨드를 전력 제어기 유닛(208)에 제공하도록 구성된다.
실시예에서, 제어기는 가열 유닛(104)에 공급되는 전력을 측정하고, 결정된 전력과 측정된 전력을 비교하며, 그리고 비교에 기초하여 전력원을 제어하도록 구성될 수 있다. 단계(312)에서, 전류 감지 증폭기에 의해 측정이 수행된다. 제어기는 단계(314)에서 측정치와 필요한 값을 비교하며 필요한 경우에 단계(316)에서 전압을 보정할 수 있다. 이러한 절차는 기화 절차의 초기화 이후 몇번 또는 주어진 간격들로 실행될 수 있다.
실시예에서, 사용자는 사용자 인터페이스(210)를 사용하여 가열 유닛에 공급되는 전력을 수동으로 조절할 수 있다. 예컨대, 사용자에게는 0.1 볼트의 스텝들로 가열 유닛내에 공급되는 전압을 조절할 기회가 주어질 수 있다. 도 4는 이러한 예를 예시한다. 단계(400)에서, 제어기(200)는 사용자가 전압 업 기능(voltage up function)을 표시하였음을 검출한다. 예컨대, 이는 전력 업 버튼으로 실현될 수 있다. 단계(402)에서, 제어기는 0.1 볼트씩 가열 유닛에 공급되는 전압을 증가시키도록 전력 제어 유닛에 명령한다. 사용자가 초과하도록 허용되지 않는 어떤 최소 및 최대 값들이 존재할 수 있다.
Figure pct00001
표 1은 메모리(202)에 저장된 데이터의 예를 예시한다. 메모리는 저항 값들 및 대응하는 디폴트 전압 또는 전력 값들을 저장할 수 있다. 게다가, 각각의 저항값에 대하여, 전압 또는 전력에 대한 최소 및 최대값이 저장될 수 있다.
메모리(202)는 또한 현재 측정된 저항값을 저장할 수 있다. 만일 동일한 가열 유닛이 사용되면, 사용자에 의해 선택된 전력 또는 전압 값들이 반복으로 사용될 수 있다. 그러나, 만일 가열 유닛이 변경되어 저항이 변경되면, 제어기(200)는 변경을 검출하고, 결정된 저항에 대한 디폴트 전력 또는 전압 값을 선택할 수 있다.
실시예에서, 예컨대, 사용자에게는 2 내지 8.2 볼트와 같은 미리 결정된 범위로부터 임의의 전압 또는 전력 값을 자유롭게 선택할 기회가 주어진다. 이러한 모드에서, 가열 유닛으로부터 측정된 저항값은 효과를 얻지 못한다.
제어기(200)는 작업 메모리(RAM), 중앙처리장치(CPU) 및 시스템 클록을 포함할 수 있는 전자 디지털 컴퓨터로서 구현될 수 있다. CPU는 레지스터들의 세트, 산술 논리 유닛, 및 제어 유닛을 포함할 수 있다. 제어 유닛은 RAM으로부터 CPU에 전달되는 프로그램 명령들의 시퀀스에 의해 제어된다. 제어 유닛은 기본 동작들을 위한 다수의 마이크로명령들을 포함할 수 있다. 마이크로명령들의 구현은 CPU 설계에 따라 변경될 수 있다. 프로그램 명령들은 C, 자바 등과 같은 고급 프로그래밍 언어 또는 기계어 또는 어셈블러와 같은 저급 프로그래밍 언어일 수 있는 프로그래밍 언어에 의해 코딩될 수 있다. 전자 디지털 컴퓨터는 또한 프로그램 명령들로 쓰여진 컴퓨터 프로그램에 시스템 서비스들을 제공할 수 있는 운영체제를 가질 수 있다.
기술이 진보함에 따라 본 발명의 개념이 다양한 방식들로 구현될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명 및 이의 실시예들은 앞서 설명된 예들로 제한되는 것이 아니라 청구범위내에서 변경될 수 있다.

Claims (13)

  1. 전자 기화기(100)의 제어기(200)로서,
    상기 제어기(200)는,
    저항값들 및 각각의 저항값에 대한 전력값을 포함하는 표(table)를 저장하고(302);
    상기 전자 기화기(100)의 가열 유닛(104)의 저항을 측정하며(306);
    저장된 표에 기초하여, 측정된 저항에 대한 전력값을 결정하며(308); 그리고
    결정된 전력을 상기 가열 유닛(104)에 공급하기 위하여 전력원(206)을 제어하도록(310) 구성되는, 전자 기화기(100)의 제어기(200).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어기(200)는 주어진 시간 간격들에서 상기 가열 유닛(104)의 저항을 결정하고, 그리고 상기 저항이 변경되는 경우에 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 전력을 조절하도록 추가로 구성되는, 전자 기화기(100)의 제어기(200).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제어기(200)는 상기 측정된 저항이 주어진 범위 밖에 있는 경우에 전력이 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 것을 막도록 추가로 구성되는, 전자 기화기(100)의 제어기(200).
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(200)는 사용자의 입력을 검출하고(304), 그리고 상기 검출 이후에 상기 가열 유닛(104)의 저항을 측정하도록(306) 추가로 구성되는, 전자 기화기(100)의 제어기(200).
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(200)는 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 전력을 측정하고(312), 상기 결정된 전력과 상기 측정된 전력을 비교하며(314), 그리고 상기 비교에 기초하여 상기 전력원(206)을 제어하도록(316) 추가로 구성되는, 전자 기화기(100)의 제어기(200).
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(200)는 상기 사용자로부터의 입력(400)에 기초하여 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 전력을 감소시키거나 또는 증가시키도록 상기 전력원(206)을 제어하도록(402) 추가로 구성되는, 전자 기화기(100)의 제어기(200).
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 상기 전력은 주어진 최대 전력 미만이고 주어진 최소 전력을 초과하도록 제한되는, 전자 기화기(100)의 제어기(200).
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 제어기(200)를 포함하는 전자 기화기(100).
  9. 전자 기화기(100)를 제어하기 위한 방법으로서,
    저항값들 및 각각의 저항값에 대한 전력값을 포함하는 표를 저장하는 단계(302);
    상기 전자 기화기(100)의 가열 유닛(104)의 저항을 측정하는 단계(306);
    저장된 표에 기초하여, 측정된 저항에 대한 전력값을 결정하는 단계(308); 및
    결정된 전력을 상기 가열 유닛(104)에 공급하기 위하여 전력원(206)을 제어하는 단계(310)를 포함하는, 전자 기화기(100)를 제어하기 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 주어진 시간 간격들에서 상기 가열 유닛(104)의 저항을 결정하는 단계 및 상기 저항이 변경되는 경우에 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 전력을 조절하는 단계를 더 포함하는, 전자 기화기(100)를 제어하기 위한 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 측정된 저항이 주어진 범위 밖에 있는 경우에 전력이 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 것을 막는 단계를 더 포함하는, 전자 기화기(100)를 제어하기 위한 방법.
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 사용자의 입력을 검출하는 단계(304) 및 상기 검출 이후에 상기 가열 유닛(104)의 저항을 측정하는 단계(306)를 더 포함하는, 전자 기화기(100)를 제어하기 위한 방법.
  13. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 유닛(104)에 공급되는 전력을 측정하는 단계(312), 상기 결정된 전력과 상기 측정된 전력을 비교하는 단계(314), 및 상기 비교에 기초하여 상기 전력원(206)을 제어하는 단계(316)를 더 포함하는, 전자 기화기(100)를 제어하기 위한 방법.
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