KR20200144399A - 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

공급된 전력에 의해 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터, 히터에 공급할 전력을 저장하는 배터리, 및 히터로의 전력 공급 및 배터리로의 전력 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 에어로졸 생성 장치가 개시된다. 제어부는 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 히터의 가열상태를 모니터링하고, 모니터링된 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우 외부 전력공급원에 의한 배터리의 충전 없이 히터의 가열을 수행하고, 모니터링된 가열상태가 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우 외부 전력공급원에 의한 배터리의 충전과 히터의 가열을 함께 수행하도록, 히터로의 전력 공급 및 배터리로의 전력 공급을 제어할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법{AEROSOL GENERATING DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 개시는 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련을 대체하는 흡연 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
필요에 따라 사용자가 에어로졸 생성 장치를 외부 전력공급원과 연결한 상태로 흡연을 하는 경우가 있다. 이 경우, 충전을 위한 배터리로의 전력 공급 및 가열을 위한 히터로의 전력 공급이 요구된다. 다만, 온도 프로파일에 의해 히터에 요구되는 전력이 시간에 따라 변화하는 것으로 인하여, 특정 구간에 있어서 히터의 가열 및 배터리의 충전이 적절하기 수행되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 외부 전력공급원과 에어로졸 생성 장치가 연결된 상태에서 히터의 가열 및 배터리의 충전이 안정적이고 효율적으로 수행되도록, 히터 및 배터리로의 전력 공급을 제어할 필요가 있다.
본 개시의 실시예들은 외부 전력공급원과 에어로졸 생성 장치가 연결된 상태에서 히터의 가열 및 배터리의 충전을 안정적이고 효율적으로 수행할 수 있는 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법을 제공하고자 한다.
본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는, 공급된 전력에 의해 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터; 상기 히터에 공급할 전력을 저장하는 배터리; 및 상기 히터로의 전력 공급 및 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는 제어부를 포함한다. 제어부는 상기 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 상기 히터의 가열상태를 모니터링하고, 상기 모니터링된 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 상기 배터리의 충전 없이 상기 히터의 가열을 수행하고, 상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 상기 배터리의 충전과 상기 히터의 가열을 함께 수행하도록, 상기 히터로의 전력 공급 및 상기 배터리로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 급속가열상태는, 상기 히터의 온도가 목표온도까지 증가하는 예열구간에서의 가열상태, 상기 히터가 기준전력 이상의 전력을 공급받는 경우의 가열상태, 상기 히터가 기준전류 이상의 전류를 공급받는 경우의 가열상태, 및 히터의 온도 변화량이 기준변화량 이상인 경우의 가열상태 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 에어로졸 생성 장치가 상기 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 상기 배터리로부터 상기 히터로의 전력 공급을 차단하고 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로 공급되는 전력에 의해 상기 히터의 가열을 수행하도록, 상기 히터로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태인 것으로 판단된 경우, 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로의 전력 공급을 차단하도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로의 전력 공급과 함께 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로 전력이 공급되도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 배터리로부터 상기 히터로의 전력 공급 경로 상에 배치된 제 1 스위칭부 및 상기 외부 전력공급원로부터 상기 히터로의 전력 공급 경로 상에 배치된 제 2 스위칭부를 제어하는 것에 의해 상기 히터로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 외부 전력공급원은, 상기 에어로졸 생성 장치를 탈부착 가능하도록 수용하는 외장 전력공급장치일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 외장 전력공급장치에 포함된 스위칭부의 동작에 의해 상기 외장 전력공급장치로부터 상기 히터 및 상기 배터리로의 전력 공급이 제어되도록, 상기 모니터링된 가열상태와 관련된 정보를 상기 외장 전력공급장치에 전달할 수 있다.
다른 측면에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법은, 상기 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 히터의 가열상태를 모니터링하는 단계; 상기 모니터링된 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 배터리의 충전 없이 상기 히터의 가열을 수행하는 단계; 및 상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 상기 배터리의 충전과 상기 히터의 가열을 함께 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에어로졸 생성 장치의 동작 방법은, 상기 에어로졸 생성 장치가 상기 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 상기 배터리로부터 상기 히터로의 전력 공급을 차단하고 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로 공급되는 전력에 의해 상기 히터의 가열을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리의 충전 없이 상기 히터의 가열을 수행하는 단계는, 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로의 전력 공급을 차단하도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리의 충전과 상기 히터의 가열을 함께 수행하는 단계는, 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로의 전력 공급과 함께 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로 전력이 공급되도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 장치는 외부 전력공급원과 에어로졸 생성 장치가 연결된 상태에서 히터의 가열상태를 기초로 외부 전력공급원에 의한 히터 및 배터리로의 전력 공급을 제어함으로써, 히터의 가열 및 배터리의 충전을 안정적이고 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 에어로졸 생성 장치와 외부 전력공급원이 연결된 상태로 히터의 가열과 함께 배터리의 충전을 수행함으로써, 배터리 충전을 위해 필요한 시간을 단축할 수 있다. 이에 따라 사용자의 편의를 증대할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 궐련이 삽입된 에어로졸 생성 장치의 예들 및 에어로졸 생성 장치에 전력을 공급하는 외부 전력공급원을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 히터의 가열상태에 따라 히터의 가열 및 배터리의 충전이 제어되는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 일체형 타입의 에어로졸 생성 장치 내 히터 및 배터리가 전력을 공급받는 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 분리형 타입의 에어로졸 생성 장치가 외장 전력공급장치에 수용된 예들을 도시한 도면들이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 분리형 타입의 에어로졸 생성 장치 내 히터 및 배터리가 전력을 공급받는 경로를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 다른 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
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 1 내지 도 3은 궐련이 삽입된 에어로졸 생성 장치의 예들 및 에어로졸 생성 장치에 전력을 공급하는 외부 전력공급원을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(1)는 증기화기(14)를 더 포함한다. 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에는 궐련(2)이 삽입될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 궐련(2)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
궐련(2)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과, 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 제 1 부분은 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 기재부와 담배 원료를 포함하는 매질부로 더 구분될 수 있다. 또는, 궐련(2)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(1)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(2)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(2)의 내부로 유입될 수도 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성 장치(1)에는 본 개시의 실시예들과 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(1)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예들과 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1에는 배터리(11), 제어부(12) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(11), 제어부(12), 증기화기(14) 및 히터(13)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(14) 및 히터(13)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(1)의 설계에 따라, 배터리(11), 제어부(12), 히터(13) 및 증기화기(14)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)를 작동시켜, 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)를 가열할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 히터(13)에 부착된 물질을 제거하는 청소 동작을 수행하기 위해, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되지 않은 상태에서 히터(13)를 가열할 수 있다.
히터(13)는 배터리(11)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련(2)이 에어로졸 생성 장치(1)에 삽입되면, 히터(13)는 궐련(2)의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13)는 궐련(2) 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13)는 외부 전력공급원(100)으로부터 공급된 전력에 의해서도 가열될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)가 외부 전력공급원(100)과 전기적으로 연결된 상태에서, 히터(13)는 배터리(11)가 아닌 외부 전력공급원(100)으로부터 전력을 공급받아 가열될 수 있다. 여기서, 외부 전력공급원(100)은 에어로졸 생성 장치(1)에 전력을 공급할 수 있는 임의의 전원을 포함한다. 예를 들어, 외부 전력공급원(100)은 상용전원, 크래들 디바이스와 같이 에어로졸 생성 장치(1)를 수용하는 외장 전력공급장치, 유무선 전력전송장치 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
외부 전력공급원(100)은 에어로졸 생성 장치(1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)에는 외부 전력공급원(100)과 전기적으로 연결되는 유/무선 인터페이싱 수단이 포함될 수 있다. 에어로졸 생성 장치(1)는 유/무선 인터페이싱 수단을 통해 외부 전력공급원(100)으로부터 전력을 공급받을 수 있다.
예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)는 USB 포트, 전극 등과 같이 전기적 접속을 제공하는 단자를 포함할 수 있으며, 단자를 통해 외부 전력공급원(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)는 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나, 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 등의 무선전력전송 방식을 위한 전력수신수단을 포함할 수 있으며, 전력수신수단을 통해 외부 전력공급원(100)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
다시 히터(13)에 대한 설명으로 돌아가면, 히터(13)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13)는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(1)에 기설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(2)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는 히터(13)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13)들은 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(2)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13)들 중 일부는 궐련(2)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(2)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(2)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(1)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(1)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14)와 일체로서 제작될 수도 있다.
액상 조성물은 예를 들어, 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 니코틴 염이 첨가된 임의의 중량비의 글리세린 및 프로필렌 글리콜 용액을 포함할 수 있다. 액상 조성물에는 2종 이상의 니코틴 염이 포함될 수도 있다. 니코틴 염은 니코틴에 유기산 또는 무기산을 포함하는 적절한 산을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 니코틴은 자연적으로 발생하는 니코틴 또는 합성 니코틴으로서, 액상 조성물의 총 용액 중량에 대한 임의의 적절한 중량의 농도를 가질 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
증기화기(14)의 가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 증기화기(14)의 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
한편, 증기화기(14)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer) 등 다양한 용어들로 지칭될 수 있다.
배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)가 동작하는데 필요한 전력을 저장한다. 배터리(11)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11)는 에어로졸 생성 장치(1)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
배터리(11)는 충전이 가능한 배터리이다. 예를 들어, 배터리(11)는 리튬폴리머(LiPoly) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 배터리(11)는 외부 전력공급원(100)으로부터 공급된 전력에 의해 충전될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(1)는 별도의 크래들 디바이스와 같은 외장 전력공급장치(도 7의 3)와 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 외장 전력공급장치는 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리(11)의 충전에 이용될 수 있다. 또한, 외장 전력공급장치와 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태에서 히터(13) 및/또는 증기화기(14)가 가열될 수도 있다.
제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12)는 배터리(11), 히터(13) 및 증기화기(14)뿐만 아니라 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(1)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12)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(12)는 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 적어도 하나의 센서를 이용하여 센싱 데이터를 획득하고, 획득된 센싱 데이터에 따라 히터(13) 및 증기화기(14)의 동작 제어, 배터리(11)의 충전, 흡연의 제한, 궐련(또는 카트리지) 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(1)를 제어할 수 있다.
제어부(12)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)로의 전력 공급을 제어한다. 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)에 포함된 적어도 하나의 센서에 의해 센싱된 결과에 따라 히터(13) 및/또는 증기화기(14)로의 전력 공급을 개시 또는 중단시킬 수 있다. 제어부(12)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록, 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)가 외부 전력공급원(100)과 연결된 상태에서도 히터(13) 및/또는 증기화기(14)에 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12)는 외부 전력공급원(100)과 에어로졸 생성 장치(1)가 전기적으로 연결된 상태인지 여부를 감지할 수 있다. 외부 전력공급원(100)과 에어로졸 생성 장치(1)가 전기적으로 연결된 상태임이 감지되면, 제어부(12)는 히터(13) 및/또는 증기화기(14)의 가열상태를 모니터링하고, 모니터링된 가열상태에 기초하여 히터(13) 및/또는 증기화기(14)의 가열과 배터리(11)의 충전을 위한 외부 전력공급원(100)으로부터의 전력 공급을 제어할 수 있다.
이하에서는 에어로졸 생성 장치(1)가 외부 전력공급원(100)과 전기적으로 연결된 경우 가열 및 충전을 제어하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 가열을 제어하는 방법과 관련하여, 편의상 히터(13)의 가열을 제어하는 방법을 중심으로 설명하지만 증기화기(14)의 가열을 제어하는 방법에도 이하의 설명이 유사하게 적용될 수 있다.
도 4 및 도 5는 히터의 가열상태에 따라 히터의 가열 및 배터리의 충전이 제어되는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 히터(13)의 가열이 수행되는 동안 기설정된 온도 프로파일에 따른 히터(13)의 온도 변화의 예시를 나타낸다. 제어부(12)는 기설정된 온도 프로파일에 기초하여 히터(13)에 공급되는 전력을 제어한다. 예를 들어, 기설정된 온도 프로파일은 예열구간(410)의 온도 프로파일 및 유지구간(420)의 온도 프로파일을 포함할 수 있다. 제어부(12)는 예열구간(410)의 온도 프로파일에 기초하여, 히터(13)의 온도가 목표온도까지 가열되도록 히터(13)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(12)는 유지구간(420)의 온도 프로파일에 기초하여, 히터(13)의 온도가 기설정된 온도(또는 온도 범위)에서 유지되도록 히터(13)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
예열구간(410) 및 유지구간(420)에서의 온도 프로파일에 따른 히터(13)의 온도 변화는 도 4에 도시된 바로 한정되지 않는다. 예를 들어, 예열구간(410) 및 유지구간(420)은 각각 복수의 구간들로 더 구분될 수 있고, 예열구간(410)의 각각의 구간에 대응하는 목표온도까지 히터(13)의 온도가 증가하거나, 유지구간(420)의 각각의 구간에 대응하는 기설정된 온도(또는 온도 범위)에서 히터(13)의 온도가 유지될 수 있다.
한편, 예열구간(410)에서는 가능한 한 빠르게 히터(13)의 온도가 목표온도에 도달하도록 비교적 짧은 시간 동안 높은 레벨의 전력이 히터(13)에 공급되고, 유지구간(420)에서는 히터(13)의 온도가 유지되도록 예열구간(410)에서 공급되는 것보다 낮은 레벨의 전력이 히터(13)에 공급된다.
에어로졸 생성 장치(1)가 외부 전력공급원(100)과 전기적으로 연결된 경우, 예열구간(410)과 같이 비교적 짧은 시간 동안 높은 레벨의 전력이 히터(13)에 공급되는 구간에서 히터(13)의 가열과 함께 배터리(11)의 충전이 수행되면, 배터리(11)의 충전이 효율적으로 수행되지 않을 수 있다. 또한, 이러한 경우 배터리(11)로부터 높은 레벨의 전력이 출력됨과 동시에 배터리(11)에 대한 충전이 이루어지게 됨으로써 배터리(11)의 충전/방전회로의 동작 오류가 발생하게 될 수 있다. 이에 따라, 히터(13)의 가열 및 배터리(11)의 충전이 안정적으로 수행되지 않을 수 있다.
따라서, 에어로졸 생성 장치(1)와 외부 전력공급원(100)이 전기적으로 연결된 상태에서 히터(13)의 가열이 수행되는 경우, 히터(13)의 가열상태를 고려하여 히터(13)의 가열 및 배터리(11)의 충전을 제어할 필요가 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 제어부(12)는 에어로졸 생성 장치(1)가 외부 전력공급원(100)과 전기적으로 연결된 경우 히터(13)의 가열상태를 모니터링한다. 제어부(12)는 히터(13)의 가열 개시 시점으로부터 경과한 시간, 히터(13)의 온도, 히터(13)에 공급되는 전력 레벨, 히터(13)에 공급되는 전류 레벨 등을 포함하는, 히터(13)의 가열과 관련된 적어도 하나의 데이터를 기초로 히터(13)의 가열상태를 모니터링할 수 있다.
제어부(12)는 모니터링된 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우, 외부 전력공급원(100)에 의한 배터리(11)의 충전 없이 히터(13)의 가열을 수행하도록, 히터(13)로의 전력 공급 및 배터리(11)로의 전력 공급을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(12)는 모니터링된 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 외부 전력공급원(100)에 의한 배터리(11)의 충전과 히터(13)의 가열을 함께 수행하도록, 히터(13)로의 전력 공급 및 배터리(11)로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
여기서, 급속가열상태는 비교적 짧은 시간 동안 히터(13)의 온도를 상승시키기 위해 높은 전력 레벨이 요구되는 가열상태를 의미한다. 예를 들어, 급속가열상태는 히터(13)의 온도가 목표온도까지 증가하는 예열구간에서의 가열상태, 히터(13)가 기준전력 이상의 전력을 공급받는 경우의 가열상태, 히터(13)가 기준전류 이상의 전류를 공급받는 경우의 가열상태 및 히터(13)의 온도 변화량이 기준변화량 이상인 경우의 가열상태를 포함할 수 있다.
도 5는 히터(13)의 가열이 수행되는 동안 기설정된 온도 프로파일에 따른 히터(13)의 온도 변화의 다른 예시를 나타낸다.
일 실시예에서, 제어부(12)는 히터(13)의 가열이 수행되는 구간이 예열구간(510)에 해당하는 것을 확인하면 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단하고, 히터(13)의 가열이 수행되는 구간이 유지구간(520)에 해당하는 것을 확인하면 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태가 아닌 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 히터(13)의 온도가 목표온도에 도달한 이후 소정의 시간이 경과되었는지 여부를 기초로 예열구간(510)에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다. 다른 예로, 제어부(12)는 히터(13)에 공급되는 전류가 소정의 전류(예: I1) 이상인지 여부 또는 히터(13)에 공급되는 전력이 소정의 전력 이상인지 여부를 기초로 예열구간(510)에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다.
한편, 예열구간(510)이 완료된 이후 유지구간(520)에서도 히터(13)의 온도를 상승시키기 위해 순간적으로 높은 레벨의 전력이 히터(13)에 공급되는 구간이 존재할 수 있다. 예컨대, 사용자의 퍼프에 의해 히터(13)의 온도 감소가 발생하는 구간(530)이 이에 해당될 수 있다. 이 경우, 구간(540)과 같이, 감소된 히터(13)의 온도를 적절한 온도로 상승시키기 위해 히터(13)에 순간적으로 높은 레벨의 전류가 공급될 수 있다.
이에 따라, 예열구간(510) 및 유지구간(520)을 포함하는 전체 가열구간에 대하여 히터(13)의 가열과 배터리(11)의 충전이 효율적이고 안정적으로 수행되도록, 제어부(12)는 전체 가열구간에 걸쳐, 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인지 여부를 기초로 히터(13) 및 배터리(11)로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(12)는 기준전력 이상의 전력이 히터(13)에 공급되는 것에 의해 히터(13)의 가열이 수행되고 있는 것을 확인하면, 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준전력은 미리 설정되는 전력값으로서, 하나의 특정 전력값이거나 히터(13)의 가열구간에 따라 다르게 설정되는 복수의 전력값들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예열구간(510)에 대응하는 기준전력은 유지구간(520)에 대응하는 기준전력보다 높게 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(12)는 기준전류 이상의 전류가 히터(13)에 공급되는 것에 의해 히터(13)의 가열이 수행되고 있는 것을 확인하면, 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준전류는 미리 설정되는 전류값으로서, 하나의 특정 전류값이거나 히터(13)의 가열구간에 따라 다르게 설정되는 복수의 전류값들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 예열구간(510)에 대응하는 기준전류는 I1로 설정되고, 유지구간(520)에 대응하는 기준전류는 I2 또는 I3으로 설정될 수 있다. 기준전류가 I2인 경우, 구간(540)에서 히터(13)의 가열상태는 급속가열상태가 아닌 것으로 판단되고, 구간(540) 전체에서 배터리(11)의 충전과 히터(13)의 가열이 함께 수행될 수 있다. 기준전류가 I3인 경우, 구간(540) 중 I3보다 낮은 전류가 히터(13)에 공급되는 구간에서 히터(13)의 가열상태는 급속가열상태가 아닌 것으로 판단되고, 해당 구간에서만 배터리(11)의 충전과 히터(13)의 가열이 함께 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(12)는 히터(13)의 온도 변화량이 기준변화량 이상인 것을 확인하면, 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준변화량은 미리 설정되는 온도 변화량으로서, 하나의 특정값이거나 히터(13)의 가열구간에 따라 다르게 설정되는 복수의 값들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(13)의 온도가 T1에서 T2로 증가한 경우, 온도 변화량(T2-T1)이 기준변화량 이상이면 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단될 수 있다. 한편, 히터(13)의 온도의 급속한 상승이 예상되는 가열상태도 급속가열상태에 포함될 수 있다. 예를 들어, 히터(13)의 온도가 T2에서 T1로 감소한 경우, 온도 변화량(|T2-T1|)이 기준변화량 이상이면 히터(13)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단될 수 있다. 히터(13)의 온도가 기준변화량 이상으로 감소하면, 온도 프로파일에 따라 히터(13)의 온도가 적정한 온도까지 급속히 상승될 것이 예상될 수 있기 때문이다.
이하에서는 도 6 내지 도 10을 참조하여 에어로졸 생성 장치 내 히터 및 배터리가 전력을 공급받는 경로에 대하여 설명한다.
에어로졸 생성 장치는 분리형 타입 또는 일체형 타입으로 구현될 수 있다. 분리형 타입의 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 생성 장치를 수용하는 내부 공간이 포함된 외장 전력공급장치(예: 크래들 디바이스)와 함께 시스템을 구성하며, 외장 전력공급장치로부터 탈부착 가능한 구조로 구현될 수 있다. 한편, 일체형 타입의 에어로졸 생성 장치는 상기 외장 전력공급장치와 시스템을 구성하지 않도록 구현될 수 있다.
예를 들어, 도 1 내지 도 3에서 설명한 에어로졸 생성 장치(1)가 분리형 타입인 경우 외부 전력공급원(100)은 상기 외장 전력공급장치일 수 있으며, 에어로졸 생성 장치(1)가 일체형 타입인 경우 외부 전력공급원(100)은 상기 외장 전력공급장치를 제외한 임의의 외부 전원(도 6의 60)일 수 있다.
이러한 에어로졸 생성 장치의 타입에 따라 히터로의 전력 공급과 배터리로의 전력 공급이 일부 다르게 제어될 수 있다. 우선, 도 6을 참조하여 일체형 타입의 에어로졸 생성 장치의 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 일체형 타입의 에어로졸 생성 장치 내 히터 및 배터리가 전력을 공급받는 경로를 설명하기 위한 도면이다.
에어로졸 생성 장치(600)는 히터(610), 배터리(620), 제어부(630), 제 1 스위칭부(640), 제 2 스위칭부(650) 및 충전 IC(Charger Integrated Circuit, 660)를 포함할 수 있다.
제 1 스위칭부(640)는 배터리(620)로부터 히터(610)로 전력이 공급되는 전력 공급 경로 상에 배치되며, 제 2 스위칭부(650)는 외부 전원(60)으로부터 히터(610)로 전력이 공급되는 전력 공급 경로 상에 배치된다.
충전 IC(660)는 외부 전원(60)으로부터 공급되는 전력을 배터리(620) 및 히터(610)에 공급한다. 예를 들어, 충전 IC(660)는 외부 전원(60)으로부터 공급되는 전력을 배터리(620)의 충전에 적절한 전력 및 히터(610)의 가열에 적절한 전력으로 변환할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(600)가 외부 전원(60)과 전기적으로 연결되지 않은 경우, 제어부(630)는 경로 A에 따라 배터리(620)로부터 히터(610)로 전력이 공급되도록 제 1 스위칭부(640) 및 충전 IC(660)를 제어할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(600)가 외부 전원(60)과 전기적으로 연결된 경우, 제어부(630)는 경로 A에 따른 배터리(620)로부터 히터(610)로의 전력 공급을 차단하도록 제 1 스위칭부(640)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(630)는 경로 B에 따라 공급되는 전력에 의해 히터(610)의 가열 및 배터리(620)의 충전을 수행하도록, 히터(610) 및 배터리(620)로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
구체적으로, 모니터링된 히터(610)의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우, 제어부(630)는 외부 전원(60)으로부터 배터리(620)로 전력이 공급되지 않도록 충전 IC(660)를 제어하고, 외부 전원(60)으로부터 히터(610)로 전력이 공급되도록 제 2 스위칭부(650)를 제어할 수 있다. 반면, 모니터링된 히터(610)의 가열상태가 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 제어부(630)는 외부 전원(60)으로부터 히터(610)로의 전력 공급과 함께 외부 전원(60)으로부터 배터리(620)로 전력이 공급되도록 충전 IC(660)를 제어할 수 있다.
이하, 도 7 내지 10을 참조하여, 분리형 타입의 에어로졸 생성 장치의 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 7 및 도 8은 분리형 타입의 에어로졸 생성 장치가 외장 전력공급장치에 수용된 예들을 도시한 도면들이다.
도 7 내지 도 8에 도시된 에어로졸 생성 장치(1) 및 외장 전력공급장치(3)에는 각 장치에 대해서 상술한 설명이 모순되지 않는 범위에서 유사하게 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 상술한 설명과 중복되지 않는 내용에 대해서 주로 설명한다.
에어로졸 생성 장치(1)는 외장 전력공급장치(3)에 탈부착 가능하도록 수용될 수 있다. 사용자는 에어로졸 생성 장치(1)의 내부 공간에 궐련(2)을 삽입한 상태에서, 에어로졸 생성 장치(1)만을 이용하여 흡연을 실시하거나, 또는 도 7에 도시된 바와 같이 에어로졸 생성 장치(1)가 외장 전력공급장치(3)와 결합된 상태에서 흡연을 실시할 수 있다. 또한, 사용자는 도 8에 도시된 바와 같이 에어로졸 생성 장치(1)를 일정 각도로 틸트시켜 흡연을 실시할 수도 있다.
외장 전력공급장치(3)는 제어부(32) 및 배터리(33)를 포함한다. 또한, 외장 전력공급장치(3)는 에어로졸 생성 장치(1)가 수용될 수 있는 내부 공간(31)을 포함한다. 예를 들어, 내부 공간(31)은 일 측면에 형성될 수 있다. 따라서, 외장 전력공급장치(3)가 별도의 캡을 포함하지 않더라도 에어로졸 생성 장치(1)는 외장 전력공급장치(3)에 삽입 고정될 수 있다.
제어부(32)는 외장 전력공급장치(3)의 동작을 전반적으로 제어한다. 제어부(32)는 외장 전력공급장치(3)와 에어로졸 생성 장치(1)가 결합된 상태인지 판단할 수 있으며, 판단된 결합 상태에 따라 외장 전력공급장치(3)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(1)와 외장 전력공급장치(3)가 결합되면, 제어부(32)는 배터리(33)의 전력을 에어로졸 생성 장치(1)에 공급함으로써, 에어로졸 생성 장치(1)의 배터리를 충전하거나 히터를 가열시킬 수 있다.
제어부(32)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.
배터리(33)는 외장 전력공급장치(3)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 또한 배터리(33)는 에어로졸 생성 장치(1)의 동작 및 충전에 이용되는 전력을 공급한다.
외장 전력공급장치(3) 및 에어로졸 생성 장치(1)는 유선통신(예:USB) 또는 무선통신(예: WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈을 포함할 수 있으며, 통신 인터페이싱 모듈을 통해 서로 통신할 수 있다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 분리형 타입의 에어로졸 생성 장치 내 히터 및 배터리가 전력을 공급받는 경로를 설명하기 위한 도면들이다. 도 9는 외장 전력공급장치가 외부 전원과 연결되지 않은 경우를 예시하며, 도 10은 외장 전력공급장치가 외부 전원과 연결된 경우를 예시한다.
도 9를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(910)는 히터(911), 배터리(913) 및 제어부(915)를 포함한다. 외장 전력공급장치(920)는 배터리(921), 제어부(923), 제 1 스위칭부(925), 제 2 스위칭부(927) 및 충전 IC(929)를 포함할 수 있다.
제 1 스위칭부(925)는 배터리(921)로부터 히터(911)로 전력이 공급되는 전력 공급 경로 상에 배치되며, 제 2 스위칭부(927)는 배터리(921)로부터 배터리(913)로 전력이 공급되는 전력 공급 경로 상에 배치된다.
충전 IC(929)는 배터리(921)로부터 공급되는 전력을 배터리(913) 및 히터(911)에 공급한다. 예를 들어, 충전 IC(929)는 배터리(921)으로부터 공급되는 전력을 배터리(913)의 충전에 적절한 전력 및 히터(911)의 가열에 적절한 전력으로 변환할 수 있다.
에어로졸 생성 장치(910)가 외장 전력공급장치(920)와 전기적으로 연결된 경우, 에어로졸 생성 장치(910)의 제어부(915)는 배터리(913)로부터 히터(911)로의 전력 공급을 차단할 수 있다. 또한, 제어부(915)는 경로 C에 따라 공급되는 전력에 의해 히터(911)의 가열 및 배터리(913)의 충전을 수행하도록, 히터(911) 및 배터리(913)로의 전력 공급을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(915)는 외장 전력공급장치(920)에 포함된 제 1 스위칭부(925) 및 제 2 스위칭부(927)의 동작에 의해, 외장 전력공급장치(920)의 배터리(921)로부터 히터(911) 및 배터리(913)로의 전력 공급이 제어되도록, 모니터링된 히터(911)의 가열상태와 관련된 정보를 외장 전력공급장치(920)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 히터(911)의 가열상태와 관련된 정보는 히터(911)의 가열 개시 시점으로부터 경과한 시간, 히터(911)의 온도, 히터(911)에 공급되는 전력 레벨, 히터(911)에 공급되는 전류 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제어부(923)는 경로 C에 따라 공급되는 전력에 의해 히터(911)의 가열 및 배터리(913)의 충전이 수행되도록, 에어로졸 생성 장치(910)로부터 전달받은 정보를 이용하여 제 1 스위칭부(925), 제 2 스위칭부(927) 및 충전 IC(929)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 히터(911)의 가열상태와 관련된 정보가 급속가열상태를 나타내는 경우, 제어부(923)는 외장 전력공급장치(920)의 배터리(921)로부터 에어로졸 생성 장치(910)의 배터리(913)로 전력이 공급되지 않도록 제 2 스위칭부(927) 및 충전 IC(929)를 제어하고, 배터리(921)로부터 히터(911)로 전력이 공급되도록 제 1 스위칭부(925)를 제어할 수 있다. 반면, 히터(911)의 가열상태와 관련된 정보가 급속가열상태를 나타내지 않는 경우, 제어부(923)는 배터리(921)로부터 히터(911)로의 전력 공급과 함께 배터리(921)로부터 배터리(913)로 전력이 공급되도록 제 2 스위칭부(927)를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 외장 전력공급장치(920)의 제어부(923)가 직접 히터(911)의 가열상태를 모니터링하고, 모니터링된 히터(911)의 가열상태가 급속가열상태인지 여부에 대해 판단하여 배터리(921)로부터 히터(911) 및 배터리(913)로의 전력 공급을 제어할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 외장 전력공급장치(920)는 외부 전원(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 에어로졸 생성 장치(910)의 히터(911) 및 배터리(913)로의 전력 공급은 경로 C 및 경로 D 중 어느 하나의 경로를 따를 수 있다. 경로 C는 외장 전력공급장치(920)의 배터리(921)로부터의 전력 공급 경로를 나타내며, 경로 D는 외장 전력공급장치(920)와 연결된 외부 전원(100)으로부터의 전력 공급 경로를 나타낸다. 예를 들어, 외부 전원(100)이 연결된 경우, 경로 C에 따른 전력 공급 경로는 경로 D에 따른 전력 공급 경로로 변경되거나, 경로 C 및 경로 C 중 어느 하나의 경로에 따른 전력 공급 경로가 선택적으로 형성될 수 있다.
경로 D에 있어서, 히터(911)의 가열상태와 관련된 정보가 급속가열상태를 나타내는 경우, 제어부(923)는 외부 전원(100)으로부터 에어로졸 생성 장치(910)의 배터리(913)로 전력이 공급되지 않도록 제 2 스위칭부(927)를 제어하고, 외부 전원(100)으로부터 히터(911)로 전력이 공급되도록 충전 IC(929) 및 제 1 스위칭부(925)를 제어할 수 있다. 반면, 히터(911)의 가열상태와 관련된 정보가 급속가열상태를 나타내지 않는 경우, 제어부(923)는 외부 전원(100)으로부터 히터(911)로의 전력 공급과 함께 외부 전원(100)으로부터 배터리(913)로 전력이 공급되도록 제 2 스위칭부(927)를 제어할 수 있다.
이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 대하여 설명한다.
도 11은 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1110에서, 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열상태를 모니터링한다. 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열 개시 시점으로부터 경과한 시간, 히터의 온도, 히터에 공급되는 전력 레벨, 히터에 공급되는 전류 레벨 등을 포함하는, 히터의 가열과 관련된 적어도 하나의 데이터를 기초로 히터의 가열상태를 모니터링할 수 있다.
단계 S1120에서, 에어로졸 생성 장치는 모니터링된 히터의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우 외부 전력공급원에 의한 배터리의 충전 없이 히터의 가열을 수행을 수행한다. 단계 S1120은 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원으로부터 배터리로의 전력 공급이 차단되도록 배터리로의 전력 공급을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 급속가열상태는 비교적 짧은 시간 동안 히터의 온도를 상승시키기 위해 높은 전력 레벨이 요구되는 가열상태를 의미한다. 예를 들어, 급속가열상태는 히터의 온도가 목표온도까지 증가하는 예열구간에서의 가열상태, 히터가 기준전력 이상의 전력을 공급받는 경우의 가열상태, 히터가 기준전류 이상의 전류를 공급받는 경우의 가열상태 및 히터의 온도 변화량이 기준변화량 이상인 경우의 가열상태를 포함할 수 있다.
단계 S1130에서, 에어로졸 생성 장치는 모니터링된 히터의 가열상태가 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우 외부 전력공급원에 의한 배터리의 충전과 히터의 가열을 함께 수행한다. 단계 S1130은 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원으로부터 히터로의 전력 공급과 함께 외부 전력공급원으로부터 배터리로 전력이 공급되도록 배터리로의 전력 공급을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
도 12는 다른 일 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1210에서, 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된다. 에어로졸 생성 장치는 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 상태인지 여부를 감지할 수 있다. 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과의 전기적 연결을 감지하면, 단계 S1220에서, 에어로졸 생성 장치는 외부 전력공급원으로부터 공급된 전력에 의해 배터리의 충전을 수행할 수 있다.
단계 S1230에서, 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열 개시를 요구하는 신호의 발생여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 히터의 가열 개시를 요구하는 신호는 에어로졸 생성 장치에 포함된 입력수단을 통하여 사용자에 의해 입력된 신호, 궐련 또는 카트리지의 삽입(체결)을 나타내는 신호 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
히터의 가열 개시를 요구하는 신호의 발생이 감지되지 않은 경우, 에어로졸 생성 장치는 계속하여 배터리를 충전시킬 수 있다. 반면, 히터의 가열 개시를 요구하는 신호의 발생이 감지된 경우, 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열을 수행하고, 배터리의 충전을 중단할 수 있다(S1240).
단계 S1250에서, 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열상태를 모니터링하고, 모니터링된 히터의 가열상태가 급속가열상태인지 여부를 판단할 수 있다. 모니터링된 히터의 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우, 에어로졸 생성 장치는 계속하여 배터리의 충전 없이 히터의 가열을 수행할 수 있다. 반면, 모니터링된 히터의 가열상태가 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 에어로졸 생성 장치는 히터의 가열과 함께 배터리의 충전이 수행되도록, 중단되었던 배터리의 충전을 재개할 수 있다(S1260).
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.

Claims (19)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    공급된 전력에 의해 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터;
    상기 히터에 공급할 전력을 저장하는 배터리; 및
    상기 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 상기 히터의 가열상태를 모니터링하고, 상기 모니터링된 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 상기 배터리의 충전 없이 상기 히터의 가열을 수행하고, 상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 상기 배터리의 충전과 상기 히터의 가열을 함께 수행하도록, 상기 히터로의 전력 공급 및 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는 제어부
    를 포함하는, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터의 온도가 목표온도까지 증가하는 예열구간에서의 가열상태인, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터가 기준전력 이상의 전력을 공급받는 경우의 가열상태인, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터가 기준전류 이상의 전류를 공급받는 경우의 가열상태인, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터의 온도 변화량이 기준변화량 이상인 경우의 가열상태인, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 에어로졸 생성 장치가 상기 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 상기 배터리로부터 상기 히터로의 전력 공급을 차단하고 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로 공급되는 전력에 의해 상기 히터의 가열을 수행하도록, 상기 히터로의 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태인 것으로 판단된 경우, 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로의 전력 공급을 차단하도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로의 전력 공급과 함께 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로 전력이 공급되도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리로부터 상기 히터로의 전력 공급 경로 상에 배치된 제 1 스위칭부 및 상기 외부 전력공급원로부터 상기 히터로의 전력 공급 경로 상에 배치된 제 2 스위칭부를 제어하는 것에 의해 상기 히터로의 전력 공급을 제어하는, 에어로졸 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외부 전력공급원은,
    상기 에어로졸 생성 장치를 탈부착 가능하도록 수용하는 외장 전력공급장치인, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외장 전력공급장치에 포함된 스위칭부의 동작에 의해 상기 외장 전력공급장치로부터 상기 히터 및 상기 배터리로의 전력 공급이 제어되도록, 상기 모니터링된 가열상태와 관련된 정보를 상기 외장 전력공급장치에 전달하는, 에어로졸 생성 장치.
  12. 에어로졸 생성 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치가 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 히터의 가열상태를 모니터링하는 단계;
    상기 모니터링된 가열상태가 급속가열상태인 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 배터리의 충전 없이 상기 히터의 가열을 수행하는 단계; 및
    상기 모니터링된 가열상태가 상기 급속가열상태가 아닌 것으로 판단된 경우 상기 외부 전력공급원에 의한 상기 배터리의 충전과 상기 히터의 가열을 함께 수행하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터의 온도가 목표온도까지 증가하는 예열구간에서의 가열상태인, 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터가 기준전력 이상의 전력을 공급받는 경우의 가열상태인, 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터가 기준전류 이상의 전류를 공급받는 경우의 가열상태인, 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 급속가열상태는,
    상기 히터의 온도 변화량이 기준변화량 이상인 경우의 가열상태인, 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치가 상기 외부 전력공급원과 전기적으로 연결된 경우, 상기 배터리로부터 상기 히터로의 전력 공급을 차단하고 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로 공급되는 전력에 의해 상기 히터의 가열을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 없이 상기 히터의 가열을 수행하는 단계는,
    상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로의 전력 공급을 차단하도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 배터리의 충전과 상기 히터의 가열을 함께 수행하는 단계는,
    상기 외부 전력공급원으로부터 상기 히터로의 전력 공급과 함께 상기 외부 전력공급원으로부터 상기 배터리로 전력이 공급되도록 상기 배터리로의 전력 공급을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
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