KR20210060070A

KR20210060070A - 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로

Info

Publication number: KR20210060070A
Application number: KR1020190147655A
Authority: KR
Inventors: 김영제
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2021-05-26
Also published as: KR102323785B1; US20220400535A1; WO2021101228A1

Abstract

본 발명은 액상 형태의 흡입물질을 기화시키는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 액상 카트리지를 사용하는 에어로졸 발생장치에서 배터리의 전원에 영향을 받지 않고 히터의 전압을 감지하고 제어할 수 있는 회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로는 에어로졸 발생장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리와; 마이크로 컨트롤러와; 상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 센싱 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제1 FET와; 상기 제1 FET에 연결되는 감지용 저항과; 상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 히터 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제2 FET와; 상기 제2 FET와 연결되고 상기 감지용 저항의 일단에 연결되는 히터 저항;을 포함하고 상기 감지용 저항의 상위단이 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 일측은 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 타측은 상기 제2 FET에 연결된다.

Description

에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로{HEATER VOLTAGE SENSING AND CONTROL CIRCUIT OF AEROSOL GENERATING DEVICE}

본 발명은 액상 형태의 흡입물질을 기화시키는 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 특히 액상 카트리지를 사용하는 에어로졸 발생장치에서 배터리의 전원에 영향을 받지 않고 히터의 전압을 감지하고 제어할 수 있는 회로에 관한 것이다.

에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는다. 특히 여러 종류의 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입하는 경우가 있는데, 예를 들어 질병 치료용으로는 네블라이져가 알려져 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 도시한 단면도로서, 도 1을 참조하면 사용자가 에어로졸 발생장치(100)를 사용할 때 액상 카트리지(30)의 히터(31)를 가열하며, 액상이 기화되어 통로를 통해 에어로졸 형성기재(10)가 삽입된 홀(20)로 유입되면서 홀(20) 내부에 구비되어 에어로졸 형성기재(10) 주위에서 에어로졸 형성기재(10)를 가열하도록 설치된 파이프 히터(40)를 가열하여 상기 액상 카트리지(30)에서 액상으로부터 기화되는 흡입물질과 상기 홀(20)에 삽입된 에어로졸 형성기재(10)에서 기화되는 흡입물질을 함께 흡입할 수 있는 구조를 적용할 수 있다. 그러나 상기와 같이 히터(31)를 가열하여 액상을 기화시키는 에어로졸 발생장치(100)에서는 배터리(50)의 성능, 상태, 에어로졸 발생장치(100)의 사용환경 등에 따라 히터(31)에 인가되는 전압이 가변될 수 있기 때문에 사용자에게 일정한 수준의 만족스러운 흡입감을 제공하지 못하고 히터(31)가 과열되는 경우 사용자가 탄 맛 같은 불쾌감을 느낄 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 액상 카트리지를 사용하는 에어로졸 발생장치에서 배터리의 전원에 영향을 받지 않고 히터의 전압을 감지하고 제어하여 탄 맛 같은 불쾌감을 방지할 수 있는 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로는 에어로졸 발생장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리와; 마이크로 컨트롤러와; 상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 센싱 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제1 FET와; 상기 제1 FET에 연결되는 감지용 저항과; 상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 히터 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제2 FET와; 상기 제2 FET와 연결되고 상기 감지용 저항의 일단에 연결되는 히터 저항;을 포함하고 상기 감지용 저항의 상위단이 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 일측은 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 타측은 상기 제2 FET에 연결된다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 마이크로 컨트롤러는 소정 주기에 따라 센싱 컨트롤 신호를 제1 FET로 출력하고, 상기 감지용 저항의 상위단의 전압을 하위단의 전압으로 나누어 히터 전압을 판단한다.

또한 본 발명은 실시예에 따라, 상기 마이크로 컨트롤러는 히터 전압을 판단하여 히터 전압이 기설정한 소정값이상 상승한 것으로 판단하면 히터 컨트롤 신호의 듀티를 조정하여 제2 FET로 출력한다.

본 발명에 따르면, 액상 카트지지를 사용하는 에어로졸 발생장치에서 배터리의 전원에 영향을 받지 않고 히터의 전압을 감지하고 제어할 수 있는 회로를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 배터리의 전원에 영향을 받지 않고 히터의 전압을 감지하고 제어하여 탄 맛을 방지할 수 있는 에어로졸 발생장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치에서 히터 전압의 감지 및 제어를 설명하기 위한 파형도이다.

이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 에어로졸 발생장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생장치에서 히터 전압의 감지 및 히터 제어를 설명하기 위한 파형도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로는 전원을 공급하는 배터리(50)와 마이크로 컨트롤러(60)와 상기 배터리(50)와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러(60)에서 출력하는 센싱 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제1 FET(61)와 상기 제1 FET(61)에 연결되는 감지용 저항(64)과 상기 배터리(50)와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러(60)에서 출력하는 히터 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제2 FET(62)와 상기 제2 FET(62)와 연결되고 상기 감지용 저항(64)의 일단에 연결되는 히터 저항(63)을 포함한다. 또한 상기 감지용 저항(64)의 상위단은 상기 마이크로 컨트롤러(60)에 연결되고, 상기 감지용 저항(64)의 하위단의 일측은 상기 마이크로 컨트롤러(60)에 연결되고, 상기 감지용 저항(64)의 하위단의 타측은 상기 제2 FET(62)에 연결된다.

사용자가 액상 카트리지(30)를 에어로졸 발생장치(100)에 장착하고 에어로졸 발생장치(100)에 설치된 미도시된 버튼을 누르면, 마이크로 컨트롤러(60)는 히터 컨트롤 신호로서 PWM신호를 제2 FET(62)로 출력하고 제2 FET(62)는 PWM신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하면서 배터리(50)로부터 히터(31)에 전력을 공급하고 히터(31)에 구비된 히터 저항(63)에 의해 액상 카트리지(30)에 수용된 액상이 가열되어 기화되게 된다.

이러한 가열 동작 중에 마이크로 컨트롤러(60)는 소정 주기에 따라 센싱 컨트롤 신호를 제1 FET(61)로 출력하고 상기 감지용 저항(64)의 상위단의 전압과 하위단의 전압을 확인한다. 상기 감지용 저항(64)의 상위단의 전압은 배터리 전압(V_DC)값ⅹ(감지용 저항(64)값+히터 저항(63)값)/(제1 FET(61) 동작시 드레인-소스 저항값+감지용 저항(64)값+히터 저항(63)값)으로 나타낼 수 있으며, 상기 감지용 저항(64)의 하위단의 전압은 (배터리 전압(V_DC)값ⅹ히터 저항(63)값)/(제1 FET(61) 동작시 드레인-소스 저항값+감지용 저항(64)값+히터 저항(63)값))으로 나타낼 수 있다. 상술한 바와 같이 감지용 저항(64)의 상위단의 전압과 하위단의 전압은 배터리 전압(V_DC)의 영향을 받지만 상기 마이크로 컨트롤러(60)는 상기 감지용 저항(64)의 상위단의 전압을 하위단의 전압으로 나누어 도출된 (감지용 저항(64)값+히터 저항(63)값)/히터 저항(63)값에 의해 히터 전압을 판단한다. 따라서 배터리 전압이 변동되어도 영향을 받지 않고 히터 전압을 판단할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 마이크로 컨트롤러(60)는 상술한 과정에 의해 히터 전압을 판단하여 히터 전압이 기설정한 소정값이상 상승한 것으로 판단하면 히터 컨트롤 신호의 듀티를 조정하여 상기 제2 FET(62)로 출력한다. 예를 들어 도 3을 참조하면 구간 3에서 히터 컨트롤 신호의 듀티가 조정된 것을 볼 수 있다. 상기 마이크로 컨트롤러(60)가 히터 컨트롤 신호의 듀티를 조정하여 상기 제2 FET(62)로 출력함으로써 히터 컨트롤 신호의 듀티에 의한 제2 FET(62)의 온오프(ON-OFF) 동작에 따라 배터리(50)로부터 전력이 조절되어 히터(31)에 공급되고 결과적으로 히터 전압이 제어된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 : 에어로졸 발생장치 10 : 에어로졸 형성기재
20 : 홀 30 : 액상 카트리지
31 : 히터 40 : 파이프 히터
50 : 배터리 60 : 마이크로 컨트롤러
61 : 제1 FET 62 : 제2 FET
63 : 히터 저항 64 : 감지용 저항

Claims

에어로졸 발생장치에 있어서,
전원을 공급하는 배터리와;
마이크로 컨트롤러와;
상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 센싱 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제1 FET와;
상기 제1 FET에 연결되는 감지용 저항과;
상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 히터 컨트롤 신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작하는 제2 FET와;
상기 제2 FET와 연결되고 상기 감지용 저항의 일단에 연결되는 히터 저항;을 포함하고 상기 감지용 저항의 상위단이 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 일측은 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 타측은 상기 제2 FET에 연결되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 소정 주기에 따라 센싱 컨트롤 신호를 제1 FET로 출력하고, 상기 감지용 저항의 상위단의 전압을 하위단의 전압으로 나누어 히터 전압을 판단하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로.
제2항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 히터 전압을 판단하여 히터 전압이 기설정한 소정값이상 상승한 것으로 판단하면 히터 컨트롤 신호의 듀티를 조정하여 제2 FET로 출력하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로.