KR20230163497A - 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛 - Google Patents

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KR20230163497A
KR20230163497A KR1020237037095A KR20237037095A KR20230163497A KR 20230163497 A KR20230163497 A KR 20230163497A KR 1020237037095 A KR1020237037095 A KR 1020237037095A KR 20237037095 A KR20237037095 A KR 20237037095A KR 20230163497 A KR20230163497 A KR 20230163497A
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타츠나리 아오야마
히로시 카와나고
토루 나가하마
타카시 후지키
료 요시다
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니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤
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Abstract

비연소식 흡인기(100)는, 전원(BAT)과, 히터(HTR)가 접속되는 히터 커넥터(Cn)와, MCU(1), 충전 IC(2)와, 리셉터클(RCP)과, 리셉터클(RCP)의 전원 입력 단자(VBUS)와, 충전 IC(2)의 입력 단자(VBUS)를 접속하는 전원 라인(PL)과, 전원 라인(PL)에 설치되는 전원 라인 보호 부품(205)과, 리셉터클(RCP)의 데이터 단자와 MCU(1)를 접속하는 데이터 라인(DL1~DL4)과, 데이터 라인(DL1~DL4)에 설치되는 데이터 라인 보호 부품(215)을 구비한다. 전원 라인 보호 부품(205)의 수는, 데이터 라인 보호 부품(215)의 수 보다 많다.

Description

에어로졸 생성 장치의 전원 유닛
본 발명은, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛에 관한 것이다.
특허문헌 1, 2에는, USB 등의 리셉터클을 구비한 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛이 기재되어 있다.
리셉터클에는, 충전 전력을 공급하는 VBUS 단자 이외에도 많은 단자가 설치되어 있다.
한편, 리셉터클을 통하여 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 안전하게 장치 내에 도입하기 위해서는, 외부 전원이 교란된 경우에 이들로부터 장치 내의 전자 부품을 보호하는 보호 부품을 설치하는 것이 바람직하다.
특허문헌 1: 일본국 공개특허공보 특표2020-504599호 특허문헌 2: 미국 특허출원공개 제2019/0380388호 명세서
리셉터클에 설치된 복수의 단자에 대하여 어떻게 보호 부품을 접속할지에 대해서는, 검토의 여지가 있었다.
본 발명은, 리셉터클에 대하여 적절한 보호 부품을 접속함으로써, 코스트와 사이즈의 증가를 억제하면서, 동작을 안정시키는 것이 가능한 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛을 제공한다.
본 발명의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛은,
전원과,
상기 전원으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원을 가열하는 히터가 접속되는 히터 커넥터와,
상기 전원으로부터 상기 히터 커넥터로의 전력의 공급을 제어 가능하게 구성되는 컨트롤러와,
입력 단자, 상기 전원에 접속되는 충전 단자를 포함하고, 상기 입력 단자에 입력되는 전력을 변환하여 상기 충전 단자로부터 출력하도록 구성되는 충전 IC와,
전원 단자와, 데이터 단자를 포함하고, 외부 전원에 전기적으로 접속 가능하게 구성되는 리셉터클과,
상기 전원 단자와 상기 입력 단자를 접속하는 전원 라인과,
상기 데이터 단자와 상기 컨트롤러를 접속하는 데이터 라인과,
상기 전원 라인에 설치되는 제1 보호 부품과,
상기 데이터 라인에 설치되는 제2 보호 부품을 구비하고,
상기 제1 보호 부품의 수는, 상기 제2 보호 부품의 수 보다 많다.
본 발명에 의하면, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 코스트와 사이즈의 증가를 억제하면서, 그 동작을 안정시킬 수 있다.
[도 1] 비연소식 흡인기의 사시도이다.
[도 2] 로드를 장착한 상태를 나타내는 비연소식 흡인기의 사시도이다.
[도 3] 비연소식 흡인기의 다른 사시도이다.
[도 4] 비연소식 흡인기의 분해 사시도이다.
[도 5] 비연소식 흡인기의 내부 유닛의 사시도이다.
[도 6] 도 5의 내부 유닛의 분해 사시도이다.
[도 7] 전원 및 새시를 제거한 내부 유닛의 사시도이다.
[도 8] 전원 및 새시를 제거한 내부 유닛의 다른 사시도이다.
[도 9] 흡인기의 동작 모드를 설명하기 위한 모식도이다.
[도 10] 내부 유닛의 전기 회로의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
[도 11] 슬립 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[도 12] 액티브 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[도 13] 가열 초기 설정 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[도 14] 가열 모드에 있어서의 히터의 가열시의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[도 15] 가열 모드에 있어서의 히터의 온도 검출시의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[도 16] 충전 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[도 17] 리셉터클로부터 연장되는 라인과 리셉터클에 대한 보호 부품을 나타내는 도면이다.
[도 18] 리셉터클 탑재 기판의 주면(主面)을 나타내는 도면이다.
[도 19] 리셉터클 탑재 기판의 부면(副面)을 나타내는 도면이다.
[도 20] MCU 탑재 기판의 주면을 나타내는 도면이다.
[도 21] MCU 탑재 기판의 부면을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 있어서의 에어로졸 생성 장치의 일 실시 형태인 흡인 시스템에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이 흡인 시스템은, 본 발명의 전원 유닛의 일 실시 형태인 비연소식 흡인기(100)(이하, 단지, 「흡인기(100)」라고도 한다)와, 흡인기(100)에 의해 가열되는 로드(500)를 구비한다. 이하의 설명에서는, 흡인기(100)가, 가열부를 착탈 불능하게 수용한 구성을 예로 설명한다. 그러나, 흡인기(100)에 대하여 가열부가 착탈 자재(自在)로 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 로드(500)와 가열부가 일체화된 것을, 흡인기(100)에 착탈 자재로 구성한 것이어도 된다. 즉, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛은, 구성 요소로서 가열부를 포함하지 않는 구성이어도 된다. 또한, 착탈 불능이란, 상정되는 용도의 한에서, 분리를 실시할 수 없는 태양(態樣)을 가리키는 것으로 한다. 또는, 흡인기(100)에 설치되는 유도 가열용 코일과, 로드(500)에 내장되는 서셉터가 협동하여 가열부를 구성해도 된다.
도 1은, 흡인기(100)의 전체 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2는, 로드(500)를 장착한 상태를 나타내는 흡인기(100)의 사시도이다. 도 3은, 흡인기(100)의 다른 사시도이다. 도 4는, 흡인기(100)의 분해 사시도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 서로 직교하는 3방향을, 편의상, 전후 방향, 좌우 방향, 상하 방향으로 한, 3차원 공간의 직교 좌표계를 이용하여 설명한다. 도면 중, 전방을 Fr, 후방을 Rr, 우측을 R, 좌측을 L, 상방(上方)을 U, 하방(下方)을 D, 로하여 나타낸다.
흡인기(100)는, 에어로졸원 및 향미원(香味源)을 포함하는 충전물 등을 가지는 향미 성분 생성 기재(基材)의 일례로서의 가늘고 긴 대략 원주상(圓柱狀)의 로드(500)(도 2 참조)를 가열함으로써, 향미를 포함하는 에어로졸을 생성하도록 구성된다.
＜향미 성분 생성 기재(로드)＞
로드(500)는, 소정 온도로 가열되어 에어로졸을 생성하는 에어로졸원을 함유하는 충전물을 포함한다.
에어로졸원의 종류는, 특별히 한정되지 않고, 용도에 따라 여러 가지의 천연물로부터의 추출 물질 및/또는 그들의 구성 성분을 선택할 수 있다. 에어로졸원은, 고체여도 되고, 예를 들면, 글라이세린, 프로필렌글라이콜과 같은 다가 알코올이나, 물 등의 액체여도 된다. 에어로졸원은, 가열함으로써 향미 성분을 방출하는 담배 원료나 담배 원료 유래의 추출물 등의 향미원을 포함하고 있어도 된다. 향미 성분이 부가되는 기체는 에어로졸에 한정되지 않고, 예를 들면 보이지 않는 증기가 생성되어도 된다.
로드(500)의 충전물은, 향미원으로서 담배살을 함유할 수 있다. 담배살의 재료는 특별히 한정되지 않고, 라미나나 중골 등의 공지의 재료를 사용할 수 있다. 충전물은, 1종 또는 2종 이상의 향료를 포함하고 있어도 된다. 해당 향료의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 양호한 끽미(喫味) 부여의 관점에서, 바람직하게는 멘톨이다. 향미원은, 담배 이외의 식물(예를 들면, 민트, 한방(漢方), 또는 허브 등)을 함유할 수 있다. 용도에 따라서는, 로드(500)는 향미원을 포함하지 않아도 된다.
＜비연소식 흡인기의 전체 구성＞
이어서, 흡인기(100)의 전체 구성에 대하여, 도 1~도 4를 참조하면서 설명한다.
흡인기(100)는, 전면, 후면, 좌면, 우면, 상면, 및 하면을 구비하는 대략 직육면체 형상의 케이스(110)를 구비한다. 케이스(110)는, 전면, 후면, 상면, 하면, 및 우면이 일체로 형성된 바닥이 있는 통상(筒狀)의 케이스 본체(112)와, 케이스 본체(112)의 개구부(114)(도 4 참조)를 봉지(封止)하여 좌면을 구성하는 아우터 패널(115) 및 이너 패널(118)과, 슬라이더(119)를 구비한다.
이너 패널(118)은, 케이스 본체(112)에 볼트(120)로 고정된다. 아우터 패널(115)은, 케이스 본체(112)에 수용된 후술하는 새시(150)(도 5 참조)에 보지(保持, 보유 지지)된 마그넷(124)에 의해, 이너 패널(118)의 외면을 덮도록 케이스 본체(112)에 고정된다. 아우터 패널(115)이, 마그넷(124)에 의해 고정됨으로써, 유저는 기호에 맞추어 아우터 패널(115)을 교환하는 것이 가능하게 되어 있다.
이너 패널(118)에는, 마그넷(124)이 관통하도록 형성된 2개의 관통 구멍(126)이 설치된다. 이너 패널(118)에는, 상하에 배치된 2개의 관통 구멍(126)의 사이에, 또한 세로로 긴 긴 구멍(127) 및 원형의 둥근 구멍(128)이 설치된다. 이 긴 구멍(127)은, 케이스 본체(112)에 내장된 8개의 LED(Light Emitting Diode)(L1~L8)로부터 출사(出射)되는 빛을 투과시키기 위한 것이다. 둥근 구멍(128)에는, 케이스 본체(112)에 내장된 버튼식의 조작 스위치(OPS)가 관통한다. 이에 의해, 유저는, 아우터 패널(115)의 LED 창(窓)(116)을 통하여 8개의 LED(L1~L8)로부터 출사되는 빛을 검지할 수 있다. 또한, 유저는, 아우터 패널(115)의 압압부(押壓部)(117)를 통하여 조작 스위치(OPS)를 압하(壓下)할 수 있다.
도 2에 나타내듯이, 케이스 본체(112)의 상면에는, 로드(500)를 삽입 가능한 개구(開口)(132)가 설치된다. 슬라이더(119)는, 개구(132)를 닫는 위치(도 1 참조)와 개구(132)를 개방하는 위치(도 2 참조)의 사이를, 전후 방향으로 이동 가능하게 케이스 본체(112)에 결합된다. 도 2에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해 슬라이더(119)를 투과시키고, 슬라이더(119)의 외형만을 2점 쇄선으로 나타내고 있는 점에 유의바란다.
조작 스위치(OPS)는, 흡인기(100)의 각종 조작을 실시하기 위해서 사용된다. 예를 들면, 유저는, 도 2에 나타내듯이 로드(500)를 개구(132)에 삽입하여 장착한 상태로, 압압부(117)를 통하여 조작 스위치(OPS)를 조작한다. 이에 의해, 가열부(170)(도 5 참조)에 의해, 로드(500)를 연소시키지 않고 가열한다. 로드(500)가 가열되면, 로드(500)에 포함되는 에어로졸원으로부터 에어로졸이 생성되고, 로드(500)에 포함되는 향미원의 향미가 해당 에어로졸에 부가된다. 유저는, 개구(132)로부터 돌출된 로드(500)의 흡구(吸口)(502)를 물고 흡인함으로써, 향미를 포함하는 에어로졸을 흡인할 수 있다.
케이스 본체(112)의 하면에는, 도 3에 나타내듯이, 콘센트나 모바일 배터리 등의 외부 전원과 전기적으로 접속하여 전력 공급을 받기 위한 충전 단자(134)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 충전 단자(134)는, USB(Universal Serial Bus) Type-C 형상의 리셉터클로 하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 충전 단자(134)를, 이하에서는, 리셉터클(RCP)이라고도 기재한다.
또한, 충전 단자(134)는, 예를 들면, 수전(受電) 코일을 구비하고, 외부 전원으로부터 송전되는 전력을 비접촉으로 수전 가능하게 구성되어도 된다. 이 경우의 전력 전송(Wireless Power Transfer)의 방식은, 전자 유도형이어도 되고, 자기 공명형이어도 되고, 전자 유도형과 자기 공명형을 조합 것이어도 된다. 다른 일례로서, 충전 단자(134)는, 각종 USB 단자 등이 접속 가능하고, 또한 상술한 수전 코일을 가지고 있어도 된다.
도 1~도 4에 나타나는 흡인기(100)의 구성은 일례에 지나지 않는다. 흡인기(100)는, 로드(500)를 보지하여 예를 들면 가열 등의 작용을 가함으로써, 로드(500)로부터 향미 성분이 부여된 기체를 생성시키고, 생성된 기체를 유저가 흡인할 수 있는, 여러 가지 형태로 구성할 수 있다.
＜비연소식 흡인기의 내부 구성＞
흡인기(100)의 내부 유닛(140)에 대하여 도 5~도 8을 참조하면서 설명한다.
도 5는, 흡인기(100)의 내부 유닛(140)의 사시도이다. 도 6은, 도 5의 내부 유닛(140)의 분해 사시도이다. 도 7은, 전원(BAT) 및 새시(150)를 제거한 내부 유닛(140)의 사시도이다. 도 8은, 전원(BAT) 및 새시(150)를 제거한 내부 유닛(140)의 다른 사시도이다.
케이스(110)의 내부 공간에 수용되는 내부 유닛(140)은, 새시(150)와, 전원(BAT)과, 회로부(160)와, 가열부(170)와, 통지부(180)와, 각종 센서를 구비한다.
새시(150)는, 전후 방향에 있어서 케이스(110)의 내부 공간의 대략 중앙에 배치되어 상하 방향 또한 전후 방향으로 연설(延設)된 판상(板狀)의 새시 본체(151)와, 전후 방향에 있어서 케이스(110)의 내부 공간의 대략 중앙에 배치되고 상하 방향 또한 좌우 방향으로 연장되는 판상의 전후 분할벽(152)과, 상하 방향에 있어서 전후 분할벽(152)의 대략 중앙으로부터 전방으로 연장되는 판상의 상하 분할벽(153)과, 전후 분할벽(152) 및 새시 본체(151)의 상연부(上緣部)로부터 후방으로 연장되는 판상의 새시 상벽(上壁)(154)과, 전후 분할벽(152) 및 새시 본체(151) 하연부(下緣部)로부터 후방으로 연장되는 판상의 새시 하벽(下壁)(155)을 구비한다. 새시 본체(151)의 좌면은, 전술한 케이스(110)의 이너 패널(118) 및 아우터 패널(115)에 덮인다.
케이스(110)의 내부 공간은, 새시(150)에 의해 전방 상부에 가열부 수용 영역(142)이 구획 형성되고, 전방 하부에 기판 수용 영역(144)이 구획 형성되고, 후방에 상하 방향에 걸쳐 전원 수용 공간(146)이 구획 형성되어 있다.
가열부 수용 영역(142)에 수용되는 가열부(170)는, 복수의 통상의 부재로 구성되고, 이들이 동심원상으로 배치됨으로써, 전체적으로 통상체를 이루고 있다. 가열부(170)는, 그 내부에 로드(500)의 일부를 수납 가능한 로드 수용부(172)와, 로드(500)를 외주 또는 중심으로부터 가열하는 히터(HTR)(도 10~도 16 참조)를 가진다. 로드 수용부(172)가 단열재로 구성, 또는, 로드 수용부(172)의 내부에 단열재가 설치됨으로써, 로드 수용부(172)의 표면과 히터(HTR)는 단열되는 것이 바람직하다. 히터(HTR)는, 로드(500)를 가열 가능한 소자이면 된다. 히터(HTR)는, 예를 들면, 발열 소자이다. 발열 소자로서는, 발열 저항체, 세라믹 히터, 및 유도 가열식의 히터 등을 들 수 있다. 히터(HTR)로서는, 예를 들면, 온도의 증가에 따라 저항값도 증가하는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 특성을 가지는 것이 바람직하게 사용된다. 이를 대신하여, 온도의 증가에 따라 저항값이 저하하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 특성을 가지는 히터(HTR)를 사용해도 된다. 가열부(170)는, 로드(500)에 공급하는 공기의 유로를 획정(劃定)하는 기능, 및 로드(500)를 가열하는 기능을 가진다. 케이스(110)에는, 공기를 유입시키기 위한 통기구(도시하지 않음)가 형성되고, 가열부(170)에 공기를 유입할 수 있도록 구성된다.
전원 수용 공간(146)에 수용되는 전원(BAT)은, 충전 가능한 이차 전지, 전기 이중층 커패시터 등이며, 바람직하게는, 리튬이온 이차 전지이다. 전원(BAT)의 전해질은, 겔상의 전해질, 전해액, 고체 전해질, 이온 액체의 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있어도 된다.
통지부(180)는, 전원(BAT)의 충전 상태를 나타내는 SOC(State Of Charge), 흡인시의 예열 시간, 흡인 가능 기간 등의 각종 정보를 통지한다. 본 실시 형태의 통지부(180)는, 8개의 LED(L1~L8)와, 진동 모터(M)를 포함한다. 통지부(180)는, LED(L1~L8)와 같은 발광 소자에 의해 구성되어 있어도 되고, 진동 모터(M)와 같은 진동 소자에 의해 구성되어 있어도 되고, 음(音) 출력 소자에 의해 구성되어 있어도 된다. 통지부(180)는, 발광 소자, 진동 소자, 및 음 출력 소자 중, 2 이상의 소자의 조합이어도 된다.
각종 센서는, 유저의 퍼프 동작(흡인 동작)을 검출하는 흡기(吸氣) 센서, 전원(BAT)의 온도를 검출하는 전원 온도 센서, 히터(HTR)의 온도를 검출하는 히터 온도 센서, 케이스(110)의 온도를 검출하는 케이스 온도 센서, 슬라이더(119)의 위치를 검출하는 커버 위치 센서, 및 아우터 패널(115)의 착탈을 검출하는 패널 검출 센서 등을 포함한다.
흡기 센서는, 예를 들면, 개구(132)의 근방에 배치된 서미스터(T2)를 주체(主體)로 구성된다. 전원 온도 센서는, 예를 들면, 전원(BAT)의 근방에 배치된 서미스터(T1)를 주체로 구성된다. 히터 온도 센서는, 예를 들면, 히터(HTR)의 근방에 배치된 서미스터(T3)를 주체로 구성된다. 상술한 바와 같이, 로드 수용부(172)는 히터(HTR)로부터 단열되는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 서미스터(T3)는, 로드 수용부(172)의 내부에 있어서, 히터(HTR)와 접하는 또는 근접하는 것이 바람직하다. 히터(HTR)가 PTC 특성이나 NTC 특성을 가지는 경우, 히터(HTR) 그 자체를 히터 온도 센서로 사용해도 된다. 케이스 온도 센서는, 예를 들면, 케이스(110)의 좌면의 근방에 배치된 서미스터(T4)를 주체로 구성된다. 커버 위치 센서는, 슬라이더(119)의 근방에 배치된 홀 소자를 포함하는 홀 IC(14)(도 10~도 16 참조)를 주체로 구성된다. 패널 검출 센서는, 이너 패널(118)의 내측의 면의 근방에 배치된 홀 소자를 포함하는 홀 IC(13)(도 10~도 16 참조)를 주체로 구성된다.
회로부(160)는, 4개의 회로 기판과, 복수의 IC(Integrate Circuit)와, 복수의 소자를 구비한다. 4개의 회로 기판은, 주로 후술의 MCU(Micro Controller Unit)(1) 및 충전 IC(2)가 배치된 MCU 탑재 기판(161)과, 주로 충전 단자(134)가 배치된 리셉터클 탑재 기판(162)과, 조작 스위치(OPS), LED(L1~L8), 및 후술의 통신 IC(15)가 배치된 LED 탑재 기판(163)과, 커버 위치 센서를 구성하는 홀 소자를 포함하는 후술의 홀 IC(14)가 배치된 홀 IC 탑재 기판(164)을 구비한다.
MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)은, 기판 수용 영역(144)에 있어서 서로 평행으로 배치된다. 구체적으로 설명하면, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)은, 각각의 소자 배치면이 좌우 방향 및 상하 방향을 따라 배치되고, MCU 탑재 기판(161)이 리셉터클 탑재 기판(162)보다도 전방에 배치된다. MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)에는, 각각 개구부(175, 176)(도 18~도 21 참조)가 설치된다. MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)은, 이들 개구부(175, 176)의 주연부(周緣部)끼리의 사이에 원통형의 스페이서(173)를 개재시킨 상태로 전후 분할벽(152)의 기판 고정부(156)에 볼트(136)로 체결된다. 즉, 스페이서(173)는, 케이스(110)의 내부에 있어서의 MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)의 위치를 고정하는 고정 부재이며, MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클 탑재 기판(162)을 기계적으로 접속한다. 이에 의해, MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클 탑재 기판(162)이 접촉하고, 이들의 사이에 단락(短絡) 전류가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 스페이서(173)는 도전성을 가지고, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)의 그라운드가 스페이서(173)를 통하여 접속된다. 이에 의해, MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클 탑재 기판(162)의 그라운드 전위를 정렬할 수 있고, MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클 탑재 기판(162)의 사이의 충전용 전력, 동작용 전력의 공급 및 통신을 안정시킬 수 있다.
편의상, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)의 전방을 향하는 면(面)을, 각각의 주면(主面)(161a, 162a)으로 하고, 주면(161a, 162a)의 반대면을 각각의 부면(副面)(161b, 162b)으로 하면, MCU 탑재 기판(161)의 부면(161b)과, 리셉터클 탑재 기판(162)의 주면(162a)이, 소정의 간극을 통하여 대향(對向)한다. MCU 탑재 기판(161)의 주면(161a)은 케이스(110)의 전면(前面)과 대향하고, 리셉터클 탑재 기판(162)의 부면(162b)은, 새시(150)의 전후 분할벽(152)과 대향한다. MCU 탑재 기판(161) 과 리셉터클 탑재 기판(162)은, 플렉시블 배선판(165)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)에 탑재되는 소자 및 IC에 대해서는 후술한다.
LED 탑재 기판(163)은, 새시 본체(151)의 좌측면, 또한 상하에 배치된 2개의 마그넷(124)의 사이에 배치된다. LED 탑재 기판(163)의 소자 배치면은, 상하 방향 및 전후 방향을 따라 배치되어 있다. 환언하면, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162) 각각의 소자 배치면과, LED 탑재 기판(163)의 소자 배치면은, 직교하고 있다. 이와 같이, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162) 각각의 소자 배치면과, LED 탑재 기판(163)의 소자 배치면은, 직교에 한하지 않고, 교차하고 있는(비평행인) 것이 바람직하다. 또한, LED(L1~L8)와 함께 통지부(180)를 구성하는 진동 모터(M)는, 새시 하벽(155)의 하면에 고정되고, MCU 탑재 기판(161)에 전기적으로 접속된다.
홀 IC 탑재 기판(164)은, 새시 상벽(154)의 상면에 배치된다.
＜흡인기의 동작 모드＞
도 9는, 흡인기(100)의 동작 모드를 설명하기 위한 모식도이다. 도 9에 나타내듯이, 흡인기(100)의 동작 모드에는, 충전 모드, 슬립 모드, 액티브 모드, 가열 초기 설정 모드, 가열 모드, 및 가열 종료 모드가 포함된다.
슬립 모드는, 주로 히터(HTR)의 가열 제어에 필요한 전자 부품으로의 전력 공급을 정지하여 전력 절약화를 도모하는 모드이다.
액티브 모드는, 히터(HTR)의 가열 제어를 제외한 대부분의 기능이 유효하게 되는 모드이다. 흡인기(100)는, 슬립 모드로 동작하고 있는 상태에서, 슬라이더(119)가 열리면, 동작 모드를 액티브 모드로 전환한다. 흡인기(100)는, 액티브 모드로 동작하고 있는 상태에서, 슬라이더(119)가 닫히거나 조작 스위치(OPS)의 무조작 시간이 소정 시간에 도달하거나 하면, 동작 모드를 슬립 모드로 전환한다.
가열 초기 설정 모드는, 히터(HTR)의 가열 제어를 개시하기 위한 제어 파라미터 등의 초기 설정을 실시하는 모드이다. 흡인기(100)는, 액티브 모드로 동작하고 있는 상태에서, 조작 스위치(OPS)의 조작을 검출하면, 동작 모드를 가열 초기 설정 모드로 전환하고, 초기 설정이 종료되면, 동작 모드를 가열 모드로 전환한다.
가열 모드는, 히터(HTR)의 가열 제어(에어로졸 생성을 위한 가열 제어와, 온도 검출을 위한 가열 제어)를 실행하는 모드이다. 흡인기(100)는, 동작 모드가 가열 모드로 전환되면, 히터(HTR)의 가열 제어를 개시한다.
가열 종료 모드는, 히터(HTR)의 가열 제어의 종료 처리(가열 이력의 기억 처리 등)를 실행하는 모드이다. 흡인기(100)는, 가열 모드로 동작하고 있는 상태에서, 히터(HTR)로의 통전 시간 또는 유저의 흡인 회수가 상한에 도달하거나, 슬라이더(119)가 닫히거나 하면, 동작 모드를 가열 종료 모드로 전환하고, 종료 처리가 종료되면, 동작 모드를 액티브 모드로 전환한다. 흡인기(100)는, 가열 모드로 동작하고 있는 상태에서, USB 접속이 이루어지면, 동작 모드를 가열 종료 모드로 전환하고, 종료 처리가 종료되면, 동작 모드를 충전 모드로 전환한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 이 경우에 있어서, 동작 모드를 충전 모드로 전환하기 전에, 동작 모드를 액티브 모드로 전환해도 된다. 환언하면, 흡인기(100)는, 가열 모드로 동작하고 있는 상태에서, USB 접속이 이루어지면, 동작 모드를 가열 종료 모드, 액티브 모드, 충전 모드의 순으로 전환해도 된다.
충전 모드는, 리셉터클(RCP)에 접속된 외부 전원으로부터 공급되는 전력에 의해, 전원(BAT)의 충전을 실시하는 모드이다. 흡인기(100)는, 슬립 모드 또는 액티브 모드로 동작하고 있는 상태에서, 리셉터클(RCP)에 외부 전원이 접속(USB 접속)되면, 동작 모드를 충전 모드로 전환한다. 흡인기(100)는, 충전 모드로 동작하고 있는 상태에서, 전원(BAT)의 충전이 완료되거나, 리셉터클(RCP)과 외부 전원의 접속이 해제되거나 하면, 동작 모드를 슬립 모드로 전환한다.
＜내부 유닛의 회로의 개략＞
도 10은, 내부 유닛(140)의 전기 회로의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 10에서는, 주요한 소자 및 IC만을 기재한다.
도 10에 있어서 굵은 실선으로 나타낸 배선은, 내부 유닛(140)의 기준이 되는 전위(그라운드 전위)와 동일 전위가 되는 배선(내부 유닛(140)에 설치된 그라운드에 접속되는 배선)이며, 이 배선을 이하에서는 그라운드 라인이라고 기재한다. 도 10에서는, 복수의 회로 소자를 칩화한 전자 부품을 직사각형으로 나타내고 있으며, 이 직사각형의 내측에 각종 단자의 부호를 기재하고 있다. 칩에 탑재되는 전원 단자(VCC) 및 전원 단자(VDD)는, 각각, 고(高)전위측의 전원 단자를 나타낸다. 칩에 탑재되는 전원 단자(VSS) 및 그라운드 단자(GND)는, 각각, 저(低)전위측(기준 전위측)의 전원 단자를 나타낸다. 칩화된 전자 부품은, 고전위측의 전원 단자의 전위와 저전위측의 전원 단자의 전위의 차분(差分)이, 전원 전압이 된다. 칩화된 전자 부품은, 이 전원 전압을 이용하여, 각종 기능을 실행한다.
MCU 탑재 기판(161)에는, 주요한 전자 부품으로서, 흡인기(100)의 전체를 통괄 제어하는 MCU(1)와, 전원(BAT)의 충전 제어를 실시하는 충전 IC(2)와, 콘덴서, 저항기, 및 트랜지스터 등을 조합하여 구성된 로드 스위치(이하, LSW)(3)와, USB 접속 검출용의 분압 회로(Pc)가 설치되어 있다.
충전 IC(2), 및 LSW(3)의 각각의 그라운드 단자(GND)는, 그라운드 라인에 접속되어 있다.
LED 탑재 기판(163)에는, 주요한 전자 부품으로서, 패널 검출 센서를 구성하는 홀 소자를 포함하는 홀 IC(13)와, LED(L1~L8)와, 조작 스위치(OPS)와, 통신 IC(15)가 설치되어 있다. 통신 IC(15)는, 스마트폰 등의 전자 기기와의 통신을 실시하기 위한 통신 모듈이다. 홀 IC(13)의 전원 단자(VSS) 및 통신 IC(15)의 그라운드 단자(GND)의 각각은, 그라운드 라인에 접속되어 있다. 통신 IC(15)와 MCU(1)는, 통신선(LN)에 의해 통신 가능하게 구성되어 있다. 조작 스위치(OPS)의 일단(一端)은 그라운드 라인에 접속되고, 조작 스위치(OPS) 타단(他端)은 MCU(1)의 단자(P4)에 접속되어 있다.
리셉터클 탑재 기판(162)에는, 주요한 전자 부품으로서, 전원(BAT)과 전기적으로 접속되는 전원 커넥터(도면에서는, 이 전원 커넥터에 접속된 전원(BAT)을 기재)와, 승압 DC/DC 컨버터(9)(도면에서는, 승압 DC/DC(9)라고 기재)와, 보호 IC(10)와, 과전압 보호 IC(11)와, 리셉터클(RCP)과, MOSFET로 구성된 스위치(S3, S4)와, 오피 앰프(op-amp, Operational Amplifier)(OP1)와, 히터(HTR)와 전기적으로 접속되는 한 쌍(양극측과 음극측)의 히터 커넥터(Cn)가 설치되어 있다.
리셉터클(RCP)의 2개의 그라운드 단자(GND)와, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 그라운드 단자(GND)와, 보호 IC(10)의 전원 단자(VSS)와, 과전압 보호 IC(11)의 그라운드 단자(GND)와, 오피 앰프(OP1)의 음전원 단자는, 각각, 그라운드 라인에 접속되어 있다.
홀 IC 탑재 기판(164)에는, 커버 위치 센서를 구성하는 홀 소자를 포함하는 홀 IC(14)가 설치되어 있다. 홀 IC(14)의 전원 단자(VSS)는, 그라운드 라인에 접속되어 있다. 홀 IC(14)의 출력 단자(OUT)는, MCU(1)의 단자(P8)에 접속되어 있다. MCU(1)는, 단자(P8)에 입력되는 신호에 의해, 슬라이더(119)의 개폐를 검출한다.
＜내부 유닛의 회로의 상세＞
이하, 도 10을 참조하면서 각 전자 부품의 접속 관계 등에 대하여 설명한다.
리셉터클(RCP)의 2개의 전원 입력 단자(VBUS)는, 각각, 퓨즈(Fs) 등의 후술하는 보호 소자를 통하여, 과전압 보호 IC(11)의 입력 단자(IN)에 접속되어 있다. 리셉터클(RCP)에 USB 플러그가 접속되고, 이 USB 플러그를 포함하는 USB 케이블이 외부 전원에 접속되면, 리셉터클(RCP)의 2개의 전원 입력 단자(VBUS)에 USB 전압(VUSB)이 공급된다.
과전압 보호 IC(11)의 입력 단자(IN)에는, 2개의 저항기의 직렬 회로로 이루어지는 분압 회로(Pa)의 일단이 접속되어 있다. 분압 회로(Pa)의 타단은 그라운드 라인에 접속되어 있다. 분압 회로(Pa)를 구성하는 2개의 저항기의 접속점은, 과전압 보호 IC(11)의 전압 검출 단자(OVLo)에 접속되어 있다. 과전압 보호 IC(11)는, 전압 검출 단자(OVLo)에 입력되는 전압이 문턱값 미만인 상태에서는, 입력 단자(IN)에 입력된 전압을 출력 단자(OUT)로부터 출력한다. 과전압 보호 IC(11)는, 전압 검출 단자(OVLo)에 입력되는 전압이 문턱값 이상(과전압)이 된 경우에는, 출력 단자(OUT)로부터의 전압 출력을 정지(LSW(3)와 리셉터클(RCP)의 전기적인 접속을 차단)함으로써, 과전압 보호 IC(11)보다도 하류의 전자 부품의 보호를 도모한다. 과전압 보호 IC(11)의 출력 단자(OUT)는, LSW(3)의 입력 단자(VIN)와, MCU(1)에 접속된 분압 회로(Pc)(2개의 저항기의 직렬 회로)의 일단에 접속되어 있다. 분압 회로(Pc)의 타단은 그라운드 라인에 접속되어 있다. 분압 회로(Pc)를 구성하는 2개의 저항기의 접속점은, MCU(1)의 단자(P17)에 접속되어 있다.
LSW(3)의 입력 단자(VIN)에는, 2개의 저항기의 직렬 회로로 이루어지는 분압 회로(Pf)의 일단이 접속되어 있다. 분압 회로(Pf)의 타단은 그라운드 라인에 접속되어 있다. 분압 회로(Pf)를 구성하는 2개의 저항기의 접속점은, LSW(3)의 제어 단자(ON)에 접속되어 있다. LSW(3)의 제어 단자(ON)에는, 바이폴러 트랜지스터(S2)의 컬렉터 단자가 접속되어 있다. 바이폴러 트랜지스터(S2)의 이미터 단자는 그라운드 라인에 접속되어 있다. 바이폴러 트랜지스터(S2)의 베이스 단자는, MCU(1)의 단자(P19)에 접속되어 있다. LSW(3)는, 제어 단자(ON)에 입력되는 신호가 하이레벨이 되면, 입력 단자(VIN)에 입력된 전압을 출력 단자(VOUT)로부터 출력한다. LSW(3)의 출력 단자(VOUT)는, 충전 IC(2)의 입력 단자(VBUS)와, LED(L1~L8)의 각각의 애노드에 접속되어 있다.
MCU(1)는, USB 접속이 이루어지지 않은 동안은, 바이폴러 트랜지스터(S2)를 온(on)으로 한다. 이에 의해, LSW(3)의 제어 단자(ON)는 바이폴러 트랜지스터(S2)를 통하여 그라운드 라인에 접속되기 때문에, LSW(3)의 제어 단자(ON)에는 로우레벨의 신호가 입력된다.
LSW(3)에 접속된 바이폴러 트랜지스터(S2)는, USB 접속이 이루어지면, MCU(1)에 의해 오프(off)된다. 바이폴러 트랜지스터(S2)가 오프됨으로써, 분압 회로(Pf)에 의해 분압된 USB 전압(VUSB)이 LSW(3)의 제어 단자(ON)에 입력된다. 이 때문에, USB 접속이 이루어지고 또한 바이폴러 트랜지스터(S2)가 오프되면, LSW(3)의 제어 단자(ON)에는, 하이레벨의 신호가 입력된다. 이에 의해, LSW(3)는, USB 케이블로부터 공급되는 USB 전압(VUSB)을 출력 단자(VOUT)로부터 출력한다. 또한, 바이폴러 트랜지스터(S2)가 오프되어 있지 않은 상태에서 USB 접속이 이루어져도, LSW(3)의 제어 단자(ON)는, 바이폴러 트랜지스터(S2)를 통하여 그라운드 라인에 접속되어 있기 때문에, MCU(1)가 바이폴러 트랜지스터(S2)를 오프하지 않는 한, LSW(3)의 제어 단자(ON)에는 로우레벨의 신호가 계속 입력되는 점을 유의바란다.
전원(BAT)의 양극 단자는, 보호 IC(10)의 전원 단자(VDD)와, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 입력 단자(VIN)와, 충전 IC(2)의 충전 단자(bat)에 접속되어 있다. 따라서, 전원(BAT)의 전원 전압(VBAT)은, 보호 IC(10)와, 충전 IC(2)와, 승압 DC/DC 컨버터(9)에 공급된다. 전원(BAT)의 음극 단자에는, 저항기(Ra)와, MOSFET로 구성된 스위치(Sa)와, MOSFET로 구성된 스위치(Sb)가 이 순으로 직렬 접속되어 있다. 저항기(Ra)와 스위치(Sa)의 접속점에는, 보호 IC(10)의 전류 검출 단자(CS)가 접속되어 있다. 스위치(Sa)와 스위치(Sb)의 각각의 제어 단자는, 보호 IC(10)에 접속되어 있다.
보호 IC(10)는, 전류 검출 단자(CS)에 입력되는 전압으로부터, 전원(BAT)의 충방전시에 있어서 저항기(Ra)에 흐르는 전류값을 취득하고, 이 전류값이 과대하게 된 경우(과전류의 경우)에, 스위치(Sa)와 스위치(Sb)의 개폐 제어를 실시하여, 전원(BAT)의 충전 또는 방전을 정지시킴으로써, 전원(BAT)의 보호를 도모한다. 보다 구체적으로는, 보호 IC(10)는, 전원(BAT)의 충전시에 과대한 전류값을 취득한 경우에는, 스위치(Sb)를 오프함으로써, 전원(BAT)의 충전을 정지시킨다. 보호 IC(10)는, 전원(BAT)의 방전시에 과대한 전류값을 취득한 경우에는, 스위치(Sa)를 오프함으로써, 전원(BAT)의 방전을 정지시킨다. 또한, 보호 IC(10)는, 전원 단자(VDD)에 입력되는 전압으로부터, 전원(BAT)의 전압값이 이상(異常)이 된 경우(과충전 또는 과전압인 경우)에, 스위치(Sa)와 스위치(Sb)의 개폐 제어를 실시하여, 전원(BAT)의 충전 또는 방전을 정지시킴으로써, 전원(BAT)의 보호를 도모한다. 보다 구체적으로는, 보호 IC(10)는, 전원(BAT)의 과충전을 검지한 경우에는, 스위치(Sb)를 오프함으로써, 전원(BAT)의 충전을 정지시킨다. 보호 IC(10)는, 전원(BAT)의 과방전을 검지한 경우에는, 스위치(Sa)를 오프함으로써, 전원(BAT)의 방전을 정지시킨다.
승압 DC/DC 컨버터(9)의 스위칭 단자(SW)에는, 리액터(Lc)의 일단이 접속되어 있다. 이 리액터(Lc)의 타단은 승압 DC/DC 컨버터(9)의 입력 단자(VIN)에 접속되어 있다. 승압 DC/DC 컨버터(9)는, 스위칭 단자(SW)에 접속된 내장 트랜지스터의 온 오프 제어를 실시함으로써, 입력된 전압을 승압하여, 출력 단자(VOUT)로부터 출력된다. 또한, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 입력 단자(VIN)는, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 고전위측의 전원 단자를 구성하고 있다. 승압 DC/DC 컨버터(9)는, 이네이블 단자(EN)에 입력되는 신호가 하이레벨이 되어 있는 경우에, 승압 동작을 실시한다. USB 접속되어 있는 상태에 있어서는, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 이네이블 단자(EN)에 입력되는 신호는, MCU(1)에 의해 로우레벨로 제어되어도 된다. 혹은, USB 접속되어 있는 상태에 있어서는, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 이네이블 단자(EN)에 입력되는 신호를 MCU(1)가 제어하지 않음으로써, 이네이블 단자(EN)의 전위를 부정(不定)으로 해도 된다.
승압 DC/DC 컨버터(9)의 출력 단자(VOUT)에는, P 채널형 MOSFET에 의해 구성된 스위치(S4)의 소스 단자가 접속되어 있다. 스위치(S4)의 게이트 단자는, MCU(1)의 단자(P15)와 접속되어 있다. 스위치(S4)의 드레인 단자에는, 저항기(Rs)의 일단이 접속되어 있다. 저항기(Rs)의 타단은, 히터(HTR)의 일단과 접속되는 양극측의 히터 커넥터(Cn)에 접속되어 있다. 스위치(S4)와 저항기(Rs)의 접속점에는, 2개의 저항기로 이루어지는 분압 회로(Pb)가 접속되어 있다. 분압 회로(Pb)를 구성하는 2개의 저항기의 접속점은, MCU(1)의 단자(P18)와 접속되어 있다. 스위치(S4)와 저항기(Rs)의 접속점은, 또한, 오피 앰프(OP1)의 양전원 단자와 접속되어 있다.
승압 DC/DC 컨버터(9)의 출력 단자(VOUT)와 스위치(S4)의 소스 단자의 접속 라인에는, P 채널형 MOSFET에 의해 구성된 스위치(S3)의 소스 단자가 접속되어 있다. 스위치(S3)의 게이트 단자는, MCU(1)의 단자(P16)와 접속되어 있다. 스위치(S3)의 드레인 단자는, 저항기(Rs)와 양극측의 히터 커넥터(Cn)의 접속 라인에 접속되어 있다. 이와 같이, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 출력 단자(VOUT)와 히터 커넥터(Cn)의 양극측의 사이에는, 스위치(S3)를 포함하는 회로와, 스위치(S4) 및 저항기(Rs)를 포함하는 회로가 병렬 접속되어 있다. 스위치(S3)를 포함하는 회로는, 저항기를 가지지 않기 때문에, 스위치(S4) 및 저항기(Rs)를 포함하는 회로보다도 저(低)저항인 회로이다.
승압 DC/DC 컨버터(9)의 이네이블 단자(EN)에는, MCU(1)의 단자(P14)가 접속되어 있다.
오피 앰프(OP1)의 비(非)반전 입력 단자는, 저항기(Rs)와 양극측의 히터 커넥터(Cn)의 접속 라인에 접속되어 있다. 오피 앰프(OP1)의 반전 입력 단자는, 히터(HTR)의 타단과 접속되는 음극측의 히터 커넥터(Cn)와, 그라운드 라인에 접속되어 있다. 오피 앰프(OP1)의 출력 단자에는 저항기(R4)의 일단이 접속되어 있다. 저항기(R4)의 타단은, MCU(1)의 단자(P9)에 접속되어 있다.
충전 IC(2)의 입력 단자(VBUS)는, LED(L1~L8)의 각각의 애노드에 접속되어 있다. LED(L1~L8)의 각각의 캐소드는, 전류 제한을 위한 저항기를 통하여, MCU(1)의 제어 단자(PD1~PD8)에 접속되어 있다. 즉, 입력 단자(VBUS)에는, LED(L1~L8)가 병렬 접속되어 있다. LED(L1~L8)는, 리셉터클(RCP)에 접속된 USB 케이블로부터 공급되는 USB 전압(VUSB)과, 전원(BAT)으로부터 충전 IC(2)를 경유하여 공급되는 전압의 각각 의해 동작 가능하게 구성되어 있다. MCU(1)에는, 제어 단자(PD1)~제어 단자(PD8)의 각각과 그라운드 단자(GND)에 접속된 트랜지스터(스위칭 소자)가 내장되어 있다. MCU(1)는, 제어 단자(PD1)와 접속된 트랜지스터를 온함으로써 LED(L1)에 통전하여 이를 점등시키고, 제어 단자(PD1)와 접속된 트랜지스터를 오프함으로써 LED(L1)를 소등시킨다. 제어 단자(PD1)와 접속된 트랜지스터의 온과 오프를 고속으로 전환함으로써, LED(L1)의 휘도나 발광 패턴을 동적으로 제어할 수 있다. LED(L2~L8)에 대해서도 동일하게 MCU(1)에 의해 점등 제어된다.
충전 IC(2)는, 입력 단자(VBUS)에 입력되는 USB 전압(VUSB)에 근거하여 전원(BAT)을 충전하는 충전 기능을 구비한다. 충전 IC(2)는, 도시하지 않은 단자나 배선으로부터, 전원(BAT)의 충전 전류나 충전 전압을 취득하고, 이들에 근거하여, 전원(BAT)의 충전 제어(충전 단자(bat)로부터 전원(BAT)으로의 전력 공급 제어)를 실시한다.
충전 IC(2)는, 또한, VBAT 파워 패스 기능과, OTG 기능을 구비한다. VBAT 파워 패스 기능은, 충전 단자(bat)에 입력되는 전원 전압(VBAT)과 대략 일치하는 시스템 전원 전압(Vcc0)을, 출력 단자(SYS)로부터 출력하는 기능이다. OTG 기능은, 충전 단자(bat)에 입력되는 전원 전압(VBAT)을 승압하여 얻어지는 시스템 전원 전압(Vcc4)을, 입력 단자(VBUS)로부터 출력하는 기능이다. 충전 IC(2)의 OTG 기능의 온 오프는, 통신선(LN)을 이용한 시리얼 통신에 의해, MCU(1)에 의해 제어된다. 또한, OTG 기능에 있어서는, 충전 단자(bat)로 입력되는 전원 전압(VBAT)을, 입력 단자(VBUS)로부터 그대로 출력해도 된다. 이 경우에 있어서, 전원 전압(VBAT)과 시스템 전원 전압(Vcc4)은 대략 일치한다. 시리얼 통신을 실시하기 위해서는, 데이터 송신용의 데이터 라인이나 동기용의 클록 라인 등의 복수의 신호선이 필요하게 되는 바, 간략화를 위해 하나의 신호선만 도 10-16에 기재되어 있는 점에 유의바란다.
충전 IC(2)의 출력 단자(SYS)는, MCU(1)의 전원 단자(VDD)와, 홀 IC(13)의 전원 단자(VDD)와, 통신 IC(15)의 전원 단자(VCC)와, 홀 IC(14)의 전원 단자(VDD)와, 조작 스위치(OPS)와 접속된 직렬 회로(저항기와 콘덴서의 직렬 회로)에 접속되어 있다. 충전 IC(2)의 충전 이네이블 단자(CE)(￣)는, 저항기를 통하여, MCU(1)의 단자(P22)에 접속되어 있다. 또한, 이들 전원 단자에 공급되는 전압을 안정으로 하기 위해, 충전 IC(2)의 출력 단자(SYS)에 전압 레귤레이터를 접속해도 된다.
홀 IC(13)의 출력 단자(OUT)는, MCU(1)의 단자(P3)에 접속되어 있다. 아우터 패널(115)이 분리되면, 홀 IC(13)의 출력 단자(OUT)로부터 로우레벨의 신호가 출력된다. MCU(1)는, 단자(P3)에 입력되는 신호에 의해, 아우터 패널(115)의 장착 유무를 판정한다.
LED 탑재 기판(163)에는, 조작 스위치(OPS)와 접속된 직렬 회로(저항기와 콘덴서의 직렬 회로)가 설치되어 있다. 이 직렬 회로는, 충전 IC(2)의 출력 단자(SYS)와, MCU(1)의 전원 단자(VDD), 홀 IC(13)의 전원 단자(VDD), 홀 IC(14)의 전원 단자(VDD), 및 통신 IC(15)의 전원 단자(VCC)를 접속하는 전원 라인에 접속되어 있다. 이 직렬 회로의 저항기와 콘덴서의 접속점은, MCU(1)의 단자(P4)와, 조작 스위치(OPS)에 접속되어 있다. 조작 스위치(OPS)가 압하되지 않은 상태에서는, 조작 스위치(OPS)는 도통하지 않고, MCU(1)의 단자(P4)에 입력되는 신호는, 충전 IC(2)의 출력 단자(SYS)로부터 출력되는 전압에 의해 하이레벨이 된다. 조작 스위치(OPS)가 압하되어 조작 스위치(OPS)가 도통 상태가 되면, MCU(1)의 단자(P4)에 입력되는 신호는, 그라운드 라인에 접속되기 때문에 로우레벨이 된다. MCU(1)는, 단자(P4)에 입력되는 신호에 의해, 조작 스위치(OPS)의 조작을 검출한다.
＜흡인기의 동작 모드마다의 동작＞
이하, 도 11~도 16을 참조하여, 도 10에 나타내는 전기 회로의 동작을 설명한다. 도 11은, 슬립 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 12는, 액티브 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은, 가열 초기 설정 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 14는, 가열 모드에 있어서의 히터(HTR)의 가열시의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 15는, 가열 모드에 있어서의 히터(HTR)의 온도 검출시의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 16은, 충전 모드에 있어서의 전기 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 11~도 16의 각각에 있어서, 칩화된 전자 부품의 단자 중, 파선의 타원으로 둘러싸인 단자는, 전원 전압(VBAT), USB 전압(VUSB), 및 시스템 전원 전압 등의 입력 또는 출력이 이루어지고 있는 단자를 나타내고 있다.
어느 동작 모드에 있어서도, 전원 전압(VBAT)은, 보호 IC(10)의 전원 단자(VDD)와, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 입력 단자(VIN)와, 충전 IC(2)의 충전 단자(bat)에 입력되어 있다.
＜슬립 모드: 도 11＞
MCU(1)는, 충전 IC(2)의 VBAT 파워 패스 기능을 유효로 하고, OTG 기능과 충전 기능을 무효로 한다. 충전 IC(2)의 입력 단자(VBUS)에 USB 전압(VUSB)이 입력되지 않음으로써, 충전 IC(2)의 VBAT 파워 패스 기능은 유효하게 된다. 통신선(LN)으로부터 OTG 기능을 유효하게 하기 위한 신호가 MCU(1)로부터 충전 IC(2)로 출력되지 않기 때문에, OTG 기능은 무효가 된다. 이 때문에, 충전 IC(2)는, 충전 단자(bat)에 입력된 전원 전압(VBAT)으로부터 시스템 전원 전압(Vcc0)을 생성하여, 출력 단자(SYS)로부터 출력한다. 출력 단자(SYS)로부터 출력된 시스템 전원 전압(Vcc0)은, MCU(1)의 전원 단자(VDD)와, 홀 IC(13)의 전원 단자(VDD)와, 통신 IC(15)의 전원 단자(VCC)와, 홀 IC(14)의 전원 단자(VDD)에 입력된다. 시스템 전원 전압(Vcc2)은, 충전시에 전원 입력 단자(VBUS)에 외부 전원으로부터 입력되는 USB 전압(VUSB)보다도 낮아지도록 설정된다.
이와 같이, 슬립 모드에 있어서는, 충전 IC(2)의 OTG 기능은 정지되어 있기 때문에, LED(L1~L8)로의 전력 공급은 정지된다.
＜액티브 모드: 도 12＞
MCU(1)는, 도 11의 슬립 모드 상태로부터, 단자(P8)에 입력되는 신호가 하이레벨이 되고, 슬라이더(119)가 열린 것을 검출하면, 통신선(LN)을 통하여, 충전 IC(2)의 OTG 기능을 유효화한다. 이에 의해, 충전 IC(2)는, 충전 단자(bat)로부터 입력된 전원 전압(VBAT)을 승압하여 얻어지는 시스템 전원 전압(Vcc4)을, 입력 단자(VBUS)로부터 출력한다. 입력 단자(VBUS)로부터 출력된 시스템 전원 전압(Vcc4)은, LED(L1~L8)에 공급된다.
＜가열 초기 설정 모드: 도 13＞
도 12의 상태로부터, 단자(P4)에 입력되는 신호가 로우레벨이 되면(조작 스위치(OPS)의 압하가 이루어지면), MCU(1)는, 가열에 필요한 각종의 설정을 실시한 후, 단자(P14)로부터, 승압 DC/DC 컨버터(9)의 이네이블 단자(EN)에 하이레벨의 이네이블 신호를 입력한다. 이에 의해, 승압 DC/DC 컨버터(9)는, 전원 전압(VBAT)을 승압하여 얻어지는 구동 전압(Vbst)을 출력 단자(VOUT)로부터 출력한다. 구동 전압(Vbst)은, 스위치(S3)와 스위치(S4)에 공급된다. 이 상태에서는, 스위치(S3)와 스위치(S4)는 오프로 되어 있다. 그 후, 가열 모드로 이행한다.
＜가열 모드시의 히터 가열: 도 14＞
도 13의 상태에 있어서, MCU(1)는, 단자(P16)에 접속된 스위치(S3)의 스위칭 제어와, 단자(P15)에 접속된 스위치(S4)의 스위칭 제어를 개시한다. 이들 스위칭 제어는, 상술한 가열 초기 설정 모드가 완료되면 자동적으로 개시되어도 되고, 새로운 조작 스위치(OPS)의 압하에 의해 개시되어도 된다. 구체적으로는, MCU(1)는, 도 14과 같이, 스위치(S3)를 온하고, 스위치(S4)를 오프하여, 구동 전압(Vbst)을 히터(HTR)에 공급하고, 에어로졸 생성을 위한 히터(HTR)의 가열을 실시하는 가열 제어와, 도 15과 같이, 스위치(S3)를 오프하고, 스위치(S4)를 온하여, 히터(HTR)의 온도를 검출하는 온도 검출 제어를 실시한다.
＜가열 모드시의 히터 온도 검출: 도 15＞
도 15에 나타내듯이, 온도 검출 제어시에는, 구동 전압(Vbst)이 오피 앰프(OP1)의 양전원 단자에 입력됨과 함께, 분압 회로(Pb)에 입력된다. 분압 회로(Pb)에 의해 분압된 전압은, MCU(1)의 단자(P18)에 입력된다. MCU(1)는, 단자(P18)에 입력되는 전압에 근거하여, 온도 검출 제어시에 있어서의 오피 앰프(OP1)의 양전원 단자의 전압을 취득한다.
또한, 온도 검출 제어시에는, 구동 전압(Vbst)이, 저항기(Rs)와 히터(HTR)의 직렬 회로에 공급된다. 그리고, 이 구동 전압(Vbst)을 저항기(Rs)와 히터(HTR)에 의해 분압된 전압(Vheat)이, 오피 앰프(OP1)의 비반전 입력 단자에 입력된다. 오피 앰프(OP1)는, 반전 입력 단자에 입력되는 전압과 비반전 입력 단자에 입력되는 전압(Vheat)의 차를 증폭하여 출력한다.
오피 앰프(OP1)의 출력 신호는, MCU(1)의 단자(P9)에 입력된다. MCU(1)는, 단자(P9)에 입력된 신호와, 단자(P18)의 입력 전압에 근거하여 취득한 오피 앰프(OP1)의 양전원 단자의 전압과, 기지(旣知)의 저항기(Rs)의 전기 저항값에 근거하여, 히터(HTR)의 온도를 취득한다.
＜충전 모드: 도 16＞
도 16은, 슬립 모드 상태에서 USB 접속이 이루어진 경우를 예시하고 있다. USB 접속이 이루어지면, USB 전압(VUSB)이 과전압 보호 IC(11)를 통하여 LSW(3)의 입력 단자(VIN)에 입력된다. USB 전압(VUSB)은, LSW(3)의 입력 단자(VIN)에 접속된 분압 회로(Pf)에도 공급된다. USB 접속이 이루어진 직후의 시점에서는, 바이폴러 트랜지스터(S2)가 온이 되어 있기 때문에, LSW(3)의 제어 단자(ON)에 입력되는 신호는 로우레벨로 남아있다. USB 전압(VUSB)은, MCU(1)의 단자(P17)에 접속된 분압 회로(Pc)에도 공급되고, 이 분압 회로(Pc)에서 분압된 전압이 단자(P17)에 입력된다. MCU(1)는, 단자(P17)에 입력된 전압에 근거하여, USB 접속이 이루어진 것을 검출한다. 분압 회로(Pc)는, 단자(P17)에 입력되는 전압을, MCU(1)의 전원 단자(VDD)에 입력되는 시스템 전원 전압(Vcc0) 이하로 하도록 구성된다.
MCU(1)는, USB 접속이 이루어진 것을 검출하면, 단자(P19)에 접속된 바이폴러 트랜지스터(S2)를 오프한다. 바이폴러 트랜지스터(S2)의 게이트 단자에 로우레벨의 신호를 입력하면, 분압 회로(Pf)에 의해 분압된 USB 전압(VUSB)이 LSW(3)의 제어 단자(ON)에 입력된다. 이에 의해, LSW(3)의 제어 단자(ON)에 하이레벨의 신호가 입력되어, LSW(3)는, USB 전압(VUSB)을 출력 단자(VOUT)로부터 출력한다. LSW(3)로부터 출력된 USB 전압(VUSB)은, 충전 IC(2)의 입력 단자(VBUS)에 입력된다. 또한, LSW(3)로부터 출력된 USB 전압(VUSB)은, 그대로 시스템 전원 전압(Vcc4)으로서, LED(L1~L8)에 공급된다.
MCU(1)는, USB 접속이 이루어진 것을 검출하면, 또한, 단자(P22)로부터, 충전 IC(2)의 충전 이네이블 단자(CE)(￣)에 대하여 로우레벨의 이네이블 신호를 출력한다. 이에 의해, 충전 IC(2)는, 전원(BAT)의 충전 기능을 유효화하고, 입력 단자(VBUS)에 입력되는 USB 전압(VUSB)에 의한 전원(BAT)의 충전을 개시한다. 이때, MCU(1)는, 스위치(S3)와 스위치(S4)는 오프로 한 채 에어로졸 생성을 위한 히터(HTR)의 가열을 실시하지 않는다. 바꾸어 말하면, MCU(1)는, 단자(P17)에 입력된 전압에 근거하여 USB 접속이 이루어진 것을 검출한 경우, 전원(BAT)으로부터 히터 커넥터(Cn)로의 전력의 공급을 금지한다. 이에 의해, 충전시에 있어서의 전원(BAT)으로부터의 전력 소비를 회피할 수 있다.
＜리셉터클＞
리셉터클(RCP)은, 도 10~도 17에 나타내듯이, 삽입된 플러그의 핀과 전기적으로 접속되는 복수의 핀(단자)을 구비한다. 구체적으로 설명하면, 리셉터클(RCP)은, 한 쌍의 GND핀(도면 중의 "GND", 이하 GND핀 쌍이라고도 칭한다), 한 쌍의 VBUS핀(도면 중의 "VBUS", 이하 VBUS핀 쌍이라고도 칭한다), CC1핀(도면 중의 "CC1"), CC2핀(도면 중의 "CC2"), 한 쌍의 D-핀(도면 중의 "D-", 이하 D-핀 쌍이라고도 칭한다), 한 쌍의 D+핀(도면 중의 "D+", 이하 D+핀 쌍이라고도 칭한다), SBU1핀(도면 중의 "SBU1"), 및 SBU2핀(도면 중의 "SBU2")을 구비한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 리셉터클(RCP)이 구비하는 핀 중 주요한 핀만을 기재하고 있는 점에 유의바란다. 이들 핀의 역할에 대해서는, 후술한다.
＜리셉터클에 대한 보호 부품＞
도 17은, 리셉터클(RCP)로부터 연장되는 전원 라인(PL) 및 데이터 라인(DL1~DL4)과 리셉터클(RCP)에 대한 보호 부품을 나타내는 도면이다. 또한, 보호 부품은, 보호 소자(소자 부품), 및 보호 IC(집적 회로)를 포함하는 개념이다.
리셉터클(RCP)의 GND핀 쌍은, 그라운드 라인에 의해 그라운드된다. 리셉터클(RCP)의 VBUS핀 쌍은, 리셉터클(RCP)에 삽입된 외부 전원의 플러그로부터, 흡인기(100)로의 전력의 입력을 접수한다. 예를 들면, 리셉터클(RCP)에 플러그가 삽입되면, 삽입된 플러그로부터, VBUS핀 쌍을 통하여, 소정의 USB 버스 파워가 흡인기(100)에 공급되도록 되어 있다. 또한, 리셉터클(RCP)에 삽입된 외부 전원의 플러그로부터 흡인기(100)에 대하여, USB PD(USB Power Delivery)에 따른 전력이 공급되어도 된다. 리셉터클(RCP)의 VBUS핀 쌍과 리셉터클(RCP)의 GND핀 쌍의 사이에 인가되는 전압이, 전원(BAT)의 충전이나 흡인기(100)의 동작에 이용되기 때문에, 리셉터클(RCP)의 VBUS핀 쌍은, 전원 단자로서 기능한다. 따라서, 리셉터클(RCP)의 VBUS핀 쌍에 접속하는 라인을 전원 라인(PL)이라고 호칭하고 있다.
VBUS핀 쌍은 전원 라인(PL)을 통하여 과전압 보호 IC(11)의 IN핀에 접속된다. 전원 라인(PL)은, 또한 과전압 보호 IC(11)의 OUT핀으로부터 플렉시블 배선판(165)을 통하여 LSW(3)의 VIN핀에 접속된다. VBUS핀 쌍과 과전압 보호 IC(11)의 사이의 전원 라인(PL)에는, 복수의 보호 부품이 설치된다. 구체적으로 설명하면, 전원 라인(PL)에는, 퓨즈(Fs), 및 페라이트 비즈(Fb)가 VBUS핀 쌍과 과전압 보호 IC(11)의 사이에 VBUS핀 쌍측으로부터 이 순으로 배치된다. 또한, 전원 라인(PL)은, 페라이트 비즈(Fb)보다도 과전압 보호 IC(11) 측에서, EMI(Electro Magnetic Interference) 제거 필터(200), ESD(Electro Static Discharge) 서프레서(202), 콘덴서(203, 204)를 통하여 그라운드 라인과 접속된다. EMI 제거 필터(200)는, 전자 방해를 해소(제거)하기 위해서 주로 이용된다. ESD 서프레서(202)는, 정전기 방전이나 서지를 해소(제거)하기 위해서 주로 이용된다. 이하, 이들 전원 라인(PL)에 설치되는, 과전압 보호 IC(11), 퓨즈(Fs), 페라이트 비즈(Fb), EMI 제거 필터(200), ESD 서프레서(202), 및 콘덴서(203, 204)를 전원 라인 보호 부품(205)이라고 칭하는 경우가 있다.
퓨즈(Fs)는, 전원 라인(PL)에 정격 이상의 대전류가 흘렀을 때, 회로를 차단하는 비접지 소자이다. 비접지 소자는, 소자의 양단(兩端)이 직접 그라운드 라인에 접속되지 않는 소자이다. 퓨즈(Fs)는, 정격 이상의 대전류를 전력으로부터 검출하는 전력 퓨즈여도 되고, 정격 이상의 대전류를 온도로부터 검출하는 온도 퓨즈여도 된다. 페라이트 비즈(Fb)는, 인덕터의 일종이며 소정의 대역(帶域)에서 노이즈를 열(熱)로 변환하는 비접지 소자이다. 페라이트 비즈(Fb) 대신에 코일 타입의 인덕터를 사용해도 된다.
ESD 서프레서(202)는, 2개의 단자(전극)를 가지고, 이들 단자간에 고전압이 인가되면 급격하게 저항값이 저하하는 성질을 가지는 소자이다. ESD 서프레서(202)는, 일단이 전원 라인(PL)에 접속되고, 타단이 그라운드 라인에 접속되는 접지 소자이다. 접지 소자는, 소자의 어느 일단이 직접 그라운드 라인에 접속되는 소자이다. 따라서, 예를 들면, 리셉터클(RCP)에 플러그를 삽입할 때에 이들이 스침으로써 VBUS핀 쌍에 정전기가 발생해도, 이 정전기를, ESD 서프레서(202)를 통하여 그라운드 라인으로 빼내어 과전압 보호 IC(11)를 보호할 수 있다.
콘덴서(CD1, CD2)는, 입력 전압에 포함되는 리플 성분(맥동 성분)을 콘덴서의 충전 작용 및 방전 작용을 이용하여 평활화하고, 출력 전압을 안정화시킨다. 콘덴서(CD1, CD2)는, 각각 일단이 전원 라인(PL)에 접속되고, 타단이 그라운드 라인에 접속되는 접지 소자이다. 따라서, VBUS핀 쌍에 노이즈나 서지가 발생해도, 콘덴서(CD1, CD2)에 의해, 이 노이즈나 서지로부터 과전압 보호 IC(11)를 보호할 수 있다.
EMI 제거 필터(200)는, ESD 서프레서와 콘덴서가 병렬로 접속된 병렬 회로의 일단이 전원 라인(PL)에 접속되고, 타단이 그라운드 라인에 접속되는 접지 소자이다. 따라서, 예를 들면, 리셉터클(RCP)에 플러그를 삽입할 때에 이들이 스침으로써 VBUS핀 쌍에 전자 장해를 일으킬 수 있는 노이즈가 발생해도, 이 노이즈를 EMI 제거 필터를 통하여 그라운드 라인으로 빼내거나 또는 콘덴서에 담아 과전압 보호 IC(11)를 보호할 수 있다.
전원 라인 보호 부품(205)은, 전술한 MCU(1) 및 충전 IC(2)가 배치된 MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클(RCP)이 배치된 리셉터클 탑재 기판(162) 중, 리셉터클 탑재 기판(162)에만 배치된다. 이에 의해, MCU 탑재 기판(161)에 도달하기 전에, 전원 라인 보호 부품(205)에 의해 외부 전원으로부터 공급되는 전력으로부터 충분히 노이즈나 서지가 제거되므로, MCU 탑재 기판(161), 및 MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 MCU(1) 및 충전 IC(2)를 보호할 수 있다. 전원 라인 보호 부품(205)의 구체적인 배치 위치에 대해서는 후술한다.
본 실시 형태에서는, 전원 라인 보호 부품(205)으로서 과전압 보호 IC(11), 퓨즈(Fs), 페라이트 비즈(Fb), EMI 제거 필터(200), ESD 서프레서(202), 콘덴서(203, 204)를 예시했지만, 전원 라인 보호 부품의 종류 및 수는, 임의로 설정할 수 있다. 전원 라인 보호 부품(205)으로서는, 그라운드 라인에 접속되는 소자인 접지 소자와, 그라운드 라인에 접속되지 않는 비접지 소자의 양쪽을 포함하는 것이 바람직하다. 큰 전류가 흐르는 전원 라인(PL)에 접지 단자와 비접지 단자의 양쪽을 배치함으로써, 세심한 보호를 도모할 수 있다.
또한, 전원 라인 보호 부품의 늘어선 순서도 임의로 설정할 수 있다. 본 실시 형태와 같이, 전원 라인(PL)에 있어서, VBUS핀 쌍, 비접지 소자(퓨즈(Fs), 페라이트 비즈(Fb)), 접지 소자(EMI 제거 필터(200), ESD 서프레서(202), 콘덴서(203, 204)), 충전 IC(2)의 입력 단자(VBUS)의 순으로 배치함으로써, 다른 전자 부품이 접속되는 그라운드에 빼내는 노이즈 등을 미리 비접지 소자로 저감할 수 있으므로, 흡인기(100)가 안정하게 동작한다.
또한, 전원 라인 보호 부품(205)의 몇 개를 MCU 탑재 기판(161)에 배치해도 되지만, 리셉터클 탑재 기판(162)에 배치되는 전원 라인 보호 부품(205)의 수는, MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 전원 라인 보호 부품(205)의 수보다 많은 것이 바람직하다. 이에 의해도, MCU 탑재 기판(161), 및 MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 충전 IC(2)를 보호할 수 있다.
리셉터클(RCP)의 CC1핀 및 CC2핀은, 컨피겨레이션(configuration) 채널 핀이며, 리셉터클(RCP)에 삽입된 플러그의 상하의 방향을 검출하기 위해 이용되는 핀이다. 즉, CC1핀 및 CC2핀은, 데이터 단자로서의 성질을 가진다.
리셉터클(RCP)의 D-핀 쌍 및 D+핀 쌍은, 리셉터클(RCP)에 삽입된 외부 전원의 플러그를 통하여, 외부 전원과 데이터 전송을 하기 위한 핀이다. 즉, D-핀 및 D+핀은, 데이터 단자로서의 성질을 가진다.
리셉터클(RCP)의 CC1핀, CC2핀, D-핀 쌍, 및 D+핀 쌍은, 각각 데이터 라인(DL1~DL4)을 통하여 MCU(1)에 접속된다. 데이터 라인(DL1~DL4)에는, 각각 보호 부품이 설치된다. 이들 보호 부품은 비접지 소자와 접지 소자 중 어느 한쪽만을 포함하는 것이 바람직하고, 접지 소자뿐인 것이 더 바람직하다. 작은 전류가 흐르는 데이터 라인(DL1~DL4)에서는 보호 소자의 수를 줄임으로써, 흡인기(100)의 코스트와 사이즈의 증가를 억제하면서, 그 동작을 안정시킬 수 있다. 특히, 데이터 라인(DL1~DL4)에는, 노이즈 등을 그라운드로 빼내는 접지 소자를 설치함으로써, 적은 보호 소자로 효과적으로 보호를 도모할 수 있다.
본 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명하면, CC1핀의 데이터 라인(DL1)에는, EMI 제거 필터(206)의 일단이 접속되어고, CC2핀의 데이터 라인(DL2)에는, EMI 제거 필터(208)의 일단이 접속되고, D-핀 쌍의 데이터 라인(DL3)에는, ESD 서프레서(210)의 일단이 접속되고, D+핀 쌍의 데이터 라인(DL4)에는, ESD 서프레서(212)의 일단이 접속되고, EMI 제거 필터(206, 208) 및 ESD 서프레서(210, 212)의 타단이 그라운드 라인에 접속된다. 따라서, 예를 들면, 리셉터클(RCP)에 플러그를 삽입할 때에 이들이 스침으로써 이들 핀에 정전기나 노이즈가 발생해도, 이 정전기나 노이즈를, EMI 제거 필터(206, 208) 또는 ESD 서프레서(210, 212)를 통하여 그라운드 라인으로 빼낼 수 있다. 이에 의해, MCU(1)를 보호하거나 MCU(1)의 오동작을 억제하거나 할 수 있다. 이하, 이들 데이터 라인(DL1~L4)에 설치되는, EMI 제거 필터(206, 208), 및 ESD 서프레서(210, 212)를 데이터 라인 보호 부품(215)이라고 칭하는 경우가 있다.
데이터 라인 보호 부품(215)은, MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클 탑재 기판(162) 중, 리셉터클 탑재 기판(162)에만 배치된다. 이에 의해, MCU 탑재 기판(161)에 도달하기 전에, 데이터 라인 보호 부품(215)에 의해 외부 전원으로부터 공급되는 전력으로부터 충분히 노이즈가 제거되므로, MCU 탑재 기판(161), 및 MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 MCU(1)를 보호할 수 있다.
또한, 데이터 라인 보호 부품(215)의 몇 개를 MCU 탑재 기판(161)에 배치해도 되지만, 리셉터클 탑재 기판(162)에 배치되는 데이터 라인 보호 부품(215)의 수는, MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 데이터 라인 보호 부품(215)의 수보다 많은 것이 바람직하다. 이에 의해서도, MCU 탑재 기판(161), 및 MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 충전 IC(2)를 보호할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 전원 라인 보호 부품(205) 및 데이터 라인 보호 부품(215)이, MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클 탑재 기판(162) 중, 리셉터클 탑재 기판(162)에만 배치된다. 따라서, MCU 탑재 기판(161)에 도달하기 전에, 전원 라인 보호 부품(205) 및 데이터 라인 보호 부품(215)에 의해 외부 전원으로부터 공급되는 전력으로부터 충분히 노이즈나 서지가 제거되므로, MCU 탑재 기판(161), 및 MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 충전 IC(2)를 보호할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 데이터 라인 보호 부품(215)으로서 EMI 제거 필터(206, 208), 및 ESD 서프레서(210, 212)를 예시했지만, 데이터 라인 보호 부품의 종류 및 수는, 임의로 설정할 수 있다. 데이터 라인(DL1~L4)을 보다 적절히 보호하기 위해서, EMI 제거 필터(206, 208), 및 ESD 서프레서(210, 212) 이외의 전자 부품을 데이터 라인 보호 부품(215)에 사용해도 된다.
데이터 라인 보호 부품(215)은, 전원 라인 보호 부품(205)과 동일한 보호 소자를 포함하고 있어도 된다. 전원 라인(PL)과 데이터 라인(DL1~DL4)에서 공통의 보호 소자를 사용함으로써, 이 보호 소자의 조달 코스트를 저감할 수 있고, 흡인기(100)의 코스트를 저감할 수 있다. 한편, 데이터 라인 보호 부품(215)은, 전원 라인 보호 부품(205)과 동일한 보호 소자를 포함하지 않아도 된다. 전원 라인(PL)과 데이터 라인(DL1~DL4)에 대하여, 각각 적합한 보호 소자를 접속할 수 있으므로, 흡인기(100)의 동작을 보다 안정하게 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 전원 라인 보호 부품(205)으로서 과전압 보호 IC(11), 퓨즈(Fs), 페라이트 비즈(Fb), EMI 제거 필터(200), ESD 서프레서(202), 및 콘덴서(203, 204)의 7개가 설치되고, 데이터 라인 보호 부품(215)으로서 EMI 제거 필터(206, 208), 및 ESD 서프레서(210, 212)의 4개가 설치되어 있다. 전술한 바와 같이, 전원 라인 보호 부품(205)을 구성하는 보호 부품의 수나 종류, 및 데이터 라인 보호 부품(215)을 구성하는 보호 부품의 수나 종류는, 이것으로 한정되는 것은 아니지만, 전원 라인 보호 부품(205)은, 데이터 라인 보호 부품(215)의 수보다 많은 것이 바람직하다. 보다 큰 전류가 공급되는 라인 쪽에 많은 보호 소자를 배치함으로써, 흡인기(100)의 코스트와 사이즈의 증가를 억제하면서, 그 동작을 안정시킬 수 있다.
＜기판의 상세 설명＞
여기서, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)에 배치된 IC 및 소자의 배치에 대하여 설명한다.
도 18은, 리셉터클 탑재 기판(162)의 주면(162a)을 나타내는 도면이다. 상하 방향으로 연설(延設)된 리셉터클 탑재 기판(162)의 주면(162a)에는, 상측에 히터 커넥터(Cn)가 배치되고, 하단부에 리셉터클(RCP)이 배치되고, 히터 커넥터(Cn)와 리셉터클(RCP)의 사이에 승압 DC/DC 컨버터(9)의 리액터(Lc)가 배치되어 있다. 리셉터클(RCP)과 리액터(Lc)의 사이로서, 리셉터클(RCP)의 근방에는, 데이터 라인 보호 부품(215) 중 CC2핀의 데이터 라인(DL2)에 배치되는 EMI 제거 필터(208), D-핀 쌍의 데이터 라인(DL3)에 배치되는 ESD 서프레서(210), 및 D+핀 쌍의 데이터 라인(DL4)에 배치되는 ESD 서프레서(212)가 배치되어 있다. 데이터 라인 보호 부품(215)은, 리셉터클 탑재 기판(162)의 주면(162a)에 배치되므로, 기판 면적을 유효 활용할 수 있고, 리셉터클 탑재 기판(162)의 사이즈가 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 흡인기(100)의 코스트와 사이즈를 저감할 수 있다.
또한, 리셉터클(RCP)의 근방에는, 이들 데이터 라인 보호 부품(215)을 좌우 방향에 끼우듯이, 우측에 양극측의 배터리 커넥터(222)(이하, 양극측 배터리 커넥터(222))가 배치되고, 좌측에 스페이서(173)를 고정하는 개구부(176)가 배치되어 있다. 또한 승압 DC/D C컨버터(9)의 리액터(Lc)의 좌측에는, 음극측의 배터리 커넥터(224)(이하, 음극측 배터리 커넥터(224)) 및 전원 온도 센서를 구성하는 서미스터(T1)에 접속되는 전원 온도 검출용 커넥터(234)가 배치되고, 음극측 배터리 커넥터(224)에 대하여 좌우 방향으로 반대 측에는, 히터(HTR)의 온도를 검출하기 위한 스위치(S4)가 배치되어 있다. 양극측 배터리 커넥터(222)에는, 전원(BAT)의 양극 단자로부터 연장되는 양극측 전원 버스 바(236)(도 7, 8 참조)가 접속되고, 음극측 배터리 커넥터(224)에는, 전원(BAT)의 음극 단자로부터 연장되는 음극측 전원 버스 바(238)(도 7, 8 참조)가 접속된다.
스페이서(173)를 고정하는 리셉터클 탑재 기판(162)의 개구부(176)는, 하단부에 배치된 리셉터클(RCP)에 근접하는 위치, 바꾸어 말하면 중앙에 대하여 상단부 보다 하단부측에 설치되어 있다. 외부 전원으로부터 공급되는 전력이 통과하는 경로의 근처에서는, 이 전류를 원인으로 하는 노이즈가 발생하고 있을 우려가 있지만, 노이즈의 영향을 받지 않는 스페이서(173)를 이 경로의 근처에 설치함으로써, 리셉터클 탑재 기판(162)의 기판 면적을 유효 활용할 수 있다.
또한, 전원(BAT)과 리셉터클 탑재 기판(162)을 전기적으로 접속하는 양극측 배터리 커넥터(222)는, 하단부에 배치된 리셉터클(RCP)에 근접하는 위치, 바꾸어 말하면 중앙에 대하여 상단부 보다 하단부측에 설치되어 있다. 도체인 양극측 배터리 커넥터(222)는, 적잖이 노이즈의 영향을 받지만, 양극측 배터리 커넥터(222)를 통과하는 전류값이 큰 점에서 노이즈의 영향은 경미하기 때문에, 이 경로의 근처에 양극측 배터리 커넥터(222)를 설치함으로써, 리셉터클(RCP)의 기판 면적을 유효 활용할 수 있다. 이들 고안에 의해, 리셉터클 탑재 기판(162)의 사이즈가 커지는 것을 억제할 수 있으므로, 흡인기(100)의 코스트와 사이즈를 저감할 수 있다.
도 19는, 리셉터클 탑재 기판(162)의 부면(162b)을 나타내는 도면이다. 리셉터클 탑재 기판(162)의 부면(162b)에는, 개구부(176)의 하방에 전원 라인 보호 부품(205)이 배치된다. 구체적으로 설명하면, 전원 라인 보호 부품(205)을 구성하는, 과전압 보호 IC(11), 퓨즈(Fs), 페라이트 비즈(Fb), EMI 제거 필터(200), ESD 서프레서(202), 및 콘덴서(203, 204)가, 리셉터클 탑재 기판(162)의 부면(162b)의 하단부에 배치되어 있다. 이와 같이, 리셉터클(RCP)이 배치되는 주면(162a)과 반대측의 부면(162b)에 전원 라인 보호 부품(205)을 배치함으로써, 리셉터클(RCP)과 전원 라인 보호 부품(205)을 동일면에 배치한 경우와 비교하여 기판 면적을 유효 활용할 수 있고, 리셉터클 탑재 기판(162)의 사이즈가 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 흡인기(100)의 코스트와 사이즈를 저감할 수 있다.
이들 과전압 보호 IC(11), 퓨즈(Fs), 페라이트 비즈(Fb), EMI 제거 필터(200), ESD 서프레서(202), 및 콘덴서(203, 204)는, 리셉터클 탑재 기판(162)의 소자 배치면에 직교하는 방향(전후 방향)에서 보아 리셉터클(RCP)과 겹치는 위치, 즉, 전후 방향에 있어서 리셉터클(RCP)을 투영한 부분인 리셉터클 투영 영역(220)에 배치되어 있다. 따라서, 리셉터클(RCP)의 VBUS핀 쌍과 전원 라인 보호 부품(205)의 사이의 거리를 극한까지 짧게 할 수 있고, 전원 라인 보호 부품(205)으로 보호되기 전의 전력이 리셉터클 탑재 기판(162)에 배치되는 다른 전자 부품에 주는 영향을 저감할 수 있다. 이에 의해, 흡인기(100)의 내구성을 향상시키고, 그 동작을 안정하게 할 수 있다. 또한, 전원 라인 보호 부품(205)의 모두를 리셉터클 투영 영역(220)에 배치할 필요는 없고, 적어도 일부가 리셉터클 투영 영역(220)에 배치되어 있으면 된다.
또한, 개구부(176)의 우측에는, 데이터 라인 보호 부품(215)을 구성하는 EMI 제거 필터(206)가 배치되고, 또한 그 상측에는, 보호 IC(10), 오피 앰프(OP1), 승압 DC/DC 컨버터(9), 및, 에어로졸 생성용의 스위치(S3)가 배치되어 있다.
전술한 바와 같이, EMI 제거 필터(206)를 제외한 데이터 라인 보호 부품(215)(EMI 제거 필터(208), ESD 서프레서(210), 및 ESD 서프레서(212))은, 리셉터클 탑재 기판(162)의 주면(162a)에 배치된다. 전원 라인 보호 부품(205)이 리셉터클 탑재 기판(162)의 부면(162b)에 배치되는데 반해, 많은 데이터 라인 보호 부품(215)을 주면(162a)에 배치하여 탑재면을 변경함으로써, 기판 면적을 유효 활용할 수 있다. 이에 의해, 리셉터클 탑재 기판(162)의 사이즈가 커지는 것을 억제할 수 있고, 흡인기(100)의 코스트와 사이즈를 저감할 수 있다. 또한, EMI 제거 필터(206)도 포함하여 모든 데이터 라인 보호 부품(215)을 리셉터클 탑재 기판(162)의 주면(162a)에 집약하여 배치해도 된다.
도 20은, MCU 탑재 기판(161)의 주면(161a)을 나타내는 도면이다. 상하 방향으로 연설된 MCU 탑재 기판(161)의 주면(161a)에는, 상측에 충전 IC(2)가 배치되고, 하측에 MCU(1)가 배치되고, 충전 IC(2)와 MCU(1)의 사이에 LSW(3)가 배치되어 있다. 충전 IC(2)의 더 상측에는, 히터 온도 센서를 구성하는 서미스터(T3)가 도선을 통하여 접속되는 히터 온도 검출용 커넥터(240)가 배치되어 있다. MCU(1)의 비스듬한 왼쪽 아래에는, 스페이서(173)를 고정하는 개구부(175)가 배치되어 있다. 또한, MCU 탑재 기판(161)의 주면(161a)에는, MCU(1)와 MCU 탑재 기판(161)의 우연부(右緣部)와의 사이에, 2개의 저항기의 직렬 회로인 분압 회로(Pc)가 배치되어 있다.
리셉터클(RCP)이 배치된 리셉터클 탑재 기판(162)에 대하여, MCU(1) 및 충전 IC(2)를 MCU 탑재 기판(161)에 배치함으로써, MCU(1) 및 충전 IC(2)가 리셉터클(RCP)로부터 떨어지기 때문에, 리셉터클(RCP)로부터 침입할 우려가 있는 정전기 등의 영향을 받기 어려워진다. 이에 의해, 흡인기(100)의 동작을 보다 안정하게 할 수 있다.
또한, 전원 라인(PL)을 개폐 가능, 또한, 전원 라인 보호 부품(205)과 충전 IC(2)의 입력 단자(VBUS)의 사이에 설치되는 LSW(3)가 MCU 탑재 기판(161)에 배치된다. 따라서, 전원 라인 보호 부품(205)에 의해 노이즈 등이 제거된 외부 전원으로부터 공급되는 전력이, LSW(3)에 의해 충전 IC(2)에 대하여 갑자기 공급되는 것이 더 방지된다. 이에 의해, 충전 IC(2)에 대하여 돌입 전류나 단락 전류가 입력되는 것이 방지되므로 충전 IC(2)를 한층 더 보호할 수 있다.
LSW(3)는, 전술한 바와 같이 MCU(1)의 단자(P19)에 접속되는 바이폴러 트랜지스터(S2)를 통하여 제어 단자(ON)에 입력되는 신호가 하이레벨이 되면 충전 IC(2)에 대하여 전력을 공급한다. 바꾸어 말하면 LSW(3)는 자동적으로 ON이 되지 않고, MCU(1)의 지령을 받고 처음으로 ON이 된다. LSW(3)에 MCU(1)의 제어를 개재시킴으로써, LSW(3)의 오동작을 억제할 수 있으므로, 충전 IC(2)를 한층 더 보호할 수 있다.
한편, MCU(1)는, 리셉터클(RCP)의 전원 입력 단자(VBUS)로부터 공급되는 전압의 단자(P17)로의 입력에 근거하여, 전원(BAT)으로부터 히터 커넥터(Cn)로의 전력의 공급을 제어한다. 구체적으로는, MCU(1)는, 전원 입력 단자(VBUS)로부터 공급되는 전압이 단자(P17)에 입력되면, 전원(BAT)으로부터 히터 커넥터(Cn)로의 전력의 공급을 금지한다. 따라서, 외부 전원으로부터 공급되는 전력으로부터 보호된 MCU(1)에 의해, 외부 전원의 검지에 근거하는 제어를 실행할 수 있다. 이에 의해 충전 제어를 보다 확실히 실행할 수 있으므로, 흡인기(100)의 성능이 향상된다. 또한, 충전시에 있어서의 전원(BAT)으로부터의 전력 소비를 회피할 수 있다.
또한, 분압 회로(Pc)에는, 전원 라인 보호 부품(205)에 의해 노이즈 등이 제거된 외부 전원으로부터 공급되는 전력이 입력된다. 이에 의해, 분압 회로(Pc)가 파손되기 어려워지고, MCU(1)에 의한 제어를 보다 확실히 실행할 수 있으므로, 흡인기(100)의 성능이 향상된다. 분압 회로(Pc)는, 시스템 전원 전압(Vcc0)보다 높은 전압이 MCU(1)에 입력되는 것을 방지하고, 흡인기(100)를 안정적으로 동작시킨다.
분압 회로(Pc)의 2개의 저항기는, MCU(1)가 가장 근접하는 MCU 탑재 기판(161)의 가장자리인 우연부와 MCU(1)의 사이에 배치된다. 구체적으로는, 분압 회로(Pc)의 2개의 저항기는, MCU 탑재 기판(161)의 우연부와 MCU(1)의 단자(P17)의 사이에 배치된다. 또한, 반드시 분압 회로(Pc)의 2개의 저항기의 양쪽이 MCU 탑재 기판(161)의 가장자리인 우연부와 MCU(1)의 사이에 배치될 필요는 없고, 적어도 한쪽이 배치되어 있으면 된다. 이에 의해, 분압 회로(Pc)의 적어도 일부가, MCU 탑재 기판(161)의 우연부로부터 침입하는 노이즈에 대한 장벽이 됨으로써, MCU(1)가 파손되거나 오작동하기 어려워지므로, 흡인기(100)가 안정적으로 동작하게 된다.
도 21은, MCU 탑재 기판(161)의 부면(161b)을 나타내는 도면이다. MCU 탑재 기판(161)의 부면(161b)에는, 개구부(175)의 상측에 진동 모터(M)이 도선을 통하여 접속되는 모터 커넥터(226)가 배치되고, 더 상측에, 케이스 온도 센서를 구성하는 서미스터(T4)가 도선을 통하여 접속되는 케이스 온도 검출용 커넥터(228), 및 흡기 센서를 구성하는 서미스터(T2)가 도선을 통하여 접속되는 흡기 검출용 커넥터(230)가 배치되어 있다.
MCU 탑재 기판(161)과 리셉터클 탑재 기판(162)을 전기적으로 접속하는 플렉시블 배선판(165)은, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162)의 FPC 접속부(231, 232)끼리를 접속한다. FPC 접속부(231, 232)는, MCU 탑재 기판(161) 및 리셉터클 탑재 기판(162) 각각의 우단(右端)부, 또한, 상하 방향에 있어서 대략 중앙부로부터 하방을 향하여 개구부(175, 176) 근방에 이르는 개소(箇所)에 위치한다.
도 20에 나타내듯이, MCU 탑재 기판(161)에 있어서, LSW(3)는, 충전 IC(2)보다 FPC 접속부(231)에 근접하여 배치된다. 즉, 외부 전원으로부터 공급되는 전력이 MCU 탑재 기판(161)에 입력되는 개소의 지근(至近)에 LSW(3)가 설치된다. 이에 의해, 돌입 전류나 단락 전류 등이 LSW(3)에서 저감될 때에 발생하는 노이즈가, MCU 탑재 기판(161)에 배치된 다른 소자나 IC에 주는 영향을 저감할 수 있으므로 MCU 탑재 기판(161)의 보호를 한층 더 도모할 수 있다. 또한, LSW(3)는, MCU 탑재 기판(161)에 배치되는 어느 IC보다 FPC 접속부(231)에 근접하여 배치되는 것이 바람직하다.
도 18에 나타내듯이, 리셉터클 탑재 기판(162)의 FPC 접속부(232)는, 하단부에 배치된 리셉터클(RCP)에 근접하는 위치, 바꾸어 말하면 중앙에 대하여 상단부 보다 하단부측에 설치되어 있다. 이에 의해, 리셉터클 탑재 기판(162) 전체를 외부 전원으로부터 공급되는 전력이 통과하는 일이 없어지고, 이 전류에 의해 발생하는 노이즈가, 리셉터클 탑재 기판(162)에 배치되는 다른 소자나 IC에게 주는 영향을 저감할 수 있다.
이상, 도면을 참조하면서 각종의 실시의 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자이면, 특허청구의 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 생각이 미칠 수 있음은 분명하고, 그것들에 대해서도 당연하게 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 또한, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상기 실시의 형태에 있어서의 각 구성 요소를 임의로 조합해도 된다.
본 명세서에는 적어도 이하의 사항이 기재되어 있다. 또한, 괄호 내에는, 상기한 실시 형태에 있어서 대응하는 구성 요소 등을 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
(1) 전원(전원(BAT))과,
상기 전원으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원을 가열하는 히터(히터(HTR))가 접속되는 히터 커넥터(히터 커넥터(Cn))와,
상기 전원으로부터 상기 히터 커넥터로의 전력의 공급을 제어 가능하게 구성되는 컨트롤러(MCU(1))와,
입력 단자(입력 단자(VBUS))와, 상기 전원에 접속되는 충전 단자(충전 단자(bat))를 포함하고, 상기 입력 단자에 입력되는 전력을 변환하여 상기 충전 단자로부터 출력하도록 구성되는 충전 IC(충전 IC(2))와,
전원 단자(전원 입력 단자(VBUS))와, 데이터 단자(CC1핀, CC2핀, D-핀, D+핀)를 포함하고, 외부 전원에 전기적으로 접속 가능하게 구성되는 리셉터클(리셉터클(RCP))과,
상기 전원 단자와 상기 입력 단자를 접속하는 전원 라인(전원 라인(PL))과,
상기 데이터 단자와 상기 컨트롤러를 접속하는 데이터 라인(데이터 라인(DL1~DL4))과,
상기 전원 라인에 설치되는 제1 보호 부품(전원 라인 보호 부품(205))과,
상기 데이터 라인에 설치되는 제2 보호 부품(데이터 라인 보호 부품(215))을 구비하고,
상기 제1 보호 부품의 수는, 상기 제2 보호 부품의 수 보다 많은,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛(비연소식 흡인기(100)).
(1)에 의하면, 보다 큰 전류가 공급되는 라인 쪽에 많은 보호 소자를 배치하므로, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 코스트와 사이즈의 증가를 억제하면서, 그 동작을 안정시킬 수 있다.
(2) (1)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
그라운드를 구비하고,
상기 제1 보호 부품은, 상기 그라운드에 접속되는 소자인 접지 소자(EMI 제거 필터(200), ESD 서프레서(202), 콘덴서(203, 204))와, 상기 그라운드에 접속되지 않는 비접지 소자(퓨즈(Fs), 페라이트 비즈(Fb))를 포함하고,
상기 제2 보호 부품은, 상기 접지 소자와 상기 비접지 소자 중 어느 한쪽만을 포함하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(2)에 의하면, 큰 전류가 흐르는 전원 라인은 접지 단자와 비접지 단자로 세심한 보호를 도모하면서, 작은 전류가 흐르는 데이터 라인에는 보호 소자의 수를 줄임으로써, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 코스트와 사이즈의 증가를 억제하면서, 그 동작을 안정시킬 수 있다.
(3) (2)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제2 보호 부품은, 상기 접지 소자와 상기 비접지 소자 중 상기 접지 소자만을 포함하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(3)에 의하면, 데이터 라인에는, 노이즈 등을 그라운드로 빼내는 접지 소자를 설치함으로써, 적은 보호 소자로 효과적으로 보호를 도모할 수 있다. 이에 의해, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 코스트와 사이즈의 증가를 억제하면서, 그 동작을 안정시킬 수 있다.
(4) (2) 또는 (3)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 전원 라인에 있어서, 상기 전원 단자, 상기 비접지 소자, 상기 접지 소자, 상기 입력 단자의 순으로 접속되는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(4)에 의하면, 다른 전자 부품이 접속되는 그라운드로 빼내는 노이즈 등을 미리 비접지 소자로 저감시킬 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛이 안정하게 동작한다.
(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 보호 부품과 상기 제2 보호 부품은, 동일한 소자를 포함하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(5)에 의하면, 전원 라인과 데이터 라인에서 공통의 보호 소자를 사용함으로써, 이 보호 소자의 조달 코스트를 저감할 수 있다. 이에 의해, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 코스트를 저감할 수 있다.
(6) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 보호 부품과 상기 제2 보호 부품은, 동일한 소자를 포함하지 않는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(6)에 의하면, 전원 라인과 데이터 라인에 대하여, 각각 적합한 보호 소자를 접속할 수 있으므로, 에어로졸 생성 장치의 동작을 보다 안정하게 할 수 있다.
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
제1 기판(MCU 탑재 기판(161))과,
상기 제1 기판과는 별체(別體)의 제2 기판(리셉터클 탑재 기판(162))을 구비하고,
상기 컨트롤러 및 상기 충전 IC는, 상기 제1 기판에 배치되고,
상기 리셉터클은, 상기 제2 기판에 배치되는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(7)에 의하면, 컨트롤러 및 충전 IC는, 리셉터클로부터 떨어짐으로써, 리셉터클로부터 침입할 우려가 있는 정전기 등의 영향을 받기 어려워진다. 이에 의해, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 동작을 보다 안정하게 할 수 있다.
(8) (7)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 보호 부품 및 상기 제2 보호 부품은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 상기 제2 기판에만 배치되는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛
(8)에 의하면, 컨트롤러 및 충전 IC가 배치되는 제1 기판에 이르기 전에, 제1 보호 부품 및 제2 보호 부품에 의해 외부 전원으로부터 공급되는 전력으로부터 충분히 노이즈가 제거되므로, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 동작을 보다 안정하게 할 수 있다.
(9) (7) 또는 (8) 중 어느 하나에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제2 기판은, 주면(주면(162a))과 상기 주면의 이면인 부면(부면(162b))을 가지고,
상기 리셉터클은, 상기 주면에 배치되고,
상기 제1 보호 부품은, 상기 부면에 배치되는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(9)에 의하면, 리셉터클과 제1 보호 부품을 동일면에 배치한 경우와 비교하여 기판 면적을 유효 활용할 수 있음으로써, 제2 기판의 사이즈가 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 코스트와 사이즈를 저감할 수 있다.
(10) (9)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 보호 부품의 적어도 일부는, 상기 제2 기판에 직교하는 방향으로부터 상기 리셉터클을 투영한 영역(리셉터클 투영 영역(220))에 배치되어 있는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(10)에 의하면, 리셉터클의 전원 단자와 제1 보호 부품의 사이의 거리를 극한까지 짧게 할 수 있고, 제1 보호 부품으로 보호되기 전의 전력이 제2 기판에 배치되는 다른 전자 부품에 주는 영향을 저감할 수 있다. 이에 의해, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 내구성을 향상시키고, 그 동작을 안정하게 할 수 있다.
(11) (9) 또는 (10)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제2 보호 부품은, 상기 주면에 배치되는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(11)에 의하면, 리셉터클을 배치한 주면의 빈 공간에 제2 보호 부품을 배치함으로써, 제2 기판의 사이즈가 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛의 코스트와 사이즈를 저감할 수 있다.
또한, 본 출원은, 2021년 5월 10일 출원한 일본특허출원(특원2021-079876)에 근거하는 것이며, 그 내용은 본 출원 중에 참조로서 원용된다.
1 MCU(컨트롤러)
2 충전 IC
100 비연소식 흡인기(에어로졸 생성 장치의 전원 유닛)
161 MCU 탑재 기판(제1 기판)
162 리셉터클 탑재 기판(제2 기판)
162a 주면
162b 부면
205 전원 라인 보호 부품(제1 보호 부품)
215 데이터 라인 보호 부품(제2 보호 부품)
220 리셉터클 투영 영역 CC1핀(데이터 단자) CC2핀(데이터 단자) D-핀(데이터 단자) D+핀(데이터 단자)
DL1 데이터 라인
DL2 데이터 라인
DL3 데이터 라인
DL4 데이터 라인
BAT 전원
HTR 히터
Cn 히터 커넥터
RCP 리셉터클
PL 전원 라인
VBUS 전원 입력 단자(전원 단자)
VBUS 입력 단자(입력 단자)
bat 충전 단자
Fs 퓨즈(비접지 소자)
Fb 페라이트 비즈(비접지 소자)
200 EMI 제거 필터(접지 소자)
202 ESD 서프레서(접지 소자)
203 콘덴서(접지 소자)
204 콘덴서(접지 소자)

Claims (11)

  1. 전원과,
    상기 전원으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원(源)을 가열하는 히터가 접속되는 히터 커넥터와,
    상기 전원으로부터 상기 히터 커넥터로의 전력의 공급을 제어 가능하게 구성되는 컨트롤러와,
    입력 단자와, 상기 전원에 접속되는 충전 단자를 포함하고, 상기 입력 단자에 입력되는 전력을 변환하여 상기 충전 단자로부터 출력하도록 구성되는 충전 IC와,
    전원 단자와, 데이터 단자를 포함하고, 외부 전원에 전기적으로 접속 가능하게 구성되는 리셉터클과,
    상기 전원 단자와 상기 입력 단자를 접속하는 전원 라인과,
    상기 데이터 단자와 상기 컨트롤러를 접속하는 데이터 라인과,
    상기 전원 라인에 설치되는 제1 보호 부품과,
    상기 데이터 라인에 설치되는 제2 보호 부품을 구비하고,
    상기 제1 보호 부품의 수는, 상기 제2 보호 부품의 수 보다 많은,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛
  2. 청구항 1에 있어서,
    그라운드를 구비하고,
    상기 제1 보호 부품은, 상기 그라운드에 접속되는 소자인 접지 소자와, 상기 그라운드에 접속되지 않는 비접지 소자를 포함하고,
    상기 제2 보호 부품은, 상기 접지 소자와 상기 비접지 소자 중 어느 한쪽만을 포함하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 보호 부품은, 상기 접지 소자와 상기 비접지 소자 중 상기 접지 소자만을 포함하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 전원 라인에 있어서, 상기 전원 단자, 상기 비접지 소자, 상기 접지 소자, 상기 입력 단자의 순으로 접속되는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부품과 상기 제2 보호 부품은, 동일한 소자를 포함하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부품과 상기 제2 보호 부품은, 동일한 소자를 포함하지 않는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 기판과,
    상기 제1 기판과는 별체(別體)의 제2 기판을 구비하고,
    상기 컨트롤러 및 상기 충전 IC는, 상기 제1 기판에 배치되고,
    상기 리셉터클은, 상기 제2 기판에 배치되는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 보호 부품 및 상기 제2 보호 부품은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 상기 제2 기판에만 배치되는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 기판은, 주면과 상기 주면의 이면(裏面)인 부면을 가지고,
    상기 리셉터클은, 상기 주면에 배치되고,
    상기 제1 보호 부품은, 상기 부면에 배치되는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 보호 부품의 적어도 일부는, 상기 제2 기판에 직교하는 방향으로부터 상기 리셉터클을 투영한 영역에 배치되어 있는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 보호 부품은, 상기 주면에 배치되는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
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