KR20240004747A - 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛 - Google Patents

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KR20240004747A
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circuit
power
terminal
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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

에어로졸 발생 장치의 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터에 대한 전력의 공급 및 상기 전원의 충전을 제어하는 제어부와, 상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로를 구비하고, 상기 계측 회로는, 상기 전원의 상태가 이상(異常) 상태가 된 것을 검출하는 검출 회로와, 상기 검출 회로에 의한 검출에 응답하여 이상 통보를 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

에어로졸 발생 장치의 전원 유닛
본 발명은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관한 것이다.
에어로졸을 생성하는 에어로졸 발생 장치에 있어서, 에어로졸원을 가열하는 히터 및 각종 전자 부품에 전력을 공급하는 전원의 상태를 관리하는 것이 중요하다. 특허문헌 1에는, 연료 게이지 회로를 구비하는 시스템이 개시되어 있다. 이 연료 게이지 회로는, 다양한 입력을 수신하여, 전압, 전류, 전지 용량, 전지의 동작 모드, 열화도(SOH) 등, 다양한 전지 특성을 감시 및/또는 계측하도록 구성될 수 있다. 연료 게이지 회로는 또한, 충전 및 방전을 제어하기 위한 제어 신호 등, 수신한 입력 신호 및/또는 전지 특성에 따라 다양한 종류의 제어 신호를 생성할 수 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개공보 2020-61361호
명세서 및 도면에 기재된 발명의 제1 내지 제3 측면은, 전원의 상태를 높은 정밀도로 관리하기 위해 유리한 기술을 제공한다.
제1 측면은, 제1 기판을 포함하는 복수의 기판을 갖는 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 제어부와, 상기 전원으로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 배치된 저항기와, 상기 저항기를 사용하여 상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로를 구비하고, 상기 저항기 및 상기 계측 회로가 상기 제1 기판에 배치되어 있다.
제1 측면에 있어서, 상기 저항기 및 상기 계측 회로는, 상기 제1 기판의 동일면에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원의 양극(정극)에 접속된 제1 전원 커넥터와, 상기 전원의 음극(부극)에 접속된 제2 전원 커넥터를 더 구비해도 되며, 상기 경로는, 상기 제1 전원 커넥터에 접속된 제1 도전로와, 상기 제2 전원 커넥터에 접속된 제2 도전로를 포함하며, 상기 제2 전원 커넥터는, 상기 제1 기판에 배치되고, 상기 저항기는, 상기 제2 도전로에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 히터의 양측 단자가 접속되는 제1 히터 커넥터와, 상기 히터의 음측 단자가 접속되는 제2 히터 커넥터를 더 구비해도 되며, 상기 제2 히터 커넥터는, 상기 제1 기판에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 제1 히터 커넥터는, 상기 제1 기판에 배치되어도 되며, 또한, 상기 제1 히터 커넥터 및 상기 제2 히터 커넥터는, 상기 제1 기판의 동일면에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 저항기 및 상기 제2 히터 커넥터는, 각각 상기 제1 기판의 서로 반대측의 면에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 제1 기판의 2개의 면 중 한 쪽에 대한 정사영(正射影)에 있어서, 상기 저항기의 적어도 일부가 상기 제2 히터 커넥터의 적어도 일부와 겹쳐도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 제2 도전로에 있어서의 상기 저항기와 상기 제2 히터 커넥터 사이에 배치된 스위치를 더 구비해도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 스위치 및 상기 제2 히터 커넥터는, 상기 제1 기판의 동일면에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 스위치는, 상기 동일면에 배치된 전자 부품 중에서, 상기 제2 히터 커넥터에 가장 가까운 소자여도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전자 부품은, 능동 소자여도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 저항기와 직렬로 접속되도록 상기 제2 도전로에 배치된 스위치부를 더 구비해도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 저항기 및 상기 스위치부는, 상기 제1 기판의 동일면에 배치되고, 상기 정사영에 있어서, 상기 스위치부의 적어도 일부가 상기 제2 히터 커넥터의 적어도 일부와 겹쳐도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 제2 도전로를 흐르는 전류 및 상기 전원의 출력 전압 중 적어도 한 쪽에 따라, 상기 전원을 보호하도록 상기 스위치부를 제어하는 보호 회로를 더 구비해도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 스위치부는, 상기 제2 도전로에 있어서의 상기 저항기와 상기 전원의 상기 음극 사이에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 저항기와 직렬 접속되도록 상기 제2 도전로에 배치된 제2 저항기를 더 구비해도 되며, 상기 보호 회로는, 상기 제2 도전로를 흐르는 전류를, 상기 제2 저항기를 사용하여 검출해도 되며, 상기 저항기 및 상기 제2 저항기는, 상기 제1 기판의 동일면에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 저항기와 상기 제2 저항기 사이의 최단 거리는, 상기 저항기의 최대 치수 및 상기 제2 저항기의 최대 치수 중 적어도 한 쪽보다 작아도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 복수의 기판은, 제2 기판을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제2 기판에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원으로부터 공급되는 전압을 변압하여 상기 계측 회로의 전원 단자에 공급하는 제1 변압 회로를 더 구비해도 되며, 상기 제1 변압 회로는, 상기 제2 기판에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원으로부터 공급되는 전압을 변압하여 상기 히터에 공급하는 전압을 발생하는 제2 변압 회로를 더 구비해도 되며, 상기 제2 변압 회로는, 상기 제1 기판에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 제2 변압 회로의 출력과 상기 히터를 접속하는 경로에 배치되고, 상기 제어부에 의해 제어되는 제2 스위치를 더 구비해도 되며, 상기 제2 스위치는, 상기 제1 기판에 배치되어도 된다.
제1 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 히터의 온도를 검출하기 위한 검출 회로를 더 구비해도 되며, 상기 검출 회로는, 상기 제1 기판에 배치되어도 된다.
혹은, 제1 측면은, 제1 소자 배치면을 포함하는 복수의 소자 배치면을 갖는 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 제어부와, 상기 전원으로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 배치된 저항기와, 상기 저항기를 사용하여 상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로를 구비하며, 상기 저항기 및 상기 계측 회로가 상기 제1 소자 배치면에 배치되어 있다.
제2 측면은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원의 양극에 접속된 제1 도전로와, 상기 전원의 음극에 접속된 제2 도전로와, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터의 발열을 제어하는 제어부와, 상기 제2 도전로에 배치된 저항기를 사용하여 상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로와, 상기 제2 도전로를 흐르는 전류를 차단 가능하게 상기 제2 도전로에 있어서의 상기 저항기와 상기 음극 사이에 배치된 스위치부와, 상기 제2 도전로를 흐르는 전류에 따라, 상기 전원을 보호하도록 상기 스위치부를 제어하는 보호 회로를 구비한다.
제2 측면에 있어서, 상기 보호 회로가 상기 스위치부를 오프시킴으로써 상기 제어부 및 상기 계측 회로에 대한 전압의 공급이 정지되어도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원으로부터 공급되는 전압에 기초하여 상기 제어부 및 상기 계측 회로에 전압을 공급하는 전압 공급부를 더 구비해도 되며, 상기 보호 회로가 상기 스위치부를 오프시킴으로써, 상기 전압 공급부에 대한 상기 전원으로부터의 전압 공급이 정지되고, 이로써 상기 전압 공급부로부터 상기 제어부 및 상기 계측 회로로의 전압 공급이 정지되어도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 전압 공급부에는, 상기 제1 도전로 및 상기 제2 도전로를 통하여 상기 전원으로부터 전압이 공급되어도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 전압 공급부에 외부 기기로부터 전압이 공급됨으로써 상기 전압 공급부로부터 상기 제어부 및 상기 계측 회로에 대한 전압의 공급이 재개되어도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 외부 기기로부터 전압의 공급을 받아 상기 전원을 충전하는 충전 회로를 더 구비하고, 상기 충전 회로에 의한 상기 전원의 충전은, 상기 제어부에 의해 제어되어도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스위치부가 오프된 상태에 있어서, 상기 충전 회로가 상기 외부 기기로부터 전압의 공급을 받아 상기 전원의 충전을 개시하도록 상기 충전 회로를 제어해도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전원의 출력 전압에 기초하여 상기 전원이 충전 가능하다고 판단되는 경우에, 상기 전원의 충전을 개시하도록 상기 충전 회로를 제어해도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 보호 회로는, 상기 충전 회로에 의한 충전에 의해 상기 전원의 잔용량이 소정치를 초과한 경우에는, 상기 스위치부를 온시켜도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 제2 도전로에 있어서의 상기 저항기와 상기 음극 사이에 배치된 제2 저항기를 더 구비하며, 상기 보호 회로는, 상기 제2 저항기를 흐르는 전류에 따라, 상기 전원을 보호하도록 상기 스위치부를 제어해도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 제2 저항기는, 상기 제2 도전로에 있어서의 상기 스위치부와 상기 음극 사이에 배치되어도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 스위치부는, 상기 제2 도전로를 흐르는 전류를 차단 가능하게 배치된 트랜지스터와, 상기 트랜지스터에 병렬로 접속된 정류 소자를 포함하며, 상기 트랜지스터가 상기 보호 회로에 의해 제어되어도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 정류 소자는, 상기 트랜지스터에 부수되는 보디 다이오드여도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 정류 소자의 순방향은, 상기 전원을 충전하는 전류가 흐르는 방향이며, 상기 스위치부가 오프된 상태여도, 상기 정류 소자를 통하여 전류가 흐름으로써, 상기 전원의 충전이 가능해도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 히터 및 상기 제2 도전로를 흐르는 전류를 차단 가능하게 상기 제2 도전로에 배치된 차단 스위치를 더 구비해도 되며, 상기 제어부는, 상기 계측 회로에 의한 계측 결과에 기초하여 상기 히터 및 상기 제2 도전로를 흐르는 전류가 차단되도록 상기 차단 스위치를 제어해도 된다.
제2 측면에 있어서, 상기 제2 도전로에 있어서의 상기 차단 스위치와 상기 음극 사이에 상기 스위치부가 배치되어도 된다.
제3 측면은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 제어부와, 상기 전원으로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 직렬로 배치된 제1 저항기 및 제2 저항기와, 상기 경로에 배치된 스위치부와, 상기 제1 저항기를 사용하여 상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로와, 상기 제2저항기를 사용하여 검출되는 상기 경로를 흐르는 전류에 기초하여, 상기 경로가 차단되도록 상기 스위치부를 제어하는 보호 회로를 구비하며, 상기 제1 저항기와 상기 계측 회로 사이의 최단 거리는, 상기 제2 저항기와 상기 보호 회로의 최단거리보다도 작다.
제3 측면에 있어서, 상기 제1 저항기와 상기 계측 회로는, 동일 기판의 동일 평면에 배치되어도 되며, 상기 제2 저항기와 상기 보호 회로는, 동일 기판의 동일 평면에 배치되어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 제1 저항기, 상기 제2 저항기, 상기 계측 회로 및 상기 보호 회로는, 동일 기판의 동일 평면에 배치되어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 제1 저항기, 상기 제2 저항기, 상기 계측 회로 및 상기 보호 회로는, 동일한 기판에 배치되어도 되며, 상기 기판은, 상기 히터가 배치되는 측의 단부를 가져도 되며, 상기 제1 저항기와 상기 단부 사이의 최단 거리는, 상기 계측 회로와 상기 단부 사이의 최단 거리보다도 작아도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 제2 저항기와 상기 단부 사이의 최단 거리는, 상기 보호 회로와 상기 단부 사이의 최단 거리보다도 작아도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 계측 회로와 상기 단부 사이의 최단 거리는, 상기 보호 회로와 상기 단부 사이의 최단 거리보다도 작아도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 기판에는, 상기 히터의 양측 단자가 접속되는 제1 히터 커넥터와, 상기 히터의 음측 단자가 접속되는 제2 히터 커넥터가 배치되어도 되며, 상기 제1 히터 커넥터와 상기 단부 사이의 최단 거리, 및, 상기 제2 히터 커넥터와 상기 단부 사이의 최단 거리는, 상기 계측 회로와 상기 단부 사이의 최단 거리보다도 작아도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 제1 저항기 및 상기 제2 저항기는, 상기 기판의 제1 면에 배치되어도 되며, 상기 제1 히터 커넥터 및 상기 제2 히터 커넥터는, 상기 기판의 제2 면에 배치되어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 제1 면에 대한 정사영에 있어서, 상기 제2 히터 커넥터의 적어도 일부가, 상기 제1 저항기 및 상기 제2 저항기 중 적어도 한 쪽의 적어도 일부와 겹쳐 있어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 스위치부는, 상기 제1 면에 배치되어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 제2 히터 커넥터와 상기 제1 저항기를 접속하는 경로에 배치된 차단 스위치를 더 구비해도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 차단 스위치와 상기 단부 사이의 최단 거리는, 상기 계측 회로와 상기 단부 사이의 최단 거리보다도 작아도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 차단 스위치는, 상기 제2 면에 배치되어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원으로부터 공급되는 전압을 변압하여 상기 히터에 공급하는 전압을 발생하는 변압 회로와, 상기 변압 회로의 출력과 상기 제1 히터 커넥터를 접속하는 경로에 배치된 히터 스위치를 더 구비해도 되며, 상기 히터 스위치와 상기 단부 사이의 최단 거리는, 상기 계측 회로와 상기 단부 사이의 최단 거리보다도 작아도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 히터 스위치는, 상기 제1 면에 배치되어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 제1 면에 대한 정사영에 있어서, 상기 히터 스위치의 적어도 일부가 상기 제1 히터 커넥터의 적어도 일부와 겹쳐 있어도 된다.
제3 측면에 있어서, 상기 제1 저항기와 상기 제2 저항기 사이의 최단 거리는, 상기 제1 저항기의 최대 치수 및 상기 제2 저항기의 최대 치수 중 적어도 한 쪽보다 작아도 된다.
제4 측면은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터에 대한 전력 공급을 제어하는 제어부와, 상기 전원으로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 배치된 저항기와, 상기 전원의 온도를 계측하기 위한 서미스터와, 상기 서미스터가 접속되는 2개의 서미스터 커넥터와, 상기 저항기를 사용하여 상기 전원의 상태를 계측하고, 또한, 상기 서미스터를 사용하여 상기 전원의 온도를 계측하는 계측 회로와, 상기 저항기, 상기 2개의 서미스터 커넥터, 및 상기 계측 회로가 배치된 기판을 구비하며, 상기 2개의 서미스터 커넥터와 상기 계측 회로 사이의 최단 거리는, 상기 저항기와 상기 계측 회로의 최단 거리보다도 작다.
제4 측면에 있어서, 상기 계측 회로는, 상기 전원의 온도를 나타내는 정보를 상기 제어부에 제공하는 제1 기능 및 상기 전원의 온도 이상을 상기 제어부에 통지하는 제2 기능을 포함해도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 기능에 의한 상기 계측 회로로부터의 통지에 응답하여 상기 전원의 방전 및 상기 전원의 충전 중 적어도 한 쪽을 정지시켜도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 계측 회로는, 상기 저항기를 사용하여 얻어지는 정보와 상기 서미스터를 사용하여 얻어지는 정보에 기초하여 상기 전원의 잔량을 연산해도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 서미스터의 2개의 단자는, 상기 2개의 서미스터 커넥터에 각각 직접 접속되어 있어도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 서미스터는, 상기 전원의 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배치되어 있어도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 전원은, 원주 형상을 가져도 되며, 상기 서미스터는, 상기 전원의 원주 형상을 따른 원호 형상부를 포함해도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 계측 회로와 상기 저항기는, 상기 기판의 동일면에 배치되어도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 기판의 외연(外緣)으로 구성되는 도형의 기하 중심과 상기 계측 회로의 기하 중심의 거리는, 상기 도형의 상기 기하 중심과 상기 저항기 사이의 최단 거리보다 작아도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 기판의 외연으로 구성되는 도형의 기하 중심과 상기 계측 회로의 기하 중심의 거리는, 상기 도형의 상기 기하 중심과 상기 2개의 서미스터 커넥터 사이의 최단 거리보다 작아도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 기판의 외연으로 구성되는 도형의 기하 중심과 상기 계측 회로의 기하 중심의 거리는, 상기 도형의 상기 기하 중심과 상기 저항기 사이의 최단 거리보다 작으며, 상기 도형의 상기 기하 중심과 상기 2개의 서미스터 커넥터 사이의 최단 거리보다 작아도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원이 접속되는 2개의 전원 커넥터를 더 구비하며, 상기 2개의 전원 커넥터가 상기 기판에 배치되어도 되며, 상기 기판의 외연으로 구성되는 도형의 기하 중심과 상기 계측 회로의 기하 중심의 최단 거리는, 상기 도형의 상기 기하 중심과 상기 2개의 전원 커넥터 사이의 최단 거리보다 작아도 된다.
제4 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 저항기, 상기 2개의 서미스터 커넥터 및 상기 계측 회로가 배치된 상기 기판과는 상이한 기판에 배치되어도 된다.
명세서 및 도면에 기재된 발명의 제5 내지 제7 측면은, 전원의 보호에 유리한 기술을 제공한다.
제5 측면은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터에 대한 전력 공급 및 상기 전원의 충전을 제어하는 제어부와, 상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로를 구비하며,
상기 계측 회로는, 상기 전원의 상태가 이상 상태가 된 것을 검출하는 검출 회로와, 상기 검출 회로에 의한 검출에 응답하여 이상 통보(통지)를 출력하는 출력부를 포함한다.
제5 측면에 있어서, 상기 계측 회로는, 상기 제어부로부터의 요구에 따라 상기 전원의 상태에 관한 상태 정보를 상기 제어부에 제공하기 위한 인터페이스를 더 포함해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 이상 통보 및 상기 상태 정보에 따라 상기 전원을 보호하는 보호 동작을 실행해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 보호 동작은, 상기 전원의 충전을 금지하는 것, 및 상기 전원으로부터 상기 히터에 대한 방전을 금지하는 것을 포함해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원이 이상인 것을 통보하는 통보부를 더 구비해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 제어부를 리셋하는 리셋부를 더 구비해도 되며, 상기 보호 동작은, 상기 리셋부에 의해 상기 제어부가 리셋됨으로써 해제되어도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 출력부는, 상기 전원의 충전 전류가 제1 기준값을 상회한 것, 및, 상기 전원으로부터의 방전 전류가 제2 기준값을 상회한 것 중 적어도 하나에 따라 상기 이상 통보를 출력해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 출력부로부터의 상기 이상 통보의 출력에 응답하여, 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 상태 정보를 취득해도 되며, 상기 계측 회로로부터 취득하는 상기 상태 정보는, 상기 전원이 영구 고장났는지의 여부를 판단하기 위한 정보 및, 상기 전원이 영구 고장난 것을 나타내는 정보 중 적어도 1개를 포함해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 이상 상태는, 상기 전원의 온도가 기준 온도를 상회한 상태를 포함해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 이상 통보에 응답하여, 상기 제어부에 의한 제어에 상관없이, 상기 전원을 보호하는 보호 유닛을 더 구비해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 보호 유닛이 상기 이상 통보에 응답하여 상기 전원을 보호한 후, 상기 제어부는, 상기 인터페이스를 통하여 취득되는 상기 상태 정보가, 상기 전원이 이상 상태가 아닌 것을 나타내고 있는 경우에, 상기 히터에 대한 전력 공급을 가능하게 해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 보호 유닛에 의한 상기 전원의 보호는, 해제 가능이어도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 제어부는, 주기적인 폴링에 의해 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제1 정보를 취득하고, 상기 이상 통보에 응답하여 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제2 정보를 취득해도 되며, 상기 제어부는, 상기 전원이 제1 상태인 것을 상기 제1 정보가 나타내고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행해도 되며, 상기 계측 회로는, 상기 전원이 상기 제1 상태보다도 안 좋은 제2 상태가 된 것에 따라 상기 이상 통보를 출력해도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는, 상기 전원의 온도를 나타내는 정보여도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 제어부는, 주기적인 폴링에 의해 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제1 정보를 취득하고, 상기 이상 통보에 응답하여 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제2 정보를 취득해도 되며, 상기 제어부는, 상기 제1 정보가, 상기 전원의 충전 시에 상기 전원의 상태가 제1 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행하고, 상기 제1 정보가, 상기 전원의 방전 시에 상기 전원의 상태가 제2 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행해도 되며, 상기 제1 조건군에 포함되는 조건의 수는, 상기 제2 조건군에 포함되는 조건의 수보다 많아도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 제어부는, 주기적인 폴링에 의해 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제1 정보를 취득하고, 상기 이상 통보에 응답하여 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제2 정보를 취득해도 되며, 상기 제어부는, 상기 제2 정보가, 상기 전원의 충전 시에 상기 전원의 상태가 제3 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행하고, 상기 제2 정보가, 상기 전원의 방전 시에 상기 전원의 상태가 제4 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행해도 되며, 상기 제3 조건군에 포함되는 조건의 수는, 상기 제4 조건군에 포함되는 조건의 수보다 적어도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 이상 통보는, 제1 이상 신호에 의한 통보와, 제2 이상 신호에 의한 통보를 포함해도 되며, 상기 제1 이상 신호는, 상기 제어부에 제공되고, 상기 제2 이상 신호는, 상기 제어부에 제공되어도 되며, 상기 제1 이상 신호는, 상기 전원의 상태가 제1 이상 상태일 때에 상기 출력부로부터 출력되며, 상기 제2 이상 신호는, 상기 전원의 상태가 상기 제1 이상 상태와는 상이한 제2 이상 상태일 때에 상기 출력부로부터 출력되어도 된다.
제5 측면에 있어서, 상기 제1 이상 신호는, 상기 제1 이상 신호를 유지하는 정보 유지 회로를 통하여 상기 제어부에 제공되어도 된다.
제6 측면은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터가 접속되는 커넥터와, 상기 전원의 양극의 전위에 따른 전위가 공급되는 단자를 가지며, 상기 히터에 대한 전력의 공급 및 상기 전원의 충전을 제어하는 제어부와, 상기 전원으로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 상기 전원의 방전을 차단 가능하게 배치된 스위치와, 상기 양극의 전위가 제1 레벨을 하회한 것에 따라, 상기 전원의 방전이 차단되도록 상기 스위치를 개방하는 보호 회로를 구비하며, 상기 제어부는, 상기 단자에 공급되는 전위에 기초하여 검출되는 상기 양극의 전위가 상기 전원의 충전에 의해 상기 제1 레벨보다 큰 제2 레벨을 상회한 것에 따라 상기 전원의 충전 전류를 증가시킨다.
제6 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원에 충전 전류를 공급 가능하게 상기 스위치에 병렬로 접속된 정류 소자를 더 구비해도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 정류 소자는, 상기 스위치에 부수되는 보디 다이오드여도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 보호 회로에는, 상기 스위치의 상태와는 무관하게 상기 전원의 출력 전압이 공급되어도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 스위치가 열림으로써 상기 제어부에 대한 전력의 공급이 차단되어도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 제1 레벨에 대한 상기 제2 레벨의 차는, 상기 정류 소자의 순방향 전압보다 커도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 단자에는, 상기 전원의 상기 양극의 전위를 분압한 전위가 공급되어도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 경로는, 상기 전원의 상기 양극에 접속된 제1 도전로와, 상기 전원의 음극에 접속된 제2 도전로를 포함하며, 상기 스위치는, 상기 제2 도전로에 배치되어도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 외부 기기로부터 공급되는 전압을 사용하여, 상기 전원을 충전하기 위한 제1 전압을 상기 제1 도전로와 상기 제2 도전로 사이에 공급하는 동시에, 상기 제어부를 동작시키는 제2 전압을 생성하는 전압 공급 회로를 더 구비해도 되며, 상기 제어부는, 상기 전압 공급 회로를 제어함으로써 상기 전원의 충전을 제어해도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 전압 공급 회로는, 상기 외부 기기로부터 공급되는 전압을 사용하여 상기 제1 전압 외에, 제3 전압을 발생하는 충전 회로와, 상기 충전 회로로부터 출력되는 상기 제3 전압을 상기 제2 전압으로 변환하는 변압 회로를 포함해도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 단자에 공급되는 전위에 기초하여 검출되는 상기 양극의 전위가 상기 제2 레벨을 상회하기 전에 상기 전압 공급 회로가 충전을 종료한 경우에 에러 처리를 실행해도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전압 공급 회로가 상기 전원의 충전에 필요한 시간이 기준 시간보다 짧은 경우에, 상기 에러 처리로서, 상기 전원의 충전 및 상기 히터에 대한 전력의 공급을 금지해도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 에러 처리로서 상기 전원의 충전 및 상기 히터에 대한 전력의 공급이 금지된 상태는, 해제 불가능이어도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전압 공급 회로가 상기 전원의 충전에 필요한 상기 시간이 상기 기준 시간보다 짧지 않은 경우에, 상기 에러 처리로서 상기 전원의 충전 및 상기 히터에 대한 전력의 공급이 금지된 상태는, 상기 제어부의 재기동에 의해 해제되어도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 보호 회로는, 상기 양극의 전위가 상기 제1 레벨보다 큰 제3 레벨을 상회한 것에 따라 상기 스위치를 닫아도 된다.
제6 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원의 전압을 계측하는 계측 회로를 더 구비해도 되며, 상기 제어부는, 상기 보호 회로가 상기 스위치를 닫은 후에, 상기 계측 회로에 의해 계측되는 상기 양극의 전위가 상기 제2 레벨보다 작은 제4 레벨을 상회한 것에 따라 상기 전원의 충전 전류를 증가시켜도 된다.
제7 측면은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터가 접속되는 커넥터와, 상기 히터에 대한 전력 공급 및 상기 전원의 충전 동작을 제어하는 제어부와, 상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로를 구비하며, 상기 제어부는, 상기 전원의 상태에 상관을 갖는 정보를 받는 제1 단자를 가지며, 상기 제1 단자에 공급되는 정보에 따른 제1 지표를 취득하고, 상기 계측 회로는, 상기 전원의 상태에 상관을 갖는 정보를 받는 제2 단자를 가지며, 상기 제2 단자에 공급되는 정보에 따른 제2 지표를 생성하여 상기 제어부에 제공하고, 상기 제어부는, 상기 제1 지표 및 상기 제2 지표에 따라 상기 전원의 충전 동작을 제어한다.
제7 측면에 있어서, 상기 전원을 소정 전류값보다 작은 제1 전류값으로 충전하는 제1 모드, 및, 상기 전원을 상기 소정 전류값보다 큰 제2 전류값으로 충전하는 제2 모드에서 동작 가능한 충전 회로를 더 구비할 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 제1 지표 및 상기 제2 지표 중 적어도 1개가, 상기 전원이 과방전 상태인 것을 나타내고 있는 경우에, 상기 전원이 상기 제1 모드에서 충전되도록 상기 충전 동작을 제어해도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 전원을 소정 전류값보다 작은 제1 전류값으로 충전하는 제1 모드, 및, 상기 전원을 상기 소정 전류값보다 큰 제2 전류값으로 충전하는 제2 모드에서 동작 가능한 충전기 회로를 더 구비해도 되며, 상기 제어부는, 상기 제1 지표 및 상기 제2 지표 중 적어도 1개가, 상기 전원의 과방전 상태가 해소된 것을 나타내고 있는 경우에, 상기 전원이 상기 제2 모드에서 충전되도록 상기 충전 동작을 제어해도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 전원을 소정 전류값보다 작은 제1 전류값으로 충전하는 제1 모드, 및, 상기 전원을 상기 소정 전류값보다 큰 제2 전류값으로 충전하는 제2 모드에서 동작 가능한 충전 회로를 더 구비해도 되며, 상기 제어부는, 상기 제1 지표 및 상기 제2 지표 중 적어도 1개가, 상기 전원이 과방전 상태인 것을 나타내고 있는 경우에, 상기 전원이 상기 제1 모드에서 충전되도록 상기 충전 동작을 제어하고, 및, 상기 제1 지표 및 상기 제2 지표 중 적어도 1개가, 상기 과방전 상태가 해소된 것을 나타내고 있는 경우에, 상기 전원이 상기 제2 모드에서 충전되도록 상기 충전 동작을 제어해도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 제1 지표와 상기 제2 지표는, 동일한 척도로 비교 가능한 지표여도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 제1 지표 및 상기 제2 지표는, 상기 전원의 출력 전압이어도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원의 잔량에 관한 정보를 통보하는 통보부를 더 구비해도 되며, 상기 제어부는, 상기 전원의 상기 상태로서 상기 전원의 잔량을 나타내는 제3 지표를 상기 계측 회로로부터 취득하고, 상기 제3 지표에 따른 정보를 상기 통보부에 통보시켜도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 제3 지표는, SOC여도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원으로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 상기 전원의 방전을 차단 가능하게 배치된 스위치와, 상기 전원의 양극의 전위가 제1 레벨을 하회한 것에 따라, 상기 전원의 방전이 차단되도록 상기 스위치를 열고, 상기 양극의 전위가 상기 제1 레벨보다 큰 제2 레벨을 상회한 것에 따라 상기 스위치를 닫는 보호 회로와, 상기 전원에 충전 전류를 공급 가능하게 상기 스위치에 병렬로 접속된 정류 소자를 더 구비해도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스위치가 열린 상태에서는, 상기 제1 지표에 기초하여 상기 충전 동작을 제어하고, 상기 스위치가 닫힌 상태에서는, 상기 제2 지표에 기초하여 상기 충전 동작을 제어해도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 상기 전원에 충전 전류를 공급 가능하게 상기 스위치에 병렬로 접속된 정류 소자를 더 구비해도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 정류 소자는, 상기 스위치에 부수되는 보디 다이오드여도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 보호 회로에는, 상기 스위치의 상태와는 무관하게 상기 전원의 출력 전압이 공급되어도 된다.
상기 제7 측면에 있어서, 상기 제1 단자에는, 상기 전원의 상기 양극의 전위를 분압한 전위가 공급되어도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 경로는, 상기 전원의 상기 양극에 접속된 제1 도전로와, 상기 전원의 음극에 접속된 제2 도전로를 포함해도 되며, 상기 스위치는, 상기 제2 도전로에 배치되어도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 외부 기기로부터 공급되는 전압을 사용하여, 상기 전원을 충전하기 위한 제1 전압을 상기 제1 도전로와 상기 제2 도전로 사이에 공급하는 동시에, 상기 제어부를 동작시키는 제2 전압을 생성하는 전압 공급 회로를 더 구비해도 되며, 상기 제어부는, 상기 전압 공급 회로를 제어함으로써 상기 전원의 충전을 제어해도 된다.
제7 측면에 있어서, 상기 전압 공급 회로는, 상기 외부 기기로부터 공급되는 전압을 사용하여 상기 제1 전압 외에, 제3 전압을 발생하는 충전 회로와, 상기 충전 회로로부터 출력되는 상기 제3 전압을 상기 제2 전압으로 변환하는 변압 회로를 포함해도 된다.
명세서 및 도면에 기재된 발명의 제8 측면은, 조작의 단순화에 유리한 기술을 제공한다.
제8 측면은, 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛에 관련되며, 상기 전원 유닛은, 스위치와, 에어로졸원을 수용 가능한 삽입공과, 상기 삽입공을 폐색하는 폐쇄 상태 및 상기 삽입공에 상기 에어로졸원을 삽입 가능한 개방 상태를 제공하도록 동작 가능한 슬라이더와, 상기 슬라이더의 상태를 검출하는 제1 검출부와, 상기 스위치가 조작된 것에 따라, 상기 제1 검출부에 의한 검출 결과에 따른 동작을 하는 회로 블록을 구비한다.
제8 측면에 있어서, 상기 전원 유닛은, 떼어내기 가능한 패널을 포함하는 아우터 케이스와, 상기 패널의 유무를 검출하는 제2 검출부를 더 구비해도 되며, 상기 회로 블록은, 상기 제2 검출부에 의해 상기 패널이 없는 것이 검출된 상태에서 상기 스위치가 조작된 것에 따라, 상기 제1 검출부에 의한 검출 결과와는 무관하게, 상기 제2 검출부에 의한 검출 결과에 따른 동작을 한다.
제8 측면에 있어서, 상기 회로 블록은, 재기동 가능한 제어부를 포함해도 되며, 상기 회로 블록은, 상기 제2 검출부에 의해 상기 패널이 있는 것이 검출된 상태 또한 상기 제1 검출부에 의해 상기 슬라이더가 상기 개방 상태인 것이 검출된 상태에서 상기 스위치가 조작되었을 때는, 에어로졸의 생성에 관한 제1 처리를 실행해도 되며, 상기 제2 검출부에 의해 상기 패널이 있는 것이 검출된 상태 또한 상기 제1 검출부에 의해 상기 슬라이더가 상기 폐쇄 상태인 것이 검출된 상태에서 상기 스위치가 조작되었을 때는, 에어로졸의 생성에 관계하지 않는 제2 처리를 실행해도 되며, 상기 제2 검출부에 의해 상기 패널이 없는 것이 검출된 상태에서 상기 스위치가 조작되었을 때는, 상기 제1 검출부에 의한 검출 결과와는 무관하게, 상기 제어부를 재기동해도 된다.
제8 측면에 있어서, 상기 제2 처리는, 외부 기기와의 통신에 관한 처리를 포함해도 된다.
도 1a는, 에어로졸 발생 장치의 외관을 예시하는 도면.
도 1b는, 에어로졸 발생 장치의 외관을 예시하는 도면.
도 1c는, 에어로졸 발생 장치의 외관을 예시하는 도면.
도 1d는, 에어로졸 발생 장치의 외관을 예시하는 도면.
도 1e는, 에어로졸 발생 장치의 외관을 예시하는 도면.
도 2a는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 2b는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 3a는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 3b는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 4는, 전원 유닛의 회로 구성을 예시하는 도면.
도 4a는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4b는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4c는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4d는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4e는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4f는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4g는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4h는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 4i는, 전원 유닛의 동작을 설명하는 도면.
도 5는, 에어로졸 발생 장치 혹은 전원 유닛의 상태 천이도.
도 6은, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 7a는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 7b는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 8은, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 9a는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 9b는, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 10은, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 11은, 전원으로부터의 방전 상태가 모식적으로 나타내는 도면.
도 12는, 전원의 충전 상태가 모식적으로 나타내는 도면.
도 13은, 에어로졸 발생 장치의 구성을 예시하는 도면.
도 14는, 보호 회로 및 계측 회로 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품을 예시하는 도면.
도 15는, 보호 회로 및 계측 회로 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품의 동작을 예시하는 도면.
도 16은, 보호 회로 및 계측 회로 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품의 동작을 예시하는 도면.
도 17은, 보호 회로 및 계측 회로 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품의 동작을 예시하는 도면.
도 18은, 보호 회로 및 계측 회로 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품의 동작을 예시하는 도면.
도 19는, 보호 회로 및 계측 회로 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품의 동작을 예시하는 도면.
도 20은, 제1 기판에 있어서의 전자 부품의 배치를 예시하는 도면.
도 21은, 제1 기판에 있어서의 전자 부품의 배치를 예시하는 도면.
도 22는, 전원의 보호에 관련되는 기능을 예시적으로 설명하는 도면.
도 23은, 도 22에 나타낸 계측 회로의 기능을 실현하기 위한 계측 회로의 구성예가 모식적으로 나타내는 도면.
도 24는, 계측 회로, 제어부, 변압 회로, 충전 회로, 정보 유지 회로, 연산 증폭기 등의 접속예를 나타내는 도면.
도 25는, 도 24에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 26은, 도 24에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 27은, 도 24에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 28은, 전원의 방전 및 충전에 관한 상태의 변화예를 모식적으로 나타내는 도면.
도 29는, 보호 회로, 스위치부, 계측 회로, 제어부 및 스위치 회로를 제1 도전로 및 제2 도전로와 함께 나타낸 도면.
도 29a는, 도 29에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 29b는, 도 29에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 29c는, 도 29에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 29d는, 도 29에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 29e는, 도 29에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 29f는, 도 29에 나타내는 회로 구성의 동작을 설명하는 도면.
도 30은, 보호 회로, 제어부, 충전 회로 및 계측 회로의 동작예를 시계열로 나타내는 도면.
도 31은, 보호 회로, 제어부, 충전 회로 및 계측 회로의 동작예를 시계열로 나타내는 도면.
도 32는, 충전 완료에 의한 인터럽트를 받았을 때의 제어부의 동작예를 나타내는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시형태는 특허청구범위에 관련되는 발명을 한정하는 것이 아니며, 또한, 실시형태에서 설명되어 있는 특징의 조합 전부가 발명에 필수적인 것이라고는 한정할 수 없다. 실시형태에서 설명되어 있는 복수의 특징 중 2개 이상의 특징이 임의로 조합되어도 된다. 또한, 동일 혹은 같은 구성에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 중복된 설명은 생략한다.
도 1a 내지 1e에는, 일 실시형태의 에어로졸 발생 장치(AGD)의 구성이 도시되어 있다. 여기서, 도 1a 내지 1e는, 각각 에어로졸 발생 장치(AGD)의 배면도, 정면도, 상면도, 저면도이다. 도 d는, 에어로졸 발생 장치(AGD)의 구성 부품(슬라이더(C102))을 제거한 상태의 상면도이다.
에어로졸 발생 장치(AGD)는, 예를 들어, 사용자(흡인자)에 의한 흡인 동작 등과 같이 에어로졸의 생성을 요구하는 동작(이하에서는 "무화(霧化) 요구"라고도 한다.)에 따라, 향미를 갖는 에어로졸, 또는, 에어로졸 및 향미 물질을 포함하는 기체, 또는 에어로졸, 또는, 향미 물질을 포함하는 에어로졸을 사용자에게 제공하도록 구성될 수 있다. 에어로졸원은, 고체여도 되며, 액체여도 되며, 고체 및 액체의 혼합물이어도 된다. 액체의 에어로졸원은, 예를 들어, 글라이세린 또는 프로필렌글라이콜 등의 다가 알코올 등의 액체를 포함할 수 있다. 구체적 일례로서, 에어로졸원은, 글라이세린 및 프로필렌글리콜의 혼합 용액을 포함할 수 있다. 에어로졸원은, 약제를 포함해도 된다. 에어로졸원 대신에 또는 함께, 물 등의 증기원이 사용되어도 된다. 향미 물질은, 예를 들어, 담배 재료를 성형한 성형체일 수 있다. 혹은, 향미 물질은, 담배 이외의 식물(예를 들어, 민트, 허브, 한방, 커피콩 등)에 의해 구성되어도 된다. 향미 물질에는, 멘톨 등의 향료가 부여되어 있어도 된다. 향미 물질은, 에어로졸원에 첨가되어도 된다.
에어로졸 발생 장치(AGD)는, 예를 들어, 아우터 케이스(C101)과, 아우터 케이스(C101)에 부착된 슬라이더(C102)를 포함할 수 있다. 아우터 케이스(C101)은, 에어로졸원 및 향미 물질 중 적어도 1개를 포함하는 삽입물을 삽입 혹은 수용 가능한 삽입공(C104)를 가질 수 있다. 슬라이더(C102)는, 삽입공(C104)를 폐색하거나 혹은 덮는 폐쇄 상태와, 삽입공(C104)를 외부 공간에 노출시켜, 삽입물을 삽입공(C104)에 삽입 가능한 개방 상태를 제공할 수 있다. 슬라이더(C102)는, 예를 들어, 직선 또는 곡선을 따른 슬라이드 기구여도 되며, 회전하는 기구여도 된다. 슬라이더(C102)는, 셔터로 치환되어도 되는 삽입물은, 예를 들어, 스틱이어도 되며, 캡슐이어도 된다. 삽입공(C104)에는, 삽입물을 가열하는 히터가 배치될 수 있다. 히터는, 예를 들어, 저항 소자일 수 있다. 저항 소자 등으로 구성되는 히터가 삽입물에 배치되어도 되며, 이 경우에는, 삽입물에는, 히터에 통전하기 위한 전기 커넥터가 설치되고, 삽입공(C104)에는, 삽입물에 설치된 전기 커넥터에 전기적으로 접속되는 전기 커넥터가 설치될 수 있다. 히터는, 예를 들어, 유도 가열식의 히터여도 된다. 유도 가열식의 히터는, 코일과, 코일로부터 전자파에 의한 유도 가열에 의해 열을 발생하는 서셉터를 포함할 수 있다. 서셉터는, 삽입물 내에 배치될 수 있다.
아우터 케이스(C101)의 전부 또는 일부는, 용이하게 분리 가능한 패널 등의 부품으로 구성되어도 된다. 다른 표현을 하면, 아우터 케이스(C101)의 전부 또는 일부는, 사용자에 의한 분리가 금지되어 있지 않은 패널 등의 부품으로 구성되어도 된다. 일례에 있어서, 아우터 케이스(C101)은, 용이하게 분리 가능한 아우터 패널(C103)을 갖는다. 아우터 패널(C103)은, 아우터 케이스(C101)의 나머지 부분(본체 부분)에 대하여 자석 또는 래치 기구 등에 의해 결합될 수 있다. 또한, 아우터 케이스(C101)을 에어로졸 발생 장치(AGD)의 외장 부품의 제1 부분, 아우터 패널(C103)을 그 외장 부품의 제2 부분으로서 이해할 수도 있다.
에어로졸 발생 장치(AGD)는, 통보부(NU)를 가질 수 있다. 통보부(NU)는, 사용자가 지각 가능한 형식으로 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 통보부(NU)는, 예를 들어, 표시 디바이스, 스피커, 진동 디바이스 및 향기 발생 디바이스 중 적어도 1개를 포함할 수 있다. 표시 디바이스는, 예를 들어, LED 등의 발광 디바이스, 및 액정 표시 디바이스 등의 2차원 표시 디바이스 중 적어도 1개를 포함할 수 있다.
도 2a에는, 아우터 패널(C103)이 분리된 상태의 에어로졸 발생 장치(AGD)가 예시되어 있다. 에어로졸 발생 장치(AGD)는, 아우터 패널(C103)을 자력에 의해 유지하기 위한 하나 또는 복수의 자석(유지부)(C112)를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 장치(AGD)는, 사용자에 의해 조작될 수 있는 스위치(SW)를 가질 수 있다. 아우터 패널(C103)은, 사용자에 의한 조작에 의해 용이하게 변형되도록 구성되며, 스위치(SW)는, 아우터 패널(C103)에 대한 사용자에 의한 가압력에 의해 조작되어도 된다. 혹은, 스위치(SW)는, 에어로졸 발생 장치(AGD)의 외부에 노출되도록 배치되어도 된다. 에어로졸 발생 장치(AGD)는, 아우터 패널(C103)의 내측에, 이너 패널(C113)을 가질 수 있다. 이너 패널(C113)은, 자석(C112), 통보부(NU) 및 스위치(SW)를 노출시키기 위한 복수의 개구부를 가질 수 있다. 이너 패널(C113)은, 예를 들어, 나사 등의 체결 부품에 의해 에어로졸 발생 장치(AGD)의 내부 구조에 대하여 체결될 수 있다.
도 2b에는, 추가로 이너 패널(C113)이 내부 구조로부터 분리된 상태의 에어로졸 발생 장치(AGD)가 예시되어 있다. 에어로졸 발생 장치(AGD)는, 전원 유닛(PSU)를 구비하고 있다. 전원 유닛(PSU)는, 전원(BT)를 포함할 수 있다. 전원(BT)로서는, 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지가 사용되어도 되며, 리튬 이온 커패시터가 사용되어도 되며, 이들의 조합을 사용해도 되며, 다른 타입의 전력 공급 소자가 사용되어도 된다.
도 3a에는, 추가로 아우터 케이스(C101)의 전부가 분리된 상태의 에어로졸 발생 장치(AGD)가 예시되어 있다. 도 3b에는, 추가로 섀시(CHS) 및 전원(BT)가 분리된 상태의 에어로졸 발생 장치(AGD)가 예시되어 있다. 에어로졸 발생 장치(AGD)는, 삽입공(C104)에 삽입된 삽입물을 가열하는 히터(HT)를 구비할 수 있다. 히터(HT)는, 도 2b에 예시된 단열통(INS) 내에 배치될 수 있다. 전원 유닛(PSU)는, 복수의 기판(예를 들어, 프린트 배선 기판(PCB))(PCB1, PCB2, PCB3, PCB4)를 가질 수 있다.
전원(BT)는, 삽입공(C104)에 대한 삽입물의 끼우고 빼기 방향(DIR)에 평행한 방향을 축 방향으로 하는 원주 형상 등의 기둥 형상을 가질 수 있다. 환언하면, 삽입공(C104)에 대한 삽입물의 끼우고 빼기 방향(DIR)과 전원(BT)의 축 방향은 서로 평행일 수 있다. 전원(BT)의 측면의 일부분은, 적어도 단열통(INS)를 통하여 히터(HT) 혹은 삽입공(C104)에 대향하도록 배치될 수 있다. 전원(BT)의 측면의 다른 일부분은, 제1 기판(PCB1)에 직접, 또는 다른 부품을 개재하여, 대향하도록 배치될 수 있다. 제2 기판(PCB2)는, 제1 기판(PCB1)과 평행하게 배치될 수 있다. 제3 기판(PCB3)은, 제1 기판(PCB1) 및 제2 기판(PCB2)에 대하여 직각으로 배치될 수 있다. 제3 기판(PCB3)은, 전원 유닛(PSU)의 폭 방향(끼우고 빼기 방향(DIR)에 직교하는 방향 중 가장 에어로졸 발생 장치(AGD)의 치수가 큰 방향)에 있어서, 제1 기판(PCB1)과 전원(BT) 사이에 배치될 수 있다. 제3 기판(PCB3)은, 전원(BT)의 측면의 일부 및 단열통(INS)의 일부에 대면하는 부분을 갖도록 배치될 수 있다. 제3 기판(PCB3)은, 끼우고 빼기 방향(DIR)에 평행한 방향으로 가늘고 긴 형상을 가질 수 있다. 도 2b에 나타내는 바와 같이, 제3 기판(PCB3)은, 2개의 자석(C112) 사이에 배치될 수 있다.
도 4에는, 전원 유닛(PSU)의 회로 구성이 예시적으로 도시되어 있다. 전원 유닛(PSU)는, 전원(BT), 보호 회로(90), 계측 회로(100), 과전압 보호 회로(110), 변압 회로(120), OP 앰프(증폭 회로)(A1), 스위치(SH, SM, SR, SS), 서미스터(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터)(TB)를 포함할 수 있다. 전원(BT), 보호 회로(90), 계측 회로(100), 과전압 보호 회로(110), 변압 회로(120), OP 앰프(A1), 스위치(SH, SM, SR, SS)는, 예를 들어, 제1 기판(PSB1)에 배치될 수 있다.
전원 유닛(PSU)는 또한, 로드 스위치(10), 충전 회로(20), 변압 회로(30), 로드 스위치(40), 파워 스위치 드라이버(50), 로드 스위치(60), 불휘발성 메모리(예를 들어, ROM)(70), 스위치 회로(80)을 포함할 수 있다. 로드 스위치(10), 충전 회로(20), 변압 회로(30), 로드 스위치(40), 파워 스위치 드라이버(50), 로드 스위치(60), 불휘발성 메모리(70), 스위치 회로(80)은, 예를 들어, 제2 기판(PCB2)에 배치될 수 있다. 전원 유닛(PSU)는 또한, 제어부(MCU)(130), 서미스터(TP)(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터), 서미스터(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터)(TH), OP 앰프(증폭 회로)(A2), 서미스터(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터)(TC), OP 앰프(증폭 회로)(A3), 정보 유지 회로(FF1, FF2)를 포함할 수 있다. 제어부(130), OP 앰프(A2), OP 앰프(A3), 정보 유지 회로(FF1, FF2)는, 제2 기판(PCB2)에 배치될 수 있다.
전원 유닛(PSU)는 또한, 검출부(140), 슈미트 트리거 회로(150), 통신 디바이스(160), 검출부(170), 스위치(SW), 통보부(NU)를 포함할 수 있다. 검출부(140), 슈미트 트리거 회로(150), 통신 디바이스(160), 스위치(SW), 통보부(NU)는, 제3 기판(PCB3)에 배치될 수 있다. 전원 유닛(PSU)는 또한, 검출부(170)을 포함할 수 있으며, 검출부(170)은, 제4 기판(PCB4)에 배치될 수 있다.
이하, 전원 유닛(PSU)를 구성하는 각 부품의 동작에 대하여 설명한다. 전원(BT)의 양극은, 제1 전원 커넥터(BC+)에 전기적으로 접속되고, 전원(BT)의 음극은, 제2 전원 커넥터(BC-)에 전기적으로 접속된다. 전원(BT)의 양극의 전위는, 보호 회로(90)의 VBAT 단자, 계측 회로(100)의 VBAT 단자, 변압 회로(120)의 VIN 단자, 충전 회로(20)의 BAT 단자 및 스위치 회로(80)의 전위 입력 단자에 공급될 수 있다.
보호 회로(90)은, 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로, 보다 상세하게는, 제2 전원 커넥터(BC-)에 전기적으로 접속된 제2 도전로(PT2)에 배치된 저항기(R2)를 사용하여, 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류를 계측하고, 그 전류에 따라 전원(BT)를 보호하도록, 제2 도전로(PT2)에 배치된 스위치부를 제어할 수 있다. 그 스위치부는, 직렬 접속된 제1 트랜지스터(제1 스위치)(SD) 및 제2 트랜지스터(제1 스위치)(SC)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(SD)는, 그것이 열리면(오프되면) 전원(BT)의 방전을 정지시키도록 제2 도전로(PT2)를 차단하기 위한 스위치로서 기능하고, 제2 트랜지스터(SC)는, 그것이 열리면(오프되면) 전원(BT)의 충전을 정지시키도록 제2 도전로(PT2)를 차단하기 위한 스위치로서 기능할 수 있다. 제1 트랜지스터(SD)는, 제1 전원 커넥터(BC+)에 전기적으로 접속된 제1 도전로(PT1)에 배치되어도 되며, 제2 트랜지스터(SC)도, 제1 도전로(PT1)에 배치되어도 된다. 저항기(R2)도, 제1 도전로(PT1)에 배치되어도 된다. 구체적인 일례로서, 전원(BT)의 충전 중에 계측된 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류가 과대한 경우, 보호 회로(90)은 제2 트랜지스터(SC)를 연다(오프한다). 또한, 전원(BT)의 비충전 중에 계측된 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류가 과대한 경우, 보호 회로(90)은 제1 트랜지스터(SD)를 연다(오프한다). 보호 회로(90)은, 예를 들어, 집적 회로(IC, Integrated Circuit)로 구성될 수 있다.
보호 회로(90)은, VBAT 단자에 공급되는 전원(BT)의 양극의 전위에 기초하여 전원(BT)의 출력 전압을 계측하고, 그 출력 전압에 따라 전원(BT)를 보호하도록, 제2 도전로(PT2)에 배치된 스위치부를 제어할 수 있다. 구체적인 일례로서, 전원(BT)의 전압이 전원(BT)의 과충전 상태를 나타내는 경우, 보호 회로(90)은 제2 트랜지스터(SC)를 연다(오프한다). 또한, 전원(BT)의 출력 전압이 전원(BT)의 과방전 상태를 나타내는 경우, 보호 회로(90)은 제1 트랜지스터(SD)를 연다(오프한다). 전원(BT)의 과충전 상태란, 전원(BT)의 출력 전압이 미리 정해진 만충전 전압을 초과하고 있는 상태를 가리키는 것으로서 이해될 수 있다. 전원(BT)의 과방전 상태란, 전원(BT)의 출력 전압이 미리 정해진 방전 종지 전압을 하회하고 있는 상태를 가리키는 것으로서 이해될 수 있다. 또한, 전원(BT)의 심방전 상태란, 과방전 상태에 있는 전원(BT)의 방전이 더 진행되어, 전원(BT)의 내부 구조에 불가역적인 변화가 발생하는 상태를 가리키는 것으로서 이해될 수 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 트랜지스터(SD)에 대하여 병렬로 접속된 제1 정류 소자가 설치되어도 되며, 그 제1 정류 소자는, 제1 트랜지스터(SD)의 보디 다이오드로서 구성되어도 된다. 그 제1 정류 소자의 순방향은, 전원(BT)를 충전하는 전류가 흐르는 방향이다. 또한, 도 4에 예시되는 바와 같이, 제2 트랜지스터(SC)에 대하여 병렬로 접속된 제2 정류 소자가 설치되어도 되며, 그 제2 정류 소자는, 제2 트랜지스터(SC)의 보디 다이오드로서 구성되어도 된다. 그 제2 정류 소자의 순방향은, 전원(BT)로부터 방전되는 전류가 흐르는 방향이다.
계측 회로(100)은, 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로, 보다 상세하게는, 제2 전원 커넥터(BC-)에 전기적으로 접속된 제2 도전로(PT2)에 배치된 저항기(R1) 및 VBAT 단자를 사용하여, 전원(BT)의 상태를 계측할 수 있다. 저항기(R1)은, 제1 도전로(PT1)에 배치되어도 된다. 계측 회로(100)은, 전원(BT)의 온도를 계측하도록 배치된 서미스터(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터)(TB)의 저항치를 계측함으로써, 전원(BT)의 온도를 계측하도록 배치될 수 있다. 도 3a, 도 3b에 예시되는 바와 같이, 전원(BT)는, 원주 형상을 가질 수 있으며, 이 경우, 서미스터(TB)는, 전원(BT)의 원주 형상을 따른 원호 형상부를 포함할 수 있다. 서미스터(TB)는, 예를 들어, 전원(BT)의 원주 형상을 따라, 중심각에 있어서 전원(BT)의 180도 이상, 200도 이상, 220도 이상, 240도, 260도 이상을 띠형의 형상에 의해 둘러쌀 수 있다. 계측 회로(100)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
과전압 보호 회로(110)은, 급전 커넥터로서의 USB 커넥터(USBC)로부터 공급되는 전압(VBUS)를 받아, VUSB 라인에 전압(VUSB)를 출력한다. 전압(VUSB)의 전압치는, 예를 들어 5.0V이다. VUSB 라인은, 후술하는 로드 스위치(10)의 VOUT 단자 및 ON 단자와, 제어부(130)의 PA9 단자에 접속된다. 과전압 보호 회로(110)은, USB 커넥터(USBC)로부터 공급되는 전압(VBUS)가 규정 전압치를 초과하는 전압이어도, 그것을 규정 전압치까지 강하시켜 과전압 보호 회로(110)의 출력측에 공급하는 보호 회로로서 기능할 수 있다. 이 규정 전압치는, OVLo 단자에 입력되는 전압치에 기초하여 설정되어도 된다. 과전압 보호 회로(110)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
변압 회로(120)은, 전원(BT)로부터 공급되는 전원 전압(VBAT)를 변압하여 히터(HT)를 구동하기 위한 히터 전압(VBOOST)를 생성한다. 변압 회로(120)은, 승압 회로, 또는 승강압 회로, 또는, 강압 회로일 수 있다. 히터(HT)는, 에어로졸원을 가열하도록 배치된다. 히터(HT)의 양측 단자는, 제1 히터 커넥터(HC+)에 전기적으로 접속되고, 히터(HT)의 음측 단자는, 제2 히터 커넥터(HC-)에 전기적으로 접속될 수 있다. 히터(HT)는, 전원 유닛(PSU) 혹은 에어로졸 발생 장치(AGD)에 대하여, 파괴하지 않으면 떼어내어 분리할 수 없는 형태(예를 들어, 납땜)로 부착되어도 되며, 파괴하지 않아도 떼어낼 수 있는 형태로 부착되어도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서, "커넥터"에 의한 전기적 접속은, 특별히 언급하지 않는 한, 파괴하지 않으면 상호 분리할 수 없는 형태와, 파괴하지 않아도 상호 분리할 수 있는 형태 중 어느 것이어도 되는 것으로서 설명된다. 변압 회로(120)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
히터(HT)를 발열시킬 때에는, 제어부(130)에 의해 스위치(SM)이 오프되고, 스위치(SH) 및 스위치(SS)가 온되어, 히터 전압(VBOOST)는, 스위치(SH)를 통하여 히터(HT)에 공급될 수 있다. 히터(HT)의 온도 혹은 저항을 계측할 때는, 제어부(130)에 의해 스위치(SH)가 오프되고, 스위치(SM) 및 스위치(SS)가 온되어, 히터 전압(VBOOST)는, 스위치(SM)을 통하여 히터(HT)에 공급될 수 있다. 히터(HT)의 온도 혹은 저항치를 계측할 때는, OP 앰프(A1)은, 히터(HT)의 양측 단자와 음측 단자 사이의 전압, 환언하면, 제1 히터 커넥터(HC+)와 제2 히터 커넥터(HC-) 사이의 전압에 따른 출력을 제어부(130)의 PA7 단자에 공급한다. OP 앰프(A1)은, 히터(HT)의 저항 치 혹은 온도를 계측하는 온도 계측 회로로서 이해되어도 된다. 스위치(SM)과 제1 히터 커넥터(HC+)를 전기적으로 접속하는 경로에는, 분로 저항기(RS)가 배치될 수 있다. 분로 저항기(RS)의 저항치는, 히터(HT)를 가열하는 기간은 스위치(SR)이 온되고, 히터(HT)의 온도 혹은 저항치를 계측하는 기간은 스위치(SR)이 오프되도록 결정될 수 있다.
스위치(SR)이 N 채널형의 MOSFET로 구성되는 경우, 스위치(SR)의 드레인 단자는 연산 증폭기(A1)의 출력 단자에 접속되고, 스위치(SR)의 게이트 단자는 분로 저항(RS)와 제1 히터 커넥터(HC+) 사이에 접속되고, 스위치(SR)의 소스 단자는 그라운드 라인에 접속된다. 스위치(SR)의 게이트 단자에는, 히터 전압(VBOOST)를 주로 분로 저항(RS)와 히터(HT)로 분압한 값이 입력된다. 분로 저항(RS)의 저항치는, 이 분압한 값이 스위치(SR)의 문턱값 전압 이상이 되도록 결정될 수 있다. 또한, 분로 저항(RS)에 의해, 스위치(SH)를 오프하고, 또한 스위치(SM) 및 스위치(SS)를 온할 때에 히터(HT)를 흐르는 전류는, 스위치(SH) 및 스위치(SS)를 온으로 하고, 또한 스위치(SM)을 오프로 할 때에 히터(HT)를 흐르는 전류보다도 작다. 이로써, 히터(HT)의 온도 혹은 저항을 계측할 때, 히터(HT)를 흐르는 전류에 의해 히터(HT)의 온도가 변화되기 어려워진다.
로드 스위치(10)은, ON 단자에 로(low)레벨이 입력되어 있을 때는, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 절단하고, ON 단자에 하이레벨이 입력되어 있을 때는, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 접속하고, VOUT 단자로부터 VCC5 라인으로 전압(VCC5)를 출력한다. 전압(VCC5)의 전압치는, 예를 들어 5.0V이다. 로드 스위치(10)의 ON 단자는, 스위치(SI)를 통하여 그라운드 라인에 전기적으로 접속되어 있다. 스위치(SI)는, 트랜지스터로 구성되며, 그 베이스 혹은 게이트에 하이레벨이 공급되면 온되고, 로레벨이 공급되면 오프된다. USB 커넥터(USBC) 및 VUSB 라인을 통하여 전압(VBUS)가 공급되면, 제어부(130)은, PA9 단자에 입력되는 전압에 기초하여 그것을 검출하고, 스위치(SI)를 구성하는 트랜지스터의 베이스 혹은 게이트에 로레벨을 공급한다. 스위치(SI)가 오프되면, 전압(VUSB)를 분압한 값이, 로드 스위치(10)의 ON 단자에 공급된다. 이로써, 로드 스위치(10)의 ON 단자에 하이레벨이 공급된다. 환언하면, 로드 스위치(10)의 ON 단자에 접속되는 2개의 저항기는, 전압(VUSB)를 분압한 값이 로드 스위치(10)의 ON 단자에 있어서 하이레벨이 되도록 하는 전기 저항치를 갖는다. 한편, USB 커넥터(USBC)를 통하여 전압(VBUS)가 공급되고 있지 않은 기간은, 제어부(130)은, PA9 단자에 입력되는 전압에 기초하여, 스위치(SI)를 구성하는 트랜지스터의 베이스 혹은 게이트에 하이레벨을 공급한다. 로드 스위치(10)의 ON 단자는, 스위치(SI)가 온되면, 그라운드 라인에 접속된다. 이로써, 로드 스위치(10)의 ON 단자에 로레벨이 공급된다. VCC5 라인은, 충전 회로(20)의 VAC 단자 및 VBUS 단자 및 통보부(NU)에 전기적으로 접속되어 있다. 스위치(SI)는, 그 베이스 혹은 게이트에 로레벨이 공급되면 온되고, 하이레벨이 공급되면 오프되는 트랜지스터로 구성되어도 된다. 이 경우, 제어부(130)은, USB 커넥터(USBC) 및 VUSB 라인을 통하여 전압(VBUS)가 공급되면 스위치(SI)를 구성하는 트랜지스터의 베이스 혹은 게이트에 하이레벨을 공급하고, USB 커넥터(USBC)를 통하여 전압(VBUS)가 공급되고 있지 않은 기간은 스위치(SI)를 구성하는 트랜지스터의 베이스 혹은 게이트에 로레벨을 공급하면 된다. 로드 스위치(10)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
충전 회로(20)은, 충전 모드를 갖는다. 충전 회로(20)은, 충전 모드에서는, VCC5 라인을 통하여 공급되는 전압(VCC5)를 사용하여 SW 단자로부터 VCC 라인으로 전압(VCC)를 공급하는 동시에, SYS 단자와 BAT 단자를 전기적으로 접속하여 BAT 단자로부터 제1 도전로(PT1)을 통하여 전원(BT)에 충전 전압을 공급할 수 있다. VCC 라인은, 후술하는 변압 회로(30)의 VIN 단자와 EN 단자에 접속된다. 충전 모드는, /CE 단자에 로레벨이 공급됨으로써 인에이블 혹은 기동될 수 있다. 충전 회로(20)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
충전 회로(20)은, 제1 파워패스 모드를 가질 수 있다. 제1 파워패스 모드에서는, 충전 회로(20)은, VBUS 단자와 SW 단자를 전기적으로 접속하고, VCC5 라인을 통하여 공급되는 전압(VCC5)를 사용하여 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급하지만, SYS 단자와 BAT 단자를 전기적으로 분리한다. 제1 파워패스 모드는, 주로 전원(BT)의 과방전 또는 심방전 상태에 있을 때에 사용된다. 또한, 충전 회로(20)은, 제2 파워패스 모드를 가질 수 있다. 제2 파워패스 모드에서는, 충전 회로(20)은, SYS 단자와 BAT 단자를 전기적으로 접속하는 동시에, VBUS 단자와 SW 단자를 전기적으로 접속하는 스위칭 소자를 펄스 폭 제어하고, 전원(BT)로부터 공급되는 전원 전압(VBAT)와 VCC5 라인을 통하여 공급되는 전압(VCC5)를 합성하여 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급한다. 제2 파워패스 모드는, USB 커넥터(USBC) 및 VUSB 라인을 통하여 전압(VBUS)가 공급되고 있으며 또한 전원(BT)의 충전이 완료되어 있을 때에 사용된다. 또한, 충전 회로(20)은, 제3 파워패스 모드를 가질 수 있다. 제3 파워패스 모드에서는, 충전 회로(20)은, VBUS 단자와 SW 단자를 전기적으로 분리하고, SYS 단자와 BAT 단자를 전기적으로 접속하고, 전원(BT)로부터 공급되는 전원 전압을 전압(VCC)로서 VCC 라인에 공급한다. 제3 파워패스 모드는, USB 커넥터(USBC)를 통하여 전압(VBUS)가 공급되고 있지 않을 때에 사용된다.
충전 회로(20)은, OTG 모드를 가질 수 있다. OTG 모드에서는, 충전 회로(20)은, 전원(BT)로부터 제1 도전로(PT1)을 통하여 BAT 단자에 공급되는 전원 전압(VBAT)를 받아 SYS 단자로부터 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급하는 동시에, VBUS 단자로부터 VCC5 라인으로 전압(VCC5)를 공급한다. 이 경우에 있어서, 충전 회로(20)은, 전원 전압(VBAT)를 받아, 전원 전압(VBAT)보다도 높은 전압을 전압(VCC5)로서 생성하고, 그것을 VBUS 단자로부터 VCC5 라인으로 공급할 수 있다. /CE 단자에 하이레벨이 공급되면, 충전 회로(20)은 제1, 제2, 제3 파워패스 모드 및 OTG 모드 중 디폴트로 설정되어 있는 동작 모드, 또는, 제어부(130)에 의해 설정된 동작 모드에서 동작할 수 있다. 제어부(130)은, I2C 통신에 의해, 충전 회로(20)을 제1, 제2, 제3 파워패스 모드 및 OTG 모드 중 어느 동작 모드로 설정할 수 있다. 또한, 이 명세서에서는, 통신 규격의 일례로서 I2C 통신으로 예시하고 있지만, 이것은 통신 규격 혹은 통신 방법을 한정하는 것을 의도한 것이 아니며, 이하에서 설명되는 I2C 통신 및 I2C 인터페이스는, 다른 방식의 통신 및 인터페이스로 치환 가능하다.
변압 회로(30)은, 인에이블 단자인 EN 단자에 접속되는 VCC 라인에 전압(VCC)가 공급됨으로써 인에이블되고, VOUT 단자로부터 VCC33_0 라인에 전압(VCC33_0)을 공급한다. 전압(VCC33_0)의 전압치는, 예를 들어 3.3V이다. VCC33_0 라인은, 후술하는 로드 스위치(40)의 VIN 단자, 후술하는 파워 스위치 드라이버(50)의 VIN 단자 및 RSTB 단자, 후술하는 정보 유지 회로(FF2)의 VCC 단자 및 D 단자에 접속된다. 변압 회로(30)은 승압 회로, 또는, 승강압 회로, 또는, 강압 회로일 수 있다. 변압 회로(30)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다. 로드 스위치(40)은, ON 단자에 로레벨이 입력되어 있을 때는, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 절단하고, ON 단자에 하이레벨이 입력되어 있을 때는, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 접속하고, VOUT 단자로부터 VCC33 라인으로 전압(VCC33)을 출력한다. 전압(VCC33)의 전압치는, 예를 들어 3.3V이다. VCC33 라인은, 로드 스위치(60)의 VIN 단자, 불휘발성 메모리(70)의 VCC 단자, 계측 회로(100)의 VDD 단자 및 CE 단자, 제어부(130)의 VDD 단자, 검출부(140)의 VDD 단자, 슈미트 트리거 회로(150)의 VCC 단자, 통신 디바이스(160)의 VCC_NRF 단자, 검출부(170)의 VDD 단자, 정보 유지 회로(FF1)의 VCC 단자 및 D 단자, OP 앰프(A1)의 전원 단자 및 OP 앰프(A2)의 전원 단자에 접속된다. 로드 스위치(40)의 VIN 단자는, 변압 회로(30)의 VOUT 단자에 전기적으로 접속되고, 변압 회로(30)으로부터 전압(VCC33_0)이 공급된다. 로드 스위치(40)의 ON 단자도, 변압 회로(30)의 VOUT 단자에 저항기를 통하여 전기적으로 접속되고, 변압 회로(30)으로부터 전압(VCC33_0)이 공급된다. 즉, 변압 회로(40)으로부터 전압(VCC33_0)이 공급되면, 로드 스위치(40)은, VOUT 단자로부터 VCC33 라인으로 전압(VCC33)을 출력할 수 있다. 로드 스위치(50)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
파워 스위치 드라이버(50)은, SW1 단자 및 SW2 단자에 로레벨이 소정 시간에 걸쳐 공급된 것에 따라, RSTB 단자로부터 로레벨을 출력한다. RSTB 단자는, 로드 스위치(40)의 ON 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자 및 SW2 단자에 로레벨이 소정 시간에 걸쳐 공급된 것에 따라, 로드 스위치(40)은, VOUT 단자로부터의 전압(VCC33)의 출력을 정지한다. 로드 스위치(40)의 VOUT 단자로부터의 전압(VCC33)의 출력이 정지하면, 제어부(130)의 VDD 단자(전원 단자)에 대한 전압(VCC33)의 공급이 끊어지므로, 제어부(130)은 동작을 정지한다. 파워 스위치 드라이버(50)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
여기서, 아우터 패널(C103)이 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)로부터 분리되면, 검출부(140)으로부터 슈미트 트리거 회로(150)을 통하여 파워 스위치 드라이버(50)의 SW2 단자에 로레벨이 공급된다. 또한, 스위치(SW)가 눌러지면, 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자에 로레벨이 공급된다. 따라서, 아우터 패널(C103)이 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)로부터 분리된 상태(도 2a에 나타내는 상태)에서 스위치(SW)가 눌러지면, 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자 및 SW2 단자에 로레벨이 공급된다. 파워 스위치 드라이버(50)은, SW1 단자 및 SW2 단자에 로레벨이 소정 시간(예를 들어 수 초간) 계속해서 공급되면, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)에 대한 리셋 혹은 재기동의 지령이 입력된 것으로 인식한다. 파워 스위치 드라이버(50)은, RSTB 단자로부터 로레벨을 출력한 후에 RSTB 단자로부터의 로레벨의 출력을 정지하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성으로 하면, 로드 스위치(40)의 ON 단자에는, 로레벨이 공급된 후에 전압(VCC33_0)이 다시 공급되기 때문에, 로드 스위치(40)은, VOUT 단자로부터 VCC33 라인으로 전압(VCC33)을 다시 출력할 수 있다. 이 전압(VCC33)은 제어부(130)의 VDD 단자에 입력되기 때문에, 제어부(130)을 재기동할 수 있다. 환언하면, 파워 스위치 드라이버(50)이 RSTB 단자로부터 로레벨을 출력한 후에 RSTB 단자로부터의 로레벨의 출력을 정지함으로써, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)의 리셋 혹은 재기동이 이루어진다.
로드 스위치(60)은, ON 단자에 로레벨이 입력되어 있을 때는, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 절단하고, ON 단자에 하이레벨이 입력되어 있을 때는, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 접속하고, VOUT 단자로부터 VCC33_SLP 라인으로 전압(VCC33_SLP)를 출력한다. 전압(VCC33_SLP)의 전압치는, 예를 들어, 3.3V이다. VCC33_SLP 라인은, 후술하는 서미스터(TP), 후술하는 서미스터(TH), 후술하는 서미스터(TC)에 접속될 수 있다. 로드 스위치(60)의 ON 단자는, 제어부(130)의 PC11 단자에 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(130)은, 슬리프 모드로 이행(移行)할 때에 PC11 단자의 논리 레벨을 하이레벨에서 로레벨로 천이시키고, 슬리프 모드로부터 액티브 모드로 이행할 때에, PC11 단자의 논리 레벨을 로레벨에서 하이레벨로 천이시킨다. 즉, 슬리프 모드에 있어서 전압(VCC33_SLP)는 이용할 수 없으며, 슬리프 모드로부터 액티브 모드로 이행하면 전압(VCC33_SLP)를 이용할 수 있게 된다. 로드 스위치(60)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
스위치 회로(80)은, 제어부(130)에 의해 제어되는 스위치이며, 온 상태에서는, 제1 도전로(PT1)의 전위, 즉 전원(BT)의 양극의 전위에 따른 전위가 스위치 회로(80)을 통하여 제어부(130)의 PC2 단자에 공급된다. 전원(BT)의 양극의 전위에 따른 전위는, 예를 들어, 그 양극의 전위를 분압한 전위이다. 제어부(130)은, PC2 단자에 전기적으로 접속된 AD 변환기 혹은 전압 검출기를 포함하며, 제어부(130)은, 스위치 회로(80)을 온시킴으로써 전원(BT)의 양극의 전위, 즉 전원(BT)의 출력 전압을 검출할 수 있다.
전원 유닛(PSU)는, 퍼프 동작을 검출하기 위한 퍼프 센서를 구성하는 서미스터(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터)(TP)를 구비할 수 있다. 서미스터(TP)는, 예를 들어, 퍼프에 수반되는 공기 유로의 온도 변화를 검출하도록 배치될 수 있다. 전원 유닛(PSU)는, 바이브레이터(M)을 구비해도 된다. 바이브레이터(M)은, 예를 들어, 스위치(SN)을 온시킴으로써 기동될 수 있다. 스위치(SN)은, 트랜지스터로 구성되어도 되며, 트랜지스터의 베이스 또는 게이트에는, 제어부(130)의 PH0 단자로부터 제어 신호가 공급될 수 있다. 또한, 스위치(SN) 대신에 바이브레이터(M)용 드라이버를 사용해도 된다.
전원 유닛(PSU)는, 히터(HT)의 온도를 검출하기 위한 서미스터(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터)(TH)를 구비할 수 있다. 히터(HT)의 온도는, 히터(HT) 근방의 온도를 검출함으로써 간접적으로 검출되어도 된다. OP 앰프(A2)는, 서미스터(TH)의 저항치에 따른 전압, 환언하면, 히터(HT)의 온도에 따른 전압을 출력할 수 있다.
전원 유닛(PSU)는, 아우터 케이스(C101)의 온도를 검출하기 위한 서미스터(예를 들어, NTC 서미스터 또는 PTC 서미스터)(TC)를 구비할 수 있다. 아우터 케이스(C101)의 온도는, 아우터 케이스(C101) 근방의 온도를 검출함으로써 간접적으로 검출되어도 된다. OP 앰프(A3)은, 서미스터(TC)의 저항치에 따른 전압, 환언하면, 아우터 케이스(C101)의 온도에 따른 전압을 출력한다.
정보 유지 회로(FF1)은, OP 앰프(A2)의 출력에 따른 전압이 규정 범위로부터 일탈한 경우, 전형적으로는, OP 앰프(A2)의 출력이 나타내는 온도가 히터(HT)의 허용 한계 온도를 초과한 경우에, 그 사실을 나타내는 정보를 유지하도록 구성될 수 있다. 정보 유지 회로(FF1)은, 로드 스위치(40)으로부터 VCC33 라인에 출력되는 전압(VCC33)의 공급을 받아 동작할 수 있다. 환언하면, 정보 유지 회로(FF1)의 VCC 단자(전원 단자)는, VCC33 라인에 접속된다. 로드 스위치(40)으로부터의 전압(VCC33)의 출력이 정지되면, 제어부(130)이 동작을 정지하는 것 외에, 정보 유지 회로(FF1)에 유지되어 있는 정보가 손실될 수 있다. 정보 유지 회로(FF1)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
정보 유지 회로(FF1)은 또한, OP 앰프(A3)의 출력에 따른 전압이 규정 범위로부터 일탈한 경우, 전형적으로는, OP 앰프(A3)의 출력이 나타내는 온도가 아우터 케이스(C101)의 허용 한계 온도를 초과한 경우에, 그 사실을 나타내는 정보를 유지하도록 구성될 수 있다. 상기한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 정보 유지 회로(FF1)은, OP 앰프(A2)의 출력이 나타내는 온도가 히터(HT)의 허용 한계 온도를 초과한 경우, 및 OP 앰프(A3)의 출력이 나타내는 온도가 아우터 케이스(C101)의 허용 한계 온도를 초과한 경우 중 어느 것이 만족되면, 그것을 나타내는 정보를 유지하도록 구성될 수 있다.
정보 유지 회로(FF2)는, OP 앰프(A2)의 출력에 따른 전압이 규정 범위로부터 일탈한 경우, 전형적으로는, OP 앰프(A2)의 출력이 나타내는 온도가 히터(HT)의 허용 한계 온도를 초과한 경우에, 그 사실을 나타내는 정보를 유지하도록 구성될 수 있다. 정보 유지 회로(FF2)는, 변압 회로(30)으로부터 VCC33_0 라인으로 출력되는 전압(VCC33_0)의 공급을 받아 동작할 수 있다. 환언하면, 정보 유지 회로(FF2)의 VCC 단자(전원 단자)는, VCC33_0 라인에 접속된다. 변압 회로(30)으로부터의 전압(VCC33_0)의 출력이 정지되면, 정보 유지 회로(FF2)에 유지되어 있는 정보가 손실될 수 있다. 그러나, SW1 단자 및 SW2 단자에 로레벨이 입력됨으로써 파워 스위치 드라이버(50)의 RSTB 단자로부터 로레벨이 출력되고, 로드 스위치(40)으로부터의 전압(VCC33)의 출력이 정지되는 경우여도, 변압 회로(30)으로부터의 전압(VCC33_0)의 출력은 정지되지 않고, 정보 유지 회로(FF2)에 유지되어 있는 정보는 유지될 수 있다. 정보 유지 회로(FF2)는, EEPROM으로 구성되어도 되며, 이 경우, 1개의 EEPROM이 정보 유지 회로(FF2) 및 불휘발성 메모리(70)의 기능을 제공해도 된다. 정보 유지 회로(FF2)는, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
제어부(130)은, MCU 등의 프로세서에 의해 구성되며, 불휘발성 메모리(70) 또는 내장된 메모리에 격납된 프로그램에 기초하여 동작하고, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)의 동작을 제어 혹은 규정할 수 있다. 제어부(130)은, 전원(BT)로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터(HT)에 대한 전력 공급을 제어한다. 다른 관점에 있어서, 제어부(130)은, 전원(BT)로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터(HT)의 발열을 제어한다. 또 다른 관점에 있어서, 제어부(130)은, 히터(HT)에 대한 전력의 공급 및 전원(BT)의 충전 동작을 제어한다.
검출부(140)은, 아우터 패널(C103)이 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)로부터 분리된 것을 검출하도록 구성될 수 있다. 검출부(140)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다. 검출부(140)의 출력은, 슈미트 트리거 회로(150)을 통하여 파워 스위치 드라이버(50)의 SW2 단자 및 제어부(130)의 PD2 단자에 공급될 수 있다. 슈미트 트리거 회로(150)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다. 스위치(SW)의 일단은, 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자 및 제어부(130)의 PC10 단자에 접속될 수 있다. 스위치(SW)의 일단은 VCC33 라인에도 접속되고, 스위치(SW)의 타단은 그라운드 라인에 접속된다. 이로써, 스위치(SW)가 눌러지면 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자 및 제어부(130)의 PC10 단자에 로레벨이 공급되고, 스위치(SW)가 눌러지지 않으면, 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자 및 제어부(130)의 PC10 단자에 하이레벨이 공급될 수 있다. 검출부(170)은, 슬라이더(C102)의 개폐를 검출하도록 구성될 수 있다. 검출부(170)의 출력은, 제어부(130)의 PC13 단자에 공급될 수 있다. 검출부(170)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다. 검출부(140, 170)은, 예를 들어, 홀 소자로 구성될 수 있다. 통신 디바이스(160)은 스마트폰, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기와 통신하는 기능을 제어부(130)에 제공한다. 통신 디바이스(160)은, 예를 들어, Bluetooth(등록 상표) 등의 근거리 통신 규격에 준거한 통신 디바이스이다. 통신 디바이스(160)은, 예를 들어, 집적 회로로 구성될 수 있다.
도 5에는, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)의 상태 천이도가 도시되어 있다. 슬리프 모드에서는, 로드 스위치(40)의 VOUT 단자로부터 VCC33 라인을 통하여 제어부(130)의 VDD 단자(전원 단자)에 전압(VCC33)이 공급된다. 슬리프 모드에 있어서, 슬라이더(C102)가 개방 상태가 되고, 이것이 검출부(170)에 의해 검출되면, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 액티브 모드로 이행할 수 있다. 액티브 모드에서는, 로드 스위치(60)의 VOUT 단자로부터 서미스터(TP, TH, TC)에 전압(VCC33_SLP)가 공급될 수 있다. 슬리프 모드에서는, 제어부(130)은, 후술하는 I2C 인터페이스를 통한 계측 회로(100)으로부터의 정보의 취득을 정지할 수 있다.
액티브 모드에 있어서, 스위치(SW)(일례에서는, 버튼 스위치)가 눌러지면, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 가열 준비 모드로 이행할 수 있다. 가열 준비 모드에서는, 제어부(130)은, PC12 단자로부터 하이레벨을 출력하고, 변압 회로(120)을 기동하고, 변압 회로(120)은, VOUT 단자로부터 전압(VBOOST)를 출력할 수 있다. 스위치(SS)도 또한 제어부(130)의 PC12 단자에 접속되어 있기 때문에, PC12 단자로부터 하이레벨이 출력되면, 스위치(SS)가 온되어, 히터 커넥터(HC-)와 그라운드 라인이 접속될 수 있다.
변압 회로(120)을 기동한 후, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 가열 준비 모드로부터 가열 모드로 이행할 수 있다. 가열 모드는, 히터(HT)에 의해 에어로졸원을 가열하는 가열 동작과, 히터(HT)의 저항치, 즉 히터(HT)의 온도를 계측하는 계측 동작을 반복할 수 있다.
가열 모드는, 예를 들어, 계시(計時) 개시 타이밍으로부터의 소정 시간의 경과, 카운트 개시 타이밍으로부터 소정 횟수의 퍼프의 발생, 슬라이더(C102)의 폐쇄 동작, USB 커넥터(USBC)에 대한 USB 케이블의 접속 등의 소정의 종료 이벤트의 발생에 따라 종료하고, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 가열 종료 모드로 이행한다. 계시 개시 타이밍은, 예를 들어, 액티브 모드에 있어서의 스위치(SW)의 누름의 검출, 가열 준비 모드로의 이행, 또는 가열 모드로의 이행의 타이밍일 수 있다. 카운트 개시 타이밍은, 예를 들어, 가열 준비 모드로부터 가열 모드로의 이행 타이밍일 수 있다. 가열 종료 모드에서는, 히터(HT)에 의한 에어로졸원의 가열을 종료하고, 그 후, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 액티브 모드로 이행할 수 있다. USB 커넥터(USBC)에 대한 USB 케이블의 접속에 의해 에어로졸원의 가열이 종료된 경우, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 가열 종료 모드로부터 충전 모드로 직접 이행할 수 있다.
액티브 모드에 있어서, 슬라이더(C102)가 폐쇄 상태가 되면, 또는, 슬라이더(C102) 및 스위치(SW)가 소정 시간에 걸쳐 조작되지 않으면, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 슬리프 모드로 이행할 수 있다. 슬리프 모드에 있어서, 슬라이더(C102)가 폐쇄 상태에서 스위치(SW)가 눌러지면, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 페어링 모드로 이행할 수 있다. 페어링 모드에서는, 통신 디바이스(160)에 의한 전자 기기와의 페어링(키 교환)이 실시되고, 페어링이 성공하면, 본딩(키 보존)이 실시되고, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 슬리프 모드로 이행할 수 있다. 본딩에 관한 정보는, 불휘발성 메모리(70)에 보존되어도 된다. 또한, 페어링이 실패한 경우에도, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 슬리프 모드로 이행할 수 있다.
슬리프 모드에 있어서, USB 커넥터(USBC)에 USB 케이블이 접속되면, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 충전 모드로 이행할 수 있다. 제어부(130)은, PA9 단자에 공급되는 전압 혹은 전위에 따라 USB 커넥터(USBC)에 대한 USB 케이블의 접속을 검출하고, 이에 따라 PC9 단자로부터 로레벨을 출력하여, 스위치(SI)를 오프시킬 수 있다. 이로써, 로드 스위치(10)의 ON 단자에 하이레벨이 공급되고, 로드 스위치(10)은, USB 케이블을 통하여 VUSB 라인에 공급되고 있는 전압(VUSB)를 VOUT 단자를 통하여 충전 회로(20)에 공급할 수 있다. 또한, 제어부(130)은, PB3 단자로부터 로레벨을 출력한다. 이로써, 충전 회로(20)의 /CE단자에 로레벨(인에이블 레벨)이 공급되고, 충전 회로(20)은, BAT 단자로부터 전원(BT)에 대하여 충전 전압을 공급할 수 있다.
충전 모드에 있어서, 중요 에러가 발생한 경우에는, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 영구 고장 모드로 이행할 수 있다. 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 충전 모드 이외의 모드로부터 영구 고장 모드로 이행해도 된다. 영구 고장 모드에서는, 다른 모든 모드로의 천이가 금지될 수 있다. 충전 모드, 액티브 모드, 가열 준비 모드, 가열 모드에 있어서 에러가 발생하면, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 에러 처리 모드로 이행할 수 있다.
에러 처리 모드에서는, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 예를 들어, 통보부(NU)를 사용하여 에러의 발생, 에러의 종류, 에러의 해제를 위한 조작 요구 등을 통보할 수 있다. 그 후, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 발생한 에러의 종류가 제1 카테고리의 에러인 경우에는, 소정 시간의 경과를 기다려 슬리프 모드로 이행할 수 있다. 한편, 에어로졸 발생 장치(AGD), 전원 유닛(PSU) 혹은 제어부(130)은, 발생한 에러의 종류가 제2 카테고리의 에러인 경우에는, 에러 처리를 계속할 수 있다. 이 경우, 슬리프 모드로 돌아가기 위해서는, 제어부(130)의 리셋 혹은 재기동을 필요로 한다.
도 4a에는, 슬리프 모드에 있어서의 전원 유닛(PSU)의 동작이 예시되어 있다. 굵은 선은, 전압의 공급 경로를 강조하고 있다. 전원(BT)는, 제1 도전로(PT1)을 통하여 전원 전압(VBAT)를 보호 회로(90)의 VBAT 단자, 계측 회로(100)의 VBAT 단자, 충전 회로(20)의 BAT 단자, 변압 회로(120)의 VIN 단자 및 스위치 회로(80)에 공급할 수 있다. 충전 회로(20)은, 제어부(130)에 의해 제3 파워패스 모드로 설정되고, 충전 회로(20)은, 전원(BT)로부터 공급되는 전원 전압(VBAT)를 전압(VCC)로 하여 VCC 라인에 공급할 수 있다.
변압 회로(30)은, VCC 라인에 전압(VCC)가 공급됨으로써 인에이블되고, VOUT 단자로부터 VCC33_0 라인에 전압(VCC33_0)을 공급할 수 있다. 전압(VCC33_0)은, VCC33_0 라인을 통하여 로드 스위치(40), 파워 스위치 드라이버(50), 정보 유지 회로(FF1, FF2)에 공급될 수 있다.
VCC33_0 라인으로부터 로드 스위치(40)의 ON 단자에 전압(VCC33_0)이 공급되기 때문에, 로드 스위치(40)은, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 접속하고, VOUT 단자로부터 VCC33 라인으로 전압(VCC33)을 출력할 수 있다. 전압(VCC33)은, VCC33 라인을 통하여 제어부(130)의 VDD 단자(전원 단자), 검출부(140, 170)의 VDD 단자(전원 단자), 슈미트 트리거 회로(150)의 VCC 단자(전원 단자), 통신 디바이스(160)의 VCC_NRF 단자(전원 단자), 불휘발성 메모리(70)의 VCC 단자(전원 단자), 계측 회로(100)의 VDD 단자(전원 단자) 및 CE 단자, OP 앰프(A2, A3)의 전원 단자, 정보 유지 회로(FF1, FF2)의 VCC 단자(전원 단자)에 공급될 수 있다.
파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자 및 SW2 단자에 로레벨이 소정 시간에 걸쳐 입력되면, 파워 스위치 드라이버(50)이 RSTB 단자로부터 로드 스위치(40)의 ON 단자에 로레벨을 공급한다. 이에 따라, 로드 스위치(40)은, VOUT 단자로부터의 전압(VCC33)의 출력을 정지하고, 제어부(130)은 동작을 정지한다. 그 후, 파워 스위치 드라이버(50)은, RSTB 단자로부터 로드 스위치(40)의 ON 단자로 로레벨의 공급을 정지한다. 이에 따라, VCC33_0 라인으로부터 로드 스위치(40)의 ON 단자로 전압(VCC33_0)의 공급이 재개되기 때문에, 로드 스위치(40)은, VOUT 단자로부터의 전압(VCC33)의 출력을 재개하고, 제어부(130)이 리셋 혹은 재기동될 수 있다.
도 4b에는, 슬리프 모드로부터 페어링 모드로의 이행이 도시되어 있다. 굵은 선은, 전압 및 신호의 공급 경로를 강조하고 있다. 아우터 패널(C103)이 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)에 부착된 상태에서는, 검출부(140)으로부터 슈미트 트리거 회로(150)을 통하여 제어부(130)의 PD2 단자 및 파워 스위치 드라이버(50)의 SW2 단자에 하이레벨이 공급된다. 또한, 슬라이더(C102)가 폐쇄 상태인 경우, 검출부(170)으로부터 제어부(130)의 PC13 단자에 하이레벨이 공급된다. 이 상태에서, 스위치(SW)가 눌러지면, 제어부(130)의 PC10 단자에 로레벨이 공급된다. 제어부(130)은, PC13 단자에 하이레벨이 공급되고 있는 상태에 있어서 PC10 단자에 로레벨이 소정 시간에 걸쳐 공급되면, 이것을 페어링 모드로의 이행 지령으로서 인식하고, 슬리프 모드로부터 페어링 모드로 이행할 수 있다.
도 4c에는, 슬리프 모드로부터 액티브 모드로의 이행이 도시되어 있다. 굵은 선은, 전압 및 신호의 공급 경로를 강조하고 있다. 아우터 패널(C103)이 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)에 부착된 상태에서는, 검출부(140)으로부터 슈미트 트리거 회로(150)을 통하여 제어부(130)의 PD2 단자 및 파워 스위치 드라이버(50)의 SW2 단자에 하이레벨이 공급된다. 또한, 슬라이더(C102)가 개방 상태가 되면, 검출부(170)으로부터 제어부(130)의 PC13 단자에 로레벨이 공급된다. 제어부(130)은, 이것을 액티브 모드로의 이행 지령으로서 인식하고, 슬리프 모드로부터 액티브 모드로 이행할 수 있다. 구체적으로는, 제어부(130)은, PC11 단자로부터 로드 스위치(60)의 ON 단자에 하이레벨을 공급하고, 이에 따라, 로드 스위치(60)은, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 접속하고, 전압(VCC33_SLP)를 서미스터(TP, TH, TC)에 공급할 수 있다.
도 4d, 4e에는, 액티브 모드로부터 가열 준비 모드로의 이행이 도시되어 있다. 굵은 선은, 전압 및 신호의 공급 경로를 강조하고 있다. 아우터 패널(C103)이 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)에 부착된 상태에서는, 검출부(140)으로부터 슈미트 트리거 회로(150)을 통하여 제어부(130)의 PD2 단자 및 파워 스위치 드라이버(50)의 SW2 단자에 하이레벨이 공급된다. 또한, 슬라이더(C102)가 개방 상태인 경우, 검출부(170)으로부터 제어부(130)의 PC13 단자에 로레벨이 공급된다. 또한, 스위치(SW)가 눌러지면, 제어부(130)의 PC10 단자에 로레벨이 공급된다. 제어부(130)은, PD2 단자에 하이레벨이 공급되고 또한 PC13 단자에 로레벨이 공급되고 있는 상태에 있어서 PC10 단자에 로레벨이 소정 시간에 걸쳐 공급되면, 이것을 가열 준비 모드로의 이행 지령으로서 인식하고, 액티브 모드로부터 가열 준비 모드로 이행할 수 있다. 구체적으로는, 제어부(130)은, PC12 단자로부터 변압 회로(120)의 EN 단자에 하이레벨을 공급하고, 이에 따라, 변압 회로(120)은, VOUT 단자로부터 Vboost 라인으로 Vboost를 출력한다.
도 4f에는, 가열 모드에 있어서의 가열 동작이 도시되어 있다. 굵은 선은, 전압 및 신호의 공급 경로를 강조하고 있다. 제어부(130)은, PA2 단자로부터 스위치(SH)를 구성하는 트랜지스터의 게이트 혹은 베이스에 하이레벨을 공급하여, 스위치(SH)를 온시킨다. 이로써, 변압 회로(120)의 VOUT 단자로부터 출력되는 전압(Vboost)가 히터(HT)에 공급되고, 히터(HT)가 에어로졸원을 가열한다. 이 때, 스위치(SR)을 구성하는 트랜지스터의 게이트 혹은 베이스에는, 스위치(SR)을 온시키는 전압이 공급된다. OP 앰프(A2)의 전원 단자에는, 전압(Vboost)가 분로 저항기(RS)를 통하여 공급된다.
도 4g에는, 가열 모드에 있어서의 계측 동작이 도시되어 있다. 굵은 선은, 전압 및 신호의 공급 경로를 강조하고 있다. 제어부(130)은, PB5 단자로부터 스위치(SM)을 구성하는 트랜지스터의 게이트 혹은 베이스에 하이레벨을 공급하여, 스위치(SM)을 온시킨다. 이로써, 변압 회로(120)의 VOUT 단자로부터 출력되는 전압(Vboost)가 분로 저항기(RS)를 통하여 히터(HT)에 공급된다. 이 때, 스위치(SR)을 구성하는 트랜지스터의 게이트 혹은 베이스에는 전압(Vboost)를 분압한 전압이 공급된다. 이것은 스위치(SR)을 오프시키는 전압이다. OP 앰프(A1)은, 히터(HT)의 저항치에 상관을 갖는 전압을 제어부(130)의 PA7 단자에 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부(130)은, OP 앰프(A1)로부터 공급되는 전압에 기초하여 히터(HT)의 온도를 검출할 수 있다. 제어부(130)은, 전압(Vboost)에 따른 전압을 PA1 단자로부터 받아들여, 이것을 히터(HT)의 온도를 계산하기 위한 기준 전압으로서 사용할 수 있다.
또한, 히터(HT)에 통전하지 않는 기간에 있어서는, 제어부(130)은, 서미스터(TH)를 사용하여, 즉 OP 앰프(A2)의 출력에 기초하여 히터(HT)의 온도를 검출해도 된다.
도 4h에는, 충전 모드에 있어서의 전원 유닛(PSU)의 동작이 도시되어 있다. 굵은 선은, 전압 및 신호의 공급 경로를 강조하고 있다. 과전압 보호 회로(110)은, USB 커넥터(USBC)로부터 공급되는 전압(VBUS)를 받아 VUSB 라인에 전압(VUSB)를 출력한다. 전압(VUSB)는, 분압되어 제어부(130)의 PA9 단자에 공급될 수 있다. 이로써, 제어부(130)은, USB 커넥터(USBC)에 접속된 USB 케이블을 통하여 전압(VUSB)가 공급된 것을 인식하고, PC9 단자의 레벨을 하이레벨에서 로레벨로 천이시킬 수 있다. 이로써, 스위치(SI)가 오프되어, 로드 스위치(10)의 ON 단자에 하이레벨이 공급된다. 이에 따라, 로드 스위치(10)은, VIN 단자와 VOUT 단자를 전기적으로 접속하고, VOUT 단자로부터 VCC5 라인으로 전압(VCC5)를 출력할 수 있다.
제어부(130)은 또한, PB3 단자로부터 충전 회로(20)의 /CE 단자에 로레벨을 공급하고, 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전을 허가한다. 충전 회로(20)은, 충전 모드로 설정되고, VCC5 라인을 통하여 공급되는 전압(VCC5)를 사용하여 SW 단자로부터 VCC 라인으로 전압(VCC)를 공급하는 동시에, SYS 단자와 BAT 단자를 전기적으로 접속하여 BAT 단자로부터 제1 도전로(PT1)을 통하여 전원(BT)에 충전 전압을 공급할 수 있다. 이로써 전원(BT)가 충전된다.
도 4i에는, 전원 유닛(PSU) 및 제어부(130)의 리셋 동작이 도시되어 있다. 굵은 선은, 전압 및 신호의 공급 경로를 강조하고 있다. 아우터 패널(C103)이 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)로부터 분리된 상태에서는, 검출부(140)으로부터 슈미트 트리거 회로(150)을 통하여 파워 스위치 드라이버(50)의 SW2 단자에 로레벨이 공급된다. 이 상태에서 스위치(SW)가 눌러지면, 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1에 로레벨이 공급된다.
이와 같이 하여, 파워 스위치 드라이버(50)의 SW1 단자 및 SW2 단자에 로레벨이 소정 시간에 걸쳐 공급되면, 파워 스위치 드라이버(50)은, RSTB 단자로부터 로드 스위치(40)의 ON 단자에 로레벨을 공급할 수 있다. 이에 따라, 로드 스위치(40)은, VOUT 단자로부터의 전압(VCC33)의 출력을 정지하고, 전압(VCC33)의 공급이 끊어진 제어부(130)이 동작을 정지하고 있다. 그 후, 파워 스위치 드라이버(50)은, RSTB 단자로부터 로드 스위치(40)의 ON 단자로 로레벨의 공급을 정지할 수 있다. 이에 따라, VCC33_0 라인으로부터 로드 스위치(40)의 ON 단자로 전압(VCC33_0)의 공급이 재개되기 때문에, 로드 스위치(40)은, VOUT 단자로부터의 전압(VCC33)의 출력을 재개하여, 제어부(130)이 재기동될 수 있다.
여기서, 제어부(130), 파워 스위치 드라이버(50) 및 로드 스위치(40)은, 스위치(SW)가 조작된 것에 따라, 아우터 패널(C103)의 유무를 검출하는 검출부(140)에 의한 검출 결과에 따른 동작을 실행하는 회로 블록을 구성하는 것으로서 이해될 수 있다. 혹은, 제어부(130), 파워 스위치 드라이버(50) 및 로드 스위치(40)은, 검출부(140)에 의해 아우터 패널(C103)이 없는 것이 검출된 상태에서 스위치(SW)가 조작된 것에 따라, 슬라이더(C102)의 상태를 검출하는 검출부(170)에 의한 검출 결과와는 무관하게, 검출부(140)에 의한 검출 결과에 따른 동작을 실행하는 회로 블록을 구성하는 것으로서 이해될 수 있다. 또한, 제어부(130), 파워 스위치 드라이버(50) 및 로드 스위치(40)은, 스위치(SW)가 조작된 것에 따라, 슬라이더(C102)의 상태를 검출하는 검출부(170)에 의한 검출 결과에 따른 동작을 실행하는 회로 블록을 구성하는 것으로서 이해될 수 있다.
그 회로 블록은, 검출부(140)에 의해 아우터 패널(C103)이 있는 것이 검출된 상태 또한 검출부(170)에 의해 슬라이더(C102)가 개방 상태인 것이 검출된 상태에서 스위치(SW)가 조작되었을 때는, 에어로졸 생성에 관한 제1 처리를 실행할 수 있다. 또한, 그 회로 블록은, 검출부(140)에 의해 아우터 패널(C103)이 있는 것이 검출된 상태 또한 검출부(170)에 의해 슬라이더(C102)가 폐쇄 상태인 것이 검출된 상태에서 스위치(SW)가 조작되었을 때는, 에어로졸의 생성에 관계하지 않는 제2 처리, 예를 들어, 외부 기기와의 통신에 관한 처리를 실행할 수 있다. 이는 전술한 페어링 모드에 상당한다. 그 회로 블록은, 검출부(140)에 의해 아우터 패널(C103)이 없는 것이 검출된 상태에서 스위치(SW)가 조작되었을 때는, 검출부(170)에 의한 검출 결과, 즉 슬라이더(C102)의 상태에 관계없이, 제어부(130)을 재기동할 수 있다.
도 6, 도 7a, 도 7b, 도 8, 도 9a, 도 9b에는, 상기한 각종 전자 부품의 배치예가 도시되어 있다. 또한, 이들 도면에 있어서, 서미스터 커넥터(TC+, TC-), 서미스터 커넥터(TP+, TP-), 및, 서미스터 커넥터(THC+, THC-)에 대한 서미스터(TC, TP, TH)의 전기적 접속(배선)은, 정확하게는 기재되지 않았다. 또한, 이들 도면에 있어서, 제1 히터 커넥터(HC+), 제2 히터 커넥터(HC-)에 대한 히터(HT)의 전기적 접속(배선)은 생략되어 있다. 도 6에 예시되는 바와 같이, 통신 디바이스(160), 스위치(SW), 검출부(140), 슈미트 트리거 회로(150), 통보부(NU)는, 예를 들어 제3 기판(PCB3)의 동일면(동일 기판의 동일면)에 배치될 수 있다. 도 6에 예시되는 바와 같이, 통신 디바이스(160) 및 스위치(SW)는, 삽입공(C104)에 대한 삽입물의 끼우고 빼기 방향(DIR)을 따라 배치될 수 있다. 또한, 도 6 외에, 도 3a에 예시되는 바와 같이, 통신 디바이스(160) 및 스위치(SW)는, 끼우고 빼기 방향(DIR)에 직교하는 방향에 관하여, 전원 유닛(PSU) 혹은 에어로졸 발생 장치(AGD)의 중앙부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6 외에, 도 3a에 예시되는 바와 같이, 통신 디바이스(160) 및 스위치(SW)는, 끼우고 빼기 방향(DIR)에 직교하는 방향에 관하여, 제1 기판(PCB1)과 전원(BT) 사이에 배치될 수 있다. 도 6에 예시되는 바와 같이, 스위치(SW)는, 통신 디바이스(160)과 통보부(NU) 사이에 배치될 수 있다. 스위치(SW)는, 검출부(140)과 통신 디바이스(160) 사이에 배치될 수 있다.
도 7a, 도 7b에 예시되는 바와 같이, 보호 회로(90) 및 계측 회로(100) 중 적어도 1개는, 제1 기판(PCB1)의 2개의 면 중 전원(BT)를 향하고 있는 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 혹은, 보호 회로(90) 및 계측 회로(100) 쌍방은, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 변압 회로(120)은, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 도 7a, 도 7b에 예시되는 바와 같이, 트랜지스터(SD, SC)는, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 도 7a, 도 7b에 예시되는 바와 같이, 스위치(SH)는, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 제1, 제2 저항기(R1, R2)는, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 도 7a, 도 7b에 예시되는 바와 같이, OP 앰프(A1)은, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 보호 회로(90), 계측 회로(100), 제1 저항기(R1), 제2 저항기(R2), 트랜지스터(SD, SC)를 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치하는 것은, 제2 도전로(PT2)의 기생 저항치를 저감시키기 위해 유리하다.
도 8에 예시되는 바와 같이, 변압 회로(120)은, 인덕터(120')를 수반할 수 있으며, 변압 회로(120)과 인덕터(120')는, 제1 기판(PCB1)의 서로 반대측의 면에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 변압 회로(120)은, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치되고, 인덕터(120')는, 그 반대측의 제2 면(S12)에 배치될 수 있다. USB 커넥터(USBC)와 인덕터(120')는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)에 배치될 수 있다. USB 커넥터(USBC)와 인덕터(120')는, 상당히 큰 치수 혹은 두께를 갖는 전자 부품이므로, 이것을 제1 기판(PCB1)의 동일면에 배치하는 것은, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)의 소형화에 기여할 수 있다.
도 8에 예시되는 바와 같이, 히터 커넥터(HC+, HC-), 스위치(SM, SS), 분로 저항기(RS)는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)(즉, 동일 기판의 동일면)에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치는, 히터(HT)의 저항치 혹은 온도를 검출하기 위한 회로의 도전로의 기생 저항치를 저감시키기 위해 유리하다. 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)와 히터(HT)의 최단 거리는, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)과 히터(HT)의 최단 거리보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 구성은, 히터 커넥터(HC+, HC-)와 히터(HT)를 연결하는 리드선을 짧게 하기 위해 유리하다.
도 9a, 도 9b에 예시되는 바와 같이, 제2 기판(PCB2)는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)에 대향하는 제1 면(S21)과, 그 반대측의 제2 면(S22)를 갖는다. 히터(HT)의 온도를 검출하기 위한 서미스터(TH)의 커넥터(THC+, THC-)는, 제2 기판 (PCB2)의 제2 면(S22)에 배치될 수 있다. 충전 회로(20) 및 그것에 부수되는 인덕터(20')는, 제2 기판(PCB2)의 동일면, 예를 들어, 제2 면(S22)에 배치될 수 있다. 변압 회로(30) 및 그것에 부수되는 인덕터(30')는, 제2 기판(PCB2)의 동일면, 예를 들어, 제2 면(S22)에 배치될 수 있다. 로드 스위치(10)은, 제2 기판(PCB2)의 제2 면(S22)에 배치될 수 있다. 제어부(130)은, 제2 기판(PCB2)의 제2 면(S22)에 배치될 수 있다. 정보 유지 회로(F11)은, 제2 기판(PCB2)의 제2 면(S22)에 배치될 수 있다. 불휘발성 메모리(70) 및 정보 유지 회로(FF2)는, 제2 기판(PCB2)의 제1 면(S21)에 배치될 수 있다. 서미스터(TC)를 위한 서미스터 커넥터(TC+, TC-) 및 서미스터(TP)를 위한 서미스터 커넥터(TP+, TP-)는, 제2 기판(PCB2)의 제1 면(S21)에 배치될 수 있다.
도 10에는, 보호 회로(90) 및 계측 회로(100) 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품이 도시되어 있다. 보호 회로(90)은, 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 배치된 제2 저항기(R2)를 사용하여, 그 경로를 흐르는 전류를 계측하고, 그 전류에 따라 전원(BT)를 보호하도록 제어되는 스위치부(SWP)를 제어할 수 있다. 그 대신에, 또는, 그에 더하여, 보호 회로(90)은, VBAT 단자에 공급되는 전원(BT)의 양극의 전위에 기초하여 전원(BT)의 전압을 계측하고, 그 전압에 따라 전원(BT)를 보호하도록, 스위치부(SWP)를 제어할 수 있다. 제2 저항기(R2) 및 스위치부(SWP)는, 제1 전원 커넥터(BC+)에 전기적으로 접속된 제1 도전로(PT1)에 배치되어도 되지만, 제2 전원 커넥터(BC-)에 전기적으로 접속된 제2 도전로(PT2)에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성은, 보호 회로(90)에 내장되는 OP 앰프의 동상(同相) 입력 전압을 작게 할 수 있기 때문에, 보호 회로(90)이 안정적으로 동작할 수 있는 점이나 저렴한 보호 회로(90)을 이용할 수 있는 점에서 유리하다. 스위치부(SWP)는, 직렬 접속된 제1 트랜지스터(SD) 및 제2 트랜지스터(SC)를 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(SD)는, 전원(BT)의 방전을 정지시키도록 제2 도전로(PT2)(환언하면, 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로)를 차단하기 위한 스위치로서 기능할 수 있다. 제2 트랜지스터(SC)는, 전원(BT)의 충전을 정지시키도록 제2 도전로(PT2)(환언하면, 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로)를 차단하기 위한 스위치로서 기능할 수 있다.
제1 트랜지스터(SD)에 대하여 병렬로 접속된 제1 정류 소자가 설치되어도 되며, 그 제1 정류 소자는, 제1 트랜지스터(SD)의 보디 다이오드(BDD)로서 구성되어도 된다. 그 제1 정류 소자의 순방향은, 전원(BT)를 충전하는 전류가 흐르는 방향이다. 또한, 제2 트랜지스터(SC)에 대하여 병렬로 접속된 제2 정류 소자가 설치되어도 되며, 그 제2 정류 소자는, 제2 트랜지스터(SC)의 보디 다이오드(BDC)로서 구성되어도 된다. 그 제2 정류 소자의 순방향은, 전원(BT)로부터 방전되는 전류가 흐르는 방향이다.
제2 저항기(R2)의 저항치는 이미 알려져 있으며, 보호 회로(90)은, 제2 저항치(R2)에 의한 전압 강하를 검출함으로써, 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류(전류값)를 검출할 수 있다. 보호 회로(90)은, 전원(BT)로부터 방전되는 전류, 즉, 제2 히터 커넥터(HC-)로부터 제2 전원 커넥터(BC-)를 향하여 흐르는 전류가 방전 시 과전류를 판정하는 제1 문턱값을 초과하면, 제1 트랜지스터(SD)를 오프시키도록 구성될 수 있다. 또한, 보호 회로(90)은, 전원(BT)를 충전하는 전류, 즉, 제2 전원 커넥터(BC-)로부터 제2 히터 커넥터(HC-)를 향하여 흐르는 전류가 충전 시 과전류를 판정하는 제2 문턱값을 초과하면, 제2 트랜지스터(SC)를 오프시키도록 구성될 수 있다. 또한, 보호 회로(90)은, 전원(BT)의 출력 전압이 전원(BT)의 과충전 상태를 나타내는 경우, 제2 트랜지스터(SC)를 오프시키도록 구성될 수 있다. 또한, 전원(BT)의 출력 전압이 전원(BT)의 과방전 상태를 나타내는 경우, 보호 회로(90)은 제1 트랜지스터(SD)를 오프하도록 구성될 수 있다.
계측 회로(100)은, 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로에 배치된 제1 저항기(R1)을 사용하여, 전원(BT)의 상태를 계측할 수 있다. 저항기(R1)은, 제1 전원 커넥터(BC+)에 전기적으로 접속된 제1 도전로(PT1)에 배치되어도 되지만, 제2 전원 커넥터(BC-)에 전기적으로 접속된 제2 도전로(PT2)에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성은, 계측 회로(100)에 내장되는 OP 앰프의 동상 입력 전압을 작게 할 수 있기 때문에, 계측 회로(100)이 안정적으로 동작할 수 있는 점이나 저렴한 계측 회로(100)을 이용할 수 있는 점에서 유리하다. 계측 회로(100)은, 제1 저항기(R1)을 흐르는 전류(전류값)를 적산하고, 즉, 제1 저항기(R1)을 통하여 흐르는 전하량(소비 전력량)을 구하고, 이로써, 전원(BT)의 잔용량(Ah) 및 SOC(State Of Charge)를 계산할 수 있다. SOC(％)는, "잔용량(Ah)/만충전 용량(Ah)×100"으로 정의될 수 있다. 계측 회로(100)은, 제어부(130)에 대하여 잔용량 및 SOC를 제공할 수 있다. 계측 회로(100)은, 도 10에 있어서 도시되지 않은 TREG 단자와 THM 단자와 서미스터(TB)를 사용하여 전원(BT)의 온도를 취득하고, 취득된 전원(BT)의 온도에도 기초하여 잔용량이나 SOC를 계산해도 된다. 전원(BT)의 잔용량이나 SOC 등은 전원(BT)의 온도의 영향을 강하게 받기 때문에, 이와 같은 구성은, 전원(BT)의 잔용량이나 SOC 등을 정확하게 취득하기 위해 유리하다.
제2 히터 커넥터(HC-)와 제2 전원 커넥터(BC-) 사이에는, 스위치(SS), 제1 저항기(R1), 스위치부(SWP), 제2 저항기(R2)가 존재할 수 있다. 스위치(SS)와 제1 저항기(R1) 사이에는 기생 저항(r1)이 존재하고, 제2 저항기(R2)와 제2 전원 커넥터(BC-) 사이에는 기생 저항(r6)이 존재할 수 있다. 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자 사이에는, 기생 저항(r2)가 존재하고, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSM 단자 사이에는, 기생 저항(r3)이 존재할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 기생 저항(r2)와 제1 저항기(R1)의 접속 노드와 제1 저항기(R1) 사이, 및, 기생 저항(r3)과 제1 저항기(R1)의 접속 노드와 제1 저항기(R1) 사이에도, 각각 기생 저항이 존재할 수 있다. 이들은, 계측 회로(100)에 의한 계측 결과에 오차를 발생시키는 요인이 될 수 있다.
도 11에는, 전원(BT)로부터의 방전 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 도 11 및 후술하는 도 12에 있어서, rSS는 스위치(SS)의 온 저항, rSC는 제2 트랜지스터(SC)의 온 저항, rSD는 제1 트랜지스터(SD)의 온 저항을 나타내고 있다. 방전 시에는, 제2 히터 커넥터(HC-)의 전위가 제2 전원 커넥터(BC-)의 전위보다 높다. 기생 저항(r1, r6) 등은, 제2 히터 커넥터(HC-)와 제2 전원 커넥터(BC-) 사이의 전위차 ΔV를 증대시키는 요인이 된다. ΔV의 증대는, 예를 들어, 결로나 에어로졸원으로부터의 수분의 침입 등에 의해 제2 히터 커넥터(HC-)와 제2 전원 커넥터(BC-)가 단락되었을 때에 흐르는 단락 전류를 증대시킬 수 있다.
도 12에는, 전원(BT)의 충전 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 충전 시에는, 제2 전원 커넥터(BC-)의 전위가 제2 히터 커넥터(HC-)의 전위보다 높다. 기생 저항(r1, r6) 등은, 제2 전원 커넥터(BC-)와 제2 히터 커넥터(HC-) 사이의 전위차 ΔV를 증대시키는 요인이 된다. ΔV의 증대는, 상기한 바와 같이, 결로나 에어로졸원으로부터의 수분의 침입 등에 의해 제2 전원 커넥터(BC-)와 제2 히터 커넥터(HC-)가 단락되었을 때에 흐르는 단락 전류를 증대시킬 수 있다.
도 13에는, 제2 히터 커넥터(HC-)와 제2 전원 커넥터(BC-) 사이의 물리적인 경로가 예시되어 있다. 전원 유닛(PSU) 혹은 에어로졸 발생 장치(AGD)는, 복수의 기판(PCB1, PCB2, PCB3, PCB4)를 가질 수 있다. 도 13에는, 제1 기판(PCB1)의 구성이 예시되어 있다. 제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)는, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 제2 히터 커넥터(HC-)와 함께 계측 회로(100) 및 제1 저항기(R1)이 제1 기판(PCB1)에 배치됨으로써, 이들을 접속하는 도전 패턴이 짧아지기 때문에, 기생 저항(r1)을 저감시킬 수 있다. 이로써, 제2 전원 커넥터(BC-)와 제2 히터 커넥터(HC-)가 단락되었을 때에 흐르는 단락 전류를 미약하게 할 수 있다.
제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)는, 제1 기판(PCB1)의 서로 상이한 면에 배치되어도 되며, 동일면에 배치되어도 된다. 도 13의 예에서는, 제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)에 배치되어도 된다. 제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)가 동일 기판의 동일면에 배치된 구성에 의하면, 제조 시에 있어서 제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)에 히터(HT)의 리드선을 접속하기 쉬워진다. 이로써 에어로졸 발생 장치(AGD) 또는 전원 유닛(PSU)의 비용을 저감시킬 수 있다.
전원(BT)의 양극에 전기적으로 접속된 제1 전원 커넥터(BC+) 및 전원(BT)의 음극에 접속된 제2 전원 커넥터(BC-)는, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로는, 제1 전원 커넥터(BC+)에 접속된 제1 도전로(PT1)과, 제2 전원 커넥터(BC-)에 접속된 제2 도전로(PT2)를 포함한다. 제1 저항기(R1) 및 제2 저항기(R2)는, 제2 도전로(PT2)에 배치될 수 있다. 이 구성에 의하면, 계측 회로(100)의 VRSP 단자와 VRSM 단자에 대한 동상 입력 전압과, 보호 회로(90)의 CS 단자와 VSS 단자에 대한 동상 입력 전압을 작은 값으로 할 수 있다. 이로써, 고가 및/또는 사이즈가 큰 계측 회로(100)이나 보호 회로(90)이 불필요해지기 때문에, 에어로졸 발생 장치(AGD) 또는 전원 유닛(PSU)의 비용이나 사이즈를 저감시킬 수 있다.
제1 저항기(R1)을 사용하여 전원(BT)의 상태(예를 들어, 잔용량, SOC 등)를 계측하는 계측 회로(100)은, 복수의 기판(PCB1, PCB2, PCB3, PCB4) 중, 제1 저항기(R1)이 배치되는 기판과 동일 기판, 즉 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 다른 관점에 있어서, 계측 회로(100)은, 복수의 소자 배치면(S11, S12, S21, S22 등) 중, 제1 저항기(R1)이 배치되는 소자 배치면과 동일 소자 배치면, 예를 들어, 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 이들 구성에 의하면, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자 및 VRSM 단자를 물리적으로 근접시켜 배치할 수 있다. 이로써, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자 사이에 존재하는 기생 저항(r2)와, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSM 단자 사이에 존재하는 기생 저항(r3)을 저감시킬 수 있다. 이와 같은 기생 저항의 저감은, 계측 회로(100)에 의한 전원(BT) 상태의 고정밀도한 계측을 가능하게 한다. 또한, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자 및 VRSM 단자를 접속하는 도전 패턴을 짧게 할 수 있다. 또한, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자를 접속하는 도전 패턴의 길이를, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSM 단자를 접속하는 도전 패턴의 길이와 용이하게 동일한 정도로 할 수 있다. 이들도, 계측 회로(100)에 의한 전원(BT) 상태의 고정밀도한 계측을 가능하게 한다.
제1 저항기(R1) 및 제2 히터 커넥터(HC-)는, 각각 제1 기판(PCB1)의 서로 반대측의 면에 배치될 수 있다. 도 13의 예에서는, 제1 저항기(R1)은, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치되고, 제2 히터 커넥터(HC-)는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)에 배치되어 있다. 제1 기판(PCB1)의 2개의 면(S11, S12) 중 한 쪽에 대한 정사영에 있어서, 제1 저항기(R1)의 적어도 일부는, 제2 히터 커넥터(HC-)의 적어도 일부와 겹칠 수 있다. 다른 관점에 있어서, 제1 기판(PCB1)의 2개의 면(S11, S12) 중 한 쪽에 대한 정사영에 있어서, 제1 저항기(R1)은, 제2 히터 커넥터(HC-)의 영역 내에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치는, 제2 전원 커넥터(BC-)와 제2 히터 커넥터(HC-) 사이의 바람직하지 않은 기생 저항치(전술한 기생 저항(r1)의 저항치)를 저감시키기 위해 유리하며, 이는, 예를 들어, 제2 전원 커넥터(BC-)와 제2 히터 커넥터(HC-) 사이의 단락 전류를 저감시키기 위해 유리하다.
제2 도전로(PT2)는, 제1 저항기(R1)과 제2 히터 커넥터(HC-) 사이에 배치된 스위치(SS)를 포함할 수 있다. 스위치(SS) 및 제2 히터 커넥터(HC-)는, 제1 기판(PCB1)의 동일면에 배치될 수 있다. 도 13에 나타낸 예에서는, 스위치(SS) 및 제2 히터 커넥터(HC-)는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)에 배치되어 있다. 스위치(SS)는, 그것과 동일면, 즉 제2 면(S12)에 배치된 전자 부품 중에서, 제2 히터 커넥터(HC-)에 가장 가까운 소자일 수 있다. 다른 관점에 있어서, 스위치(SS)는, 그것과 동일면, 즉 제2 면(S12)에 배치된 능동 소자 중에서, 제2 히터 커넥터(HC-)에 가장 가까운 소자일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 에어로졸 발생 장치(AGD) 또는 전원 유닛(PSU)의 불사용 시 등에 있어서 스위치(SS)를 오프해 둠으로써, 히터(HT), 제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)로부터 침입할 수 있는 정전기나 노이즈 등이, 제1 저항기(R1)이나 제2 도전로(PT2)에 침입하기 어려워진다.
제2 도전로(PT2)에는, 제1 저항기(R1)과 직렬로 접속되도록 배치된 스위치 부(SWP)를 더 구비할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 과전류, 과방전, 과충전 등의 이상이 전원(BT)에 발생한 경우, 스위치부(SWP)를 개방함으로써, 전원(BT)를 보호할 수 있다.
제1 저항기(R1) 및 스위치부(SWP)는, 제1 기판(PCB1)의 동일면, 도 13에 나타낸 예에서는, 제1 면(S11)에 배치되어 있다. 또한, 제1 저항기(R1) 및 스위치부(SWP) 외에, 제2 저항기(R2)도 제1 기판(PCB1)의 동일면, 예를 들어 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 제1 기판(PCB1)의 2개의 면(S11, S12) 중 한 쪽에 대한 정사영에 있어서, 스위치(SWP)의 적어도 일부는, 제2 히터 커넥터(HC-)의 적어도 일부와 겹칠 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 제2 도전로(PT2)를 짧게 할 수 있으므로, 제2 도전로(PT2)의 기생 저항을 저감시킬 수 있다. 이로써, 제2 전원 커넥터(BC-)와 제2 히터 커넥터(HC-)가 단락되었을 때에 흐르는 단락 전류를 미약하게 할 수 있다.
보호 회로(90)은, 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류 또는 VBAT 단자에 입력되는 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)에 따라서, 전원(BT)를 보호하도록 스위치부(SWP)를 제어할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 과전류, 과방전, 과충전 등의 이상이 전원(BT)에 발생한 경우, 전원(BT)를 보호할 수 있다.
스위치부(SWP)는, 제2 도전로(PT2)에 있어서의 제1 저항기(R1)과 전원(BT)의 음극(혹은, 제2 전원 커넥터(BC-)) 사이에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 후술하는 바와 같이, 제1 트랜지스터(SD)가 오프되어 있는 상태에서도, 계측 회로(100)과 제어부(130)은 각각의 I2C 인터페이스를 통하여 통신이 가능하게 된다. 아울러, 보호 회로(90)에 의한 전원(BT)의 보호를 가능한 한 길게 기능시킬 수 있는 동시에, 더 한층 전원(BT)의 방전을 극한까지 억제할 수 있다.
보호 회로(90)은, 제1 저항기(R1)과 직렬 접속되도록 제2 도전로(PT2)에 배치된 제2 저항기(R2)를 사용하여, 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 제1 저항기(R1) 및 제2 저항기(R2)는, 제1 기판(PCB1)의 동일면, 예를 들어 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 제2 저항기(R2)는, 제2 도전로(PT2)에 있어서의 스위치부(SWP)와 전원(BT)의 음극(혹은, 제2 전원 커넥터(BC-)) 사이에 배치될 수 있다. 제1 저항기(R1) 및 제2 저항기(R2)는, 제1 저항기(R1)과 제2 저항기(R2) 사이의 최단 거리가 제1 저항기(R1)의 최대 치수 및 제2 저항기(R2)의 최대 치수 중 적어도 한 쪽보다 작도록 배치될 수 있다. 이들 구성은, 제1 저항기(R1)과 제2 저항기(R2) 사이의 기생 저항을 저감시키기 위해 유리하다.
일례에 있어서, 계측 회로(100)은, 제1 기판(PCB1)에 배치되고, 제어부(130)은, 제2 기판(PCB2)에 배치될 수 있다. 계측 회로(100) 및 제어부(130)은, 서로 통신하는 기능을 가질 수 있다. 계측 회로(100) 및 제어부(130)은, 각각이 내부에서 많은 연산을 실시하기 때문에, 노이즈 발생원이 될 우려가 있다. 이들을 서로 상이한 기판에 배치함으로써, 한 쪽에서 발생한 노이즈가 다른 쪽에 영향을 미치기 어려워진다.
계측 회로(100)의 VDD 단자(전원 단자)에는, 변압 회로(30)에 의해 VCC33 라인을 통하여 전압(VCC33)이 공급될 수 있다. 변압 회로(30)은, 전원(BT)로부터 충전 회로(20)을 통하여 공급되는 전압(VCC)를 변압하여 전압(VCC33_0)을 생성하고, 로드 스위치(40)을 통하여 전압(VCC33)으로 하여 계측 회로(100)의 VDD 단자(전원 단자)에 공급할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 계측 회로(100)의 VDD 단자(전원 단자)에 공급되는 전압(VCC33)이 안정된다. 이로써, 계측 회로(100)의 동작이 안정된다.
일례에 있어서, 계측 회로(100)은, 제1 기판(PCB1)에 배치되고, 변압 회로(30)은, 제2 기판(PCB2)에 배치될 수 있다. 변압 회로(30)은, 변압을 실행할 때에 노이즈를 발생시킬 우려가 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 노이즈 발생원이 될 우려가 있는 변압 회로(30)으로부터 계측 회로(100)을 물리적으로 떼어낼 수 있으므로, 계측 회로(100)의 동작이 안정된다.
전원(BT)로부터 공급되는 전압을 변압하여 히터(HT)에 공급하는 전압(VBOOST)를 발생하는 변압 회로(120)은, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 히터(HT)에 에어로졸원을 가열하기 위해 적절한 전압(VBOOST)를 공급할 수 있다. 이로써, 고도로 양이나 향미가 제어된 에어로졸을 에어로졸 발생 장치(AGD)의 사용자에게 제공할 수 있다.
변압 회로(120)의 출력과 히터(HT)를 전기적으로 접속하는 경로에는, 스위치(SH)가 배치될 수 있다. 스위치(SH)는, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 스위치(SH)는, 예를 들어, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 스위치(SH)에는 히터(HT)를 발열시키기 위한 대전력이 변압 회로(120)으로부터 공급되기 때문에, 스위치(SH) 및 변압 회로(120)을 접속하는 도전 패턴은, 굵고 또한 짧게 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 스위치(SH) 및 변압 회로(120)은 제1 기판(PCB1)에 배치되기 때문에, 굵고 또한 짧은 도전 패턴을 형성하기 쉬워진다. 이로써, 상술한 대전류가 흘러도 도전 패턴에 있어서 열이나 노이즈가 발생하기 어려워진다.
히터(HT)의 저항치 혹은 온도를 검출하는 검출 회로를 구성하는 OP 앰프(A1)은, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. OP 앰프(A1)은, 예를 들어, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다.
도 14에는, 보호 회로(90) 및 계측 회로(100) 그리고 그들 주변에 배치된 전자 부품이 도시되어 있다. 또한, 도 14에는, 제어부(130)도 도시되어 있다. 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)는, 전원(BT)의 양극, 혹은 제1 전원 커넥터(BC+)에 전기적으로 접속된 제1 도전로(PT1)과, 전원(BT)의 음극, 혹은 제2 전원 커넥터(BC-)에 전기적으로 접속된 제2 도전로(PT2)를 구비할 수 있다. 제어부(130)은, 전원(BT)로부터 공급되는 전압 혹은 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터(HT)의 발열을 제어할 수 있다. 계측 회로(100)은, 제2 도전로(PT2)에 배치될 수 있는 제1 저항기(R1)을 사용하여 전원(BT)의 상태를 계측할 수 있다. 스위치부(SWP)는, 제2 도전로(PT2)(및 제1 도전로(PT1))를 흐르는 전류를 차단 가능하게 제2 도전로(PT2)에 있어서의 제1 저항기(R1)과 전원(BT)의 음극(혹은 제2 전원 커넥터(BC-)) 사이에 배치될 수 있다. 보호 회로(90)은, 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류 및 VBAT 단자에 공급되는 전원(BT)의 양극의 전위에 따라, 전원(BT)를 보호하도록 스위치부(SWP)를 제어할 수 있다. 보호 회로(90)은, 제2 도전로(PT2)에 있어서의 스위치부(SWP)와 전원(BT)의 음극(혹은 제2 전원 커넥터(BC-)) 사이에 배치된 제2 저항기(R2)를 사용하여, 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)는, 스위치부(SWP)와는 별도로, 히터(HT) 및 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류를 차단 가능하게 제2 도전로(PT2)에 배치되고, 차단 스위치로서 이용 가능한 스위치(SS)를 구비할 수 있다. 제어부(130)은, 계측 회로(100)과 I2C 통신 등의 통신 규격에 따라 통신을 실시할 수 있다. 제어부(130)은, 계측 회로(100)에 의한 계측 결과에 기초하여 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류가 차단되도록 차단 스위치로서의 스위치(SS)를 제어할 수 있다.
도 15에는, 보호 회로(90)이 방전 시 과전류 또는 전원(BT)의 과방전 상태를 검출하여 제1 트랜지스터(SD)를 오프시켜 제2 도전로(PT2)(전원(BT)의 방전 경로)가 차단된 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 변압 회로(30)은, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압을 공급하는 전압 공급부로서 기능할 수 있다. 전압 공급부로서 기능할 수 있는 변압 회로(30)에는, 전원(BT)로부터 제1 도전로(PT1) 및 제2 도전로(PT2)를 통하여 전압 혹은 전력이 공급될 수 있다. 제2 도전로(PT2)를 흐르는 전류가 차단되면, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압을 공급하는 전압 공급부로서 기능하는 변압 회로(30)에는, 전원(BT)의 양극과 음극 사이의 전압, 즉, 전원 전압이 공급되지 않는다. 그 때문에, 변압 회로(30)은, 그 VOUT 단자로부터 전압(VCC33_0)을 출력할 수 없게 된다. 따라서, 로드 스위치(40)에 의한 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 대한 VCC33의 공급도 정지된다. 따라서, 제어부(130) 및 계측 회로(100)은 동작을 정지한다. 이 때, 전원 유닛(PSU)에 의한 소비 전류는, 보호 회로(90)이 전원(BT)의 출력 전압을 취득하기 위해 VBAT 단자-VSS 단자 간을 흐르는 전류와, 보호 회로(90)이 동작하기 위해 VDD 단자(전원 단자)에 공급되는 전류만으로 된다. 이는, 미소한 전류이다.
한편, 보호 회로(90)의 위치와 계측 회로(100)의 위치가 교체된 구성에서는, 계측 회로(100)의 VBAT 단자-VSS 단자 간을 흐르는 전류도 추가적으로 소비되게 되며, 이 전류가 전원(BT)의 과방전의 추가적인 진행이나 전원(BT)의 심방전을 일으킬 수 있다. 따라서, 보호 회로(90)에 의해 제어되는 스위치부(SWP)는, 제2 도전로(PT2)에 있어서의 제1 저항기(R1)과 전원(BT)의 음극(제2 전원 커넥터(BC-)) 사이인 것이, 전원(BT)의 보호의 관점에서 유리하다.
보호 회로(90)은, 전원(BT)로부터 보호 회로(90)의 VBAT 단자에 공급되는 전위가, 전원(BT)가 회복 불가능한 심방전 상태에 도달하고 있을 가능성을 나타내고 있는 경우에는, 도 16에 도시되는 바와 같이, COUN 단자를 로레벨로 고정하고, 제2 스위치(SC)를 영구적으로 오프 상태로 고정하도록 구성되어도 된다. 이로써, 심방전 상태에 이른 가능성이 있는 전원(BT)가 충전 불가능이 되기 때문에, 전원 유닛(PSU) 혹은 에어로졸 발생 장치(AGD)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 혹은, 보호 회로(90)은, 방전 시 과전류를 검출하여 제1 트랜지스터(SD)를 오프시킨 후, 보호 회로(90)은, 소정 시간에 걸쳐, 도 16에 도시되는 바와 같이, 제2 트랜지스터(SC)도 오프시켜도 된다.
보호 회로(90)은, 충전 시 과전류 또는 전지(BT)의 과충전 상태를 검출한 경우에는, 제2 트랜지스터(SC)를 소정 시간에 걸쳐 오프시킬 수 있다. 이 때에, 보호 회로(90)은, 제1 트랜지스터(SD)도 오프시켜도 된다.
도 17에는, 제1 트랜지스터(SD)가 오프되고 또한 USB 커넥터(USBC)에 USB 케이블이 접속된 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 여기서, USB 커넥터(USBC)에 USB 케이블이 접속되는 것은, USB 커넥터(USBC)에 USB 케이블을 통하여 외부 기기가 접속되는 것으로서 이해되어도 된다. 이 때, 충전 회로(20)은, 디폴트로 설정되는 제1 파워패스 모드에서 동작할 수 있다. 구체적으로는, 충전 회로(20)은, SYS 단자와 BAT 단자를 전기적으로 분리한 상태에서, VBUS 단자와 SYS 단자를 전기적으로 접속하고, VCC5 라인을 통하여 USB 커넥터(USBC)로부터 공급되는 전압(VCC5)를 사용하여 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급할 수 있다. 이에 따라, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압을 공급하는 전압 공급부로서 기능하는 변압 회로(30)이 VCC33_0 라인에 전압(VCC33_0)을 공급하고, 로드 스위치(40)이 VCC33 라인에 전압(VCC33)을 공급할 수 있다. 이로써, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압(VCC33)이 공급되어, 제어부(130) 및 계측 회로(100)이 동작을 개시 혹은 재개할 수 있다. 즉, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)에 외부 기기가 접속됨으로써 변압 회로(30)이 로드 스위치(40)을 통하여 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압(VCC33)을 공급하고, 제어부(130) 및 계측 회로(100)이 동작을 개시 혹은 재개할 수 있다. 이 때, 제어부(130)은, 슬리프 모드에서 동작할 수 있다.
다시 동작을 개시한 제어부(130)은, 계측 회로(100)으로부터 전원(BT)의 출력 전압(양극의 전위)을 취득하고, 및/또는, 스위치 회로(80)을 온시키고, PC2 단자에 공급되는 전위에 기초하여 전원(BT)의 전위를 취득하도록 동작할 수 있다. 그리고, 제어부(130)이 그 취득한 전위에 기초하여 전원(BT)가 심방전에 이르지 않았다고 판단한 경우, 혹은, 전원(BT)를 충전 가능하다고 판단한 경우에는, PB3 단자로부터 충전 회로(20)의 /CE 단자로 로레벨을 공급하고, 충전 회로(20)을 충전 모드로 이행시킨다. 이로써, 도 18에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 충전 회로(20)은, BAT 단자와 GND 단자 사이에 전원(BT)를 충전하기 위한 전압을 출력하여, 전원(BT)가 충전된다. 전원(BT)가 심방전에 이르지 않았지만 과방전 상태에 있다고 판단된 경우, 충전 회로(20)은, 전원(BT)가 심방전 상태 및 과방전 상태가 아닌 경우보다도 작은 전류로 전원(BT)를 충전하는 것이 바람직하다.
전원(BT)의 잔용량이 소정치를 초과하고 있는 경우, 혹은, 충전에 의해 전원(BT)의 잔용량이 소정치를 초과한 경우에는, 보호 회로(90)은, 도 19에 모식적으로 나타내고 있는 바와 같이, DOUT 단자로부터 하이레벨을 출력하여, 제1 트랜지스터(SD)를 온시킬 수 있다. 전원(BT)의 잔용량이 충분히 회복되어, 방전을 재개해도 즉시 과방전 상태에 이르지 않는다고 판단했기 때문이다.
도 14 내지 도 19에 예시된 구성에서는, 스위치부(SWP)는, 계측 회로(100)이 전원(BT)의 상태를 계측하기 위해 사용하는 제1 저항기(R1)과, 전원(BT)의 음극에 접속되는 제2 전원 커넥터(BC-) 사이에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 도 17과 같은 제1 파워패스 모드에 의해 전압(VUSB)로부터 생성된 전압(VCC33)으로 계측 회로(100)과 제어부(130)이 동작하고, 또한, 제1 트랜지스터(SD)가 오프되어 있는 상태에서도, 계측 회로(100)의 VSS 단자와 제어부(130)의 VSS 단자는 같은 전위가 된다. 즉, 계측 회로(100)과 제어부(130)은 각각의 I2C 인터페이스를 통하여 통신이 가능하게 된다. 또한, 제1 트랜지스터(SD)가 오프되어 있는 상태에서는, 제1 전원 커넥터(BC+)와 제2 전원 커넥터(BC-)는, 보호 회로(90)과만 폐쇄 회로를 구성한다. 이로써, 보호 회로(90)에 의한 전원(BT)의 보호를 가능한 한 길게 기능시킬 수 있는 동시에, 더 한층 전원(BT)의 방전을 극한까지 억제할 수 있다.
한편, 도 14 내지 도 19에 예시된 구성으로부터, 계측 회로(100) 및 제1 저항기(R1)과, 보호 회로(90), 제2 저항기(R2) 및 스위치부(SWP)를 교체한 구성을 검토한다. 이와 같은 구성에서는, 계측 회로(100)의 VSS 단자와 제어부(100)의 VSS 단자 사이에 스위치부(SWP)가 설치된다. 따라서, 제1 트랜지스터(SD)가 오프되어 버리면, 계측 회로(100)의 VSS 단자와 제어부(130)의 VSS 단자가 분리되어, 이들은 상이한 전위가 되어 버린다. 기준 전위가 입력되어야 할 VSS 단자에 상이한 전위가 입력되는 회로간에서는, I2C 인터페이스를 통한 통신이 곤란해진다. 또한, 제1 트랜지스터(SD)가 오프되어 있는 상태에 있어서, 제1 전원 커넥터(BC+)와 제2 전원 커넥터(BC-)는, 보호 회로(90)뿐만 아니라 계측 회로(100)와도 폐쇄 회로를 구성하게 된다. 즉, 추가적인 전원(BT)의 방전을 극한까지 억제할 수 없다.
따라서, 도 14 내지 도 19에 예시된 구성은, 그 구성으로부터 계측 회로(100) 및 제1 저항기(R1)과, 보호 회로(90), 제2 저항기(R2) 및 스위치부(SWP)를 교체한 구성에 비해, I2C 인터페이스를 통한 통신을 양호하게 실시할 수 있는 점과, 전원(BT)의 방전을 극한까지 억제할 수 있는 점에서 유리하다.
도 20에는, 제1 기판(PCB1)에 있어서의 전자 부품의 배치예가 도시되어 있다. 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100) 사이의 최단 거리(D11)은, 제2 저항기(R2)와 보호 회로(90)의 최단 거리(D12)보다도 작은 것이 바람직하다. 여기서, 계측 회로(100)은, 전원(BT)의 상태, 예를 들어, 전원(BT)의 잔용량 및 SOC를 높은 정밀도로 계산하기 위해서, 제1 저항기(R1)을 흐르는 전류를 높은 정밀도로 검출하여 적산할 필요가 있다. 따라서, 기생 저항에 의한 영향을 가능한 한 배제하기 위해서, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100) 사이의 최단 거리(D11)을 가능한 한 작게 하는 것이 유리하다. 한편, 보호 회로(90)은, 예를 들어, 제2 저항기(R2)를 흐르는 전류가 문턱값을 초과한 경우에 스위치부(SWP)를 차단하면 충분하다. 따라서, 보호 회로(90)의 쪽이 계측 회로(100)보다도 노이즈에 대하여 관용적이다. 따라서, D11 <D12인 것은, 제한된 기판 면적 중에서 어떻게 전자 부품을 배치할지에 대한 하나의 설계 지침일 수 있다. 물론, D11<D12는, 하나의 관점에서의 조건이며, 예를 들어, D11<0.9×D12, D11<0.8×D12, D11<0.7×D12, D11<0.6×D12, D11<0.5×D12, D11＜0.4×D12, D11＜0.3×D12, D11＜0.2×D12, D11＜0.1×D12와 같이, 요구 정밀도나 에어로졸 발생 장치(AGD)의 사양에 따른 조건이 설정될 수 있다.
제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)은, 동일한 기판의 동일 평면, 예를 들어, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)이 동일 평면에 배치되는 구성은, 양자가 비아(via) 혹은 스루홀을 통하지 않고 동일 평면 내의 도전 패스에 의해 접속되는 것을 가능하게 한다. 이로써, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자 사이에 존재하는 기생 저항(r2)와, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSM 단자 사이에 존재하는 기생 저항(r3)을 저감시킬 수 있다. 이와 같은 기생 저항의 저감은, 계측 회로(100)에 의한 전원(BT) 상태의 고정밀도한 계측을 가능하게 한다. 또한, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자 및 VRSM 단자를 접속하는 도전 패턴을 짧게 할 수 있다. 또한, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSP 단자를 접속하는 도전 패턴의 길이를, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 VRSM 단자를 접속하는 도전 패턴의 길이와 용이하게 동일한 정도로 할 수 있다. 이들도, 계측 회로(100)에 의한 전원(BT) 상태의 고정밀도한 계측을 가능하게 한다.
제2 저항기(R2) 및 보호 회로(90)도, 동일한 기판의 동일 평면, 예를 들어, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 제2 저항기(R2)와 계측 회로(90)의 CS 단자 사이에 존재하는 기생 저항(r4)의 저항치와, 제2 저항기(R2)와 보호 회로(90)의 VSS 단자 사이에 존재하는 기생 저항(r5)의 저항치도 저감시킬 수 있다. 이와 같은 기생 저항의 저항치의 저감은, 보호 회로(90)에 의한 전원(BT)의 고정밀도한 보호를 가능하게 한다.
일례에 있어서, 제1 저항기(R1), 제2 저항기(R2), 계측 회로(100) 및 보호 회로(90)은, 동일한 기판의 동일 평면, 예를 들어, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 기생 저항(r2, r3, r4 및 r5)의 저항치를 저감시킬 수 있다. 이로써, 계측 회로(100)에 의한 전원(BT) 상태의 고정밀도한 계측과, 보호 회로(90)에 의한 전원(BT)의 고정밀도한 보호가 동시에 가능해진다.
다른 관점에 있어서, 제1 저항기(R1), 제2 저항기(R2), 계측 회로(100) 및 보호 회로(90)은, 동일한 기판, 예를 들어, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 제1 기판(PCB1)은, 히터(HT)가 배치되는 측의 단부(EE)를 가지며, 제1 저항기(R1)과 단부(EE) 사이의 최단 거리는, 계측 회로(100)과 단부(EE) 사이의 최단 거리보다도 작은 것이 바람직하다. 기판에 있어서의 단부는, 그 기판에 있어서의 중앙부보다도 정전기 등의 외래 노이즈를 받는 것이 예견된다. 이는, 외래 노이즈는, 일반적으로 기판에 있어서의 단부로부터 기판으로 침입하기 때문이다. 특히 단부(EE)는, 히터(HT)가 배치되는 측의 단부이기 때문에, 삽입공(C104)에 대한 삽입물의 삽입 발출 시나, 슬라이더(C102)의 개폐 시에 생긴 정전기가 침입할 우려가 있다. 또한, 기판의 중앙부는, 전주적(全周的)으로 다른 전자 부품에 의해 둘러싸이는 점에서, 이들 다른 전자 부품이 외래 노이즈에 대한 물리적인 장벽이 되기 때문이다. 즉, 이와 같은 구성에 의하면, 계측 회로(100)이 단부(EE)로부터 멀어짐으로써, 계측 회로(100)이 외래 노이즈의 영향을 받기 어려워진다.
또한, 제2 저항기(R2)와 단부(EE) 사이의 최단 거리는, 보호 회로(90)과 단부(EE) 사이의 최단 거리보다도 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 보호 회로(90)이 단부(EE)로부터 멀어짐으로써, 보호 회로(90)이 외래 노이즈의 영향을 받기 어려워진다.
이들은, 제1 저항기(R1) 및/제2 저항기(R2)를 제1 기판(PCB1)의 단부(EE) 부근에 배치한다는 사상을 구체화한 예를 제공한다.
계측 회로(100)과 단부(EE) 사이의 최단 거리는, 보호 회로(90)과 단부(EE) 사이의 최단 거리보다도 작은 것이 바람직하다. 보호 회로(90)은, 전원(BT)에 이상이 발생했을 때에 그 충전 및/또는 방전을 금지함으로써, 전원(BT) 및 에어로졸 발생 장치(AGD)를 보호하는 역할을 다한다. 환언하면, 보호 회로(90)은, 계측 회로(100)보다도 중요하다. 이와 같은 구성에 의하면, 보호 회로(90)은, 단부(EE)로부터 보다 멀어지게 되어, 외래 노이즈의 영향을 보다 받기 어려워진다. 이로써, 에어로졸 발생 장치(AGD)의 안전성이 향상된다.
제1 기판(PCB1)에는, 히터(HT)의 양측 단자가 전기적으로 접속되는 제1 히터 커넥터(HC+)와, 히터(HT)의 음측 단자가 전기적으로 접속되는 제2 히터 커넥터(HC-)가 배치될 수 있다. 제1 히터 커넥터(HC+)와 단부(EE) 사이의 최단 거리 및 제2 히터 커넥터(HC-)와 단부(EE) 사이의 최단 거리는, 계측 회로(100)과 단부(EE) 사이의 최단 거리보다도 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 구성은, 외래 노이즈로부터 계측 회로(100)을 보호하는 관점에서 유리하다.
제1 저항기(R1) 및 제2 저항기(R2)는, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치되고, 제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(S12)에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성은, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11) 및 제2 면(S12)에 전자 부품을 효율적으로 배치하는 관점에서 유리하다. 환언하면, 비교적 사이즈가 큰 이들 전자 부품을 제1 면(S11)과 제2 면(S12) 중 한 쪽으로 통합하여 배치해 버리면, 제1 기판(PCB1)의 기판 면적이 커지거나, 도전 패턴의 형성이나 다른 전자 부품의 배치에 대한 큰 제약이 되어 버리거나 할 우려가 있다.
제1 면(S11)에 대한 정사영에 있어서, 제2 히터 커넥터(HC-)의 적어도 일부는, 제1 저항기(R1) 및 제2 저항기(R2) 중 적어도 한 쪽의 적어도 일부와 겹치도록 배치될 수 있다. 혹은, 도시된 예와는 상이하지만, 그 정사영에 있어서, 제1 히터 커넥터(HC+)의 적어도 일부는, 제1 저항기(R1) 및 제2 저항기(R2) 중 적어도 한 쪽의 적어도 일부와 겹치도록 배치되어도 된다. 이와 같은 구성도, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11) 및 제2 면(S12)에 전자 부품을 효율적으로 배치하는 관점에서 유리하다.
스위치부(SWP)는, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성도, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11) 및 제2 면(S12)에 전자 부품을 효율적으로 배치하는 관점에서 유리하다.
제어부(130)에 의해 제어되어 히터(HT)를 통하여 흐르는 전류를 차단하는 차단 스위치로서 이용 가능한 스위치(SS)는, 제2 히터 커넥터(HC-)와 제1 저항(R1)을 전기적으로 접속하는 경로에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 스위치(SS)에 의해, 히터(HT), 제1 히터 커넥터(HC+) 및 제2 히터 커넥터(HC-)로부터 침입할 수 있는 정전기나 노이즈 등이, 제1 저항기(R1)이나 제2 도전로(PT2)에 침입하기 어려워진다.
스위치(SS)는, 제1 기판(PCB1)의 제2 면(12)에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성도, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11) 및 제2 면(S12)에 전자 부품을 효율적으로 배치하는 관점에서 유리하다.
스위치(SS)와 단부(EE) 사이의 최단 거리는, 계측 회로(100)과 단부(EE) 사이의 최단 거리보다도 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 계측 회로(100)이 단부(EE)로부터 멀어지는 것과 스위치(SS)가 외래 노이즈에 대한 물리적인 장벽이 되는 것에 의해, 계측 회로(100)이 외래 노이즈의 영향을 받기 어려워진다.
변압 회로(120)의 출력과 제1 히터 커넥터(HC+)를 전기적으로 접속하는 경로에 배치되어 히터 스위치로서 기능하는 스위치(SH)는, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 스위치(SH)와 단부(EE) 사이의 최단 거리는, 계측 회로(100)과 단부(EE) 사이의 최단 거리보다도 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 계측 회로(100)이 단부(EE)로부터 멀어지는 것과 스위치(SH)가 외래 노이즈에 대한 물리적인 장벽이 되는 것에 의해, 계측 회로(100)이 외래 노이즈의 영향을 받기 어려워진다.
또한, 스위치(SH)는, 히터(HT)의 온도가 목표 온도로 유지되도록, PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조) 방식 또는 PFM(Pulse Frequency Modulation, 펄스 주파수 변조) 방식에 의해 고속으로 스위칭될 수 있다. 스위치(SH)에는 히터(HT)를 발열시키기 위한 대전력이 공급되고 또한 고속으로 스위칭될 수 있다.
스위치(SH)는, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 배치될 수 있다. 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11)에 대한 정사영에 있어서, 스위치(SH)의 적어도 일부는, 제1 히터 커넥터(HC+) 적어도 일부와 겹치도록 배치될 수 있다. 이와 같은 구성은, 스위치(SH)와 제1 히터 커넥터(HC+) 사이의 기생 저항을 작게 하기 위해 유리하다. 혹은, 도시된 예와는 상이하지만, 그 정사영에 있어서, 스위치(SH)의 적어도 일부는, 제2 히터 커넥터(HC-) 적어도 일부와 겹치도록 배치되어도 된다.
이와 같은 구성에 있어서, 제1 저항기(R1)과 제2 저항기(R2) 사이의 최단 거리는, 제1 저항기(R1)의 최대 치수 및 제2 저항기(R2)의 최대 치수 중 적어도 한 쪽보다 작아도 된다. 이와 같은 구성도, 제1 기판(PCB1)의 제1 면(S11) 및 제2 면(S12)에 전자 부품을 효율적으로 배치하는 관점에서 유리하다.
도 21에는, 제1 기판(PCB1)에 있어서의 전자 부품의 배치예가 도시되어 있다. 전원(BT)의 온도를 측정하기 위한 서미스터(TB)는 2개의 단자를 가지며, 그들은 2개의 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2)에 각각 전기적으로 접속될 수 있다. 계측 회로(100)은, 제1 저항기(R1)을 사용하여 전원(BT)의 상태(예를 들어, 잔용량, SOC 등)를 계측하고, 또한, 서미스터(TB)를 사용하여 전원(BT)의 온도를 계측하도록 구성될 수 있다.
제1 저항기(R1), 2개의 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2) 및 계측 회로(100)은, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 하나의 측면에 있어서, 2개의 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2)와 계측 회로(100) 사이의 최단 거리(D13)은, 제1 저항기(R1)과 계측 회로(100)의 최단 거리(D11)보다도 작은 것이 바람직하다. 제1 저항기(R1)과, 2 개의 서미스터 커넥터(TBC1 및 TBC2)에 접속되는 서미스터(TB)는, 모두 계측 회로(100)에 의한 전원(BT)의 상태의 계측에 사용되는 중요한 파라미터이다. 제1 저항기(R1)과는 달리 서미스터(TB)의 저항치로부터 간접적으로 취득되는 전원(BT)의 온도에는, 오차가 발생하기 쉽다. 이와 같은 구성에 의하면, 적어도, 계측 회로(100)이 전원(BT)의 온도를 취득할 때에, 기생 저항에 의한 오차를 저감시킬 수 있다. 이로써, 계측 회로(100)은, 제1 저항기(R1) 및 서미스터(TB)로부터 오차가 적은 상태로, 전원(BT)의 상태를 계측하기 위해 필요한 파라미터를 취득할 수 있다.
전원(BT)는, 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 구성하는 모든 부품 중에서 가장 체적이 큰 부품일 수 있다. 전원(BT)는, 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)의 체적의 20％ 이상, 25％ 이상 또는 30％ 이상을 차지할 수 있다. 서미스터(TB)는, 전원(BT)의 측면의 적어도 일부를 따라 배치될 수 있다. 또한, 서미스터(TB)는, 아우터 케이스(C101)과 전원(BT) 사이, 혹은, 아우터 케이스(C101)의 내측면 근방에 배치될 수 있다. 이와 같은 점을 고려하면, 서미스터(TB)가 전기적으로 접속되는 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2)는, 제1 기판(PCB1)의 전 영역(유효 영역) 중 외연 근방에 배치되는 것이 스페이스의 효율적인 이용을 위해 유리하다. 환언하면, 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2)가 제1 기판(PCB1)의 중앙이나 그 근방에 배치되어 버리면, 다른 전자 부품의 배치, 기판 표면에 있어서의 도전 패턴의 형성, 기판 내부에 있어서의 그라운드층의 형성과 같은 관점에서 불리하다.
계측 회로(100)은, 서미스터(TB)의 저항치를 계측함으로써 전원(TB)의 온도를 계측 혹은 검출하고, 그 온도를 1개의 파라미터값으로서 사용하여 전원(BT)의 잔량(예를 들어, 잔용량 및 SOC)을 산출할 수 있다. 따라서, 전원(TB)의 온도를 정확하게 계측하는 것은, 전원(BT)의 잔량을 정확하게 계측하기 위해 중요하다. 또한, 서미스터 커넥터(TBC1, TB2)와 계측 회로(100)의 거리의 증대는, 서미스터 커넥터(TBC1, TB2)와 계측 회로(100)을 전기적으로 접속하는 도전 패스의 기생 저항치의 증대를 초래하며, 이것이 전원(BT)의 온도의 계측 정밀도를 저하시킬 수 있다.
그래서, 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2)와 계측 회로(100) 사이의 최단 거리(D13)을 가능한 한 작게 하도록 배치 제약을 설정하는 것은, 한정된 기판 면적 중에서 어떻게 전자 부품을 배치할지에 대한 유리한 설계 사상이다. D13<D11은, 하나의 관점에서의 조건이다. 예를 들어, D13<0.9×D11, D13<0.8×D11, D13<0.7×D11, D13<0.6×D11, D13<0.5×D11, D13<0.4×D11, D13＜0.3×D11, D13＜0.2×D11, D13＜0.1×D11과 같이, 요구 정밀도나 에어로졸 발생 장치(AGD)의 사양에 따른 조건이 설정될 수 있다.
계측 회로(100)은, 전원(BT)의 온도를 나타내는 정보를 제어부(130)에 제공하는 제1 기능, 및, 전원(BT)의 온도의 이상을 제어부(130)에 통지하는 제2 기능을 포함할 수 있다. 제어부(130)은, 그 제2 기능에 의한 계측 회로(100)으로부터의 통지에 응답하여 전원(BT)의 방전 및 전원(BT)의 충전 중 적어도 한 쪽을 정지시키도록 구성될 수 있다. 이들 구성에 의하면, 계측 회로(100)은, 제어부(130)으로부터의 폴링에 따라 제어부(130)에 전원(BT)의 온도를 나타내는 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 제어부(130)으로부터의 폴링을 기다리지 않고 제어부(130)에 전원(BT)의 온도의 이상을 통지할 수 있다. 이로써, 전원(BT)의 온도가 이상이 아닌 경우에 있어서의 제어부(130) 및 계측 회로(100)의 소비 전력을 억제하면서, 전원(BT)의 온도가 이상이 되면, 전원(BT) 및 에어로졸 발생 장치(AGD)를 보호할 수 있다.
계측 회로(100)은, 제1 저항기(R1)을 사용하여 얻어지는 정보(예를 들어, 적산 전류량)와 서미스터(TB)를 사용하여 얻어지는 정보에 기초하여 전원(BT)의 잔량(예를 들어, 잔용량 및 SOC)을 연산할 수 있다. 전원(BT)의 잔량은, 제1 저항기(R1)을 사용하여 얻어지는 정보(예를 들어, 적산 전류량)뿐만 아니라 전원(BT)의 온도에도 의존한다. 이와 같은 구성에 의하면, 계측 회로(100)은, 전원(BT)의 잔량(예를 들어, 잔용량 및 SOC)을 고정밀도로 연산할 수 있다.
서미스터(TB)의 2개의 단자는, 2개의 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2)에 각각 직접 접속될 수 있다. 환언하면, 서미스터(TB)의 2개의 단자는, 2개의 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2) 각각에 대하여, 도전 라인, 능동 소자 및 수동 소자를 개재하지 않고 접속될 수 있다. 이는, 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2)와 서미스터(TB)의 2개의 단자 사이의 기생 저항치를 저감시킨다는 사상에 합치한다.
서미스터(TB)는, 전원(BT)의 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배치되며, 이는 전원(BT)가 상응하는 온도 분포를 갖는 경우에 있어서, 전원(BT)의 표면의 평균화된 온도를 계측하기 위해 유리하다. 일례에 있어서, 전원(BT)는, 원주 형상을 가지며, 서미스터(TB)는, 전원(BT)의 원주 형상을 따른 원호 형상부를 포함할 수 있다. 다른 예에 있어서, 전원(BT)는, 각형 형상을 가지며, 서미스터(TB)는, 전원(BT)의 각형 형상을 따른 구조 혹은 형상을 가질 수 있다.
계측 회로(100)과 제1 저항기(R1)은, 제1 기판(PCB1)의 동일면, 예를 들어, 제1 면(S11) 또는 제2 면(S12)에 배치될 수 있다. 이 구성에 의하면, 전술한 바와 같이, 계측 회로(100)에 의한 전원(BT) 상태의 고정밀도한 계측을 가능하게 한다. 이 대신에, 계측 회로(100)과 제1 저항기(R1)은, 제1 기판(PCB1)의 서로 상이한 면에 배치되어도 된다.
제1 기판(PCB1)의 외연으로 구성되는 도형(폐쇄 도형)의 기하 중심과 계측 회로(100)의 기하 중심의 거리는, 그 도형의 그 기하 중심과 제1 저항기(R1) 사이의 거리보다 작은 것이 바람직하다. 혹은, 제1 기판(PCB1)의 외연으로 구성되는 도형(폐쇄 도형)의 기하 중심과 계측 회로(100)의 기하 중심(혹은 면적 중심)의 거리는, 그 도형의 그 기하 중심과 2개의 서미스터 커넥터(TB1, TB2) 사이의 최단 거리보다 작은 것이 바람직하다. 혹은, 제1 기판(PCB1)의 외연으로 구성되는 도형(폐쇄 도형)의 기하 중심과 계측 회로(100)의 기하 중심의 거리는, 그 도형의 그 기하 중심과 제1 저항기(R1) 사이의 최단 거리보다 작고, 그 도형의 그 기하 중심과 2개의 서미스터 커넥터(TBC1, TBC2) 사이의 최단 거리보다 작은 것이 바람직하다. 기판의 외연은, 정전기 등의 외래 노이즈의 영향을 기판의 기하 중심보다도 받기 쉽다. 따라서, 이와 같은 구성은, 정밀한 연속 회로(100)이 노이즈의 영향을 받기 어렵게 하기 위해 유리하다.
전원(BC)가 접속되는 2개의 전원 커넥터, 즉, 제1 전원 커넥터(BC+) 및 제2 전원 커넥터(BC-)는, 제1 기판(PCB1)에 배치될 수 있다. 제1 기판(PCB1)의 외연으로 구성되는 도형(폐쇄 도형)의 기하 중심과 계측 회로(100)의 기하 중심의 거리는, 그 도형의 그 기하 중심과 2개의 전원 커넥터(BC+, BC-) 사이의 최단 거리보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 2개의 전원 커넥터(BC+, BC-)에 접속되는 버스 바가, 기판의 외연으로부터 침입하는 외래 노이즈에 대한 물리적인 장벽이 된다. 이 버스 바는 대전류가 흐르는 점에서 두껍기 때문에, 물리적인 장벽으로서 적합하다. 따라서, 계측 회로(100)이, 노이즈의 영향을 더 받기 어려워진다.
제어부(130)은, 제1 저항기(R1), 2개의 서미스터 커넥터(TB1, TB2) 및 계측 회로(100)이 배치된 제1 기판(PCB1)과는 상이한 기판, 예를 들어, 제2 기판(PCB2)에 배치될 수 있다. 계측 회로(100) 및 제어부(130)은, 각각이 내부에서 많은 연산을 실시하기 때문에, 노이즈 발생원이 될 우려가 있다. 이들을 상이한 기판에 배치함으로써, 한 쪽에서 발생한 노이즈가 다른 쪽에 영향을 미치기 어려워진다.
도 22에는, 전원(BT)의 보호에 관련되는 기능이 예시되어 있다. 도면 중의 "계측 회로", "충전 회로", "보호 회로"의 란은, 각각 계측 회로(100), 충전 회로(20), 보호 회로(90)에 의해 제공될 수 있는 기능을 나타내고 있다. "계측 회로"에 있어서의 "I2C"의 칼럼은, I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 제어부(130)에 제공되는 정보에 기초하여 제어부(130)이 에러 처리를 실행할 때의 조건을 예시하고 있다. "nGAUGE_INT1"의 칼럼은, 계측 회로(100)의 ALERT 단자로부터 출력되는 nGAUGE_INT1 신호를 예시하고 있다. "nGAUGE_INT2"의 칼럼은, 계측 회로(100)의 IO5 단자로부터 출력되는 nGAUGE_INT2 신호를 나타내고 있다. "충전 회로"("I2C")의 칼럼은, I2C 인터페이스를 통하여 충전 회로(20)으로부터 제어부(130)에 제공되는 정보에 기초하여 제어부(130)이 에러 처리를 실행할 때의 조건을 예시하고 있다. "보호 회로"의 칼럼은, 보호 회로(90)이 스위치부(SWP)를 차단 상태로 하는 조건을 예시하고 있다.
제어부(130)은, I2C 인터페이스를 통한 폴링에 의해 계측 회로(100)으로부터, 전원(BT)의 충전 중의 충전 전류, 전원(BT)의 방전 중의 방전 전류, 전원(BT)의 전압 및 전원(BT)의 방전 및 충전 시에 있어서의 전원(BT)의 온도를 나타내는 정보를 취득할 수 있다. 제어부(130)은, 예를 들어, 계측 회로(100)에 의해 취득되는 충전 전류가 설정치의 1.1배 이상이 되면 에러 처리를 실행할 수 있다. 설정치는, 충전 회로(20)에 의해 실행되는 CCCV(정전류-정전압) 충전 중 정전류(CC) 충전에 있어서의 충전 전류값이어도 된다. 또한, 제어부(130)은, 전원(BT) 방전 시의 전원(BT)의 온도가 55℃ 이상이 되면 에러 처리를 실행할 수 있다. 또한, 제어부(130)은, 전원(BT) 충전 시의 전원(BT)의 온도가 51℃ 이상이 되면 에러 처리를 실행할 수 있다. 또한, 제어부(130)은, 예를 들어, 충전 시의 전원(BT)의 온도가 0℃ 이하가 되면 에러 처리를 실행할 수 있다. 또한, 제어부(130)은, 예를 들어, 전원(BT)로부터의 방전 전류 및 전원(BT)의 양극 전위를 I2C 인터페이스를 통하여 주기적으로 모니터링하고, 그들에 기초하여 전원(BT)가 심방전 상태인지의 여부를 판단할 수 있다. 도 22에 나타낸 표에 있어서는, 이 심방전 상태인지의 여부를 판단하는 조건을, "내부 알고리즘"으로서 기재하고 있다. 이 "내부 알고리즘"의 상세는, 후술한다.
또한, 계측 회로(100)은, 예를 들어, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 10A 이상인 것, 전원(BT)의 충전 전류가 3.0A 이상인 것, 및 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2초간에 걸쳐서 60℃ 이상인 것 중 어느 것을 검출한 경우에, nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨로 천이시킬 수 있다. nGAUGE_INT1 신호의 액티브 레벨은, 예를 들어, 로레벨이다.
또한, 계측 회로(100)은, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 9.75A 이상인 것, 전원(BT)의 충전 전류가 2.75A 이상인 것, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것, 전원(BT)의 충전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 5초간에 걸쳐 -5℃ 이하인 것, 전원(BT)의 충전 시의 전원(BT)의 양극 전위가 4.235V 이상인 것, 전원(BT)로부터의 방전 시의 전원(BT)의 양극 전위가 2.8V 이하인 것 중 어느 것을 검출한 경우에, nGAUGE_INT2 신호를 액티브 레벨로 천이시킬 수 있다. nGAUGE_INT2 신호의 액티브 레벨은, 예를 들어, 로레벨이다. 계측 회로(100)이 취득하는 전원(BT)의 양극 전위는, 전원(BT)의 양극 전위와 VSS 단자의 전위의 차에 상당한다. 계측 회로(100)의 VSS 단자와 제2 전원 커넥터(BC-)는 모두 그라운드 라인에 접속되기 때문에, 계측 회로(100)이 취득하는 전원(BT)의 양극 전위는, 전원(BT)의 출력 전압에 상당한다.
또한, 제어부(130)은, I2C 인터페이스를 통한 폴링에 의해, 충전 회로(20)으로부터 전원(BT)의 충전 시에 있어서의 BAT 단자의 전위(전원(BT)의 양극 전위)를 나타내는 정보를 취득할 수 있다. 충전 회로(20)이 취득하는 BAT 단자의 전위(전원(BT)의 양극 전위)는, BAT 단자의 전위(전원(BT)의 양극 전위)와 GND 단자의 전위의 차에 상당한다. 충전 회로(20)의 GND 단자와 제2 전원 커넥터(BC-)는 모두 그라운드 라인에 접속되기 때문에, 충전 회로(20)이 취득하는 BAT 단자의 전위(전원(BT)의 양극 전위)는, 전원(BT)의 출력 전압에 상당한다. 제어부(130)은, 예를 들어, 충전 시의 BAT 단자의 전위(전원(BT)의 양극 전위)가 4.343V 이상이 되면, 에러 처리를 실행할 수 있다.
보호 회로(90)은, 예를 들어, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 12.67A 이상이 되면 제1 트랜지스터(SD)를 차단 상태로 변경할 수 있다. 보호 회로(90)은, VBAT 단자에 대한 입력에 기초하여, 전원(BT)의 양극 전위를 취득할 수 있다. 보호 회로(90)이 취득하는 전원(BT)의 양극 전위는, 전원(BT)의 양극 전위와 V-단자의 전위의 차에 상당한다. 보호 회로(90)의 V-단자와 제2 전원 커넥터(BC-)는 모두 그라운드 라인에 접속되기 때문에, 보호 회로(90)이 취득하는 전원(BT)의 양극 전위는, 전원(BT)의 출력 전압에 상당한다. 보호 회로(90)은, 예를 들어, 전원(BT)의 충전 시의 전원(BT)의 양극 전위가 4.28V 이상이 되면 제2 트랜지스터(SC)를 차단 상태로 변경할 수 있다. 또한, 보호 회로(90)은, 예를 들어, 전원(BT)로부터의 방전 시에 있어서의 전원(BT)의 양극 전위가 2.5V 이하가 되면 제1 트랜지스터(SD)를 차단 상태로 변경할 수 있다. 전원(BT)의 충전 시의 전원(BT)의 양극 전위가 4.28V 이상인 상태란, 전술한 전원(BT)의 과충전 상태에 상당한다. 전원(BT)의 충전 시의 전원(BT)의 양극 전위가 2.5V 이하인 상태란, 전술한 전원(BT)의 과방전 상태에 상당한다.
도 23에는, 도 22에 나타낸 계측 회로(100)의 기능을 실현하기 위한 계측 회로(100)의 구성예가 모식적으로 도시되어 있다. 계측 회로(100)은, 예를 들어, 전원(BT)의 상태가 이상 상태가 된 것을 검출하는 검출 회로(ABD)와, 검출 회로(ABD)에 의한 검출에 응답하여 이상 통보를 출력하는 출력부(ABN)을 포함할 수 있다. 검출 회로(ABD)는, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 10A 이상인 것, 전원(BT)의 충전 전류가 3.0A 이상인 것, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2초간에 걸쳐 60℃ 이상인 것을 개별적으로 검출하는 제1 검출 로직 회로를 포함할 수 있다. 출력부(ABN)은, 제1 검출 로직 회로가 그들 중 적어도 1개를 검출한 경우에, 이상 통보를 출력하는 동작으로서 nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨로 천이시키는 제1 출력 로직 회로를 포함할 수 있다.
또한, 계측 회로(100)은, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 9.75A 이상인 것, 전원(BT)의 충전 전류가 2.75A 이상인 것, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것, 전원(BT)의 충전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 5초간에 걸쳐 -5℃ 이하인 것, 전원(BT) 충전 시의 전원(BT)의 양극 전위가 4.235V 이상인 것, 전원(BT)로부터의 방전 시의 전원(BT)의 양극 전위가 2.8V 이하인 것 중 어느 것을 개별적으로 검출하는 제2 검출 로직 회로를 포함할 수 있다. 출력부(ABN)은, 제2 검출 로직 회로가 그들 중 적어도 1개를 검출한 경우에, 이상 통보를 출력하는 동작으로서 nGAUGE_INT2 신호를 액티브 레벨로 천이시키는 제2 출력 로직 회로를 포함할 수 있다.
도 24에는, 계측 회로(100), 제어부(130), 변압 회로(120), 충전 회로(20), 정보 유지 회로(FF1, FF2), OP 앰프(A2, A3) 등의 접속예가 도시되어 있다. 제어부(130)은, 전원(BT)로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터(HT)에 대한 전력 공급 및 전원(BT)의 충전을 제어하도록 구성될 수 있다.
계측 회로(100)은, 전원(BT)의 상태(예를 들어, 잔용량, SOC, 온도 등)를 계측하도록 구성될 수 있다. 계측 회로(100)은, 도 23에 예시되는 바와 같이, 전원(BT)가 이상 상태가 된 것을 검출하는 검출 회로(ABD)와, 검출 회로(ABD)에 의한 검출에 응답하여 이상 통보를 출력하는 출력부(ABN)을 포함할 수 있다. 출력부(ABN)은, 예를 들어, ALERT 단자로부터 출력되는 nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킴으로써 제1 이상 신호를 출력하고, IO5 단자로부터 출력되는 nGAUGE_INT2 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킴으로써 제2 이상 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 계측 회로(100)은, 제어부(130)으로부터의 요구에 따라 전원(BT)의 상태에 관한 상태 정보를 제어부(130)에 제공하기 위한 인터페이스, 예를 들어, I2C 인터페이스를 포함할 수 있다. I2C 인터페이스는, ALERT 단자 및 IO5 단자와는 상이한 SCL 단자 및 SDA 단자로 구성될 수 있다.
제어부(130)은, 이상 통보 및 상태 정보에 따라 전원(BT)를 보호하는 보호 동작을 실행하도록 구성될 수 있다. 그 보호 동작은, 예를 들어, 전원(BT)의 충전을 금지하는 것, 및/또는, 전원(BT)로부터 히터(HT)에 대한 방전을 금지하는 것을 포함할 수 있다.
계측 회로(100)의 출력 회로(ABN)은, 전원(BT)의 충전 전류가 제1 기준값을 상회한 것, 및, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 제2 기준값을 상회한 것 중 적어도 1개에 따라 이상 통보를 출력할 수 있다. 도 22에 나타낸 예에서는, 계측 회로(100)의 출력 회로(ABN)은, 전원(BT)의 충전 전류가 3.0A 이상인 것에 따라, 이상 통보의 출력으로서, nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킨다. 또한, 계측 회로(100)의 출력 회로(ABN)은, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 10A 이상인 것에 따라, 이상 통보의 출력으로서, nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킨다. 또한, 계측 회로(100)의 출력 회로(ABN)은, 전원(BT)로부터의 방전 전류가 9.75A 이상인 것에 따라, 이상 통보의 출력으로서, nGAUGE_INT2 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킨다. 또한, 계측 회로(100)의 출력 회로(ABN)은, 전원(BT)의 충전 전류가 2.75A 이상인 것에 따라, 이상 통보의 출력으로서, nGAUGE_INT2 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킨다.
제어부(130)은, nGAUGE_INT2 신호의 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로의 천이에 응답하여, I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 상태 정보를 취득할 수 있다. 그 상태 정보는, 상술한 영구 고장 모드로 이행시킬지의 여부를 제어부(130)이 판단하기 위한 정보, 및, 영구 고장 모드로의 이행을 나타내는 정보 중 적어도 1개를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 22에 나타낸 예에 있어서, 제어부(130)은, I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 취득한 상태 정보가, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것, 또는, 전원(BT)의 충전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것을 나타내고 있는 경우에, 영구 고장 모드로 이행시킨다고 판단할 수 있다. 혹은, 계측 회로(100)은, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 경우, 및, 전원(BT)의 충전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 경우에 있어서, 제어부(130)으로부터의 폴링에 따라, 영구 고장 모드로의 이행을 나타내는 정보를 상태 정보로서 제어부(130)에 제공해도 된다.
제어부(130)은, 계측 회로(100)으로부터 취득한 정보, 예를 들어, I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 취득한 정보에 기초하여, 전원(BT)의 이상이 발생했는지의 여부를 판단할 수 있다. 이에 더하여, 또는, 이 대신에, 제어부(130)은, 계측 회로(100)의 출력부(ABN)으로부터의 출력에 기초하여, 전원(BT)의 이상이 발생했는지의 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(130)은, 전원(BT)의 이상이 발생했다고 판단한 경우에, 그 사실을 나타내는 통보를 실시하도록 통보부(NU)를 제어해도 된다. 그와 같은 통보는, 리셋을 위한 소정의 조작을 실시할 것을 사용자에 대하여 촉구하는 것일 수 있다. 그와 같은 통보는, 소정색의 광의 발생, 점멸 표시, 소정음의 발생, 또는, 소정 진동의 발생 등 중 어느 하나, 또는, 그들 2 이상의 조합일 수 있다.
제어부(130)은, 영구 고장 모드로의 이행을 판단하면, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 사용 불가능한 상태로 천이시킬 수 있다. 제어부(130)은, 예를 들어, 충전 회로(20)에 대하여, I2C 인터페이스를 통하여, 모든 파워패스 모드에서의 동작을 금지하는 커맨드(command)를 보냄으로써, 충전 회로(20)의 SYS 단자 및 SW 단자로부터의 전압의 출력을 정지시킬 수 있다. 이로써, 전압(VCC), 전압(VCC33_0), 전압(VCC33)은 출력이 정지되므로, 제어부(130)에 대한 전력의 공급이 끊어져, 제어부(130)이 동작 불가능한 상태가 된다. 충전 회로(20)은, 제어부(130)으로부터 보내진 모든 파워패스 모드에서의 동작을 금지하는 커맨드를 계속 유지하기 때문에, USB 커넥터(USBC)로부터 전압(VBUS)가 공급되어도, 충전 회로(20)의 SYS 단자 및 SW 단자로부터 전압은 출력되지 않는다. 이로써, 영구 고장 모드로부터, 다른 모든 모드로의 천이가 금지된다. 이와 같은 동작은, 고장난 것으로 판단되는 전원(BT)의 충전 및 방전을 금지하여, 안전성을 높이기 위해 유용하다.
에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)는, 계측 회로(100)으로부터의 이상 통보에 응답하여, 제어부(130)에 의한 제어에 관계없이, 전원(BT)를 보호하는 기능을 갖는 보호 유닛(PPP)를 구비해도 된다. 보호 유닛(PPP)는, 제어부(130)에 의한 제어에 의해 전원(BT)를 보호하는 기능을 더 포함해도 된다. 보호 유닛(PPP)는, 예를 들어, 정보 유지 회로(FF1)을 포함할 수 있다. 상세하게는 후술하지만, 정보 유지 회로(FF1)은, 계측 회로(100)의 ALERT 단자로부터 출력되는 nGAUGE_INT1 신호가 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 구동되는 것(즉, 제1 이상 신호)에 따라 nALARM_Latched 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시키고, 이로써, 히터(HT)를 구동하는 전류 경로에 배치된 스위치(SS)를 오프시킬 수 있다. nGAUGE_INT1 신호가 액티브 레벨로 구동되었다는 정보(즉, 제1 이상 신호)는, 정보 유지 회로(FF1)을 통하여 제어부(130)의 PA10 단자에도 제공될 수 있다. 구체적으로는, 정보 유지 회로(FF1)은, /CLR 단자를 갖는 D형 플립플롭으로 구성될 수 있다. 주지한 바와 같이, D형 플립플롭은 하이레벨과 로레벨을 취할 수 있는 1비트의 정보를 유지할 수 있기 때문에, 정보 유지 회로로서 사용할 수 있다. nGAUGE_INT1 신호는, 정보 유지 회로(FF1)(D형 플립플롭)의 /CLR 단자에 공급될 수 있다. nALARM_Latched 신호는, 정보 유지 회로(FF1)(D형 플립플롭)의 Q 단자로부터 출력될 수 있다. 음논리인 /CLR 단자에 공급되는 nGAUGE_INT1 신호가 로레벨로 천이하면, 정보 유지 회로(FF1)(D형 플립플롭)은, 유지하는 정보의 레벨을 로레벨로 고정시킨다. 정보 유지 회로(FF1)(D형 플립플롭)의 Q 단자로부터는 유지하는 정보의 레벨과 동일한 레벨이 출력된다. 이와 같은 구성에 의하면, nGAUGE_INT1 신호의 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로의 천이에 따라, nALARM_Latched 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이한다. 후술되는 바와 같이, nALARM_Latched 신호는, 변압 회로(120)의 EN 단자나, 스위치(SL)을 구성하는 트랜지스터의 베이스 혹은 게이트에도 제공될 수 있다.
환언하면, 계측 회로(100)은, 히터(HT)에 대한 통전(발열) 또는 전원(BT)의 충전을 금지해야 할 기준(조건)이 만족되었다고 판단한 경우에, 계측 회로(100)의 ALERT 단자로부터 출력되는 nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨로 구동하고, 이에 응답하여, 보호 유닛(PPP)는, 제어부(130)에 의한 제어를 통하지 않고, 스위치(SS)를 오프시킨다. 이로써, 히터(HT)의 발열(히터(HT)에 대한 전력의 공급)이 금지된다.
도 22의 예에서는, 전류가 10A 이상인 것, 전원(BT)의 충전 전류가 3.0A 이상인 것, 및, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2초간에 걸쳐 60℃ 이상인 것 중 어느 기준이 만족된 경우에, nGAUGE_INT1 신호가 액티브 레벨로 천이된다. 이와 같은 기준으로서는, 다른 기준이 설정되어도 된다. 예를 들어, 계측 회로(100)은, 방전 전류의 값, 충전 전류의 값, 전원(BT) 방전 시의 전원(BT)의 온도, 전원(BT) 충전 시의 전원(BT)의 온도, 전원(BT) 방전 시의 전원(BT)의 양극 전위(출력 전압), 전원(BT) 충전 시의 전원(BT)의 양극 전위(출력 전압) 중 적어도 1개가 히터(HT)에 대한 전력의 공급 또는 전원(BT)의 충전을 금지해야 할 기준을 만족시킨 것에 따라, nGAUGE_INT1 신호가 액티브 레벨로 구동할 수 있다.
보호 유닛(PPP)가 이상 통보에 응답하여 전원(BT)를 보호한 후, 제어부(130)은, I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 취득되는 상태 정보가, 전원(BT)가 이상 상태가 아닌 것을 나타내고 있는 경우에, 히터(HT)에 대한 전력의 공급이나 전원(BT)의 충전을 가능하게 해도 된다. 예를 들어, 보호 유닛(PPP)가 이상 통보에 응답하여 전원(BT)를 보호한 후, 제어부(130)은, 통보부(NU)를 사용하여 사용자에 대하여 리셋 혹은 재기동을 위한 조작을 촉구할 수 있다. 이로써 제어부(130)이 리셋 혹은 재기동되면, 제어부(130)은, I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 상태 정보를 취득하거나, 혹은, nGAUGE_INT1 신호의 레벨을 확인하여, 전원(BT)가 이상 상태가 아닌 경우에, 히터(HT)에 대한 전력의 공급이나 전원(BT)의 충전을 가능하게 할 수 있다. 이와는 반대로, 제어부(130)이 리셋 혹은 재기동됨으로써, 제어부(130)은, 히터(HT)에 대한 전력의 공급이 가능한 상태가 되어도 된다. 이 경우, 제어부(130)은, I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 상태 정보를 취득하고, 그 상태 정보에 따라, 필요한 경우에는, 히터(HT)에 대한 전력의 공급을 금지할 수 있다.
이상과 같이, nGAUGE_INT1 신호에 응답한 보호 유닛(PPP)에 의한 전원(BT)의 보호는, 해제 가능한 보호로서 취급될 수 있다. 이는, 보호 유닛(PPP)에 의한 전원(BT)의 보호는 제어부(130)에 의한 제어를 통하고 있지 않아, 그 보호가, 보호 유닛(PPP)를 구성하는 어느 전자 부품의 오작동에 의해 발생할 우려가 있기 때문이다. 또한, 프리즈 등의 제어부(130)의 장해에 의해 그 보호가 발생한 경우, 제어부(130)의 리셋 혹은 재기동에 의해, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 정상 상태로 되돌릴 가능성이 있기 때문이다. 도 22의 "nGAUGE_INT2"의 칼럼에 나타낸 조건이 "nGAUGE_INT1"의 칼럼에 나타낸 조건보다도 먼저 만족되도록 설정되어 있는 것은, 제어부(130)에 프리즈 등의 장해가 발생하고 있는지를 판단하기 위함이기도 하다.
한편, 영구 고장 모드로의 이행의 판단에 의해 동작 불가능이 된 상태는, 원칙적으로 해제할 수 없다. 방전 시 또는 충전 시에 전원(BT)의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 경우에는, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)는, 제어부(130)에 의해 영구 고장 모드로 이행된다. 환언하면, 제어부(130)은 전원(BT)의 온도를 취득할 수 있는 점에서도 분명한 바와 같이, 제어부(130)에는 프리즈 등의 장해가 발생하지 않았다. 그럼에도 불구하고, 전원(BT)의 온도가 고온이 되어 버리는 경우에는, 제어부(130) 이외에 회복 불가능한 에러가 발생하고 있어, 제어부(130)의 리셋 혹은 재기동에 의해서도 그 에러의 해소를 기대할 수 없다. 그 때문에, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 영구 고장 모드로 이행시킬 필요가 있다.
제어부(130)은, 주기적인 폴링에 의해 I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 전원(BT)의 상태에 관한 제1 정보를 취득하고, 또한, 이상 통보에 응답하여 I2C 인터페이스를 통하여 계측 회로(100)으로부터 전원(BT)의 상태에 관한 제2 정보를 취득할 수 있다. 제어부(130)은, 전원(BT)가 제1 상태인 것을 그 제1 정보가 나타내고 있는 경우에, 전원(BT)를 보호하는 동작을 실행하고, 계측 회로(100)은, 전원(BT)가 그 제1 상태보다도 중요한 제2 상태가 된 것에 따라 이상 통보를 출력할 수 있다. 도 22를 참조하여 일례를 들면, 제어부(130)은, 제1 상태(히터(HT)에 대한 방전 시에 있어서의 전원(BT)의 온도가 55℃ 이상이라는 상태)인 것을 제1 정보가 나타내고 있는 경우에, 전원(BT)를 보호하는 동작(예를 들어, 리셋 요구)을 실행하고, 계측 회로(100)은, 전원(BT)가 그 제1 상태보다도 중요한 제2 상태(히터(HT)에 대한 방전 시 또는 충전 시에 있어서의 전원(BT)의 온도가 2초에 걸쳐 60℃ 이상이라고 한다)가 된 것에 따라 이상 통보를 출력(nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨로 구동)할 수 있다. 이 예에서는, 제1 정보 및 제2 정보는, 전원(BT)의 온도를 나타내는 정보이지만, 제1 정보 및 제2 정보는, 다른 상태(예를 들어, 방전 전류, 충전 전류)를 나타내는 정보여도 된다.
일 구성예에 있어서, 제어부(130)은, 제1 정보가, 전원(BT)의 충전 시에 전원(BT)의 상태가 제1 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 전원(BT)를 보호하는 동작을 실행하고, 제1 정보가, 전원(BT)의 방전 시에 전원(BT)의 상태가 제2 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 전원(BT)를 보호하는 동작을 실행하고, 여기서, 그 제1 조건군에 포함되는 조건의 수는, 그 제2 조건군에 포함되는 조건의 수보다 많다. 환언하면, 제1 정보에 기초하는 전원(BT)의 보호는, 방전 시보다도 충전 시에 강하게 기능하는 것을 의미한다. 이는, 방전 시와 달리 충전 시에는 전원(BT)가 축적하는 에너지가 계속 증대되는 점에서, 충전 시에는 전원(BT)의 보호가 보다 중요해지기 때문이다. 또한, 방전 시와 달리 저온의 충전은, 음극에 있어서의 전석(電析) 등 전원(BT)의 내부 구조에 불가역적인 변화를 초래할 우려가 있는 점에서, 충전 시에는 전원(BT)의 보호가 보다 중요해지기 때문이기도 하다.
다른 구성예에 있어서, 제어부(130)은, 제2 정보가, 전원(BT)의 충전 시에 전원(BT)의 상태가 제3 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 전원(BT)를 보호하는 동작을 실행하고, 제2 정보가, 전원(BT)의 방전 시에 전원(BT)의 상태가 제4 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 전원(BT)를 보호하는 동작을 실행하고, 여기서, 그 제3 조건군에 포함되는 조건의 수는, 그 제4 조건군에 포함되는 조건의 수보다 적다. 환언하면, 제2 정보에 기초하는 전원(BT)의 보호는, 충전 시보다도 방전 시에 강하게 기능하는 것을 의미한다. 이는, 상술한 바와 같이, 충전 시에는 전원(BT)가 축적하는 에너지가 계속 증대되거나, 전원(BT)의 내부 구조에 불가역적인 변화를 초래할 우려가 있거나 하기 때문이다.
도 25에는, 제어부(130)에 의한 계측 회로(100)에 대한 주기적인 폴링에 의해 취득되는 전원(BT)의 상태에 기초하는 전원(BT)의 보호가 모식적으로 도시되어 있다. 제어부(130)은, 계측 회로(100)에 대한 주기적인 폴링에 의해 계측 회로(100)으로부터 전원(BT)의 상태에 관한 상태 정보를 취득할 수 있다. 그리고, 제어부(130)은, 그 상태 정보가, 전원(BT)의 보호를 위한 기준을 만족시킨 경우에, 전원(BT)를 보호하는 보호 동작을 실시할 수 있다. 그 보호 동작은, 예를 들어, PC12 단자로부터 출력되는 Heater_Enable 신호를 인액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시키고, 변압 회로(120)의 동작을 정지시키는 동시에, 히터(HT)의 전류 경로에 배치된 스위치(SS)를 오프시키는 동작을 포함할 수 있다. 그 보호 동작은 또한, 예를 들어, PB3 단자로부터 출력되는 nCharger_Enable 신호를 인액티브 레벨(여기서는, 하이레벨)로 천이시키고, 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전을 정지시키는 동작을 포함할 수 있다. 구체적인 일례로서, 변압 회로(120)의 EN 단자를 양논리로 하고 또한 스위치(SS)를 N 채널형의 MOSFET로 구성하면, 로레벨로 천이시킨 Heater_Enable 신호를 변압 회로(120)의 EN 단자와 스위치(SS)의 게이트 단자에 공급함으로써, 변압 회로(120)의 동작이 정지되고 또한 스위치(SS)가 오프될 수 있다. 또한, 충전 회로(20)의 /CE 단자를 음논리로 하면, 하이레벨로 천이시킨 nCharger_Enable 신호를 충전 회로(20)의 /CE 단자에 공급함으로써, 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전이 정지될 수 있다.
그 보호 동작은, 소정 조건을 만족시킬 때까지 에러 처리 모드를 계속하고, 소정 조건을 만족시킨 후에 슬리프 모드로 천이하는 동작을 포함해도 된다. 예를 들어, 도 22의 예에 따라 설명하면, 제어부(130)은, 전원(BT)로부터의 방전 시에 전원(BT)의 온도가 51℃ 이상이 되면 에러 처리 모드로 이행하고, 그 후, 전원(BT)의 온도가 45℃ 이하가 되면 슬리프 모드로 이행할 수 있다.
도 26에는, 계측 회로(100)이 nGAUGE_INT2 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킴으로써 제2 이상 신호를 출력한 것에 응답한 전원(BT)의 보호가 모식적으로 도시되어 있다. 제어부(130)은, 액티브 레벨로의 nGAUGE_INT2 신호의 천이(제2 이상 신호)에 응답하여 계측 회로(100)에 대하여 폴링을 실시하고, 계측 회로(100)으로부터 전원(BT)의 상태에 관한 상태 정보를 취득할 수 있다. 그리고, 제어부(130)은, 그 상태 정보가, 전원(BT)의 보호를 위한 기준을 만족시킨 경우에, 전원(BT)를 보호하는 보호 동작을 실시할 수 있다. 그 보호 동작은, 도 25를 참조하여 설명한 보호 동작과 동일해도 되며, 상이해도 된다. 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)가 슬리프 모드에 있음으로써 제어부(130)이 계측 회로(100)에 대한 주기적인 폴링을 정지하고 있는 경우, 제어부(130)은, 액티브 레벨로 천이한 nGAUGE_INT2 신호에 기초하여, 제어부(130)이 계측 회로(100)에 대한 주기적인 폴링을 재개할 수 있다. 환언하면, nGAUGE_INT2 신호는, 제어부(130)에 대한 인터럽트 신호로서도 이해될 수 있다.
그 보호 동작은, 소정 조건을 만족시킬 때까지 에러 처리 모드를 계속하고, 소정 조건을 만족시킨 후에 슬리프 모드로 천이하는 동작을 포함해도 된다. 예를 들어, 도 22의 예에 따라 설명하면, 제어부(130)은, 전원(BT)로부터의 방전 시에 전원(BT)의 온도가 5초 이상에 걸쳐 -5°이하가 되면 에러 처리 모드를 경유하여 슬리프 모드로 이행할 수 있다. 혹은, 제어부(130)은, 전원(BT)로부터의 방전 시에 전원(BT)의 양극 전위가 2.8V 이하가 되면 에러 처리 모드를 경유하여 슬리프 모드로 이행할 수 있다.
한편, 상태 정보가, 전원(BT)로부터의 방전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것, 또는, 전원(BT)의 충전 시의 온도가 2분간에 걸쳐 85℃ 이상인 것을 나타내고 있는 경우에는, 제어부(130)은, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 영구 고장 모드로 이행시킨다고 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)은, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 영구적으로 사용 불가능한 상태로 천이시킬 수 있다.
도 27에는, 계측 회로(100)이 nGAUGE_INT1 신호를 액티브 레벨로 천이시키는 것에 응답하여, 보호 유닛(PPP)에 의해 실행되는 전원(BT)의 보호가 모식적으로 도시되어 있다. 정보 유지 회로(FF1)은, 계측 회로(100)의 ALERT 단자로부터 출력되는 nGAUGE_INT1 신호가 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 구동되는 것(즉, 제1 이상 신호)에 따라서, nALARM_Latched 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시킬 수 있다. 이에 응답하여, 히터(HT)를 구동하는 전류 경로에 배치된 스위치(SS)가 오프되고, 전압(Vboost)를 발생하는 변압 회로(120)이 동작을 정지하고, 또한, 충전 회로(20)이 동작을 정지할 수 있다. 구체적인 일례로서, 변압 회로(120)의 EN 단자를 양(정)논리로 하고 또한 스위치(SS)를 N 채널형의 MOSFET로 구성하면, 로레벨로 천이시킨 nALARM_Latched 신호를 변압 회로(120)의 EN 단자와 스위치(SS)의 게이트 단자에 공급함으로써, 변압 회로(120)의 동작이 정지되고 또한 스위치(SS)가 오프될 수 있다. 또한, 충전 회로(20)의 /CE 단자를 음(부)논리로 하여 스위치(SL)을 pnp형의 바이폴라 트랜지스터로 구성하면, 로레벨로 천이시킨 nALARM_Latched 신호를 스위치(SL)의 베이스 단자에 공급함으로써, 스위치(SL)은 온된다. 스위치(SL)이 온되면, 충전 회로(20)의 /CE 단자에 대하여 병렬 접속된 2개의 저항기에 의한 전압(VCC33)의 분압이 정지된다. 이로써, 충전 회로(20)의 /CE 단자에는 하이레벨의 전압(VCC33)이 스위치(SL)을 통하여 공급된다. 충전 회로(20)의 /CE 단자는 음논리이기 때문에, 충전 회로(20)의 동작을 정지할 수 있다.
정보 유지 회로(FF1)은, 또한, 히터(HT)의 온도를 검출하기 위한 서미스터 (TH)를 사용하여 계측되는 히터(HT)의 온도가 그 상한치를 초과한 것을 나타내는 경우에도, nALARM_Latched 신호를 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시켜도 된다. 구체적으로는, 히터(HT)의 온도가 그 조건치를 초과하면 OP 앰프(A2)의 출력이 로레벨이 되도록, OP 앰프(A2)의 비반전 입력 단자 및 반전 입력 단자에 접속되는 저항기의 전기 저항치와, 서미스터(TH)의 물성을 선택하면 된다. OP 앰프(A2)가 출력하는 로레벨은 액티브 레벨로 천이한 nGAUGE_INT1 신호와 동일하게 정보 유지 회로(FF1)의 /CLR 단자에 공급되기 때문에, nALARM_Latched 신호는, 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이할 수 있다.
정보 유지 회로(FF1)은, 또한, 아우터 케이스(C101)의 온도를 검출하기 위한 서미스터(TC)를 사용하여 계측되는 아우터 케이스(C101)의 온도가 그 상한치를 초과한 것을 나타내는 경우에도, nALARM_Latched 신호를 액티브 레벨로 천이시켜도 된다. 구체적으로는, 히터(HT)의 온도가 그 조건치를 초과하면 OP 앰프(A3)의 출력이 로레벨이 되도록, OP 앰프(A3)의 비반전 입력 단자 및 반전 입력 단자에 접속되는 저항기의 전기 저항치와, 서미스터(TC)의 물성을 선택하면 된다. OP 앰프(A3)이 출력하는 로레벨은 액티브 레벨로 천이한 nGAUGE_INT1 신호와 동일하게 정보 유지 회로(FF1)의 /CLR 단자에 공급되기 때문에, nALARM_Latched 신호는, 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이할 수 있다.
보호 유닛(PPP)는, 정보 유지 회로(FF2)를 더 포함해도 된다. 일례에 있어서, 정보 유지 회로(FF2)는, 전압(VCC33_0)으로 구동되므로, 전원(BT)가 정상이면, 영구 고장 모드가 아닌 한, 정보를 계속 유지한다. 정보 유지 회로(FF2)는, 히터(HT)의 온도를 검출하기 위한 서미스터(TH)를 사용하여 계측되는 히터(HT)의 온도가 그 상한치를 초과한 경우에, 그 사실을 나타내는 정보를 계속 유지하는 동시에, Heater_Latched 신호를 액티브 레벨(여기서는, 하이레벨)로 천이시킬 수 있다. 구체적으로는, 정보 유지 회로(FF2)는, /CLR 단자를 갖는 D형 플립플롭으로 구성될 수 있다. OP 앰프(A2)의 출력 신호는, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)의 /CLR 단자에 공급될 수 있다. Heater_Latched 신호는, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)의 /Q 단자로부터 출력될 수 있다. 음논리인 /CLR 단자에 공급되는 OP 앰프(A2)의 출력 신호가 로레벨로 천이하면, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)는, 유지하는 정보의 레벨을 로레벨로 고정한다. 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)의 /Q 단자로부터는 유지하는 정보의 레벨과는 반대의 레벨이 출력된다. 이와 같은 구성에 의하면, 히터(HT)의 온도가 그 상한치를 초과한 것에 따라, Heater_Latched 신호를 액티브 레벨(여기서는, 하이레벨)로 천이시킬 수 있다. 또한, Heater_Latched 신호는, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)의 Q 단자로부터 출력되어도 된다. 이 경우, Q 단자에 인버터가 접속되지 않는 한, Heater_Latched 신호의 액티브 레벨은, 로레벨인 점에 유의하기 바란다. 또한, 이 경우, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)는, /Q 단자를 가지지 않아도 된다.
제어부(130)은, Heater_Latched 신호가 액티브 레벨로 천이하면, 히터(HT)의 과열이 발생했다고 판단하고, 그 사실을 나타내는 통보를 행하도록 통보부(NU)를 제어할 수 있다. 그와 같은 통보는, 리셋을 위한 소정의 조작을 실시할 것을 사용자에 대하여 촉구하는 것일 수 있다. 그와 같은 통보는, 소정색의 광의 발생, 점멸 표시, 소정음의 발생, 또는, 소정 진동의 발생 등 중 어느 1개, 또는 그들의 2 이상의 조합일 수 있다.
제어부(130)은, 리셋 혹은 재기동되면, 정보 유지 회로(FF2)에 유지된 정보를 Heater_Latched 신호의 상태(논리 레벨)에 의해 확인하고, 또한, 히터(HT)에 과열이 발생했는지의 여부를 확인할 수 있다. 제어부(130)은, 히터(HT)의 과열이 발생한 것을 인식하면, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 영구 고장 모드로 이행시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)의 영구 고장 모드로의 이행은, 제어부(130)이, 충전 회로(20)에 대하여, I2C 인터페이스를 통하여, 모든 파워패스 모드에서의 동작을 금지하는 커맨드를 보냄으로써 이룰 수 있다. 그러나, 히터(HT)에 과열이 발생하는 상황에서는, 동시에 제어부(130)에 프리즈 등의 장해가 발생하고 있을 우려가 있다. 그래서, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 확실하게 영구 고장 모드로 이행시키기 위해, 제어부(130)의 리셋 혹은 재기동을 실시한다. 또한, 제어부(130)의 프리즈 등의 장해가 발생하고 있어도, 히터(HT)의 온도가 그 상한치를 초과하면, 정보 유지 회로(FF1)이 nALARM_Latched 신호는, 액티브 레벨(여기서는, 로레벨)로 천이시키기 때문에, 히터(HT)의 과열이 더 진행되는 경우는 없다.
또한, 정보 유지 회로(FF2)를 D형 플립플롭으로 구성하는 경우, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)는, 도시되지 않고 또한 제어부(130)에 접속되는 CLK(클록) 단자를 포함할 수 있다. CLK 단자에 CLK 신호를 입력함으로써, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)가 유지하는 정보의 레벨을, D 단자에 입력되는 레벨과 동일하게 할 수 있다. 그러나, 히터(HT)의 과열의 발생을 리셋 혹은 재기동한 제어부(130)이 인식할 수 있도록, 제어부(130)은, 적어도 리셋 혹은 재기동 직후에, 정보 유지 회로(FF2)(D형 플립플롭)의 CLK 단자에 CLK 신호를 입력하지 않는 것이 바람직하다.
도 28에는, 전원(BT)의 방전 및 충전에 관한 상태의 변화가 모식적으로 도시되어 있다. S1∼S8은, 타이밍을 나타내고 있다. 도 28의 상단에는, 보호 회로(90)에 의해 전원(BT)의 양극 전위로서 검출되는 전위(점선), 계측 회로(100)에 의해 전원(BT)의 양극 전위로서 검출되는 전위(그레이 실선), 및 제어부(130)에 의해 전원(BT)의 양극 전위로서 검출되는 전위(검정 실선)가 예시되어 있다. 보호 회로(90)에 의해 전원(BT)의 양극 전위로서 검출되는 전위는, 보호 회로(90)에 의해 전원(BT)의 출력 전압으로서 검출되는 전압에 상당한다. 계측 회로(100)에 의해 전원(BT)의 양극 전위로서 검출되는 전위는, 계측 회로(100)에 의해 전원(BT)의 출력 전압으로서 검출되는 전압에 상당한다. 제어부(130)에 의해 전원(BT)의 양극 전위로서 검출되는 전위는, 제어부(130)에 의해 전원(BT)의 출력 전압으로서 검출되는 전압에 상당한다. 도 28의 중단에는, 전원(BT)를 충전하는 충전 전류가 예시되어 있다. 도 28의 하단에는, 보호 회로(90)의 DOUT 단자의 레벨이 예시되어 있다.
타이밍 S1에서는, 전원(BT)의 양극의 전위(양극과 음극 사이에 출력되는 출력 전압)가 정상이다. 여기서 말하는 정상이란, 전원(BT)의 양극의 전위(양극과 음극 사이에 출력되는 출력 전압)가, 전원(BT)의 만충전 전압 이하 또한 방전 종지 전압보다 높은 상태라고 이해할 수 있다. 타이밍 S2까지, 전원(BT)로부터의 방전이 진행되고, 타이밍 S2에서 전원(BT)의 상태가 과방전 영역에 돌입한다. 도 28에는, 전원(BT)의 방전 종지 전압으로서 2.5V가 예시되어 있고, 전원(BT)의 양극의 전위(양극과 음극 사이에 출력되는 출력 전압)가 이 방전 종지 전압을 하회함으로써, 전원(BT)의 상태가 과방전 영역에 돌입한다. 타이밍 S2∼S6에서는, 보호 회로(90)에 의해 검출되는 전위(점선), 계측 회로(100)에 의해 검출되는 전위(그레이 실선), 및 제어부(130)에 의해 검출되는 전위(검정 실선)는, 서로 크게 상이할 수 있다. 여기서 설명되는 예에서는, 상세를 후술하는 바와 같이, 타이밍 S2∼S5의 기간에서는, 전원(BT)의 양극의 전위가 저하되기 때문에, 스위치 회로(80)에 의해 제1 도전로(PT1)과 제어부(130)의 PC2 단자를 전기적으로 접속할 수 없게 된다. 따라서, 타이밍 S2∼S5의 기간에서는, 제어부(130)에 의해 검출된 전위(검정 실선)가 제로이다. 또한, 여기서 설명하는 예에서는, 전원(BT)의 과방전 영역에서는, 계측 회로(100)은, 전원(BT)의 양극의 전위를 정확하게 검출할 수 없다. 이는, 계측 회로(100)은, 잔용량의 최소치인 0 mAh와 SOC의 최소치인 0％를, 전원(BT)의 출력 전압이 그 방전 종지 전압과 동일한 상태로 할당되어 있기 때문에, 이들 최소치를 하회하는 상태를 정확하게 계측할 수 있도록 설계되어 있지 않기 때문이다.
방전에 의해 전원(BT)의 양극의 전위가 더 저하되어 제1 레벨을 하회한 타이밍(S3)에 있어서, 보호 회로(90)은, 전원(BT)를 보호하기 위해서 스위치부(SWP)의 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 열어, 전원(BT)로부터의 보호 회로(90) 이외로의 방전을 정지시킨다. 여기서, 전술한 바와 같이, 제1 트랜지스터(SD)는, 전원(BT)로부터 출력되는 전류가 흐르는 경로, 보다 상세하게는, 제2 전원 커넥터(BC-)에 전기적으로 접속된 제2 도전로(PT2)에 배치된 스위치이다. 또한, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)가 열려도, 제1 전원 커넥터(BC+), 보호 회로(90)의 VDD 단자, 보호 회로(90)의 VSS 단자, 제2 전원 커넥터(BC-) 사이에서 폐쇄 회로가 구성되기 때문에, 보호 회로(90)은, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)가 열린 상태를 유지할 수 있는 점에 유의하기 바란다. 제1 트랜지스터(스위치)(SD)가 열리면, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압(VCC33)이 공급되지 않기 때문에, 이들은 동작을 정지한다.
타이밍(S4)에서는, 전원(BT)의 충전을 위해, 외부 기기(예를 들어, 충전기 또는 전자 기기)가 접속된 USB 케이블이 사용자에 의해 USB 커넥터(USBC)에 접속된다. 이 상태에서는, 제어부(130)의 VDD 단자(전원 단자)에 전압(VCC33)이 공급되고 있지 않으므로, 스위치(SI)를 구성하는 트랜지스터의 베이스 혹은 게이트에는 로레벨이 공급되고 있고, 스위치(SI)는 오프되어 있다. 따라서, 로드 스위치(10)의 ON 단자에는, 전원(VUSB)를 분압한 하이레벨이 공급될 수 있다. 따라서, 로드 스위치(10)은, VIN 단자에 공급되는 전압(VUSB)를 전압(VCC5)로 하여 VCC5 라인을 통하여 충전 회로(20)의 VBUS 단자에 공급할 수 있다. 충전 회로(20)은, 제1 파워패스 모드에서 동작하고, VBUS 단자와 SW 단자를 전기적으로 접속하고, VCC5 라인을 통하여 공급되는 전압(VCC5)를 사용하여 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급할 수 있다. 전압(VCC)의 공급을 받은 변압 회로(30)은, 전압(VCC33_0)을 생성하고, 로드 스위치(40)은, 그 전압(VCC33_0)을 받아 전압(VCC33)을 출력할 수 있다. 이로써, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압(VCC33)이 공급되어, 이들은 동작을 재개할 수 있다.
타이밍(S4) 이후는, 계측 회로(100)은, VBAT 단자에 공급되는 전원(BT)의 전위를 검출할 수 있다. 제어부(130)은, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 영구 고장 모드로 이행시켜야 할 고장이 전원(BT)에 발생하고 있는지를 판단할 수 있다. 제어부(130)은, 그 고장이 전원(BT)에 발생하고 있다고 판단하면, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 영구 고장 모드로 이행시킬 수 있다. 한편, 제어부(130)은, 그 고장이 전원(BT)에 발생하고 있지 않다고 판단하면, 이하에서 설명하는 동작을 실시할 수 있다.
타이밍(S5)에서는, 제어부(130)은, PB3 단자로부터 로레벨을 출력하고, 충전 회로(20)의 /CE 단자에 로레벨(인에이블 레벨)을 공급시킬 수 있다. 이로써, 충전 회로(20)은, BAT 단자로부터 전원(BT)에 대하여 충전 전압(제1 전압)을 공급하는 동작을 개시할 수 있다. 이 때의 전원(BT)의 충전 전류는, 소정 전류값보다 작은 제1 전류값(도 28에서는 540 mA)일 수 있다. 충전에 의해 전원(BT)의 양극의 전위가 상승하기 시작한다. 또한, 충전 회로(20)은, SYS 단자로부터 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급하고, 변압 회로(30)은, VCC33_0 라인에 전압(VCC33_0)을 공급할 수 있다. 로드 스위치(40)은, 전압(VCC33_0)을 받고, 이것을 VCC33(제2 전압)으로 하여 VCC33 라인을 통하여 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 공급할 수 있다. 여기서, 충전 회로(20), 변압 회로(30) 및 로드 스위치(40)은, 1개의 전압 공급 회로를 구성하는 것으로서 이해될 수 있다. 그 전압 공급 회로는, 외부 기기로부터 USB 케이블과 통하여 공급되는 전압을 사용하여, 전원(BT)를 충전하기 위한 제1 전압을 제1 도전로(PT1)과 제2 도전로(PT2) 사이에 공급하는 동시에, 제어부(130)을 동작시키는 제2 전압을 생성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 전압 공급 회로는, 외부 기기로부터 USB 케이블을 통하여 공급되는 전압을 사용하여, 동작을 정지한 제어부(130)의 재기동과, 과방전 상태에 이른 전원(BT)의 회복을 이룰 수 있다. 환언하면, 전압 공급 회로는, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 정상 상태로 되돌릴 수 있다.
타이밍(S6)에서는, 전원(BT)의 양극의 전위의 상승에 의해 스위치 회로(80)이 온되고, 제어부(130)의 PC2 단자에는, 전원(BT)의 양극의 전위를 소정의 분압비로 분압한 전위 ADC_B+가 공급될 수 있다. 제어부(130)은, 그 분압비에 기초하여 PC2 단자의 전위를 전원(BT)의 양극의 전위로 환산할 수 있다.
이 예에서는, 타이밍(S5) 후, 전원(BT)의 양극의 전위가 어느 레벨을 초과한 시점에서, 계측 회로(100)에 의해 검출되는 전위가 급격하게 상승할 수 있다. 그 타이밍은, 도 28의 예에서는, 타이밍(S6)과 일치하고 있지만, 이것은 일례에 불과하다.
이 단계에서 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 의해 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)로서 검출되는 값은, 스위치부(SWP)의 제1 트랜지스터(SD)가 오프 상태이므로, 후술하는 바와 같이, 제1 트랜지스터(SD)에 병렬 접속된 제1 정류 소자인 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)를 전원(BT)의 출력 전압에 가산한 것이 될 수 있다.
제어부(130)은, 계측 회로(100)으로부터 취득되는 전원(BT)의 출력 전압이 상기 제1 레벨보다 큰 제2 레벨을 초과했는지의 여부를 판단하고, 그 출력 전압이 그 제2 레벨을 초과한 경우에는, 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 전류를 상기 소정 전류값보다 큰 제2 전류값(도 28에서는, 2640 mA)으로 증가시킬 수 있다.
또한, 제어부(130)은, PC2 단자에 공급되는 전위에 기초하여 환산 혹은 검출되는 전원(BT)의 양극의 전위가 상기 제2 레벨을 초과했는지의 여부를 판단하고, 그 양극의 전위가 그 제2 레벨을 초과한 경우에는, 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 전류를 상기 제2 전류값(일례로서, 2640 mA)으로 증가시킬 수 있다. 여기서, 상기 제2 레벨과 상기 제1 레벨의 차분은, 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)보다 큰 값이 된다. 이들 구성에 의하면, 제어부(130)이 검출하는 전원(BT)의 양극의 외관 상의 전위에 포함되는 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)를 고려하여, 전원(BT)의 과방전 상태가 해소되었는지의 여부를 고정밀도로 판단할 수 있다. 이로써, 과방전 상태가 해소된 전원(BT)의 충전 속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과방전 상태가 해소되지 않은 전원(BT)에 대한 높은 레이트의 충전을 억제할 수 있다.
또한, 제어부(130)에 의한 상기의 판단은, 도 28에 있어서의 타이밍(S6)과 타이밍(S7) 사이에서 긍정적으로 될 수 있다. 즉, 상기 판단이 긍정적으로 되면, 도 28의 예시와는 달리 타이밍(S7)을 기다리지 않고, 타이밍(S8)을 찾아갈 수 있다.
전원(BT)의 전위가 더 상승하고, 보호 회로(90)에 의해 검출되는 전원(BT)의 전위로서 검출되는 전위가 상기 제1 레벨보다 높은 제3 레벨을 상회한 타이밍(S7)에 있어서, 보호 회로(90)은, 제1 트랜지스터(SD)를 닫는다. 이로써, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 의해 전원(BT)의 전위로서 검출되는 전위는, 전원(BT)의 양극의 전위에 일치하게 된다. 즉, 제1 트랜지스터(SD)가 닫힘으로써, 보호 회로(90)에 의해 검출되는 전위는, 제1 정류 소자인 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)만큼 저하된다.
그 후, 제어부(130)은, 계측 회로(100)으로부터 취득되는 전원(BT)의 출력 전압이 상기 제2 레벨보다 작은 제4 레벨을 초과했는지의 여부를 판단하고, 그 양극의 전위가 그 제4 레벨을 초과한 경우에는, 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 전류를 상기 제2 전류값(도 28에서는, 2640 mA)으로 증가시킬 수 있다. 또한, 제어부(130)은, PC2 단자에 공급되는 전위에 기초하여 환산 혹은 검출되는 전원(BT)의 양극의 전위가 상기 제1 레벨보다 큰 상기 제3 레벨을 초과했는지의 여부를 판단하고, 그 양극의 전위가 그 제3 레벨을 초과한 경우에는, 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 전류를 상기 제2 전류값(도 28에서는, 2640 mA)으로 증가시킬 수 있다.
즉, 보호 회로(90)은, 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 제1 레벨을 하회한 것에 따라, 전원(BT)의 방전이 차단되도록 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 열도록 작동할 수 있다. 또한, 제어부(130)은, PC2 단자에 공급되는 전위에 기초하여 검출되는 전원(BT)의 양극의 전위가, 전원(BT)의 충전에 의해 그 제1 레벨보다 큰 제2 레벨을 상회한 것에 따라, 전원(BT)의 충전 전류를 증가시키도록 동작할 수 있다.
도 29에는, 보호 회로(90), 스위치부(SWP), 계측 회로(100), 제어부(130) 및 스위치 회로(80)이 제1 도전로(PT1) 및 제2 도전로(PT2)와 함께 도시되어 있다. 스위치 회로(80)은, 예를 들어, PMOS 트랜지스터(SBVC)와, npn형 바이폴라 트랜지스터(SBEN)과, 2개의 저항기(10 kΩ, 470 Ω)를 포함할 수 있지만, 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 스위치 회로(80)은, 예를 들어, 제어부(130)의 PB4 단자로부터 출력되는 ADCB+_EN 신호가 액티브 레벨일 때에 온되는 단일 트랜지스터로 구성되어도 된다.
도 29에 나타낸 예에서는, 전원(BT)가 정상 상태인 경우, ADCB+_EN 신호가 액티브 레벨(여기서는, 하이레벨)이 되면, PMOS 트랜지스터(SBVC)가 온된다. 보다 상술하면, 액티브 레벨(여기서는, 하이레벨)로 천이한 ADCB+_EN 신호가, npn형 바이폴라 트랜지스터(SBEN)의 베이스 단자에 공급되면, npn형 바이폴라 트랜지스터(SBEN)은 온된다. PMOS 트랜지스터(SBVC)의 게이트 단자는, npn형 바이폴라 트랜지스터(SBEN)을 통하여 그라운드 라인인 제2 도전로(PT2)에 접속되기 때문에, PMOS 트랜지스터(SBVC)의 게이트 단자의 전위는, 대략 0V가 된다. PMOS 트랜지스터(SBVC)의 소스 단자에는, 제1 도전로(PT1)을 통하여 전원(BT)의 양극의 전위가 공급되기 때문에, PMOS 트랜지스터(SBVC)의 소스·게이트간 전압(절대값)이 PMOS 트랜지스터(SBVC)의 문턱값(절대값)보다 커지고, PMOS 트랜지스터(SBVC)가 온된다. PMOS 트랜지스터(SBVC)가 온되면, 분압용 저항기(R11, R12)에 의해 분압된 전원(BT)의 양극의 전위가, 제어부(130)의 PC2 단자에 입력된다. 제어부(130)의 PC2 단자에 입력되는 신호의 크기는 전원(BT)의 양극의 전위에 의존하기 때문에, 제어부(130)은, PC2 단자에 입력되는 신호에도 기초하여, 전원(BT)의 양극의 전위를 취득할 수 있다. 또한, 제어부(130)의 VSS 단자 및 제2 전원 커넥터(BC-)는, 모두 제2 도전로(PT2)에 접속된다. 즉, 제어부(130)의 VSS 단자와 제2 전원 커넥터(BC-)는 거의 같은 전위이다. 이 때문에, 제어부(130)이 취득하는 전원(BT)의 양극의 전위는, 전원(BT)의 출력 전압과 거의 동일하다.
한편, 전원(BT)가 과방전 상태 혹은 심방전 상태인 경우, ADCB+_EN 신호가 액티브 레벨이 되어도 PMOS 트랜지스터(SBVC)가 온되지 않는다. 여기서, 스위치 회로(80)의 2개의 저항기에 의한 분압비에 의해, PMOS 트랜지스터(SBVC)가 온될 때의 전원(BT)의 양극의 전위의 하한치가 결정된다. PMOS 트랜지스터(SBVC)가 온되기 위해서는, 소스의 전위에 대하여 게이트의 전위가 PMOS 트랜지스터(SBVC)의 문턱값만큼 낮을 필요가 있으며, 그러기 위해서는, 전원(BT)의 양극의 전위는, 그 분압비에 의해 정해지는 값 이상이어야 한다. 도 29에 도시된 예에서는, 전원(BT)가 과방전 상태 혹은 심방전 상태에 있어서, 전원(BT)로부터 스위치 회로(80)(PMOS 트랜지스터(SBVC)) 및 분압용 저항기(R11, R12)를 통하여 전류가 흐르는 것이 방지된다. 이로써, 전원(BT)가 과방전 상태 혹은 심방전 상태에 있어서, 전원(BT)가 더 방전되는 것이 방지된다.
도 29a, 도 28b, 도 29c, 도 29d, 도 29e, 도 29f에는, 도 29와 마찬가지의 구성이 도시되어 있다. 도 29a, 도 28b, 도 29c, 도 29d, 도 29e, 도 29f는, 각각 도 28에 나타낸 타이밍(S2, S3, S4, S5, S6, S7)에서의 상태가 모식적으로 도시되어 있다.
도 29a에 나타낸 타이밍(S2)에서는, 전원(BT)가 과방전 상태에 돌입하고, 그 양극의 전위(제1 전원 커넥터(BC+)의 전위)가 과방전 상태의 전위(여기서는, 2.5V)까지 저하되어 있다. 이로써, PMOS 트랜지스터(SBVC)의 소스·게이트간 전압(절대값)이 PMOS 트랜지스터(SBVC)의 문턱값(절대값)보다 작아지고, PMOS 트랜지스터(SBVC)가 오프된다. PMOS 트랜지스터(SBVC)가 오프되면, 전원(BT)로부터 스위치 회로(80)(PMOS 트랜지스터(SBVC)) 및 분압용 저항기(R11, R12)를 통하여 전류가 흐르는 것이 방지되기 때문에, 제어부(130)의 PC2 단자에는 저항기(R12)를 통하여 제2 도전로(PT2)의 전위가 입력된다. 이로써, 제어부(130)은, 전원(BT)의 양극의 전위로서 0V를 취득한다. 보호 회로(90)과 계측 회로(100) 각각의 VBAT 단자는, 제1 도전로(PT1)에 직접 접속된다. 이 때문에, 보호 회로(90) 및 계측 회로(100)은, 타이밍(S2)에서는 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)로서 0V보다 큰 값을 취득할 수 있다.
도 29b에 나타낸 타이밍(S3)에서는, 전원(BT)의 방전이 더 진행되고, 전원(BT)의 양극의 전위가 제1 문턱값을 하회함으로써, 보호 회로(90)은, 전원(BT)를 보호하기 위해, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 오프시킨다. 이로써, 전원(BT)의 양극으로부터 제1 전원 커넥터(BC+), 제1 도전로(PT1), 제2 도전로(PT2), 제2 전원 커넥터(BC-)를 통하여 전원(BT)의 음극에 이르는 경로가 차단된다. 그 때문에, 전원(BT)로부터 제1 도전로(PT1) 및 제2 도전로(PT2)를 통하여 전력 혹은 전압이 공급되는 충전 회로(20), 게다가 충전 회로(20)을 통하여 전력 혹은 전압의 공급을 받는 변압 회로(30), 로드 스위치(40)에 대한 전력 혹은 전압의 공급이 끊어진다. 따라서, 계측 회로(100) 및 제어부(130)에 대한 전압(VCC33)의 공급이 정지되고, 계측 회로(100) 및 제어부(130)이 동작을 정지한다. 즉, 계측 회로(100) 및 제어부(130)은, 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)를 취득할 수 없게 된다. 한편, 보호 회로(90)은, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)의 상태와는 무관하게, 상술한 폐쇄 회로에 의해 전원(BT)로부터 직접 전력 혹은 전압의 공급을 받으므로, 동작을 계속할 수 있다. 이 때, 계측 회로(100) 및 제어부(130)의 동작은 정지되어 있으므로, 전원(BT)의 방전의 진행을 억제할 수 있다.
도 29c에 나타낸 타이밍(S4)에서는, 전원(BT)의 충전을 위해서, 사용자에 의해 USB 케이블이 USB 커넥터(USBC)에 접속된다. 이에 따라, USB 케이블을 통하여 공급된 전압은, 과전압 보호 회로(110), VUSB 라인, 로드 스위치(10) 및 VCC5 라인을 통하여 충전 회로(20)에 공급되고, 충전 회로(20)은, 디폴트로 설정되는 제1 파워패스 모드에서 동작하여 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급한다. 이에 따라, 계측 회로(100) 및 제어부(130)에 대한 전압(VCC33)의 공급이 재개 혹은 개시된다. 따라서, 계측 회로(100) 및 제어부(130)은, 동작을 재개 혹은 개시한다.
도 29d에 나타낸 타이밍(S5)에서는, 제어부(130)은, PB3 단자로부터 로레벨을 출력하고, 충전 회로(20)의 /CE 단자에 로레벨(인에이블 레벨)을 공급시킨다. 이로써, 충전 회로(20)은, BAT 단자로부터 전원(BT)에 대하여 충전 전압을 공급하는 동작을 개시하고, 전원(BT)의 양극의 전위가 상승하기 시작한다. 이 때의 전원(BT)의 충전 전류는, 소정 전류값보다 작은 제1 전류값(도 28에서는, 540 mA)일 수 있다. 이는, 전원(BT)가 과방전 상태 혹은 심방전 상태에 이른 상태에서 통상적인 충전 시와 같은 전류값으로 충전을 하면, 전원(BT)가 회복 불가능한 상태가 될 가능성이 있기 때문이다.
타이밍(S5∼S7)의 기간에서는, 제1 트랜지스터(SD)가 오프되어 있지만, 제1 트랜지스터(SD)에 병렬로 접속된 보디 다이오드(BDD)의 순방향과 전원(BT)를 충전하는 충전 전류가 흐르는 방향이 일치하므로, 전원(BT)를 충전할 수 있다. 다만, 그라운드 노드(GN)(USB 커넥터(USBC)의 그라운드 단자와 동일한 노드)을 기준으로 하면, 전원(BT)의 음극이 접속된 제2 전원 커넥터(BC-)의 전위는, 그 사이의 경로에 있어서의 전압 강하분만큼 높다. 도 29d의 예에서는, 전원(BT)의 음극이 접속된 제2 전원 커넥터(BC-)의 전위는, 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF) 및 저항기(R1, R2)에 의한 전압 강하분만큼 그라운드 노드(GN)의 전위보다 높다. 보호 회로(90)에 접속되는 저항기(R2)와 계측 회로(100)에 접속되는 저항기(R1)의 전기 저항치는 매우 작기 때문에, 저항기(R1, R2)에 의한 전압 강하는 무시할 수 있는 정도이다. 따라서, 전원(BT)가 정상 상태에 있는 경우, 제2 전원 커넥터(BC-)의 전위는, 그라운드 노드(GN)의 전위와 거의 동일하다. 그러나, 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)는, 일반적으로 수 100 mV 정도는 되기 때문에, 무시할 수 있는 정도는 아니다.
전원(BT)의 양극의 전위가 과방전 영역에 돌입하기 전의 전위까지 상승한 타이밍(S6)에서는, 스위치 회로(80)이 온되고, 제어부(130)의 PC2 단자에는, 전원(BT)의 양극의 전위를 소정의 분압비로 분압한 전위 ADC_B+가 공급된다. 제어부(130)은, 그 분압비에 기초하여 PC2 단자의 전위를 전원(BT)의 양극의 전위로 환산할 수 있다. 이 분압비는, 저항기(R11, R12)의 저항치에 의해 정해진다.
그 후, 도 29f에 나타내는 타이밍(S7)에서는, 보호 회로(90)은, 제1 트랜지스터(SD)를 닫는다. 이로써, 제1 트랜지스터(SD)를 통하는 경로가 형성되고, 또한 제1 트랜지스터(SD)의 온 저항은 무시 가능하므로, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 의해 전원(BT)의 전위로서 검출되는 전위는, 전원(BT)의 양극의 전위와 일치하게 된다. 즉, 제1 트랜지스터(SD)를 닫음으로써, 보호 회로(90)에 의해 검출되는 전위는, 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)만큼 저하된다. 보호 회로(90)은, VBAT 단자와 VSS 단자의 전위차를, 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)로서 취득한다. 즉, 보호 회로(90)이 취득하는 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)에는, 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)의 영향을 받지 않는다. 이 점에서, 보호 회로(90)이 취득하는 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)는, 그 참값과 거의 동일하다. 도 29b에 나타내는 타이밍(S3)에서 제1 트랜지스터(스위치)(SD)는 오프가 되고, 또한, 도 29f에 나타내는 타이밍(S7)에서 제1 트랜지스터(스위치)(SD)는 온이 된다. 도 28 등에서도 명백한 바와 같이, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 오프할 때의 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)는, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 온할 때의 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)와 상이할 수 있다. 보다 구체적으로는, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 오프할 때의 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)는, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 온할 때의 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)보다 낮다. 이는, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 온한 직후에 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 오프하는 것과 같은 사태를 억제하기 위한 히스테리시스로서 기능할 수 있다.
도 30, 도 31에는, 보호 회로(90), 제어부(130), 충전 회로(20) 및 계측 회로(100)의 동작예가 시계열로 도시되어 있다. 또한, 도 32에는, 충전 완료에 의한 인터럽트를 받았을 때의 제어부(130)의 동작예가 도시되어 있다. 우선, 전원(BT)로부터의 방전에 의해 전원(BT)의 양극의 전위가 저하를 계속하고, 스텝 P11에 있어서, 보호 회로(90)은, 전원(BT)의 양극의 전위가 제1 레벨을 하회한 것을 검출한다. 이에 응답하여, 스텝 P12에 있어서, 보호 회로(90)은, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)를 오프시킨다(도 28에 있어서의 타이밍(S3) 및 도 29b). 이로써, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 대한 전압(VCC33)의 공급이 끊어진다. 그 때문에, 제어부(130)은, 스텝 M11에서 동작을 정지하고, 계측 회로(100)은, 스텝 K11에서 동작을 정지한다. 스텝 P12, 스텝 M11 및 스텝 K11은, 거의 동시에 일어날 수 있다.
그 후, 외부 기기에 접속된 USB 케이블이 USB 커넥터(USBC)에 접속된다(도 28에 있어서의 타이밍(S4) 및 도 29c). 이로써, 충전 회로(20)의 VBUS 단자에 외부 기기로부터 전력이 공급될 수 있다. 충전 회로(20)은, 제1 파워패스 모드에서 동작하고, VBUS 단자와 SW 단자를 전기적으로 접속하고, VCC5 라인을 통하여 공급되는 전압(VCC5)를 사용하여 VCC 라인에 전압(VCC)를 공급한다(스텝 C11). 전압(VCC)의 공급을 받은 변압 회로(30)은, 전압(VCC33_0)을 생성하고, 로드 스위치(40)은, 그 전압(VCC33_0)을 받아 전압(VCC33)을 출력한다. 이로써, 제어부(130) 및 계측 회로(100)에 전압(VCC33)이 공급된다.
스텝 M12에 있어서, 제어부(130)이 기동(재기동)되고, 병행하여, 스텝 K12에 있어서, 계측 회로(100)도 기동(재기동)된다. 스텝 M13에 있어서, 제어부(130)은, 계측 회로(100)에 대하여, I2C 인터페이스를 통하여, 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)의 제공을 요구한다. 스텝 K13에 있어서, 계측 회로(100)은, 제어부(130)에 대하여, I2C 인터페이스를 통하여, 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)를 제공한다. 스텝 M14에서는, 제어부(130)은, 계측 회로(100)으로부터, I2C 인터페이스를 통하여, 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)를 수신한다.
스텝 M15에서는, 제어부(130)은, ADCB+_EN 신호를 액티브 레벨로 천이하고, 스텝 M16에서는, 제어부(130)은, PC2 단자에 공급되는 전위(ADCB+ 신호라고도 한다)에 기초하여, 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)를 취득한다.
스텝 M17에서는, 제어부(130)은, 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 제1 소정 문턱값(예를 들어, 0.1V) 이하 또는 스텝 M14에서 계측 회로(100)으로부터 취득한 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)가 제2 소정 문턱값(예를 들어, 1.5V) 이하인지의 여부를 판단한다.
그리고, 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 그 제1 소정 문턱값 이하인 경우, 또는, 스텝 M14에서 계측 회로(100)으로부터 취득한 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)가 제2 소정 문턱값 이하인 경우는, 스텝 M21에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 작은 제1 전류값으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다(도 28에 있어서의 타이밍(S5) 및 도 29d). 한편, 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 그 제1 소정 문턱값 이하가 아니고, 또한, 스텝 M14에서 계측 회로(100)으로부터 취득한 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)가 제2 소정 문턱값 이하가 아닌 경우, 스텝 M18에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 큰 제2 전류값(정상적인 충전 시퀀스)으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다.
정상적인 충전 시퀀스는, 일반적인 CCCV 충전이기 때문에, 그 설명을 생략한다. 또한, 보호 회로(90)에 의해 트랜지스터(스위치)(SD)가 오프될 정도로 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 저하된 경우, PC2 단자에는, 저항기(R12)를 통하여 제2 도전로(PT2)의 전위(즉, 그라운드 전위)가 입력된다. 즉, 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)는, 0.1V 이하여야 한다. 환언하면, 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 0.1V를 초과하는 경우는, 노이즈나 매우 저온 환경에 놓이거나 하여, 전원(BT)가 과방전 상태 또는 심방전 상태의 상태에 있다고 잘못 판단되었다고 생각할 수 있다.
다른 예를 들면, 스텝 M17에서는, 제어부(130)은, 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 소정 문턱값(예를 들어, 0.1V) 이하인지의 여부를 판단한다. 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 그 소정 문턱값(예를 들어, 0.1V) 이하이면, 제어부(130)은, 스텝 M21에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 작은 제1 전류값으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다(도 28에 있어서의 타이밍(S5) 및 도 29d). 한편, 스텝 M16에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 그 소정 문턱값(예를 들어, 0.1V) 이하가 아니면, 스텝 M18에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 큰 제2 전류값(정상적인 충전 시퀀스)으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다.
또 다른 예를 들면, 스텝 M17에서는, 제어부(130)은, 스텝 M14에서 계측 회로(100)으로부터 취득한 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)가 소정 문턱값(예를 들어, 1.5V) 이하인지의 여부를 판단한다. 그리고, 스텝 M14에서 취득한 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)가 그 소정 문턱값(예를 들어, 1.5V) 이하이면, 제어부(130)은, 스텝 M21에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 작은 제1 전류값으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다(도 28에 있어서의 타이밍(S5) 및 도 29d). 한편, 스텝 M14에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 그 소정 문턱값(예를 들어, 1.5V) 이하가 아니면, 스텝 M18에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 큰 제2 전류값(정상적인 충전 시퀀스)으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다.
스텝 M22에 있어서, 제어부(130)은, 소정 시간에 걸쳐 대기한다. 이 소정 시간 동안에, 후술하는 스텝 C12에 의해 전원(BT)의 충전이 진행된다. 스텝 M23에서는, 제어부(130)은, ADCB+_EN 신호를 액티브 레벨로 천이하고, 스텝 M24에서는, 제어부(130)은, PC2 단자에 공급되는 전위(ADCB+ 신호)에 기초하여 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)를 취득한다. 스텝 M25에서는, 제어부(130)은, 스텝 M24에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 제2 레벨(예를 들어, 3.35V) 이상인지의 여부를 판단한다. 그리고, 스텝 M24에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 제2 레벨(예를 들어, 3.35V) 이상이면, 제어부(130)은, 스텝 M26에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 큰 제2 전류값(정상적인 충전 시퀀스)으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다.
한편, 스텝 M24에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 제2 레벨(예를 들어, 3.35V) 이상이 아니면, 제어부(130)은, 스텝 M27에 있어서, 스텝 M24에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 전회의 스텝 M24에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)보다도, 전술한 보디 다이오드(SDD)의 순방향 전압(VF)만큼 강하되었는지의 여부, 즉 제1 트랜지스터(스위치)(SD)가 온되었는지의 여부를 판단한다. 이 판단은, 전회의 스텝 M24에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)로부터 이번 스텝 M24에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)를 감산한 값이, 보디 다이오드(SDD)의 순방향 전압(VF) 이상인지의 여부에 따라 실행할 수 있다. 그리고, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)가 온되었다고 판단한 경우에는, 제어부(130)은, 스텝 M28로 처리를 진행한다. 한편, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)가 온되어 있지 않다고 판단한 경우에는, 제어부(130)은, 스텝 M23으로 처리를 되돌린다. 도 31에 예시한 시계열에서는, 스텝 P21에 있어서 보호 회로(90)은, 제1 트랜지스터(SD)를 닫는다(도 28에 있어서의 타이밍(S7) 및 도 29f).
스텝 M28에서는, 제어부(130)은, 계측 회로(100)에 대하여, I2C 인터페이스를 통하여, 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)의 제공을 요구한다. 스텝 K21에 있어서, 계측 회로(100)은, 제어부(130)에 대하여, I2C 인터페이스를 통하여, 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)를 제공한다. 스텝 M29에서는, 제어부(130)은, 계측 회로(100)으로부터, I2C 인터페이스를 통하여, 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)를 수신한다.
스텝 M30에서는, 제어부(130)은, 스텝 M29에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 제4 레벨(예를 들어, 2.35V) 이상인지의 여부를 판단한다. 그리고, 스텝 M29에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 그 제4 레벨 이상이면, 제어부(130)은, 스텝 M31에 있어서, I2C 인터페이스를 통하여, 소정 전류값보다 큰 제2 전류값(정상적인 충전 시퀀스)으로 전원(BT)의 충전을 실시하도록 충전 회로(20)에 대하여 지령을 보낸다(도 28에 있어서의 타이밍(S8)). 한편, 스텝 M29에서 취득한 전원(BT)의 양극의 전위(전원(BT)의 출력 전압)가 그 제4 레벨 이상이 아니면, 제어부(130)은, 처리를 스텝 S28로 되돌린다. 제4 레벨은, 제1 트랜지스터(스위치)(SD)가 온된 상태에서 사용되는 기준이므로, 제2 레벨보다 작은 값일 수 있다. 또한, 제4 레벨은, 제1 레벨보다 큰 값이다.
충전 회로(20)은, 스텝 C12에서 전원(BT)의 충전을 개시한 후, 스텝 C13에서 전원(BT)의 충전 완료를 기다리고, 충전이 완료되면, 스텝 C14에 있어서, 제어부(130)에 인터럽트 요구를 보낼 수 있다. 한편, 제어부(130)은, 인터럽트 요구를 충전 회로(20)으로부터 받으면, 도 32에 나타내는 처리를 도 30, 도 31에 나타낸 처리와는 별도로 실행할 수 있다.
스텝 M41에 있어서, 제어부(130)은, I2C 인터페이스를 통하여, 충전 회로(20)으로부터 전원(BT)의 충전에 필요한 총 충전 시간을 취득한다. 스텝 M42에 있어서, 제어부(130)은, 충전 회로(20)으로부터 인터럽트 요구를 받기 직전의 상태가 제1 전류값으로 전원(BT)를 충전 중이었는지의 여부를 판단하고, 인터럽트 요구를 받기 직전의 상태가 제1 전류값으로 전원(BT)를 충전 중이 아니었던 경우에는, 도 32의 처리를 종료한다. 한편, 인터럽트 요구를 받기 직전의 상태가 제1 전류값으로 전원(BT)를 충전 중이었던 경우에는, 제어부(130)은, 에러 처리를 실행한다. 이 에러 처리는, 이하에서 설명하는 바와 같이, 2종류의 처리를 포함할 수 있다. 환언하면, 제어부(130)은, 인터럽트 요구를 받기 직전의 상태가 충전 전류를 제1 전류값에서 제2 전류값으로 변경하기 전인지의 여부를 판단하고, 인터럽트 요구를 받기 직전의 상태가 충전 전류를 제1 전류값에서 제2 전류값으로 변경하기 전의 상태인 경우에는, 영구 고장 처리를 실행한다. 한편, 인터럽트 요구를 받기 직전의 상태가 충전 전류를 제1 전류값에서 제2 전류값으로 변경한 후의 상태인 경우에는, 제어부(130)은, 충전 에러 처리를 실행한다.
구체적으로는, 스텝 M43에서는, 제어부(130)은, 스텝 M41에 있어서 충전 회로(20)으로부터 취득한 총 충전 시간이 기준 시간보다 짧은지의 여부를 판정하고, 그 총 충전 시간이 그 기준 시간보다 짧은 경우에는, 제어부(130)은, 스텝 SM44에 있어서, 1개의 에러 처리로서의 영구 고장 처리를 실행한다. 제어부(130)은, 예를 들어, 영구 고장 처리로서, 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 사용 불가능한 상태로 천이시키는 처리를 실행할 수 있다. 이는, 상술한 에어로졸 발생 장치(AGD) 혹은 전원 유닛(PSU)를 영구 고장 모드로 이행시키는 것과 동일한 의미일 수 있다. 제어부(130)은, 예를 들어, 충전 회로(20)에 대하여, I2C 인터페이스를 통하여, 모든 파워패스 모드에서의 동작을 금지하는 커맨드를 보냄으로써, 충전 회로(20)의 SYS 단자 및 SW 단자로부터의 전압의 출력을 정지시킬 수 있다. 이로써, 제어부(130)에 대한 전력의 공급이 끊어지고, 제어부(130)은, 동작 불가능한 상태가 된다. 이와 같은 동작은, 심방전 상태에 이르렀다고 판단되는 전원(BT)의 충전 및 방전을 금지하고, 안전성을 높이도록 기여한다.
한편, 스텝 M41에 있어서 충전 회로(20)으로부터 취득한 총 충전 시간이 기준 시간보다 짧지 않은 경우, 스텝 M45에 있어서, 제어부(130)은, 또 하나의 에러 처리로서의 충전 에러 처리를 실행한다. 충전 에러 처리는, 전원(BT)의 충전 및 히터(HT)에 대한 전력의 공급을 금지하는 처리를 포함할 수 있다. 충전 에러 처리는, 통보부(NU)를 사용하여 사용자에 대하여 리셋 혹은 재기동을 위한 조작을 촉구하는 처리를 포함할 수 있다. 제어부(130)은, 제어부(130)이 리셋 혹은 재기동되면, 슬리프 모드로 될 수 있다. 이 경우, 사용자는, USB 커넥터에 대하여 USB 케이블을 재접속함으로써, 전원(BT)를 재차 충전할 수 있다. 또한, 전원(BT)가 정상 상태이면, 히터(HT)에 대한 전력의 공급도 가능하다.
이상과 같이, 제어부(130)은, PC2 단자에 공급되는 전위에 기초하여 검출되는 전원(BT)의 양극의 전위가 제2 문턱값을 상회하기 전에 충전 회로(20)(전압 공급 회로)이 충전을 종료한 경우에, 에러 처리를 실행하도록 구성될 수 있다. 제어부(130)은, 충전 회로(20)이 전원(BT)의 충전에 필요한 시간이 기준 시간보다 짧은 경우에는, 에러 처리로서, 전원(BT)의 충전 및 히터(HT)에 대한 전력의 공급을 금지할 수 있으며, 이 경우는, 전원(BT)의 충전 및 히터(HT)에 대한 전력의 공급이 금지된 상태는, 해제 불가능으로 될 수 있다. 제어부(130)은, 충전 회로(20)이 전원(BT)의 충전에 필요한 시간이 기준 시간보다 짧지 않은 경우에는, 에러 처리로서, 전원(BT)의 충전 및 히터(HT)에 대한 전력의 공급을 금지할 수 있으며, 이 경우는, 전원(BT)의 충전 및 히터(HT)에 대한 전력의 공급이 금지된 상태는, 제어부(130)의 재기동이나 리셋 등에 의해 해제될 수 있다.
도 28, 도 29, 도 29a 내지 도 29f, 도 30 내지 도 32를 참조하여 설명된 실시형태는, 이하와 같은 측면도 갖는다.
제어부(130)은, 전원(BT)의 상태에 상관을 갖는 정보를 받는 제1 단자로서의 PC2 단자를 가지며, PC2 단자에 공급되는 정보에 따른 제1 지표를 취득할 수 있다. 제1 정보는, 전원(BT)의 상태를 나타내는 지표이다.
계측 회로(100)은, 전원(BT)의 상태에 상관을 갖는 정보를 받는 제2 단자로서 VBAT 단자를 가지며, VBAT 단자에 공급되는 정보에 따른 제2 지표를 생성하여 제어부(130)에 제공할 수 있다. 제어부(130)에 대한 제2 지표의 제공은, I2C 인터페이스를 사용하여 실시될 수 있다.
제어부(130)은, 제1 지표 및 제2 지표에 따라 전원(BT)의 충전 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 31에 있어서의 스텝 M23, M24, M25, M26은, 제어부(130)의 PC2 단자에 공급되는 정보에 따른 제1 지표에 기초하여 전원(BT)의 충전 동작을 제어하는 시퀀스의 일례이다. 또한, 도 31에 있어서의 M28, M29, M30, M31은, 계측 회로(100)이 생성하여 제어부(130)에 제공되는 제2 지표에 기초하여 전원(BT)의 충전 동작을 제어하는 시퀀스의 일례이다. 정상 상태에 없는 전원(BT)의 상태를, 1개의 지표만으로 판단하는 것은 더할 나위 없이 곤란하다. 이와 같은 구성에 의하면, 제어부(130)은, 제1 지표와 제2 지표로부터 전원(BT)의 상태를 취득하므로, 정상 상태에 없는 전원(BT)에 대해서도 적절한 충전을 실시할 수 있다.
충전 회로(20)은, 전원(BT)를 소정 전류값보다 작은 제1 전류값으로 충전하는 제1 모드 및 전원(BT)를 그 소정 전류값보다 큰 제2 전류값으로 충전하는 제2 모드에서 동작 가능한 충전 회로로서 이해되어도 된다.
제어부(130)은, 제1 지표 및 제2 지표 중 적어도 1개가, 전원(BT)가 과방전 상태인 것을 나타내고 있는 경우에, 전원(BT)가 제1 모드에서 충전되도록 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 동작을 제어할 수 있다(스텝 C12). 전원(BT)가 과방전 상태인지의 여부를 고정밀도로 구별하는 것은 용이하지 않다. 이와 같은 구성에 의하면, 제1 지표와 제2 지표 중 한 쪽이 전원(BT)의 과방전 상태를 검출할 수 없어도, 다른 쪽이 과방전 상태를 검출할 수 있으면, 전원(BT)는 제1 충전 모드에서 충전된다. 즉, 과방전 상태에 있을 우려가 있는 전원(BT)에 대하여 높은 레이트에 의한 충전이 실시되지 않게 되기 때문에, 높은 레이트의 충전에 의해 과방전 상태에 있는 전원(BT)가 고장나지 않게 된다.
혹은, 제어부(130)은, 제1 지표 및 제2 지표 중 적어도 1개가, 전원(BT)의 과방전 상태가 해소된 것을 나타내고 있는 경우에, 전원(BT)가 제2 모드에서 충전되도록 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 동작을 제어할 수 있다(스텝 M26, M31). 전원(BT)의 충전 중에는, 제어부(130)이 검출하는 전원(BT)의 양극의 전위나 계측 회로(100)이 제어부(130)에 대하여 제공하는 전원(BT)의 출력 전압의 정보(VBAT 정보)에, 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)의 영향이 포함될 우려가 있다. 순방향 전압(VF)는, 온도나 충전 전류값에 의해서도 변동되기 때문에, 1개의 지표만으로 전원(BT)의 과방전 상태가 해소되었는지의 여부를 판단하는 것은 용이하지 않다. 이와 같은 구성에 의하면, 제1 지표와 제2 지표 중 한 쪽이 전원(BT)의 과방전 상태의 해소를 검출할 수 없어도, 다른 쪽이 그 해소를 검출할 수 있으면, 전원(BT)는 제2 충전 모드에서 충전된다. 즉, 전원(BT)의 과방전 상태의 해소가 간과되기 어려워지기 때문에, 정상 상태가 된 전원(BT)의 잔용량을 조기에 회복할 수 있다.
혹은, 제어부(130)은, 제1 지표 및 제2 지표 중 적어도 1개가, 전원(BT)가 과방전 상태인 것을 나타내고 있는 경우에, 전원(BT)가 제1 모드에서 충전되도록 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 동작을 제어하고(스텝 C21), 또한, 제1 지표 및 제2 지표 중 적어도 1개가, 전원(BT)의 과방전 상태가 해소된 것을 나타내고 있는 경우에, 전원(BT)가 제2 모드에서 충전되도록 충전 회로(20)에 의한 전원(BT)의 충전 동작을 제어할 수 있다(스텝 M26, M31).
상기 제1 지표와 상기 제2 지표는, 상기한 예에서는, 전원(BT)의 양극의 전위, 혹은, 전원(BT)의 출력 전압이며, 이것은, 동일한 척도로 비교 가능한 지표이다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기한 예에서는, 전원(BT)의 양극의 전위는, 전원(BT)의 출력 전압과 거의 동일하다.
도 31의 M23∼M31에 예시되는 바와 같이, 제어부(130)은, 제1 트랜지스터(제1 스위치)(SD)가 열린 상태에서는, 상기 제1 지표에 기초하여 충전 동작을 제어하고, 제1 트랜지스터(제1 스위치)(SD)가 닫힌 상태에서는, 상기 제2 지표에 기초하여 충전 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 여기서, 계측 회로(100)의 VBAT 단자는, 제1 경로(PT1)(전원(BT)의 양극)에 직접 접속될 수 있다. 한편, 제어부(130)의 PC2 단자는, PMOS 트랜지스터(SBVC) 등의 트랜지스터, 및/또는, 저항기(R11, R12)로 구성되는 바와 같은 분압 회로를 통하여 제1 경로(PT1)(전원(BT)의 양극)에 접속될 수 있다. 혹은, 다른 관점에 있어서, 제어부(130)의 PC2 단자는, 아날로그 회로를 통하여 제1 경로(PT1)(전원(BT)의 양극)에 접속될 수 있다. 따라서, 전원(BT)의 양극의 전위, 혹은, 전원(BT)의 출력 전압을 검출 혹은 계측하는 정밀도는, 제어부(130)보다도 계측 회로(100)의 쪽이 높다.
따라서, 제1 트랜지스터(제1 스위치)(SD)가 닫히고, 보디 다이오드(BDD)의 순방향 전압(VF)의 영향이 없어진 상태(순방향 전압(VF)에 의한 오차 요인이 없어진 상태)에서는, 제어부(130)은, 계측 회로(100)으로부터 제공되는 제2 지표에 기초하여 충전 동작을 제어하는 것이 유리하다.
통보부(NU)는, 전원(BT)의 잔량에 관한 정보를 통보할 수 있고, 제어부(130)은, 전원(BT)의 상태로서, 전원(BT)의 잔량(예를 들어, 잔용량, SOC 등)을 나타내는 제3 지표를 계측 회로로부터 취득하고, 그 제3 지표에 따른 정보를 통보부(NU)에 통보시키도록 구성될 수 있다.
발명은 상기 실시형태에 제한되는 것은 아니며, 발명의 요지의 범위 내에서, 여러 가지 변형·변경이 가능하다.
본원은, 2021년 5월 10일 제출된 일본국 특허출원 특원2021-079741을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용의 전부를, 여기에 원용한다.

Claims (18)

  1. 에어로졸 발생 장치의 전원 유닛으로서,
    전원으로부터 공급되는 전력을 사용하여 에어로졸원을 가열하기 위한 히터에 대한 전력 공급 및 상기 전원의 충전을 제어하는 제어부와,
    상기 전원의 상태를 계측하는 계측 회로를 구비하고,
    상기 계측 회로는, 상기 전원의 상태가 이상(異常) 상태가 된 것을 검출하는 검출 회로와, 상기 검출 회로에 의한 검출에 응답하여 이상 통보를 출력하는 출력부를 포함하는, 전원 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 계측 회로는, 상기 제어부로부터의 요구에 따라 상기 전원의 상태에 관한 상태 정보를 상기 제어부에 제공하기 위한 인터페이스를 더 포함하는, 전원 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 이상 통보 및 상기 상태 정보에 따라 상기 전원을 보호하는 보호 동작을 실행하는, 전원 유닛.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보호 동작은, 상기 전원의 충전을 금지하는 것 및 상기 전원으로부터 상기 히터에 대한 방전을 금지하는 것을 포함하는, 전원 유닛.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 전원이 이상인 것을 통보하는 통보부를 더 구비하는, 전원 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부를 리셋하는 리셋부를 더 구비하고,
    상기 보호 동작은, 상기 리셋부에 의해 상기 제어부가 리셋됨으로써 해제되는, 전원 유닛.
  7. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력부는, 상기 전원의 충전 전류가 제1 기준치를 상회한 것 및 상기 전원으로부터의 방전 전류가 제2 기준치를 상회한 것 중 적어도 하나에 따라 상기 이상 통보를 출력하는, 전원 유닛.
  8. 청구항 2 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 출력부로부터의 상기 이상 통보의 출력에 응답하여, 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 상태 정보를 취득하고,
    상기 계측 회로로부터 취득하는 상기 상태 정보는, 상기 전원이 영구 고장났는지의 여부를 판단하기 위한 정보 및, 상기 전원이 영구 고장난 것을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 전원 유닛.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 이상 상태는, 상기 전원의 온도가 기준 온도를 상회한 상태를 포함하는, 전원 유닛.
  10. 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이상 통보에 응답하여, 상기 제어부에 의한 제어에 상관없이, 상기 전원을 보호하는 보호 유닛을 더 구비하는, 전원 유닛.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 보호 유닛이 상기 이상 통보에 응답하여 상기 전원을 보호한 후, 상기 제어부는, 상기 인터페이스를 통하여 취득되는 상기 상태 정보가, 상기 전원이 이상 상태가 아닌 것을 나타내고 있는 경우에, 상기 히터에 대한 전력 공급을 가능하게 하는, 전원 유닛.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 보호 유닛에 의한 상기 전원의 보호는 해제 가능한, 전원 유닛.
  13. 청구항 2 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 주기적인 폴링에 의해 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제1 정보를 취득하고, 상기 이상 통보에 응답하여 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제2 정보를 취득하고,
    상기 제어부는, 상기 전원이 제1 상태인 것을 상기 제1 정보가 나타내고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행하고,
    상기 계측 회로는, 상기 전원이 상기 제1 상태보다도 안 좋은 제2 상태가 된 것에 따라 상기 이상 통보를 출력하는, 전원 유닛.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보는, 상기 전원의 온도를 나타내는 정보인, 전원 유닛.
  15. 청구항 2 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 주기적인 폴링에 의해 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제1 정보를 취득하고, 상기 이상 통보에 응답하여 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제2 정보를 취득하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 정보가, 상기 전원의 충전 시에 상기 전원의 상태가 제1 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행하고, 상기 제1 정보가, 상기 전원의 방전 시에 상기 전원의 상태가 제2 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행하고,
    상기 제1 조건군에 포함되는 조건의 수는, 상기 제2 조건군에 포함되는 조건의 수보다 많은, 전원 유닛.
  16. 청구항 2 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 주기적인 폴링에 의해 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제1 정보를 취득하고, 상기 이상 통보에 응답하여 상기 인터페이스를 통하여 상기 계측 회로로부터 상기 전원의 상태에 관한 제2 정보를 취득하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 정보가, 상기 전원의 충전 시에 상기 전원의 상태가 제3 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행하고, 상기 제2 정보가, 상기 전원의 방전 시에 상기 전원의 상태가 제4 조건군에 포함되는 어느 조건을 만족시키고 있는 경우에, 상기 전원을 보호하는 동작을 실행하고,
    상기 제3 조건군에 포함되는 조건의 수는, 상기 제4 조건군에 포함되는 조건의 수보다 적은, 전원 유닛.
  17. 청구항 2 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이상 통보는, 제1 이상 신호에 의한 통보와, 제2 이상 신호에 의한 통보를 포함하고,
    상기 제1 이상 신호는, 상기 제어부에 제공되고, 상기 제2 이상 신호는, 상기 제어부에 제공되며,
    상기 제1 이상 신호는, 상기 전원의 상태가 제1 이상 상태일 때에 상기 출력부로부터 출력되며, 상기 제2 이상 신호는, 상기 전원의 상태가 상기 제1 이상 상태와는 상이한 제2 이상 상태일 때에 상기 출력부로부터 출력되는, 전원 유닛.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 이상 신호는, 상기 제1 이상 신호를 유지하는 정보 유지 회로를 통하여 상기 제어부에 제공되는, 전원 유닛.
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