KR20240046786A - 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛 - Google Patents

에어로졸 생성 장치의 전원 유닛 Download PDF

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KR20240046786A
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타카오 아라다치
타케시 아카오
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니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤
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Abstract

에어로졸 흡인기(1)의 전원 유닛(10)은 전원(12)과, 전원(12)으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원(22)을 가열하는 히터(21)가 접속되는 방전 단자(41)와, 외부 전원에 접속 가능한 충전 단자(43)와, 제4 FET(104)와, 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 구비한다. 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)는 전원(12)과 방전 단자(41) 또는 충전 단자(43)를 접속한다.

Description

에어로졸 생성 장치의 전원 유닛
본 발명은 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛에 관한 것이다.
하기 특허문헌 1에는, 전원으로부터 제1 전압을 받아서, 발열체에 제2 전압을 공급하는 컨버터(백 부스트 DC-DC 컨버터)를 기화기 장치의 회로에 마련하도록 한 기술이 개시되어 있다.
일본 특허출원공표 제2021-510053호 공보
외부 전원의 전력을 전원으로 공급 가능하게 하기 위해, 혹은 전원의 전력을 가열부로 공급 가능하게 하기 위해, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛은 다양한 소자(전자 부품)를 구비한다. 각 소자는 전류가 흐르는 것에 의해 발열할 수 있지만, 소자가 고온으로 되면, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손으로 이어지거나, 전원 유닛의 동작이 불안정해질 우려가 있다. 이 때문에, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛에서는 발열을 억제하는 것이 요망되었지만, 종래 기술에서는 이 점에 개선의 여지가 있었다.
본 발명은 발열을 억제 가능한 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛을 제공한다.
본 발명은,
전원과,
상기 전원으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원을 가열하는 가열부가 접속되는 가열부 커넥터와,
외부 전원에 접속 가능한 외부 전원 커넥터와,
제1 스위칭 소자와,
상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속되는 제2 스위칭 소자를 구비하고,
병렬 접속된 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 상기 전원과 상기 외부 전원 커넥터 또는 상기 가열부 커넥터를 접속하는
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛이다.
본 발명에 따르면 발열을 억제 가능한 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 에어로졸 흡인기(1)의 사시도이다.
도 2는 에어로졸 흡인기(1)의 분해 사시도이다.
도 3은 에어로졸 흡인기(1)의 단면도이다.
도 4는 에어로졸 흡인기(1)의 전원 유닛(10)의 회로 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 전원 유닛(10)에서의 충전 전원 계통 및 제1 MCU 전원 계통의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 전원 유닛(10)에서의 히터 전원 계통 및 제2 MCU 전원 계통의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 에어로졸 흡인기(1)의 전원 유닛(10)의 회로 구성의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 변형예의 전원 유닛(10)의 회로 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 제1 변형예의 전원 유닛(10)의 회로 구성의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 제2 변형예의 전원 유닛(10)의 회로 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 제2 변형예의 전원 유닛(10)의 회로 구성의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 제2 에어로졸 흡인기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태인 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛에 대하여 설명한다. 우선, 본 실시형태의 전원 유닛을 구비하는 에어로졸 생성 장치의 일례로서의 에어로졸 흡인기에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다.
[제1 에어로졸 흡인기]
에어로졸 흡인기(1)는 연소를 수반하지 않고서 향미가 부가된 에어로졸을 생성하고, 생성된 에어로졸을 흡인하기 위한 기구이다. 에어로졸 흡인기(1)는 손 안에 쥘 수 있는 사이즈인 것이 바람직하고, 대략 직육면체 형상을 포함한다. 또한, 에어로졸 흡인기(1)는, 난형(卵型) 형상, 타원 형상 등이어도 된다. 이하의 설명에서는, 대략 직육면체 형상의 에어로졸 흡인기(1)에서, 직교하는 3방향 중, 길이가 긴 순서부터 상하 방향, 전후 방향, 좌우 방향이라고 칭한다. 또한, 이하의 설명에서는, 편의상, 도 1 내지 도 3에 기재한 바와 같이, 전방, 후방, 좌방, 우방, 상방, 하방을 정의하고, 전방을 Fr, 후방을 Rr, 좌측을 L, 우측을 R, 상방을 U, 하방을 D로서 나타낸다.
도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 에어로졸 흡인기(1)는 전원 유닛(10)과 제1 카트리지(20)와 제2 카트리지(30)를 구비한다. 제1 카트리지(20) 및 제2 카트리지(30)는 전원 유닛(10)에 대하여 착탈 가능하다. 다시 말하면, 제1 카트리지(20) 및 제2 카트리지(30)는 각각 교환 가능하다.
[전원 유닛]
전원 유닛(10)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 대략 직육면체 형상의 전원 유닛 케이스(11)의 내부(이하, 케이스 내부라고도 함)에, 전원(12), 내부 홀더(13), 회로 기판(60), 흡기 센서(15) 등의 각종 센서 등을 수용한다. 전원(12)이나 회로 기판(60) 등을 모아 전원 유닛 케이스(11)에 수용하여 전원 유닛(10)을 구성함으로써, 사용자에 의한 운반을 용이하게 하고, 사용자의 편의성의 향상을 도모할 수 있다.
전원 유닛 케이스(11)는 좌우 방향(두께 방향)으로 착탈 가능한 제1 케이스(11A) 및 제2 케이스(11B)로 구성되고, 이들 제1 케이스(11A)와 제2 케이스(11B)가 좌우 방향으로 조립됨으로써, 전원 유닛(10)의 전면, 후면, 좌면, 우면, 하면이 형성된다. 전원 유닛(10)의 상면은 디스플레이(16)에 의해 형성된다.
전원 유닛(10)의 상면에는 디스플레이(16)의 전방에 마우스피스(17)가 마련된다. 마우스피스(17)는 흡입구(17a)가 디스플레이(16)보다 더 상방으로 돌출한다.
전원 유닛(10)의 상면과 후면과의 사이에는, 후방으로 향함에 따라 하방으로 경사지는 경사면이 마련된다. 경사면에는 사용자가 조작 가능한 조작부(18)가 마련된다. 조작부(18)는 버튼식 스위치 혹은 터치 패널 등으로 구성된다. 일례로서, 사용자는 조작부(18)를 조작함으로써 전원 유닛(10)(예컨대, 후술하는 MCU(50))을 기동시킬 수 있다.
전원 유닛(10)의 하면에는 외부 전원(도시 생략)에 전기적으로 접속 가능한 충전 단자(43)가 마련된다. 충전 단자(43)는 예컨대, 외부 전원과 접속된 케이블의 단부에 마련된 플러그(도시 생략)를 삽입 가능한 리셉터클이다. 충전 단자(43)로서는, 각종 USB 단자(플러그) 등을 삽입 가능한 리셉터클을 사용할 수 있다. 일례로서, 본 실시형태에서는 충전 단자(43)를 USB Type-C 형상의 리셉터클로 한다. 이에 따라, 전원 유닛(10)(즉, 에어로졸 흡인기(1))을 다양한 장소에서 충전하는 것을 용이하게 하여 사용자의 편의성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 충전 단자(43)는 예컨대, 수전 코일을 구비하고, 외부 전원으로부터 송전되는 전력을 비접촉으로 수전 가능하게 구성해도 된다. 이 경우의 전력 전송(Wireless Power Transfer)의 방식은 전자(電磁) 유도형이어도 되고, 자기 공명형이어도 되며, 전자 유도형과 자기 공명형을 조합한 것이어도 된다. 다른 일례로서, 충전 단자(43)는 각종 USB 단자 및 Lightning 단자 중 적어도 하나가 접속 가능하고, 또한 전술한 수전 코일을 포함하고 있어도 된다.
내부 홀더(13)는 전원 유닛(10)의 후면을 따라 연장하는 후벽(13r)과, 케이스 내부의 전후 방향의 중앙부에 마련되어 후벽(13r)과 평행하게 연장하는 중앙벽(13c)과, 디스플레이(16)를 따라 연장하고 후벽(13r)과 중앙벽(13c)을 연결하는 상벽(13u)과, 후벽(13r), 중앙벽(13c), 및 상벽(13u)에 직교하고 이들 후벽(13r), 중앙벽(13c), 및 상벽(13u)에 의해 구획 형성되는 공간을 좌측 공간과 우측 공간으로 분리하는 격벽(13d)과, 중앙벽(13c)에 연결되어 중앙벽(13c)의 전방에서 또한 전원 유닛(10)의 하면보다 상방에 위치하는 카트리지 보유지지부(13a)를 구비한다.
내부 홀더(13)의 좌측 공간에는 전원(12)이 배치된다. 전원(12)은 충전 가능한 이차 전지, 전기 이중층 캐패시터 등이며, 바람직하게는 리튬 이온 이차 전지이다. 전원(12)의 전해질은 겔상의 전해질, 전해액, 고체 전해질, 이온 액체 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어도 된다.
내부 홀더(13)의 우측 공간과, 카트리지 보유지지부(13a)와 전원 유닛(10)의 하면과의 사이에 형성된 하측 공간에 의해 형성되는 공간에는, L자 형상의 회로 기판(60)이 배치된다. 회로 기판(60)은 복수층(예컨대, 4층)의 기판이 적층되어 구성된다. 회로 기판(60)에는 후술하는 MCU(50) 등, 전원 유닛(10)이 갖는 각종 기능을 실현하기 위한 각종 전자 부품이 실장된다.
MCU(Micro Controller Unit)(50)는 에어로졸 흡인기(1)에 대한 사용자의 퍼프(흡기) 동작을 검출하는 흡기 센서(15)를 포함하는 각종 센서 장치, 조작부(18), 통지부(45) 등에 접속되고, 에어로졸 흡인기(1)(전원 유닛(10)) 전체를 통괄 제어하는 제어 장치(컨트롤러)이다.
구체적으로는, MCU(50)는 프로세서를 주체로 구성하고 있고, 프로세서의 동작에 필요한 RAM(Random Access Memory)과 각종 정보를 기억하는 ROM(Read Only Memory) 등의 기억 매체를 더 포함한다. 본 명세서에서의 프로세서란, 예컨대, 반도체 소자 등의 회로 소자를 조합한 전기 회로이다. 또한, 전술한 MCU(50)에 접속되는 요소의 일부(예컨대, 흡기 센서(15))는, MCU(50) 내부에 MCU(50) 자신의 기능으로서 마련되어도 된다.
카트리지 보유지지부(13a)에는 제1 카트리지(20)를 보유지지하는 원통 형상의 카트리지 홀더(14)가 배치된다. 카트리지 보유지지부(13a)의 하단부에는 회로 기판(60)으로부터 제1 카트리지(20)를 향하여 돌출하도록 마련된 방전 단자(41)(도 3 참조)를 받아 들이는 관통 구멍(13b)이 마련된다. 방전 단자(41)는 제1 카트리지(20)에 마련된 히터(21)가 전기적으로 접속되는 커넥터이다. 또한, 방전 단자(41)는 예컨대, 스프링이 내장된 핀 등으로 구성되고, 접속된 히터(21)를 사용자가 필요에 따라 용이하게 제거할 수 있도록 되어 있다.
관통 구멍(13b)은 방전 단자(41)보다 크고, 관통 구멍(13b)과 방전 단자(41)와의 사이에 형성되는 간극을 통해 제1 카트리지(20)의 내부로 공기가 유입되도록 구성된다.
카트리지 홀더(14)의 외주면(14a)에는 회로 기판(60)과 대향하는 위치에 퍼프 동작을 검출하는 흡기 센서(15)가 마련되어 있다. 흡기 센서(15)는 예컨대, 콘덴서 마이크로폰이나 압력 센서 등으로 구성할 수 있다. 또한, 카트리지 홀더(14)에는 제1 카트리지(20)의 내부에 저류되는 에어로졸원(22)의 잔량을 육안으로 볼 수 있는 상하 방향으로 긴 구멍부(14b)가 마련되고, 전원 유닛 케이스(11)에 마련된 투광성을 갖는 잔량 확인창(11w)으로부터, 제1 카트리지(20)의 구멍부(14b)를 통해 사용자가 제1 카트리지(20) 내부에 저류되는 에어로졸원(22)의 잔량을 육안으로 볼 수 있도록 구성된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 카트리지 홀더(14)의 상단부에는 마우스피스(17)가 착탈 자유로이 고정된다. 마우스피스(17)에는 제2 카트리지(30)가 착탈 자유로이 고정된다. 마우스피스(17)는 제2 카트리지(30)의 일부를 수용하는 카트리지 수용부(17b)와, 제1 카트리지(20)와 카트리지 수용부(17b)를 연통시키는 연통로(17c)를 구비한다.
전원 유닛 케이스(11)에는 내부로 외기를 도입하는 공기 취입구(11i)가 마련되어있다. 공기 취입구(11i)는 예컨대, 잔량 확인창(11w)에 마련된다.
[제1 카트리지]
제1 카트리지(20)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 카트리지 케이스(27)의 내부에, 에어로졸원(22)을 저류하는 리저버(23)와, 에어로졸원(22)을 가열하는 히터(21)와, 리저버(23)로부터 히터(21)로 에어로졸원(22)을 끌어 당기는 윅(24)과, 히터(21)에 의해 가열됨으로써 무화(霧化) 및/또는 기화(이하, 간단히 무화라고도 함)된 에어로졸원(22)이 에어로졸화 되면서 제2 카트리지(30)를 향해 흐르는 에어로졸 유로(25)를 구비한다.
리저버(23)는 에어로졸 유로(25)의 주위를 둘러싸도록 구획 형성되고, 에어로졸원(22)을 저류한다. 리저버(23)에는 수지 웹 또는 면 등의 다공체가 수용되고, 또한 에어로졸원(22)이 다공체에 함침되어 있어도 된다. 리저버(23)에는 수지 웹 또는 면 상의 다공질체가 수용되지 않고, 에어로졸원(22)만이 저류되어 있어도 된다. 에어로졸원(22)은 글리세린, 프로필렌글리콜 또는 물 등의 액체를 포함한다.
윅(24)은 리저버(23)로부터 모세관 현상을 이용하여 에어로졸원(22)을 히터(21)로 끌어 당기는 액체 보유지지 부재이다. 윅(24)은 예컨대, 유리 섬유나 다공질 세라믹 등에 의해 구성된다.
히터(21)는 전원(12)으로부터 방전 단자(41)를 통해 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원(22)을 가열하고, 에어로졸원(22)을 무화한다. 히터(21)는 예컨대, 소정 피치로 권회되는 전열선(코일)에 의해 구성할 수 있다. 히터(21)로서는 발열 저항체, 세라믹 히터, 유도 가열식의 히터 등을 사용할 수 있다.
에어로졸 유로(25)는 히터(21)의 하류 측으로서, 제1 카트리지(20)의 중심선 상에 마련된다.
[제2 카트리지]
제2 카트리지(30)는 향미원(31)을 저류한다. 제2 카트리지(30)는 마우스피스(17)에 마련된 카트리지 수용부(17b)에 착탈 가능하게 수용된다.
제2 카트리지(30)는 히터(21)에 의해 에어로졸원(22)이 무화됨으로써 발생된 에어로졸을 향미원(31)에 통과시킴으로써 에어로졸에 향미를 부여한다. 향미원(31)을 구성하는 원료편으로서는, 살담배, 또는, 담배 원료를 입상(粒狀)으로 성형한 성형체를 사용할 수 있다. 향미원(31)은 담배 이외의 식물(예컨대, 민트, 한방, 허브 등)에 의해 구성되어도 된다. 향미원(31)에는 멘톨 등의 향료가 부여되어 있어도 된다.
에어로졸 흡인기(1)는, 에어로졸원(22)과 향미원(31)과 히터(21)에 의해, 향미가 부가된 에어로졸을 생성할 수(즉, 발생시킬 수) 있다. 즉, 에어로졸원(22)과 향미원(31)은, 향미가 부여된 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 생성원을 구성하고 있다.
에어로졸 흡인기(1)에 사용되는 에어로졸 생성원의 구성은, 에어로졸원(22)과 향미원(31)이 별체로 되어있는 구성 외에, 에어로졸원(22)과 향미원(31)이 일체로 형성되어 있는 구성, 향미원(31)이 생략되어 향미원(31)에 포함될 수 있는 물질이 에어로졸원(22)에 부가된 구성, 향미원(31) 대신에 약제 등이 에어로졸원(22)에 부가된 구성 등이어도 된다.
이와 같이 구성된 에어로졸 흡인기(1)에서는, 도 3 중, 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 전원 유닛 케이스(11)에 마련된 공기 취입구(11i)로부터 유입된 공기가 관통 구멍(13b)과 방전 단자(41)와의 사이에 형성되는 간극을 통해 제1 카트리지(20)의 히터(21) 부근을 통과한다. 히터(21)는 윅(24)에 의해 리저버(23)로부터 끌어들여진 에어로졸원(22)를 무화한다. 무화되어 발생한 에어로졸은 취입구로부터 유입된 공기와 함께 에어로졸 유로(25)를 흐르고, 연통로(17c)를 통해 제2 카트리지(30)에 공급된다. 제2 카트리지(30)에 공급된 에어로졸은, 향미원(31)을 통과함으로써 향미가 부여되고, 흡구(32)에 공급된다.
또한, 에어로졸 흡인기(1)에는 각종 정보를 통지하는 통지부(45)가 마련되어있다. 통지부(45)는 발광 소자(예컨대, LED)에 의해 구성되어 있어도 되고, 진동 소자에 의해 구성되어 있어도 되며, 사운드 출력 소자에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 통지부(45)는 발광 소자, 진동 소자 및 사운드 출력 소자 중, 2 이상의 소자의 조합이어도 된다. 통지부(45)는 전원 유닛(10), 제1 카트리지(20) 및 제2 카트리지(30) 중 어느 것에 마련되어도 되지만, 소모품이 아닌 전원 유닛(10)에 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 에어로졸 흡인기(1)('제1 에어로졸 흡인기'라고도 함)는 소위 저온 가열형의 에어로졸 흡인기이지만, 본 발명은 소위 고온 가열형의 에어로졸 흡인기('제2 에어로졸 흡인기'라고도 함)에도 적용 가능하다. 이하, 제2 에어로졸 흡인기의 구성의 일례를 설명한다.
[제2 에어로졸 흡인기]
도 12에 나타내는 바와 같이, 제2 에어로졸 흡인기의 일례인 에어로졸 흡인기(1B)는 전원부(1211B), 센서부(1212B), 통지부(1213B), 제어부(1216B), 가열부(1221B), 보유지지부(1240) 및 단열부(1244)를 포함한다.
전원부(1211B)는 상기의 에어로졸 흡인기(1)(즉, 제1 에어로졸 흡인기)에서의 전원(12)과 실질적으로 동일하다. 센서부(1212B)는 상기의 에어로졸 흡인기(1)에서의 흡기 센서(15)를 포함하는 각종 센서 장치와 실질적으로 동일하다. 통지부(1213B)는 상기의 에어로졸 흡인기(1)에서의 통지부(45)와 실질적으로 동일하다. 제어부(1216B)는 상기의 에어로졸 흡인기(1)에서의 MCU(50)와 실질적으로 동일하다. 가열부(1221B)는 상기의 에어로졸 흡인기(1)에서의 히터(21)와 실질적으로 동일하다.
보유지지부(1240)는 내부 공간(1241)을 포함하고, 내부 공간(1241)에 스틱형 기재(1250)의 일부를 수용하면서 스틱형 기재(1250)를 보유지지한다. 보유지지부(1240)는 내부 공간(1241)을 외부에 연통하는 개구(1242)를 포함하고, 개구(1242)로부터 내부 공간(1241)으로 삽입된 스틱형 기재(1250)를 보유지지한다. 예컨대, 보유지지부(1240)는 개구(1242) 및 저부(底部)(1243)를 저면(底面)으로 하는 통 형상체이며, 기둥 형상의 내부 공간(1241)을 획정한다. 보유지지부(1240)는 스틱형 기재(1250)에 공급되는 공기의 유로를 획정하는 기능도 갖는다. 이러한 유로에의 공기의 입구인 공기 유입공은 예컨대, 저부(1243)에 배치된다. 한편, 이러한 유로로부터의 공기의 출구인 공기 유출공은 개구(1242)이다.
스틱형 기재(1250)는 기재부(1251) 및 흡구부(1252)를 포함한다. 기재부(1251)는 에어로졸원을 포함한다. 또한, 본 구성예에서, 에어로졸원은 액체에 한정되는 것이 아니며, 고체이어도 된다. 스틱형 기재(1250)가 보유지지부(1240)에 보유지지된 상태에서, 기재부(1251)의 적어도 일부는 내부 공간(1241)에 수용되고, 흡구부(1252)의 적어도 일부는 개구(1242)로부터 돌출한다. 그리고, 개구(1242)로부터 돌출한 흡구부(1252)를 사용자가 물고 흡인하면, 도시하지 않은 공기 유입공으로부터 내부 공간(1241)으로 공기가 유입되어, 기재부(1251)에서 발생하는 에어로졸과 함께 사용자의 입 안에 도달한다.
도 12에 나타내는 예에서는, 가열부(1221B)는 필름상으로 구성되고, 보유지지부(1240)의 외주를 덮도록 배치된다. 그리고, 가열부(1221B)가 발열하면, 스틱형 기재(1250)의 기재부(1251)가 외주로부터 가열되고, 에어로졸이 생성된다.
단열부(1244)는 가열부(1221B)로부터 다른 구성 요소로의 전열(傳熱)을 방지한다. 예컨대, 단열부(1244)는 진공 단열재, 또는 에어로겔 단열재 등에 의해 구성된다.
이상, 제2 에어로졸 흡인기인 에어로졸 흡인기(1B)의 일례에 대하여 설명하였다. 물론, 에어로졸 흡인기(1B)의 구성은 상기에 한정되지 않고, 이하에 예시하는 다양한 구성을 취할 수 있다.
일례로서, 가열부(1221B)는 블레이드 형상으로 구성되고, 보유지지부(1240)의 저부(1243)에서 내부 공간(1241)으로 돌출되도록 배치되어도 된다. 이 경우, 블레이드 형상의 가열부(1221B)는 스틱형 기재(1250)의 기재부(1251)에 삽입되고, 스틱형 기재(1250)의 기재부(1251)를 내부로부터 가열한다. 다른 일례로서, 가열부(1221B)는 보유지지부(1240)의 저부(1243)를 덮도록 배치되어도 된다. 또한, 가열부(1221B)는 보유지지부(1240)의 외주를 덮는 제1 가열부, 블레이드 형상의 제2 가열부, 및 보유지지부(1240)의 저부(1243)를 덮는 제3 가열부 중, 2 이상의 조합으로서 구성되어도 된다.
다른 일례로서, 보유지지부(1240)는 내부 공간(1241)을 형성하는 외각(外殼)의 일부를 개폐하는, 힌지 등의 개폐 기구를 포함하고 있어도 된다. 그리고, 보유지지부(1240)는 외각을 개폐함으로써, 내부 공간(1241)에 삽입된 스틱형 기재(1250)를 협지(挾持)하여도 된다. 이 경우, 가열부(1221B)는 보유지지부(1240)에서의 해당 협지 개소에 마련되고, 스틱형 기재(1250)를 가압하면서 가열하여도 된다.
또한, 제2 에어로졸 흡인기인 에어로졸 흡인기(1B)에서는 에어로졸 흡인기(1B) 자체가 전원 유닛으로서도 기능한다.
이상, 제1 에어로졸 흡인기 및 제2 에어로졸 흡인기의 구성의 일례에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 주로 본 발명을 제1 에어로졸 흡인기에 적용한 예에 대하여 설명하지만, 본 발명을 제2 에어로졸 흡인기에 적용하여도 된다.
[전원 유닛의 회로 구성]
다음으로, 전원 유닛(10)의 회로 구성의 일례에 대하여 도 4를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는 설명을 간결하게 하기 위해, 전원 유닛(10)의 회로 구성 중, 충전 단자(43)를 통해 공급된 외부 전원의 전력에 의해 전원(12)을 충전하기 위한 요부, 및 전원(12)의 전력을 히터(21)에 공급하기 위한 요부를 중심으로 설명하고, 그 밖의 다른 부분에 대한 도시 및 설명은 적절히 생략한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 전원 유닛(10)은 주요한 구성 요소로서 전원(12)과, 가열부의 일례인 히터(21)가 접속되는 가열부 커넥터의 일례로서의 방전 단자(41)와, 외부 전원에 접속 가능한 외부 전원 커넥터의 일례로서의 충전 단자(43)와, 스위칭을 행하는 반도체인 스위칭 소자의 일례로서의 FET(Field Effect Transistor)와, MCU(50)와, MCU(50)를 동작시키기에 적합한 전력을 생성하는 LDO 레귤레이터(62)를 구비한다.
도 4에 나타내는 예에서, 전원 유닛(10)은 FET로서 제1 FET(101)와, 제2 FET(102)와, 제3 FET(103)와, 제4 FET(104)와, 제4 FET(104)에 병렬 접속된 제5 FET(105)를 구비하고 있다.
MCU(50)는 전원 유닛(10)이 구비하는 각 FET의 동작(즉, 온/오프)을 제어 가능하게 구성된다. 예컨대, 전원 유닛(10)이 구비하는 각 FET는 MOSFET이고, MCU(50)는 각 FET의 게이트 단자에 인가하는 게이트 전압을 제어함으로써, 각 FET의 온/오프를 제어한다. 또한, 전원 유닛(10)이 구비하는 각 FET는 MOSFET에 한정되지 않고, 예컨대 IGBT나 바이폴라 트랜지스터 등이어도 된다.
이하, 전원 유닛(10)에서의 주요한 각 구성 요소의 전기적인 접속 관계의 일례에 대하여 구체적으로 설명한다.
충전 단자(43)는 제1 FET(101)의 일단에 접속된다. 제1 FET(101)의 타단은 방전 단자(41)의 일단, LDO 레귤레이터(62)의 입력 단자 및 제2 FET(102)의 일단의 각각에 접속된다. 방전 단자(41)의 타단은 히터(21)에 접속된다. LDO 레귤레이터(62)의 출력 단자는 MCU(50)의 전원 단자에 접속된다.
또한, 제1 FET(101)와 제2 FET(102)와의 사이에는 제1 콘덴서(111)가 접속되어있다. 구체적으로 설명하면, 제1 콘덴서(111)의 일단(고전위 측 단자)은 제1 FET(101)의 타단과 제2 FET(102)의 일단과의 사이에 마련된 접속점(Cp1)에 접속된다. 여기서, 접속점(Cp1)은 제1 FET(101)의 타단으로부터 방전 단자(41)의 일단을 향하여 분기하는(다시 말하면, 방전 단자(41)의 일단이 접속되는) 접속점(Cp2)보다 제2 FET(102) 측에 마련된다.
또한, 제1 콘덴서(111)의 타단(저전위 측 단자)은 전원 유닛(10)에서 기준이되는 전위(그랜드 전위)와 동일한 전위가 되는 배선(이하, "그랜드라인"이라고도 함)에 접속된다. 이와 같은 제1 콘덴서(111)를 마련함으로써, 제1 FET(101) 측으로부터 제2 FET(102)로 입력되는 전력과, 제2 FET(102)로부터 방전 단자(41) 측으로 출력되는 전력의 각각을 제1 콘덴서(111)에 의해 평활화하는 것이 가능하게 된다.
예컨대, 제1 콘덴서(111)는 후술하는 충전 전원 계통의 작동 시에는, 제1 FET(101) 측으로부터 제2 FET(102)에 입력되는 전력을 평활화하는 평활 콘덴서로서 기능한다. 한편, 제1 콘덴서(111)는 후술하는 히터 전원 계통의 작동 시에는, 제2 FET(102)로부터 방전 단자(41) 측으로 출력되는 전력을 평활화하는 평활 콘덴서로서 기능한다. 이와 같이, 상이한 전원 계통에서의 평활 콘덴서를 하나의 제1 콘덴서(111)로 공통화함으로써 전원 유닛(10)의 구성을 간소화할 수 있으며, 전원 유닛(10)의 소형화나 제조 비용의 억제를 도모하는 것이 가능하게 된다.
제2 FET(102)의 타단은 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)의 일단에 리액터(121)를 통해 접속된다. 제2 FET(102) 및 리액터(121)에 의해, 제1 FET(101) 측(즉, 충전 단자(43) 측)으로부터 제2 FET(102)에 입력된 전력을 강압하고, 강압된 전력을 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 측(즉, 전원(12) 측)으로 출력할 수 있다.
또한, 제2 FET(102)의 타단과 리액터(121)와의 사이에는 제3 FET(103)가 접속되어 있다. 구체적으로 설명하면, 제3 FET(103)의 일단은 제2 FET(102)의 타단과 리액터(121)와의 사이에 마련된 접속점(Cp3)에 접속된다. 즉, 제3 FET(103)의 일단은 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)의 일단에, 리액터(121)를 통해 접속된다. 또한, 제3 FET(103)의 타단은 그랜드 라인에 접속된다. 제3 FET(103) 및 리액터(121)에 의해, 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 측(즉, 전원(12) 측)으로부터 제3 FET(103)에 입력된 전력을 승압하고, 승압한 전력을 제2 FET(102) 측(즉, 방전 단자(41) 및 히터(21) 측)으로 출력할 수 있다.
즉, 리액터(121)는 제2 FET(102)에 의한 강압과, 제3 FET(103)에 의한 승압의 양쪽에 제공된다. 이와 같이, 제2 FET(102)에 의한 강압과, 제3 FET(103)에 의한 승압의 각각에 제공되는 리액터를 하나의 리액터(121)로 공통화함으로써 전원 유닛(10)의 구성을 간소화할 수 있고, 전원 유닛(10)의 소형화나 제조 비용의 억제를 도모하는 것이 가능하게 된다.
병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)의 타단은, 전원(12)(엄밀하게는 전원(12)의 +단자)에 접속된다. 또한, 제4 FET(104)와 제5 FET(105)와의 사이에는 제2 콘덴서(112)가 접속되어 있다. 구체적으로 설명하면, 제2 콘덴서(112)의 일단(고전위 측 단자)은 제4 FET(104)의 일단과 제5 FET(105)의 일단과의 사이에 마련된 접속점(Cp4)에 접속된다. 제2 콘덴서(112)의 타단(저전위 측 단자)은 그랜드라인에 접속된다. 이와 같은 제2 콘덴서(112)를 마련함으로써, 리액터(121) 측으로부터 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)에 입력되는 전력과, 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)로부터 리액터(121) 측으로 출력되는 전력의 각각을 제2 콘덴서(112)에 의해 평활화하는 것이 가능하게 된다.
예컨대, 제2 콘덴서(112)는 후술하는 충전 전원 계통의 작동 시에, 리액터(121) 측으로부터 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)에 입력되는 전력을 평활화하는 평활 콘덴서로서 기능한다. 한편, 제2 콘덴서(112)는 후술하는 히터 전원 계통의 작동 시에는, 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)로부터 리액터(121) 측으로 출력되는 전력을 평활화하는 평활 콘덴서로서 기능한다. 이와 같이, 상이한 전원 계통에서의 평활 콘덴서를 하나의 제2 콘덴서(112)로 공통화함으로써 전원 유닛(10)의 구성을 간소화할 수 있으며, 전원 유닛(10)의 소형화나 제조 비용의 억제를 도모하는 것이 가능하게 된다.
[전원 유닛에서의 각 전원 계통]
도 4에 나타내는 바와 같이, 전원 유닛(10)에서, 충전 단자(43)는 제1 FET(101) 및 제2 FET(102) 등을 통해 전원(12)에 접속되어 있다. 이와 같은 제1 FET(101) 및 제2 FET(102)는 충전 단자(43)를 통해 공급된 외부 전원의 전력에 의해 전원(12)을 충전하기 위한 충전 전원 계통을 구성한다. 또한, 도 4에 나타내는 예에서는, 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)도 충전 단자(43)와 전원(12)과의 사이에 마련되고, 이들을 접속하도록 기능한다. 따라서, 도 4에 나타내는 예에서는, 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)도 충전 전원 계통을 구성하고 있다. 충전 전원 계통의 상세에 대해서는 도 5 등을 이용하여 후술한다.
또한, 전원 유닛(10)에서, 방전 단자(41)는 제3 FET(103) 등을 통해 전원(12)과 접속되어 있다. 이와 같은 제3 FET(103)는, 전원(12)의 전력을 히터(21)에 공급하기 위한 히터 전원 계통을 구성한다. 히터 전원 계통의 상세에 대해서는, 도 6 등을 이용하여 후술한다.
또한, 전원 유닛(10)에서, MCU(50)는 제1 FET(101) 및 LDO 레귤레이터(62) 등을 통해 충전 단자(43)와 접속되어 있다. 이와 같은 제1 FET(101) 및 LDO 레귤레이터(62)는 충전 단자(43)를 통해 공급된 외부 전원의 전력을 이용하여 MCU(50)를 동작시키기 위한 제1 MCU 전원 계통을 구성한다. 제1 MCU 전원 계통의 상세에 대해서는, 도 5 등을 이용하여 후술한다.
또한, 전원 유닛(10)에서, MCU(50)는 제2 FET(102) 및 LDO 레귤레이터(62) 등을 통해 전원(12)과도 접속되어 있다. 이와 같은 제2 FET(102) 및 LDO 레귤레이터(62)는, 전원(12)의 전력을 이용하여 MCU(50)를 동작시키기 위한 제2 MCU 전원 계통을 구성한다. 예컨대, 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되어 있지 않은 경우의 전원 유닛(10)의 동작 시에는, 이 제2 MCU 전원 계통에 의해 MCU(50)에 전력이 공급된다. 제2 MCU 전원 계통의 상세에 대해서는. 도 6 등을 이용하여 후술한다.
이와 같이, 전원 유닛(10)에서는 전원(12)에 전력을 공급하기 위한 충전 전원 계통, 히터(21)에 전력을 공급하기 위한 히터 전원 계통, 및 MCU(50)에 전력을 공급하기 위한 MCU 전원 계통(제1 MCU 전원 계통 및 제2 MCU 전원 계통)과 같은 복수의 전원 계통이 마련되어 있다. 이에 따라, 전원(12), 히터(21) 및 MCU(50)와 같은 각 부하에 대하여, 적절한 전력을 공급하는 것이 가능하게 된다. 예컨대, 전원(12)에는 3∼4[V] 정도의 전압값을 갖는 전력을 공급하고, 히터(21)에는 5∼10[V] 정도의 전압값을 갖는 전력을 공급하며, MCU(50)에는 3[V] 정도의 전압값을 갖는 전력을 공급하는 등의 것이 가능하게 된다. 따라서, 전원(12)의 열화나 파손을 회피하면서 전원(12)을 양호한 효율로 충전하거나, 에어로졸을 생성하기에 충분한 전력을 히터(21)에 공급하여 에어로졸 흡인기(1)에서의 향끽미의 향상을 도모하거나, MCU(50)를 안정적으로 동작시키거나 하는 것이 가능하게 된다.
[제1 MCU 전원 계통]
이하, 전원 유닛(10)에서의 각 전원 계통의 구체적인 일례에 대하여 설명한다. 우선, 제1 MCU 전원 계통에 대하여 도 5를 참조하면서 설명한다. 예컨대, 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되면, 제1 MCU 전원 계통에 의해 MCU(50)에 전력이 공급되고, MCU(50)가 동작한다.
도 5에서, 부호 501로 나타내는 화살표는 제1 MCU 전원 계통에 의한 전력 공급 경로를 나타낸다. 즉, 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속된 것에 따라 제1 FET(101)는 온이 되고, 외부 전원의 전력이 제1 FET(101)를 통해 LDO 레귤레이터(62)에 공급된다. LDO 레귤레이터(62)는 공급된 전력으로부터 MCU(50)를 동작시키기 위한 전력을 생성하고, 생성된 전력을 MCU(50)에 공급한다. 이에 따라, MCU(50)가 동작한다.
예컨대, 충전 단자(43)를 통해 전원 유닛(10)에 공급되는 외부 전원의 전력은 약 5[V]의 전압값을 갖는 USB 버스 파워이고, LDO 레귤레이터(62)는 공급된 USB 버스 파워로부터 MCU(50)를 동작시키기에 적합한 약 3[V]의 전압값을 갖는 전력을 생성한다.
[충전 전원 계통]
다음으로, 충전 전원 계통에 대하여 이어서 도 5를 참조하면서 설명한다. 예컨대, MCU(50)는 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속된 것에 따라, 전원 유닛(10)의 동작 모드를 충전 모드로 한다. 그리고, MCU(50)는 전원 유닛(10)의 동작 모드를 충전 모드로 하고 있을 때 충전 전원 계통을 작동시켜, 외부 전원의 전력에 의해 전원(12)을 충전한다.
도 5에서 부호 502로 나타내는 화살표는, 충전 전원 계통에 의한 전력 공급 경로를 나타낸다. 즉, 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속된 것에 따라 제1 FET(101)가 온으로 되면, 외부 전원의 전력이 제1 FET(101)를 통해 제2 FET(102)에도 공급된다. 그리고, MCU(50)는 제2 FET(102)의 스위칭을 제어하여, 제2 FET(102)에 입력된 전력을 강압시킨다.
예컨대, 제2 FET(102)는 충전 단자(43)를 통해 전원 유닛(10)에 공급된 외부 전원의 전력인 약 5[V]의 USB 버스 파워를 강압하여, 전원(12)의 충전에 적합한 3~ 4[V] 정도의 전압값을 갖는 전력을 생성한다. 또한, MCU(50)는, 전원 유닛(10)의 동작 모드가 충전 모드일 때에는 제3 FET(103)를 오프로 해둔다.
제2 FET(102)에 의해 강압된 전력은 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)에 대하여 출력되어, 전원(12)에 공급된다. 즉, 제2 FET(102)는 충전 전원 계통에서, 외부 전원의 전력을 강압하여 전원(12)에 대하여 출력하는 강압 회로를 구성하고 있다.
그리고, MCU(50)는 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)의 스위칭을 제어하여 전원(12)의 충전을 제어한다. 여기서, 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)는 충전 전원 계통에서, 전원(12)을 충전하는 전력의 전류값을 제어하는 스위칭 소자로 되어 있다. 예컨대, MCU(50)는 충전 개시 시로부터 전원(12)이 소정의 충전 전압에 도달할 때까지는, 게이트 전압을 조정함으로써 정전류 충전 방식으로 전원(12)을 충전하도록 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)를 제어한다. 그리고, MCU(50)는 전원(12)이 소정의 충전 전압에 도달한 후, 게이트 전압을 조정함으로써 정전압 충전 방식으로 전원(12)을 충전하도록 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)를 제어한다.
정전류 충전 방식 또는 정전압 충전 방식으로 전원(12)을 충전하도록 스위칭 소자를 제어하는 경우, 스위칭 소자가 풀 온으로 되어 있는 상태와 비교하여 온 저항이 크기 때문에, 이 온 저항에 의한 스위칭 소자에서의 발열이 커진다. 따라서, 전원(12)을 충전하는 전력을 병렬 접속된 복수의 FET에 의해 제어함으로써, 이들 복수의 FET의 발열을 억제하면서 전원(12)을 충전하는 것이 가능하게 된다. 왜냐하면, 전원(12)을 충전하는 전력을 병렬 접속된 복수의 FET에 의해 제어하도록 한 경우에는, 이 제어를 하나의 FET로 행하도록 한 경우에 비해, 하나의 FET당 흐르는 전류의 전류값을 작게 할 수 있다. 전력은 전류값의 제곱에 비례하기 때문에, 전원(12)을 충전하는 전력을 제어하는 각 FET의, 전원(12)을 충전할 때의 온 저항에 의한 소비 전력 즉 발열을 효과적으로 억제하는 것이 가능하게 된다.
[히터 전원 계통]
다음으로, 제2 MCU 전원 계통에 대하여 도 6을 참조하면서 설명한다. 예컨대, MCU(50)는 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되어 있지 않을 때 에어로졸 흡인기(1)에 대한 사용자의 퍼프 동작이 검출되면, 전원 유닛(10)의 동작 모드를 흡인 모드로 한다. 그리고, MCU(50)는 전원 유닛(10)의 동작 모드를 흡인 모드로 하고 있을 때 히터 전원 계통을 작동시켜, 전원(12)의 전력을 히터(21)에 공급한다.
도 6에서 부호 601로 나타내는 화살표는, 히터 전원 계통에 의한 전력 공급 경로를 나타낸다. 즉, MCU(50)는, 에어로졸 흡인기(1)에 대한 사용자의 퍼프 동작이 검출되면, 에어로졸의 생성에 필요한 전력을 히터(21)에 공급하기 위해, 전원(12)으로부터의 방전을 개시한다. 이 때, MCU(50)는 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)를 풀 온으로 한다. 이에 따라, 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)를 풀 온으로 하지 않은 경우에 비해, 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)의 온 저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 흡인 모드시(즉, 히터 전원 계통 작동 시)의 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)의 온 저항에 의한 발열과 전력 손실을 억제하는 것이 가능하게 된다.
전원(12)으로부터 방전된 전력은 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)를 통해 제3 FET(103)에 공급된다. 그리고, MCU(50)는 제3 FET(103)의 스위칭을 제어하여 제3 FET(103)에 입력된 전력을 승압시킨다. 예컨대, 제3 FET(103)에는 전원(12)의 출력 전압인 3~4[V] 정도의 전압값을 갖는 전력이 입력된다. 그리고, 제3 FET(103)는 이 전력을 승압하여 히터(21)에 의한 에어로졸의 생성에 적합한 5~10[V] 정도의 전압값을 갖는 전력을 생성한다.
제3 FET(103)에 의해 승압된 전력은 제2 FET(102) 및 방전 단자(41)를 통해 히터(21)에 공급된다. 즉, 제3 FET(103)는 히터 전원 계통에서, 전원(12)의 전력을 승압하여 히터(21)에 대하여 출력하는 승압 회로를 구성하고 있다. 제3 FET(103)에 의해 승압된 전력이 히터(21)에 공급됨으로써, 히터(21)에 의해 에어로졸원(22)이 가열되고 에어로졸이 생성된다.
또한, MCU(50)는 전원 유닛(10)의 동작 모드가 흡인 모드일 때에는 제2 FET(102)를 풀 온으로 한다. 이에 따라, 제2 FET(102)를 풀 온으로 하지 않은 경우에 비해, 제2 FET(102)의 온 저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 흡인 모드 시(즉, 히터 전원 계통 작동 시)의 제2 FET(102)의 온 저항에 의한 발열과 전력 손실을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, MCU(50)는 전원 유닛(10)의 동작 모드가 흡인 모드일 때에는 제1 FET(101)를 오프로 해둔다.
[제2 MCU 전원 계통]
다음으로, 제2 MCU 전원 계통에 대하여, 이어서 도 6을 참조하면서 설명한다. 예컨대, 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되어 있지 않은 경우의 전원 유닛(10)의 동작 시(상기의 흡인 모드 시를 포함함)에는, 제2 MCU 전원 계통에 의해 MCU(50)에 전력이 공급된다.
도 6에서 부호 602로 나타내는 화살표는, 제2 MCU 전원 계통에 의한 전력 공급 경로를 나타낸다. 제2 MCU 전원 계통은, 전원(12)으로부터 접속점(Cp2)까지는 히터 전원 계통과 마찬가지이다. 따라서, 이 구간에 대한 설명은 생략한다.
제2 MCU 전원 계통에서는, 전원(12)의 전력이 제3 FET(103)에 의해 승압되어 LDO 레귤레이터(62)에 공급된다. 그리고, LDO 레귤레이터(62)는 제3 FET(103)에 의해 승압된 전력으로부터 MCU(50)를 동작시키기에 적합한 약 3[V]의 전압값을 갖는 전력을 생성하고, 생성된 전력을 MCU(50)에 공급한다. 이에 따라, MCU(50)가 동작한다.
이상에 설명한 바와 같이, 전원 유닛(10)에서, 전원(12)과 충전 단자(43)를 접속하는 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련함으로써, 외부 전원의 전력에 의해 전원(12)을 충전할 때에 제4 FET(104)에 흐르는 전류를 적게 하여, 제4 FET(104)의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 전원(12)을 충전할 때의 제4 FET(104)의 열에 의해, 제4 FET(104)를 포함하는 전원 유닛(10)의 전자 부품이 열화 혹은 파손되거나, 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 것을 회피할 수 있다.
또한, 여기서 제4 FET(104)는 충전 전원 계통에서, 전원(12)을 충전하는 전력의 전류값을 제어하는 FET로 되어 있다. 따라서, 이와 같은 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련함으로써, 전원(12)을 충전하는 전력의 전류값을 제어할 때에 제4 FET(104)에 흐르는 전류를 적게 하여, 제4 FET(104)의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 여기서는 전원(12)을 충전하는 전력의 전류값을 제어하는 FET로서, 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)와 같은 2개의 FET를 병렬 접속하여 마련한 예를 설명 하였지만, 3개 이상의 FET를 병렬 접속하여 마련하도록 하여도 된다. 병렬 접속하는 FET의 수를 많게 할수록 하나의 FET당 흐르는 전류의 전류값을 작게 할 수 있기 때문에, 발열 억제 효과를 더욱 높이는 것이 가능하게 된다.
그런데, 전원(12)을 충전하는 전력을 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)와 같은 복수의 FET에 의해 제어하도록 한 경우에는, 이 제어를 하나의 FET로 수행하도록 한 경우에 비해, 전원(12)을 충전할 때에 동작하는 FET의 수가 증가하는 점에서, 전원 유닛(10)에서의 소비 전력이 증가할 가능성이 있다.
따라서, 전원 유닛(10)에서의 소비 전력의 증가를 억제하는 관점에서, MCU(50)는 전원(12)을 충전하는 전력을 제어하기 위해 병렬 접속된 복수의 FET 중, 동작시키는 FET의 수를, 전원(12)을 충전하는 전력에 따라 변화시키도록 해도 된다.
예컨대, MCU(50)는, 전원(12)을 충전하는 전력이 비교적 작을 때(예컨대 미리 설정된 제1 임계값 이하일 때)에는 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 중 한쪽만을 동작시키고, 전원(12)을 충전하는 전력이 비교적 클 때(예컨대 제1 임계값보다 클 때)에는 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 모두를 동작시킨다. 이와 같이, 전원(12)을 충전하는 전력을 제어하기 위해서 병렬 접속된 복수의 FET 중, 동작시키는 FET의 수를, 전원(12)을 충전하는 전력에 따라 변화시킴으로써, 전원(12)을 충전할 때에 적절한 수의 FET를 동작시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 전원 유닛(10)에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 전원(12)을 충전할 때에 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
또한, 전원(12)의 온도가 낮을 때에 대전력(예컨대, 대전류)에 의해 전원(12)을 충전하면, 전원(12)이 현저히 열화하는 경우가 있다. 이와 같은 전원(12)의 열화를 억제하는 관점에서, 전원 유닛(10)은, 전원(12)의 온도가 임계값(예컨대 0[℃]) 이하일 때에는 제1 전력에 의해 전원(12)을 충전하고, 전원(12)의 온도가 임계값보다 높아지면, 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 전원(12)을 충전하도록 하여도 된다. 그리고, MCU(50)는 예컨대, 제1 전력에 의해 전원(12)이 충전되고 있을 때에는, 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 중 한쪽만을 동작시키고, 제2 전력에 의해 전원(12)이 충전되고 있을 때에는, 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 모두를 동작시키도록 하여도 된다. 이에 따라, 전원(12)의 온도에 따른 적절한 전력으로 전원(12)을 충전하는 것을 가능하게 하고, 전원(12)의 온도가 낮을 때에 대전력으로 전원(12)을 충전해 버리는 것에 의한 전원(12)의 열화를 회피할 수 있다. 아울러, 전원(12)을 충전할 때에, 전원(12)을 충전하는 전력에 따른 적절한 수의 FET를 동작시킬 수 있어, 전원 유닛(10)에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 전원(12)을 충전할 때에 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
또한, 전원(12)의 출력 전압이 낮을 때에 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되면, 돌입 전류로서 대전류가 전원 유닛(10)에 흐르고, 전원 유닛(10)이 파손될 경우가 있다. 이와 같은 돌입 전류로부터 전원 유닛(10)을 보호하는 관점에서, 전원 유닛(10)은 전원(12)의 출력 전압이 임계값(예컨대 3[V]) 이하일 때에는 제1 전력에 의해 전원(12)을 충전하고(구체적으로는 소전류를 이용한 프리차지를 실시하고), 전원(12)의 출력 전압이 임계값보다 높아지면 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 전원(12)을 충전하도록 하여도 된다. 그리고, MCU(50)는 예컨대, 제1 전력에 의해 전원(12)이 충전되고 있을 때(즉, 프리차지의 실시 중)에는, 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 중 한쪽만을 동작시키고, 제2 전력에 의해 전원(12)이 충전되고 있을 때에는, 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 모두를 동작시키도록 하여도 된다. 이에 따라, 전원(12)의 출력 전압에 따른 적절한 전력으로 전원(12)을 충전하는 것을 가능하게 하고, 돌입 전류로부터 전원 유닛(10)을 보호할 수 있다. 아울러, 전원(12)을 충전할 때에, 전원(12)을 충전하는 전력에 따른 적절한 수의 FET를 동작시킬 수 있어, 전원 유닛(10)에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 전원(12)을 충전할 때에 제4 FET(104) 및 제5 FET(105)가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
또한, 병렬 접속된 복수의 FET를 전원 유닛(10)에 마련함에 따라, 이들 복수의 FET 중 적어도 하나의 FET는 IC(Integrated Circuit)로서 전원 유닛(10)에 마련되고, 이들 복수의 FET 중의 나머지 FET는 이 IC와는 별체로서 전원 유닛(10)에 마련되도록 하여도 된다.
예컨대, 여기서, 전술한 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 중, 제4 FET(104)를 IC 내에 마련하여 전원 유닛(10)에 실장하고, 제5 FET(105)를 이 IC와는 별체로서 전원 유닛(10)에 실장한다고 하자. 이 경우, 도 7에 나타내는 바와 같이, 전원 유닛(10)은 제4 FET(104)를 포함하여 구성되는 IC(700)를 구비한다.
구체적으로 설명하면, 도 7에 나타내는 예에서, IC(700)는 제5 FET(105)를 제외한 다른 FET, LDO 레귤레이터(62), 및 IC(700)의 외부에 마련된 FET를 접속 가능한 단자(701) 등을 구비하여 구성되고, 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 실장된다. 그리고, IC(700)의 단자(701)에는, IC(700)의 외부에 마련된(예컨대 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 직접 실장된) 제5 FET(105)가 접속되어 있다. 이와 같이, 단자(701)에 제5 FET(105)가 접속되어 있으면, IC(700)는 단자(701)에 접속된 제5 FET(105)와, IC(700)의 내부에 마련된 제4 FET(104)를 병렬 접속한다. 다시 말하면, 단자(701)는, 단자(701)에 접속 가능한 IC(700)의 외부의 FET와, IC(700)의 내부에 마련된 제4 FET(104)가 병렬 접속되도록 마련되어 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 제4 FET(104)를 포함하여 구성되는 IC(700)에, IC(700)의 외부에 마련된 FET를 제4 FET(104)와 병렬 접속하는 것을 가능하게 하는 단자(701)를 마련함으로써, 에어로졸 흡인기(1)의 제조자는, 전술한 제5 FET(105)와 같은 제4 FET(104)와 병렬 접속되는 FET를, 필요에 따라 전원 유닛(10)에 용이하게 마련할 수 있다. 따라서, 전원 유닛(10)의 사양 등에 따라 적절한 수의 FET를 용이하게 전원 유닛(10)에 실장하는 것이 가능하게 된다.
일례로서, 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 커지도록 전원 유닛(10)을 구성한 경우에는, 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련하지 않으면, 제4 FET(104)가 고온이 되는 것이 상정된다. 이와 같은 경우, 에어로졸 흡인기(1)의 제조자는 전술한 제5 FET(105)와 같은 제4 FET(104)와 병렬 접속되는 FET를 전원 유닛(10)에 추가함으로써, 제4 FET(104)가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
한편, 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 작아지도록 전원 유닛(10)을 구성 한 경우에는, 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련하지 않아도 제4 FET(104)가 그다지 고온이 되지 않는다고 생각되어, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정해지는 리스크가 비교적 낮다고 생각된다. 따라서, 이와 같은 경우에는, 에어로졸 흡인기(1)의 제조자는 전술한 제5 FET(105)와 같은 제4 FET(104)와 병렬 접속되는 FET를 전원 유닛(10)에 마련하지 않도록 함으로써, 전원 유닛(10)의 구성을 간소화 할 수 있고, 전원 유닛(10)의 소형화나 제조 비용의 억제를 도모하는 것이 가능하게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 일반적으로 제1 에어로졸 흡인기보다 제2 에어로졸 흡인기 쪽이 가열부에 공급하는 전력이 커진다. 이 때문에, 제2 에어로졸 흡인기에서는, 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련하지 않으면, 제4 FET(104)가 고온이 되어 버려, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정해질 우려가 있다. 따라서, 제2 에어로졸 흡인기에서는, 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련하는 쪽이 바람직하다.
한편, 제1 에어로졸 흡인기에서는, 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련하지 않아도, 제4 FET(104)가 그다지 고온으로는 되지 않기 때문에, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크가 비교적 낮다고 생각된다. 따라서, 제조 비용 등을 감안하면, 제1 에어로졸 흡인기에서는 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련하지 않는 쪽이 바람직하다.
그래서, IC(700)와 같이, 외부의 FET(외부 부착 FET)를 제4 FET(104)에 병렬 접속 가능한 IC를 작성하고, 제2 에어로졸 흡인기의 경우만 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 외부 부착 FET를 추가하도록 함으로써, 제1 에어로졸 흡인기와 제2 에어로졸 흡인기에서 채용하는 IC를 공통화하여도, 각각의 에어로졸 흡인기에서 적절한 수의 FET를 용이하게 실장할 수 있다. 이 때문에, 제1 에어로졸 흡인기와 제2 에어로졸 흡인기에서 상이한 IC를 각각 개별적으로 작성할 필요가 없어져, 이들 에어로졸 흡인기를 제조하는데 있어서의 비용이나 노동력을 삭감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 전원(12)과, 충전 단자(43) 또는 방전 단자(41)를 접속하는 FET를, 전원 유닛(10)이 구비하는 다른 전자 부품과 집적하여 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 실장함으로써, 이들을 개별적으로 회로 기판(60)에 실장하도록 한 경우에 비해, 공간 절약으로 회로 기판(60)에 실장하는 것을 가능하게 하고, 회로 기판(60)(즉, 전원 유닛(10))의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 전원(12)과, 충전 단자(43) 또는 방전 단자(41)를 접속하는 FET를, 전원 유닛(10)이 구비하는 다른 전자 부품과 집적하여 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 실장함으로써, 이들을 개별적으로 회로 기판(60)에 실장하도록 한 경우에 비해, 이들의 실장 작업을 간략화하는 것도 가능하게 된다.
또한, 도 7에 나타내는 예에서는 MCU(50)를 IC(700) 외부에 마련하고 있지만, IC(700)가 MCU(50)도 더 포함하여 구성되도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 제4 FET(104)를 제어하는 MCU(50)도, 전원 유닛(10)에 용이하게 실장하는 것이 가능하게 된다.
[변형예]
다음으로, 전술한 실시형태의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 전술한 실시형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 적절히 생략한다.
도 4에 나타내는 예에서는 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 마련하였는데, 이에 한정되지 않는다. 이러한 제5 FET(105) 대신에, 혹은 부가적으로, 제4 FET(104) 이외의 FET와 병렬 접속되는 FET를 마련하도록 하여도 된다.
[제1 변형예]
제1 변형예로서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제3 FET(103)에 병렬 접속되는 제6 FET(106)를 마련하는 것을 생각할 수 있다. 예컨대, 제1 에어로졸 흡인기와 같이 가열부로 공급하는 전력이 비교적 작은 에어로졸 흡인기에서는, 제3 FET(103)에 병렬 접속되는 제6 FET(106)를 마련하지 않아도 제3 FET(103)가 그다지 고온이 되지 않는다. 한편, 제2 에어로졸 흡인기와 같이 가열부에 공급하는 전력이 비교적 큰 에어로졸 흡인기에서는, 제3 FET(103)에 병렬 접속되는 제6 FET(106)를 마련하지 않으면, 제3 FET(103)가 고온이 되어버려, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 할 우려가 있다. 따라서, 제1 에어로졸 흡인기의 경우에는, 제3 FET(103)에 병렬 접속되는 제6 FET(106)를 마련하지 않고, 제2 에어로졸 흡인기의 경우에는, 제3 FET(103)에 병렬 접속되는 제6 FET(106)를 마련하도록 하여도 된다.
도 8에 나타내는 예에서는, 병렬 접속된 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)의 일단은, 리액터(121)를 통해 제4 FET(104)의 일단에 접속되어 있다. 또한, 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)의 타단은 그랜드라인에 접속되어 있다. 이와 같은 제3 FET(103), 제6 FET(106), 및 리액터(121)를 마련함으로써, 제4 FET(104) 측(즉 전원(12) 측)으로부터 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)에 입력된 전력을 승압하고, 승압된 전력을 제2 FET(102) 측(즉, 방전 단자(41) 측)으로 출력하는 것이 가능하게 된다.
제1 변형예에서, MCU(50)는 병렬 접속된 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)를, 예컨대 전술한 실시형태에서의 제3 FET(103)와 마찬가지로 제어한다. 즉, 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)는, 전원(12)의 전력이 히터(21)나 MCU(50)에 공급되는 경우(예컨대, 히터 전원 계통의 작동 시나 제2 MCU 전원 계통의 작동 시)에 스위칭되어, 입력된 전력을 승압하고, 승압된 전력을 제2 FET(102) 측(즉, 방전 단자(41) 측)으로 출력한다.
즉, 제1 변형예에서의 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)는, 히터 전원 계통에서, 전원(12)의 전력을 승압하여 히터(21)에 대하여 출력하는 승압 회로를 구성하고 있다. 또한, 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)는 전원(12)의 충전 시(즉, 충전 전원 계통의 작동 시)에는 오프가 된다.
스위칭 소자가, 히터 전원 계통에서 전원(12)의 전력을 승압하여 히터(21)에 대하여 출력하는 승압 회로를 구성하는 경우, 연속적으로 스위칭 동작을 행하기 때문에, 스위칭 시의 서지 전류에 의한 발열이 커진다. 그래서, 전원(12)의 전력을 병렬 접속된 복수의 FET에 의해 승압함으로써, 이들 복수의 FET의 발열을 억제하면서 전원(12)의 전력을 승압하는 것이 가능하게 된다. 왜냐하면, 전원(12)의 전력을 병렬 접속된 복수의 FET에 의해 승압하도록 한 경우에는, 이 승압을 하나의 FET로 행하도록 했을 경우에 비해, 이 승압에 수반하는 스위칭 시에 하나의 FET당 흐르는 전류의 전류값을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 스위칭 시의 서지 전류를 작게 할 수 있고, 서지 전류에 의한 각 FET의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 도 8에 나타내는 예에서는, 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)의 발열을 억제하면서 이들에 의해 전원(12)의 전력을 승압하여, 에어로졸을 생성하기에 충분한 전력을 히터(21)에 공급하는 것이 가능하게 된다.
또한, 여기서는, 전원(12)의 전력을 승압하여 히터(21)에 대하여 출력하는 승압 회로를 구성하는 FET로서, 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)와 같은 2개의 FET를 병렬 접속하여 마련한 예를 설명하였지만, 3개 이상의 FET를 병렬 접속하여 마련하도록 하여도 된다. 병렬 접속하는 FET의 수를 많게 할수록 하나의 FET당 흐르는 전류의 전류값을 작게 할 수 있기 때문에, 발열 억제 효과를 더욱 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, MCU(50)는 히터(21)에 공급하는 전력에 따라 동작시키는 FET의 수를 변화시켜도 된다. 예컨대, 전원 유닛(10)은, 기동된 경우에는 신속하게 에어로졸의 생성이 가능한 상태로 하기 위해, 기동 직후의 소정 기간에는 제1 전력을 히터(21)에 공급하고, 소정 기간의 경과 후에는 제1 전력보다 작은 제2 전력을 히터(21)에 공급하여도 된다. 그리고, MCU(50)는 예컨대, 제1 전력이 히터(21)에 공급되고 있을 때에는, 병렬 접속된 제3 FET(103) 및 제6 FET(106) 모두를 동작시키고, 제2 전력이 히터(21)에 공급되고 있을 때에는, 병렬 접속된 제3 FET(103) 및 제6 FET(106) 중 한쪽만을 동작시킨다. 이에 따라, 전원 유닛(10)이 기동되면, 신속하게 에어로졸의 생성이 가능한 상태로 할 수 있어, 사용자의 편의성의 향상을 도모할 수 있다. 아울러, 히터(21)에 전력을 공급할 때에, 히터(21)에 공급하는 전력에 따른 적절한 수의 FET를 동작시킬 수 있어, 전원 유닛(10)에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 히터(21)에 전력을 공급할 때에 제3 FET(103) 및 제6 FET(106)가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
또한, 기동 후의 각각의 시기에 히터(21)에 공급하는 전력은 제어 프로파일로서 MCU(50)에 미리 기억되어 있어도 되고, 그 때의 히터(21)의 온도 등에 기초하여 MCU(50)가 적절히 산출하도록 하여도 된다.
또한, 일반적으로, 제2 에어로졸 흡인기의 경우에는, 히터(21)(가열부(1221B))에 의한 에어로졸원의 가열을 제어하기 위한 제어 프로파일(이하, "가열 프로파일"이라고도 함)이 MCU(50)(제어부(1216B))에 미리 기억되어, 이 가열 프로파일에 따라 MCU(50)가 히터(21)로의 전력 공급을 제어한다. 여기서, 가열 프로파일은, 예컨대 히터(21)의 목표 온도의 시계열 추이가 규정된 정보이다. MCU(50)는 전원(12)으로부터의 전력을 펄스 폭 변조(PWM) 또는 펄스 주파수 변조(PFM)에 의한 펄스 형태로 히터(21)에 공급한다. 그리고, MCU(50)는 히터(21)의 온도와 목표 온도의 차에 기초하여, 히터(21)에 공급하는 전력의 듀티비를 조정함으로써, 히터(21)에 공급하는 전력을 조정한다.
가열 프로파일을 이용한 가열 제어에 의하면, 예컨대 가열 개시 직후의 제1 기간에는 히터(21)가 제1 온도를 향해 승온되도록 제어되고, 제1 기간 이후의 제2 기간에는 히터(21)가 제1 온도를 유지하도록 제어되며, 제2 기간 이후의 제3 기간에는 히터(21)가 제1 온도보다 낮은 제2 온도까지 강온하도록 제어되고, 제3 기간 이후의 제4 기간에는 제2 온도를 유지하도록 제어되며, 제4 기간 이후의 제5 기간에는 제2 온도보다 높은 제3 온도까지 승온되도록 제어되거나 한다.
상기의 제1 기간 혹은 제5 기간에는, 히터(21)를 승온시키기 위해 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 커진다. 따라서, MCU(50)는 상기의 제1 기간 혹은 제5 기간에는 다른 기간(상기의 제2 기간, 제3 기간 및 제4 기간)에 비해 동작시키는 FET의 수를 증가시키도록 하여도 된다. 구체적으로는 예컨대, MCU(50)는 제1 기간 혹은 제5 기간에는 병렬 접속된 제3 FET(103) 및 제6 FET(106) 모두를 동작시키고, 다른 기간에는 병렬 접속된 제3 FET(103) 및 제6 FET(106) 중 한쪽만을 동작시키도록 하여도 된다.
또한, MCU(50)는 전술한 바와 같이 전원 유닛(10)이 제4 FET(104)에 병렬 접속되는 제5 FET(105)를 구비하는 경우에도, 히터(21)에 공급하는 전력에 따라 동작시키는 FET의 수를 변화시켜도 된다. 예컨대, MCU(50)는 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 클 때에는 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 모두를 동작시키고, 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 작을 때에는 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 중 한쪽만을 동작시키도록 하여도 된다. 구체적으로는 예컨대, MCU(50)는 제1 기간 혹은 제5 기간에는 병렬 접속된 제4 FET(104) 및 제5 FET(105) 모두를 동작시키고, 다른 기간에는 병렬 접속된 제3 FET(103) 및 제6 FET(106) 중 한쪽만을 동작시키도록 하여도 된다.
또한, MCU(50)는 후술하는 제2 변형예와 같이, 전원 유닛(10)이 제2 FET(102)에 병렬 접속되는 제7 FET(107)를 구비하는 경우에도, 히터(21)에 공급하는 전력에 따라 동작시키는 FET의 수를 변화시켜도 된다. 예컨대, MCU(50)는 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 클 때에는 제2 FET(102) 및 제7 FET(107) 모두를 동작시키고, 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 작을 때에는 제2 FET(102) 및 제7 FET(107) 중 한쪽만을 동작시키도록 하여도 된다. 구체적으로는 예컨대, MCU(50)는 제1 기간 혹은 제5 기간에는 병렬 접속된 제2 FET(102) 및 제7 FET(107) 모두를 동작시키고, 다른 기간에는 병렬 접속된 제2 FET(102) 및 제7 FET(107) 중 한쪽만을 동작시키도록 하여도 된다.
또한, 예컨대, 전술한 제3 FET(103) 및 제6 FET(106) 중, 제3 FET(103)를 IC로 하여 전원 유닛(10)에 마련하는 한편, 제6 FET(106)를 이 IC와는 별체로 하여 전원 유닛(10)에 마련하도록 하여도 된다. 이 경우, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전원 유닛(10)은 제3 FET(103)를 포함하여 구성되는 IC(900)를 구비한다.
구체적으로 설명하면, 도 9에 나타내는 예에서, IC(900)는 제6 FET(106)를 제외한 다른 FET, LDO 레귤레이터(62), 및 IC(900)의 외부에 마련된 FET를 접속 가능한 단자(901) 등을 구비하여 구성되고, 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 실장된다. 그리고, IC(900)의 단자(901)에는, IC(900)의 외부에 마련된(예컨대 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 직접 실장된) 제6 FET(106)가 접속된다. 이와 같이, 단자(901)에 제6 FET(106)가 접속되어 있으면, IC(900)는, 단자(901)에 접속된 제6 FET(106)와, IC(900)의 내부에 마련된 제3 FET(103)를 병렬 접속한다. 다시 말하면, 단자(901)는, 단자(901)에 접속 가능한 IC(900)의 외부의 FET와, IC(900)의 내부에 마련된 제3 FET(103)가 병렬 접속되도록 마련되어 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 제3 FET(103)를 포함하여 구성되는 IC(900)에, IC(900)의 외부에 마련된 FET를 제3 FET(103)와 병렬 접속하는 것을 가능하게 하는 단자(901)를 마련함으로써, 에어로졸 흡인기(1)의 제조자는, 전술한 제6 FET(106)와 같은 제3 FET(103)와 병렬 접속되는 FET를, 필요에 따라 전원 유닛(10)에 용이하게 마련할 수 있다. 따라서, 전원 유닛(10)의 사양 등에 따라 적절한 수의 FET를 용이하게 전원 유닛(10)에 실장하는 것이 가능하게 된다.
예컨대, 전술한 바와 같이, 제2 에어로졸 흡인기 쪽이 제1 에어로졸 흡인기보다 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 커진다. 이 때문에, 제2 에어로졸 흡인기의 전원 유닛으로서 전원 유닛(10)을 구성한 경우에는, 승압 회로를 구성하는 FET가 제3 FET(103)만으로는 고온이 된다는 것이 상정된다. 이와 같은 경우, 에어로졸 흡인기(1)의 제조자는, 전술한 제6 FET(106)와 같은 제3 FET(103)와 병렬 접속되는 FET를 전원 유닛(10)에 추가함으로써, 히터(21)에 전력을 공급할 때에 제3 FET(103)가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
한편, 제2 에어로졸 흡인기에 비해 히터(21)에 공급하는 전력이 작은 제1 에어로졸 흡인기의 전원 유닛으로서 전원 유닛(10)을 구성하는 경우에는, 승압 회로를 구성하는 FET가 제3 FET(103)만으로도 그다지 고온이 되지 않는다고 생각되고, 전원 유닛(10)에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛(10)의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크가 비교적 낮다고 생각된다. 따라서, 이와 같은 경우에는, 에어로졸 흡인기(1)의 제조자는, 전술한 제6 FET(106)와 같은 제3 FET(103)와 병렬 접속되는 FET를 전원 유닛(10)에 마련하지 않도록 함으로써, 전원 유닛(10)의 구성을 간소화 할 수 있으며, 전원 유닛(10)의 소형화나 제조 비용의 억제를 도모하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 9에 나타내는 예에서는, MCU(50)를 IC(900)의 외부에 마련하고 있지만, IC(900)가 MCU(50)도 더 포함하여 구성되도록 하여도 된다. 이와 같이 하면, 제3 FET(103)를 제어하는 MCU(50)도, 전원 유닛(10)에 용이하게 실장하는 것이 가능하게 된다.
[제2 변형예]
제2 변형예로서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 FET(102)에 병렬 접속되는 제7 FET(107)를 마련하는 것을 생각할 수 있다. 도 10에 도시하는 예에서는, 병렬 접속된 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)의 일단은, 제1 FET(101)의 타단, 방전 단자(41)의 일단, 및 LDO 레귤레이터(62)의 입력 단자의 각각에 접속되어 있다. 또한, 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)의 타단은 리액터(121)를 통해 제4 FET(104)의 일단에 접속되어 있다. 이와 같은 제2 FET(102), 제7 FET(107) 및 리액터(121)를 마련함으로써, 제1 FET(101) 측(즉, 충전 단자(43) 측)으로부터 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)에 입력된 전력을 강압하고, 강압된 전력을 제4 FET(104) 측(즉, 전원(12) 측)으로 출력하는 것이 가능하게 된다.
제2 변형예에서, MCU(50)는 병렬 접속된 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)를, 예컨대 전술한 실시형태에서의 제2 FET(102)와 마찬가지로 제어한다. 즉, 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)는 전원(12)의 충전 시(즉, 충전 전원 계통의 작동 시)에 스위칭되어, 입력된 전력을 강압하고, 강압된 전력을 제4 FET(104) 측(즉 전원(12) 측)으로 출력한다.
즉, 제2 변형예에서의 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)는 충전 전원 계통에서, 외부 전원의 전력을 강압하여 전원(12)에 대하여 출력하는 강압 회로를 구성하고 있다. 또한, 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)는 전원(12)의 전력이 히터(21)나 MCU(50)에 공급되는 경우(예컨대 히터 전원 계통의 작동 시나 제2 MCU 전원 계통의 작동 시)에는 풀 온으로 된다.
스위칭 소자가 충전 전원 계통에서 외부 전원의 전력을 강압하여 전원(12)에 대하여 출력하는 강압 회로를 구성하는 경우, 연속적으로 스위칭 동작을 행하기 때문에 스위칭 시의 서지 전류에 의한 발열이 커진다. 그래서, 이와 같이, 외부 전원의 전력을 병렬 접속된 복수의 FET에 의해 강압함으로써, 이들 복수의 FET의 발열을 억제하면서, 외부 전원의 전력을 강압하는 것이 가능하게 된다. 왜냐하면, 외부 전원의 전력을 병렬 접속된 복수의 FET에 의해 강압하도록 한 경우에는, 이 강압을 하나의 FET로 실시하도록 한 경우에 비해, 이 강압에 수반하는 스위칭 시에 하나의 FET당 흐르는 전류의 전류값을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 스위칭 시의 서지 전류를 작게 할 수 있고, 서지 전류에 의한 각 FET의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 도 10에 나타내는 예에서는, 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)의 발열을 억제하면서, 이들에 의해 외부 전원의 전력을 강압하고, 전원(12)을 충전하기에 적합한 전압값을 갖는 전력을 전원(12)에 공급하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 10에 나타내는 예에서, 병렬 접속된 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)는 전원(12)과 방전 단자(41)와의 사이에도 위치하고 있고, 전원(12)의 전력을 히터(21) 등에 공급할 때에는 풀 온으로 된다. 이에 따라, 전원(12)의 전력을 히터(21) 등에 공급할 때의 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)의 온 저항을 작게 할 수 있어, 온 저항에 의한 발열과 전력 손실을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 10에 나타내는 예에서는 도 4 등에 나타내는 예에 비해, 전원(12)의 전력을 히터(21) 등에 공급할 때에 제2 FET(102)에 흐르는 전류의 전류값을 작게 할 수 있기 때문에, 제2 FET(102)의 온 저항을 작게 할 수 있어, 온 저항으로 인한 발열과 전력 손실을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 여기서는, 외부 전원의 전력을 강압하여 전원(12)에 대하여 출력하는 강압 회로를 구성하는 FET로서, 제2 FET(102) 및 제7 FET(107)와 같은 2개의 FET를 병렬 접속하여 마련한 예를 설명하였지만, 3개 이상의 FET를 병렬 접속하여 마련하도록 하여도 된다. 병렬 접속하는 FET의 수가 많을수록 하나의 FET당 흐르는 전류의 전류값을 작게 할 수 있기 때문에, 발열 억제 효과를 더욱 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, 제2 FET(102)에 병렬 접속되는 제7 FET(107)를 전원 유닛(10)이 구비하는 경우에도, MCU(50)는 전원(12)을 충전하는 전력 혹은 히터(21)에 공급하는 전력에 따라, 동작시키는 FET의 수를 변화시켜도 된다. 예컨대, MCU(50)는 전원(12)을 충전하는 전력 혹은 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 클 때(예컨대, 미리 설정된 제1 임계값보다 클 때)에는 제2 FET(102) 및 제7 FET(107) 모두를 동작시키고, 전원(12)을 충전하는 전력 혹은 히터(21)에 공급하는 전력이 비교적 작을 때(예컨대 제1 임계값 이하일 때)에는 제2 FET(102) 및 제7 FET(107) 중 어느 한쪽만을 동작시키도록 하여도 된다.
또한, 예컨대, 전술한 제2 FET(102) 및 제7 FET(107) 중, 제2 FET(102)를 IC로 하여 전원 유닛(10)에 마련하는 한편, 제7 FET(107)를 이 IC와는 별체로 하여 전원 유닛(10)에 마련하도록 하여도 된다. 이 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 전원 유닛(10)은 제2 FET(102)를 포함하여 구성되는 IC(1100)를 구비한다.
구체적으로 설명하면, 도 11에 나타내는 예에서, IC(1100)는 제7 FET(107)를 제외한 다른 FET, LDO 레귤레이터(62), 및 IC(1100)의 외부에 마련된 FET를 접속 가능한 단자(1101) 등을 구비하여 구성되고, 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 실장된다. 그리고, IC(1100)의 단자(1101)에는, IC(1100)의 외부에 마련된(예컨대 전원 유닛(10)의 회로 기판(60)에 직접 실장된) 제7 FET(107)가 접속된다. 이와 같이 단자(1101)에 제7 FET(107)가 접속되어 있으면, IC(1100)는 단자(1101)에 접속된 제7 FET(107)와, IC(1100)의 내부에 마련된 제2 FET(102)를 병렬 접속한다. 다시 말하면, 단자(1101)는 단자(1101)에 접속 가능한 IC(1100)의 외부의 FET와, IC(1100)의 내부에 마련된 제2 FET(102)가 병렬 접속되도록 마련되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 제2 FET(102)를 포함하여 구성되는 IC(1100)에, IC(1100)의 외부에 마련된 FET를 제2 FET(102)와 병렬 접속하는 것을 가능하게 하는 단자(1101)를 마련함으로써, 에어로졸 흡인기(1)의 제조자는, 전술한 제7 FET(107)와 같은 제2 FET(102)와 병렬 접속되는 FET를, 필요에 따라 전원 유닛(10)에 용이하게 마련할 수 있다. 따라서, 전원 유닛(10)의 사양 등에 따라 적절한 수의 FET를 용이하게 전원 유닛(10)에 실장하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 11에 나타내는 예에서는 MCU(50)가 IC(1100)의 외부에 마련되어 있지만, IC(1100)가 MCU(50)도 더 포함하여 구성되도록 하여도 된다. 이와 같이 하면, 제2 FET(102)를 제어하는 MCU(50)도, 전원 유닛(10)에 용이하게 실장하는 것이 가능하게 된다.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 각종 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 예에 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 이에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
예컨대, 전술한 실시형태에서는, 전원(12)으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원으로부터 에어로졸을 생성하는 가열부를 히터(21)로 하고, 전원 유닛(10)의 방전 단자(41)로부터 히터(21)에 전력을 공급하는 예를 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 에어로졸을 생성하는 가열부를, 제1 카트리지(20) 등에 내장되는 서셉터와, 이 서셉터로 전자 유도에 의해 송전하는 유도 가열용 코일에 의해 구성할 수도 있다. 서셉터 및 유도 가열용 코일에 의해 가열부를 구성한 경우에는, 전원 유닛(10)의 방전 단자(41)는 유도 가열용 코일에 접속되어, 유도 가열용 코일에 전력을 공급한다.
본 명세서에는 적어도 이하의 사항이 기재되어 있다. 또한, 괄호 안에는 상기한 실시형태에서 대응하는 구성 요소 등을 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
(1) 전원(전원(12))과,
상기 전원으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원(에어로졸원(22))을 가열하는 가열부(히터(21))가 접속되는 가열부 커넥터(방전 단자(41))와,
외부 전원에 접속 가능한 외부 전원 커넥터(충전 단자(43))와,
제1 스위칭 소자(제2 FET(102), 제3 FET(103), 제4 FET(104))와,
상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속되는 제2 스위칭 소자(제5 FET(105), 제6 FET(106), 제7 FET(107))를 구비하고,
병렬 접속된 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 전원과, 상기 외부 전원 커넥터 또는 상기 가열부 커넥터를 접속하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(1)에 따르면, 전원과, 외부 전원 커넥터 또는 가열부 커넥터를 접속하는 제1 스위칭 소자에 제2 스위칭 소자가 병렬 접속된다. 이에 따라, 외부 전원의 전력에 의해 전원을 충전할 때, 또는 전원의 전력을 가열부에 공급할 때에, 제1 스위칭 소자에 흐르는 전류를 적게 하여, 제1 스위칭 소자의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다.
(2) (1)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 전원과 상기 외부 전원 커넥터를 접속하고, 상기 외부 전원 커넥터를 통해 공급된 상기 외부 전원의 전력에 의해 상기 전원을 충전하기 위한 충전 전원 계통을 구성하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(2)에 따르면, 병렬 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가, 전원과 외부 전원 커넥터를 접속하고, 외부 전원 커넥터를 통해 공급된 외부 전원의 전력에 의해 전원을 충전하기 위한 충전 전원 계통을 구성한다. 따라서, 외부 전원의 전력에 의해 전원을 충전할 때에 제1 스위칭 소자에 흐르는 전류를 적게 하여, 제1 스위칭 소자의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다.
(3) (2)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 충전 전원 계통에서, 상기 외부 전원의 전력을 강압하여 상기 전원에 대하여 출력하는 강압 회로를 구성하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(3)에 따르면, 병렬 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가, 충전 전원 계통에서, 외부 전원의 전력을 강압하여 전원에 대하여 출력하는 강압 회로를 구성한다. 따라서, 외부 전원의 전력을 강압할 때에 제1 스위칭 소자에 흐르는 전류를 적게 하여, 제1 스위칭 소자의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다.
(4) (3)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 장치(MCU(50))를 더 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 전원을 충전하는 전력이 제1 임계값 이하일 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 전원을 충전하는 전력이 상기 제1 임계값보다 클 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(4)에 따르면, 제어 장치가, 전원을 충전하는 전력이 비교적 작을 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 전원을 충전하는 전력이 비교적 클 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 모두를 동작시킨다. 이에 따라, 전원을 충전할 때에, 전원을 충전하는 전력에 따라 적절한 수의 스위칭 소자를 동작시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 전원 유닛에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 전원을 충전할 때에 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(5) (2)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 충전 전원 계통에서, 상기 전원을 충전하는 전력의 전류값 또는 전압값을 제어하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(5)에 따르면, 병렬 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가, 충전 전원 계통에서, 전원을 충전하는 전력의 전류값 또는 전압값을 제어한다. 따라서, 전원을 충전하는 전력의 전류값 또는 전압값을 제어할 때에 제1 스위칭 소자에 흐르는 전류를 적게 하여, 제1 스위칭 소자의 발열을 억제하는 것이 가능하게 된다.
(6) (5)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 장치(MCU(50))를 더 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 전원을 충전하는 전력이 상대적으로 작을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 전원을 충전하는 전력이 상대적으로 클 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(6)에 따르면, 제어 장치가, 전원을 충전하는 전력이 제1 임계값 이하일 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 전원을 충전하는 전력이 상기 제1 임계값보다 클 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 모두를 동작시킨다. 이에 따라, 전원을 충전할 때에, 전원을 충전하는 전력에 따라 적절한 수의 스위칭 소자를 동작시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 전원 유닛에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 전원을 충전할 때에 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(7) (6)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 전원 유닛은, 상기 전원의 온도가 임계값 이하일 때에는, 제1 전력에 의해 상기 전원을 충전하고, 상기 전원의 온도가 상기 임계값보다 높아지면 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 상기 전원을 충전하고,
상기 제어 장치는, 상기 제1 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 제2 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(7)에 따르면, 전원 유닛이, 전원의 온도가 임계값 이하일 때에는 제1 전력에 의해 전원을 충전하고, 전원의 온도가 임계값보다 높아지면 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 전원을 충전한다. 그리고, 제어 장치가, 제1 전력에 의해 전원이 충전되고 있을 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 제2 전력에 의해 전원이 충전되고 있을 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 모두를 동작시킨다. 이에 따라, 전원의 온도에 따른 적절한 전력으로 전원을 충전하는 것을 가능하게 하고, 전지의 온도가 낮을 때에 대전력으로 전원을 충전해 버리는 것에 의한 전원의 열화를 회피할 수 있다. 아울러, 전원을 충전할 때에, 전원을 충전하는 전력에 따른 적절한 수의 스위칭 소자를 동작시킬 수 있어, 전원 유닛에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 전원을 충전할 때에 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(8) (6)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 전원 유닛은, 상기 전원의 출력 전압이 임계값 이하일 때에는 제1 전력에 의해 상기 전원을 충전하고, 상기 전원의 출력 전압이 상기 임계값보다 높아지면 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 상기 전원을 충전하며,
상기 제어 장치는, 상기 제1 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 제2 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(8)에 따르면, 전원 유닛이, 전원의 출력 전압이 임계값 이하일 때에는 제1 전력에 의해 전원을 충전하고, 전원의 출력 전압이 임계값보다 높아지면 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 전원을 충전한다. 그리고, 제어 장치가, 제1 전력에 의해 전원이 충전되고 있을 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 제2 전력에 의해 전원이 충전되고 있을 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 모두를 동작시킨다. 이에 따라, 전원의 출력 전압에 따른 적절한 전력으로 전원을 충전하는 것을 가능하게 하여, 전원의 출력 전압이 낮을 때의 돌입 전류에 의해 전원 유닛이 파손되어 버리는 것을 회피할 수 있다. 아울러, 전원을 충전할 때에, 전원을 충전하는 전력에 따른 적절한 수의 스위칭 소자를 동작시킬 수 있어, 전원 유닛에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 전원을 충전할 때에 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(9) (1)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 전원과 상기 가열부 커넥터를 접속하고, 상기 전원의 전력을 상기 가열부에 공급하기 위한 가열부 전원 계통을 구성하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(9)에 따르면, 병렬 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가, 전원과 가열부 커넥터를 접속하고, 전원의 전력을 가열부에 공급하기 위한 가열부 전원 계통을 구성한다. 따라서, 전원의 전력을 가열부에 공급할 때에 제1 스위칭 소자에 흐르는 전류를 적게 하여, 제1 스위칭 소자의 발열을 억제하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(10) (9)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 가열부 전원 계통에서, 상기 전원의 전력을 승압하여 상기 가열부에 대하여 출력하는 승압 회로를 구성하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(10)에 따르면, 병렬 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가, 가열부 전원 계통에서, 전원의 전력을 승압하여 가열부에 대하여 출력하는 승압 회로를 구성한다. 따라서, 전원의 전력을 승압할 때에 제1 스위칭 소자에 흐르는 전류를 적게 하여, 제1 스위칭 소자의 발열을 억제하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(11) (10)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 장치(MCU(50))를 더 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 가열부에 공급하는 전력이 상대적으로 작을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 가열부에 공급하는 전력이 상대적으로 클 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(11)에 따르면, 제어 장치가, 가열부에 공급하는 전력이 상대적으로 작을 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 가열부에 공급하는 전력이 상대적으로 클 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 모두를 동작시킨다. 이에 따라, 가열부에 전력을 공급할 때에, 가열부에 공급하는 전력에 따라 적절한 수의 스위칭 소자를 동작시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 전원 유닛에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 가열부에 전력을 공급할 때에 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(12) (11)에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 전원 유닛은 기동 직후의 소정 기간에는 제1 전력을 상기 가열부에 공급하고, 상기 소정 기간이 경과하면 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 상기 가열부에 공급하며,
상기 제어 장치는, 상기 제1 전력이 상기 가열부에 공급되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키고, 상기 제2 전력이 상기 가열부에 공급되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(12)에 따르면, 전원 유닛이, 기동 직후의 소정 기간에는 제1 전력을 가열부에 공급하고, 당해 소정 기간의 경과 후에는 제1 전력보다 작은 제2 전력을 가열부에 공급한다. 그리고, 제어 장치가, 제1 전력이 가열부에 공급되고 있는 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키고, 제2 전력이 가열부에 공급되고 있는 때에는 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시킨다. 이에 따라, 전원 유닛이 기동되면, 신속하게 에어로졸의 생성이 가능한 상태로 할 수 있어, 사용자의 편의성의 향상을 도모할 수 있다. 아울러, 가열부에 전력을 공급할 때에, 가열부에 공급하는 전력에 따른 적절한 수의 스위칭 소자를 동작시킬 수 있어, 전원 유닛에서의 소비 전력의 증가를 억제하면서, 가열부에 전력을 공급할 때에 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자가 고온이 되는 것을 회피하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
(13) (1) 내지 (12) 중 어느 것에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 병렬 접속되는 제3 스위칭 소자를 더 구비하는,
에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(13)에 따르면, 외부 전원의 전력에 의해 전원을 충전할 때, 또는 전원의 전력을 가열부에 공급할 때에, 제1 스위칭 소자에 흐르는 전류를 더욱 적게 하여, 제1 스위칭 소자의 발열을 보다 억제하는 것이 가능하게 되어, 전원 유닛에 마련된 전자 부품의 열화나 파손, 또는 전원 유닛의 동작이 불안정하게 되거나 하는 리스크를 저감할 수 있다.
1: 에어로졸 흡인기(에어로졸 생성 장치)
10: 전원 유닛
12: 전원
22: 에어로졸원
41: 방전 단자(가열부 커넥터)
43: 충전 단자(외부 전원 커넥터)
50: MCU(제어 장치)
102: 제2 FET(제1 스위칭 소자)
103: 제3 FET(제1 스위칭 소자)
104: 제4 FET(제1 스위칭 소자)
105: 제5 FET(제2 스위칭 소자)
106: 제6 FET(제2 스위칭 소자)
107: 제7 FET(제2 스위칭 소자)

Claims (13)

  1. 전원과,
    상기 전원으로부터 공급되는 전력을 소비하여 에어로졸원을 가열하는 가열부가 접속되는 가열부 커넥터와,
    외부 전원에 접속 가능한 외부 전원 커넥터와,
    제1 스위칭 소자와,
    상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속되는 제2 스위칭 소자
    를 포함하고,
    병렬 접속된 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 전원과, 상기 외부 전원 커넥터 또는 상기 가열부 커넥터를 접속하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 상기 전원과 상기 외부 전원 커넥터를 접속하고, 상기 외부 전원 커넥터를 통해 공급된 상기 외부 전원의 전력에 의해 상기 전원을 충전하기 위한 충전 전원 계통을 구성하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 상기 충전 전원 계통에서, 상기 외부 전원의 전력을 강압하여 상기 전원에 대하여 출력하는 강압 회로를 구성하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 전원을 충전하는 전력이 제1 임계값 이하일 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 전원을 충전하는 전력이 상기 제1 임계값보다 클 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 상기 충전 전원 계통에서, 상기 전원을 충전하는 전력의 전류값 또는 전압값을 제어하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 전원을 충전하는 전력이 제1 임계값 이하일 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 전원을 충전하는 전력이 상기 제1 임계값보다 클 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전원 유닛은 상기 전원의 온도가 임계값 이하일 때에는 제1 전력에 의해 상기 전원을 충전하고, 상기 전원의 온도가 상기 임계값보다 높아지면 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 상기 전원을 충전하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 제2 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전원 유닛은 상기 전원의 출력 전압이 임계값 이하일 때에는 제1 전력에 의해 상기 전원을 충전하고, 상기 전원의 출력 전압이 상기 임계값보다 높아지면 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력에 의해 상기 전원을 충전하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 제2 전력에 의해 상기 전원이 충전되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 상기 전원과 상기 가열부 커넥터를 접속하고, 상기 전원의 전력을 상기 가열부에 공급하기 위한 가열부 전원 계통을 구성하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 상기 가열부 전원 계통에서, 상기 전원의 전력을 승압하여 상기 가열부에 대하여 출력하는 승압 회로를 구성하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 가열부에 공급하는 전력이 상대적으로 작을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키고, 상기 가열부에 공급하는 전력이 상대적으로 클 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전원 유닛은 기동 직후의 소정 기간에는 제1 전력을 상기 가열부에 공급하고, 상기 소정 기간이 경과하면 상기 제1 전력보다 작은 제2 전력을 상기 가열부에 공급하며,
    상기 제어 장치는 상기 제1 전력이 상기 가열부에 공급되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 모두를 동작시키고, 상기 제2 전력이 상기 가열부에 공급되고 있을 때에는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자 중 한쪽만을 동작시키는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자에 병렬 접속되는 제3 스위칭 소자를 더 포함하는,
    에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
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