KR20240129328A - 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로 - Google Patents

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KR20240129328A
KR20240129328A KR1020230022018A KR20230022018A KR20240129328A KR 20240129328 A KR20240129328 A KR 20240129328A KR 1020230022018 A KR1020230022018 A KR 1020230022018A KR 20230022018 A KR20230022018 A KR 20230022018A KR 20240129328 A KR20240129328 A KR 20240129328A
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Abstract

본 발명은 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 에어로졸 발생장치에서 히터의 과열을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로는 에어로졸 발생장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리와; 상기 배터리와 직렬로 연결되는 스위치와; 상기 스위치와 직렬로 연결되는 부하 저항과; 상기 부하 저항과 직렬로 연결되는 히터와; 상기 스위치를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, 상기 부하 저항의 상위단과, 상기 히터의 상위단 및 상기 히터의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결된다.

Description

에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로{HEATER TEMPERATURE CONTROL CIRCUIT OF AEROSOL GENERATOR}
본 발명은 에어로졸 발생장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 에어로졸 발생장치에서 히터의 과열을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는다. 특히 여러 종류의 에어로졸 발생물품으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입하는 경우가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 발생장치(10)는 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(14)와, 히터(14)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리(16)와, 히터(14)를 제어하기 위한 제어부(15)를 포함한다. 히터(14)는, 공동(13)에 수용된 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 기화재를 가열하여 에어로졸을 발생시킨다. 예를 들어, 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진 궐련형 에어로졸 발생물품(11)을 개구(12)를 통해 공동(13)에 삽입하면 히터(14)가 가열되어 궐련형 에어로졸 발생물품(11) 내부의 흡입 물질을 기화시키면 사용자가 궐련형 에어로졸 발생물품(11)의 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다.
도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 에어로졸 발생장치(20)는 흡입 물질이 액상 형태로 담긴 액상 카트리지(22)와 흡입구 역할을 하는 마우스피스(21)를 구비하고, 본체(23)에는 미도시된 배터리와 제어부가 구비되고 제어부의 제어에 의해 배터리로부터 전력을 공급해서 액상 카트리지(22)에 구비되는 미도시된 히터를 가열하여 액상을 기화시키고, 사용자가 흡입 하면 기화된 액상이 통로를 통해 마우스피스(21)로 유입되면서 액상으로부터 기화되는 흡입물질을 마우스피스를 통해 흡입할 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하여 상술한 종래 기술처럼 히터를 가열하여 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있는 에어로졸 발생장치에서는 배터리의 성능, 상태, 에어로졸 발생장치의 사용환경 등에 따라 히터에 인가되는 전압이 가변될 수 있기 때문에 사용자에게 일정한 수준의 만족스러운 흡입감을 제공하지 못하고 히터가 과열되는 경우 사용자가 탄 맛 같은 불쾌감을 느낄 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술로서 대한민국 공개특허공보 10-2021-0060070에는 전원을 공급하는 배터리와; 마이크로 컨트롤러와; 상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 센싱 컨트롤 신호에 따라 온오프 동작하는 제1 FET와; 상기 제1 FET에 연결되는 감지용 저항과; 상기 배터리와 연결되고 상기 마이크로 컨트롤러에서 출력하는 히터 컨트롤 신호에 따라 온오프 동작하는 제2 FET와; 상기 제2 FET와 연결되고 상기 감지용 저항의 일단에 연결되는 히터;을 포함하고 상기 감지용 저항의 상위단이 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 일측은 상기 마이크로 컨트롤러에 연결되고, 상기 감지용 저항의 하위단의 타측은 상기 제2 FET에 연결되는 에어로졸 발생장치의 히터 전압 감지 및 제어 회로에 대해 개시되어 있다. 상술한 종래 기술에서는 히터 전압을 감지하고 제어하기 위해 제1 FET와 제2 FET를 포함해야 하고, 히터 전압을 확인하기 위해 제1 FET를 스위칭해야 한다.
대한민국 공개특허공보 10-2021-0060070
본 발명은 히터의 제한 온도 도달 여부를 실시간으로 용이하게 확인하여 히터의 과열을 방지할 수 있으며, 제조 원가를 절감할 수 있는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로는 에어로졸 발생장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리와; 상기 배터리와 직렬로 연결되는 스위치와; 상기 스위치와 직렬로 연결되는 부하 저항과; 상기 부하 저항과 직렬로 연결되는 히터와; 상기 스위치를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, 상기 부하 저항의 상위단과, 상기 히터의 상위단 및 상기 히터의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결된다.
또한, 여기에서 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 히터의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 히터의 상위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로는 에어로졸 발생장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리와; 상기 배터리와 직렬로 연결되는 부하 저항과; 상기 부하 저항과 직렬로 연결되는 FET와; 상기 FET와 직렬로 연결되는 히터와; 상기 FET를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, 상기 부하 저항의 상위단과, 상기 히터의 상위단 및 상기 히터의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결된다.
또한, 여기에서 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 FET의 하위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 FET의 하위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로는 에어로졸 발생장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리와; 상기 배터리와 직렬로 연결되는 스위치와; 상기 스위치와 직렬로 연결되는 히터와; 상기 히터와 직렬로 연결되는 부하 저항과; 상기 스위치를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, 상기 히터의 상위단과, 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 부하 저항의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결된다.
또한, 여기에서 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 부하 저항의 하위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 부하 저항의 하위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로는 에어로졸 발생장치에 있어서, 전원을 공급하는 배터리와; 상기 배터리와 직렬로 연결되는 히터와; 상기 히터와 직렬로 연결되는 FET와; 상기 FET와 직렬로 연결되는 부하 저항과; 상기 FET를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, 상기 히터의 상위단과, 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 부하 저항의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결된다.
또한, 여기에서 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 부하 저항의 하위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 부하 저항의 하위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 히터와 부하 저항에 인가되는 전압을 이용하여 용이하게 제한 온도 도달 여부를 확인해서 히터의 과열을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 히터와 부하 저항이 같은 전류 패스 상에 있고, FET로 스위칭을 하지 않아 부품 수를 줄일 수 있어서 제조 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 히터가 가열되는 시간과 제한 온도 도달 여부를 확인하는 구간을 FET로 스위칭을 하지 않고 히터가 가열되는 동안에도 실시간으로 제한 온도 도달 여부를 확인해서 온도 제어가 가능하여, 히터가 가열되는 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 에어로졸 발생장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로(30)는 전원을 공급하는 배터리(31)와, 배터리(31)와 직렬로 연결되는 스위치(32)와, 스위치(32)와 직렬로 연결되는 부하 저항(33)과, 부하 저항(33)과 직렬로 연결되는 히터(34)과, 스위치(32)를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러(35)를 포함한다. 또한, 부하 저항(33)의 상위단과, 히터(34)의 상위단 및 히터(34)의 하위단이 각각 마이크로컨트롤러(25)와 연결된다.
배터리(31)에 의해 전원이 인가되면 부하 전압 VRL과 히터 전압 VRH는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
VRL = VL-VH, VRH = VH-VG
여기서 VRL+VRH에 대한 VRH의 전압비를 온도 상수 K로 표현이 가능하며, 온도상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRH/(VRL+VRH) = (VH-VG)/(VL-VG)
히터(34)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 커지게 된다. 마이크로컨트롤러(35)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(35)는 배터리(31)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 높아지는 경우 스위치(32)를 오프(off)시켜서 히터(34)에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 실시예에서 부하 저항(33)의 상위단 및 마이크로컨트롤러(35) 사이와, 히터(34)의 상위단 및 마이크로컨트롤러(35) 사이에서 부하 저항(33)의 상위단과 연결되는 입력단 및 히터(34)의 상위단과 연결되는 입력단과 마이크로컨트롤러(35)와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기(36)를 포함한다.
부하 저항값 RL이 작을수록 히터(34)에 공급되는 전압이 높아지게 되어 동일 전력에서 히터(34)의 발열 성능이 좋다. 하지만 부하 저항값 RL이 작아질수록 온도 상수 K값의 오차가 커지게 되므로 증폭기(36)를 추가하여 히터(34)의 성능 향상과 오차 최소화를 동시에 얻을 수 있다. 여기서 온도 상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRH/(VRL+VRH) = (VH-VG)/(VA/G+VH-VG)
(G : Amp gain)
히터(34)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 커지게 된다. 마이크로컨트롤러(35)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(35)는 배터리(31)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 높아지는 경우 스위치(32)를 오프(off)시켜서 히터(34)에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면,
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로(40)는 전원을 공급하는 배터리(41)와, 배터리(41)와 직렬로 연결되는 부하 저항(42)과, 부하 저항(42)과 직렬로 연결되는 FET(43)와, FET(43)와 직렬로 연결되는 히터(44)와, FET(43)를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러(45)를 포함한다. 또한, 부하 저항(42)의 상위단과, 히터(44)의 상위단 및 히터(44)의 하위단이 각각 마이크로컨트롤러(45)와 연결된다.
배터리(41)에 의해 전원이 인가되면 부하 전압 VRL과 히터 전압 VRH는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
VRL = VL-VH, VRH = VH-VG
여기서 VRL+VRH에 대한 VRH의 전압비를 온도 상수 K로 표현이 가능하며, 온도상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRH/(VRL+VRH) = (VH-VG)/(VL-VG)
히터(44)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 커지게 된다. 마이크로컨트롤러(45)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(45)는 배터리(41)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 높아지는 경우 VC를 조정하여 FET(43)를 오프(off)시켜서 히터(44)에 흐르는 전류를 차단할 수 있다. 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(45)가 FET(43)를 온-오프(on-off) 제어하여 FET(43)의 온-오프(on-off) 시간이나 주기를 변경하여 히터(44)의 온도가 상승하는 시간을 조절할 수도 있다. 실시예에 따라 FET(43)를 사용하지 않고 마이크로컨트롤러(35)에 의해 온-오프(on-off) 제어되는 로드 스위치를 사용하여 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 높아지는 경우 로드 스위치를 오프(off)시켜서 히터(44)에 흐르는 전류를 차단할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 실시예에서 부하 저항(42)의 상위단 및 마이크로컨트롤러(45) 사이와, FET(43)의 하위단 및 마이크로컨트롤러(45) 사이에서 부하 저항(42)의 상위단과 연결되는 입력단 및 FET(43)의 하위단과 연결되는 입력단과 마이크로컨트롤러(45)와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기(46)를 포함한다.
부하 저항값 RL이 작을수록 히터(44)에 공급되는 전압이 높아지게 되어 동일 전력에서 히터(44)의 발열 성능이 좋다. 하지만 부하 저항값 RL이 작아질수록 온도 상수 K값의 오차가 커지게 되므로 증폭기(46)를 추가하여 히터(44)의 성능 향상과 오차 최소화를 동시에 얻을 수 있다. 여기서 온도 상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRH/(VRL+VRH) = (VH-VG)/(VA/G+VH-VG)
(G : Amp gain)
히터(44)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 커지게 된다. 마이크로컨트롤러(45)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(45)는 배터리(41)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 높아지는 경우 VC를 조정하여 FET(43)를 오프(off)시켜서 히터(44)에 흐르는 전류를 차단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로(50)는 전원을 공급하는 배터리(51)와, 배터리(51)와 직렬로 연결되는 스위치(52)와, 스위치(52)와 직렬로 연결되는 히터(53)와, 히터(53)와 직렬로 연결되는 부하 저항(54)과, 스위치(52)를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러(55)를 포함한다. 또한, 히터(53)의 상위단과, 부하 저항(54)의 상위단 및 부하 저항(54)의 하위단이 각각 마이크로컨트롤러(55)와 연결된다.
배터리(51)에 의해 전원이 인가되면 히터 전압 VRH와 부하 전압 VRL는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
VRH = VH-VL, VRL = VL-VG
여기서 VRL+VRH에 대한 VRL의 전압비를 온도 상수 K로 표현이 가능하며 온도상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRL/(VRH+VRL) = (VL-VG)/(VH-VG)
히터(53)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 작아지게 된다. 마이크로컨트롤러(55)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(55)는 배터리(51)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 낮아지는 경우 스위치(52)를 오프(off)시켜서 히터에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 실시예에서 부하 저항(54)의 상위단 및 마이크로컨트롤러(55) 사이와, 부하 저항(54)의 하위단 및 마이크로컨트롤러(55) 사이에서 부하 저항(54)의 상위단과 연결되는 입력단 및 부하 저항(54)의 하위단과 연결되는 입력단과 마이크로컨트롤러(55)와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기(56)를 포함한다.
부하 저항값 RL이 작을수록 히터(53)에 공급되는 전압이 높아지게 되어 동일 전력에서 히터(53)의 발열 성능이 좋다. 하지만 부하 저항값 RL이 작아질수록 온도 상수 K값의 오차가 커지게 되므로 증폭기(56)를 추가하여 히터(53)의 성능 향상과 오차 최소화를 동시에 얻을 수 있다. 여기서 온도 상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRL/(VRH+VRL) = (VA/G)/(VH-VL+VA/G)
(G : Amp gain)
히터(53)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 작아지게 된다. 마이크로컨트롤러(55)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(55)는 배터리(51)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 낮아지는 경우 스위치(52)를 오프(off)시켜서 히터(53)에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로(60)는 전원을 공급하는 배터리(61)와, 배터리(61)와 직렬로 연결되는 히터(62)와, 히터(62)와 직렬로 연결되는 FET(63)와, FET(63)와 직렬로 연결되는 부하 저항(64)과, FET(64)를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러(65)를 포함한다. 또한, 히터(62)의 상위단과, 부하 저항(64)의 상위단 및 부하 저항(64)의 하위단이 각각 마이크로컨트롤러(65)와 연결된다.
배터리(61)에 의해 전원이 인가되면 히터 전압 VRH과 부하 전압 VRL는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
VRH = VH-VL, VRL = VL-VG
여기서 VRH+VRL에 대한 VRL의 전압비를 온도 상수 K로 표현이 가능하며 온도상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRL/(VRH+VRL) = (VL-VG)/(VH-VG)
히터(62)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 작아게 된다. 마이크로컨트롤러(65)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(65)는 배터리(61)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 낮아지는 경우 VC를 조정하여 FET(63)를 오프(off)시켜서 히터(62)에 흐르는 전류를 차단할 수 있다. 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(65)가 FET(63)를 온-오프(on-off) 제어하여 FET(63)의 온-오프(on-off) 시간이나 주기를 변경하여 히터(62)의 온도가 상승하는 시간을 조절할 수도 있다. 실시예에 따라 FET(63)를 사용하지 않고 마이크로컨트롤러(65)에 의해 온-오프(on-off) 제어되는 로드 스위치를 사용하여 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 낮아지는 경우 로드 스위치를 오프(off)시켜서 히터(62)에 흐르는 전류를 차단할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 도 9에 도시된 실시예에서 부하 저항(64)의 상위단 및 마이크로컨트롤러(65) 사이와, 부하 저항(64)의 하위단 및 마이크로컨트롤러(65) 사이에서 부하 저항(64)의 상위단과 연결되는 입력단 및 부하 저항(64)의 하위단과 연결되는 입력단과 마이크로컨트롤러(65)와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기(66)를 포함한다.
부하 저항값 RL이 작을수록 히터(62)에 공급되는 전압이 높아지게 되어 동일 전력에서 히터(62)의 발열 성능이 좋다. 하지만 부하 저항값 RL이 작아질수록 온도 상수 K값의 오차가 커지게 되므로 증폭기(66)를 추가하여 히터(62)의 성능 향상과 오차 최소화를 동시에 얻을 수 있다. 여기서 온도 상수 K는 하기 식으로 나타낼 수 있다.
K = VRL/(VRH+VRL) = (VA/G)/(VH-VL+VA/G)
(G : Amp gain)
히터(62)가 가열되어 온도가 상승하면 히터 저항값 RH가 상승하게 되어 온도 상수 K가 작아게 된다. 마이크로컨트롤러(65)에는 전원 차단을 위한 온도 상수 K가 기설정되어 있으며, 마이크로컨트롤러(65)는 배터리(61)에 의해 전원이 인가되면, 온도 상수 K를 산정하여 만약 산정한 온도 상수 K가 전원 차단을 위해 기설정된 온도 상수 K 보다 낮아지는 경우 VC를 조정하여 FET(63)를 오프(off)시켜서 히터(62)에 흐르는 전류를 차단할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (8)

  1. 에어로졸 발생장치에 있어서,
    전원을 공급하는 배터리와;
    상기 배터리와 직렬로 연결되는 스위치와;
    상기 스위치와 직렬로 연결되는 부하 저항과;
    상기 부하 저항과 직렬로 연결되는 히터와;
    상기 스위치를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고,
    상기 부하 저항의 상위단과, 상기 히터의 상위단 및 상기 히터의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 히터의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 히터의 상위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
  3. 에어로졸 발생장치에 있어서,
    전원을 공급하는 배터리와;
    상기 배터리와 직렬로 연결되는 부하 저항과;
    상기 부하 저항과 직렬로 연결되는 FET와;
    상기 FET와 직렬로 연결되는 히터와;
    상기 FET를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고,
    상기 부하 저항의 상위단과, 상기 히터의 상위단 및 상기 히터의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 FET의 하위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 FET의 하위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
  5. 에어로졸 발생장치에 있어서,
    전원을 공급하는 배터리와;
    상기 배터리와 직렬로 연결되는 스위치와;
    상기 스위치와 직렬로 연결되는 히터와;
    상기 히터와 직렬로 연결되는 부하 저항과;
    상기 스위치를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고,
    상기 히터의 상위단과, 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 부하 저항의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 부하 저항의 하위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 부하 저항의 하위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
  7. 에어로졸 발생장치에 있어서,
    전원을 공급하는 배터리와;
    상기 배터리와 직렬로 연결되는 히터와;
    상기 히터와 직렬로 연결되는 FET와;
    상기 FET와 직렬로 연결되는 부하 저항과;
    상기 FET를 온-오프(on-off) 제어하는 마이크로컨트롤러;를 포함하고,
    상기 히터의 상위단과, 상기 부하 저항의 상위단 및 상기 부하 저항의 하위단이 각각 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부하 저항의 상위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이와, 상기 부하 저항의 하위단 및 상기 마이크로컨트롤러 사이에서 상기 부하 저항의 상위단과 연결되는 입력단 및 상기 부하 저항의 하위단과 연결되는 입력단과 상기 마이크로컨트롤러와 연결되는 출력단을 구비하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 발생장치의 히터 온도 제어 회로.
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