TW202123832A - 吸嚐成分生成裝置的電源單元、吸嚐成分生成裝置的電源單元中之已知電阻的電阻值的選擇方法 - Google Patents

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Abstract

一種吸嚐成分生成裝置的電源單元，係包括：電源；第一電阻，係連接於電源；第二電阻，係串聯連接於第一電阻；連接部，係可與外部單元電性連接，且具有第一電性端子及第二電性端子，該第一電性端子係連接於第一電阻與第二電阻之間的第一節點，該第二電性端子係對於第一電阻連接於與第一節點為相反側之第二節點；第一開閉器，係與第一節點電性連接，而建立與第二電阻電性並聯之電性路徑；以及檢測部，係依據第二電阻之電壓下降量，來檢測外部單元對於連接部之連接；第一開閉器係構成為在外部單元未連接於連接部時維持成開路狀態。第一開閉器具有寄生二極體，該寄生二極體係在外部單元未連接於連接部時，從電源輸出之電流經由第一節點流入之方向成為逆向。第二電阻的電阻值係比第一電阻的電阻值更小。

Description

吸嚐成分生成裝置的電源單元、吸嚐成分生成裝置的電源單元中之已知電阻的電阻值的選擇方法
本發明係關於吸嚐成分生成裝置用的電源單元、吸嚐成分生成裝置的電源單元中之已知電阻的電阻值的方法。
已提案有一種取代以往的香菸之吸嚐成分生成裝置(電子菸或加熱器香菸)，以加熱器等負載將菸草等香味源、霧氣源等氣化或霧化，而藉此品嚐所產生之吸嚐成分(專利文獻1至3)。此種吸嚐成分生成裝置係具備：將香味源及/或霧氣源氣化或霧化之負載；對負載供應電力之電源；以及控制電池的充放電、負載等之控制單元。對負載供應電力之電源由於係由二次電池等構成，因此可藉由充電器充電。
專利文獻1、2係揭示依據充電中的電流或 電壓來選擇充電模式。專利文獻3係揭示藉由具有電源之電池單元與充電器之通訊來變更充電模式。
再者，專利文獻4至6係揭示相異於吸嚐成分生成裝置之技術領域中的充電模式的變更之相關技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：美國專利第9502917號說明書
專利文獻2：美國專利第2015/0189917號說明書
專利文獻3：國際公開第2015/175700號
專利文獻4：日本專利第5193619號公報
專利文獻5：日本特開2014-143901號公報
專利文獻6：日本專利第5151506號公報
吸嚐成分生成裝置的電源單元係例如構成為可連接於如充電器之外部單元。在此情形中，電源單元需構成為能夠檢測外部單元的連接。
本發明之第一特徵係一種吸嚐成分生成裝置的電源單元，係包括：電源；第一電阻，係連接於前述電源；第二電阻，係串聯連接於前述第一電阻；連接部，係可與外部單元電性連接，且具有第一電性端子及第二電性端子，該第一電性端子係連接於前述第一電阻與前述第二電阻之間 的第一節點，該第二電性端子係對於前述第一電阻連接於與前述第一節點為相反側之第二節點；第一開閉器，係與前述第一節點電性連接，而建立與前述第二電阻電性並聯之電性路徑；以及檢測部，係依據前述第二電阻之電壓下降量，來檢測前述外部單元對於前述連接部之連接；前述第一開閉器係構成為在前述外部單元未連接於前述連接部時維持成開路狀態，前述第一開閉器具有寄生二極體，該寄生二極體係在前述外部單元未連接於前述連接部時，從前述電源輸出之電流經由前述第一節點流入之方向成為逆向，前述第二電阻的電阻值係比前述第一電阻的電阻值更小。
本發明之第二特徵係第一特徵之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述第一電阻及前述第二電阻的電阻值設計成：在前述外部單元未連接於前述連接部時，流通前述第一電阻與前述第二電阻之電流的值成為比負載連接於前述連接部時，前述電源能夠放電之電流的值更小，其中，該負載係藉由來自前述電源的電力而將吸嚐成分源氣化或霧化者。
本發明之第三特徵係第一特徵或第二特徵之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述第一電阻及前述第二電阻的電阻值設計成：在前述外部單元未連接於前述連接部時，流通前述第一電阻及前述第二電阻之電流的值成為0.200mA以下。
本發明之第四特徵係第一特徵至第三特徵 中之任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述第一電阻及前述第二電阻的電阻值設計成：在前述外部單元未連接於前述連接部時，流通前述第一電阻及前述第二電阻之電流的速率成為0.00007C以下。
本發明之第五特徵係第一特徵至第四特徵中之任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述第一電阻的電阻值及前述第二電阻的電阻值之比設計成：在前述外部單元未連接於前述連接部時，對前述寄生二極體施加未達崩潰電壓之電壓。
本發明之第六特徵係第一特徵或第五特徵之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述檢測部包括：比較器；電容器，係連接於前述第二電阻與前述比較器的第一輸入端子之間；以及基準電壓源，係連接於前述比較器的第二輸入端子；前述第二電阻的電阻值係設計成：由前述第二電阻與前述電容器形成之RC電路的時間常數成為前述檢測部檢測前述第二電阻之電壓下降量之週期以下。
本發明之第七特徵係第一特徵至第六特徵中任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述第一電阻的電阻值設計成：前述外部單元對前述吸嚐成分生成裝置的電源單元以預設的電流值放電時之前述第一電阻之電壓下降量比輸出前述第一電阻之電壓下降量之感測器的解析度更大。
本發明之第八特徵係第一特徵至第七特徵中任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述第一電 阻具有比前述電源的內部電阻值更大的電阻值。
本發明之第九特徵係第一特徵至第八特徵中任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述連接部構成為可電性連接於藉由來自前述電源的電力而將吸嚐成分源氣化或霧化之負載，且前述第一電阻具有比前述負載的電阻值更大的電阻值。
本發明之第十特徵係第一特徵至第九特徵中任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述連接部擇一性地與藉由來自前述電源的電力而將吸嚐成分源氣化或霧化之負載及前述外部單元中之一方連接。
本發明之第十一特徵係第一特徵至第十特徵中任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述第一電阻的電阻值設計成：能夠藉由前述檢測部區分前述外部單元連接於前述連接部時之前述第二電阻之電壓下降量及前述外部單元未連接於前述連接部時之前述第二電阻之電壓下降量。
本發明之第十二特徵係第一特徵至第十一特徵中任一者之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述電源單元的前述連接部構成為能夠與作為前述外部單元之充電器連接。
本發明之第十三特徵係一種吸嚐成分生成裝置的電源單元，包括：電源；包含前述電源之充電用電路；以及包含用於認證之已知電阻之認證用電路。
本發明之第十四特徵係第十三特徵之吸嚐 成分生成裝置的電源單元中，前述充電用電路的電阻值比前述認證用電路的電阻值更小。
本發明之第十五特徵係第十三特徵或第十四特徵之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，包含有第二開閉器，該第二開閉器係選擇性地使前述充電用電路與前述認證用電路中之一方發揮功能。
本發明之第十六特徵係第十五特徵之吸嚐成分生成裝置的電源單元中具有控制前述第二開閉器之控制部，前述控制部係構成為：在前述認證用電路發揮功能之第一模式變動成前述充電用電路發揮功能之第二模式之條件成立開始經過預定期間後，藉由前述第二開閉器之控制而從前述第一模式變動成前述第二模式。
本發明之第十七特徵係第十六特徵之吸嚐成分生成裝置的電源單元中，前述控制部構成為將前述第二開閉器控制成從前述第一模式變動成前述第二模式之條件成立開始到前述第一模式變動成前述第二模式為止之時間，比從前述第二模式變動成前述第一模式之條件成立開始到前述第二模式變動成前述第一模式為止之時間更長。
本發明之第十八特徵係一種吸嚐成分生成裝置的電源單元中之已知電阻的電阻值的選擇方法，該吸嚐成分生成裝置係包括電源、包含前述電源之充電用電路以及與前述充電用電路並聯連接並具有用於認證之已知電阻之認證用電路，該方法係包括：對於愈能夠以高速率的充電電流進行充電之前述電源單元，前述已知電阻的電阻 值就選擇愈大的值。
吸嚐成分生成裝置的電源單元係例如構成為可連接於如充電器之外部單元。在此情形中，電源單元需構成為能夠檢測外部單元的連接。
10:電源
20:吸嚐感測器
30:按鈕
40:通知部
50、250:控制部
90:破壞部
100:吸嚐成分生成裝置
110:電源單元
111、121、211:連接部
111t、121t、211t:電性端子
120:霧化單元
121P:儲存器
121Q:液芯
121R:負載
122A:流入孔
126:區隔壁構件
130:香味單元
131:筒體
132:過濾器
133:膜構件
141:吸口
142:吸嘴
150:第一電阻
152:第二電阻
154:第一節點
156:第二節點
162:比較器
164:電容器
166:基準電壓源
172:第一開閉器
172a:寄生二極體
174:第二開閉器
180:保護IC
190:第一電性路徑(認證用電路)
192:第二電性路徑(充電用電路)
200:充電器
210:外部電源
211t:連接端子
230:電流感測器
240:電壓感測器
E1:吸口端(一方的端部)
E2:非吸口端(另一方的端部)
S300、S301、S303、S304、S306、S308、S310、S312、S314、S400、S404、S406、S412、S414、S420、S426、S430、S432、S434:步驟
第1圖係一實施形態之吸嚐成分生成裝置之示意圖。
第2圖係一實施形態之霧化單元之示意圖。
第3圖係吸嚐成分生成裝置的方塊圖。
第4圖係顯示電源單元的電路之圖。
第5圖係顯示包含電源單元與霧化單元之吸嚐成分生成裝置之電路之圖。
第6圖係顯示檢測電源單元內的第二電阻之電壓下降量之檢測部的構成之一例之圖。
第7圖係顯示包含吸嚐成分生成裝置用的電源單元與充電器200之吸嚐成分生成系統的電路之圖。
第8圖係充電器的方塊圖。
第9圖係顯示以充電器進行之控制方法之一例之流程圖。
第10圖係顯示充電控制中之電源單元的控制方法之一例之流程圖。
第11圖係顯示開閉器的寄生二極體的特性之圖。
第12圖係顯示未連接霧化單元及外部單元之電源單 元內的電路的等效電路之圖。
以下針對實施形態進行說明。另外，以下的圖式記載中，相同或類似之部分係賦予相同或類似之符號。惟，圖式僅是示意者，應留意會有各尺寸的比例與實際狀況不同之情形。
因此，應參考以下說明來判斷實際的尺寸等。再者，在圖式彼此間亦會有包含彼此的尺寸關係與比例不同的部分之情形。
[發明的概要]
吸嚐成分生成裝置的電源單元係例如構成為可連接於如充電器之外部單元。在此情形中，電源單元需構成為能夠檢測外部單元的連接。
一態樣之吸嚐成分生成裝置的電源單元係包括：電源；第一電阻，係連接於前述電源；第二電阻，係串聯連接於前述第一電阻；連接部，係可與前述外部單元電性連接，且具有第一電性端子及第二電性端子，該第一電性端子係連接於前述第一電阻與前述第二電阻之間的第一節點，該第二電性端子係對於前述第一電阻連接於與前述第一節點為相反側之第二節點；開閉器，係與前述第一節點電性連接，而建立與前述第二電阻電性並聯之電性路徑；以及檢測部，係依據前述第二電阻之電壓下降量，來檢測前述外部單元對於前述連接部之連接；前述開閉器係構成為在前述外部單元未連接於前述連接部時維持成開 路狀態。前述開閉器具有寄生二極體，該寄生二極體係從前述電源輸出之電流經由前述第一節點流入之方向成為逆向。前述第二電阻的電阻值係比前述第一電阻的電阻值更小。
依據上述態樣，檢測部係可依據第二電阻之電壓下降量而檢測外部單元對於電源單元的連接部之連接。尤其是，檢測部在使開閉器為開路之狀態下，可利用流動於第二電阻之暗電流檢測外部單元之連接。再者，由於第二電阻的電阻值比第一電阻的電阻值更小，故可有效減低流動於開閉器寄生二極體之漏電流。
(吸嚐成分生成裝置)
以下針對第一實施形態之吸嚐成分生成裝置進行說明。第1圖係一實施形態之吸嚐成分生成裝置之示意圖。第2圖係一實施形態之霧化單元之示意圖。第3圖係吸嚐成分生成裝置的方塊圖。第4圖係顯示電源單元的電路之圖。第5圖係顯示包含電源單元與霧化單元之吸嚐成分生成裝置之電路之圖。第6圖係顯示檢測電源單元內的第二電阻之電壓下降量之檢測部的構成之一例之圖。
吸嚐成分生成裝置100可為不伴隨燃燒而用以吸嚐香味成分(吸嚐成分)之非燃燒型的香味吸嚐器。吸嚐成分生成裝置100可沿著從非吸口端E2朝向吸口端E1之方向延伸。此時，吸嚐成分生成裝置100可包含一方的端部(吸口端)E1及另一方的端部(非吸口端)E2，該一方的 端部E1具有吸嚐香味成分(吸嚐成分)之吸口141，該另一方的端部E2與吸口141為相反側。
吸嚐成分生成裝置100可具有電源單元110及霧化單元120。霧化單元120可構成為經由連接部111、121而能夠對於電源單元110拆裝。霧化單元120與電源單元110彼此機械性連接時，霧化單元120內的後述負載121R係經由電性端子111t、121t而與設於電源單元110之電源10電性連接。亦即，電性端子111t、112t係構成可將負載121R與電源10電性導通或關斷之連接部。另外，如下述說明，電源單元110的連接部111亦可連接於與霧化單元120不同之外部單元。
霧化單元120係具有供使用者吸嚐之吸嚐成分源，以及藉由來自電源10之電力而將吸嚐成分源氣化或霧化之負載121R。吸嚐成分源可包含產生霧氣之霧氣源及/或產生香味成分之香味源。
負載121R係只要為能夠藉由接收電力而使吸嚐成分亦即霧氣及/或香味成分從霧氣源及/或香味源產生之元件即可。例如，負載121R可為如加熱器之發熱元件，或如超音波產生器之元件。就發熱元件而言，可舉例發熱電阻、陶瓷加熱器及感應加熱式之加熱器等。
以下說明中，一面參閱第1圖及第2圖，一面針對霧化單元120的更詳細的例子進行說明。霧化單元120可具有儲存器121P、液芯121Q及負載121R。儲存器121P可構成為儲存液狀的霧氣源或香味源。儲存器121P 係例如可為由樹脂網等構成之多孔質體。液芯121Q可為利用毛細現象從儲存器121P吸取霧氣源或香味源之液保持構件。液芯121Q例如可藉由玻璃纖維或多孔質陶瓷等所構成。
負載121R係將保持在液芯121Q之霧氣源霧化或將香味源加熱。負載121R係例如為由捲繞於液芯121Q之電阻發熱體(例如電熱線)所構成。
從流入孔122A流入之空氣係通過霧化單元120內的負載121R附近。藉由負載121R而生成之吸嚐成分係與空氣一同流往吸口的一方。
霧氣源在常溫下可為液體。例如，就霧氣源而言，可使用如甘油、丙二醇等之多價醇、水等。霧氣源本身亦可具有香味成分。或者，霧氣源亦可含有藉由加熱而釋放香味成分之菸草原料或源自菸草原料之萃取物。
另外，上述實施形態中，雖針對常溫下為液體之霧氣源進行詳細說明，惟除此之外，霧氣源亦可使用常溫下為固體者。
霧化單元120亦可具有構成為能進行交換之香味單元(匣筒)130。香味單元130係具有收容香味源之筒體131。筒體131可包含膜構件133及過濾器132。可在由膜構件133與過濾器132所構成之空間內設置香味源。
霧化單元120亦可包含破壞部90。破壞部90係用以破壞香味單元130的膜構件133的一部分之構件。破壞部90可保持於用以區隔霧化單元120與香味單元 130之區隔壁構件126。區隔壁構件126係例如為聚縮醛樹脂。破壞部90係例如為圓筒狀的中空針。藉由將中空針的前端刺進膜構件133，形成將霧化單元120與香味單元130空氣連通之空氣流路。於此，中空針的內部較佳係設有香味源無法通過之程度的大小的網目。
依據較佳之一例，香味單元130內的香味源係對藉由霧化單元120的負載121R產生之霧氣賦予香味成分。由香味源對霧氣賦予之香味係送至吸嚐成分生成裝置100的吸口141。如此，吸嚐成分生成裝置100可具有複數個吸嚐成分源，亦即霧氣源、香味源等。除此之外，吸嚐成分生成裝置100亦可僅具有一個吸嚐成分源。
香味單元130內的香味源係常溫下可為固體。就一例而言，香味源係由對霧氣賦予香味成分之植物材料的原料片構成。就構成香味源之原料片而言，可利用如將菸絲、菸草原料等之菸草材料成形為粒狀之成形體。除此之外，香味源亦可使用將菸草材料成形為片狀之成形體。再者，構成香味源之原料片亦可由菸草以外的植物(例如薄荷、香草等)構成。亦可對香味源賦予薄荷醇等的香料。
吸嚐成分生成裝置100亦可包含吸嘴142，該吸嘴142係具有用以供使用者吸嚐香味成分(吸嚐成分)之吸口141。吸嘴142可構成為對於霧化單元120或香味單元130可拆裝，亦可構成為一體不可分。
電源單元110可具有電源10、通知部40及控制部50。電源10係蓄積吸嚐成分生成裝置100的動作 所需之電力。電源10可為對於電源單元110可拆裝。電源10可例如為鋰離子二次電池之可重複充電之二次電池。
控制部50係利用例如微電腦。控制部50可藉由與吸嚐感測器20、按鈕30連接而構成控制單元。再者，吸嚐成分生成裝置100亦可包含因應需要而取得電源10的電壓之未圖示之感測器。再者，吸嚐成分生成裝置亦可因應需要而包含保護電源10不受過電壓、過放電等影響之保護IC180。控制部50係進行吸嚐成分生成裝置100的動作所需之各種控制。例如，控制部50亦可構成進行從電源10對負載121R供給之電力的控制之電力控制部。
霧化單元120連接至電源單元110時，設於霧化單元120之負載121R係與電源單元110的電源10電性連接(參閱第5圖)。
吸嚐成分生成裝置100可包含能電性導通或關斷負載121R與電源10之第一開閉器172。第一開閉器172可由例如MOSFET構成。
霧化單元120連接於電源單元110之狀態下，第一開閉器172成為閉路，亦即成為導通(ON)時，從電源10對負載121R供應電力。相對地，第一開閉器172成為關斷(OFF)時，從電源10對於負載121R之電力供應係停止。第一開閉器172的導通/關斷係由控制部50所控制。
控制部50亦可包含可輸出要求負載121R的動作之訊號的要求感測器。要求感測器可為例如被使用者 按壓之按鈕30，或檢測使用者的吸嚐動作之吸嚐感測器20。吸嚐感測器20可為輸出因應從非吸口側往吸口側被吸引之空氣的流量(亦即使用者的抽吸動作)而變化之值(例如電壓值或電流值)之感測器。就該種感測器而言，可舉例有電容式麥克風感測器、習知的流量感測器等。
控制部50係從前述要求感測器取得對於負載121R之動作要求訊號，並產生用以使負載121R動作之指令。具體之一例中，控制部50係對第一開閉器172輸出用以使負載121R動作之指令。第一開閉器172係因應該指令而成為導通。如此，控制部50係構成為控制從電源10對於負載121R之供電。從電源10對負載121R供應電力時，吸嚐成分源係藉由負載121R氣化或霧化。使用者係通過吸口而吸嚐含有經氣化或霧化之吸嚐成分源之吸嚐成分。
控制部50係在取得動作要求訊號時，只要可進行第一開閉器172之PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調變)控制即可。另外，亦可進行PFM(Pulse Frequency Modulation，脈衝頻率調變)控制來取代PWM控制。PWM控制之工作比、PFM控制之切換頻率等可藉由電源10的電壓等各種參數來調整。
接著，針對電源單元110內的電路的詳細構成之一例進行說明。本實施形態中，電源單元110可具有互相電性串聯連接之第一電阻150及第二電阻152。第一電阻150係電性連接於電源10。
第一電阻150及第二電阻152的電阻值較佳為已知。亦即，第一電阻150對於控制部50、外部單元等而言可為已知電阻。第一電阻150的電阻值更佳係不論電源10的狀態如何皆為固定。同樣地，第二電阻152對於控制部50、外部單元等而言可為已知電阻。第二電阻152的電阻值更佳係不論電源10的狀態如何皆為固定。
電源單元110內的電路係具有第一電性路徑190及第二電性路徑192，該第一電性路徑190(以下亦稱為「認證用電路」)係通過第一電阻150與外部單元電性連接，該第二電性路徑192係繞過第一電阻150而與外部單元電性連接(以下亦稱為「充電用電路」)。更詳細而言，第一電阻150係設於從一對的電性端子111t中的一方通往一對的電性端子111t中的另一方之第一電性路徑190內。第二電性路徑192係從第一電性路徑190分歧。第二電性路徑192係從一對的電性端子111t的一方繞過第一電阻150而通往一對的電性端子111t的另一方。亦即，一對的電性端子111t的另一方係電性連接於第一電阻150與第二電阻152之間的第一節點154。一對的電性端子111t中的一方係對於第一電阻150電性連接於與第一節點154為相反側之第二節點156。第二電性路徑192可在第一節點154及第二節點156之處從第一電性路徑190分歧。亦即，第二電性路徑(充電用電路)192係以一對的電性端子111t為基準，與第一電性路徑190(認證用電路)電性並聯連接。換言之，第一電性路徑190(認證用電路)與第二電性路徑(充 電用電路)係經由第一節點154及第二節點156而彼此電性並聯連接。
電源10及控制部50係設於第二電性路徑192內。再者，電源單元110可具有設於第二電性路徑192內之第一開閉器172及第二開閉器174。第一開閉器172及第二開閉器174係例如可由MOSFET所構成。第一開閉器172及第二開閉器174之控制係由控制部50進行。再者，第一開閉器172及第二開閉器174係分別可作為所謂放電用FET與充電用FET而發揮功能。
第一開閉器172可變動於開狀態與閉狀態。開狀態係在如充電器200之外部單元未連接於連接部111時，將從電源10輸出且經由第一節點154流入第一開閉器172之電流截斷之狀態。閉狀態係在如充電器200之外部單元未連接於連接部111時，使從電源10輸出且經由第一節點154流入第一開閉器172之電流流通之狀態。第一開閉器172係電性連接於第一節點154。另外，第一開閉器172可具有寄生二極體，在如充電器200之外部單元未連接於連接部111時，由於該寄生二極體，從電源10輸出之電流經由第一節點154流入之方向會成為逆向。
換言之，第一開閉器172可變動於將從電源10的高電位側往低電位側流動的電流截斷之開狀態，以及使從電源10的高電位側往低電位側流動的電流流通之閉狀態。第一開閉器172係電性連接於第一節點154。另外，第一開閉器172可具有使從電源10的高電位側朝向低電位 側之方向成為逆向之寄生二極體。
第二開閉器174可變動於開狀態與閉狀態，該開狀態係將從連接部111輸入且對電源10充電之充電電流截斷之狀態，該閉狀態係使從連接部111輸入且對電源10充電之充電電流流通之狀態。第二開閉器174係經由第一開閉器172而電性連接於第一節點154。另外，第二開閉器174可具有寄生二極體，由於該寄生二極體，從連接部111輸入且對電源10充電之充電電流所流動之方向會成為逆向。
換言之，第二開閉器174可變動於將從電源10的低電位側往高電位側流動的電流截斷之開狀態，以及使從電源10的低電位側往高電位側流動的電流流通之閉狀態。第一開閉器172係電性連接於第一節點154。另外，第二開閉器174可具有使從電源10的高電位側朝向低電位側之方向成為順向之寄生二極體。
控制部50可構成為能夠檢測第二電阻152之電壓下降量。亦即，控制部50可具有取得第二電阻152之電壓下降量之檢測部。針對該檢測部之一例，利用第6圖進行說明。第6圖係顯示第一電阻150、第二電阻152及控制部50的一部分之構成。
控制部50的檢測部係具有比較器162、電容器164及基準電壓源166。電容器164可連接於第二電阻152及比較器162的反相輸入端子。基準電壓源166可連接於比較器162的非反向輸入端子。基準電壓源166亦可 藉由利用分壓電路或LDO(Linear DropOut，線性壓降穩壓器)調整器而從電源10生成。比較器162係從輸入反相輸入端子之電壓值與輸入非反相輸入端子之電壓值之差，或從使該差放大後之值之類比電壓值，依據預設的相關性(轉換表)進行轉換並輸出數位電壓值Vwake。所輸出之數位電壓值Vwake係顯示第二電阻152之電壓下降量。另外，伴隨於轉換成數位電壓值之解析度未有特別限定，例如可為0.05V/bit。另外，雖顯示了使用將類比電壓值轉換成數位電壓值之檢測部而取得第二電阻152之電壓下降量之例，惟亦可使用直接以數位電壓值之形式取得第二電阻152之電壓下降量之檢測部來取代此例。
第二電阻152之電壓下降量會因一對的電性端子111t未有任何構件連接之情形，及一對的電性端子111t連接有如充電器200之外部單元、霧化單元120等之情形而有不同。因此，控制部50可藉由取得第二電阻152之電壓下降量而檢測如充電器200之外部單元、霧化單元120等之連接。
例如，控制部50係在檢測到高位準之數位電壓值Vwake時，可推測連接部111未連接於充電器200。另外，控制部50係在檢測到低位準之數位電壓值Vwake時，可推測連接部111已連接於充電器200。
更詳細來說，在連接部1111未連接於充電器200之狀態下，電流從電源10經由第一電阻150與第二電阻152往控制部50流動。因此，由於流通於第二電阻152 之電流而於第二電阻152造成電壓下降，故控制部50係檢測出高位準的數位電壓值Vwake。相對地，當連接至一對的電性端子111t中的與第一節點154為相同電位者之充電器200的主負母線因接地而落至接地電位，則會因充電器200連接至連接部111而造成第一節點154落至接地電位。因此在連接部111連接於充電器200之狀態下，由於電流不會流通於第二電阻152，故控制部50係檢測出低位準的數位電壓值Vwake。
如前述，吸嚐成分生成裝置100的電源單元110可構成為能夠連接於與霧化單元120不同之外部單元。外部單元例如可為將電源單元110內的電源10充電之充電器200(參閱第7圖)。第7圖係顯示充電器200與電源單元100的電路之圖。再者，第8圖係充電器200之方塊圖。
充電器200可具有可與電源單元110電性連接之連接部211。連接部211可具有一對的電性端子211t。於此，用以電性連接負載121R之電源單元110的一對的電性端子111t可兼作為用以電性連接充電器200之電源單元110的一對的電性端子111t。亦即，充電器200的一對的電性端子211t可構成為可與電源單元110的一對的電性端子111t連接。電源單元110的連接部111更佳係構成為擇一性地連接藉由來自電源10的電力而將吸嚐成分源氣化或霧化之負載121R，以及如充電器200之外部單元中之一者。換言之，電源單元110的連接部111係構成為可與 負載121R及如充電器200之外部單元之各者連接，惟當連接於負載121R及如充電器200之外部單元中之任一者時，就無法與另一者連接。
充電器200可具有用以對電源單元110內的電源10充電之外部電源210。除此之外，充電器200亦可為能夠與外部電源210電性導通或關斷而將電源單元110的電源10電性連結於外部電源210之機器。能夠與充電器200電性導通或關斷之外部電源210可為輸出直流電之蓄電池。再者，能夠與充電器200電性導通或關斷之外部電源210亦可為從一般家庭的插座輸出之交流的商用電力系統。另外，充電器200可為任意的形狀。就一例而言，充電器200可為類似於具有可連接於USB(Universal Serial Bus，通用序列匯流排)埠之USB端子之USB記憶體之形狀。再者，就其他的例而言，充電器200可為保持電源單元110之座體狀、將電源單元110收容於內部之箱狀等。充電器200構成為座體狀、箱狀等時，較佳為外部電源210內建於充電器200，且為使用者能夠攜帶之尺寸及重量。
充電器200可包含控制對於電源10之充電之控制部250。再者，充電器200可因應需求而具有電流感測器230、電壓感測器240等。電流感測器230係取得從充電器200供應至電源10之充電電流。電壓感測器240係取得充電器200的一對的電性端子211t間的電壓差。充電器200的控制部250係使用來自電流感測器230及/或電壓感測器240之輸出值，控制電源單元110的電源10 之充電。
外部電源210為交流電源時，充電器200可具有將交流轉換成直流之反相器(inverter)。再者，充電器200可更具有取得反相器輸出的直流電壓之電壓感測器、可將反相器輸出之直流電壓升壓及/或降壓之轉換器等。
另外，充電器200的構成並不限於上述者，亦可由分壓電路、LDO等構成，亦可包含該等構件。
充電器200係具有可輸出與電源單元110所具備的第一電阻150的電阻值相關之輸出值之感測器。與電阻值相關之輸出值可非電阻值本身，而可為可換算成電阻值之物理量。例如，與電阻值相關之輸出值可為第一電阻150之電壓下降量(電位差)，亦可為通過第一電阻150之電流的電流值。就能夠輸出與第一電阻150的電阻值相關之輸出值之感測器而言，可舉例如前述之電流感測器230或電壓感測器240。
例如，電壓感測器240係在電源單元110的第二開閉器174為開路時，可輸出施加於電源單元110的第一電阻150之電壓之值。再者，電流感測器230係在電源單元110的第二開閉器174為開路時，可輸出通過電源單元110的第一電阻150之電流之值。該等施加於第一電阻150之電壓之值與通過第一電阻150之電流之值皆為與第一電阻150的電阻值相關之值。
充電器200係藉由使用與電源單元內的第一電阻150的電阻值相關之值，可判別電源單元110或電源 單元內的電源10的種類。亦即，藉由因應不同種類之電源單元110或電源10而改變第一電阻150的電阻值，充電器200無需與電源單元110通訊即可判別電源單元110或電源10的種類。
如此，電源單元110的第一電阻150可作為用於認證之已知電阻而發揮功能。
充電器200的控制部250可構成為能夠檢測電源單元110是否連接於連接部211。電源單元110連接於連接部211的檢測，可藉由習知之方法實施。例如，控制部250係藉由檢測一對的連接端子211t彼此間的電壓差，而可檢測電源單元110之連接。
為了達成簡化吸嚐成分生成裝置100的構造之目的，充電器200的控制部250可構成為不與電源單元110的控制部50通訊。此時，不需要充電器200的控制部250與電源單元110的控制部50間用以進行通訊之通訊用端子。換言之，對於充電器200之連接介面中，電源單元110所具有的電性端子僅需有主正母線用及主負母線用之二個即可。藉由簡化吸嚐成分生成裝置100的構造，而優化重量、成本、生產效率。由於構成為充電器200的控制部250與電源單元110的控制部不進行通訊，因此可刪減個別的發訊機與收訊機的待機電力，結果可提升電源單元110的電源10、充電器200的外部電源210所蓄積的電力的利用效率。再者，由於不會有伴隨於充電器200的控制部250與電源單元110的控制部50之通訊之誤動作，因而 提升吸嚐成分生成裝置100之品質。
(充電器所進行之充電控制)
第9圖係顯示充電器200的控制部250所進行之控制方法之一例之流程圖。控制部250首先檢測電源單元110對於充電器200之連接(步驟S300)。控制部250係待機至電源單元110連接至充電器200的連接部211為止。
控制部250係於檢測到電源單元110連接至充電器220時，取得與電源單元110內的第一電阻150的電阻值相關之值(步驟S301)。與第一電阻150的電阻值相關之值可非為第一電阻150的電阻值本身，而可為第一電阻150之電壓下降值(電位差)，或亦可為通過第一電阻150之電流的電流值。
在取得與第一電阻150的電阻值相關之值時，較佳為電源單元110的第二開閉器174為開路。更具體而言，在取得與第一電阻150的電阻值相關之值時，較佳為成為連接部111與電源10電性截斷之第一模式。在此狀態下，藉由從充電器200對電源單元110輸送微小電流，包含用於認證之第一電阻150之認證用電路190發揮功能，而可取得與第一電阻150的電阻值相關之值。
另外，控制部250亦可複數次取得與第一電阻150的電阻值相關之值，並從該等的推移平均、單純平均、加權平均等來導出後述步驟S303所用之與第一電阻150的電阻值相關之值。另外，與第一電阻150的電阻 值相關之複數筆值可從微小電流的一個或複數個脈衝取得。
另外，電流感測器230、電壓感測器240之輸出，會在剛對電源單元110輸送微小電流之後之時機、在停止對電源單元110輸送微小電流之時機，操控上會成為突波電流、突波電壓。因此，控制部250能夠以預設的持續時間來輸送而非短暫地輸送微小電流。並且，控制部250較佳係不使用在剛對電源單元110輸送微小電流之後之時機、在停止對電源單元110輸送微小電流之時機時由電流感測器230、電壓感測器240所輸出之值來取得與第一電阻150的電阻值相關之值。換言之，控制部250較佳係使用在預設的持續時間的中間時點或其附近的時點時由電流感測器230、電壓感測器240輸出之值來取得與第一電阻150的電阻值相關之值。
另外，亦可於用以取得與第一電阻150的電阻值相關之值之電流感測器230、電壓感測器240組合延遲電路，而在從電流感測器230、電壓感測器240檢測到與第一電阻150的電阻值相關之值開始到輸出該值並由控制部250取得為止，設定時間延遲。以此方式構成充電器200時，在步驟S301之第一模式中，只要在檢測到電源單元110之連接開始經過預設時間之前，電流感測器230、電壓感測器240檢測到與第一電阻150的電阻值相關之值即可。亦即，應留意不必一定需在從檢測到電源單元110之連接開始到經過預設時間之前由控制部250取得與第一 電阻150的電阻值相關之值。
接著，控制部250係依據感測器的輸出值，亦即在步驟S310取得之與電阻值相關之值，判斷是否變更對於電源單元110之預設的控制或執行預設的控制(步驟S303)。如本實施形態，連接於電源單元110之外部單元為充電器200時，預設的控制可為用以將電源單元110的電源10充電之控制。
此時，第一電阻150可使用作為用於認證之已知電阻。亦即，只要因應電源單元110的種類而改變第一電阻150的電阻值，控制部250即可因應電源單元110的種類而執行最佳的控制。
例如，控制部250係在前述之輸出值為預設的範圍外時，或未達預設的條件時，不執行電源10之充電。相對地，控制部250可構成為在該輸出值為預設的範圍內時，或滿足預設的條件時，執行電源10之充電。亦即，步驟S303中之對於電源單元110之預設的控制之變更係包含以不執行後述之步驟S304至S314之充電處理之方式進行變更。藉此，判斷為電源單元110之異常、非正規品之電源單元110等時，由於不會輸送充電電流，故可抑制發生異常情況。再者，為了取代前述態樣，或除了前述態樣之外，控制部250可構成為在前述輸出值為預設的範圍外時，或未達到預設的條件時，輸出異常訊號。
除了上述例以外，步驟S303中對於電源單元110之預設的控制之變更，亦可為對於用以將電源充電 之電流值、速率及充電時間的至少一個之變更。就具體例而言，預設的控制之變更亦可為充電電流的速率之變更。亦即，控制部250可因應電源單元110或電源10的種類而變更充電電流的速率。藉此，控制部50係於電源10可進行快充時，則以例如2C以上之高速率的充電電流執行充電控制，於電源10無法快充時，則以例如1C以下之低速率的充電電流執行充電控制。另外，應留意充電電流的速率之變更係主要在後述之CC充電中進行。為了此種預設的控制的變更，充電器200的控制部250可具有記憶了資料庫之記憶體，該資料庫係將與第一電阻150的電阻值相關之值、電源單元110或電源10、以及充電電流的速率等的充電條件建立關聯。
充電器200的控制部250較佳係構成為依據在從檢測到電源單元110的連接開始經過後述之預設期間之前所輸出之輸出值，亦即與第一電阻150的電阻值相關之值，判斷是否變更預設的控制或執行預設的控制。預設期間係相當於從電源單元110的控制部50檢測到充電器200的連接開始，到第二開閉器174成為閉路為止之期間。
接著，控制部250係實施預設的控制，在本實施形態中為實施充電控制。例如，在執行電源單元110的電源10的充電時，充電器200的控制部250首先藉由電壓感測器240推測電源10的電壓(步驟S304)。
另外，第二開閉器174係在預設的控制之執行中，亦即本步驟S304以後的步驟中，可為閉路，詳於 後述。若第一電阻150的電阻值充分大於電源10的內部電阻(阻抗)，則來自充電器200的電流主要流動於包含電源10之充電用電路192，而幾乎不會流經認證用電路190。如此，第二開閉器174較佳係構成為選擇性地使充電用電路192與認證用電路190中之一者發揮功能。藉此，相較於來自充電器200之大部分的充電電流導通第一電阻150之情形，可在電源10之充電中抑制電源單元110內之電力的損失。
電源10的電壓為放電終止電壓以上時，控制部250係判斷電源10的電壓是否為切換電壓以上(步驟S306)。切換電壓係用以區分定電流充電(CC充電)之區間與定電壓充電(CV充電)之區間之閾值。切換電壓例如可為4.0V至4.1V之範圍內。
電源10的電壓為未達切換電壓時，控制部25係以定電流充電方式對電源10充電(步驟S308)。電源10的電壓為切換電壓以上時，控制部250係以定電壓充電方式對電源10充電(步驟S310)。在定電壓充電方式中，電源10的電壓隨著充電的進行而增加，由於電源10的電壓與充電電壓之差會縮小，因此充電電流減少。
以定電壓充電方式開始充電電源10時，控制部250係判斷充電電流是否為預定的充電完成電流以下(步驟S312)。於此，充電電流可藉由充電器200內的電流感測器230取得。在充電電流比預定的充電完成電流更大時，藉由定電壓充電方式繼續電源10的充電。
在充電電流為預定的充電完成電流以下時，控制部250係判斷電源10成為滿充電狀態，並停止充電(步驟S314)。另外，用以停止充電的條件除了充電電流以外，亦可使用從定電流充電方式之充電或定電壓充電方式之充電開始之時間、電源10的電壓、電源10的溫度等。
(充電模式中之電源單元的控制部所進行之控制)
第10圖係顯示充電模式中之電源單元110的控制部50所進行之控制方法之一例之流程圖。充電模式係可進行電源10之充電之模式。
首先，控制部50係檢測充電器200對於電源單元110之連接(步驟S400)。充電器200的連接之檢測係例如以前述方式，可依據第二電阻152之電壓下降量(Wake訊號)來判斷。另外，在充電器200未連接於電源單元110的連接部111時，第二開閉器174構成為維持在開路狀態。在第二開閉器174為開路狀態中，連接部111與電源10成為電性截斷之待機模式(第一模式)。
在控制部50檢測到充電器200連接至電源單元110時，啟動計時器(步驟S404)。此計時器係測量從檢測到充電器200的連接開始經過之時間。
再者，控制部50較佳係因應需求使通知部40以第一態樣發揮功能(步驟S406)。例如，在通知部40為如LED之發光元件時，控制部50可使通知部40以預定的第一發光態樣發光。控制部50係構成為可在上述預設期 間中至少一部分之期間使通知部40發揮功能。另外，通知部40可設於充電器200，並且由充電器的控制部250來控制設於充電器200之通知部40。在由充電器的控制部250控制通知部40時，當充電器的控制部250檢測到電源單元110之連接時，控制部250可使通知部40以第一態樣發揮功能。
控制部50係判斷從檢測到充電器200之連接開始是否經過了預設期間(步驟S412)。在從檢測到充電器200之連接開始經過預設期間為止之間，第二開閉器174係維持在開路狀態。亦即，連接部111與電源10維持在電性截斷之待機模式(第一模式)。
控制部50係在從檢測到充電器200之連接開始經過了預設期間時，使第二開閉器174成為閉路(步驟S414)。第二開閉器174成為閉路時，電源單元110係變動成連接部111與電源10電性導通之動作模式(第二模式)。在第二開閉器174為閉路之動作模式中，如前所述，若充電器200的控制部250開始充電(步驟S308、步驟S310)，則開始對電源10充電。
控制部50所進行之充電器200之檢測，係成為從認證用電路190發揮功能之第一模式變動成充電用電路192發揮功能之第二模式之條件。然而，本實施形態中，係在從第一模式變動成第二模式之條件成立開始經過預設期間之後，藉由第二開閉器174之控制而從第一模式變動成第二模式。
如上述，電源單元110的控制部50係在檢測到充電器200之連接開始之預設期間，維持待機模式(第一模式)。此預設期間較佳係從檢測到電源單元110之連接開始到取得與電源單元110內的第一電阻150的電阻值相關之值為止所需之期間以上。藉此，充電器200的控制部250係在電源單元110為待機模式(第一模式)之期間，可取得與第一電阻150的電阻值相關之值。
控制部50較佳係在成為第二開閉器為閉路之動作模式(第二模式)時，使通知部40以第二態樣發揮功能(步驟S420)。例如，在通知部40為如LED之發光元件時，控制部50可使通知部40以預定的第二發光態樣發光。另外，如前所述，通知部40可設於充電器200，並且由充電器的控制部250來控制設於充電器200之通知部40。在由充電器的控制部250控制通知部40時，當從充電器的控制部250檢測到電源單元110之連接開始經過前述預設期間之後，控制部250可使通知部40以第二態樣發揮功能。
控制部50及/或控制部250較佳係在經過前述預設期間之後以及在預設期間內，以不同之態樣使通知部40發揮功能。亦即，通知部40的第一態樣，例如第一發光態樣較佳係與通知部40的第二態樣例如第二發光態樣為不同之態樣。藉此，通知部40可對使用者通知是否已經過了預設期間。
除此之外，控制部50及/或控制部250亦可構成為僅在經過預設期間之後與預設期間之一者，使通 知部40發揮功能。亦即，僅在步驟S406與步驟S420之任一者的時機使通知部40發揮功能。藉此，通知部40可對使用者通知是否已經過了預設期間。
控制部50係判斷是否檢測出充電結束(步驟S426)。充電之結束之檢測係例如藉由檢測解除了充電器200之連接來進行。再者，充電之結束之檢測亦可例如藉由檢測來自充電器200之充電電流已停止來進行。控制部50在檢測到充電之結束時，停止通知部40之功能及計時器，並使第二開閉器174開路(步驟S430、步驟S432、步驟S434)。
電源單元110的控制部50係以預設的控制週期來執行前述控制流程。相對地，充電器200的控制部250能夠以與控制部50的控制週期不同之控制週期來執行前述控制流程。此時，從控制部50的計時器啟動開始到經過預設期間為止之期間(步驟S412)，充電器200的控制部250可快速地結束前述步驟S301、S303。
控制部50係構成為在從充電用電路192發揮功能之第二模式變動至認證用電路190發揮功能之第一模式之條件成立時，藉由第二開閉器174之控制，從第一模式變動至第二模式。例如，在前述流程圖中，控制部50係檢測到充電之結束時，藉由第二開閉器174之控制而從第一模式變動至第二模式。此時，控制部50較佳係將第二開閉器控制成從第一模式變動至第二模式之條件成立開始至從第一模式變動至第二模式為止之時間(相當於前述預 設期間)，比從第二模式變動至第一模式之條件成立開始至從第二模式變動至第一模式為止之時間更長。
(程式及記憶媒體)
第9圖所示之前述流程可由充電器200的控制部250執行。亦即，控制部250係具有使吸嚐成分生成裝置用的充電器200執行第9圖所示之前述流程之程式。再者，應留意儲存有該程式之記憶媒體亦包含於本發明之範圍。
第10圖所示之前述流程可由電源單元110的控制部50執行。亦即，控制部50係具有使吸嚐成分生成裝置用的電源單元110執行第10圖所示之前述流程之程式。再者，應留意儲存有該程式之記憶媒體亦包含於本發明之範圍。
(第一電阻及第二電阻的電阻值)
(1)與開閉器的寄生二極體之關係
本發明之發明人針對第一電阻150及第二電阻152的電阻值，從各種觀點來看，發現到存在有較佳的值。第4圖所示之例中，第一開閉器172係具有在如充電器200之外部單元未連接於連接部111時，從電源10輸出之電流經由第一節點154而流動之方向會成為逆向之寄生二極體(亦稱為內接二極體，body diode)。換言之，第一開閉器172係具有從電源10的高電位側往低電位側之方向成為逆向之寄生二極體。再者，第二開閉器174係具有從連接部 111輸入且對電源10充電之充電電流所流動之方向會成為逆向之寄生二極體。換言之，具有從電源10的高電位側往低電位側之方向成為順向之寄生二極體。因此，在電源單元110的連接部111未連接有任何構件之狀態下，且在第一開閉器172及第二開閉器174為開路時，電源單元110內的電路係成為與第12圖所示電路大致等效。第12圖所示之等效電路中，符號172a係顯示從電源10輸出之電流經由第一節點154流動之方向成為逆向之寄生二極體。換言之，符號172a係顯示從電源10的高電位側往低電位側之方向成為逆向之寄生二極體。
第12圖所示之等效電路中，第一電阻150與第二電阻152係串聯連接。寄生二極體172a係與第二電阻152並聯連接。假設寄生二極體172a的電阻值非常大時，施加於寄生二極體172a之電壓值Vdiode可由下式來表示：
Vdiode=VBatt×R2/(R1+R2)=Vbatt/(1+R1/R2)。
其中，VBatt係可於滿充電壓至放電結束電壓之間變動之電源10的輸出電壓，R1係第一電阻150的電阻值，R2係第二電阻152的電阻值。再者，上述數式中，應留意第二開閉器174的寄生二極體等相較於寄生二極體172a係充分小之值，因此可省略。
再者，已知寄生二極體172a具有第11圖所示之特性。第11圖係顯示施加於寄生二極體172a之電壓與流動於寄生二極體172a之電流的關係。第11圖中，應 留意將往寄生二極體172a之順向流動之電流的符號以及為了產生順向流動之電流而施加的電壓的符號設為+(plus，正)，將往寄生二極體172a之逆向流動之電流的符號以及為了產生逆向流動之電流而施加的電壓的符號設為-(minus，負)。再者，應留意以下說明中有提及電壓的大小之情形，係針對被比較的二個電壓的絕對值進行說明者。在對寄生二極體172a施加比崩潰電壓Vbreak更高之逆向的電壓時，亦即施加在第11圖中比崩潰電壓Vbreak更左邊的電壓時，電流往寄生二極體172a的逆向流動而喪失作為二極體之功能。再者，即便是在對寄生二極體172a施加比崩潰電壓Vbreak更低之逆向的電壓時，亦即對寄生二極體172a施加在第11圖中比崩潰電壓Vbreak位於更右邊的逆向之電壓，亦有量子效應所造成之微小漏電流(洩漏電流)往逆向流動於寄生二極體172a。
當漏電流流動於第一開閉器172的寄生二極體172a時，漏電流會流進控制部50，因此控制部50可能無法正常地運作。因此，較佳為要使從寄生二極體172a，亦即使從開路狀態之第一開閉器172非預期地漏出之電流的值盡可能的小。如第11圖所示，漏電流係與對於寄生二極體172a往逆向施加之電壓具有相關。再者，即便是施加比崩潰電壓Vbreak更低的電壓之情形，若往逆向施加之電壓上升時，使漏電產生之電子的電位會增大。因此，較佳為施加於寄生二極體172a，亦即施加於第一開閉器172之電壓之值Vdiode要盡量的小。
因此，當考量上述數式時，第二電阻152的電阻值R2較佳係比第一電阻150的電阻值R1小。藉此，可減小施加於寄生二極體172a，亦即施加於第一開閉器172之電壓之值Vdiode，而可減小漏電流。
更佳者，第一電阻150的電阻值R1與第二電阻152的電阻值R2之比係設計成在外部單元未連接於連接部111時，對寄生二極體施加未達崩潰電壓之電壓。藉此，可防止寄生二極體172a的功能被破壞。
(2)暗電流之考量
在外部單元未連接於電源單元110的連接部111時，會有微弱的暗電流從電源10流經第一電阻150、第二電阻152之。此暗電流較佳係設計成在霧化單元120的負載121R連接於連接部111時，成為比電源10能夠放電的電流值更小。亦即，第一電阻150及第二電阻152的電阻值R1、R2較佳係設計成在外部單元未連接於連接部111時，通過第一電阻150與第二電阻152之電流之值成為比負載121R連接於連接部111時電源10能夠放電之電流之值更小。藉此，可抑制待機狀態之電源單元110的電力消耗。另外，在負載121R連接於連接部111時，電源10能夠放電之電流可藉由前述之PWM控制、PFM控制等來調整。
再者，該暗電流亦關聯於控制部50的檢測部所進行之外部單元的連接檢測之精確度。亦即，如前述，控制部50的檢測部係區分外部單元連接於連接部111時之 第二電阻152之電壓下降量，以及外部單元未連接於連接部111時之第二電阻152之電壓下降量，藉此來檢測外部單元之連接。然而，第一電阻150、第二電阻152的電阻值若變得極大，則暗電流就會變為極小之微小電流值。由此可知，第二電阻152之電壓下降量係與第一電阻150與第二電阻152的電阻值相關。因此，第一電阻150具有之電阻值，較佳係能使控制部50的檢測部能夠區分外部單元連接於連接部111時之第二電阻152之電壓下降量，以及外部單元未連接於連接部111時之第二電阻152之電壓下降量。
再者，就抑制連接檢測之錯誤之目的而言，期望未連接外部單元時之第二電阻152之電壓下降量Vwake維持在比預設的閾值Vth更高之高位準。在外部單元未接合於電源單元110時，第二電阻152之電壓下降量Vwake可由「Vwake=VBatt×R2/(R1+R2)」來表示。
於此，考量較佳為滿足「Vwake>Vth」之關係式時，可知較佳為第一電阻150的電阻值要滿足下述關係式：R1<(VBatt/Vth-1)×R2。
此關係式亦可認為是用以規定第一電阻150的上限值者。
考量以上檢討之結果，具體而言，第一電阻150及第二電阻152的電阻值較佳為設計成在外部單元未連接於連接部111時，通過第一電阻150與第二電阻152之電流(暗電流)之值為0.200mA以下。藉此，可更有效抑 制暗電流。另外，亦可一併有效抑制連接檢測之錯誤。再者，第一電阻150及第二電阻152的電阻值較佳亦可設計成在外部單元未連接於連接部111時，通過第一電阻150與第二電阻152之電流(暗電流)之速率為0.00007C以下。據此，可執行利用通過第二電阻152之暗電流而進行之連接檢測，並能夠有效刪減伴隨於暗電流之電力消耗。另外，亦可一併有效抑制連接檢測之錯誤。
(3)考量外部單元的電壓感測器的解析度
如前述，如充電器200之外部單元的控制部250可具有電壓感測器240，該電壓感測器240可取得電源單元110內的第一電阻150的電阻值。此時，電壓感測器240係期望可正確地輸出第一電阻150的電阻值。因此在電壓感測器240取得第一電阻150的電阻值時，第一電阻150之電壓下降量較佳係比電壓感測器240的解析度更大。
藉此，第一電阻150的電阻值R1較佳係設計成外部單元對電源單元以預設的電流值放電時的第一電阻之電壓下降量，大於將輸出第一電阻150之電壓下降量之外部單元的感測器的解析度。
(4)電源10與內部電阻之關係
在充電器200連接於電源單元110的連接部111時，來自充電器200之充電電流主要從第二節點156流入電源10(參閱第7圖)。然而，電流的一部分係不會流入電源10 而通過第一電阻150。由於通過第一電阻150之電流係成為損失，因此較佳係使通過第一電阻150之電流減小。依照此觀點，第一電阻150的電阻值R1較佳係比電源10的內部電阻值Rimpedence更大。
(5)與霧化單元的負載之關係
在藉由來自電源10之電力而將吸嚐成分源氣化或霧化之負載121R連接於電源單元110的連接部111時，從電源10流出的電流主要係依序通過第二節點156、負載121R、第一節點154、第一開閉器172而回流至電源10(參閱第5圖)。
其中，電流的一部分會不通過負載121R而通過第一電阻150。由於通過第一電阻150之電流會成為損失，故較佳係盡可能減小通過第一電阻150之電流。依照此觀點，第一電阻150的電阻值R1較佳係比負載121R的電阻值Rload更大。
(6)與RC電路的時間常數之關係
如第6圖所示，第二電阻152與電容器164係串聯連接。亦即，包含第二電阻152與電容器164之電性路徑係構成所謂的RC電路。
於此，在第一電阻150與第二電阻152之間的第一節點154連接如充電器200之外部單元時，第一節點154之電位會變動。由於第二電阻152與電容器164 係構成RC電路，此RC電路輸出之電壓會依循RC電路之電路方程式「V0×exp(-t/τ)+V1」。再者，RC電路所輸出之電壓係相當於第一節點154之電位的變動，亦即相當於第二電阻152之電壓下降量的變動。
其中，「V0」相當於電位差的初始值，亦即在t=0時的電位差。在控制部50檢測充電器200之連接之例中，「V0」係相當於電源單元110未連接有任何構件時之第二電阻152之電壓下降量(電位差)。「V1」係電位差的最終值。在第一節點154藉由充電器200而接地時，V1=0。
「t」表示時間。在控制部50檢測充電器200之連接之例中，「t」係表示充電器200物理性地連接於電源單元110起之時間。
再者，τ一般稱為時間常數，定為「τ=R×C」。於此，「R」係RC電路之電阻的電阻值，「C」係RC電路之電容器的靜電電容。第6圖所示之例中，「R」為第二電阻152之電阻值，「C」為電容器164的靜電電容。
在控制部50檢測到外部單元連接於連接部111時，控制部50需在第二電阻152之電壓下降量充分接近最終值後，需檢測第二電阻152之電壓下降量。依照此觀點，時間常數τ以較小者為佳。亦即，第二電阻152的電阻值以較小者為佳。
更具體而言，較佳為以第二電阻152與電容器164所形成之RC電路的時間常數τ比控制部50的檢 測部檢測第二電阻152之電壓下降量之週期更短之方式，來設計第二電阻152的電阻值。藉此，第二電阻152之電壓下降量係在比控制部50的檢測部所進行之檢測的週期更短之期間，變動成為充分地接近最終值之值。因此，控制部50係能迅速且更正確地檢測外部單元連接至電源單元110的連接部111。
另外，控制部50的檢測部中之第二電阻152之電壓下降量之檢測係在單一序列中連續進行複數次，控制部50亦可使用該等的平均值作為第二電阻152之電壓下降量。此時，較佳係以第二電阻152與電容器164所形成之RC電路的時間常數τ成為比執行此序列之週期更短之方式，來設計第二電阻152的電阻值。
尤其，如前述，在電源單元110的控制部50與如充電器200之外部單元的控制部250彼此無法通訊時，難以使控制部50、250彼此同步。此時，為使電源單元110的控制部50所進行之控制與如充電器200之外部單元的控制部250所進行之控制之間不會產生偏差，控制部50較佳係迅速地檢測外部單元之連接。
(具有複數個電源單元之吸嚐成分生成系統)
本發明亦可應用於一吸嚐成分生成系統，此吸嚐成分生成系統係具有吸嚐成分生成裝置用的外部單元，以及可電性連接於外部單元之複數個電源單元。外部單元較佳為充電器200。充電器200、各個電源單元110等之構成係如 前述。因此，省略充電器200、各個電源單元110等的詳細構成之說明。惟，電源單元110內的第一電阻150的電阻值可彼此不同。
較佳為，複數個電源單元110中，具有愈能夠以高速率充電之電源10之電源單元110，第一電阻150的電阻值就愈大。亦即，關於複數個電源單元110所具備之第一電阻150的電阻值，係具有愈能夠以高速率充電之電源10之電源單元110時就選擇愈大之值。
由充電器200對電源單元110的電源10輸送充電電流時，若輸送高速率之充電電流，就容易在包含第一電阻150之認證用電路190流動較大之電流。亦即，當充電電流速率愈高，對電源10之充電無助益之浪費掉的電流的量就愈增加，電力的損失愈增大。
因此，藉由對具有愈能夠以高速率充電之電源10之電源單元110選擇愈大的第一電阻150的電阻值，則即便是具有能夠以高速率充電之電源10之電源單元110，亦可抑制對於電源10之充電無助益之浪費掉的電流的量。
[其他實施形態]
本發明藉由上述實施形態進行了說明，惟應理解構成該揭露內容的一部分之描述及圖式係非用以限定本發明。依據本揭露內容，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可明瞭各種代替實施形態、實施例及運用技術。
例如，上述實施形態中，連接於吸嚐成分生成裝置用的電源單元110之外部單元主要為充電器200。然而，外部單元不限於充電器200。外部單元只要能夠輸出與電源單元內的電阻的電阻值相關之值，且對電源單元進行預設的控制之機器即可。即使是此情形下，外部單元亦可判別電源單元或電源單元內的電源的種類，並因應電源單元或電源的種類而對電源單元進行最佳的控制。
10:電源
150:第一電阻
152:第二電阻
172a:寄生二極體

Claims (7)

  1. 一種吸嚐成分生成裝置的電源單元，係包括：
    電源；
    包含前述電源之充電用電路；
    包含用於認證之已知電阻之認證用電路；以及
    第二開閉器，係選擇性地使前述充電用電路與前述認證用電路中之一方發揮功能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之吸嚐成分生成裝置的電源單元，其中，
    前述充電用電路係經由前述第二開閉器而電性連接於外部裝置；
    前述認證用電路係未經由前述第二開閉器而電性連接於外部裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之吸嚐成分生成裝置的電源單元，其中，前述充電用電路的電阻值係比前述認證用電路的電阻值更小。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之吸嚐成分生成裝置的電源單元，具有控制前述第二開閉器之控制部，
    前述控制部係構成為：在前述認證用電路發揮功能之第一模式變動成前述充電用電路發揮功能之第二模式之條件成立開始經過預定期間後，藉由前述第二開閉器之控制而從前述第一模式變動成前述第二模式。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之吸嚐成分生成裝置的電源單元，其中，前述控制部係構成為將前述第二開閉器控制成從前述第一模式變動成前述第二模式之條件成立開始到前述第一模式變動成前述第二模式為止之時間，比從前述第二模式變動成前述第一模式之條件成立開始到前述第二模式變動成前述第一模式為止之時間更長。
  6. 一種選擇方法，係吸嚐成分生成裝置的電源單元中之已知電阻的電阻值的選擇方法，該吸嚐成分生成裝置係包括電源、包含前述電源之充電用電路、與前述充電用電路並聯連接並具有用於認證之已知電阻之認證用電路，以及選擇性地使前述充電用電路與前述認證用電路中之一方發揮功能之第二開閉器，
    該選擇方法係包括：對於愈能夠以高速率的充電電流進行充電之前述電源單元，前述已知電阻的電阻值就選擇愈大的值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之選擇方法，其中，
    前述充電用電路係經由前述第二開閉器而電性連接於外部裝置；
    前述認證用電路係未經由前述第二開閉器而電性連接於外部裝置。
TW110107948A 2018-02-02 2018-03-01 吸嚐成分生成裝置的電源單元、吸嚐成分生成裝置的電源單元中之已知電阻的電阻值的選擇方法 TWI768748B (zh)

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