TWI720786B - 用於氣霧吸嚐器之電力供應單元 - Google Patents

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TWI720786B
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赤尾剛志
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Abstract

一種用於氣霧吸嚐器之電力供應單元包括：電源供應器，其能夠向負載放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；第一電路板，其包括電阻器；以及第二電路板，其與該第一電路板分開布置，並且電連接至該第一電路板。該第二電路板包括下列至少一者：控制裝置，其經組配而能夠控制該電源供應器之放電及充電之至少一者；以及充電裝置，其經組配用以將輸入之電力轉換成用於該電源供應器之充電電力。

Description

用於氣霧吸嚐器之電力供應單元
本發明係關於用於氣霧吸嚐器之電力供應單元。
存在一種氣霧(aerosol，有稱為氣溶膠的情形)吸嚐器，其包括氣霧產生源、用於從氣霧產生源產生氣霧之負載(load)、能夠向負載放出電力之電源供應器、以及用於控制電源供應器之控制單元(舉例而言，請參閱專利文獻1至4)。
[專利文獻1]CN 206865186 U
[專利文獻2]CN 104348214 A
[專利文獻3]US 2017/0250552 A1
[專利文獻4]US 2015/0173124 A1
由於常使用氣霧吸嚐器，所以會頻繁地進行氣霧吸嚐器之電源供應器之充電及放電。
有鑑於此，在充電及放電期間，需要儘可能地抑制電源供應器溫度上升，並且抑制熱集中在電路板或特定電路元件中。
專利文獻1至4未考量任何抑制電源供應器溫度上升之方法。
本發明之一目的是要提供一種用於氣霧吸嚐器之電力供應單元，其能夠抑制電源供應器溫度上升，並且能抑制熱集中在電路板或特定電路元件中。
根據本發明之一態樣，提供有一種用於氣霧吸嚐器之電力供應單元，該電力供應單元包含：電源供應器，其能夠向負載放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；第一電路板，其包括電阻器；以及第二電路板，其與該第一電路板分開布置，並且電連接至該第一電路板，其中，該第二電路板包括下列至少一者：控制裝置，其經組配而能夠控制該電源供應器之放電及充電之至少一者；以及充電裝置，其經組配用以將輸入之電力轉換成用於該電源供應器之充電電力。
1:氣霧吸嚐器
10:電力供應單元
11:圓柱形電力供應單元罩殼
11a:頂部
11b:底部
12:電源供應器
13:電阻器
13S:FPC板
14:操作單元
15:吸嚐感測器
16:電壓感測器
17:溫度感測器
18:記憶體
19:開關
20:第一匣體
21:負載
22:氣霧源
23:貯器
24:芯子
25:氣霧通道
26:端蓋
26a:匣體儲存部
26b:連接通路
27:圓柱形匣體罩殼
30:第二匣體
31:氣味源
32:吸嚐端口
41:放電端子
41a:正極側放電端子
41b:負極側放電端子
42:供氣部
43:充電端子
43R:電阻器
43S:第一電路板
45:通知單元
50:MCU
50S:第二電路板
51:氣霧產生請求檢測單元
52:操作檢測單元
53:電力控制單元
54:通知控制單元
55:充電IC
550:電阻器
551:電阻器
552:比較器
553:FET
第1圖係氣霧吸嚐器的面向視圖，其裝備有本發明之一具體實施例之電力供應單元。
第2圖係第1圖之氣霧吸嚐器的另一面向視圖。
第3圖係第1圖之氣霧吸嚐器的剖面視圖。
第4圖係第1圖之氣霧吸嚐器中之電力供應單元的面向視圖。
第5圖係繪示第1圖之氣霧吸嚐器中之電力供應單元內部所包括之電源供應器、第一電路板、第二電路板及FPC板的面向視圖。
第6圖係繪示第1圖之氣霧吸嚐器中之電力供應單元之主要部分組態的方塊圖。
第7圖係繪示第1圖之氣霧吸嚐器中之電力供應單元之電路組態的示意圖。
第8圖係繪示第7圖中所示充電IC之內部組態實施例的電路圖。
第9圖係繪示第7圖中所示電源供應器充電期間輸入至充電端子之電壓變化的視圖。
第10圖係繪示電力供應單元中第一電路板及第二電路板相對於電源供應器之配置之第一修改的示意圖。
第11圖係繪示電力供應單元中第一電路板及第二電路板相對於電源供應器之配置之第二修改的示意圖。
在下文中將說明根據本發明之一具體實施例之用於氣霧吸嚐器之電力供應單元。首先，裝備有電力供應單元之氣霧吸嚐器將參照第1圖及第2圖作說明。
(氣霧吸嚐器)
氣霧吸嚐器1係用於在不燃燒之情況下將含有氣味之氣霧吸嚐之裝置，並且具有沿著某一方向(下文中稱為縱向A)延展之桿件形狀。氣霧吸嚐器1包括沿著縱向A依序排列之電力供應單元10、第一匣體20、以 及第二匣體30。第一匣體20可附接至及拆離自電力供應單元10。第二匣體30可附接至及拆離自第一匣體20。換句話說，可個別更換第一匣體20與第二匣體30。
(電力供應單元)
本具體實施例之電力供應單元10在圓柱形電力供應罩殼11(請參閱第3圖及第4圖)內部包括上有形成充電端子43及電阻器43R(請參閱第3圖、第5圖及第7圖)之第一電路板43S、上有形成電源供應器12(請參閱第3圖、及第5至7圖)、充電IC(積體電路)55、MCU(微控制器單元)50、開關19、各種感測器等等(請參閱第3圖、第5圖及第7圖)之第二電路板50S、以及FPC(可撓性印刷電路)板13S(請參閱第5圖及第7圖)。電源供應器12係可充電之二次電池、電性雙層電容器、或類似者，並且較佳為鋰離子電池。電源供應器12之外觀係沿著縱向A延展之柱體形狀，諸如圓柱狀或棱柱狀。
如第4圖所示，放電端子41係提供在電力供應單元罩殼11於縱向A之一端側(第一匣體(20)側)之頂部11a上。放電端子41被提供以從頂部11a之頂端表面朝向第一匣體20突出，並且被組配成能夠電連接至第一匣體20之負載21。再者，用於向第一匣體20之負載21供應空氣之供氣部42係設於頂部11a之頂端表面靠近放電端子41之部分上。
並且，能夠電連接至外部電源供應器之充電端子43、及上有嵌裝充電端子43之第一電路板43S係提供在電力供應單元罩殼11於縱向A之另一端側(對於第一匣體20之相對側)之底部11b上。充電端 子43係設於底部11b之側表面上，並且係可與例如USB端子、微型USB端子、及lightning端子(註冊為商標)至少一者連接之連接器。
替代地，充電端子43可以是能以非接觸方式從外部電源供應器接收電力之電力接收部。在這種情況下，充電端子43(電力接收部)可由電力接收線圈所組成。無線電力傳輸系統可以是電磁感應類型，或可以是磁共振類型。充電端子43也可以是能在沒有任何接觸點的情況下從外部電源供應器接收電力之電力接收部。舉另一實施例來說，充電端子43可被組配成可連接至USB端子、微型USB端子及lightning端子之至少一者，並且其內包括上述電力接收部。
如第5圖所示，第一電路板43S係相鄰於電源供應器12於縱向A之一端部(在對於第一匣體(20)側之相對側)而置。此端部之表面構成最靠近第一電路板43S之表面。此外，第二電路板50S係相鄰於電源供應器12於縱向A之另一端部(在第一匣體(20)側)而置。此端部之表面構成最靠近第二電路板50S之表面。如上述，第一電路板43S與第二電路板50S彼此分開布置，且藉由FPC板13S電連接。
如第4圖所示，使用者可操作之操作單元14係提供在電力供應單元罩殼11之頂部11a之側表面上，以面向充電端子43之相對側。更具體來說，操作單元14與充電端子43相對將操作單元14與充電端子43連接之直線與電力供應單元10於縱向A中之中心線之交會點呈對稱。操作單元14係由按鈕型開關、觸控面板、或類似者所組成。如第3圖所示，操作單元14附近設有用於檢測抽吸(puff)動作之吸嚐感測器15。
第6圖及第7圖所示之充電IC 55係執行控制以將從外部 電源供應器輸入至充電端子43之電力轉換成用於電源供應器12之充電電力以及向電源供應器12供應該電力。充電IC 55係組配有用於降低輸入電壓並輸出所降低電壓之LDO(低壓降調節器)。
如第6圖所示，MCU 50係連接至諸如用於檢測抽吸(吸嚐)動作之吸嚐感測器15、用於測量電源供應器12之電力供應電壓之電壓感測器16、及用於測量電源供應器12之溫度之溫度感測器17等各種感測器裝置、操作單元14、通知單元45、以及用於儲存抽吸動作次數、施加電力至負載21之時間等等之記憶體18，並且對氣霧吸嚐器1進行各種控制。具體而言，MCU 50係處理器。
電力供應單元罩殼11中亦形成有用於接收空氣之進氣口(圖式中未展示)。進氣口可繞著操作單元14形成、或可繞著充電端子43形成。
(第一匣體)
如第3圖所示，第一匣體20在圓柱形匣體罩殼27內部包括用於儲存氣霧源22之貯器23、用於霧化氣霧源22之電負載21、用於將氣霧源從貯器23朝負載21抽取之芯子24、用於使藉由將氣霧源22霧化所產生之氣霧朝第二匣體30流動之氣霧通道25、用於儲存第二匣體30之一部分之端蓋26。
貯器23係被形成以圍繞氣霧通道25，並且容納氣霧源22。貯器23中可儲存諸如樹脂網或棉之多孔構件，並且多孔構件可浸漬有氣霧源22。氣霧源22包括諸如甘油、丙二醇或水之液體。
芯子24係使用毛細作用從貯器23將氣霧源22朝負載21 抽取之液體保持構件，並且組配有例如玻璃纖維、多孔陶瓷、或類似者。
負載21藉由電源供應器12經過放電端子41供應之電力在不燃燒的情況下將氣霧源22霧化。負載21係組配有以預定間距捲繞之加熱絲(線圈)。然而，負載21僅需要是能夠將氣霧源22霧化以產生氣霧之元件，並且是，舉例而言，加熱元件或超音波產生器。加熱元件之實例包括加熱電阻器、陶瓷加熱器、感應加熱型加熱器等等。
氣霧通道25係設於電力供應單元10之中心線L上負載21之下游側。
端蓋26包括用於將第二匣體30之一部分儲存之匣體儲存部26a、以及用於將氣霧通道25與匣體儲存部26a連接之連接通路26b。
(第二匣體)
第二匣體30容納有氣味源31。第二匣體30位在第一匣體(20)側之端部係儲存在設於第一匣體20之端蓋26中之匣體儲存部26a中，以致使能夠被移除。第二匣體30位在第一匣體(20)側之對立側之另一端部係組配為用於使用者之吸嚐端口32。然而，吸嚐端口32不必一定要與第二匣體30組配整合而不能與第二匣體分離，而是可組配成能夠附接至及拆離自第二匣體30。如果吸嚐端口32係如上述組配成與電力供應單元10及第一匣體20分離，則其可使吸嚐端口32保持衛生。
第二匣體30藉由將負載21使氣霧源22霧化所產生之氣霧穿過氣味源31來向添加氣霧添加氣味。可使用藉由將菸絲或煙草原料作成粒狀而製成之粉壓坯作為構成氣味源之原料塊。氣味源31可組配有除 煙草外之植物(諸如薄荷、草本醫藥、或草藥)。可向氣味源31添加諸如薄荷醇之調味劑。
本具體實施例之氣霧吸嚐器1可藉由氣霧源22、氣味源31、以及負載21來產生含有氣味之氣霧。換句話說，氣霧源22及氣味源31構成用於產生氣霧之氣霧產生源。
氣霧吸嚐器1中之氣霧產生源係使用者可更換使用之部分。對於此部分，舉例而言，可將一個第一匣體20及一或多個(例如，五個)第二匣體30作為一組提供給使用者。
氣霧吸嚐器1中可使用之氣霧產生源之組態不受限於氣霧源22與氣味源31分離組配之組態，而可以是氣霧源22與氣味源31整合形成之組態、省略氣味源31且氣霧源22包含可含在氣味源31中之物質之組態、氣霧源22含有藥物或類似者而不是氣味源31或類似者之組態，或類似者。
在如上述組配之氣霧吸嚐器1中，如第3圖中之箭頭B所示，從電力供應單元罩殼11中形成之進氣口(圖式中未展示)進入之空氣通過供氣部42，並且通過第一匣體20之負載21附近。負載21使藉由芯子24從貯器23抽取之氣霧源22霧化。藉由霧化所產生之氣霧連同從進氣口進入之空氣流經氣霧通道25，並且透過連接通路26b供應至第二匣體30。供應至第二匣體30之氣霧通過氣味源31，藉此添加氣味，並且供應至吸嚐端口32。
氣霧吸嚐器1中還提供用於通知各種資訊之通知單元45(請參閱第6圖)。通知單元45可組配有發光元件、或可組配有振動元 件、或可組配有聲音輸出元件。通知單元45可以是發光元件、振動元件與聲音輸出元件其中二或更多個元件之組合。通知單元45可設於電力供應單元10、第一匣體20、以及第二匣體30之任一者中；然而通知單元較佳為設於電力供應單元10中。舉例而言，繞著操作單元14之區域係組配成具有半透明性，以允許由諸如LED之發光元件所發射之光通過。
(電性電路)
現將參照第7圖及第8圖說明電力供應單元10之電性電路之細節。
電力供應單元10包括電源供應器12、上有形成構成放電端子41之正極側放電端子41a及負極側放電端子41b、充電端子43、及電阻器43R之第一電路板43S、上有形成充電IC 55、MCU 50、及開關19之第二電路板50S、以及將第一電路板43S與第二電路板50S電連接之FPC板13S。此外，圖7所示之電阻器13指示由FPC板13S中包括之配線所造成之互連電阻。
電阻器43R係組配有諸如電阻性元件或電晶體等具有電阻值之元件，並且其一端係連接至充電端子43之輸入端子IN。電阻器43R在與充電端子(43)側相對之側上的另一端部(另一端)係透過形成在FPC板13S上之配線電連接至充電IC 55之輸入端子IN。此外，充電端子43之接地端子GND係透過FPC板13S中之配線電連接至負極側放電端子41b。電源供應器12之負極側端子、充電IC 55之接地端子、及MCU 50之接地端子係連接至將充電端子43之接地端子GND與負極側放電端子41b連接之配線。
充電IC 55之輸出端子OUT係電連接至電源供應器12之 正極側端子。MCU 50之輸入端子IN係連接至電源供應器12之正極側端子。開關19係布置在MCU 50之輸出端子OUT與正極側放電端子41a之間。開關19，舉例而言，係由諸如MOSFET之半導體元件所組成，並且是在MCU 50之控制下接通及斷開。
在第7圖所示電力供應單元10之電性電路中，開關19係設於電源供應器12之正極側與正極側放電端子41a之間。除了這種所謂的正控制類型外，開關19可以是設於負極側放電端子41b與電源供應器12之負極側之間的負控制類型。
如圖8所示，充電IC 55包括連接於輸入端子IN與輸出端子OUT之間的FET(場效電晶體)553、與輸入端子IN並聯連接之電阻器550及電阻器551之串聯電路、以及具有非反相輸入端子及反相輸入端子之比較器552，非反相輸入端子係連接至介於電阻器550與電阻器551之間的連接點，並且反相輸入端子係連接至FET 553之輸出。換句話說，充電IC 55包括連接於輸入端子IN與輸出端子OUT之間的線性調節器。FET 553之閘極電壓受到比較器552控制，使得FET 553之輸出電壓及輸出電流成為目標值(在此，舉一例來說，目標值係假設為用於對一般鋰離子電池之充電進行控制之4.2V及460mA)。
具有第8圖所示組態之充電IC 55使用FET 553中之功率損耗來進行輸入電壓之降低。當FET 553中之功率損耗由△W表示，並且充電IC 55之輸入電壓由VIN表示，並且充電IC 55之輸出電壓由VOUT表示，並且充電IC 55之輸出電流由IOUT表示，並且輸入至比較器552之非反相輸入端子的偏壓電流由IB1表示，並且輸入至比較器552之反相 輸入端子的偏壓電流由IB2表示時，成立以下表達式(A)。
△W=(VIN-VOUT)．IOUT+VOUT．(IB1+IB2) (A)
在這裡，由於表達式(A)中右側之第二項充分小於表達式(A)中右側之第一項，所以表達式(A)可近似於以下表達式(B)。因此，充電IC 55可視為消耗輸入之電力的表達式(B)所示功率△W之電力。
△W=(VIN-VOUT)．IOUT (B)
(MCU)
如第6圖所示，MCU 50包括氣霧產生請求檢測單元51、操作檢測單元52、電力控制單元53、以及通知控制單元54，以作為藉由執行程式來實現之功能塊。
氣霧產生請求檢測單元51基於吸嚐感測器15之輸出結果來檢測對於氣霧產生之請求。吸嚐感測器15係組配成用來輸出由於使用者透過吸嚐端口32吸氣而在電力供應單元10中造成之壓力變化值(內部壓力)。吸嚐感測器15，舉例而言，係用於根據從進氣口(圖式中未展示)吸向吸嚐端口32(即使用者之抽吸動作)之空氣流率而變之內部壓力將輸出值(例如：電壓值或電流值)輸出之壓力感測器。吸嚐感測器15可組配有電容器麥克風或類似者。
操作檢測單元52檢測由使用者在操作單元14上進行之操作。
通知控制單元54控制通知單元45，使得通知單元通知各種資訊。舉例而言，通知控制單元54回應於檢測到更換第二匣體30之時序(timing)來控制通知單元45，使得通知單元通知更換第二匣體30之時 序。通知控制單元54基於記憶體18中所儲存之抽吸動作次數或已向負載21供應電力之累積時間，來檢測及通知更換第二匣體30之時序。通知控制單元54不受限於通知第二匣體30之更換時序，而且可通知第一匣體20之更換時序、電源供應器12之更換時序、電源供應器12之充電時序等等。
如果氣霧產生請求檢測單元51檢測到對於氣霧產生之請求，則電力控制單元53藉由使開關19接通及斷開以透過放電端子41來控制電源供應器12之放電。電力控制單元53進行控制以使得藉由負載21使氣霧源霧化所產生之氣霧量落在所欲範圍內，亦即，使得從電源供應器12供應至負載21之電量落在預定範圍內。
具體而言，電力控制單元53藉由，例如，PWM(脈寬調變)控制來控制開關19之接通及斷開切換。替代地，電力控制單元53可藉由PFM(脈衝頻率調變)控制來控制開關19之接通及斷開切換。
電力控制單元53僅需要至少對電源供應器12之放電進行控制；然而，其亦可對電源供應器12之充電進行控制。舉例而言，如果在充電IC 55正在對電源供應器12充電時檢測到氣霧產生請求，則電力控制單元53可在進行控制以停止充電IC 55將電源供應器12充電時對電源供應器12之放電進行控制。此外，如果充電IC 55將電源供應器12充電時電源供應器12之充電狀態達到預定狀態，則電力控制單元53可進行控制以結束充電。
(電力供應充電操作)
具有上述組態之氣霧吸嚐器1在電源供應器12充電期間之操作將於此作說明。
如果將充電線連接至充電端子43，並且將充電線連接至外部電源供應器，則電源供應器12開始充電。
在下文中，舉一例來說，將說明在充電端子43之輸入電壓為5.15V，並且充電端子43之輸入電流為500mA，並且電阻器43R之電阻值為1Ω，並且電阻器13之電阻值係為FPC板13S之互連電阻且電阻值為24mΩ的情況下所進行之充電操作。
如果500mA之電流在充電端子43之輸入端子IN中流動，則電阻器43R中出現0.5V(=500mA×1Ω)之電壓降(voltage drop)。因此，要輸入至FPC板13S之電壓變為4.65V(=5.15-0.5)。此外，在FPC板13S中，電阻器13(具有24mΩ之電阻值)造成500mA×24mΩ之電壓降，即約0.01V。因此，要輸入至充電IC 55之輸入電壓VIN變為4.64V(=4.65-0.01)。因此，在充電IC 55中，輸入電壓降低0.44V，使得輸出電壓VOUT變為4.2V。
第9圖係繪示電源供應器12充電期間輸入至充電端子43之電壓變化的視圖。如第9圖所示，在第一電路板43S中，由於0.5V之電壓降係由電阻器43R造成，所以消耗了0.25W(=0.5V×500mA)之功率。此外，在第二電路板50S中，由於充電IC 55中出現0.44V之電壓降，所以消耗了0.44V×460mA之功率，即約0.20W。
在此，舉一對照實施例來說，可考慮第7圖所示之電路組態中不存在第一電路板43S之電阻43R的情況。在這種情況下，由於第 一電路板43S中未出現電壓降，所以未消耗功率。同時，在第二電路板50S中，由於電壓降為0.94V(=(5.15-0.01)-4.2)，所以消耗了0.94V×460mA之功率，即約43.2W。
根據第7圖所示電力供應單元10之組態，與第二電路板50S分開安置之第一電路板43S中可消耗具有上述對照實施例組態之充電IC 55中可消耗之一部分電力。換句話說，在電力供應單元10中，彼此分開安置之第一電路板43S及第二電路板50S各自產生熱並使熱分散。因此，在電力供應單元10中，如與將熱產生源集中在電力供應單元10中一處之對照實施例比較，可以防止電力供應單元10中熱之不均勻性，並且可以抑制電源供應器12之溫度上升。因此，可以抑制電源供應器12之劣化，藉此延長裝置之壽命。再者，由於熱產生源被抑制集中在第二電路板50S上，所以可以保護設於第二電路板50S上之元件，諸如充電IC 55及MCU 50。此外，由於FPC板13S上電阻器551之電阻值係互連電阻，並且值非常小，所以熱產生量小到可忽略，並且電阻器對電源供應器12之熱影響非常細微。
如上述，從防止電力供應單元10中熱之不均勻性的觀點來看，可認為較佳是將電阻器43R之電阻值設定為使得第一電路板43S與第二電路板50S在電源供應器12充電期間之熱產生量變為實質相等之值。兩熱產生量實質相等的情況意指兩熱產生量之間的差異等於或小於各熱產生量之10%(較佳為5%)的情況。
順便一提，第一電路板43S上僅提供電阻器43R作為產生熱之元件。然而，第二電路板50S上提供複數個產生熱之元件，諸如充電 IC 55及MCU 50。因此，在第二電路板50S中，充電IC 55及MCU 50所產生熱量之比率大。
有鑑於此，將電阻器43R之電阻值設定為使得電阻器43R在電源供應器12充電期間之耗電量與充電IC 55及MCU 50在電源供應器12充電期間之耗電量總和變為實質相等之值。在這種情況下，可以輕易地實現使第一電路板43S與第二電路板50S在電源供應器12充電期間之熱產生量實質相等之組態。兩耗電量實質相等的情況意指兩耗電量之間的差異等於或小於各耗電量之10%(較佳為5%)的情況。
此外，在第二電路板50S中，充電IC 55之熱產生量最大。有鑑於此，最好將電阻器43R之電阻值設定為使得電阻器43R在電源供應器12充電期間之耗電量變為比充電IC 55在電源供應器12充電期間之耗電量更大之值。
具體而言，當電阻器43R之電阻值由R表示，並且從充電端子43輸入之電流由IIN表示，並且從充電端子43輸入之電壓由VBUS表示，並且電阻器13之電阻值由RFPC表示時，僅需要將電阻器43R之電阻值設定為使得滿足以下表達式(C)之關係即可。由於可藉由變換表達式(C)來獲得表達式(D)，所以可使電阻器43R之電阻值滿足表達式(D)。在這種情況下，可以使電阻器43R在電源供應器12充電期間之耗電量大於充電IC 55在電源供應器12充電期間之耗電量。
R．IIN 2>{VBUS-(R+RFPC)．IIN-VOUT}．IOUT 表達式(C)
R>(VBUS-VOUT-RFPC．IIN)．IOUT/(IIN+IOUT)．IIN 表達式(D)
此外，在這種情況下，可以輕易地實現使得電阻器43R在電源供應器12充電期間之耗電量與充電IC 55及MCU 50在電源供應器12充電期間之耗電量總和實質相等之組態、以及使第一電路板43S與第二電路板50S在電源供應器12充電期間之熱產生量實質相等之組態。
此外，對於充電IC 55，將輸出4.2V所需之最小輸入電壓，其係用於電源供應器12之充電電壓之目標值，係確定為最小操作保證電壓。因此，需要確定電阻器43R之電阻值之上限值，使得輸入至充電IC 55之電壓不變為低於最小操作保證電壓。換句話說，電阻器43R需要具有使從外部電源供應器供應之電壓降到比充電IC 55之最小操作保證電壓更大之值所需之電阻值。
如果假設一般使用之充電IC 55之最小操作保證電壓係，例如，4.4V，則藉由將歸因於FPC板13S之電阻器13所致的電壓降(在上述實施例中為0.01V)及上述最小操作保證電壓從輸入至充電端子43之電壓(在上述實施例中為5.15V)減去而獲得之值(=1.38Ω)變為電阻器43R之電阻值之上限值。
此外，如果將電阻器43R之電阻值設定在介於1Ω與1.38Ω之間的範圍內，則在設計上述各種電壓、電流、及電壓值時，可以將電力供應單元10中之熱平衡最佳化，並且抑制電源供應器12之溫度上升。
此外，當電源供應器12之電源供應電壓低於MCU 50之最小操作保證電壓時，MCU 50可從外部電源供應器接收電力並進行操作。在這種情況下，電阻器43R需要具有用於使從外部電源供應器供應之電壓降到比充電IC 55之最小操作保證電壓更大並且比MCU 50之最小操作 保證電壓更大之值的電阻值。
如上述，當第一電路板43S到電源供應器12之距離與從第二電路板50S到電源供應器12之距離實質相等時，藉由使第一電路板43S及第二電路板50S在充電期間之熱產生量實質相等，可以使要藉由第一電路板43S及第二電路板50S賦予電源供應器12之熱量實質相等。
然而，由於一些諸如在電力供應單元10中設置各種構件之限制條件等因素，可能無法使從第一電路板43S到電源供應器12之距離與從第二電路板50S到電源供應器12之距離相等。在這種情況下，鑑於兩個距離之間的差異，較佳為確定第一電路板43S及第二電路板50S在充電期間之熱產生量。
舉例而言，將第一電路板43S在充電期間之耗電量(或熱產生量)除以從第一電路板43S到電源供應器12之距離之平方而獲得之值係定義為第一電路板43S在充電期間賦予電源供應器12之熱量。此外，將第二電路板50S在充電期間之耗電量(或熱產生量)除以從第二電路板50S到電源供應器12之距離之平方而獲得之值係定義為第二電路板50S在充電期間賦予電源供應器12之熱量。在這種情況下，電阻器43R之電阻值係設定為使得兩個電路板之熱量變為相等之值。接著，從第一電路板43S及第二電路板50S賦予電源供應器12實質相等之熱量。因此，可以防止電力供應單元10中熱之不均勻性，並且抑制電源供應器12之溫度上升。
在充電IC 55使用切換調節器代替線性調節器的情況下，電阻器43R之電阻值可基於切換調節器在充電期間之損耗來設定。舉切 換調節器中損耗之實施例來說，可取用轉變損耗、導電損耗、切換損耗等等。
到目前為止，已說明將電阻器43R之電阻值設定為可以使得兩個參數(熱產生量、耗電量、或熱量)在電源供應器12充電期間接近之值的實施例。在氣霧吸嚐器1中，亦可以在電源供應器12充電時進行電源供應器12之放電。
有鑑於此，可將電阻器43R之電阻值設定為使得在同時進行電源供應器12充電及放電的情況下，第一電路板43S與第二電路板50S之熱產生量或耗電量實質相等、或由第一電路板43S賦予電源供應器12之熱量與由第二電路板50S賦予電源供應器12之熱量變為實質相等之值。
此外，在氣霧吸嚐器1中，在外部電源供應器與充電IC 55連接之狀態下，亦可以僅進行電源供應器12放電而不進行電源供應器12充電。有鑑於此，可將電阻器43R之電阻值設定為使得在進行電源供應器12放電的情況下，第一電路板43S與第二電路板50S之熱產生量或耗電量實質相等、或由第一電路板43S賦予電源供應器12之熱量與由第二電路板50S賦予電源供應器12之熱量變為實質相等之值。
第10圖係繪示電力供應單元10中第一電路板43S及第二電路板50S相對於電源供應器12之配置之第一修改態樣的示意圖。第10圖係繪示從與電力供應單元10之縱向A垂直之方向看去之電源供應器12、第一電路板43S、以及第二電路板50S的示圖。在第10圖之實施例中，第二電路板50S與第5圖中所示不同之處在於，其係在橫向相鄰於電 源供應器12之一個端部而置。此外，在第10圖中，第一電路板43S及第二電路板50S之位置可相反。即使在第10圖所示之配置實施例中，與第5圖中類似的是，為熱源之第一電路板43S及第二電路板50S係布置為靠近電源供應器12之不同表面。因此，可以抑制電源供應器12被局部加熱。
此外，在第一電路板43S與第二電路板50S於充電期間之熱產生量之間有差異的情況下，第10圖之配置實施例中較佳為在第二電路板50S之位置處布置於充電期間產生更大熱量之電路板。在這種情況下，電源供應器12之寬表面接收由可產生更大熱量之電路板所產生之熱。因此，可以抑制電源供應器12被局部加熱，並且延長電源供應器12之壽命。
第11圖係繪示電力供應單元10中第一電路板43S及第二電路板50S相對於電源供應器12之配置之第二修改態樣的示意圖。第11圖係繪示從與電力供應單元10之縱向A垂直之方向看去之電源供應器12、第一電路板43S、以及第二電路板50S的示圖。在第11圖之實施例中，第一電路板43S與第10圖中所示不同之處在於，其係在橫向相鄰於電源供應器12之另一端部而置。即使在第11圖所示之配置實施例中，與第5圖中類似的是，為熱源之第一電路板43S及第二電路板50S布置為靠近電源供應器12之不同表面。因此，可以抑制電源供應器12局部加熱。從抑制電源供應器12局部加熱之觀點來看，較佳的是，應將第一電路板43S及第二電路板50S布置成在電力供應單元10之縱向中偏移。
以上說明係基於假設充電IC 55係設定於電力供應單元10 中之組態而做出的；然而，本發明之想法亦可應用於其它組態。舉例而言，在第7圖所示之電力供應單元10中，可將充電IC 55設定在連接至充電端子43之充電線內部，並且MCU 50可對電源供應器12之充電及放電進行控制。即使在這種組態中，由於有電阻器43R與充電端子43串聯連接，所以用於對充電及放電進行控制之MCU 50之操作造成第二電路板50S之熱產生及第一電路板43S之熱產生。因此，可以抑制電源供應器12局部加熱，並且延長電源供應器12之壽命。
在本說明書中，至少揭示以下發明(1)至(18)。此外，雖然上述具體實施例中對應之組成要素是標註在括號內，但仍不受限於此。
(1)用於氣霧吸嚐器(氣霧吸嚐器1)之電力供應單元(電力供應單元10)，該電力供應單元包含：
電源供應器(電源供應器12)，其能夠向負載(負載21)放出電力以從氣霧產生源產生氣霧；
第一電路板(第一電路板43S)，其包括電阻器(電阻器43R)；以及
第二電路板(第二電路板50S)，其與該第一電路板分開設置，並且電連接至該第一電路板，
其中，該第二電路板包括下列至少一者：控制裝置(MCU 50)，其經組配而能夠控制該電源供應器之放電及充電之至少一者；以及充電裝置(充電IC 55)，其經組配以將輸入之電力轉換成用於該電源供應器之充電電力。
根據(1)，在向該第一電路板及該第二電路板供應電力的情 況下，由於該第一電路板及該第二電路板各自產生熱，所以可以防止該電源供應器中熱之不均勻性，並且抑制該電源供應器溫度上升。因此，有可能抑制該電源供應器之劣化，並且延長該裝置之壽命。此外，可以抑制熱集中到特定之電路板或電路元件裡。結果是，該電力供應單元具有節能效應，其可以使使用該電源供應器而不用以新電源供應器取代該電源供應器的週期達到最大。
(2)根據(1)之電力供應單元，其中，
該充電裝置及該控制裝置之至少一者僅設於該第二電路板上。
根據(2)，由於可能產生大量熱之該充電裝置及該控制裝置之至少一者係僅設於該第二電路板上，所以該第二電路板之熱產生量可能為大。即使在這種組態中，由於該第一電路板及該第二電路板各自產生熱，所以可以防止該電源供應器中熱之不均勻性，並且防止該電源供應器溫度上升。
(3)根據(1)或(2)之電力供應單元，其中，
該第一電路板包括連接器(充電端子43)，其可電連接至外部電源供應器，以及
該電阻器與該連接器串聯連接。
根據(3)，可以使藉由該電阻器從該連接器輸入之電壓降低並且供應至該第二電路板。因此，可以抑制該第二電路板之熱產生。結果是，可以保護該充電裝置或該控制裝置、以及設於該第二電路板上之其它元件免於受熱。
(4)根據(1)至(3)中任一者之電力供應單元，其中，
該第二電路板包括該充電裝置。
根據(4)，由於該第二電路板包括該充電裝置，所以該第二電路板之熱產生量可能為大。在這種組態中，由於該充電裝置中需要消耗之電力係由該第一電路板之該電阻器消耗，所以可以抑制該充電裝置之熱產生。結果是，有可能抑制該第二電路板之熱產生。
(5)根據(1)至(4)中任一者之電力供應單元，其中，
該電阻器具有使得該第一電路板與該第二電路板在該電源供應器充電期間之熱產生量實質相等之電阻值。
根據(5)，由於該電阻器使該第一電路板與該第二電路板之熱產生量實質相等，所以可以防止該電源供應器中熱之不均勻性，並且抑制該電源供應器溫度上升。
(6)根據(1)至(4)中任一者之電力供應單元，其中，
該第二電路板包括該充電裝置，以及
該電阻器具有使得該電阻器在該電源供應器充電期間之耗電量變為比該充電裝置在該電源供應器充電期間之耗電量更大之電阻值。
根據(6)，由於可以使該充電裝置在該電源供應器充電期間之耗電量降低，所以可以降低該第二電路板之歸因於該充電裝置之熱產生。此外，由於可以降低該充電裝置之耗電量，所以即使消耗功率之其它元件係設於該第二電路板上，仍可以使該第一電路板與該第二電路板之間的熱產生維持平衡，並且可以防止該電力供應單元中熱之不均勻性。此外，設於該第二電路板上之其它元件受到抑制免於受熱而損壞。
(7)根據(6)之電力供應單元，其中，
該第二電路板更包括該控制裝置。
根據(7)，即使在該控制裝置產生熱的情況下，仍可以使該第一電路板與該第二電路板之間的熱產生維持平衡，並且可以防止該電力供應單元中熱之不均勻性。此外，該控制裝置受到抑制免於受熱損壞。
(8)根據(1)至(4)中任一者之電力供應單元，其中，
該第二電路板包括該充電裝置及該控制裝置，以及
該電阻器具有使得該電阻器在該電源供應器充電期間之耗電量變為與該充電裝置及該控制裝置在該電源供應器充電期間之耗電量之總和實質相等之電阻值。
根據(8)，由於該電阻器之耗電量與該充電裝置及該控制裝置之耗電量變為相等，所以可以使該第一電路板與該第二電路板之間的熱產生維持平衡，並且可以防止該電力供應單元中熱之不均勻性。
(9)根據(1)至(4)中任一者之電力供應單元，其中，
該第一電路板包括連接器(充電端子43)，其可電連接至外部電源供應器，以及
該電阻器具有用於使該外部電源供應器所供應之電壓降到比該充電裝置或該控制裝置之最小操作保證電壓更大之值的電阻值。
根據(9)，進行該電阻器之電壓下降，使得下降之電壓未降到低於該最小操作保證電壓。因此，變為可以將該最小操作保證電壓輸入至該充電裝置或該控制裝置，並且可以使該充電裝置或該控制裝置充分作用。
(10)根據(1)至(4)中任一者之電力供應單元，其中，
該電阻器之電阻值介於1Ω與1.38Ω之間。
根據(10)，由於在一般使用之充電裝置或控制裝置之假設下以實驗方式及分析方式獲得之電阻值有特定條件，所以可以防止該電力供應單元中熱之不均勻性。
(11)根據(10)之電力供應單元，其中，
該電阻值為1Ω。
根據(11)，變為可以縮減尺寸及成本。
(12)根據(1)至(11)中任一者之電力供應單元，其中，
該電源供應器之最接近該第一電路板之表面有別於該電源供應器最接近該第二電路板之表面。
根據(12)，可以抑制該電源供應器局部加熱。
(13)根據(1)至(11)中任一者之電力供應單元，其中，
該第一電路板係提供在該電源供應器於縱向之一個端側，以及
該第二電路板係提供在該電源供應器之虞該縱向之另一端側。
根據(13)，可以抑制該電源供應器局部加熱。
(14)根據(1)至(11)中任一者之電力供應單元，其中，
該第一電路板係提供在該電源供應器於縱向及橫向之諸端部之一個端部處，以及
該第二電路板係提供在該電源供應器於該縱向及該橫向之該等端部之另一端部處。
根據(14)，可以抑制該電源供應器局部加熱。
(15)根據(14)之電力供應單元，其中，
該第一電路板及該第二電路板中產生較大熱量之一者係提供在該電源供應器於該橫向之該端部處。
根據(15)，可以抑制該電源供應器局部加熱。
(16)用於氣霧吸嚐器(氣霧吸嚐器1)之電力供應單元(電力供應單元10)，該電力供應單元包含：
電源供應器(電源供應器12)，其能夠向負載(負載21)放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；
第一電路板(第一電路板43S)；以及
第二電路板(第二電路板50S)，其與該第一電路板分開布置，並且電連接至該第一電路板，
其中，該第一電路板與該第二電路板之熱產生量在該電源供應器充電及放電之至少一者期間實質相等。
根據(16)，在向該第一電路板及該第二電路板供應電力的情況下，由於該第一電路板及該第二電路板產生實質相等之熱量，所以可以防止該電源供應器中熱之不均勻性，並且抑制該電源供應器溫度上升。因此，可以抑制該電源供應器之劣化，並且延長該裝置之壽命。此外，可以抑制熱集中到特定之電路板或電路元件裡。結果是，該電力供應單元具有節能效應，其可以使使用該電源供應器而不用以新電源供應器取代該電源供應器之週期達到最大。
(17)用於氣霧吸嚐器(氣霧吸嚐器1)之電力供應單元(電力供應單元10)，該電力供應單元包含：
電源供應器(電源供應器12)，其能夠向負載(負載21)放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；
第一電路板(第一電路板43S)；以及
第二電路板(第二電路板50S)，其與該第一電路板分開布置，並且電連接至該第一電路板，
其中，在該電源供應器充電及放電之至少一者期間，該第一電路板之諸元件之總耗電量與該第二電路板之諸元件之總耗電量實質相等。
根據(17)，在向該第一電路板及該第二電路板供應電力的情況下，由於該第一電路板及該第二電路板消耗實質相等之電量，所以可以防止該電源供應器中熱之不均勻性，並且抑制該電源供應器溫度上升。因此，可以抑制該電源供應器之劣化，並且延長該裝置之壽命。此外，可以抑制熱集中到特定之電路板或電路元件裡。結果是，電力供應單元具有節能效應，其可以使使用該電源供應器而不用以新電源供應器取代該電源供應器之週期達到最大。
(18)用於氣霧吸嚐器(氣霧吸嚐器1)之電力供應單元(電力供應單元10)，該電力供應單元包含：
電源供應器(電源供應器12)，其能夠向負載(負載21)放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；
第一電路板(第一電路板43S)；以及
第二電路板(第二電路板50S)，其與該第一電路板分開布置，並且電連接至該第一電路板，
其中，在該電源供應器充電及放電之至少一者期間，該第一電路板賦予該電源供應器之熱量與該第二電路板賦予該電源供應器之熱量實質相等。
根據(18)，在向該第一電路板及該第二電路板供應電力的情況下，由於實質相等之熱量係從該第一電路板及該第二電路板賦予該電源供應器，所以可以防止該電源供應器中熱之不均勻性，並且抑制該電源供應器溫度上升。因此，可以抑制該電源供應器之劣化，並且延長該裝置之壽命。此外，可以抑制熱集中到特定之電路板或電路元件裡。結果是，該電力供應單元具有節能效應，其可以使使用該電源供應器而不用以新電源供應器取代該電源供應器之週期達到最大。
10:電力供應單元
12:電源供應器
13:電阻器
13S:FPC板
19:開關
20:第一匣體
21:負載
41a:正極側放電端子
41b:負極側放電端子
43:充電端子
43R:電阻器
43S:第一電路板
50:MCU
50S:第二電路板
55:充電IC

Claims (15)

  1. 一種用於氣霧吸嚐器之電力供應單元，該電力供應單元包含：電源供應器，其能夠向負載放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；第一電路板，其包括電阻器；以及第二電路板，其與該第一電路板分開布置，並且電連接至該第一電路板，其中，該第二電路板包括：控制裝置，其經組配而能夠控制該電源供應器之放電及充電之至少一者；以及充電裝置，其經組配用以將輸入之電力轉換成用於該電源供應器之充電電力；並且該電阻器係具有使得該電阻器在該電源供應器充電期間之耗電量變為比該充電裝置在該電源供應器充電期間之耗電量更大之電阻值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電力供應單元，其中，該充電裝置及該控制裝置之至少一者係僅設於該第二電路板上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該第一電路板包括連接器，其可電連接至外部電源供應器，以及該電阻器係與該連接器串聯連接。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該電阻器具有使得該第一電路板與該第二電路板在該電源供應器充電期間之熱產生量實質相等之電阻值。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該電阻器具有使得該電阻器在該電源供應器充電期間之耗電量變為與該充電裝置及該控制裝置在該電源供應器充電期間之耗電量之總和實質相等之電阻值。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該第一電路板包括連接器，其可電連接至外部電源供應器，以及該電阻器具有用於使該外部電源供應器供應之電壓降到比該充電裝置或該控制裝置之最小操作保證電壓更大之值的電阻值。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該電阻器之電阻值介於1Ω與1.38Ω之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電力供應單元，其中，該電阻值為1Ω。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該電源供應器之最接近該第一電路板之表面有別於該電源供應器最接近該第二電路板之表面。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該第一電路板係提供在該電源供應器於縱向中之一個端側，以及該第二電路板係提供在該電源供應器於該縱向中之另一端側。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述之電力供應單元，其中，該第一電路板係提供在該電源供應器於縱向及橫向中之諸端部之一個端部處，以及該第二電路板係提供在該電源供應器於該縱向及該橫向中之該等端部之另一端部處。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電力供應單元，其中，該第一電路板及該第二電路板中產生較大熱量之一者係提供在該電源供應器於該橫向中之該端部處。
  13. 一種用於氣霧吸嚐器之電力供應單元，該電力供應單元包含： 電源供應器，其能夠向負載放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；第一電路板，其包括電阻器；以及第二電路板，其與該第一電路板分開布置，且電連接至該第一電路板，並且包括充電裝置；其中，該第一電路板與該第二電路板之熱產生量在該電源供應器充電及放電之至少一者期間實質相等；並且該電阻器係具有使得該電阻器在該電源供應器充電期間之耗電量變為比該充電裝置在該電源供應器充電期間之耗電量更大之電阻值。
  14. 一種用於氣霧吸嚐器之電力供應單元，該電力供應單元包含：電源供應器，其能夠向負載放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；第一電路板，其包括電阻器；以及第二電路板，其與該第一電路板分開布置，且電連接至該第一電路板，並且包括充電裝置；其中，在該電源供應器充電及放電之至少一者期間，該第一電路板之諸元件之總耗電量與該第二電路板之諸元件之總耗電量實質相等；並且該電阻器係具有使得該電阻器在該電源供應器充電期間之耗電量變為比該充電裝置在該電源供應器充電期間之耗電量更大之電阻值。
  15. 一種用於氣霧吸嚐器之電力供應單元，該電力供應單元包含：電源供應器，其能夠向負載放出電力以用於從氣霧產生源產生氣霧；第一電路板，其包括電阻器；以及第二電路板，其與該第一電路板分開布置，並且電連接至該第一電路板，並且包括充電裝置； 其中，在該電源供應器充電及放電之至少一者期間，該第一電路板賦予該電源供應器之熱量與該第二電路板賦予該電源供應器之熱量實質相等；並且該電阻器係具有使得該電阻器在該電源供應器充電期間之耗電量變為比該充電裝置在該電源供應器充電期間之耗電量更大之電阻值。
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