WO2019066245A1 - 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 - Google Patents

에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치 Download PDF

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WO2019066245A1
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WO
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signal
heater
comparison
switching operation
aerosol generating
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PCT/KR2018/009153
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이재민
임헌일
박상규
이승원
정형진
김영제
이현성
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주식회사 케이티앤지
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices

Definitions

  • the present invention relates to a method of implementing a feedback control function of an aerosol generating apparatus and an invention relating to an aerosol generating apparatus according to the method and more particularly to a control apparatus which is essentially included in an aerosol generating apparatus, And to generate a control signal to be output at the next time point, thereby improving overall stability in the operation of the aerosol generating apparatus, and an aerosol generating apparatus according to the method.
  • the aerosol generating apparatus generally includes a heater for generating an aerosol by heating an aerosol generating substrate, and a separate main controller unit (MCU) is provided to control power supplied to the heater.
  • the main controller unit functions to control the overall operation of the aerosol generator in accordance with internally predefined logic, but the logic pre-defined in the main controller unit ensures that the operation of the aerosol generator is complete There is a problem that the main controller unit may be delayed or impossible to cope with when defects or malfunctions of specific components constituting the aerosol generating device occur.
  • the current supplied through the hot wire may not gradually flow according to the temperature setting state and may gradually increase. If the aerosol generator is left unattended without being noticed, the aerosol generator may be damaged by the heat emitted from the heat, or a fire may be generated due to this.
  • the heater of the aerosol generating apparatus is provided with a temperature sensor for sensing the temperature of the heater, and the temperature sensor periodically or non-periodically transmits the temperature value of the heater to the main controller unit so that the main controller unit So that it can be understood.
  • the main controller unit judges whether the temperature of the heater is not increased, There is a problem that it is difficult to determine the reason why the temperature is not detected due to a defect in the temperature sensor.
  • An object of the present invention is to provide an aerosol generating apparatus capable of quickly responding to a malfunction of an aerosol generating apparatus through a feedback control function.
  • an apparatus for generating an aerosol comprising: a heater for generating an aerosol by heating an aerosol generating substrate; A control unit for controlling power supplied to the heater by the battery based on the control signal; A switch for performing a switching operation according to the control signal to supply power to the heater; And a comparison signal calculation unit for calculating a comparison target signal by receiving the signal by the switching operation, wherein when the comparison value calculated by comparing the comparison target signal with the reference signal exceeds a preset range And a cut-off signal for stopping the switching operation of the switch is generated.
  • a method of implementing a feedback control function of an aerosol generating apparatus comprising: generating a control signal for controlling a power of a battery supplied to a heater; step; A control signal transmitting step in which the generated control signal is transmitted to a switch performing a switching operation; A comparison signal calculation step of receiving a signal according to the switching operation and calculating a comparison target signal; And a cut-off signal generating step of generating a cut-off signal for stopping the switching operation of the switch when the comparison value calculated by comparing the comparison target signal with the reference signal exceeds a predetermined range.
  • An embodiment of the present invention can provide a computer-readable recording medium storing a program for implementing the method.
  • a user using the aerosol generating device can quickly find a functional abnormality in the aerosol generating device and can quickly repair it.
  • FIG. 1 to 3 are views showing examples in which a cigarette is inserted into an aerosol generating apparatus.
  • FIG. 5 is a diagrammatic representation of a block diagram of an example of an aerosol generating device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the comparison signal calculating unit.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a control signal generated by the control unit.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a comparison object signal.
  • FIG. 9 shows a flow diagram of an example of a method for implementing the feedback control function of an aerosol generating device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • an apparatus for generating an aerosol comprising: a heater for generating an aerosol by heating an aerosol generating substrate; A controller for generating a control signal for controlling power supplied to the heater; A switch for performing a switching operation according to the control signal to supply power to the heater; And a comparison signal calculation unit for calculating a comparison target signal by receiving the signal by the switching operation, wherein when the comparison value calculated by comparing the comparison target signal with the reference signal exceeds a preset range And a cut-off signal for stopping the switching operation of the switch is generated.
  • control signal may be a digital pulse width modulation signal.
  • the reference signal is a pulse width modulation signal
  • the comparison object signal is a reverse pulse width modulation signal
  • the comparison value is a duty ratio of the pulse width modulation signal and the reverse pulse width modulation signal
  • the comparison signal calculator may include: an RC filter unit that receives the signal by the switching operation and converts the signal into a triangular wave signal; And a DC converting unit converting the converted triangular wave signal into an analog DC signal, wherein the controller generates a cutoff signal based on a result of comparing the converted analog DC signal with the reference signal, can do.
  • the comparison signal calculation unit may include: a voltage output sensor for sensing a temperature of the heater and outputting a heater voltage proportional to a resistance value of the heater; And an A / D converter for converting the output heater voltage into a digital value, wherein when the comparison value calculated by comparing the converted heater voltage with a predetermined voltage value exceeds a predetermined range, And a cut-off signal for stopping the switching operation is generated.
  • the comparison signal calculator may be an integrator that receives the signal by the switching operation and outputs an integration result signal, and the comparison value may be an integration result of the duty ratio of the control signal And a duty ratio of the signal.
  • the predetermined range may be 0.7 to 1.3.
  • the switch may be a field effect transistor (FET) that performs on-off operation (ON-OFF) in accordance with the control signal.
  • FET field effect transistor
  • the apparatus may further include a regulator for maintaining the output voltage of the battery at a constant level.
  • a method of implementing a feedback control function of an aerosol generating apparatus comprising: generating a control signal for controlling a power of a battery supplied to a heater; step; A control signal transmitting step in which the generated control signal is transmitted to a switch performing a switching operation; A comparison signal calculation step of receiving a signal according to the switching operation and calculating a comparison target signal; And a cut-off signal generating step of generating a cut-off signal for stopping the switching operation of the switch when the comparison value calculated by comparing the comparison target signal with the reference signal exceeds a predetermined range.
  • control signal may be a digital pulse width modulation signal.
  • the reference signal is a pulse width modulated signal
  • the comparison signal is a reverse pulse width modulated signal
  • the comparison value is a pulse width modulated signal and a reverse pulse width
  • the comparing signal calculating step may include: a triangle wave converting step of converting the signal by the switching operation into a triangular wave signal through an RC filter; And a DC converting step of converting the converted triangle wave signal into an analog DC signal, wherein the cut-off signal generating step generates a cut-off signal based on a result of comparing the converted analog DC signal with the reference signal . ≪ / RTI >
  • the comparing signal calculating step may include: a heater voltage output step of sensing a temperature of the heater and outputting a heater voltage proportional to a resistance value of the heater; And an A / D converting step of converting the output heater voltage into a digital value, wherein the cut-off signal generating step comprises: when the comparison value calculated by comparing the converted heater voltage with a predetermined voltage value exceeds a preset range And a cut-off signal for stopping the switching operation of the switch is generated.
  • the comparison signal calculating step may include receiving a signal according to the switching operation and outputting an integration result signal, wherein the comparison value is a duty ratio of the output integration result signal with respect to a duty ratio of the control signal . ≪ / RTI >
  • the predetermined range may be 0.7 to 1.3.
  • the switch may be a field effect transistor (FET) that performs an ON-OFF operation according to the control signal.
  • FET field effect transistor
  • the method may further include a voltage maintaining step of keeping the output voltage of the battery constant.
  • An embodiment of the present invention can provide a computer-readable recording medium storing a program for implementing the method.
  • FIG. 1 to 3 are views showing examples in which a cigarette is inserted into an aerosol generating apparatus.
  • an aerosol generating apparatus 10 includes a battery 120, a control unit 110, and a heater 130. Referring to FIGS. 2 and 3, the aerosol generating apparatus 10 further includes a vaporizer 180. In addition, the cigarette 200 can be inserted into the inner space of the aerosol generating apparatus 10.
  • the aerosol generating apparatus 10 shown in Figs. 1 to 3 is illustrated with components associated with the present embodiment. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that other general components other than the components shown in Figs. 1 to 3 can be further included in the aerosol generating apparatus 10 .
  • FIGS. 2 and 3 illustrate that the apparatus 130 is included in the aerosol generating apparatus 10, but the heater 130 may be omitted if necessary.
  • a battery 120, a control unit 110, and a heater 130 are arranged in a line.
  • the battery 120, the control unit 110, the vaporizer 180, and the heater 130 are arranged in a line.
  • a vaporizer 180 and a heater 130 are shown arranged in parallel.
  • the internal structure of the aerosol generating apparatus 10 is not limited to those shown in Figs. In other words, according to the design of the aerosol generating apparatus 10, the arrangement of the battery 120, the control unit 110, the heater 130 and the vaporizer 180 may be changed.
  • the aerosol generating device 10 When the cigarette 200 is inserted into the aerosol generating device 10, the aerosol generating device 10 operates the heater 130 and / or the vaporizer 180 so that the cigarette 200 and / The aerosol can be generated. The aerosol generated by the heater 130 and / or the vaporizer 180 passes through the cigarette 200 and is delivered to the user.
  • the aerosol generating apparatus 10 can heat the heater 130 even when the cigarette 200 is not inserted into the aerosol generating apparatus 10.
  • the battery 120 supplies the power used to operate the aerosol generating device 10.
  • the battery 120 can supply power to the heater 130 or the vaporizer 180 to be heated, and can supply the power required for the controller 110 to operate.
  • the battery 120 can supply power required for operation of a display, a sensor, a motor, and the like installed in the aerosol generating apparatus 10.
  • the control unit 110 controls the operation of the aerosol generating apparatus 10 as a whole. Specifically, the control unit 110 controls the operation of not only the battery 120, the heater 130, and the vaporizer 180, but also other components included in the aerosol generating apparatus 10. The controller 110 may also check the status of each of the configurations of the aerosol generator 10 to determine whether the aerosol generator 10 is operational.
  • the control unit 110 includes at least one processor.
  • a processor may be implemented as an array of a plurality of logic gates, or may be implemented as a combination of a general purpose microprocessor and a memory in which a program executable in the microprocessor is stored. It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be implemented in other forms of hardware.
  • the heater 130 may be heated by the power supplied from the battery 120. [ For example, when a cigarette is inserted into the aerosol generating apparatus 10, the heater 130 may be located outside the cigarette. Thus, the heated heater 130 can raise the temperature of the aerosol product in the cigarette.
  • the heater 130 may be an electrically resistive heater.
  • the heater 130 includes an electrically conductive track, and the heater 130 can be heated as current flows through the electrically conductive track.
  • the heater 130 is not limited to the above-described example, and can be applied without limitation as long as it can be heated to a desired temperature.
  • the desired temperature may be preset in the aerosol generating apparatus 10, or may be set to a desired temperature by the user.
  • the heater 130 may be an induction heating type heater.
  • the heater 130 may include an electrically conductive coil for heating the cigarette by an induction heating method, and the cigarette may include a susceptor that can be heated by an induction heating heater.
  • the heater 130 may include a tubular heating element, a plate-like heating element, a sinking heating element, or a bar-shaped heating element, and may be disposed inside or outside the cigarette 200 It can be heated.
  • a plurality of heaters 130 may be disposed in the aerosol generating apparatus 10. At this time, the plurality of heaters 130 may be disposed inside the cigarette 200, or may be disposed outside the cigarette 200. In addition, some of the plurality of heaters 130 may be disposed to be inserted into the cigarette 200, and the rest may be disposed outside the cigarette 200. Further, the shape of the heater 130 is not limited to the shapes shown in Figs. 1 to 3, and can be formed into various shapes.
  • the vaporizer 180 may generate an aerosol by heating the liquid composition, and the generated aerosol may be delivered to the user through the cigarette 200.
  • the aerosol generated by the vaporizer 180 can move along the airflow passage of the aerosol generating device 10, and the airflow passage can cause the aerosol generated by the vaporizer 180 to pass through the cigarette to the user Lt; / RTI >
  • the vaporizer 180 may include, but is not limited to, a liquid reservoir, a liquid delivery means, and a heating element.
  • the liquid reservoir, the liquid delivery means and the heating element may be included in the aerosol generating device 10 as an independent module.
  • the liquid reservoir can store the liquid composition.
  • the liquid composition may be a liquid comprising a tobacco-containing material comprising a volatile tobacco flavor component, or may be a liquid comprising a non-tobacco substance.
  • the liquid reservoir may be fabricated to be removable from the vaporizer 180 or may be fabricated integrally with the vaporizer 180.
  • the liquid composition may comprise water, solvent, ethanol, plant extract, flavoring, flavoring, or a mixture of vitamins.
  • the fragrance may include, but is not limited to, menthol, peppermint, spearmint oil, various fruit flavors, and the like.
  • Flavoring agents may include ingredients that can provide a variety of flavors or flavors to the user.
  • the vitamin mixture may be a mixture of at least one of vitamin A, vitamin B, vitamin C and vitamin E, but is not limited thereto.
  • the liquid composition may comprise an aerosol forming agent such as glycerin and propylene glycol.
  • the liquid delivery means may deliver the liquid composition of the liquid reservoir to the heating element.
  • the liquid delivery means can be, but is not limited to, wick such as cotton fibers, ceramic fibers, glass fibers, porous ceramics.
  • the heating element is an element for heating the liquid composition delivered by the liquid delivery means.
  • the heating element may be, but is not limited to, metallic hot wire, metal hot plate, ceramic heater, and the like.
  • the heating element may be composed of a conductive filament, such as a nichrome wire, and may be disposed in a structure wound on the liquid transfer means. The heating element can be heated by current supply and can transfer heat to the liquid composition in contact with the heating element to heat the liquid composition. As a result, aerosols can be generated.
  • the vaporizer 180 may be referred to as a cartomizer or an atomizer, but is not limited thereto.
  • the aerosol generating apparatus 10 may further include general configurations other than the battery 120, the control unit 110, the heater 130, and the vaporizer 180.
  • the aerosol generating apparatus 10 may include a motor for outputting visual information and / or a display for outputting tactile information.
  • the aerosol generating apparatus 10 may include at least one sensor (a puff detection sensor, a temperature detection sensor, a cigarette insertion detection sensor, etc.).
  • the aerosol generating apparatus 10 can be constructed in such a structure that external air can be introduced into the cigarette 200 even when the cigarette 200 is inserted therein, or the internal gas can flow out.
  • the aerosol generating apparatus 10 may form a system together with a separate cradle.
  • the cradle may be used to charge the battery 120 of the aerosol generating device 10.
  • the heater 130 may be heated while the cradle and the aerosol generating apparatus 10 are coupled.
  • the cigarette 200 may be similar to a typical soft cigarette.
  • the cigarette 200 may be divided into a first portion including an aerosol generating material and a second portion including a filter and the like.
  • the aerosol generating material may be contained in the second portion of the cigarette 200.
  • an aerosol product made in the form of granules or capsules may be inserted into the second part.
  • the entire first part can be inserted into the inside of the aerosol generating apparatus 10 and the second part can be exposed to the outside.
  • only part of the first part may be inserted into the inside of the aerosol generating apparatus 10, and part of the entire first part and part of the second part may be inserted.
  • the user can inhale the aerosol from the mouth portion of the second portion. At this time, the aerosol is generated by passing the outside air through the first portion, and the generated aerosol passes through the second portion to the user's mouth.
  • the outside air may be introduced through at least one air passage formed in the aerosol generating apparatus 10.
  • the opening and closing of the air passage formed in the aerosol generating apparatus 10 and / or the size of the air passage can be controlled by the user. Accordingly, the amount of smoke, the sense of smell, and the like can be controlled by the user.
  • the outside air may be introduced into the interior of the cigarette 200 through at least one hole formed in the surface of the cigarette 200.
  • FIG. 4 is a view showing an example of a cigarette.
  • the cigarette 200 includes a cigarette rod 210 and a filter rod 220.
  • the first portion 210 described above with reference to FIGS. 1-3 includes a tobacco rod 210 and the second portion 220 includes a filter rod 220.
  • the filter rod 220 is shown as a single segment, but is not limited thereto.
  • the filter rod 220 may be composed of a plurality of segments.
  • the filter rod 220 may include a first segment that cools the aerosol and a second segment that filters certain components contained in the aerosol.
  • the filter rod 220 may further include at least one segment that performs other functions.
  • the cigarette 200 may be packaged by at least one wrapper 240.
  • the wrapper 240 may be formed with at least one hole through which the outside air flows or the inside gas flows out.
  • the cigarette 200 may be packaged by one wrapper 240.
  • the cigarette 200 may be overlaid by two or more wrappers 240.
  • the tobacco rod 210 may be packaged by a first wrapper, and the filter rod 220 may be packaged by a second wrapper. Then, the tobacco rod 210 and the filter rod 220 packaged by individual wrappers are combined, and the entire cigarette 200 can be repackaged by the third wrapper.
  • each of the tobacco rod 210 or the filter rod 220 is comprised of a plurality of segments, each segment can be packaged by a separate wrapper. Then, the entire cigarette 200 to which the segments wrapped by the individual wrappers are coupled can be repackaged by another wrapper.
  • the tobacco rod 210 comprises an aerosol generating material.
  • the aerosol producing material may include, but is not limited to, at least one of glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and oleyl alcohol.
  • the tobacco rod 210 may contain other additives such as flavorings, wetting agents and / or organic acids.
  • the tobacco rod 210 can be added to the tobacco rod 210 by spraying the tobacco rod 210 with a remedy such as menthol or a moisturizer.
  • the tobacco rod 210 may be manufactured in various ways.
  • the tobacco rod 210 may be fabricated from a sheet or from a strand.
  • the tobacco rod 210 may be made of each chopped tobacco sheet.
  • the tobacco rod 210 may be surrounded by a thermal conductive material.
  • the thermal conductive material may be, but is not limited to, a metal foil such as an aluminum foil.
  • the thermal conductive material surrounding the tobacco rod 210 can evenly disperse the heat transferred to the tobacco rod 210 to improve the thermal conductivity applied to the tobacco rod, thereby improving the taste of the cigarette .
  • the heat conducting material surrounding the tobacco rod 210 may serve as a susceptor heated by an induction heating heater.
  • the tobacco rod 210 may further include an additional susceptor in addition to the heat conduction material surrounding the outside.
  • the filter rod 220 may be a cellulose acetate filter.
  • the shape of the filter rod 220 is not limited.
  • the filter rod 220 may be a cylindrical rod or a tubular rod including a hollow therein.
  • the filter rod 220 may be a recessed type rod. If the filter rod 220 comprises a plurality of segments, at least one of the plurality of segments may be fabricated in a different shape.
  • the filter rod 220 may be made to produce flavor.
  • a reflux liquid may be injected into the filter rod 220, and a separate fiber coated with the reflux liquid may be inserted into the interior of the filter rod 220.
  • the filter rod 220 may include at least one capsule 230.
  • the capsule 230 may perform a function of generating a flavor or a function of generating an aerosol.
  • the capsule 230 may be a structure in which a liquid containing a perfume is wrapped in a film.
  • the capsule 230 may have a spherical or cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the cooling segment may be made of a polymeric material or a biodegradable polymeric material.
  • the cooling segment may be made of pure polylactic acid alone, but is not limited thereto.
  • the cooling segment may be made of a cellulose acetate filter having a plurality of holes.
  • the cooling segment is not limited to the above-described example, and can be applied without restriction if it can perform the function of cooling the aerosol.
  • the cigarette 200 may further include a front end filter.
  • the pre-stage filter is located at one side of the tobacco rod 210 opposite to the filter rod 220.
  • the shear filter can prevent the tobacco rod 210 from escaping to the outside and prevent the aerosol liquefied from the tobacco rod 210 from flowing into the aerosol generating device (10 in Figs. 1 to 3) during smoking have.
  • FIG. 5 is a diagrammatic representation of a block diagram of an example of an aerosol generating device according to the present invention.
  • an apparatus 10 for generating aerosols includes a controller 110, a battery 120, a heater 130, a pulse width modulation processing unit 140, a display unit 150, a motor 160, A storage device 170, a switch 185, and a comparison signal calculation unit 190.
  • a controller 110 for generating aerosols according to the present invention includes a controller 110, a battery 120, a heater 130, a pulse width modulation processing unit 140, a display unit 150, a motor 160, A storage device 170, a switch 185, and a comparison signal calculation unit 190.
  • the control unit 110 includes a battery 120, a heater 130, a pulse width modulation processing unit 140, a display unit 150, a motor 160, a storage device 170, The switch 185, and the comparison signal calculator 190 as a whole.
  • the control unit 110 includes a communication unit (not shown) capable of performing communication with an external communication device such as a user terminal, an input receiving unit (Not shown). 5, the controller 110 may further include a module for performing a proportional-plus-integral derivative control (PID) on the heater 130.
  • PID proportional-plus-integral derivative control
  • the battery 120 supplies power to the heater 130 and the magnitude of the power supplied to the heater 130 can be adjusted by the control signal generated by the controller 110.
  • a regulator may be included between the controller 110 and the battery 120 to maintain the voltage of the battery constant.
  • the heater 130 When an electric current is applied, the heater 130 generates heat by the intrinsic resistance, and when the heated heater 130 contacts (joins) the aerosol generating substrate, an aerosol may be generated.
  • the pulse width modulation processing unit 140 controls the power supplied to the heater 130 by the control unit 110 through a method of transmitting a pulse width modulation (PWM) signal to the heater 130.
  • PWM pulse width modulation
  • the PWM signal output from the pulse width modulation processing unit 140 may be a digital pulse width modulation signal (Digital PWM Signal) Lt; / RTI >
  • the display unit 150 visually outputs various alarm messages generated by the aerosol generating apparatus 10 so that the user who uses the aerosol generating apparatus 10 can confirm the alarm messages.
  • the user can check the battery power shortage message or the heater overheat warning message output to the display unit 150 and take appropriate measures before the operation of the aerosol generator 10 is stopped or the aerosol generator 10 is damaged .
  • the motor 160 is driven by the control unit 110 to allow the user to recognize through the tactile sense that the aerosol generating apparatus 10 is ready for use.
  • the storage device 170 stores various information for appropriately controlling the power supplied to the heater 130 by the control unit 110 to provide various flavors to the user using the aerosol generating apparatus 10.
  • the storage device 170 may be a nonvolatile memory such as a flash memory or a volatile memory that temporarily stores data only in a communication mode to secure a faster data input / output (I / O) rate .
  • the switch 185 performs a switching operation so that the control signal (PWM signal) generated by the controller 110 or the pulse width modulation processor 140 is transmitted to the heater 130.
  • PWM signal the control signal
  • the switching operation of the switch 185 includes not only an ON-OFF operation in which the heater is disconnected or disconnected, but also an operation in which at least three terminals come into contact with each other at different points of time to constitute an open circuit or a closed circuit can do.
  • the switch 185 may further include a signal reverser for inverting a signal received from the control unit 110 or the pulse width modulation processing unit 140 .
  • the switch 185 may be a field effect transistor (FET) that performs on / off operation according to a control signal.
  • FET field effect transistor
  • the comparison signal calculation unit 190 receives a signal corresponding to the switching operation of the switch 185, And transmits the calculated signal to the control unit 110.
  • the control unit 110 may receive the comparison target signal and may store the information stored in the comparison target signal in the storage device 170 as time series information.
  • the comparison signal calculation unit 190 may be implemented in a form included in the control unit 110.
  • the control unit 110, the pulse width modulation processing unit 140 and the comparison signal calculation unit 190 may include at least one processor or at least one processor. Accordingly, the control unit 110, the pulse width modulation processing unit 140, and the comparison signal calculation unit 190 can be driven in a form included in other hardware devices such as a microprocessor or a general-purpose computer system.
  • control unit 110 may generate a cutoff signal for stopping the switching operation of the switch 185 when the comparison value calculated by comparing the comparison target signal with the reference signal exceeds a predetermined range.
  • control unit 110 receives the comparison object signal from the comparison signal calculation unit 190.
  • the comparison target signal received by the control unit 110 is a feedback signal for the control signal transmitted from the control unit 110 or the pulse width modulation processing unit 140 so that the control unit 110 can be included in the aerosol generation apparatus 10 And includes information necessary for controlling each configuration.
  • the reference signal refers to information of a signal previously set in the control unit 110 or stored in the storage unit 170 in order to be compared with the comparison object signal, Signal. For example, when the control unit 110 outputs a control signal at time t1, a comparison object signal is calculated at time t2, and a comparison object signal is received at the control unit 110 at time t3, .
  • the comparison value means a specific value that the control unit 110 compares the comparison target signal with the reference signal.
  • the comparison value includes a difference value of the amplitude of the comparison target signal and the reference signal, a difference value of the frequency, (difference value of duty ratio), and the like.
  • the predetermined range is information previously stored in the controller 110 or the storage device 170 and is defined as a value determined experimentally.
  • the control unit 110 generates a cut-off signal of the switch 185 to stop the switching operation of the switch 185 when the comparison value exceeds the preset range .
  • the cutoff signal means a signal for turning off the switch 185 to cut off the power applied from the battery 120 to the heater 130.
  • the compared signal may be a reverse pulse width modulated signal.
  • the controller 110 compares the duty ratios of the pulse width modulation signal, which is the control signal, and the reverse pulse width modulation signal, which is the comparison object signal, to calculate a comparison value, The cut-off signal can be generated. A further description of the reverse pulse width modulation signal will be described later in FIGS. 7 and 8. FIG.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the comparison signal calculating unit.
  • the comparison signal calculation unit 190 may include an RC filter unit 191, a DC conversion unit 193, a voltage output sensor 195, an AD converter 197, and an integration processing unit 199 DC converter 193, voltage output sensor 195, AD converter 197, and integration processing unit 199 in the comparison signal calculating unit 190 according to the embodiment, At least one of them may be omitted.
  • the RC filter unit 191 includes an RC circuit composed of a resistance and a capacitor and receives a signal by the switching operation of the switch 185 and converts the signal into a triangular wave.
  • the signal due to the switching operation of the switch 185 may be a digital pulse width modulation (PWM) signal.
  • the arrangement of the resistors and capacitors included in the RC filter unit 191 may be composed of at least two or more capacitors as a predetermined arrangement.
  • the RC filter unit 191 may include a CRC filter in which one resistor is connected in series between two capacitors whose one pole is grounded.
  • DC converter 193 converts the triangular wave signal converted by the RC filter 191 into an analog direct current (DC) signal.
  • DC converter 193 is transmitted as a comparison object signal to the control unit 110.
  • the control unit 110 compares the converted analog DC signal with a reference signal to calculate a comparison value, If it exceeds the preset range, a cutoff signal can be generated.
  • the voltage output sensor 195 senses the temperature of the heater and outputs a heater voltage proportional to the resistance value of the heater.
  • the voltage output sensor 195 first senses the temperature of the heater and determines the resistance value of the heater.
  • Equation (1) is an example of a mathematical expression used by the voltage output sensor 195 for sensing the temperature of the heater and determining the resistance value of the heater.
  • R (T) is the resistance of the heater at the temperature T
  • R 0 is the initial heater resistance
  • T is the current temperature of the heater
  • T 0 is the initial temperature of the heater
  • a is the temperature coefficient of the heater.
  • the voltage output sensor 195 senses the temperature of the heater and, when the resistance value of the heater is recognized, outputs a voltage having a magnitude proportional to the resistance value.
  • the AD converter 197 converts the analog voltage of the heater output by the voltage output sensor 195 into a digital value.
  • the control unit 110 compares the digital voltage of the heater output from the AD converter 197 with a predetermined voltage value to calculate a comparison value and stops the switching operation of the switch 185 when the comparison value exceeds a predetermined range Thereby generating a cutoff signal. At this time, the digital voltage of the heater output from the AD converter 197 becomes the comparison object signal, and the predetermined voltage value becomes the reference signal.
  • the integration processing unit 199 receives the voltage signal as an input and outputs an integration result signal of the voltage signal.
  • the signal received by the integration processing unit 199 may be a signal according to the switching operation of the switch 185. If the voltage signal received by the integration processing unit 199 is a PWM signal as shown in FIG. 7, And becomes a voltage signal having a triangular wave form corresponding to the PWM signal.
  • the control unit 110 may calculate the duty ratio of the integration result signal with respect to the duty ratio of the control signal as a comparison value, and generate the cut-off signal when the comparison value exceeds the predetermined range.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a control signal generated by the control unit.
  • control signal is a pulse width modulation signal (PWM signal) and has a constant duty ratio.
  • Equation (2) is a mathematical expression that defines the effective voltage V eff of the battery 120.
  • V B denotes a battery voltage
  • T 1 and T 2 denote specific time points on the time axis.
  • the effective voltage V eff between time intervals T 2 and T 1 at a particular point in time can be kept constant by adjusting the duty ratio D even if the battery voltage V B falls.
  • Equation (3) defines a duty ratio of the control signal.
  • the duty ratio means a ratio of a current flowing time to a sum of a current flowing time and a current non-flowing time when a current is supplied to a specific element or module in a periodic pulse form.
  • the duty ratio can be defined for voltage as well as current.
  • T 1 (710) is a time point at which a control signal for the heater is transmitted to the heater
  • T 2 (730) is a time point at which one cycle of the control signal ends
  • T 3 Means a time point at which the current (voltage) is supplied to the heater and then disconnected.
  • the control signal is generated so as to maintain the predetermined voltage V B for a predetermined time (T 2 - T 1 ) in accordance with the duty ratio calculated by the control unit 110.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a comparison object signal.
  • the comparison target signal of FIG. 8 refers to a signal whose pulse width modulation signal described with reference to FIG. 7 is inverted while passing through the switch 185 or the comparison signal calculating unit 190. If the duty ratio of the control signal is 50% and the signal to be compared is fed back to the control unit 110 by the feedback of the control signal, the duty ratio according to Equation 3 can be applied to the inverted signal, The duty ratio is the same as the duty ratio of the control signal.
  • the control unit 110 calculates the difference between the duty ratio of the control signal and the comparison target signal as a comparison value, and generates a cutoff signal when the calculated comparison value exceeds a preset range.
  • the comparison value calculated by the control unit 110 may be a duty ratio of the comparison object signal with respect to the duty ratio of the control signal.
  • Equation (4) shows an example of an equation used by the control unit 110 to calculate a comparison value.
  • C denotes a comparison value
  • D 1 denotes a duty ratio of the control signal
  • D 2 denotes a duty ratio of the comparison object signal.
  • (4) is an example of an equation that can be used by the control unit 110 in calculating the comparison value, the control unit 110 may calculate the comparison value And determine whether to generate the cutoff signal based on the calculated comparison value.
  • the controller 110 calculates a comparison value, and then determines whether the comparison value exceeds a predetermined range.
  • the predetermined range may be 0.7 to 1.3.
  • the control unit 110 may determine whether the comparison value exceeds 0.8 to 1.2 and generate a cutoff signal.
  • the predetermined range is preliminarily applied to the integration processing unit 199, and the integration result signal is pre-
  • the controller 110 receives the integration result signal, determines whether the control signal has an error by a predetermined range, and determines whether to generate the cutoff signal.
  • the comparison signal calculating unit 190 is an integrator including the integration processing unit 199
  • the disconnection of the heater 130 of the aerosol generating apparatus 10 can be accurately performed Can be detected. For example, if the temperature of the heater does not change even though the user has applied an input to the heater heating button of the aerosol generating apparatus 10 to inhale the aerosol, the heater may be broken or the temperature sensor of the heater may have failed .
  • the control unit 110 receives the integration result signal as a result of transmitting the control signal to the integrator, calculates a comparison value according to the duty ratio of the control signal and the integration result signal according to Equation (4) And if it does not exceed the predetermined range, it can be determined that the heater is not broken. If the comparison value exceeds the predetermined range, the control unit 110 determines that the heater is disconnected and transmits the cutoff signal, thereby preventing unnecessary switching operation of the switch 185 and minimizing the waste of the battery 120.
  • FIG. 9 shows a flow diagram of an example of a method for implementing the feedback control function of an aerosol generating device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the method according to FIG. 9 can be implemented by the aerosol generating apparatus 10 according to FIG. 5, and will be described with reference to FIG. 5. The contents already described in FIG. 5 will not be described below.
  • the control unit 110 generates a control signal for controlling the power of the battery (S910).
  • the control unit 110 transmits the control signal generated in step S910 to the switch (S920).
  • the comparison signal calculating unit 190 receives the signal corresponding to the switching operation of the switch 185 and calculates the comparison target signal (S930).
  • the signal according to the switching operation is a signal that the control signal supplies to the heater (meaning the value of T 1 (710) to T 3 (750) in FIG. 7) or when separated by a signal indicating the voltage of 0 (Fig. 7 means the value of T 3 (750) to T 2 (730)) according to the PWM signal characteristic, it means for the latter, and the switch 185 is signal inverting 8 and transmits the signal to the comparison signal calculating unit 190.
  • FIG. 7 means the value of T 3 (750) to T 2 (730)
  • the control unit 110 compares the comparison target signal with the reference signal to calculate a comparison value (S940).
  • the control unit 110 determines whether the comparison value calculated in step S940 exceeds a preset range (S950).
  • the controller 110 may generate a cutoff signal to interrupt the switching operation of the switch 185 and transmit the cutoff signal to the switch 185 (S960).
  • the switch 185 in step S960 may be a FET.
  • a control signal outputted from a heating type aerosol generating device which essentially involves a heater, is digitally processed using a feedback function, so that a moment when a high voltage is instantaneously input can be accurately grasped, It is possible to protect various components constituting the apparatus.
  • the apparatus for generating aerosol according to the present invention can accurately determine whether a heater is disconnected or a temperature sensor provided in a heater is broken by controlling various signals through a feedback control method while incorporating an integrator circuit.
  • the embodiments of the present invention described above can be embodied in the form of a computer program that can be executed on various components on a computer, and the computer program can be recorded on a computer-readable medium.
  • the medium may be a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floptical disk, , A RAM, a flash memory, and the like, which are specifically configured to store and execute program instructions.
  • the computer program may be designed and configured specifically for the present invention or may be known and used by those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer programs may include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that may be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • One embodiment of the present invention can be used to fabricate an electronic cigarette device that includes a computing device that powers a heater with a battery.

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 에어로졸 생성장치에 있어서, 에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터; 제어신호를 기초로 하여 배터리에 의해 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부; 상기 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 히터에 전력을 공급하는 스위치; 및 상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출하는 비교신호산출부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치를 개시한다.

Description

에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법 및 그 에어로졸 생성장치
본 발명은 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법 및 그 방법에 따른 에어로졸 생성장치에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는, 에어로졸 생성장치에 필수적으로 포함되는 제어부가, 제어신호에 대한 응답신호를 수신하여 그 다음시점에 출력하는 제어신호를 생성하는 데에 이용함으로써, 에어로졸 생성장치의 동작에 있어서 전반적으로 안정성을 증대시킬 수 있는 방법 및 그 방법에 따른 에어로졸 생성장치를 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성하는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성장치는 일반적으로 에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터(heater)를 포함하고 있으며, 히터에 공급되는 전력을 제어하기 위해서 별도의 메인컨트롤러유닛(MCU: Main Controller Unit)을 두고 있다. 메인컨트롤러유닛은 내부적으로 미리 정의되어 있는 로직(logic)에 따라서 에어로졸 생성장치의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행하지만, 메인컨트롤러유닛에 사전적으로 정의되어있는 로직은 에어로졸 생성장치의 동작이 완전하게 이루어질 때를 가정한 로직인 경향이 있어서, 에어로졸 생성장치를 구성하는 특정 부품의 결함이나 오동작이 복합적으로 발생할 때에는 메인컨트롤러유닛의 대처가 늦거나 불가능한 문제점이 있다.
예를 들어, 시중에 판매되고 있는 에어로졸 생성장치는 사용자가 온도조절기를 통해 히터의 온도를 낮게 조절하더라도 열선을 통해 공급되는 전류가 온도설정상태에 따라서 정확하게 흐르지 못하고 서서히 증가할 수도 있으며, 이를 사용자가 인지하지 못한 채 에어로졸 생성장치의 전원을 차단하지 않고 방치하는 경우, 열선에서 발산된 열에 의해 에어로졸 생성장치가 파손되거나 나아가 이를 원인으로 한 화재가 발생될 수 있다.
또한, 에어로졸 생성장치의 히터에는 히터의 온도를 감지하는 온도센서가 구비되며, 온도센서는 주기적으로 또는 비주기적으로 히터의 온도값을 메인컨트롤러유닛에 전달하여, 메인컨트롤러유닛이 히터가 가열되고 있는지 여부를 파악할 수 있도록 한다. 다만, 사용자가 에어로졸 생성장치의 히터가 가열되도록 가열스위치에 입력을 가했음에도 불구하고 히터의 온도가 상승되지 않으면, 메인컨트롤러유닛은 히터가 단선되어 히터의 온도가 상승되지 않는 것인지 히터의 온도가 상승되었음에도 불구하고 온도센서에 결함이 발생하여 상승된 온도가 감지되지 않는 것인지 원인을 파악하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 피드백 제어기능을 통해서 에어로졸 생성장치의 기능이상이 발생된 경우에 빠르게 대처할 수 있도록 하는 에어로졸 생성장치를 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 에어로졸 생성장치로서, 에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터; 제어신호를 기초로 하여 배터리에 의해 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부; 상기 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 히터에 전력을 공급하는 스위치; 및 상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출하는 비교신호산출부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 방법은, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법으로서, 히터의 공급되는 배터리의 전력을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어신호생성단계; 상기 생성된 제어신호가 스위칭 동작을 수행하는 스위치에 송신되는 제어신호송신단계; 상기 스위칭 동작에 따른 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출하는 비교신호산출단계; 및상기 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는 컷오프신호생성단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예는, 상기 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 에어로졸 생성장치를 사용하는 사용자는 에어로졸 생성장치에 기능적인 이상을 빠르게 발견하여 조속하게 수리할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
이하, 도 4를 참조하여, 궐련(200)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 일 예의 블록도를 도식적으로 타낸 도면이다.
도 6은 비교신호산출부의 일 예를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 제어부가 생성하는 제어신호의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 비교대상신호의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 에어로졸 생성장치에 있어서, 에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터; 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 히터에 전력을 공급하는 스위치; 및상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출하는 비교신호산출부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 제어신호는 펄스폭변조(digital pulse width modulation) 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 기준신호는 펄스폭변조신호이고, 상기 비교대상신호는 리버스(Reverse) 펄스폭변조신호이고, 상기 비교값은 상기 펄스폭변조신호 및 상기 리버스 펄스폭변조신호의 듀티비를 비교하여 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 비교신호산출부는, 상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 삼각파(triangular wave)신호로 변환하는 RC필터부; 및 상기 변환된 삼각파신호를 아날로그DC신호로 변환하는 DC변환부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 변환된 아날로그DC신호를 상기 기준신호와 비교한 결과를 기초로 컷오프신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 비교신호산출부는, 상기 히터의 온도를 감지하여, 상기 히터의 저항값에 비례하는 히터전압을 출력하는 전압출력센서; 및 상기 출력된 히터전압을 디지털값으로 변환하는 AD컨버터를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 변환된 히터전압을 기설정된 전압값과 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 비교신호산출부는, 상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 적분결과신호를 출력하는 적분기(integrator)이고, 상기 비교값은, 상기 제어신호의 듀티비에 대한 상기 출력된 적분결과신호의 듀티비인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 기설정된 범위는, 0.7 내지 1.3인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 스위치는, 상기 제어신호에 따라 온오프 동작(ON-OFF)을 하는 전계효과트랜지스터(FET)인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 장치는, 상기 배터리의 출력전압을 일정하게 유지시키는 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 방법은, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법으로서, 히터의 공급되는 배터리의 전력을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어신호생성단계; 상기 생성된 제어신호가 스위칭 동작을 수행하는 스위치에 송신되는 제어신호송신단계; 상기 스위칭 동작에 따른 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출하는 비교신호산출단계; 및상기 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는 컷오프신호생성단계를 포함한다.
상기 방법에 있어서, 상기 제어신호는 펄스폭변조(digital pulse width modulation) 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 제10항에 있어서, 상기 기준신호는 펄스폭변조신호이고, 상기 비교대상신호는 리버스(Reverse) 펄스폭변조신호이고, 상기 비교값은 상기 펄스폭변조신호 및 상기 리버스 펄스폭변조신호의 듀티비를 비교하여 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 비교신호산출단계는, 상기 스위칭 동작에 의한 신호를 RC필터에 통과시켜 삼각파(triangular wave)신호로 변환하는 삼각파변환단계; 및 상기 변환된 삼각파신호를 아날로그DC신호로 변환하는 DC변환단계;를 포함하고,상기 컷오프신호생성단계는, 상기 변환된 아날로그DC신호를 상기 기준신호와 비교한 결과를 기초로 컷오프신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 비교신호산출단계는, 상기 히터의 온도를 감지하여, 상기 히터의 저항값에 비례하는 히터전압을 출력하는 히터전압출력단계; 및 상기 출력된 히터전압을 디지털값으로 변환하는 AD변환단계를 포함하고, 상기 컷오프신호생성단계는, 상기 변환된 히터전압을 기설정된 전압값과 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 비교신호산출단계는, 상기 스위칭 동작에 따른 신호를 수신하여 적분결과신호를 출력하고, 상기 비교값은, 상기 제어신호의 듀티비에 대한 상기 출력된 적분결과신호의 듀티비인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 기설정된 범위는, 0.7 내지 1.3인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 스위치는, 상기 제어신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작을 하는 전계효과트랜지스터(FET)인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방법은, 상기 배터리의 출력전압을 일정하게 유지시키는 전압유지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 상기 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시 예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시 예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징을 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 에어로졸 생성장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는 배터리(120), 제어부(110) 및 히터(130)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성장치(10)는 증기화기(180)를 더 포함한다. 또한, 에어로졸 생성장치(10)의 내부 공간에는 궐련(200)이 삽입될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 에어로졸 생성장치(10)에는 본 실시 예와 관련된 구성요소들이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성장치(10)에 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 에어로졸 생성장치(10)에 히터(130)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(130)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(120), 제어부(110) 및 히터(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 배터리(120), 제어부(110), 증기화기(180) 및 히터(130)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 3에는 증기화기(180) 및 히터(130)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성장치(10)의 내부 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성장치(10)의 설계에 따라, 배터리(120), 제어부(110), 히터(130) 및 증기화기(180)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(200)이 에어로졸 생성장치(10)에 삽입되면, 에어로졸 생성장치(10)는 히터(130) 및/또는 증기화기(180)를 작동시켜, 궐련(200) 및/또는 증기화기(180)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 히터(130) 및/또는 증기화기(180)에 의하여 발생된 에어로졸은 궐련(200)을 통과하여 사용자에게 전달된다.
필요에 따라, 궐련(200)이 에어로졸 생성장치(10)에 삽입되지 않은 경우에도 에어로졸 생성장치(10)는 히터(130)를 가열할 수 있다.
배터리(120)는 에어로졸 생성장치(10)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(120)는 히터(130) 또는 증기화기(180)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(110)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(120)는 에어로졸 생성장치(10)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(110)는 에어로졸 생성장치(10)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(110)는 배터리(120), 히터(130) 및 증기화기(180)뿐 만 아니라 에어로졸 생성장치(10)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(110)는 에어로졸 생성장치(10)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성장치(10)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(110)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(130)는 배터리(120)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성장치(10)에 삽입되면, 히터(130)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(130)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(130)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(130)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(130)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(130)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성장치(10)에 기설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(130)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(130)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 히터(130)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(200)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성장치(10)에는 히터(130)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(130)들은 궐련(200)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(200)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(130)들 중 일부는 궐련(200)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(200)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(130)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(180)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(200)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(180)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성장치(10)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(180)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(180)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성장치(10)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(180)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(180)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(180)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성장치(10)는 배터리(120), 제어부(110), 히터(130) 및 증기화기(180) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성장치(10)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성장치(10)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성장치(10)는 궐련(200)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성장치(10)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성장치(10)의 배터리(120)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성장치(10)가 결합된 상태에서 히터(130)가 가열될 수도 있다.
궐련(200)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(200)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(200)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성장치(10)의 내부에는 제 1 부분의 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성장치(10)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분의 전체 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성장치(10)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성장치(10)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(200)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(200)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 궐련(200)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 4는 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 궐련(200)은 담배 로드(210) 및 필터 로드(220)를 포함한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 제 1 부분(210)은 담배 로드(210)를 포함하고, 제 2 부분(220)은 필터 로드(220)를 포함한다.
도 4에는 필터 로드(220)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(220)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(220)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(220)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(200)은 적어도 하나의 래퍼(240)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(240)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(200)은 하나의 래퍼(240)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(200)은 2 이상의 래퍼(240)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(210)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(220)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(210) 및 필터 로드(220)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(200) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(210) 또는 필터 로드(220) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(200) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(210)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(210)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(210)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(210)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(210)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(210)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(210)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(210)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(210)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(210)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(210)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(220)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(220)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(220)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(220)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(220)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(220)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(220)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(220)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(220)에는 적어도 하나의 캡슐(230)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(230)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(230)은 향료를 포함하는 액체를 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(230)은 구형 또는 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(220)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
한편, 도 4에는 도시되지 않았으나, 일 실시 예에 따른 궐련(200)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(210)에 있어서, 필터 로드(220)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(210)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(210)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 내지 도 3의 10)로 흘러들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치의 일 예의 블록도를 도식적으로 타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치(10)는 제어부(110), 배터리(120), 히터(130), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 모터(160), 저장장치(170), 스위치(185) 및 비교신호산출부(190)를 포함하는 것을 알 수 있다. 설명의 편의를 위해서, 에어로졸 생성장치(10)에 포함되어 있는 각 구성의 일반적인 기능을 1차적으로 설명하고, 2차적으로 실시 예에 따른 제어부(110)의 동작을 상세하게 설명하기로 한다.
제어부(110)는 에어로졸 생성장치(10)에 포함되어 있는 배터리(120), 히터(130), 펄스폭변조처리부(140), 디스플레이부(150), 모터(160), 저장장치(170), 스위치(185), 비교신호산출부(190)들을 총괄적으로 제어한다. 도 5에 도시되어 있지는 않지만, 실시 예에 따라서, 제어부(110)는 사용자의 버튼입력이나 터치입력을 수신하는 입력수신부(미도시) 및 사용자단말과 같은 외부통신장치와 통신을 수행할 수 있는 통신부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 도 5에 도시되어 있지 않으나, 제어부(110)는 히터(130)에 대해 비례적분미분제어(PID)를 수행하기 위한 모듈을 추가로 더 포함할 수도 있다.
배터리(120)는 히터(130)에 전력을 공급하며, 히터(130)에 공급되는 전력의 크기는 제어부(110)가 생성한 제어신호에 의해 조절될 수 있다. 실시 예에 따라서, 제어부(110)와 배터리(120)의 사이에는 배터리의 전압을 일정하게 유지시키는 레귤레이터(regulator)가 포함될 수도 있다.
히터(130)는 전류를 인가하면 고유 저항에 의해 발열을 하고, 가열된 히터(130)에 에어로졸 생성기질이 접촉(결합)되면, 에어로졸이 생성될 수 있다.
펄스폭변조처리부(140)는 히터(130)에 PWM(pulse width modulation)신호를 전달하는 방식을 통해서, 제어부(110)가 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있도록 한다. 실시 예에 따라서, 펄스폭변조처리부(140)는 제어부(110)에 포함되는 방식으로 구현될 수도 있으며, 펄스폭변조처리부(140)에서 출력되는 PWM신호는 디지털 펄스폭변조신호(Digital PWM Signal)일 수 있다.
디스플레이부(150)는 에어로졸 생성장치(10)에서 발생되는 각종 알람메시지(alarm message)를 시각적으로 출력하여 에어로졸 생성장치(10)를 사용하는 사용자가 확인할 수 있게 한다. 사용자는 디스플레이부(150)에 출력되는 배터리 전력부족 메시지나 히터의 과열경고메시지 등을 확인하고 에어로졸 생성장치(10)의 동작이 멈추거나 에어로졸 생성장치(10)가 파손되기 전에 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
모터(160)는 제어부(110)에 의해 구동되어 에어로졸 생성장치(10)가 사용할 준비가 되었다는 사실을 사용자가 촉각을 통해 인지할 수 있도록 한다.
저장장치(170)는 제어부(110)가 히터(130)에 공급되는 전력을 적절하게 제어하여, 에어로졸 생성장치(10)를 사용하는 사용자에게 다양한 풍미를 제공하도록 하기 위한 각종 정보를 저장하고 있다. 저장장치(170)는 플래시 메모리(flash memory)처럼 비휘발성 메모리로 구성될 수 있을 뿐만 아니라, 더 빠른 데이터 입출력(I/O)속도를 확보하기 위해서 통전시에만 한시적으로 데이터를 저장하는 휘발성 메모리로 구성될 수도 있다.
스위치(185)는 제어부(110) 또는 펄스폭변조처리부(140)에서 생성된 제어신호(PWM신호)가 히터(130)에 전달되도록 스위칭(switching) 동작을 수행한다. 일 예로서, 스위치(185)가 온(ON) 동작일 때 히터(130)로 전력이 공급되며, 스위치(185)가 오프(OFF) 동작일 때 히터(130)로 공급되던 전력이 중단된다. 스위치(185)의 스위칭 동작은 단순히 히터를 단선시키거나 단선시키지 않는 온오프(ON-OFF)동작뿐만 아니라, 서로 다른 시점에서 적어도 세 가지 단자에 접촉하여 개회로 또는 폐회로를 구성하는 동작을 모두 포함할 수 있다. 도 5에는 도시되어 있지 않으나, 실시 예에 따라서, 스위치(185)는 제어부(110) 또는 펄스폭변조처리부(140)로부터 수신한 신호를 반전시키는 신호반전기(signal reverser)를 더 포함할 수 있다. 또한, 스위치(185)는 제어신호에 따라 온오프 동작을 하는 전계효과트랜지스터(FET: Field Effect Transistor)일 수 있다.
비교신호산출부(190)는 제어부(110) 또는 펄스폭변조처리부(140)로부터 생성된 제어신호가 스위치(185)에 도달하면, 스위치(185)의 스위칭 동작에 따른 신호를 수신하고, 비교대상신호를 산출하여 제어부(110)에 송신한다. 제어부(110)는 비교대상신호를 수신하고, 비교대상신호에 저장된 정보를 저장장치(170)에 시계열정보로서 저장할 수 있다. 실시 예에 따라, 비교신호산출부(190)는 제어부(110)에 포함되는 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(110), 펄스폭변조처리부(140) 및 비교신호산출부(190)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어부(110), 펄스폭변조처리부(140) 및 비교신호산출부(190)는 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
이하에서는, 에어로졸 생성장치(10)의 동작하는 과정을 실시 예별로 설명하기로 한다.
선택적 일 실시 예로서, 제어부(110)는 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 스위치(185)의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호를 생성할 수 있다.
먼저, 제어부(110)는 비교신호산출부(190)로부터 비교대상신호를 수신한다. 제어부(110)가 수신한 비교대상신호는 제어부(110) 또는 펄스폭변조처리부(140)로부터 송신된 제어신호에 대한 피드백 신호(feedback signal)로서 제어부(110)가 에어로졸 생성장치(10)에 포함된 각 구성을 제어하는 데에 필요한 정보를 포함한다.
여기서, 기준신호는 비교대상신호와 비교되기 위해서 제어부(110)에 미리 설정되거나 저장장치(170)에 미리 저장되어 있는 신호의 정보를 의미하고, 기준신호는 비교대상신호와 대응되는 시점에 대한 제어신호일 수도 있다. 예를 들어, 제어부(110)가 t1시점에 제어신호가 출력하고, t2시점에 비교대상신호가 산출되어 t3시점에 비교대상신호가 제어부(110)에 수신되면, 기준신호는 t1시점의 제어신호가 될 수 있다.
비교값은 제어부(110)가 비교대상신호와 기준신호를 비교하여 산출하는 특정한 값을 의미하고, 비교대상신호와 기준신호의 크기(amplitude)의 차이값, 주파수(frequency)의 차이값, 듀티비(duty ratio)의 차이값 등을 포함하는 다양한 값이 될 수 있다. 기설정된 범위는 제어부(110) 또는 저장장치(170)에 미리 저장되는 정보로서 실험적으로 결정되는 값으로 정의된다.
본 선택적 실시 예에서, 제어부(110)는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 스위치(185)의 컷오프신호(cut-off signal)을 생성하여 스위치(185)의 스위칭동작을 중단시키도록 제어한다. 여기서, 컷오프신호는 스위치(185)를 오프(OFF)시켜서 배터리(120)에서 히터(130)로 인가되는 전력이 컷오프되도록 하는 신호를 의미한다.
다른 선택적 일 실시 예로서, 비교대상신호는 리버스(reverse) 펄스폭변조신호일 수도 있다. 본 선택적 일 실시 예에 따르면, 제어부(110)는 제어신호인 펄스폭변조신호 및 비교대상신호인 리버스 펄스폭변조신호의 듀티비를 비교하여 비교값을 산출하고, 그 비교값이 기설정된 범위를 초과하면 컷오프신호를 생성할 수 있다. 리버스 펄스폭변조신호에 대한 추가적인 설명은 도 7 및 도 8에서 후술하기로 한다.
도 6은 비교신호산출부의 일 예를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 비교신호산출부(190)는 RC필터부(191), DC변환부(193), 전압출력센서(195), AD컨버터(197) 및 적분처리부(199)를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있으며, 실시 예에 따라서 비교신호산출부(190)에서 RC필터부(191), DC변환부(193), 전압출력센서(195), AD컨버터(197) 및 적분처리부(199) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
RC필터부(191)는 저항(resistance) 및 커패시터(capacitor)로 구성된 RC회로를 포함하며, 스위치(185)의 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여, 삼각파(triangular wave)로 변환한다. 이때, 스위치(185)의 스위칭 동작에 의한 신호는 디지털 펄스폭변조(PWM)신호일 수 있다. 또한, RC필터부(191)에 포함되는 저항 및 커패시터의 배치는 미리 정해진 배치로서 적어도 두 개 이상의 커패시터로 구성될 수 있다. 일 예로서, RC필터부(191)는 한쪽 극이 접지(ground)되어 있는 두 개의 커패시터 사이에 한 개의 저항이 직렬연결되어 있는 CRC필터를 포함할 수 있다.
DC변환부(193)는 RC필터부(191)에 의해 변환된 삼각파신호를 아날로그 직류(DC)신호로 변환한다. DC변환부(193)에 의해 변환된 아날로그 직류신호는 비교대상신호로서 제어부(110)에 송신되고, 제어부(110)는 변환된 아날로그 DC신호를 기준신호와 비교하여 비교값을 산출하고, 비교값이 기설정된 범위를 초과하면 컷오프신호를 생성할 수 있다.
전압출력센서(195)는 히터의 온도를 감지하여 히터의 저항값에 비례하는 히터전압을 출력한다. 전압출력센서(195)는 먼저 히터의 온도를 감지하여 히터의 저항값을 파악한다.
Figure PCTKR2018009153-appb-M000001
수학식 1은 전압출력센서(195)가 히터의 온도를 감지하여 히터의 저항값을 파악하는 데에 사용하는 수학식의 일 예이다. 수학식 1에서 R(T)는 온도 T에서의 히터의 저항, R0은 초기히터저항, T는 히터의 현재온도, T0는 히터의 초기온도, a는 히터의 온도계수를 의미한다. 전압출력센서(195)는 히터의 온도를 감지하여 히터의 저항값이 파악되면, 해당 저항값에 비례하는 크기의 전압을 출력한다.
AD컨버터(197)는 전압출력센서(195)가 출력한 히터의 아날로그 전압을 디지털값으로 변환한다. 제어부(110)는 AD컨버터(197)가 출력한 히터의 디지털전압을 기설정된 전압값과 비교하여 비교값을 산출하고, 비교값이 기설정된 범위를 초과하면 스위치(185)의 스위칭동작을 중단시키는 컷오프신호를 생성한다. 이때, AD컨버터(197)로부터 출력되는 히터의 디지털전압은 비교대상신호가 되고, 기설정된 전압값은 기준신호가 된다.
적분처리부(199)는 전압신호를 입력으로 수신하여 전압신호의 적분결과신호를 출력한다. 여기서, 적분처리부(199)가 수신하는 신호는 스위치(185)의 스위칭 동작에 따른 신호가 될 수 있고, 적분처리부(199)가 수신하는 전압신호가 도 7과 같은 PWM신호이면, 적분결과신호는 PWM신호에 대응되는 삼각파(triangular wave)형태를 갖는 전압신호가 된다. 제어부(110)는 제어신호의 듀비티에 대한 적분결과신호의 듀티비를 비교값으로 산출하고, 비교값이 기설정된 범위를 초과하면 컷오프신호를 생성할 수 있다.
도 7은 제어부가 생성하는 제어신호의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제어신호는 펄스폭변조 신호(PWM signal)로서, 일정한 듀티비를 갖는 것을 알 수 있다.
Figure PCTKR2018009153-appb-M000002
수학식 2는 배터리(120)의 실효전압 Veff를 정의하는 수학식이다. 수학식 1에서 VB는 배터리 전압, T1, T2는 각각 시간축에서 서로 다른 특정시점을 의미한다. 수학식 2에서 확인되는 바와 같이, 특정한 시점의 시간간격 T2에서 T1사이의 실효전압 Veff는 배터리 전압 VB가 떨어지더라도 듀티비 D를 조정해서 일정하게 유지할 수 있다.
Figure PCTKR2018009153-appb-M000003
수학식 3은 제어신호의 듀티비를 정의하는 수학식이다. 듀티비(Duty Ratio)는 특정한 소자나 모듈에 전류가 주기적인 펄스형태로 공급될 때, 해당 소자에 전류가 흐른 시간과 전류가 흐르지 않은 시간의 합에 대한 전류가 흐른 시간의 비율을 의미한다. 실시 예에 따라서, 듀티비는 전류뿐만 아니라 전압에 대해서도 정의될 수 있다. 수학식 3에서 T1(710)은 히터에 대한 제어신호가 히터에 전달되는 시점, T2(730)는 제어신호의 한 주기가 종료되는 시점, T3(750)는 펄스형태의 제어신호에서 전류(전압)가 히터에 공급되다가 끊기는 시점을 의미한다. 제어신호는 제어부(110)에 의해 산출된 듀티비에 따라 소정의 전압 VB를 소정의 시간(T2-T1)동안 유지시키도록 생성된다.
도 8은 비교대상신호의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8의 비교대상신호는 도 7에서 설명한 펄스폭변조신호가 스위치(185) 또는 비교신호산출부(190)를 거치면서 반전(reverse)된 신호를 의미한다. 반전된 신호에 대해서도 수학식 3에 따른 듀티비는 적용될 수 있으며, 제어신호의 듀티비가 50%이고, 비교대상신호가 제어신호에 의해 피드백됨으로써 제어부(110)에 송신된 신호라면, 비교대상신호의 듀티비와 제어신호의 듀티비는 동일하다. 제어부(110)는 제어신호와 비교대상신호의 듀티비의 차이를 비교값으로서 산출하고, 산출된 비교값이 기설정된 범위을 초과하면 컷오프신호를 생성하게 된다.
일 예로서, 제어부(110)가 산출하는 비교값은 제어신호의 듀티비에 대한 비교대상신호의 듀티비일 수 있다.
Figure PCTKR2018009153-appb-M000004
수학식 4는 제어부(110)가 비교값을 산출하기 위해 사용하는 수학식의 일 예를 나타낸다. 수학식 4에서 C는 비교값, D1은 제어신호의 듀티비, D2는 비교대상신호의 듀티비를 의미한다. 수학식 4는 제어부(110)가 비교값을 산출하는 데에 있어서 이용할 수 있는 수학식의 일 예이므로, 실시 예에 따라서, 제어부(110)는 수학식 4와 다른 수학식을 기초로 하여 비교값을 산출하고, 그 산출된 비교값을 기초로 컷오프신호의 생성여부를 결정할 수도 있다.
제어부(110)는 비교값을 산출한 후, 비교값이 기설정된 범위를 초과하는지 판단하며, 기설정된 범위는 0.7 내지 1.3일 수 있다. 바람직한 일 실시 예로서, 제어부(110)는 비교값이 0.8 내지 1.2를 초과하는지 파악하여 컷오프신호를 생성할지 여부를 결정할 수도 있다.
특히, 도 6의 비교신호산출부(190)가 적분처리부(199)를 포함하는 실시 예에 따르면, 적분처리부(199)에 기설정된 범위가 미리 적용되어, 적분결과신호는 제어신호에 대해서 기설정된 범위만큼 오차를 갖는 신호이며, 제어부(110)는 적분결과신호를 수신하여, 제어신호에 대해서 기설정된 범위만큼 오차를 갖는지 여부를 판단하여, 컷오프신호를 생성할 지 여부를 결정할 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 비교신호산출부(190)가 적분처리부(199)를 포함하는 적분기(integrator)일 경우, 에어로졸 생성장치(10)의 히터(130)의 단선을 정확하게 감지할 수 있게 된다. 예를 들어, 사용자가 에어로졸을 흡입하기 위해서 에어로졸 생성장치(10)의 히터가열버튼에 입력을 가했음에도 불구하고, 히터의 온도가 달라지지 않는다면, 히터가 단선되었거나 히터의 온도센서가 고장났을 수 있다. 이때, 제어부(110)는 제어신호를 적분기에 송신한 결과로서 적분결과신호를 수신하고, 수학식 4에 따라 제어신호 및 적분결과신호의 듀티비에 따른 비교값을 산출한 후 기설정된 범위를 초과하는지 여부를 파악하여, 기설정된 범위를 초과하지 않으면 히터가 단선되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 제어부(110)는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면 히터가 단선된 것으로 판단하고 컷오프신호를 송신하여 스위치(185)의 불필요한 스위칭 동작을 방지하고 배터리(120)의 낭비를 최소화할 수 있다.
도 9는 본 발명에 일 실시 예에 따른 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법의 일 예의 흐름도를 도시한다.
도 9에 따른 방법은 도 5에 따른 에어로졸 생성장치(10)에 의해 구현될 수 있으므로, 도 5를 참조하여 설명하기로 하며, 도 5에서 이미 설명한 내용은 이하에서는 생략하기로 한다.
제어부(110)는 배터리의 전력을 제어하기 위한 제어신호를 생성한다(S910).
제어부(110)는 단계 S910에서 생성한 제어신호를 스위치에 송신한다(S920).
비교신호산출부(190)는 스위치(185)의 스위칭 동작에 따른 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출한다(S930). 여기서, 스위칭 동작에 따른 신호는 스위치(185)의 온오프 동작에 따라서 제어신호가 히터에 전력을 공급하기 위한 신호(도 7의 T1(710) 내지 T3(750)의 값을 의미함) 또는 PWM신호 특성에 따른 0의 전압을 가리키는 신호(도 7의 T3(750) 내지 T2(730)의 값을 의미함)로 구분될 때, 후자를 의미하고, 스위치(185)는 신호반전기를 통해 도 8과 같은 신호를 산출하여 비교신호산출부(190)에 전달하게 된다.
제어부(110)는 비교대상신호와 기준신호를 비교하여 비교값을 산출한다(S940).
제어부(110)는 단계 S940에서 산출한 비교값이 기설정된 범위를 초과하는지 여부를 파악한다(S950).
제어부(110)는 단계 S950에서 비교값이 기설정된 범위를 초과하는 것으로 파악되면, 스위치(185)의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호를 생성하여 스위치(185)에 송신할 수 있다(S960). 실시 예에 따라서, 단계 S960에서 스위치(185)는 FET일 수 있다.
본 발명에 따르면, 히터를 필수적으로 수반하는 가열식 에어로졸 생성장치에서 출력되는 제어신호를 피드백 기능을 이용하여 디지털 방식으로 가공처리함으로써, 순간적으로 높은 전압이 입력되는 순간을 정확히 파악할 수 있게 되어, 에어로졸 생성장치를 구성하는 각종 부품을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 에어로졸 생성장치는 적분기회로를 내장한 채로 피드백 제어방식을 통해서 각종 신호를 제어함으로써, 히터가 단선되었거나 혹은 히터에 구비되는 온도센서가 고장되었는지 여부를 정확히 파악할 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 배터리로 히터에 전력을 공급하는 연산장치를 포함하는 전자담배 디바이스를 제작하는 데에 이용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 에어로졸 생성장치에 있어서,
    에어로졸 생성기질을 가열하여 에어로졸을 생성시키는 히터;
    상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어부;
    상기 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하여 상기 히터에 전력을 공급하는 스위치; 및
    상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출하는 비교신호산출부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어신호는 펄스폭변조(pulse width modulation) 신호인 것을 특징으로 하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준신호는 펄스폭변조신호이고,
    상기 비교대상신호는 리버스(Reverse) 펄스폭변조신호이고,
    상기 비교값은 상기 디지털 펄스폭변조신호 및 상기 리버스 디지털 펄스폭변조신호의 듀티비를 비교하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비교신호산출부는,
    상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 삼각파(triangular wave)신호로 변환하는 RC필터부; 및
    상기 변환된 삼각파신호를 아날로그DC신호로 변환하는 DC변환부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 변환된 아날로그DC신호를 상기 기준신호와 비교한 결과를 기초로 컷오프신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  5. 제1항에 있어서
    상기 비교신호산출부는,
    상기 히터의 온도를 감지하여, 상기 히터의 저항값에 비례하는 히터전압을 출력하는 전압출력센서; 및
    상기 출력된 히터전압을 디지털값으로 변환하는 AD컨버터를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 변환된 히터전압을 기설정된 전압값과 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비교신호산출부는,
    상기 스위칭 동작에 의한 신호를 수신하여 적분결과신호를 출력하는 적분기(integrator)이고,
    상기 비교값은,
    상기 제어신호의 듀티비에 대한 상기 출력된 적분결과신호의 듀티비인 것을 특징으로 하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기설정된 범위는,
    0.7 내지 1.3인 것을 특징으로 하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 제어신호에 따라 온오프 동작(ON-OFF)을 하는 전계효과트랜지스터(FET)인 것을 특징으로 하는, 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성장치는,
    상기 배터리의 출력전압을 일정하게 유지시키는 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피드백 제어기능을 갖는 에어로졸 생성장치.
  10. 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법으로서,
    히터의 공급되는 배터리의 전력을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어신호생성단계;
    상기 생성된 제어신호가 스위칭 동작을 수행하는 스위치에 송신되는 제어신호송신단계;
    상기 스위칭 동작에 따른 신호를 수신하여 비교대상신호를 산출하는 비교신호산출단계; 및
    상기 비교대상신호를 기준신호와 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는 컷오프신호생성단계를 포함하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어신호는 펄스폭변조(pulse width modulation) 신호인 것을 특징으로 하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기준신호는 펄스폭변조신호이고,
    상기 비교대상신호는 리버스(Reverse) 펄스폭변조신호이고,
    상기 비교값은 상기 디지털 펄스폭변조신호 및 상기 리버스 디지털 펄스폭변조신호의 듀티비를 비교하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 비교신호산출단계는,
    상기 스위칭 동작에 의한 신호를 RC필터에 통과시켜 삼각파(triangular wave)신호로 변환하는 삼각파변환단계; 및
    상기 변환된 삼각파신호를 아날로그DC신호로 변환하는 DC변환단계;를 포함하고,
    상기 컷오프신호생성단계는,
    상기 변환된 아날로그DC신호를 상기 기준신호와 비교한 결과를 기초로 컷오프신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  14. 제10항에 있어서
    상기 비교신호산출단계는,
    상기 히터의 온도를 감지하여, 상기 히터의 저항값에 비례하는 히터전압을 출력하는 히터전압출력단계; 및
    상기 출력된 히터전압을 디지털값으로 변환하는 AD변환단계를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 변환된 히터전압을 기설정된 전압값과 비교하여 산출되는 비교값이 기설정된 범위를 초과하면, 상기 스위치의 스위칭 동작을 중단시키는 컷오프신호(cut-off signal)를 생성하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 비교신호산출단계는,
    상기 스위칭 동작에 따른 신호를 수신하여 적분결과신호를 출력하고,
    상기 비교값은,
    상기 제어신호의 듀티비에 대한 상기 출력된 적분결과신호의 듀티비인 것을 특징으로 하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기설정된 범위는,
    0.7 내지 1.3인 것을 특징으로 하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 제어신호에 따라 온오프(ON-OFF) 동작을 하는 전계효과트랜지스터(FET)인 것을 특징으로 하는, 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 배터리의 출력전압을 일정하게 유지시키는 전압유지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 생성장치의 피드백 제어기능을 구현하는 방법.
  19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
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