WO2023047549A1 - エアロゾル生成装置の電源ユニット - Google Patents

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WO2023047549A1
WO2023047549A1 PCT/JP2021/035179 JP2021035179W WO2023047549A1 WO 2023047549 A1 WO2023047549 A1 WO 2023047549A1 JP 2021035179 W JP2021035179 W JP 2021035179W WO 2023047549 A1 WO2023047549 A1 WO 2023047549A1
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WO
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power supply
power
switching element
fet
supply unit
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PCT/JP2021/035179
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English (en)
French (fr)
Inventor
卓央 荒舘
剛志 赤尾
Original Assignee
日本たばこ産業株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50Control or monitoring
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/90Arrangements or methods specially adapted for charging batteries thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power supply unit for an aerosol generator.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which a converter (buck-boost DC-DC converter) that receives a first voltage from a power supply and supplies a second voltage to a heating element is provided in the circuit of a vaporizer device. disclosed.
  • a converter buck-boost DC-DC converter
  • the power supply unit of the aerosol generator is equipped with various elements (electronic parts) in order to be able to supply the power of the external power supply to the power supply, or to be able to supply the power of the power supply to the heating unit.
  • Each element can generate heat when a current flows through it, but if the temperature of the element rises, it may lead to deterioration or breakage of electronic components provided in the power supply unit, or the operation of the power supply unit may become unstable. Therefore, it has been desired to suppress heat generation in the power supply unit of the aerosol generator, but there is room for improvement in this respect in the conventional technology.
  • the present invention provides a power supply unit for an aerosol generator capable of suppressing heat generation.
  • the present invention a power supply; a heating unit connector to which a heating unit that consumes the power supplied from the power source and heats the aerosol source is connected; an external power connector connectable to an external power supply; a first switching element; a second switching element connected in parallel to the first switching element; with The first switching element and the second switching element connected in parallel connect the power supply and the external power supply connector or the heating unit connector, This is the power supply unit for the aerosol generator.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an aerosol inhaler 1;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an aerosol inhaler 1;
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a power supply unit 10 of the aerosol inhaler 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a charging power system and a first MCU power system in the power supply unit 10;
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a heater power supply system and a second MCU power supply system in the power supply unit 10;
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the circuit configuration of the power supply unit 10 of the aerosol inhaler 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a power supply unit 10 of a first modified example
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the circuit configuration of the power supply unit 10 of the first modified example
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a power supply unit 10 of a second modified example
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the circuit configuration of the power supply unit 10 of the second modified example
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a configuration of a second aerosol inhaler
  • the power supply unit of the aerosol generator which is one embodiment of the present invention, will be described below.
  • an aerosol inhaler as an example of an aerosol generating device equipped with the power supply unit of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 to 3 the same code
  • the aerosol inhaler 1 is a device for generating flavored aerosol without combustion and inhaling the generated aerosol.
  • the aerosol inhaler 1 preferably has a size that fits in the hand and has a substantially rectangular parallelepiped shape. Note that the aerosol inhaler 1 may have an oval shape, an elliptical shape, or the like.
  • the substantially rectangular parallelepiped aerosol inhaler 1 among the three orthogonal directions, the vertical direction, the front-rear direction, and the left-right direction are referred to in descending order of length.
  • front, rear, left, right, upper, and lower are defined as shown in FIGS. is denoted as R, upward as U, and downward as D.
  • the aerosol inhaler 1 includes a power supply unit 10, a first cartridge 20, and a second cartridge 30.
  • the first cartridge 20 and the second cartridge 30 are detachable from the power supply unit 10 .
  • the first cartridge 20 and the second cartridge 30 are each replaceable.
  • the power supply unit 10 includes a power supply 12, an internal holder 13, a circuit board 60, an intake sensor 15, and the like inside a substantially rectangular parallelepiped power supply unit case 11 (hereinafter also referred to as the inside of the case). Various sensors etc. are accommodated.
  • the power supply 12, the circuit board 60, and the like are accommodated together in the power supply unit case 11 to configure the power supply unit 10, the user can easily carry the power supply unit 10, and user convenience can be improved.
  • the power supply unit case 11 is composed of a first case 11A and a second case 11B that are detachable in the left-right direction (thickness direction). , a front surface, a rear surface, a left surface, a right surface, and a bottom surface of the power supply unit 10 are formed. The upper surface of power supply unit 10 is formed by display 16 .
  • a mouthpiece 17 is provided in front of the display 16 on the upper surface of the power supply unit 10 .
  • the mouthpiece 17 protrudes further upward than the display 16 at the mouthpiece 17a.
  • an inclined surface that slopes downward toward the rear is provided between the upper surface and the rear surface of the power supply unit 10.
  • An operation unit 18 that can be operated by a user is provided on the inclined surface.
  • the operation unit 18 is configured by a button type switch, a touch panel, or the like.
  • the user can activate the power supply unit 10 (for example, an MCU 50 described later) by operating the operation unit 18 .
  • a charging terminal 43 that can be electrically connected to an external power supply (not shown) is provided on the bottom surface of the power supply unit 10 .
  • the charging terminal 43 is, for example, a receptacle into which a plug (not shown) provided at the end of a cable connected to an external power source can be inserted.
  • a receptacle into which various USB terminals (plugs) or the like can be inserted can be used as the charging terminal 43.
  • the charging terminal 43 is a USB Type-C receptacle. This makes it easy to charge the power supply unit 10 (that is, the aerosol inhaler 1) at various locations, thereby improving convenience for the user.
  • the charging terminal 43 may include, for example, a power receiving coil and be configured to be capable of contactlessly receiving power transmitted from an external power supply.
  • the method of power transmission in this case may be an electromagnetic induction type, a magnetic resonance type, or a combination of the electromagnetic induction type and the magnetic resonance type.
  • the charging terminal 43 may be connectable to at least one of various USB terminals and Lightning terminals, and may have the power receiving coil described above.
  • the internal holder 13 includes a rear wall 13r extending along the rear surface of the power supply unit 10, a central wall 13c provided in the center in the front-rear direction inside the case and extending parallel to the rear wall 13r, and a rear wall extending along the display 16.
  • a partition wall 13d that divides the space and the right side space, and a cartridge holding portion 13a that is connected to the central wall 13c and positioned in front of the central wall 13c and above the lower surface of the power supply unit 10 is provided.
  • a power supply 12 is arranged in the left space of the inner holder 13 .
  • the power source 12 is a rechargeable secondary battery, an electric double layer capacitor, or the like, preferably a lithium ion secondary battery.
  • the electrolyte of the power source 12 may be composed of one or a combination of gel electrolytes, electrolytic solutions, solid electrolytes, ionic liquids.
  • An L-shaped circuit board 60 is arranged in the space formed by the right space of the inner holder 13 and the lower space formed between the cartridge holding portion 13a and the lower surface of the power supply unit 10.
  • the circuit board 60 is configured by laminating a plurality of layers (for example, four layers) of substrates.
  • Various electronic components for realizing various functions of the power supply unit 10 such as an MCU 50 to be described later are mounted on the circuit board 60 .
  • the MCU (Micro Controller Unit) 50 is connected to various sensor devices including an intake sensor 15 that detects the user's puff (intake) action on the aerosol inhaler 1, an operation unit 18, a notification unit 45, etc., and controls the aerosol inhaler 1 ( It is a control device (controller) that controls the entire power supply unit 10).
  • the MCU 50 is mainly composed of a processor, and further includes storage media such as RAM (Random Access Memory) necessary for the operation of the processor and ROM (Read Only Memory) for storing various information.
  • a processor in this specification is, for example, an electric circuit in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
  • a cylindrical cartridge holder 14 for holding the first cartridge 20 is arranged in the cartridge holding portion 13a.
  • a through hole 13b for receiving a discharge terminal 41 (see FIG. 3) protruding from the circuit board 60 toward the first cartridge 20 is provided at the lower end of the cartridge holding portion 13a.
  • the discharge terminal 41 is a connector to which the heater 21 provided in the first cartridge 20 is electrically connected. Further, the discharge terminal 41 is composed of, for example, a pin or the like with a spring built therein, so that the user can easily remove the connected heater 21 as necessary.
  • the through hole 13b is larger than the discharge terminal 41, and is configured such that air flows into the first cartridge 20 through a gap formed between the through hole 13b and the discharge terminal 41.
  • An intake sensor 15 for detecting a puff operation is provided on the outer peripheral surface 14 a of the cartridge holder 14 at a position facing the circuit board 60 .
  • the intake sensor 15 can be composed of, for example, a condenser microphone, a pressure sensor, or the like.
  • the cartridge holder 14 is provided with a hole 14b that is elongated in the vertical direction so that the remaining amount of the aerosol source 22 stored inside the first cartridge 20 can be visually observed. The user can visually check the remaining amount of the aerosol source 22 stored inside the first cartridge 20 through the hole 14b of the first cartridge 20 from the remaining amount confirmation window 11w.
  • a mouthpiece 17 is detachably fixed to the upper end of the cartridge holder 14 .
  • a second cartridge 30 is detachably fixed to the mouthpiece 17 .
  • the mouthpiece 17 includes a cartridge accommodating portion 17b that accommodates a portion of the second cartridge 30, and a communication passage 17c that communicates the first cartridge 20 and the cartridge accommodating portion 17b.
  • the power supply unit case 11 is provided with an air intake port 11i for taking in outside air.
  • the air intake port 11i is provided, for example, in the remaining amount confirmation window 11w.
  • the first cartridge 20 includes a cylindrical cartridge case 27 , a reservoir 23 for storing an aerosol source 22 , a heater 21 for heating the aerosol source 22 , and an aerosol from the reservoir 23 to the heater 21 .
  • a wick 24 that draws in the source 22, and an aerosol flow path in which the aerosol source 22 that has been atomized and/or vaporized (hereinafter simply referred to as atomization) by being heated by the heater 21 flows toward the second cartridge 30 while being aerosolized. 25;
  • the reservoir 23 is partitioned so as to surround the aerosol flow path 25 and stores the aerosol source 22 .
  • the reservoir 23 may contain a porous material such as a resin web or cotton, and the porous material may be impregnated with the aerosol source 22 .
  • the reservoir 23 may store only the aerosol source 22 without accommodating the resin web or the cotton-like porous body.
  • Aerosol source 22 includes liquids such as glycerin, propylene glycol, or water.
  • the wick 24 is a liquid holding member that draws the aerosol source 22 from the reservoir 23 into the heater 21 using capillary action.
  • the wick 24 is made of glass fiber, porous ceramic, or the like, for example.
  • the heater 21 heats the aerosol source 22 by consuming the power supplied from the power source 12 through the discharge terminal 41 and atomizes the aerosol source 22 .
  • the heater 21 can be configured by, for example, a heating wire (coil) wound at a predetermined pitch.
  • a heating resistor, a ceramic heater, an induction heater, or the like can be used as the heater 21, a heating resistor, a ceramic heater, an induction heater, or the like can be used.
  • the aerosol flow path 25 is provided downstream of the heater 21 and on the centerline of the first cartridge 20 .
  • the second cartridge 30 stores the flavor source 31 .
  • the second cartridge 30 is detachably housed in a cartridge housing portion 17b provided in the mouthpiece 17. As shown in FIG.
  • the second cartridge 30 passes the aerosol generated by atomizing the aerosol source 22 by the heater 21 through the flavor source 31 to add flavor to the aerosol.
  • the raw material pieces constituting the flavor source 31 shredded tobacco or a molded body obtained by molding tobacco raw materials into granules can be used.
  • the flavor source 31 may be composed of plants other than tobacco (for example, mint, Chinese medicine, herbs, etc.).
  • the flavor source 31 may be provided with a flavor such as menthol.
  • the aerosol inhaler 1 can generate (that is, generate) flavored aerosol by means of the aerosol source 22 , the flavor source 31 and the heater 21 . That is, the aerosol source 22 and the flavor source 31 constitute an aerosol generation source that generates flavored aerosol.
  • the configuration of the aerosol generation source used in the aerosol inhaler 1 includes a configuration in which the aerosol source 22 and the flavor source 31 are separated, and a configuration in which the aerosol source 22 and the flavor source 31 are integrally formed. , a configuration in which the flavor source 31 is omitted and a substance that can be contained in the flavor source 31 is added to the aerosol source 22, or a configuration in which a drug or the like is added to the aerosol source 22 instead of the flavor source 31.
  • the aerosol inhaler 1 configured as described above, as indicated by an arrow A in FIG. passes near the heater 21 of the first cartridge 20 through the gap formed between .
  • Heater 21 atomizes an aerosol source 22 drawn from reservoir 23 by wick 24 .
  • the atomized aerosol flows through the aerosol flow path 25 together with the air that has flowed in from the inlet, and is supplied to the second cartridge 30 via the communication path 17c.
  • the aerosol supplied to the second cartridge 30 is flavored by passing through the flavor source 31 and supplied to the mouthpiece 32 .
  • the aerosol inhaler 1 is provided with a notification unit 45 that notifies various information.
  • the notification unit 45 may be configured by a light-emitting element (for example, an LED), may be configured by a vibrating element, or may be configured by a sound output element. Also, the notification unit 45 may be a combination of two or more elements among the light emitting element, the vibration element, and the sound output element.
  • the notification unit 45 may be provided in any of the power supply unit 10, the first cartridge 20, and the second cartridge 30, but is preferably provided in the power supply unit 10, which is not a consumable item.
  • the above aerosol inhaler 1 (also referred to as “first aerosol inhaler”) is a so-called low-temperature heating aerosol inhaler, but the present invention is a so-called high-temperature heating aerosol inhaler ("second aerosol (also referred to as an aspirator)).
  • second aerosol also referred to as an aspirator
  • An example of the configuration of the second aerosol inhaler will be described below.
  • an aerosol inhaler 1B which is an example of a second aerosol inhaler, includes a power supply unit 1211B, a sensor unit 1212B, a notification unit 1213B, a control unit 1216B, a heating unit 1221B, a holding unit 1240, and a heat insulating unit. 1244 included.
  • the power supply unit 1211B is substantially the same as the power supply 12 in the aerosol inhaler 1 (that is, the first aerosol inhaler).
  • the sensor section 1212B is substantially the same as various sensor devices including the intake sensor 15 in the aerosol inhaler 1 described above.
  • the notification part 1213B is substantially the same as the notification part 45 in the aerosol inhaler 1 described above.
  • the controller 1216B is substantially the same as the MCU 50 in the aerosol inhaler 1 described above.
  • the heating part 1221B is substantially the same as the heater 21 in the aerosol inhaler 1 described above.
  • the holding part 1240 has an internal space 1241 and holds the stick-shaped base material 1250 while accommodating a part of the stick-shaped base material 1250 in the internal space 1241 .
  • the holding part 1240 has an opening 1242 that communicates the internal space 1241 with the outside, and holds a stick-shaped base material 1250 inserted into the internal space 1241 through the opening 1242 .
  • the holding portion 1240 is a cylindrical body having an opening 1242 and a bottom portion 1243 as a bottom surface, and defines a columnar internal space 1241 .
  • the holding part 1240 also has a function of defining a flow path for air supplied to the stick-shaped substrate 1250 .
  • An air inlet hole which is an inlet of air to such a channel, is arranged at the bottom 1243, for example.
  • the air outflow hole which is the outlet of air from such a channel, is opening 1242 .
  • the stick-type base material 1250 includes a base material part 1251 and a mouthpiece part 1252 .
  • Substrate portion 1251 includes an aerosol source.
  • the aerosol source is not limited to liquid, and may be solid.
  • the heating part 1221B is configured in a film shape and arranged so as to cover the outer circumference of the holding part 1240. In the example shown in FIG. Then, when the heating part 1221B generates heat, the base material part 1251 of the stick-shaped base material 1250 is heated from the outer periphery, and an aerosol is generated.
  • the heat insulation part 1244 prevents heat transfer from the heating part 1221B to other components.
  • the heat insulating part 1244 is made of a vacuum heat insulating material, an airgel heat insulating material, or the like.
  • aerosol inhaler 1B which is the second aerosol inhaler, has been described above.
  • the configuration of the aerosol inhaler 1B is not limited to the above, and can take various configurations exemplified below.
  • the heating part 1221B may be configured in a blade shape and arranged to protrude from the bottom part 1243 of the holding part 1240 into the internal space 1241 .
  • the blade-shaped heating part 1221B is inserted into the base material part 1251 of the stick-shaped base material 1250 and heats the base material part 1251 of the stick-shaped base material 1250 from the inside.
  • heating portion 1221B may be arranged to cover bottom portion 1243 of holding portion 1240 .
  • the heating portion 1221B is a combination of two or more of the first heating portion covering the outer periphery of the holding portion 1240, the blade-like second heating portion, and the third heating portion covering the bottom portion 1243 of the holding portion 1240. may be configured as
  • the holding part 1240 may include an opening/closing mechanism such as a hinge that opens/closes a portion of the outer shell that forms the internal space 1241 .
  • an opening/closing mechanism such as a hinge that opens/closes a portion of the outer shell that forms the internal space 1241 .
  • the holding part 1240 may sandwich the stick-shaped base material 1250 inserted into the internal space 1241 .
  • the heating part 1221B may be provided at the holding part 1240 at the holding part 1240 and heat the stick-shaped base material 1250 while pressing it.
  • the aerosol inhaler 1B which is the second aerosol inhaler
  • the aerosol inhaler 1B itself also functions as a power supply unit.
  • circuit Configuration of Power Supply Unit Next, an example of the circuit configuration of the power supply unit 10 will be described with reference to FIG. In the following description, in order to simplify the explanation, in the circuit configuration of the power supply unit 10, the main part for charging the power supply 12 with the power of the external power supply supplied via the charging terminal 43, and the power of the power supply 12 to the heater 21, and illustrations and explanations of other parts are omitted as appropriate.
  • the power supply unit 10 includes, as main components, a power supply 12, a discharge terminal 41 as an example of a heating section connector to which a heater 21 as an example of a heating section is connected, and an external power supply.
  • a charging terminal 43 as an example of a possible external power supply connector, a FET (Field Effect Transistor) as an example of a switching element that is a semiconductor that performs switching, an MCU 50, and an LDO that generates power suitable for operating the MCU 50 and a regulator 62 .
  • FET Field Effect Transistor
  • the power supply unit 10 includes, as FETs, a first FET 101, a second FET 102, a third FET 103, a fourth FET 104, and a fifth FET 105 connected in parallel to the fourth FET 104.
  • the MCU 50 is configured to be able to control the operation (that is, ON/OFF) of each FET included in the power supply unit 10 .
  • each FET included in the power supply unit 10 is a MOSFET, and the MCU 50 controls the on/off of each FET by controlling the gate voltage applied to the gate terminal of each FET.
  • Each FET provided in the power supply unit 10 is not limited to a MOSFET, and may be, for example, an IGBT, a bipolar transistor, or the like.
  • the charging terminal 43 is connected to one end of the first FET 101 .
  • the other end of the first FET 101 is connected to one end of the discharge terminal 41, the input terminal of the LDO regulator 62, and one end of the second FET 102, respectively.
  • the other end of the discharge terminal 41 is connected to the heater 21 .
  • An output terminal of the LDO regulator 62 is connected to a power terminal of the MCU 50 .
  • a first capacitor 111 is connected between the first FET 101 and the second FET 102 .
  • one end (high potential side terminal) of the first capacitor 111 is connected to a connection point Cp1 provided between the other end of the first FET 101 and one end of the second FET 102 .
  • the connection point Cp1 is provided closer to the second FET 102 than the connection point Cp2 branching from the other end of the first FET 101 toward one end of the discharge terminal 41 (in other words, to which one end of the discharge terminal 41 is connected).
  • the other end (low potential side terminal) of the first capacitor 111 is connected to a wiring (hereinafter also referred to as a "ground line") that has the same potential as the reference potential (ground potential) in the power supply unit 10.
  • a wiring hereinafter also referred to as a "ground line” that has the same potential as the reference potential (ground potential) in the power supply unit 10.
  • the first capacitor 111 functions as a smoothing capacitor for smoothing power input from the first FET 101 side to the second FET 102 when the charging power supply system, which will be described later, operates.
  • the first capacitor 111 functions as a smoothing capacitor for smoothing the power output from the second FET 102 to the discharge terminal 41 side when the heater power supply system, which will be described later, operates.
  • the configuration of the power supply unit 10 can be simplified, and the size of the power supply unit 10 can be reduced and the manufacturing cost can be suppressed. Become.
  • the other end of the second FET 102 is connected via a reactor 121 to one end of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 which are connected in parallel.
  • the power input to the second FET 102 from the first FET 101 side that is, the charging terminal 43 side
  • the stepped-down power can be output to the fourth FET 104 and fifth FET 105 side (that is, the power supply 12 side).
  • a third FET 103 is connected between the other end of the second FET 102 and the reactor 121 .
  • one end of the third FET 103 is connected to a connection point Cp3 provided between the other end of the second FET 102 and the reactor 121 . That is, one end of the third FET 103 is connected via the reactor 121 to one ends of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 which are connected in parallel. Also, the other end of the third FET 103 is connected to the ground line.
  • the power input to the third FET 103 from the side of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 (that is, the side of the power supply 12) is boosted, and the boosted power is output to the side of the second FET 102 (that is, the side of the discharge terminal 41 and the heater 21). can do.
  • the reactor 121 is used for both stepping down by the second FET 102 and stepping up by the third FET 103 .
  • the configuration of the power supply unit 10 can be simplified, and the size of the power supply unit 10 can be reduced. It becomes possible to aim at restraint of manufacturing cost.
  • the other ends of the parallel-connected fourth FET 104 and fifth FET 105 are connected to the power supply 12 (strictly speaking, the + terminal of the power supply 12).
  • a second capacitor 112 is connected between the fourth FET 104 and the fifth FET 105 .
  • one end (high potential side terminal) of the second capacitor 112 is connected to a connection point Cp4 provided between one end of the fourth FET 104 and one end of the fifth FET 105 .
  • the other end (low potential side terminal) of the second capacitor 112 is connected to the ground line.
  • the second capacitor 112 functions as a smoothing capacitor for smoothing power input from the reactor 121 side to the fourth FET 104 and the fifth FET 105 when the charging power supply system, which will be described later, operates.
  • the second capacitor 112 functions as a smoothing capacitor for smoothing the power output from the fourth FET 104 and the fifth FET 105 to the reactor 121 side when the heater power supply system, which will be described later, operates.
  • the configuration of the power supply unit 10 can be simplified, and the size of the power supply unit 10 can be reduced and the manufacturing cost can be suppressed. Become.
  • each power supply system in the power supply unit As shown in FIG. 4, in the power supply unit 10, the charging terminal 43 is connected to the power supply 12 via the first FET 101, the second FET 102, and the like.
  • the first FET 101 and the second FET 102 constitute a charging power supply system for charging the power supply 12 with electric power from an external power supply supplied through the charging terminal 43 .
  • the parallel-connected fourth FET 104 and fifth FET 105 are also provided between the charging terminal 43 and the power supply 12 and function to connect them. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the parallel-connected fourth FET 104 and fifth FET 105 also constitute the charging power supply system. Details of the charging power supply system will be described later with reference to FIG. 5 and the like.
  • the discharge terminal 41 is connected to the power supply 12 via the third FET 103 and the like.
  • Such a third FET 103 constitutes a heater power supply system for supplying power from the power supply 12 to the heater 21 . Details of the heater power supply system will be described later with reference to FIG. 6 and the like.
  • the MCU 50 is connected to the charging terminal 43 via the first FET 101, the LDO regulator 62, and the like.
  • the first FET 101 and the LDO regulator 62 as described above constitute a first MCU power supply system for operating the MCU 50 using the power of the external power supply supplied via the charging terminal 43 . Details of the first MCU power supply system will be described later with reference to FIG. 5 and the like.
  • the MCU 50 is also connected to the power supply 12 via the second FET 102, the LDO regulator 62, and the like.
  • the second FET 102 and the LDO regulator 62 as described above constitute a second MCU power supply system for operating the MCU 50 using the power of the power supply 12 .
  • the second MCU power supply system For example, during operation of the power supply unit 10 when the charging terminal 43 is not connected to the external power supply, power is supplied to the MCU 50 by this second MCU power supply system. Details of the second MCU power supply system will be described later with reference to FIG. 6 and the like.
  • the charging power supply system for supplying power to the power supply 12 the heater power supply system for supplying power to the heater 21, and the MCU power supply system for supplying power to the MCU 50
  • first MCU A plurality of power supply systems such as a power supply system and a second MCU power supply system are provided.
  • the power supply 12 is supplied with power having a voltage value of approximately 3 to 4 [V]
  • the heater 21 is supplied with power having a voltage value of approximately 5 to 10 [V]
  • the MCU 50 is supplied with power having a voltage value of approximately 3 [V].
  • ] can be supplied.
  • [1st MCU power supply system] A specific example of each power supply system in the power supply unit 10 will be described below. First, the first MCU power supply system will be described with reference to FIG. For example, when the charging terminal 43 is connected to an external power supply, power is supplied to the MCU 50 by the first MCU power supply system, and the MCU 50 operates.
  • the arrow indicated by reference numeral 501 in FIG. 5 represents the power supply route by the first MCU power supply system. That is, the first FET 101 is turned on in response to the charging terminal 43 being connected to the external power supply, and power from the external power supply is supplied to the LDO regulator 62 via the first FET 101 .
  • the LDO regulator 62 generates power for operating the MCU 50 from the supplied power, and supplies the generated power to the MCU 50 . Thereby, the MCU 50 operates.
  • the power of the external power supply supplied to the power supply unit 10 via the charging terminal 43 is USB bus power having a voltage value of approximately 5 [V]
  • the LDO regulator 62 converts the supplied USB bus power to the MCU 50. generates power having a voltage value of about 3 [V] suitable for operating the
  • the MCU 50 sets the operation mode of the power supply unit 10 to the charging mode when the charging terminal 43 is connected to the external power supply.
  • the MCU 50 activates the charging power supply system to charge the power supply 12 with the power of the external power supply.
  • the arrow indicated by reference numeral 502 in FIG. 5 represents the power supply route by the charging power supply system. That is, when the first FET 101 is turned on in response to the charging terminal 43 being connected to the external power supply, the power of the external power supply is also supplied to the second FET 102 via the first FET 101 . The MCU 50 then controls switching of the second FET 102 to step down the power input to the second FET 102 .
  • the second FET 102 steps down the USB bus power of about 5 [V], which is the power of the external power supply supplied to the power supply unit 10 via the charging terminal 43 , to 3 to 4 [V] suitable for charging the power supply 12 . V] to generate power having a voltage value of the order of V]. Also, the MCU 50 turns off the third FET 103 when the operation mode of the power supply unit 10 is the charging mode.
  • the power stepped down by the second FET 102 is output to the fourth FET 104 and the fifth FET 105 and supplied to the power supply 12 . That is, the second FET 102 constitutes a step-down circuit that steps down the power of the external power supply and outputs it to the power supply 12 in the charging power supply system.
  • the MCU 50 then controls the switching of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 to control charging of the power supply 12 .
  • the fourth FET 104 and the fifth FET 105 are switching elements that control the current value of the power that charges the power supply 12 in the charging power supply system.
  • the MCU 50 controls the fourth FET 104 and the fifth FET 105 so as to charge the power source 12 with a constant current charging method by adjusting the gate voltage until the power source 12 reaches a predetermined charging voltage from the start of charging.
  • the MCU 50 controls the fourth FET 104 and the fifth FET 105 so that the power supply 12 is charged by the constant voltage charging method by adjusting the gate voltage.
  • the on-resistance is greater than when the switching element is fully on. increased heat generation. Therefore, by controlling the electric power for charging the power source 12 with a plurality of FETs connected in parallel, it is possible to charge the power source 12 while suppressing the heat generation of the plurality of FETs. This is because when the power for charging the power supply 12 is controlled by a plurality of FETs connected in parallel, the current flowing through each FET is reduced compared to when this control is performed by one FET. Current value can be reduced. Since the power is proportional to the square of the current value, it is possible to effectively suppress power consumption, ie heat generation due to the ON resistance of each FET controlling the power for charging the power supply 12 when charging the power supply 12 .
  • the second MCU power supply system will be described with reference to FIG.
  • the MCU 50 detects the user's puffing action on the aerosol inhaler 1 while the charging terminal 43 is not connected to the external power supply
  • the MCU 50 sets the operation mode of the power supply unit 10 to the suction mode.
  • the MCU 50 operates the heater power supply system to supply power from the power supply 12 to the heater 21 .
  • the arrow indicated by reference numeral 601 in FIG. 6 represents the power supply path of the heater power supply system. That is, when the user's puffing action on the aerosol inhaler 1 is detected, the MCU 50 starts discharging from the power supply 12 in order to supply the heater 21 with the power necessary for generating aerosol. At this time, the MCU 50 turns the fourth FET 104 and the fifth FET 105 fully on. As a result, the on-resistances of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 can be made smaller than when the fourth FET 104 and the fifth FET 105 are not fully turned on. Therefore, it is possible to suppress heat generation and power loss due to the ON resistance of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 during the suction mode (that is, during the operation of the heater power supply system).
  • the power discharged from the power supply 12 is supplied to the third FET 103 via the fourth FET 104 and the fifth FET 105 .
  • the MCU 50 then controls switching of the third FET 103 to boost the power input to the third FET 103 .
  • power having a voltage value of about 3 to 4 [V] which is the output voltage of the power supply 12 is input to the third FET 103 .
  • the third FET 103 boosts this electric power to generate electric power having a voltage value of about 5 to 10 [V] suitable for the generation of aerosol by the heater 21 .
  • the electric power boosted by the third FET 103 is supplied to the heater 21 via the second FET 102 and the discharge terminal 41 . That is, the third FET 103 constitutes a booster circuit that boosts the electric power of the power supply 12 and outputs it to the heater 21 in the heater power supply system. Electric power boosted by the third FET 103 is supplied to the heater 21 to heat the aerosol source 22 and generate aerosol.
  • the MCU 50 fully turns on the second FET 102 when the operation mode of the power supply unit 10 is the suction mode.
  • the on-resistance of the second FET 102 can be made smaller than when the second FET 102 is not fully turned on. Therefore, it is possible to suppress heat generation and power loss due to the ON resistance of the second FET 102 during the suction mode (that is, during operation of the heater power supply system).
  • the MCU 50 turns off the first FET 101 when the operation mode of the power supply unit 10 is the suction mode.
  • the arrow indicated by reference numeral 602 in FIG. 6 represents the power supply route by the second MCU power supply system.
  • the second MCU power system is the same as the heater power system from the power supply 12 to the connection point Cp2. Therefore, description of this section is omitted.
  • the power of the power supply 12 is stepped up by the third FET 103 and supplied to the LDO regulator 62 .
  • the LDO regulator 62 generates power having a voltage value of approximately 3 [V] suitable for operating the MCU 50 from the power boosted by the third FET 103 and supplies the generated power to the MCU 50 .
  • the MCU 50 operates.
  • the fourth FET 104 As described above, in the power supply unit 10, by providing the fifth FET 105 connected in parallel with the fourth FET 104 that connects the power supply 12 and the charging terminal 43, the fourth FET 104 It is possible to suppress the heat generation of the fourth FET 104 by reducing the current flowing through the FET 104 . Therefore, it is possible to avoid deterioration or damage of electronic components of the power supply unit 10 including the fourth FET 104 and unstable operation of the power supply unit 10 due to heat generated by the fourth FET 104 when the power supply 12 is charged.
  • the fourth FET 104 is an FET that controls the current value of the power that charges the power supply 12 in the charging power supply system. Therefore, by providing the fifth FET 105 connected in parallel with the fourth FET 104, the current flowing through the fourth FET 104 is reduced when controlling the current value of the power for charging the power supply 12, thereby suppressing the heat generation of the fourth FET 104. becomes possible.
  • the power for charging the power source 12 is controlled by a plurality of FETs such as the fourth FET 104 and the fifth FET 105, the power source 12 is charged more than when the control is performed by one FET. Since the number of FETs that operate in parallel increases, power consumption in the power supply unit 10 may increase.
  • the MCU 50 controls the number of FETs to be operated among the plurality of FETs connected in parallel to control the power for charging the power supply 12. You may make it change according to the electric power to charge.
  • the MCU 50 operates only one of the parallel-connected fourth FET 104 and fifth FET 105 when the power charging the power supply 12 is relatively small (for example, when it is equal to or lower than a preset first threshold), When the power charging the power supply 12 is relatively large (for example, when it is greater than the first threshold), both the fourth FET 104 and the fifth FET 105 connected in parallel are operated. In this manner, among the plurality of FETs connected in parallel to control the power for charging the power source 12, the number of FETs to be operated is changed according to the power for charging the power source 12, thereby charging the power source 12.
  • An appropriate number of FETs can be operated when Therefore, it is possible to prevent the fourth FET 104 and the fifth FET 105 from becoming hot when charging the power supply 12 while suppressing an increase in power consumption in the power supply unit 10. The risk of deterioration, damage, or unstable operation of the power supply unit 10 can be reduced.
  • the power supply unit 10 charges the power supply 12 with the first electric power when the temperature of the power supply 12 is equal to or lower than a threshold value (for example, 0 [° C.]). When the threshold is exceeded, the power source 12 may be charged with a second power that is greater than the first power.
  • a threshold value for example, 0 [° C.]
  • the MCU 50 when the power supply 12 is being charged with the first power, the MCU 50 operates only one of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 connected in parallel, and when the power supply 12 is being charged with the second power, , both the fourth FET 104 and the fifth FET 105 connected in parallel may be operated.
  • This makes it possible to charge the power source 12 with power suitable for the temperature of the power source 12, and avoids deterioration of the power source 12 caused by charging the power source 12 with high power when the temperature of the power source 12 is low. can.
  • an appropriate number of FETs can be operated according to the power for charging the power supply 12, and the power supply 12 is charged while suppressing an increase in power consumption in the power supply unit 10.
  • the power supply unit 10 charges the power supply 12 with the first electric power when the output voltage of the power supply 12 is equal to or lower than a threshold value (for example, 3 [V]) (specifically, pre-charging using a small current), and when the output voltage of the power supply 12 becomes higher than the threshold, the power supply 12 may be charged with a second power that is higher than the first power.
  • a threshold value for example, 3 [V]
  • the MCU 50 operates only one of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 connected in parallel, and operates the second FET 105 . Both the fourth FET 104 and the fifth FET 105 connected in parallel may be operated when the power supply 12 is being charged with power. This makes it possible to charge the power supply 12 with appropriate power according to the output voltage of the power supply 12 and protect the power supply unit 10 from rush current.
  • an appropriate number of FETs can be operated according to the power for charging the power supply 12, and the power supply 12 is charged while suppressing an increase in power consumption in the power supply unit 10.
  • At least one FET among the plurality of FETs is provided in the power supply unit 10 as an IC (Integrated Circuit), and the rest of the plurality of FETs FET may be provided in the power supply unit 10 separately from this IC.
  • IC Integrated Circuit
  • the power supply unit 10 has an IC 700 including the fourth FET 104 .
  • the IC 700 is configured with terminals 701 to which other FETs other than the fifth FET 105, the LDO regulator 62, and FETs provided outside the IC 700 can be connected, It is mounted on the circuit board 60 of the power supply unit 10 .
  • a terminal 701 of the IC 700 is connected to a fifth FET 105 provided outside the IC 700 (for example, directly mounted on the circuit board 60 of the power supply unit 10).
  • the IC 700 connects the fifth FET 105 connected to the terminal 701 and the fourth FET 104 provided inside the IC 700 in parallel.
  • the terminal 701 is provided so that the FET outside the IC 700 connectable to the terminal 701 and the fourth FET 104 provided inside the IC 700 are connected in parallel.
  • an IC 700 configured to include a fourth FET 104 is provided with a terminal 701 that enables an FET provided outside the IC 700 to be connected in parallel with the fourth FET 104, whereby the aerosol inhaler 1 can easily provide the power supply unit 10 with a FET connected in parallel with the fourth FET 104, such as the fifth FET 105 described above, if necessary. Therefore, it is possible to easily mount an appropriate number of FETs in the power supply unit 10 according to the specifications of the power supply unit 10 or the like.
  • the fourth FET 104 becomes hot unless the fifth FET 105 connected in parallel with the fourth FET 104 is provided. be.
  • the manufacturer of the aerosol inhaler 1 avoids the fourth FET 104 from becoming hot by adding an FET connected in parallel with the fourth FET 104, such as the fifth FET 105, to the power supply unit 10. is possible, and the risk of deterioration or breakage of electronic components provided in the power supply unit 10 or unstable operation of the power supply unit 10 can be reduced.
  • the power supply unit 10 is configured so that the power supplied to the heater 21 is relatively small, the temperature of the fourth FET 104 is not so high even if the fifth FET 105 connected in parallel with the fourth FET 104 is not provided. It is considered that the risk of deterioration or breakage of electronic components provided in the power supply unit 10 or unstable operation of the power supply unit 10 is relatively low. Therefore, in such a case, the manufacturer of the aerosol inhaler 1 does not provide the power supply unit 10 with an FET connected in parallel with the fourth FET 104 such as the fifth FET 105 described above.
  • the configuration can be simplified, and the size of the power supply unit 10 can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
  • the second aerosol inhaler supplies more power to the heating unit than the first aerosol inhaler.
  • the fifth FET 105 connected in parallel with the fourth FET 104 is provided, the fourth FET 104 becomes hot, and the electronic parts provided in the power supply unit 10 deteriorate or break, or the power supply The operation of the unit 10 may become unstable. Therefore, it is preferable to provide the fifth FET 105 connected in parallel with the fourth FET 104 in the second aerosol inhaler.
  • the temperature of the fourth FET 104 does not become so high. It is considered that the risk of unstable operation of the power supply unit 10 is relatively low. Therefore, considering the manufacturing cost and the like, it is preferable not to provide the fifth FET 105 connected in parallel with the fourth FET 104 in the first aerosol inhaler.
  • an IC capable of connecting an external FET (external FET) to the fourth FET 104 in parallel is created, and only in the case of the second aerosol inhaler, an external FET connected in parallel to the fourth FET 104 is used.
  • an appropriate number of FETs can be easily mounted in each aerosol inhaler. Therefore, it is not necessary to separately prepare different ICs for the first aerosol inhaler and the second aerosol inhaler, and it is possible to reduce the cost and labor involved in manufacturing these aerosol inhalers. .
  • the FET that connects the power supply 12 and the charging terminal 43 or the discharging terminal 41 with other electronic components provided in the power supply unit 10 and mounting them on the circuit board 60 of the power supply unit 10 they can be individually Compared to the case of mounting on the circuit board 60, it can be mounted on the circuit board 60 in a smaller space, and the size of the circuit board 60 (that is, the power supply unit 10) can be reduced.
  • the FET connecting the power supply 12 and the charging terminal 43 or the discharging terminal 41 with other electronic components provided in the power supply unit 10 and mounting them on the circuit board 60 of the power supply unit 10 they can be individually It is also possible to simplify these mounting operations compared to the case of mounting on the circuit board 60 .
  • the MCU 50 is provided outside the IC 700 in the example shown in FIG. 7, the IC 700 may be configured to include the MCU 50 as well. In this way, the MCU 50 that controls the fourth FET 104 can also be easily mounted on the power supply unit 10 .
  • the present invention is not limited to this. Instead of or in addition to the fifth FET 105, an FET connected in parallel with an FET other than the fourth FET 104 may be provided.
  • one ends of the third FET 103 and the sixth FET 106 connected in parallel are connected to one end of the fourth FET 104 via the reactor 121 .
  • the other ends of the third FET 103 and the sixth FET 106 are connected to the ground line.
  • the MCU 50 controls the parallel-connected third FET 103 and sixth FET 106, for example, in the same way as the third FET 103 in the above-described embodiment. That is, the third FET 103 and the sixth FET 106 are switched when the power of the power supply 12 is supplied to the heater 21 or the MCU 50 (for example, when the heater power system is activated or when the second MCU power system is activated), and the input power is boosted. and outputs the boosted electric power to the second FET 102 side (that is, the discharge terminal 41 side).
  • the third FET 103 and the sixth FET 106 in the first modification form a booster circuit that boosts the power of the power supply 12 and outputs it to the heater 21 in the heater power supply system. Also, the third FET 103 and the sixth FET 106 are turned off during charging of the power supply 12 (that is, during operation of the charging power supply system).
  • the switching element constitutes a booster circuit that boosts the electric power of the power supply 12 in the heater power supply system and outputs it to the heater 21, the switching operation is continuously performed, so heat generation due to the surge current at the time of switching increases. Therefore, by boosting the power of the power supply 12 with a plurality of FETs connected in parallel, it is possible to boost the power of the power supply 12 while suppressing the heat generation of the plurality of FETs.
  • the MCU 50 may change the number of FETs to be operated according to the power supplied to the heater 21 .
  • the power supply unit 10 when the power supply unit 10 is activated, the power supply unit 10 supplies the first electric power to the heater 21 for a predetermined period immediately after activation, and supplies the first electric power to the heater 21 after the predetermined period elapses so that the aerosol can be generated immediately after the activation.
  • a second power that is less than one power may be supplied to the heater 21 .
  • the MCU 50 operates both the third FET 103 and the sixth FET 106, which are connected in parallel. Only one of the third FET 103 and the sixth FET 106 is operated.
  • the aerosol can be generated quickly, and the user's convenience can be improved.
  • an appropriate number of FETs corresponding to the power supplied to the heater 21 can be operated. It is possible to prevent the third FET 103 and the sixth FET 106 from becoming hot when supplying electric power, and deterioration or breakage of electronic components provided in the power supply unit 10 or unstable operation of the power supply unit 10 can be avoided. It is possible to reduce the risk of
  • the power to be supplied to the heater 21 at each time after startup may be stored in the MCU 50 in advance as a control profile, or may be calculated by the MCU 50 based on the temperature of the heater 21 at that time. good.
  • the control profile for controlling the heating of the aerosol source by the heater 21 (heating unit 1221B) is the MCU 50 (control unit 1216B), and the MCU 50 controls power supply to the heater 21 according to this heating profile.
  • the heating profile is, for example, information that defines the chronological transition of the target temperature of the heater 21 .
  • the MCU 50 supplies power from the power supply 12 to the heater 21 in the form of pulses by pulse width modulation (PWM) or pulse frequency modulation (PFM). Then, the MCU 50 adjusts the power supplied to the heater 21 by adjusting the duty ratio of the power supplied to the heater 21 based on the difference between the temperature of the heater 21 and the target temperature.
  • PWM pulse width modulation
  • PFM pulse frequency modulation
  • the heater 21 is controlled to be heated toward the first temperature, and in the second period after the first period, The heater 21 is controlled to maintain the first temperature, during a third period after the second period, the heater 21 is controlled to drop to a second temperature lower than the first temperature, and after the third period, the heater 21 is controlled to a second temperature.
  • the temperature is controlled to maintain the second temperature, and during the fifth period after the fourth period, the temperature is controlled to rise to a third temperature higher than the second temperature.
  • the MCU 50 may increase the number of FETs to be operated in the first period or the fifth period compared to the other periods (the second period, the third period, and the fourth period). good. Specifically, for example, the MCU 50 operates both the parallel-connected third FET 103 and the sixth FET 106 during the first period or the fifth period, and operates the parallel-connected third FET 103 and the sixth FET 106 during other periods. You may make it operate only one of.
  • the MCU 50 may change the number of FETs to be operated according to the power supplied to the heater 21 even when the power supply unit 10 includes the fifth FET 105 connected in parallel to the fourth FET 104 as described above.
  • the MCU 50 operates both the fourth FET 104 and the fifth FET 105 when the power supplied to the heater 21 is relatively large, and operates only one of the fourth FET 104 and the fifth FET 105 when the power supplied to the heater 21 is relatively small. You can let it run.
  • the MCU 50 operates both the fourth FET 104 and the fifth FET 105 connected in parallel during the first period or the fifth period, and operates the third FET 103 and the sixth FET 106 connected in parallel during the other periods. You may make it operate only one of.
  • the MCU 50 changes the number of FETs to be operated according to the power supplied to the heater 21 even when the power supply unit 10 includes the seventh FET 107 connected in parallel to the second FET 102 as in a second modification described later.
  • the MCU 50 operates both the second FET 102 and the seventh FET 107 when the power supplied to the heater 21 is relatively large, and operates only one of the second FET 102 and the seventh FET 107 when the power supplied to the heater 21 is relatively small. You can let it run.
  • the MCU 50 operates both the parallel-connected second FET 102 and the seventh FET 107 during the first period or the fifth period, and operates the parallel-connected second FET 102 and the seventh FET 107 during other periods. You may make it operate only one of.
  • the third FET 103 may be provided in the power supply unit 10 as an IC, while the sixth FET 106 may be provided in the power supply unit 10 as a separate body from the IC.
  • the power supply unit 10 has an IC 900 including the third FET 103 .
  • the IC 900 is configured with terminals 901 to which other FETs other than the sixth FET 106, the LDO regulator 62, and FETs provided outside the IC 900 can be connected, It is mounted on the circuit board 60 of the power supply unit 10 .
  • a terminal 901 of the IC 900 is connected to a sixth FET 106 provided outside the IC 900 (for example, directly mounted on the circuit board 60 of the power supply unit 10).
  • the IC 900 connects the sixth FET 106 connected to the terminal 901 and the third FET 103 provided inside the IC 900 in parallel.
  • the terminal 901 is provided so that the FET outside the IC 900 connectable to the terminal 901 and the third FET 103 provided inside the IC 900 are connected in parallel.
  • an IC 900 including a third FET 103 is provided with a terminal 901 that enables an FET provided outside the IC 900 to be connected in parallel with the third FET 103 .
  • the second aerosol inhaler supplies relatively more power to the heater 21 than the first aerosol inhaler. Therefore, when the power supply unit 10 is configured as the power supply unit for the second aerosol inhaler, it is assumed that the FETs constituting the booster circuit will reach a high temperature if only the third FET 103 is used. In such a case, the manufacturer of the aerosol inhaler 1 adds an FET, such as the sixth FET 106 described above, that is connected in parallel with the third FET 103 to the power supply unit 10 so that the third FET 103 becomes high temperature, and the risk of deterioration or breakage of electronic components provided in the power supply unit 10 or unstable operation of the power supply unit 10 can be reduced.
  • an FET such as the sixth FET 106 described above
  • the power supply unit 10 is configured as the power supply unit for the first aerosol inhaler that supplies less power to the heater 21 than the second aerosol inhaler, even if the FET constituting the booster circuit is only the third FET 103, It is considered that the temperature does not rise so much, and the risk of deterioration or damage of electronic components provided in the power supply unit 10 or unstable operation of the power supply unit 10 is considered to be relatively low. Therefore, in such a case, the manufacturer of the aerosol inhaler 1 does not provide the power supply unit 10 with an FET connected in parallel with the third FET 103 such as the sixth FET 106 described above.
  • the configuration can be simplified, and the size of the power supply unit 10 can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
  • the MCU 50 is provided outside the IC 900 in the example shown in FIG. 9, the IC 900 may be configured to include the MCU 50 as well. In this way, the MCU 50 that controls the third FET 103 can also be easily mounted on the power supply unit 10 .
  • a seventh FET 107 connected in parallel to the second FET 102 may be provided.
  • one ends of the second FET 102 and the seventh FET 107 connected in parallel are connected to the other end of the first FET 101, one end of the discharge terminal 41, and the input terminal of the LDO regulator 62, respectively.
  • the other ends of the second FET 102 and the seventh FET 107 are connected to one end of the fourth FET 104 via a reactor 121 .
  • the power input from the first FET 101 side (that is, the charging terminal 43 side) to the second FET 102 and the seventh FET 107 is stepped down, and the stepped-down power is transferred to the fourth FET 104 side ( That is, it becomes possible to output to the power supply 12 side).
  • the MCU 50 controls the parallel-connected second FET 102 and seventh FET 107, for example, in the same manner as the second FET 102 in the above-described embodiment. That is, the second FET 102 and the seventh FET 107 are switched when the power supply 12 is charged (that is, when the charging power supply system is in operation), step down the input power, and output the stepped-down power to the fourth FET 104 side (that is, the power supply 12 side). do.
  • the second FET 102 and the seventh FET 107 in the second modified example form a step-down circuit that steps down the power of the external power supply and outputs it to the power supply 12 in the charging power supply system. Further, the second FET 102 and the seventh FET 107 are fully turned on when power from the power supply 12 is supplied to the heater 21 and the MCU 50 (for example, when the heater power system is activated or when the second MCU power system is activated).
  • the switching element constitutes a step-down circuit that steps down the power of the external power supply in the charging power supply system and outputs it to the power supply 12, the switching operation is continuously performed, so heat generation due to the surge current during switching increases. Therefore, by stepping down the power of the external power supply using a plurality of FETs connected in parallel, it is possible to step down the power of the external power supply while suppressing the heat generation of the plurality of FETs.
  • the second FET 102 and the seventh FET 107 connected in parallel are also located between the power supply 12 and the discharge terminal 41, and when the power of the power supply 12 is supplied to the heater 21 and the like, is considered full-on.
  • the on-resistance of the second FET 102 and the seventh FET 107 can be reduced when power from the power supply 12 is supplied to the heater 21 and the like, and heat generation and power loss due to the on-resistance can be suppressed.
  • the example shown in FIG. 10 compared with the example shown in FIG. The on-resistance can be reduced, and heat generation and power loss caused by the on-resistance can be suppressed.
  • the MCU 50 changes the number of FETs to be operated according to the power for charging the power supply 12 or the power supplied to the heater 21. good too.
  • the MCU 50 operates both the second FET 102 and the seventh FET 107 when the power for charging the power supply 12 or the power supplied to the heater 21 is relatively large (for example, when it is greater than a preset first threshold value).
  • the power for charging the power supply 12 or the power supplied to the heater 21 is relatively small (for example, when it is below the first threshold), only one of the second FET 102 and the seventh FET 107 may be operated.
  • the second FET 102 may be provided in the power supply unit 10 as an IC, while the seventh FET 107 may be provided in the power supply unit 10 as a separate body from the IC.
  • the power supply unit 10 has an IC 1100 including the second FET 102 .
  • the IC 1100 is configured with FETs other than the seventh FET 107, an LDO regulator 62, and a terminal 1101 to which FETs provided outside the IC 1100 can be connected. It is mounted on the circuit board 60 of the power supply unit 10 .
  • a terminal 1101 of the IC 1100 is connected to a seventh FET 107 provided outside the IC 1100 (for example, directly mounted on the circuit board 60 of the power supply unit 10).
  • the terminal 1101 is provided so that the FET external to the IC 1100 connectable to the terminal 1101 and the second FET 102 provided inside the IC 1100 are connected in parallel.
  • an IC 1100 including a second FET 102 is provided with a terminal 1101 that enables an FET provided outside the IC 1100 to be connected in parallel with the second FET 102, whereby the aerosol inhaler 1 can easily provide an FET connected in parallel with the second FET 102, such as the seventh FET 107 described above, in the power supply unit 10 as required. Therefore, it is possible to easily mount an appropriate number of FETs in the power supply unit 10 according to the specifications of the power supply unit 10 or the like.
  • the MCU 50 is provided outside the IC 1100 in the example shown in FIG. 11, the IC 1100 may also include the MCU 50. In this way, the MCU 50 that controls the second FET 102 can also be easily mounted on the power supply unit 10 .
  • the heater 21 is the heating unit that consumes the power supplied from the power supply 12 to generate aerosol from the aerosol source, and power is supplied to the heater 21 from the discharge terminal 41 of the power supply unit 10.
  • the heating unit that generates the aerosol can be composed of a susceptor built in the first cartridge 20 or the like and an induction heating coil that transmits power to the susceptor by electromagnetic induction.
  • the discharge terminal 41 of the power supply unit 10 is connected to the induction heating coil to supply power to the induction heating coil.
  • a power source power source 12
  • a heating unit connector discharge terminal 41
  • a heating unit heating unit that consumes the power supplied from the power source and heats the aerosol source (aerosol source 22) is connected
  • an external power supply connector charging terminal 43
  • a first switching element second FET 102, third FET 103, fourth FET 104
  • a second switching element fifth FET 105, sixth FET 106, seventh FET 107 connected in parallel to the first switching element; with The first switching element and the second switching element connected in parallel connect the power supply and the external power supply connector or the heating unit connector, Power supply unit for the aerosol generator.
  • the second switching element is connected in parallel to the first switching element that connects the power supply and the external power supply connector or the heating unit connector.
  • the first switching element and the second switching element are a charging power supply for connecting the power supply and the external power supply connector and charging the power supply with electric power of the external power supply supplied through the external power supply connector. constitute the system, Power supply unit for the aerosol generator.
  • the first switching element and the second switching element connected in parallel connect the power supply and the external power supply connector, and charge the power supply with the electric power of the external power supply supplied through the external power supply connector.
  • Configure the charging power supply system for Therefore it is possible to reduce the current flowing through the first switching element when charging the power supply with the electric power of the external power supply, thereby suppressing the heat generation of the first switching element.
  • a power supply unit of the aerosol generator according to (2) In the charging power supply system, the first switching element and the second switching element constitute a step-down circuit that steps down the power of the external power supply and outputs the power to the power supply. Power supply unit for the aerosol generator.
  • the first switching element and the second switching element connected in parallel form a step-down circuit that steps down the power of the external power supply and outputs it to the power supply in the charging power supply system. Therefore, it is possible to reduce the current flowing through the first switching element when stepping down the power of the external power supply, thereby suppressing the heat generation of the first switching element.
  • a power supply unit of the aerosol generator according to (3) Further comprising a control device (MCU50) that controls the first switching element and the second switching element, The control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power for charging the power source is equal to or lower than a first threshold, and the power for charging the power source is equal to or lower than the first switching device. operating both the first switching element and the second switching element when greater than a threshold; Power supply unit for the aerosol generator.
  • MCU50 control device
  • the control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power for charging the power supply is relatively small, and operates when the power for charging the power supply is relatively large. Both the first switching element and the second switching element are operated. Thereby, when charging the power supply, it is possible to operate an appropriate number of switching elements according to the power for charging the power supply. Therefore, it is possible to prevent the first switching element and the second switching element from becoming hot when charging the power supply while suppressing an increase in power consumption in the power supply unit. It is possible to reduce the risk of deterioration or damage of the power supply unit, or unstable operation of the power supply unit.
  • the first switching element and the second switching element connected in parallel control the current value or voltage value of the power charging the power supply in the charging power supply system. Therefore, when controlling the current value or voltage value of the power for charging the power supply, it is possible to reduce the current flowing through the first switching element, thereby suppressing the heat generation of the first switching element.
  • MCU50 control device
  • the control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power for charging the power source is equal to or lower than the first threshold, and the power for charging the power source is When it is larger than the first threshold, both the first switching element and the second switching element are operated.
  • a power supply unit of the aerosol generator according to (6) The power supply unit charges the power supply with a first power when the temperature of the power supply is equal to or lower than the threshold, and charges the power supply with a second power higher than the first power when the temperature of the power supply exceeds the threshold. charge and The control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power supply is being charged with the first power, and the power supply is being charged with the second power. sometimes operating both the first switching element and the second switching element; Power supply unit for the aerosol generator.
  • the power supply unit charges the power source with the first power when the temperature of the power source is equal to or lower than the threshold, and charges the power source with the second power greater than the first power when the temperature of the power source exceeds the threshold. to charge.
  • the control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power supply is being charged with the first power, and operates the first switching element when the power supply is being charged with the second power. Both the element and the second switching element are activated. This makes it possible to charge the power supply with power suitable for the temperature of the power supply, and avoid deterioration of the power supply due to charging the power supply with high power when the temperature of the battery is low.
  • a power supply unit of the aerosol generator according to (6) The power supply unit charges the power supply with a first power when the output voltage of the power supply is less than or equal to a threshold, and charges the power supply with a second power greater than the first power when the output voltage of the power supply is higher than the threshold. charge the power supply,
  • the control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power supply is being charged with the first power, and the power supply is being charged with the second power. sometimes operating both the first switching element and the second switching element; Power supply unit for the aerosol generator.
  • the power supply unit charges the power source with the first power when the output voltage of the power source is equal to or less than the threshold, and charges the power source with the second power greater than the first power when the output voltage of the power source is higher than the threshold.
  • the control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power supply is being charged with the first power, and operates the first switching element when the power supply is being charged with the second power. Both the element and the second switching element are activated. As a result, it is possible to charge the power supply with power appropriate for the output voltage of the power supply, and to avoid damage to the power supply unit due to rush current when the output voltage of the power supply is low.
  • the first switching element and the second switching element connected in parallel constitute a heating part power supply system for connecting the power supply and the heating part connector and supplying power from the power supply to the heating part. . Therefore, it is possible to suppress the heat generation of the first switching element by reducing the current flowing through the first switching element when the power of the power supply is supplied to the heating unit. It is possible to reduce the risk of damage or unstable operation of the power supply unit.
  • the first switching element and the second switching element constitute a booster circuit that boosts the power of the power supply and outputs it to the heating unit in the heating unit power supply system.
  • Power supply unit for the aerosol generator for the aerosol generator.
  • the first switching element and the second switching element connected in parallel constitute a booster circuit that boosts the power of the power supply and outputs it to the heating part in the heating part power supply system. Therefore, it is possible to suppress the heat generation of the first switching element by reducing the current flowing through the first switching element when boosting the electric power of the power supply, and the deterioration or breakage of the electronic parts provided in the power supply unit. It is possible to reduce the risk that the operation of the power supply unit becomes unstable.
  • the control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power supplied to the heating unit is relatively small, and the power supplied to the heating unit is relatively large. sometimes operating both the first switching element and the second switching element; Power supply unit for the aerosol generator.
  • the control device operates only one of the first switching element and the second switching element when the power supplied to the heating unit is relatively small, and the power supplied to the heating unit is relatively low.
  • both the first switching element and the second switching element are operated.
  • the control device when power is supplied to the heating unit, it is possible to operate an appropriate number of switching elements according to the power supplied to the heating unit. Therefore, it is possible to prevent the first switching element and the second switching element from becoming hot when supplying power to the heating unit while suppressing an increase in power consumption in the power supply unit. It is possible to reduce the risk of deterioration or breakage of electronic components, or of unstable operation of the power supply unit.
  • the power supply unit of the aerosol generator according to (11), The power supply unit supplies first power to the heating unit for a predetermined period immediately after startup, and supplies second power, which is smaller than the first power, to the heating unit after the predetermined period elapses,
  • the control device operates both the first switching element and the second switching element when the first power is supplied to the heating unit, and operates when the second power is supplied to the heating unit. operating only one of the first switching element and the second switching element; Power supply unit for the aerosol generator.
  • the power supply unit supplies first power to the heating unit for a predetermined period immediately after startup, and supplies second power, which is smaller than the first power, to the heating unit after the predetermined period has elapsed.
  • the control device operates both the first switching element and the second switching element when the first electric power is supplied to the heating unit, and operates the first switching element when the second electric power is supplied to the heating unit. and the second switching element.
  • a power supply unit for an aerosol generator according to any one of (1) to (12), Further comprising a third switching element connected in parallel to the first switching element and the second switching element, Power supply unit for the aerosol generator.
  • the current flowing through the first switching element is further reduced, and the heat generation of the first switching element is can be further suppressed, and the risk of deterioration or breakage of electronic components provided in the power supply unit or unstable operation of the power supply unit can be reduced.
  • Aerosol inhaler (aerosol generator) 10 Power supply unit 12 Power supply 22 Aerosol source 41 Discharge terminal (heating unit connector) 43 charging terminal (external power supply connector) 50 MCU (control unit) 102 second FET (first switching element) 103 third FET (first switching element) 104 fourth FET (first switching element) 105 fifth FET (second switching element) 106 sixth FET (second switching element) 107 seventh FET (second switching element)

Abstract

エアロゾル吸引器(1)の電源ユニット(10)は、電源(12)と、電源(12)から供給される電力を消費してエアロゾル源(22)を加熱するヒータ(21)が接続される放電端子(41)と、外部電源へ接続可能な充電端子(43)と、第4FET(104)と、第4FET(104)に並列接続される第5FET(105)と、を備える。並列接続された第4FET(104)及び第5FET(105)は、電源(12)と、放電端子(41)又は充電端子(43)を接続する。

Description

エアロゾル生成装置の電源ユニット
 本発明は、エアロゾル生成装置の電源ユニットに関する。
 下記の特許文献1には、電源から第1の電圧を受け取り、発熱体に第2の電圧を供給するコンバータ(バックブーストDC-DCコンバータ)を、気化器装置の回路に設けるようにした技術が開示されている。
日本国特表2021-510053号公報
 外部電源の電力を電源へ供給可能とするため、あるいは電源の電力を加熱部へ供給可能とするため、エアロゾル生成装置の電源ユニットは様々な素子(電子部品)を備える。各素子は電流が流れることにより発熱し得るが、素子が高温になると、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損につながったり、電源ユニットの動作が不安定になったりするおそれがある。このため、エアロゾル生成装置の電源ユニットでは発熱を抑制することが望まれていたが、従来技術にあってはこの点に改善の余地があった。
 本発明は、発熱を抑制可能なエアロゾル生成装置の電源ユニットを提供する。
 本発明は、
 電源と、
 前記電源から供給される電力を消費してエアロゾル源を加熱する加熱部が接続される加熱部コネクタと、
 外部電源へ接続可能な外部電源コネクタと、
 第1スイッチング素子と、
 前記第1スイッチング素子に並列接続される第2スイッチング素子と、
 を備え、
 並列接続された前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記電源と、前記外部電源コネクタ又は前記加熱部コネクタとを接続する、
 エアロゾル生成装置の電源ユニットである。
 本発明によれば、発熱を抑制可能なエアロゾル生成装置の電源ユニットを提供できる。
本発明の一実施形態のエアロゾル吸引器1の斜視図である。 エアロゾル吸引器1の分解斜視図である。 エアロゾル吸引器1の断面図である。 エアロゾル吸引器1の電源ユニット10の回路構成の一例を示す図である。 電源ユニット10における充電電源系統及び第1MCU電源系統の一例を示す図である。 電源ユニット10におけるヒータ電源系統及び第2MCU電源系統の一例を示す図である。 エアロゾル吸引器1の電源ユニット10の回路構成の他の一例を示す図である。 第1変形例の電源ユニット10の回路構成の一例を示す図である。 第1変形例の電源ユニット10の回路構成の他の一例を示す図である。 第2変形例の電源ユニット10の回路構成の一例を示す図である。 第2変形例の電源ユニット10の回路構成の他の一例を示す図である。 第2のエアロゾル吸引器の構成の一例を示す図である。
 以下、本発明の一実施形態であるエアロゾル生成装置の電源ユニットについて説明する。まず、本実施形態の電源ユニットを備えるエアロゾル生成装置の一例としてのエアロゾル吸引器について、図1~図3を参照しながら説明する。なお、以下において、同一の構成には同一の符号を付して、その説明を適宜省略することがある。
[第1のエアロゾル吸引器]
 エアロゾル吸引器1は、燃焼を伴わずに香味が付加されたエアロゾルを生成し、生成したエアロゾルを吸引するための器具である。エアロゾル吸引器1は、手中におさまるサイズであることが好ましく、略直方体形状を有する。なお、エアロゾル吸引器1は、卵型形状、楕円形状等であってもよい。以下の説明では、略直方体形状のエアロゾル吸引器1において、直交する3方向のうち、長さの長い順から、上下方向、前後方向、左右方向と称する。また、以下の説明では、便宜上、図1~図3に記載したように、前方、後方、左方、右方、上方、下方を定義し、前方をFr、後方をRr、左側をL、右側をR、上方をU、下方をD、として示す。
 図1~図3に示すように、エアロゾル吸引器1は、電源ユニット10と、第1カートリッジ20と、第2カートリッジ30と、を備える。第1カートリッジ20及び第2カートリッジ30は、電源ユニット10に対して着脱可能である。言い換えると、第1カートリッジ20及び第2カートリッジ30は、それぞれ交換可能である。
[電源ユニット]
 電源ユニット10は、図1及び図2に示すように、略直方体形状の電源ユニットケース11の内部(以下、ケース内部とも称する)に、電源12、内部ホルダ13、回路基板60、吸気センサ15等の各種センサ等を収容する。電源12や回路基板60等をまとめて電源ユニットケース11に収容して電源ユニット10を構成することで、ユーザによる持ち運びを容易にし、ユーザの利便性の向上を図れる。
 電源ユニットケース11は、左右方向(厚さ方向)に着脱可能な第1ケース11A及び第2ケース11Bから構成され、これら第1ケース11Aと第2ケース11Bとが左右方向に組付けられることで、電源ユニット10の前面、後面、左面、右面、下面、が形成される。電源ユニット10の上面は、ディスプレイ16により形成される。
 電源ユニット10の上面には、ディスプレイ16の前方にマウスピース17が設けられる。マウスピース17は、吸口17aがディスプレイ16よりもさらに上方に突出する。
 電源ユニット10の上面と後面との間には、後方に向かうにしたがって下方に傾斜する傾斜面が設けられる。傾斜面には、ユーザが操作可能な操作部18が設けられる。操作部18は、ボタン式のスイッチあるいはタッチパネル等から構成される。一例として、ユーザは、操作部18を操作することにより電源ユニット10(例えば後述のMCU50)を起動させることができる。
 電源ユニット10の下面には、外部電源(図示省略)へ電気的に接続可能な充電端子43が設けられる。充電端子43は、例えば、外部電源と接続されたケーブルの端部に設けられたプラグ(図示省略)を挿入可能なレセプタクルである。充電端子43としては、各種USB端子(プラグ)等を挿入可能なレセプタクルを用いることができる。一例として、本実施形態においては、充電端子43をUSB Type-C形状のレセプタクルとする。これにより、電源ユニット10(すなわちエアロゾル吸引器1)をさまざまな場所で充電することを容易にし、ユーザの利便性の向上を図れる。
 また、充電端子43は、例えば、受電コイルを備え、外部電源から送電される電力を非接触で受電可能に構成されてもよい。この場合の電力伝送(Wireless Power Transfer)の方式は、電磁誘導型でもよいし、磁気共鳴型でもよいし、電磁誘導型と磁気共鳴型を組み合わせたものでもよい。別の一例として、充電端子43は、各種USB端子及びLightning端子の少なくとも1つが接続可能であり、且つ上述した受電コイルを有していてもよい。
 内部ホルダ13は、電源ユニット10の後面に沿って延びる後壁13rと、ケース内部の前後方向の中央部に設けられ後壁13rと平行に延びる中央壁13cと、ディスプレイ16に沿って延び後壁13rと中央壁13cとを連結する上壁13uと、後壁13r、中央壁13c、及び上壁13uに直交しこれら後壁13r、中央壁13c、及び上壁13uによって区画形成される空間を左側空間と右側空間に分ける隔壁13dと、中央壁13cに連結され中央壁13cの前方且つ電源ユニット10の下面よりも上方に位置するカートリッジ保持部13aと、を備える。
 内部ホルダ13の左側空間には、電源12が配置される。電源12は、充電可能な二次電池、電気二重層キャパシタ等であり、好ましくはリチウムイオン二次電池である。電源12の電解質は、ゲル状の電解質、電解液、固体電解質、イオン液体の1つ又はこれらの組合せで構成されていてもよい。
 内部ホルダ13の右側空間と、カートリッジ保持部13aと電源ユニット10の下面との間に形成された下側空間とにより形成される空間には、L字状の回路基板60が配置される。回路基板60は、複数層(例えば4層)の基板が積層されて構成される。回路基板60には、後述のMCU50等、電源ユニット10が有する各種機能を実現するための各種電子部品が実装される。
 MCU(Micro Controller Unit)50は、エアロゾル吸引器1に対するユーザのパフ(吸気)動作を検出する吸気センサ15を含む各種センサ装置、操作部18、通知部45等に接続され、エアロゾル吸引器1(電源ユニット10)全体を統括制御する制御装置(コントローラ)である。
 具体的には、MCU50は、プロセッサを主体に構成されており、プロセッサの動作に必要なRAM(Random Access Memory)と各種情報を記憶するROM(Read Only Memory)等の記憶媒体をさらに含む。本明細書におけるプロセッサとは、例えば、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。なお、前述したMCU50に接続される要素の一部(例えば吸気センサ15)は、MCU50内部にMCU50自身の機能として設けられてもよい。
 カートリッジ保持部13aには、第1カートリッジ20を保持する円筒状のカートリッジホルダ14が配置される。カートリッジ保持部13aの下端部には、回路基板60から第1カートリッジ20に向かって突出するように設けられた放電端子41(図3参照)を受け入れる貫通孔13bが設けられる。放電端子41は、第1カートリッジ20に設けられたヒータ21が電気的に接続されるコネクタである。また、放電端子41は、例えば、ばねが内蔵されたピン等により構成され、接続されたヒータ21をユーザが必要に応じて容易に取り外すことができるようになっている。
 貫通孔13bは、放電端子41よりも大きく、貫通孔13bと放電端子41との間に形成される隙間を介して第1カートリッジ20の内部に空気が流入するように構成される。
 カートリッジホルダ14の外周面14aには、回路基板60と対向する位置にパフ動作を検出する吸気センサ15が設けられている。吸気センサ15は、例えば、コンデンサマイクロフォンや圧力センサ等から構成することができる。また、カートリッジホルダ14には、第1カートリッジ20の内部に貯留されるエアロゾル源22の残量を目視可能な上下方向に長い穴部14bが設けられ、電源ユニットケース11に設けられた透光性を有する残量確認窓11wから、第1カートリッジ20の穴部14bを通してユーザが第1カートリッジ20の内部に貯留されるエアロゾル源22の残量を目視できるように構成される。
 図3に示すように、カートリッジホルダ14の上端部には、マウスピース17が着脱自在に固定される。マウスピース17には、第2カートリッジ30が着脱自在に固定される。マウスピース17は、第2カートリッジ30の一部を収容するカートリッジ収容部17bと、第1カートリッジ20とカートリッジ収容部17bとを連通させる連通路17cと、を備える。
 電源ユニットケース11には、内部に外気を取り込む空気取込口11iが設けられている。空気取込口11iは、例えば、残量確認窓11wに設けられる。
[第1カートリッジ]
 第1カートリッジ20は、図3に示すように、円筒状のカートリッジケース27の内部に、エアロゾル源22を貯留するリザーバ23と、エアロゾル源22を加熱するヒータ21と、リザーバ23からヒータ21へエアロゾル源22を引き込むウィック24と、ヒータ21によって加熱されることで霧化及び/又は気化(以下、単に霧化とも称する)したエアロゾル源22がエアロゾル化しつつ第2カートリッジ30に向かって流れるエアロゾル流路25と、を備える。
 リザーバ23は、エアロゾル流路25の周囲を囲むように区画形成され、エアロゾル源22を貯留する。リザーバ23には、樹脂ウェブ又は綿等の多孔体が収容され、且つ、エアロゾル源22が多孔体に含浸されていてもよい。リザーバ23には、樹脂ウェブ又は綿上の多孔質体が収容されず、エアロゾル源22のみが貯留されていてもよい。エアロゾル源22は、グリセリン、プロピレングリコール、又は水等の液体を含む。
 ウィック24は、リザーバ23から毛管現象を利用してエアロゾル源22をヒータ21へ引き込む液保持部材である。ウィック24は、例えば、ガラス繊維や多孔質セラミック等によって構成される。
 ヒータ21は、電源12から放電端子41を介して供給される電力を消費してエアロゾル源22を加熱して、エアロゾル源22を霧化する。ヒータ21は、例えば、所定ピッチで巻き回される電熱線(コイル)によって構成することができる。ヒータ21としては、発熱抵抗体、セラミックヒータ、誘導加熱式のヒータ等を用いることができる。
 エアロゾル流路25は、ヒータ21の下流側であって、第1カートリッジ20の中心線上に設けられる。
[第2カートリッジ]
 第2カートリッジ30は、香味源31を貯留する。第2カートリッジ30は、マウスピース17に設けられたカートリッジ収容部17bに着脱可能に収容される。
 第2カートリッジ30は、ヒータ21によってエアロゾル源22が霧化されることで発生したエアロゾルを香味源31に通すことによってエアロゾルに香味を付与する。香味源31を構成する原料片としては、刻みたばこ、又は、たばこ原料を粒状に成形した成形体を用いることができる。香味源31は、たばこ以外の植物(例えば、ミント、漢方、ハーブ等)によって構成されてもよい。香味源31には、メントール等の香料が付与されていてもよい。
 エアロゾル吸引器1は、エアロゾル源22と香味源31とヒータ21とによって、香味が付加されたエアロゾルを生成する(すなわち発生させる)ことができる。つまり、エアロゾル源22と香味源31は、香味が付与されたエアロゾルを発生させるエアロゾル生成源を構成している。
 エアロゾル吸引器1に用いられるエアロゾル生成源の構成は、エアロゾル源22と香味源31とが別体になっている構成の他、エアロゾル源22と香味源31とが一体的に形成されている構成、香味源31が省略されて香味源31に含まれ得る物質がエアロゾル源22に付加された構成、香味源31の代わりに薬剤等がエアロゾル源22に付加された構成等であってもよい。
 このように構成されたエアロゾル吸引器1では、図3中、矢印Aで示すように、電源ユニットケース11に設けられた空気取込口11iから流入した空気が、貫通孔13bと放電端子41との間に形成される隙間を介して第1カートリッジ20のヒータ21付近を通過する。ヒータ21は、ウィック24によってリザーバ23から引き込まれたエアロゾル源22を霧化する。霧化されて発生したエアロゾルは、取込口から流入した空気と共にエアロゾル流路25を流れ、連通路17cを介して第2カートリッジ30に供給される。第2カートリッジ30に供給されたエアロゾルは、香味源31を通過することで香味が付与され、吸口32に供給される。
 また、エアロゾル吸引器1には、各種情報を通知する通知部45が設けられている。通知部45は、発光素子(例えばLED)によって構成されていてもよく、振動素子によって構成されていてもよく、音出力素子によって構成されていてもよい。また、通知部45は、発光素子、振動素子及び音出力素子のうち、2以上の素子の組合せであってもよい。通知部45は、電源ユニット10、第1カートリッジ20、及び第2カートリッジ30のいずれに設けられてもよいが、消耗品ではない電源ユニット10に設けられることが好ましい。
 なお、上記のエアロゾル吸引器1(「第1のエアロゾル吸引器」とも称する)はいわゆる低温加熱型のエアロゾル吸引器であるが、本発明はいわゆる高温加熱型のエアロゾル吸引器(「第2のエアロゾル吸引器」とも称する)にも適用可能である。以下、第2のエアロゾル吸引器の構成の一例を説明する。
[第2のエアロゾル吸引器]
 図12に示すように、第2のエアロゾル吸引器の一例であるエアロゾル吸引器1Bは、電源部1211B、センサ部1212B、通知部1213B、制御部1216B、加熱部1221B、保持部1240、及び断熱部1244を含む。
 電源部1211Bは、上記のエアロゾル吸引器1(すなわち第1のエアロゾル吸引器)における電源12と実質的に同一である。センサ部1212Bは、上記のエアロゾル吸引器1における吸気センサ15を含む各種センサ装置と実質的に同一である。通知部1213Bは、上記のエアロゾル吸引器1における通知部45と実質的に同一である。制御部1216Bは、上記のエアロゾル吸引器1におけるMCU50と実質的に同一である。加熱部1221Bは、上記のエアロゾル吸引器1におけるヒータ21と実質的に同一である。
 保持部1240は、内部空間1241を有し、内部空間1241にスティック型基材1250の一部を収容しながらスティック型基材1250を保持する。保持部1240は、内部空間1241を外部に連通する開口1242を有し、開口1242から内部空間1241に挿入されたスティック型基材1250を保持する。例えば、保持部1240は、開口1242及び底部1243を底面とする筒状体であり、柱状の内部空間1241を画定する。保持部1240は、スティック型基材1250へ供給される空気の流路を画定する機能も有する。かかる流路への空気の入り口である空気流入孔は、例えば底部1243に配置される。他方、かかる流路からの空気の出口である空気流出孔は、開口1242である。
 スティック型基材1250は、基材部1251、及び吸口部1252を含む。基材部1251は、エアロゾル源を含む。なお、本構成例において、エアロゾル源は液体に限られるものではなく、固体であってもよい。スティック型基材1250が保持部1240に保持された状態において、基材部1251の少なくとも一部は内部空間1241に収容され、吸口部1252の少なくとも一部は開口1242から突出する。そして、開口1242から突出した吸口部1252をユーザが咥えて吸引すると、図示しない空気流入孔から内部空間1241に空気が流入し、基材部1251から発生するエアロゾルと共にユーザの口内に到達する。
 図12に示した例では、加熱部1221Bは、フィルム状に構成され、保持部1240の外周を覆うように配置される。そして、加熱部1221Bが発熱すると、スティック型基材1250の基材部1251が外周から加熱され、エアロゾルが生成される。
 断熱部1244は、加熱部1221Bから他の構成要素への伝熱を防止する。例えば、断熱部1244は、真空断熱材、又はエアロゲル断熱材等により構成される。
 以上、第2のエアロゾル吸引器であるエアロゾル吸引器1Bの一例について説明した。もちろん、エアロゾル吸引器1Bの構成は上記に限定されず、以下に例示する多様な構成をとり得る。
 一例として、加熱部1221Bは、ブレード状に構成され、保持部1240の底部1243から内部空間1241に突出するように配置されてもよい。その場合、ブレード状の加熱部1221Bは、スティック型基材1250の基材部1251に挿入され、スティック型基材1250の基材部1251を内部から加熱する。他の一例として、加熱部1221Bは、保持部1240の底部1243を覆うように配置されてもよい。また、加熱部1221Bは、保持部1240の外周を覆う第1の加熱部、ブレード状の第2の加熱部、及び保持部1240の底部1243を覆う第3の加熱部のうち、2以上の組み合わせとして構成されてもよい。
 他の一例として、保持部1240は、内部空間1241を形成する外殻の一部を開閉する、ヒンジ等の開閉機構を含んでいてもよい。そして、保持部1240は、外殻を開閉することで、内部空間1241に挿入されたスティック型基材1250を挟持してもよい。その場合、加熱部1221Bは、保持部1240における当該挟持箇所に設けられ、スティック型基材1250を押圧しながら加熱してもよい。
 なお、第2のエアロゾル吸引器であるエアロゾル吸引器1Bでは、エアロゾル吸引器1B自体が電源ユニットとしても機能する。
 以上、第1のエアロゾル吸引器及び第2のエアロゾル吸引器の構成の一例について説明した。以下では、主に、本発明を第1のエアロゾル吸引器に適用した例について説明するが、本発明を第2のエアロゾル吸引器に適用してもよい。
[電源ユニットの回路構成]
 次に、電源ユニット10の回路構成の一例について、図4を参照しながら説明する。なお、以下では、説明を簡潔にするため、電源ユニット10の回路構成のうち、充電端子43を介して供給された外部電源の電力により電源12を充電するための要部、及び電源12の電力をヒータ21に供給するための要部を中心に説明することとし、その他の部分についての図示及び説明は適宜省略する。
 図4に示すように、電源ユニット10は、主要な構成要素として、電源12と、加熱部の一例であるヒータ21が接続される加熱部コネクタの一例としての放電端子41と、外部電源へ接続可能な外部電源コネクタの一例としての充電端子43と、スイッチングを行う半導体であるスイッチング素子の一例としてのFET(Field Effect Transistor)と、MCU50と、MCU50を動作させるのに適した電力を生成するLDOレギュレータ62と、を備える。
 図4に示す例において、電源ユニット10は、FETとして、第1FET101と、第2FET102と、第3FET103と、第4FET104と、第4FET104に並列接続された第5FET105と、を備えている。
 MCU50は、電源ユニット10が備える各FETの動作(すなわちオン/オフ)を制御可能に構成される。例えば、電源ユニット10が備える各FETはMOSFETであり、MCU50は、各FETのゲート端子に印加するゲート電圧を制御することにより、各FETのオン/オフを制御する。なお、電源ユニット10が備える各FETは、MOSFETに限らず、例えばIGBTやバイポーラトランジスタ等であってもよい。
 以下、電源ユニット10における主要な各構成要素の電気的な接続関係の一例について、具体的に説明する。
 充電端子43は、第1FET101の一端に接続される。第1FET101の他端は、放電端子41の一端、LDOレギュレータ62の入力端子、及び第2FET102の一端のそれぞれに接続される。放電端子41の他端は、ヒータ21に接続される。LDOレギュレータ62の出力端子は、MCU50の電源端子に接続される。
 また、第1FET101と第2FET102との間には、第1コンデンサ111が接続されている。具体的に説明すると、第1コンデンサ111の一端(高電位側端子)は、第1FET101の他端と第2FET102の一端との間に設けられた接続点Cp1に接続される。ここで、接続点Cp1は、第1FET101の他端から放電端子41の一端に向かって分岐する(換言すると放電端子41の一端が接続される)接続点Cp2よりも第2FET102側に設けられる。
 また、第1コンデンサ111の他端(低電位側端子)は、電源ユニット10において基準となる電位(グランド電位)と同電位になる配線(以下「グランドライン」とも称する)に接続される。このような第1コンデンサ111を設けることにより、第1FET101側から第2FET102に入力される電力と、第2FET102から放電端子41側に出力される電力とのそれぞれを第1コンデンサ111によって平滑化することが可能となる。
 例えば、第1コンデンサ111は、後述する充電電源系統の作動時には、第1FET101側から第2FET102に入力される電力を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。一方、第1コンデンサ111は、後述するヒータ電源系統の作動時には、第2FET102から放電端子41側に出力される電力を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。このように、異なる電源系統における平滑コンデンサを1つの第1コンデンサ111に共通化することにより電源ユニット10の構成を簡素化でき、電源ユニット10の小型化や製造コストの抑制を図ることが可能となる。
 第2FET102の他端は、並列接続された第4FET104及び第5FET105の一端に、リアクトル121を介して接続される。第2FET102及びリアクトル121により、第1FET101側(すなわち充電端子43側)から第2FET102に入力された電力を降圧し、降圧した電力を第4FET104及び第5FET105側(すなわち電源12側)へ出力することができる。
 また、第2FET102の他端とリアクトル121との間には、第3FET103が接続されている。具体的に説明すると、第3FET103の一端は、第2FET102の他端とリアクトル121との間に設けられた接続点Cp3に接続される。すなわち、第3FET103の一端は、並列接続された第4FET104及び第5FET105の一端に、リアクトル121を介して接続される。また、第3FET103の他端は、グランドラインに接続される。第3FET103及びリアクトル121により、第4FET104及び第5FET105側(すなわち電源12側)から第3FET103に入力された電力を昇圧し、昇圧した電力を第2FET102側(すなわち放電端子41及びヒータ21側)へ出力することができる。
 すなわち、リアクトル121は、第2FET102による降圧と、第3FET103による昇圧との両方に供される。このように、第2FET102による降圧と、第3FET103による昇圧とのそれぞれに供されるリアクトルを1つのリアクトル121に共通化することにより電源ユニット10の構成を簡素化でき、電源ユニット10の小型化や製造コストの抑制を図ることが可能となる。
 並列接続された第4FET104及び第5FET105の他端は、電源12(厳密には電源12の+端子)に接続される。また、第4FET104と第5FET105との間には、第2コンデンサ112が接続されている。具体的に説明すると、第2コンデンサ112の一端(高電位側端子)は、第4FET104の一端と第5FET105の一端との間に設けられた接続点Cp4に接続される。第2コンデンサ112の他端(低電位側端子)は、グランドラインに接続される。このような第2コンデンサ112を設けることにより、リアクトル121側から第4FET104及び第5FET105に入力される電力と、第4FET104及び第5FET105からリアクトル121側に出力される電力とのそれぞれを第2コンデンサ112によって平滑化することが可能となる。
 例えば、第2コンデンサ112は、後述する充電電源系統の作動時には、リアクトル121側から第4FET104及び第5FET105に入力される電力を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。一方、第2コンデンサ112は、後述するヒータ電源系統の作動時には、第4FET104及び第5FET105からリアクトル121側に出力される電力を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。このように、異なる電源系統における平滑コンデンサを1つの第2コンデンサ112に共通化することにより電源ユニット10の構成を簡素化でき、電源ユニット10の小型化や製造コストの抑制を図ることが可能となる。
[電源ユニットにおける各電源系統]
 図4に示したように、電源ユニット10において、充電端子43は、第1FET101及び第2FET102等を介して電源12と接続されている。このような第1FET101及び第2FET102は、充電端子43を介して供給された外部電源の電力により電源12を充電するための充電電源系統を構成する。また、図4に示した例では、並列接続された第4FET104及び第5FET105も、充電端子43と電源12との間に設けられ、これらを接続するように機能する。したがって、図4に示した例では、並列接続された第4FET104及び第5FET105も充電電源系統を構成している。充電電源系統の詳細については、図5等を用いて後述する。
 また、電源ユニット10において、放電端子41は、第3FET103等を介して電源12と接続されている。このような第3FET103は、電源12の電力をヒータ21に供給するためのヒータ電源系統を構成する。ヒータ電源系統の詳細については、図6等を用いて後述する。
 また、電源ユニット10において、MCU50は、第1FET101及びLDOレギュレータ62等を介して充電端子43と接続されている。このような第1FET101及びLDOレギュレータ62は、充電端子43を介して供給された外部電源の電力を用いてMCU50を動作させるための第1MCU電源系統を構成する。第1MCU電源系統の詳細については、図5等を用いて後述する。
 さらに、電源ユニット10において、MCU50は、第2FET102及びLDOレギュレータ62等を介して電源12とも接続されている。このような第2FET102及びLDOレギュレータ62は、電源12の電力を用いてMCU50を動作させるための第2MCU電源系統を構成する。例えば、充電端子43が外部電源に接続されていない場合の電源ユニット10の動作時には、この第2MCU電源系統によってMCU50に電力が供給される。第2MCU電源系統の詳細については、図6等を用いて後述する。
 このように、電源ユニット10では、電源12に電力を供給するための充電電源系統、ヒータ21に電力を供給するためのヒータ電源系統、及びMCU50に電力を供給するためのMCU電源系統(第1MCU電源系統及び第2MCU電源系統)といった複数の電源系統が設けられている。これにより、電源12、ヒータ21、及びMCU50といった各負荷に対して、適切な電力を供給することが可能となる。例えば、電源12には3~4[V]程度の電圧値を有する電力を供給し、ヒータ21には5~10[V]程度の電圧値を有する電力を供給し、MCU50には3[V]程度の電圧値を有する電力を供給するといったことが可能になる。したがって、電源12の劣化や破損を回避しながら電源12を効率よく充電したり、エアロゾルを生成するのに十分な電力をヒータ21に供給してエアロゾル吸引器1における香喫味の向上を図ったり、MCU50を安定して動作させたりすることが可能となる。
[第1MCU電源系統]
 以下、電源ユニット10における各電源系統の具体的な一例について説明する。まず、第1MCU電源系統について、図5を参照しながら説明する。例えば、充電端子43が外部電源に接続されると、第1MCU電源系統によりMCU50に電力が供給され、MCU50が動作する。
 図5において符号501で示す矢印は、第1MCU電源系統による電力供給経路をあらわす。すなわち、充電端子43が外部電源に接続されたことに応じて第1FET101はオンとなり、外部電源の電力が第1FET101を介してLDOレギュレータ62に供給される。LDOレギュレータ62は、供給された電力からMCU50を動作させるための電力を生成し、生成した電力をMCU50に供給する。これにより、MCU50が動作する。
 例えば、充電端子43を介して電源ユニット10に供給される外部電源の電力は約5[V]の電圧値を有するUSBバスパワーであり、LDOレギュレータ62は、供給されたUSBバスパワーから、MCU50を動作させるのに適した約3[V]の電圧値を有する電力を生成する。
[充電電源系統]
 次に、充電電源系統について、引き続き図5を参照しながら説明する。例えば、MCU50は、充電端子43が外部電源に接続されたことに応じて、電源ユニット10の動作モードを充電モードとする。そして、MCU50は、電源ユニット10の動作モードを充電モードとしているときに充電電源系統を作動させて、外部電源の電力により電源12を充電する。
 図5において符号502で示す矢印は、充電電源系統による電力供給経路をあらわす。すなわち、充電端子43が外部電源に接続されたことに応じて第1FET101がオンとなると、外部電源の電力が第1FET101を介して第2FET102にも供給される。そして、MCU50は、第2FET102のスイッチングを制御して、第2FET102に入力された電力を降圧させる。
 例えば、第2FET102は、充電端子43を介して電源ユニット10に供給された外部電源の電力である約5[V]のUSBバスパワーを降圧して、電源12の充電に適した3~4[V]程度の電圧値を有する電力を生成する。また、MCU50は、電源ユニット10の動作モードが充電モードであるときには第3FET103をオフとしておく。
 第2FET102によって降圧された電力は、第4FET104及び第5FET105に対して出力され、電源12に供給される。すなわち、第2FET102は、充電電源系統において、外部電源の電力を降圧して電源12に対して出力する降圧回路を構成している。
 そして、MCU50は、第4FET104及び第5FET105のスイッチングを制御して、電源12の充電を制御する。ここで、第4FET104及び第5FET105は、充電電源系統において、電源12を充電する電力の電流値を制御するスイッチング素子となっている。例えば、MCU50は、充電開始時から電源12が所定の充電電圧に達するまでは、ゲート電圧を調整することにより定電流充電方式で電源12を充電するように、第4FET104及び第5FET105を制御する。そして、MCU50は、電源12が所定の充電電圧に達したのちは、ゲート電圧を調整することにより定電圧充電方式で電源12を充電するように、第4FET104及び第5FET105を制御する。
 定電流充電方式又は定電圧充電方式で電源12を充電するようにスイッチング素子を制御する場合、スイッチング素子がフルオンとなっている状態と比較してオン抵抗が大きいため、このオン抵抗によるスイッチング素子での発熱が大きくなる。そこで、電源12を充電する電力を並列接続された複数のFETにより制御することで、これら複数のFETの発熱を抑制しながら、電源12を充電することが可能となる。なぜなら、電源12を充電する電力を並列接続された複数のFETにより制御するようにした場合には、この制御を1つのFETで行うようにした場合に比べて、1つのFETあたりに流れる電流の電流値を小さくできる。電力は電流値の二乗に比例するため、電源12を充電する電力を制御する各FETの、電源12を充電する際のオン抵抗による消費電力すなわち発熱を効果的に抑制することが可能となる。
[ヒータ電源系統]
 次に、第2MCU電源系統について、図6を参照しながら説明する。例えば、MCU50は、充電端子43が外部電源に接続されていないときにエアロゾル吸引器1に対するユーザのパフ動作が検出されると、電源ユニット10の動作モードを吸引モードとする。そして、MCU50は、電源ユニット10の動作モードを吸引モードとしているときにヒータ電源系統を作動させて、電源12の電力をヒータ21に供給する。
 図6において符号601で示す矢印は、ヒータ電源系統による電力供給経路をあらわす。すなわち、MCU50は、エアロゾル吸引器1に対するユーザのパフ動作が検出されると、エアロゾルの生成に必要な電力をヒータ21に供給すべく、電源12からの放電を開始する。このとき、MCU50は、第4FET104及び第5FET105をフルオンとする。これにより、第4FET104及び第5FET105をフルオンとしない場合に比べて、第4FET104及び第5FET105のオン抵抗を小さくできる。したがって、吸引モード時(すなわちヒータ電源系統作動時)の第4FET104及び第5FET105のオン抵抗による発熱と電力損失とを抑制することが可能となる。
 電源12から放電された電力は、第4FET104及び第5FET105を介して、第3FET103に供給される。そして、MCU50は、第3FET103のスイッチングを制御して、第3FET103に入力された電力を昇圧させる。例えば、第3FET103には、電源12の出力電圧である3~4[V]程度の電圧値を有する電力が入力される。そして、第3FET103は、この電力を昇圧して、ヒータ21によるエアロゾルの生成に適した5~10[V]程度の電圧値を有する電力を生成する。
 第3FET103によって昇圧された電力は、第2FET102及び放電端子41を介してヒータ21に供給される。すなわち、第3FET103は、ヒータ電源系統において、電源12の電力を昇圧してヒータ21に対して出力する昇圧回路を構成している。第3FET103によって昇圧された電力がヒータ21に供給されることで、ヒータ21によってエアロゾル源22が加熱され、エアロゾルが生成される。
 なお、MCU50は、電源ユニット10の動作モードが吸引モードであるときには第2FET102をフルオンとする。これにより、第2FET102をフルオンとしない場合に比べて、第2FET102のオン抵抗を小さくできる。したがって、吸引モード時(すなわちヒータ電源系統作動時)の第2FET102のオン抵抗による発熱と電力損失とを抑制することが可能となる。また、MCU50は、電源ユニット10の動作モードが吸引モードであるときには第1FET101をオフとしておく。
[第2MCU電源系統]
 次に、第2MCU電源系統について、引き続き図6を参照しながら説明する。例えば、充電端子43が外部電源に接続されていない場合の電源ユニット10の動作時(上記の吸引モード時を含む)には、第2MCU電源系統によりMCU50に電力が供給される。
 図6において符号602で示す矢印は、第2MCU電源系統による電力供給経路をあらわす。第2MCU電源系統は、電源12から接続点Cp2まではヒータ電源系統と同様である。したがって、この区間についての説明は省略する。
 第2MCU電源系統では、電源12の電力が第3FET103によって昇圧され、LDOレギュレータ62に供給される。そして、LDOレギュレータ62は、第3FET103によって昇圧された電力からMCU50を動作させるのに適した約3[V]の電圧値を有する電力を生成し、生成した電力をMCU50に供給する。これにより、MCU50が動作する。
 以上に説明したように、電源ユニット10において、電源12と充電端子43とを接続する第4FET104に並列接続される第5FET105を設けることで、外部電源の電力により電源12を充電する際に第4FET104に流れる電流を少なくして、第4FET104の発熱を抑制することが可能となる。したがって、電源12を充電する際の第4FET104の熱によって、第4FET104を含む電源ユニット10の電子部品が劣化あるいは破損したり、電源ユニット10の動作が不安定になったりするのを回避できる。
 また、ここで、第4FET104は、充電電源系統において、電源12を充電する電力の電流値を制御するFETとなっている。したがって、このような第4FET104に並列接続される第5FET105を設けることにより、電源12を充電する電力の電流値を制御する際に第4FET104に流れる電流を少なくして、第4FET104の発熱を抑制することが可能となる。
 なお、ここでは、電源12を充電する電力の電流値を制御するFETとして、第4FET104及び第5FET105といった2つのFETを並列接続して設けた例を説明したが、3つ以上のFETを並列接続して設けるようにしてもよい。並列接続するFETの数を多くするほど1つのFETあたりに流れる電流の電流値を小さくできるため、発熱抑制効果をさらに高めることが可能となる。
 ところで、電源12を充電する電力を第4FET104及び第5FET105といった複数のFETにより制御するようにした場合には、この制御を1つのFETで行うようにした場合に比べて、電源12を充電する際に動作するFETの数が増加することから、電源ユニット10における消費電力が増加する可能性がある。
 そこで、電源ユニット10における消費電力の増加を抑制する観点から、MCU50は、電源12を充電する電力を制御するために並列接続された複数のFETのうち、動作させるFETの数を、電源12を充電する電力に応じて変化させるようにしてもよい。
 例えば、MCU50は、電源12を充電する電力が比較的小さいとき(例えばあらかじめ設定された第1の閾値以下のとき)には並列接続された第4FET104及び第5FET105のうちの一方のみを動作させ、電源12を充電する電力が比較的大きいとき(例えば第1の閾値よりも大きいとき)には並列接続された第4FET104及び第5FET105の両方を動作させる。このように、電源12を充電する電力を制御するために並列接続された複数のFETのうち、動作させるFETの数を、電源12を充電する電力に応じて変化させることで、電源12を充電する際に適切な数のFETを動作させることが可能となる。したがって、電源ユニット10における消費電力の増加を抑制しながら、電源12を充電する際に第4FET104及び第5FET105が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクを低減できる。
 また、電源12の温度が低いときに大電力(例えば大電流)によって電源12を充電すると、電源12が著しく劣化することがある。このような電源12の劣化を抑制する観点から、電源ユニット10は、電源12の温度が閾値(例えば0[℃])以下であるときには第1電力により電源12を充電し、電源12の温度が閾値よりも高くなると第1電力よりも大きい第2電力により電源12を充電するようにしてもよい。そして、MCU50は、例えば、第1電力により電源12が充電されているときには、並列接続された第4FET104及び第5FET105のうちの一方のみを動作させ、第2電力により電源12が充電されているときには、並列接続された第4FET104及び第5FET105の両方を動作させるようにしてもよい。これにより、電源12の温度に応じた適切な電力で電源12を充電することを可能にし、電源12の温度が低いときに大電力で電源12を充電してしまうことによる電源12の劣化を回避できる。併せて、電源12を充電する際に、電源12を充電する電力に応じた適切な数のFETを動作させることができ、電源ユニット10における消費電力の増加を抑制しながら、電源12を充電する際に第4FET104及び第5FET105が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクを低減できる。
 また、電源12の出力電圧が低いときに充電端子43が外部電源に接続されると、突入電流として大電流が電源ユニット10に流れ、電源ユニット10が破損することがある。このような突入電流から電源ユニット10を保護する観点から、電源ユニット10は、電源12の出力電圧が閾値(例えば3[V])以下であるときには第1電力により電源12を充電し(具体的には小電流を用いたプリチャージを実施し)、電源12の出力電圧が閾値よりも高くなると第1電力よりも大きい第2電力により電源12を充電するようにしてもよい。そして、MCU50は、例えば、第1電力により電源12が充電されているとき(すなわちプリチャージの実施中)には、並列接続された第4FET104及び第5FET105のうちの一方のみを動作させ、第2電力により電源12が充電されているときには、並列接続された第4FET104及び第5FET105の両方を動作させるようにしてもよい。これにより、電源12の出力電圧に応じた適切な電力で電源12を充電することを可能にし、突入電流から電源ユニット10を保護できる。併せて、電源12を充電する際に、電源12を充電する電力に応じた適切な数のFETを動作させることができ、電源ユニット10における消費電力の増加を抑制しながら、電源12を充電する際に第4FET104及び第5FET105が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクを低減できる。
 また、並列接続された複数のFETを電源ユニット10に設けるにあたり、これら複数のFETのうちの少なくとも1つのFETはIC(Integrated Circuit)として電源ユニット10に設けられ、これら複数のFETのうちの残りのFETはこのICとは別体として電源ユニット10に設けられるようにしてもよい。
 例えば、ここで、前述した第4FET104及び第5FET105のうち、第4FET104をIC内に設けて電源ユニット10に実装し、第5FET105をこのICとは別体として電源ユニット10に実装するとする。この場合、図7に示すように、電源ユニット10は、第4FET104を含んで構成されるIC700を備える。
 具体的に説明すると、図7に示す例において、IC700は、第5FET105を除く他のFET、LDOレギュレータ62、及びIC700の外部に設けられたFETを接続可能な端子701等を備えて構成され、電源ユニット10の回路基板60に実装される。そして、IC700の端子701には、IC700の外部に設けられた(例えば電源ユニット10の回路基板60に直接実装された)第5FET105が接続されている。このように、端子701に第5FET105が接続されていると、IC700は、端子701に接続された第5FET105と、IC700の内部に設けられた第4FET104とを並列接続する。換言すると、端子701は、端子701に接続可能なIC700の外部のFETと、IC700の内部に設けられた第4FET104とが並列接続されるように設けられている。
 図7に示したように、第4FET104を含んで構成されるIC700に、IC700の外部に設けられたFETを第4FET104と並列接続することを可能にする端子701を設けることで、エアロゾル吸引器1の製造者は、前述した第5FET105のような第4FET104と並列接続されるFETを、必要に応じて電源ユニット10に容易に設けることができる。したがって、電源ユニット10のスペック等に応じて適切な数のFETを容易に電源ユニット10に実装することが可能となる。
 一例として、ヒータ21へ供給する電力が比較的大きくなるように電源ユニット10を構成した場合には、第4FET104に並列接続される第5FET105を設けないと、第4FET104が高温となることが想定される。このような場合、エアロゾル吸引器1の製造者は、前述した第5FET105のような第4FET104と並列接続されるFETを電源ユニット10に追加することで、第4FET104が高温となるのを回避することが可能となり、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクを低減できる。
 一方、ヒータ21へ供給する電力が比較的小さくなるように電源ユニット10を構成した場合には、第4FET104に並列接続される第5FET105を設けなくても第4FET104がさほど高温とならないと考えられ、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクが比較的低いと考えられる。したがって、このような場合には、エアロゾル吸引器1の製造者は、前述した第5FET105のような第4FET104と並列接続されるFETを電源ユニット10に設けないようにすることで、電源ユニット10の構成を簡素化でき、電源ユニット10の小型化や製造コストの抑制を図ることが可能となる。
 より具体的に説明すると、一般的に、第1のエアロゾル吸引器よりも第2のエアロゾル吸引器の方が加熱部へ供給する電力が大きくなる。このため、第2のエアロゾル吸引器では、第4FET104に並列接続される第5FET105を設けないと、第4FET104が高温となってしまい、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするおそれがある。したがって、第2のエアロゾル吸引器では、第4FET104に並列接続される第5FET105を設ける方が好ましい。
 一方、第1のエアロゾル吸引器では、第4FET104に並列接続される第5FET105を設けなくても、第4FET104がさほど高温とはならないため、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクが比較的低いと考えられる。したがって、製造コスト等を勘案すると、第1のエアロゾル吸引器では、第4FET104に並列接続される第5FET105を設けない方が好ましい。
 そこで、IC700のように、外部のFET(外付けのFET)を第4FET104に並列接続可能なICを作成し、第2のエアロゾル吸引器の場合のみ、第4FET104に並列接続される外付けのFETを追加するようにすることで、第1のエアロゾル吸引器と第2のエアロゾル吸引器とで採用するICを共通化しても、それぞれのエアロゾル吸引器において適切な数のFETを容易に実装できる。このため、第1のエアロゾル吸引器と第2のエアロゾル吸引器とで異なるICをそれぞれ個別に作成する必要がなくなり、これらエアロゾル吸引器を製造するにあたってのコストや労力を削減することが可能となる。
 また、電源12と、充電端子43又は放電端子41とを接続するFETを、電源ユニット10が備える他の電子部品と集積して電源ユニット10の回路基板60に実装することで、これらを個々に回路基板60に実装するようにした場合に比べて、省スペースで回路基板60に実装することを可能にし、回路基板60(すなわち電源ユニット10)の小型化を図れる。さらに、電源12と、充電端子43又は放電端子41とを接続するFETを、電源ユニット10が備える他の電子部品と集積して電源ユニット10の回路基板60に実装することで、これらを個々に回路基板60に実装するようにした場合に比べて、これらの実装作業を簡略化することも可能となる。
 なお、図7に示した例ではMCU50をIC700の外部に設けているが、IC700がさらにMCU50も含んで構成されるようにしてもよい。このようにすれば、第4FET104を制御するMCU50も、電源ユニット10に容易に実装することが可能となる。
[変形例]
 次に、前述した実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、前述した実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。
 図4に示した例では第4FET104に並列接続される第5FET105を設けたが、これに限らない。このような第5FET105に代えて、あるいは加えて、第4FET104以外のFETと並列接続されるFETを設けるようにしてもよい。
[第1変形例]
 第1変形例としては、図8に示すように、第3FET103に並列接続される第6FET106を設けることが考えられる。例えば、第1のエアロゾル吸引器のように加熱部へ供給する電力が比較的小さいエアロゾル吸引器では、第3FET103に並列接続される第6FET106を設けなくても第3FET103がさほど高温とならない。一方、第2のエアロゾル吸引器のように加熱部へ供給する電力が比較的大きいエアロゾル吸引器では、第3FET103に並列接続される第6FET106を設けないと、第3FET103が高温となってしまい、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするおそれがある。したがって、第1のエアロゾル吸引器の場合には、第3FET103に並列接続される第6FET106を設けず、第2のエアロゾル吸引器の場合には、第3FET103に並列接続される第6FET106を設けるようにしてもよい。
 図8に示す例では、並列接続された第3FET103及び第6FET106の一端は、リアクトル121を介して第4FET104の一端に接続されている。また、第3FET103及び第6FET106の他端は、グランドラインに接続されている。このような第3FET103、第6FET106、及びリアクトル121を設けることにより、第4FET104側(すなわち電源12側)から第3FET103及び第6FET106に入力された電力を昇圧し、昇圧した電力を第2FET102側(すなわち放電端子41側)へ出力することが可能となる。
 第1変形例において、MCU50は、並列接続された第3FET103及び第6FET106を、例えば前述した実施形態における第3FET103と同様に制御する。つまり、第3FET103及び第6FET106は、電源12の電力がヒータ21やMCU50に供給される場合(例えばヒータ電源系統の作動時や第2MCU電源系統の作動時)にスイッチングされ、入力された電力を昇圧し、昇圧した電力を第2FET102側(すなわち放電端子41側)へ出力する。
 すなわち、第1変形例における第3FET103及び第6FET106は、ヒータ電源系統において、電源12の電力を昇圧してヒータ21に対して出力する昇圧回路を構成している。また、第3FET103及び第6FET106は、電源12の充電時(すなわち充電電源系統の作動時)にはオフとされる。
 スイッチング素子が、ヒータ電源系統において電源12の電力を昇圧してヒータ21に対して出力する昇圧回路を構成する場合、連続的にスイッチング動作を行うため、スイッチング時のサージ電流による発熱が大きくなる。そこで、電源12の電力を並列接続された複数のFETにより昇圧することで、これら複数のFETの発熱を抑制しながら、電源12の電力を昇圧することが可能となる。なぜなら、電源12の電力を並列接続された複数のFETにより昇圧するようにした場合には、この昇圧を1つのFETで行うようにした場合に比べて、この昇圧に伴うスイッチング時に1つのFETあたりに流れる電流の電流値を小さくできる。このため、スイッチング時のサージ電流を小さくでき、サージ電流による各FETの発熱を抑制することが可能となる。したがって、図8に示す例では、第3FET103及び第6FET106の発熱を抑制しながら、これらにより電源12の電力を昇圧し、エアロゾルを生成するのに十分な電力をヒータ21に供給することが可能となる。
 なお、ここでは、電源12の電力を昇圧してヒータ21に対して出力する昇圧回路を構成するFETとして、第3FET103及び第6FET106といった2つのFETを並列接続して設けた例を説明したが、3つ以上のFETを並列接続して設けるようにしてもよい。並列接続するFETの数を多くするほど1つのFETあたりに流れる電流の電流値を小さくできるため、発熱抑制効果をさらに高めることが可能となる。
 また、MCU50は、ヒータ21に供給する電力に応じて動作させるFETの数を変化させてもよい。例えば、電源ユニット10は、起動された場合には速やかにエアロゾルの生成が可能な状態とすべく、起動直後の所定期間には第1電力をヒータ21に供給し、所定期間の経過後には第1電力よりも小さい第2電力をヒータ21に供給してもよい。そして、MCU50は、例えば、第1電力がヒータ21に供給されているときには、並列接続された第3FET103及び第6FET106の両方を動作させ、第2電力がヒータ21に供給されているときには、並列接続された第3FET103及び第6FET106のうちの一方のみを動作させる。これにより、電源ユニット10が起動されると、速やかにエアロゾルの生成が可能な状態とすることができ、ユーザの利便性の向上を図れる。併せて、ヒータ21に電力を供給する際に、ヒータ21に供給する電力に応じた適切な数のFETを動作させることができ、電源ユニット10における消費電力の増加を抑制しながら、ヒータ21に電力を供給する際に第3FET103及び第6FET106が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 なお、起動後のそれぞれの時期においてヒータ21に供給する電力は、制御プロファイルとしてMCU50にあらかじめ記憶されていてもよいし、そのときのヒータ21の温度等に基づきMCU50が適宜算出するようにしてもよい。
 また、一般的に、第2のエアロゾル吸引器の場合には、ヒータ21(加熱部1221B)によるエアロゾル源の加熱を制御するための制御プロファイル(以下「加熱プロファイル」とも称する)がMCU50(制御部1216B)にあらかじめ記憶され、この加熱プロファイルにしたがってMCU50がヒータ21への電力供給を制御する。ここで、加熱プロファイルは、例えば、ヒータ21の目標温度の時系列推移が規定された情報である。MCU50は、電源12からの電力を、パルス幅変調(PWM)又はパルス周波数変調(PFM)によるパルスの形態でヒータ21に供給する。そして、MCU50は、ヒータ21の温度と目標温度との差に基づいて、ヒータ21に供給する電力のデューティ比を調整することによって、ヒータ21に供給する電力を調整する。
 加熱プロファイルを用いた加熱制御によれば、例えば、加熱開始直後の第1期間にはヒータ21が第1温度に向かって昇温されるように制御され、第1期間後の第2期間にはヒータ21が第1温度を維持するように制御され、第2期間後の第3期間にはヒータ21が第1温度よりも低い第2温度まで降温するように制御され、第3期間後の第4期間には第2温度を維持するように制御され、第4期間後の第5期間には第2温度よりも高い第3温度まで昇温するように制御されたりする。
 上記の第1期間あるいは第5期間では、ヒータ21を昇温させるために、ヒータ21に供給する電力が比較的大きくなる。そこで、MCU50は、上記の第1期間あるいは第5期間においては他の期間(上記の第2期間、第3期間、及び第4期間)に比べて、動作させるFETの数の増やすようにしてもよい。具体的には、例えば、MCU50は、第1期間あるいは第5期間においては並列接続された第3FET103及び第6FET106の両方を動作させ、他の期間においては並列接続された第3FET103及び第6FET106のうちの一方のみを動作させるようにしてもよい。
 また、MCU50は、前述したように電源ユニット10が第4FET104に並列接続される第5FET105を備える場合も、ヒータ21に供給する電力に応じて動作させるFETの数を変化させてもよい。例えば、MCU50は、ヒータ21に供給する電力が比較的大きいときには第4FET104及び第5FET105の両方を動作させ、ヒータ21に供給する電力が比較的小さいときには第4FET104及び第5FET105のうちの一方のみを動作させるようにしてもよい。具体的には、例えば、MCU50は、第1期間あるいは第5期間においては並列接続された第4FET104及び第5FET105の両方を動作させ、他の期間においては並列接続された第3FET103及び第6FET106のうちの一方のみを動作させるようにしてもよい。
 また、MCU50は、後述の第2変形例のように、電源ユニット10が第2FET102に並列接続される第7FET107を備える場合も、ヒータ21に供給する電力に応じて動作させるFETの数を変化させてもよい。例えば、MCU50は、ヒータ21に供給する電力が比較的大きいときには第2FET102及び第7FET107の両方を動作させ、ヒータ21に供給する電力が比較的小さいときには第2FET102及び第7FET107のうちの一方のみを動作させるようにしてもよい。具体的には、例えば、MCU50は、第1期間あるいは第5期間においては並列接続された第2FET102及び第7FET107の両方を動作させ、他の期間においては並列接続された第2FET102及び第7FET107のうちの一方のみを動作させるようにしてもよい。
 また、例えば、前述した第3FET103及び第6FET106のうち、第3FET103をICとして電源ユニット10に設ける一方、第6FET106をこのICとは別体として電源ユニット10に設けるようにしてもよい。この場合、図9に示すように、電源ユニット10は、第3FET103を含んで構成されるIC900を備える。
 具体的に説明すると、図9に示す例において、IC900は、第6FET106を除く他のFET、LDOレギュレータ62、及びIC900の外部に設けられたFETを接続可能な端子901等を備えて構成され、電源ユニット10の回路基板60に実装される。そして、IC900の端子901には、IC900の外部に設けられた(例えば電源ユニット10の回路基板60に直接実装された)第6FET106が接続される。このように、端子901に第6FET106が接続されていると、IC900は、端子901に接続された第6FET106と、IC900の内部に設けられた第3FET103とを並列接続する。換言すると、端子901は、端子901に接続可能なIC900の外部のFETと、IC900の内部に設けられた第3FET103とが並列接続されるように設けられている。
 図9に示したように、第3FET103を含んで構成されるIC900に、IC900の外部に設けられたFETを第3FET103と並列接続することを可能にする端子901を設けることで、エアロゾル吸引器1の製造者は、前述した第6FET106のような第3FET103と並列接続されるFETを、必要に応じて電源ユニット10に容易に設けることができる。したがって、電源ユニット10のスペック等に応じて適切な数のFETを容易に電源ユニット10に実装することが可能となる。
 例えば、前述したように、第2のエアロゾル吸引器の方が第1のエアロゾル吸引器よりもヒータ21に供給する電力が比較的大きくなる。このため、第2のエアロゾル吸引器の電源ユニットとして電源ユニット10を構成した場合には、昇圧回路を構成するFETが第3FET103のみでは高温となることが想定される。このような場合、エアロゾル吸引器1の製造者は、前述した第6FET106のような第3FET103と並列接続されるFETを電源ユニット10に追加することで、ヒータ21に電力を供給する際に第3FET103が高温となるのを回避することが可能となり、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 一方、第2のエアロゾル吸引器に比べてヒータ21に供給する電力が小さい第1のエアロゾル吸引器の電源ユニットとして電源ユニット10を構成した場合には、昇圧回路を構成するFETが第3FET103のみでもさほど高温とならないと考えられ、電源ユニット10に設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニット10の動作が不安定になったりするリスクが比較的低いと考えられる。したがって、このような場合には、エアロゾル吸引器1の製造者は、前述した第6FET106のような第3FET103と並列接続されるFETを電源ユニット10に設けないようにすることで、電源ユニット10の構成を簡素化でき、電源ユニット10の小型化や製造コストの抑制を図ることが可能となる。
 なお、図9に示した例ではMCU50をIC900の外部に設けているが、IC900がさらにMCU50も含んで構成されるようにしてもよい。このようにすれば、第3FET103を制御するMCU50も、電源ユニット10に容易に実装することが可能となる。
[第2変形例]
 第2変形例としては、図10に示すように、第2FET102に並列接続される第7FET107を設けることが考えられる。図10に示す例では、並列接続された第2FET102及び第7FET107の一端は、第1FET101の他端、放電端子41の一端、及びLDOレギュレータ62の入力端子のそれぞれに接続されている。また、第2FET102及び第7FET107の他端は、リアクトル121を介して第4FET104の一端に接続されている。このような第2FET102、第7FET107、及びリアクトル121を設けることにより、第1FET101側(すなわち充電端子43側)から第2FET102及び第7FET107に入力された電力を降圧し、降圧した電力を第4FET104側(すなわち電源12側)へ出力することが可能となる。
 第2変形例において、MCU50は、並列接続された第2FET102及び第7FET107を、例えば前述した実施形態における第2FET102と同様に制御する。つまり、第2FET102及び第7FET107は、電源12の充電時(すなわち充電電源系統の作動時)にスイッチングされ、入力された電力を降圧し、降圧した電力を第4FET104側(すなわち電源12側)へ出力する。
 すなわち、第2変形例における第2FET102及び第7FET107は、充電電源系統において、外部電源の電力を降圧して電源12に対して出力する降圧回路を構成している。また、第2FET102及び第7FET107は、電源12の電力がヒータ21やMCU50に供給される場合(例えばヒータ電源系統の作動時や第2MCU電源系統の作動時)にはフルオンとされる。
 スイッチング素子が、充電電源系統において外部電源の電力を降圧して電源12に対して出力する降圧回路を構成する場合、連続的にスイッチング動作を行うため、スイッチング時のサージ電流による発熱が大きくなる。そこで、このように、外部電源の電力を並列接続された複数のFETにより降圧することで、これら複数のFETの発熱を抑制しながら、外部電源の電力を降圧することが可能となる。なぜなら、外部電源の電力を並列接続された複数のFETにより降圧するようにした場合には、この降圧を1つのFETで行うようにした場合に比べて、この降圧に伴うスイッチング時に1つのFETあたりに流れる電流の電流値を小さくできる。このため、スイッチング時のサージ電流を小さくでき、サージ電流による各FETの発熱を抑制することが可能となる。したがって、図10に示す例では、第2FET102及び第7FET107の発熱を抑制しながら、これらにより外部電源の電力を降圧し、電源12を充電するのに適した電圧値を有する電力を電源12に供給することが可能となる。
 また、図10に示した例において、並列接続された第2FET102及び第7FET107は、電源12と放電端子41との間にも位置しており、電源12の電力をヒータ21等に供給する際にはフルオンとされる。これにより、電源12の電力をヒータ21等に供給する際の第2FET102及び第7FET107のオン抵抗を小さくでき、オン抵抗による発熱と電力損失とを抑制することが可能となる。また、図10に示した例では、図4等に示した例に比べて、電源12の電力をヒータ21等に供給する際に第2FET102に流れる電流の電流値を小さくできるため、第2FET102のオン抵抗を小さくでき、オン抵抗による発熱と電力損失とを抑制することが可能となる。
 なお、ここでは、外部電源の電力を降圧して電源12に対して出力する降圧回路を構成するFETとして、第2FET102及び第7FET107といった2つのFETを並列接続して設けた例を説明したが、3つ以上のFETを並列接続して設けるようにしてもよい。並列接続するFETの数を多くするほど1つのFETあたりに流れる電流の電流値を小さくできるため、発熱抑制効果をさらに高めることが可能となる。
 また、第2FET102に並列接続される第7FET107を電源ユニット10が備える場合にも、MCU50は、電源12を充電する電力あるいはヒータ21に供給する電力に応じて、動作させるFETの数を変化させてもよい。例えば、MCU50は、電源12を充電する電力あるいはヒータ21に供給する電力が比較的大きいとき(例えばあらかじめ設定された第1の閾値よりも大きいとき)には第2FET102及び第7FET107の両方を動作させ、電源12を充電する電力あるいはヒータ21に供給する電力が比較的小さいとき(例えば第1の閾値以下のとき)には第2FET102及び第7FET107のうちの一方のみを動作させるようにしてもよい。
 また、例えば、前述した第2FET102及び第7FET107のうち、第2FET102をICとして電源ユニット10に設ける一方、第7FET107をこのICとは別体として電源ユニット10に設けるようにしてもよい。この場合、図11に示すように、電源ユニット10は、第2FET102を含んで構成されるIC1100を備える。
 具体的に説明すると、図11に示す例において、IC1100は、第7FET107を除く他のFET、LDOレギュレータ62、及びIC1100の外部に設けられたFETを接続可能な端子1101等を備えて構成され、電源ユニット10の回路基板60に実装される。そして、IC1100の端子1101には、IC1100の外部に設けられた(例えば電源ユニット10の回路基板60に直接実装された)第7FET107が接続される。このように端子1101に第7FET107が接続されていると、IC1100は、端子1101に接続された第7FET107と、IC1100の内部に設けられた第2FET102とを並列接続する。換言すると、端子1101は、端子1101に接続可能なIC1100の外部のFETと、IC1100の内部に設けられた第2FET102とが並列接続されるように設けられている。
 図11に示したように、第2FET102を含んで構成されるIC1100に、IC1100の外部に設けられたFETを第2FET102と並列接続することを可能にする端子1101を設けることで、エアロゾル吸引器1の製造者は、前述した第7FET107のような第2FET102と並列接続されるFETを、必要に応じて電源ユニット10に容易に設けることができる。したがって、電源ユニット10のスペック等に応じて適切な数のFETを容易に電源ユニット10に実装することが可能となる。
 なお、図11に示した例ではMCU50をIC1100の外部に設けているが、IC1100がさらにMCU50も含んで構成されるようにしてもよい。このようにすれば、第2FET102を制御するMCU50も、電源ユニット10に容易に実装することが可能となる。
 以上、図面を参照しながら本発明の各種の実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
 例えば、前述した実施形態では、電源12から供給される電力を消費してエアロゾル源からエアロゾルを生成する加熱部をヒータ21とし、電源ユニット10の放電端子41からヒータ21に電力を供給する例を説明したが、これに限らない。例えば、エアロゾルを生成する加熱部を、第1カートリッジ20等に内蔵されるサセプタと、このサセプタへ電磁誘導により送電する誘導加熱用コイルと、によって構成することもできる。サセプタ及び誘導加熱用コイルにより加熱部を構成した場合には、電源ユニット10の放電端子41は、誘導加熱用コイルに接続され、誘導加熱用コイルに電力を供給する。
 本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
 (1) 電源(電源12)と、
 前記電源から供給される電力を消費してエアロゾル源(エアロゾル源22)を加熱する加熱部(ヒータ21)が接続される加熱部コネクタ(放電端子41)と、
 外部電源へ接続可能な外部電源コネクタ(充電端子43)と、
 第1スイッチング素子(第2FET102、第3FET103、第4FET104)と、
 前記第1スイッチング素子に並列接続される第2スイッチング素子(第5FET105、第6FET106、第7FET107)と、
 を備え、
 並列接続された前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記電源と、前記外部電源コネクタ又は前記加熱部コネクタとを接続する、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (1)によれば、電源と、外部電源コネクタ又は加熱部コネクタとを接続する第1スイッチング素子に第2スイッチング素子が並列接続される。これにより、外部電源の電力により電源を充電する際、又は電源の電力を加熱部に供給する際に、第1スイッチング素子に流れる電流を少なくして、第1スイッチング素子の発熱を抑制することが可能となる。
 (2) (1)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記電源と前記外部電源コネクタとを接続し、前記外部電源コネクタを介して供給された前記外部電源の電力により前記電源を充電するための充電電源系統を構成する、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (2)によれば、並列接続された第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が、電源と外部電源コネクタとを接続し、外部電源コネクタを介して供給された外部電源の電力により電源を充電するための充電電源系統を構成する。したがって、外部電源の電力により電源を充電する際に第1スイッチング素子に流れる電流を少なくして、第1スイッチング素子の発熱を抑制することが可能となる。
 (3) (2)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記充電電源系統において、前記外部電源の電力を降圧して前記電源に対して出力する降圧回路を構成する、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (3)によれば、並列接続された第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が、充電電源系統において、外部電源の電力を降圧して電源に対して出力する降圧回路を構成する。したがって、外部電源の電力を降圧する際に第1スイッチング素子に流れる電流を少なくして、第1スイッチング素子の発熱を抑制することが可能となる。
 (4) (3)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御する制御装置(MCU50)をさらに備え、
 前記制御装置は、前記電源を充電する電力が第1の閾値以下のときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記電源を充電する電力が前記第1の閾値よりも大きいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (4)によれば、制御装置が、電源を充電する電力が比較的小さいときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのうちの一方のみを動作させ、電源を充電する電力が比較的大きいときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との両方を動作させる。これにより、電源を充電する際に、電源を充電する電力に応じて適切な数のスイッチング素子を動作させることが可能となる。したがって、電源ユニットにおける消費電力の増加を抑制しながら、電源を充電する際に第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (5) (2)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記充電電源系統において、前記電源を充電する電力の電流値又は電圧値を制御する、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (5)によれば、並列接続された第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が、充電電源系統において、電源を充電する電力の電流値又は電圧値を制御する。したがって、電源を充電する電力の電流値又は電圧値を制御する際に第1スイッチング素子に流れる電流を少なくして、第1スイッチング素子の発熱を抑制することが可能となる。
 (6) (5)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御する制御装置(MCU50)をさらに備え、
 前記制御装置は、前記電源を充電する電力が相対的に小さいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記電源を充電する電力が相対的に大きいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (6)によれば、制御装置が、電源を充電する電力が第1の閾値以下のときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのうちの一方のみを動作させ、電源を充電する電力が前記第1の閾値よりも大きいときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との両方を動作させる。これにより、電源を充電する際に、電源を充電する電力に応じて適切な数のスイッチング素子を動作させることが可能となる。したがって、電源ユニットにおける消費電力の増加を抑制しながら、電源を充電する際に第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (7) (6)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記電源ユニットは、前記電源の温度が閾値以下であるときには第1電力により前記電源を充電し、前記電源の温度が前記閾値よりも高くなると前記第1電力よりも大きい第2電力により前記電源を充電し、
 前記制御装置は、前記第1電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記第2電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (7)によれば、電源ユニットが、電源の温度が閾値以下であるときには第1電力により電源を充電し、電源の温度が閾値よりも高くなると第1電力よりも大きい第2電力により電源を充電する。そして、制御装置が、第1電力により電源が充電されているときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのうちの一方のみを動作させ、第2電力により電源が充電されているときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との両方を動作させる。これにより、電源の温度に応じた適切な電力で電源を充電することを可能にし、電池の温度が低いときに大電力で電源を充電してしまうことによる電源の劣化を回避できる。併せて、電源を充電する際に、電源を充電する電力に応じた適切な数のスイッチング素子を動作させることができ、電源ユニットにおける消費電力の増加を抑制しながら、電源を充電する際に第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (8) (6)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記電源ユニットは、前記電源の出力電圧が閾値以下であるときには第1電力により前記電源を充電し、前記電源の出力電圧が前記閾値よりも高くなると前記第1電力よりも大きい第2電力により前記電源を充電し、
 前記制御装置は、前記第1電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記第2電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (8)によれば、電源ユニットが、電源の出力電圧が閾値以下であるときには第1電力により電源を充電し、電源の出力電圧が閾値よりも高くなると第1電力よりも大きい第2電力により電源を充電する。そして、制御装置が、第1電力により電源が充電されているときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのうちの一方のみを動作させ、第2電力により電源が充電されているときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との両方を動作させる。これにより、電源の出力電圧に応じた適切な電力で電源を充電することを可能にし、電源の出力電圧が低いときの突入電流により電源ユニットが破損してしまうことを回避できる。併せて、電源を充電する際に、電源を充電する電力に応じた適切な数のスイッチング素子を動作させることができ、電源ユニットにおける消費電力の増加を抑制しながら、電源を充電する際に第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (9) (1)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記電源と前記加熱部コネクタとを接続し、前記電源の電力を前記加熱部に供給するための加熱部電源系統を構成する、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (9)によれば、並列接続された第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が、電源と加熱部コネクタとを接続し、電源の電力を加熱部に供給するための加熱部電源系統を構成する。したがって、電源の電力を加熱部に供給する際に第1スイッチング素子に流れる電流を少なくして、第1スイッチング素子の発熱を抑制することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (10) (9)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記加熱部電源系統において、前記電源の電力を昇圧して前記加熱部に対して出力する昇圧回路を構成する、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (10)によれば、並列接続された第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が、加熱部電源系統において、電源の電力を昇圧して加熱部に対して出力する昇圧回路を構成する。したがって、電源の電力を昇圧する際に第1スイッチング素子に流れる電流を少なくして、第1スイッチング素子の発熱を抑制することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (11) (10)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御する制御装置(MCU50)をさらに備え、
 前記制御装置は、前記加熱部に供給する電力が相対的に小さいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記加熱部に供給する電力が相対的に大きいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (11)によれば、制御装置が、加熱部に供給する電力が相対的に小さいときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのうちの一方のみを動作させ、加熱部に供給する電力が相対的に大きいときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との両方を動作させる。これにより、加熱部に電力を供給する際に、加熱部に供給する電力に応じて適切な数のスイッチング素子を動作させることが可能となる。したがって、電源ユニットにおける消費電力の増加を抑制しながら、加熱部に電力を供給する際に第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (12) (11)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記電源ユニットは、起動直後の所定期間には第1電力を前記加熱部に供給し、前記所定期間が経過すると前記第1電力よりも小さい第2電力を前記加熱部に供給し、
 前記制御装置は、前記第1電力が前記加熱部に供給されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させ、前記第2電力が前記加熱部に供給されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させる、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (12)によれば、電源ユニットが、起動直後の所定期間には第1電力を加熱部に供給し、当該所定期間の経過後には第1電力よりも小さい第2電力を加熱部に供給する。そして、制御装置が、第1電力が加熱部に供給されているときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との両方を動作させ、第2電力が加熱部に供給されているときには第1スイッチング素子と第2スイッチング素子とのうちの一方のみを動作させる。これにより、電源ユニットが起動されると、速やかにエアロゾルの生成が可能な状態とすることができ、ユーザの利便性の向上を図れる。併せて、加熱部に電力を供給する際に、加熱部に供給する電力に応じた適切な数のスイッチング素子を動作させることができ、電源ユニットにおける消費電力の増加を抑制しながら、加熱部に電力を供給する際に第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子が高温になるのを回避することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
 (13) (1)から(12)のいずれかに記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子に並列接続される第3スイッチング素子をさらに備える、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (13)によれば、外部電源の電力により電源を充電する際、又は電源の電力を加熱部に供給する際に、第1スイッチング素子に流れる電流を一層少なくして、第1スイッチング素子の発熱をより抑制することが可能となり、電源ユニットに設けられた電子部品の劣化や破損、又は電源ユニットの動作が不安定になったりするリスクを低減することができる。
1 エアロゾル吸引器(エアロゾル生成装置)
10 電源ユニット
12 電源
22 エアロゾル源
41 放電端子(加熱部コネクタ)
43 充電端子(外部電源コネクタ)
50 MCU(制御装置)
102 第2FET(第1スイッチング素子)
103 第3FET(第1スイッチング素子)
104 第4FET(第1スイッチング素子)
105 第5FET(第2スイッチング素子)
106 第6FET(第2スイッチング素子)
107 第7FET(第2スイッチング素子)

 

Claims (13)

  1.  電源と、
     前記電源から供給される電力を消費してエアロゾル源を加熱する加熱部が接続される加熱部コネクタと、
     外部電源へ接続可能な外部電源コネクタと、
     第1スイッチング素子と、
     前記第1スイッチング素子に並列接続される第2スイッチング素子と、
     を備え、
     並列接続された前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記電源と、前記外部電源コネクタ又は前記加熱部コネクタとを接続する、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  2.  請求項1に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記電源と前記外部電源コネクタとを接続し、前記外部電源コネクタを介して供給された前記外部電源の電力により前記電源を充電するための充電電源系統を構成する、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  3.  請求項2に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記充電電源系統において、前記外部電源の電力を降圧して前記電源に対して出力する降圧回路を構成する、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  4.  請求項3に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御する制御装置をさらに備え、
     前記制御装置は、前記電源を充電する電力が第1の閾値以下のときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記電源を充電する電力が前記第1の閾値よりも大きいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  5.  請求項2に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記充電電源系統において、前記電源を充電する電力の電流値又は電圧値を制御する、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  6.  請求項5に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御する制御装置をさらに備え、
     前記制御装置は、前記電源を充電する電力が第1の閾値以下のときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記電源を充電する電力が前記第1の閾値よりも大きいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  7.  請求項6に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記電源ユニットは、前記電源の温度が閾値以下であるときには第1電力により前記電源を充電し、前記電源の温度が前記閾値よりも高くなると前記第1電力よりも大きい第2電力により前記電源を充電し、
     前記制御装置は、前記第1電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記第2電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  8.  請求項6に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記電源ユニットは、前記電源の出力電圧が閾値以下であるときには第1電力により前記電源を充電し、前記電源の出力電圧が前記閾値よりも高くなると前記第1電力よりも大きい第2電力により前記電源を充電し、
     前記制御装置は、前記第1電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記第2電力により前記電源が充電されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  9.  請求項1に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記電源と前記加熱部コネクタとを接続し、前記電源の電力を前記加熱部に供給するための加熱部電源系統を構成する、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  10.  請求項9に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は、前記加熱部電源系統において、前記電源の電力を昇圧して前記加熱部に対して出力する昇圧回路を構成する、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  11.  請求項10に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を制御する制御装置をさらに備え、
     前記制御装置は、前記加熱部に供給する電力が相対的に小さいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させ、前記加熱部に供給する電力が相対的に大きいときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させる、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  12.  請求項11に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記電源ユニットは、起動直後の所定期間には第1電力を前記加熱部に供給し、前記所定期間が経過すると前記第1電力よりも小さい第2電力を前記加熱部に供給し、
     前記制御装置は、前記第1電力が前記加熱部に供給されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の両方を動作させ、前記第2電力が前記加熱部に供給されているときには前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子のうちの一方のみを動作させる、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  13.  請求項1から12のいずれか1項に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子に並列接続される第3スイッチング素子をさらに備える、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。

     
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