WO2023281751A1 - エアロゾル生成装置の電源ユニット - Google Patents

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WO2023281751A1
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power supply
coil
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aerosol
power
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一真 水口
創 藤田
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日本たばこ産業株式会社
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/36Coil arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a power supply unit for an aerosol generator.
  • Patent Documents 1 to 3 there has been known an apparatus for generating an aerosol from an aerosol-forming substrate having a susceptor by heating the susceptor by induction heating using an inductor arranged close to the aerosol-forming substrate.
  • the purpose of the present invention is to provide a highly convenient aerosol generator.
  • a power supply unit of an aerosol generator includes a power supply, a coil that uses the power supplied from the power supply to generate an eddy current in a susceptor that heats the aerosol source, and an induced current generated by the coil. and a controller capable of controlling power supply from the power supply to the coil, wherein the controller supplies power from the power supply to the coil. It is constructed so as to start supplying power from the power source to the coil in a non-existing state based on the output of the detection circuit.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an aerosol generator 100 including a power supply unit 100U, which is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration example of a circuit 104 shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of voltage and current waveforms when a pulsating current supplied to the coil 106 is generated by the conversion circuit 132.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle of detecting the susceptor 110 based on impedance and the principle of acquiring the temperature of the susceptor 110 based on the impedance;
  • 2 is a schematic diagram for explaining an induced current generated in a coil 106 shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining operation modes of the power supply unit 100U;
  • Figure 3 shows a preferred example of an electronic component added to the circuit 104 shown in Figure 2;
  • FIG. 3 shows a first modification of the circuit 104 shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 shows a second modification of the circuit 104 shown in FIG. 2;
  • 3 shows a third modification of the circuit 104 shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a diagram showing a fourth modification of the circuit 104 shown in FIG. 2;
  • FIG. FIG. 4 shows a fifth modification of the circuit 104 shown in FIG. 2;
  • 4 is a flowchart for explaining exemplary processing 10 executed by control unit 118 in SLEEP mode.
  • FIG. 3 shows a preferred example of an electronic component added to the circuit 104 shown in Figure 2;
  • FIG. 3 shows a first modification of the circuit 104 shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 shows a second modification of the circuit 104 shown in FIG. 2;
  • 3 shows a third
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining exemplary processing 20 executed by control unit 118 in CHARGE mode; FIG. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the number of usable wires; FIG. 10 is a flowchart for explaining exemplary processing (main processing 30) mainly executed by control unit 118 in an ACTIVE mode; FIG. 10 is a flowchart for explaining sub-processing 40 and sub-processing 50 started in step S33 in main processing 30 in ACTIVE mode. FIG. 10 is a flowchart for explaining exemplary processing (main processing 60) mainly executed by control unit 118 in PRE-HEAT mode; FIG. 10 is a flowchart for explaining exemplary processing 70 executed by control unit 118 in INTERVAL mode.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining main processing 80 executed by control unit 118 in HEAT mode.
  • 10 is a flowchart for explaining sub-processing (sub-processing 90 and sub-processing 100S) executed in main processing 60 of PRE-HEAT mode, example processing 70 of INTERVAL mode, and main processing 80 of HEAT mode.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining main processing 200 of the continuous use determination processing in ACTIVE mode;
  • FIG. FIG. 23 is a flowchart for explaining a sub-process 300 executed in the main process 200 of the continuous use determination process shown in FIG. 22;
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining main processing 400 of the continuous use determination processing in the ACTIVE mode;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an aerosol generator 100 including a power supply unit 100U, which is one embodiment of the present invention. Note that FIG. 1 does not show the exact arrangement, shape, size, positional relationship, etc. of the components.
  • the aerosol generating device 100 includes a power supply unit 100U and an aerosol forming substrate 108 configured so that at least a portion thereof can be accommodated in the power supply unit 100U.
  • the power supply unit 100U includes a housing 101, a power supply 102, a circuit 104, a coil 106, and a charging power supply connector 116.
  • the power source 102 is a rechargeable secondary battery, an electric double layer capacitor, or the like, preferably a lithium ion secondary battery.
  • Circuit 104 is electrically connected to power supply 102 .
  • Circuitry 104 is configured to power the components of power supply unit 100U using power supply 102 . A specific configuration of the circuit 104 will be described later.
  • Charging power connection unit 116 is an interface for connecting power supply unit 100U to a charging power supply (not shown) for charging power supply 102 .
  • Charging power connection 116 may be a receptacle for wired charging, a receiving coil for wireless charging, or a combination thereof.
  • the charging power supply connected to the charging power supply connection unit 116 is a secondary battery built in a container (not shown) that houses the power supply unit 100U, an outlet, a mobile battery, or the like connected via a charging cable.
  • the housing 101 has, for example, a columnar or flat outer shape, and an opening 101A is formed in a part thereof.
  • the coil 106 has, for example, a helically wound shape, and is embedded in the housing 101 so as to surround part or all of the opening 101A. Coil 106 is electrically connected to circuit 104 and is used to heat susceptor 110 by induction heating, as will be described later.
  • the aerosol-forming substrate 108 includes a susceptor 110 made of a magnetic material, an aerosol source 112, and a filter 114.
  • the aerosol-forming substrate 108 is, by way of example, an elongated columnar article.
  • the susceptor 110 is disposed inside the aerosol-forming substrate 108 from one longitudinal end of the aerosol-forming substrate 108 to the longitudinal center thereof.
  • a filter 114 is also arranged at the other longitudinal end of the aerosol-forming substrate 108 . That is, in the aerosol-forming base 108, the susceptor 110 is provided eccentrically at one longitudinal end.
  • the N pole of the susceptor 110 is arranged to face the side opposite to the filter 114 side.
  • the north pole of the susceptor 110, the south pole of the susceptor 110, and the filter 114 are longitudinally arranged in that order.
  • the aerosol source 112 contains a volatile compound that can generate an aerosol when heated.
  • the aerosol source 112 may be solid, liquid, or include both solids and liquids.
  • the aerosol source 112 may include, for example, polyhydric alcohols such as glycerin and propylene glycol, liquids such as water, or mixtures thereof.
  • Aerosol source 112 may include nicotine.
  • Aerosol source 112 may also include tobacco material formed by agglomerating particulate tobacco. Alternatively, aerosol source 112 may include non-tobacco-containing materials.
  • the aerosol source 112 is positioned proximate to the susceptor 110 , eg, surrounding the susceptor 110 .
  • the aerosol generating apparatus 100 is normally used in the state shown in FIG. state.
  • the direction in which the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the opening 101A for obtaining this normal use condition is referred to as the positive direction.
  • the aerosol generating device 100 is physically capable of inserting the aerosol forming substrate 108 into the opening 101A in the opposite direction to the normal usage. That is, the aerosol-forming substrate 108 can be inserted into the opening 101A with the end of the aerosol-forming substrate 108 on the filter 114 side facing the opening 101A of the housing 101.
  • the direction of insertion is referred to as the reverse direction.
  • the power supply unit 100U and the aerosol-forming substrate 108 so that the aerosol-forming substrate 108 cannot be inserted into the opening 101A in a state other than the normal usage state, the cost increases in this case.
  • the state in which the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the opening 101A of the housing 101 is also referred to as an inserted state.
  • a state in which the aerosol-forming substrate 108 is not inserted into the opening 101A of the housing 101 is also referred to as a removed state.
  • FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration example of the circuit 104 shown in FIG.
  • a "switch” described below refers to a semiconductor switching element such as a bipolar transistor and a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor).
  • the one end and the other end of this switch respectively mean terminals through which current flows.
  • the collector terminal and the emitter terminal constitute one end and the other end
  • the drain terminal and the source terminal constitute one end and the other end.
  • a contactor or a relay may be used as the switch.
  • the circuit 104 comprises a controller 118 configured to control components within the power supply unit 100U.
  • the control unit 118 is configured by, for example, an MCU (Micro Controller Unit) mainly composed of a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the circuit 104 includes a power connection portion (positive power connector BC+ and negative power connector BC ⁇ ) electrically connected to the power source 102, and a coil connection portion (positive coil connector CC+) electrically connected to the coil 106. and a negative coil connector CC-).
  • One end of a resistor R sense1 having a fixed electrical resistance value is connected to the positive side power connector BC+ connected to the positive terminal of the power supply 102 .
  • One end of a resistor R sense2 having a fixed electrical resistance value is connected to the other end of the resistor R sense1 .
  • One end of the parallel circuit 130 is connected to the other end of the resistor R sense2 .
  • One end of the capacitor C2 is connected to the other end of the parallel circuit 130 .
  • One end of the resistor R sense1 may be connected to the negative power supply connector BC-. In this case, one end of the resistor R sense2 is connected to the other end of the resistor R sense1 or the positive side power connector BC+. Also, one end of the resistor R sense2 may be connected to the negative side power connector BC-. In this case, the other end of resistor R sense1 is connected to one end of parallel circuit 130 .
  • the parallel circuit 130 includes a path including a switch Q1 configured with a P-channel MOSFET (hereinafter also referred to as a "first circuit”) and a path including a switch Q2 configured with an npn-type bipolar transistor (hereinafter referred to as a "second circuit”). Also called a circuit").
  • the second circuit is a series circuit in which a switch Q2, a resistor Rshunt1 with a fixed electrical resistance value, and a resistor Rshunt2 with a fixed electrical resistance value are connected in series.
  • One end of a resistor Rshunt1 is connected to the emitter terminal of the switch Q2.
  • One end of the resistor R shunt2 is connected to the other end of the resistor R shunt1 .
  • the collector terminal of the switch Q2 is connected to the source terminal of the switch Q1, and the other end of the resistor Rshunt2 is connected to the drain terminal of the switch Q1.
  • the switch Q1 and the switch Q2 are on/off controlled by the controller 118 .
  • One of resistor R shunt1 and resistor R shunt2 may be omitted.
  • capacitor C2 is connected to the anode of diode D1.
  • a positive side coil connector CC+ connected to one end of the coil 106 is connected to the cathode of the diode D1.
  • One end of a resistor R2 having a fixed electrical resistance value is connected to the negative coil connector CC- connected to the other end of the coil 106.
  • FIG. A drain terminal of a switch Q4 composed of an N-channel MOSFET is connected to the other end of the resistor R2.
  • the source terminal of the switch Q4 and the negative power supply connector BC- connected to the negative terminal of the power supply 102 are each grounded.
  • the switch Q4 is on/off controlled by the controller 118 .
  • the controller 118 controls on/off of the switch Q4 by applying a ground switch signal (high or low) to the gate terminal of the switch Q4. Specifically, when the ground sense switch signal is high, switch Q4 is on, and when the ground switch signal is low, switch Q4 is off.
  • the switch Q4 is controlled to be on at least in operation modes other than the ERROR mode, SLEEP mode, and CHARGE mode, which will be described later.
  • One end of a series circuit of a resistor R div1 and a resistor R div2 each having a fixed electrical resistance value is connected to a node A that connects the resistor R sense1 and the resistor R sense2 .
  • the other end of the series circuit is connected to ground.
  • a node connecting the resistor R div1 and the resistor R div2 is connected to the control section 118 .
  • This series circuit constitutes a voltage detection circuit 134 that detects the voltage of the power supply 102 (also referred to as power supply voltage). Specifically, the voltage detection circuit 134 supplies an analog signal obtained by dividing the output voltage of the power supply 102 by the resistors R div1 and R div2 to the control unit 118 .
  • resistor R sense2 One end of the resistor R sense2 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP, and the other end of the resistor R sense2 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP.
  • An output terminal of the operational amplifier OP is connected to the control section 118 .
  • a current detection circuit 136 that detects current flowing from the power supply 102 to the coil 106 (also referred to as power supply current) is configured by the resistor Rsense2 and the operational amplifier OP. Note that the operational amplifier OP may be provided within the control unit 118 .
  • a line connecting the other end of the parallel circuit 130 and one end of the capacitor C2 is connected to the source terminal of the switch Q3 composed of a P-channel MOSFET and one end of the capacitor C1 in order from the parallel circuit 130 side. It is The drain terminal of switch Q3 and the other end of capacitor C1 are connected to the line connecting the drain terminal of switch Q4 and the other end of resistor R2, respectively. The drain terminal of switch Q3 and the other end of capacitor C1 may each be connected to ground.
  • the switch Q3 is on/off controlled by the controller 118 .
  • a conversion circuit 132 that converts a direct current (direct current I DC ) supplied from the power supply 102 into a pulsating current (pulsating current I PC ) is configured by the switch Q3 and the capacitor C1.
  • a resistor R1 having a fixed electrical resistance value is connected to the node that connects the cathode of the diode D1 and the positive coil connector CC+.
  • the drain terminal of a switch Q5 composed of an N-channel MOSFET is connected to the other end of the resistor R1.
  • the source terminal of switch Q5 is connected to the other end of resistor R2.
  • the switch Q5 is on/off controlled by the controller 118 .
  • the control unit 118 controls on/off of the switch Q5 by applying an insertion/removal detection switch signal (high or low) to the gate terminal of the switch Q5. Specifically, when the insertion/removal detection switch signal is high, the switch Q5 is turned on, and when the insertion/removal detection switch signal is low, the switch Q5 is turned off.
  • the circuit 104 further includes a current detection IC 152 that detects an induced current flowing through the resistor R1 and a current detection IC 151 that detects an induced current flowing through the resistor R2. Details of the current detection ICs 151 and 152 will be described later.
  • the circuit 104 further includes a fuel capacity measurement integrated circuit (hereinafter, the integrated circuit is referred to as an IC) 124 .
  • the remaining capacity measurement IC 124 detects the current flowing through the resistor Rsense1 when the power supply 102 is charged and discharged, and based on the detected current value, the remaining capacity of the power supply 102, the state of charge (SOC) indicating the state of charge, and the state of charge. Battery information such as SOH (State Of Health) indicating the state is derived.
  • a power supply voltage detection terminal BAT of the remaining amount measurement IC 124 is connected to a node connecting the positive power connector BC+ and the resistor Rsense1 .
  • the remaining amount measurement IC 124 can detect the voltage of the power supply 102 using the power supply voltage detection terminal BAT.
  • the remaining amount measurement IC 124 is configured to be able to communicate with the control section 118 through serial communication.
  • the control unit 118 transmits an I 2 C data signal from the communication terminal SDA to the communication terminal SDA of the remaining amount measurement IC 124 to thereby transmit the I 2 C data signal from the communication terminal SCL of the control unit 118 to the communication terminal SCL of the remaining amount measurement IC 124 .
  • Battery information and the like stored in the remaining amount measurement IC 124 can be acquired in synchronization with the timing of transmitting the clock signal.
  • the protocol used for serial communication between the control unit 118 and the remaining amount measurement IC 124 is not limited to I 2 C, and SPI or UART may be used.
  • Circuitry 104 further comprises a charging circuit 122 .
  • a charging terminal BAT of the charging circuit 122 is connected to a node B connecting the resistor Rsense2 and the parallel circuit 130 .
  • the charging circuit 122 supplies a voltage ( The IC is configured to adjust the potential difference between the input terminal VBUS and the ground terminal GND) to a voltage suitable for charging the power supply 102 .
  • the voltage regulated by charging circuit 122 is supplied from charging terminal BAT of charging circuit 122 .
  • a regulated current may be supplied from the charging terminal BAT of the charging circuit 122 .
  • the charging power supply connected to the charging power supply connection unit 116 is a secondary battery built in a housing body (not shown) that houses the power supply unit 100U, the charging circuit 122 is connected to this housing instead of the power supply unit 100U. It may be configured to be built in the body.
  • the circuit 104 further comprises a voltage divider circuit 140 consisting of two resistors connected to a node connecting the input terminal VBUS of the charging circuit 122 and the positive side of the charging power supply connection 116 .
  • the end of voltage divider circuit 140 that is not connected to the aforementioned node is preferably connected to ground.
  • the output of voltage dividing circuit 140 is connected to control section 118 .
  • a VBUS detection signal is input to control unit 118 via voltage dividing circuit 140 .
  • the VBUS detection signal becomes a value obtained by dividing the voltage supplied from the charging power supply by the voltage dividing circuit 140, so that the VBUS detection signal becomes high level.
  • the control unit 118 When the charging power supply is not connected, no voltage is supplied to the voltage dividing circuit 140, so the VBUS detection signal becomes low level. When the VBUS detection signal becomes high level, the control unit 118 inputs a high level charge enable signal to the charge enable terminal CE of the charging circuit 122 and causes the charging circuit 122 to start charging control of the power supply 102 . Although the charge enable terminal CE has positive logic, it may have negative logic.
  • the charging circuit 122 is configured to be able to communicate with the controller 118 by serial communication, similarly to the remaining amount measurement IC 124 . Note that even when the charging circuit 122 is incorporated in the container housing the power supply unit 100U, it is preferable that the control unit 118 and the remaining amount measurement IC 124 are configured to be able to communicate with the charging circuit 122 through serial communication. .
  • Circuitry 104 further comprises a voltage regulation circuit 120 .
  • An input terminal IN of the voltage adjustment circuit 120 is connected to the node A.
  • Voltage regulation circuit 120 regulates the voltage V BAT (eg, 3.2-4.2 volts) of power supply 102 input to input terminal IN to be supplied to components within circuit 104 or within power supply unit 100U. is configured to generate a system voltage V sys (eg, 3 volts) that As an example, the voltage regulation circuit 120 is a linear regulator such as an LDO (low dropout regulator).
  • the system voltage Vsys generated by the voltage adjustment circuit 120 is a circuit including the control unit 118, the remaining amount measurement IC 124, the operational amplifier OP, the current detection IC 151, the current detection IC 152, the light emitting element driving circuit 126 described later, and the button 128 described later. are supplied to these as operating voltages such as .
  • the circuit 104 further includes a light emitting element 138 such as an LED (light emitting diode) and a light emitting element driving circuit 126 for driving the light emitting element 138 .
  • the light-emitting element 138 can be used to provide (notify) the user with various information such as the remaining amount of the power supply 102 and the status of the power supply unit 100U such as the occurrence of an error.
  • Light emitting element driver circuit 126 may store information regarding various light emitting modes of light emitting element 138 .
  • the light-emitting element drive circuit 126 is configured to be able to communicate with the controller 118 through serial communication, similarly to the remaining amount measurement IC 124 .
  • the control unit 118 transmits an I 2 C data signal from the communication terminal SDA to the communication terminal SDA of the light emitting element drive circuit 126 to designate a desired light emission mode, thereby causing the light emitting element 138 to emit light in a desired manner.
  • the light emitting element driving circuit 126 can be controlled.
  • the protocol used for serial communication between the control unit 118 and the light emitting element driving circuit 126 is not limited to I 2 C, and SPI or UART may be used.
  • Circuit 104 may include a speaker and/or vibrator controlled by controller 118 instead of or in addition to light emitting element 138 .
  • the light-emitting element 138 , speaker, and vibrator are used as a notification unit for giving various notifications to the user of the aerosol generating device 100 .
  • Circuit 104 further comprises a circuit including a series resistor and capacitor circuit and button 128 .
  • One end of this series circuit is supplied with the system voltage Vsys , and the other end of this series circuit is connected to ground.
  • a button 128 is connected between the node connecting the resistor and capacitor in this series circuit and ground.
  • a button operation detection terminal of the control unit 118 is connected to this node. When the user presses the button 128, the button operation detection terminal of the control unit 118 is connected to the ground via the button 128, so that a low-level button detection signal is transmitted to the button operation detection terminal.
  • the control unit 118 can determine that the button 128 has been pressed, and can perform various types of processing according to the operation (for example, processing for notifying the remaining amount of the power source 102 and processing for starting aerosol generation). .
  • a first circuit including switch Q1 in parallel circuit 130 is used to heat susceptor 110 .
  • the controller 118 controls the on/off of the switch Q1 by applying a heating switch signal (high or low) to the gate terminal of the switch Q1. Specifically, when the heat switch signal is low, the switch Q1 is on, and when the heat switch signal is high, the switch Q1 is off.
  • a second circuit including the switch Q2 in the parallel circuit 130 is used to obtain the electrical resistance value of the susceptor 110 or a temperature-related value.
  • a value related to electrical resistance or temperature is, for example, impedance or temperature.
  • the control unit 118 controls on/off of the switch Q2 by applying a monitor switch signal (high or low) to the base terminal of the switch Q2. Specifically, when the monitor switch signal is low, the switch Q2 is turned on, and when the monitor switch signal is high, the switch Q2 is turned off.
  • the control unit 118 switches between the on state of the switch Q1 and the on state of the switch Q2, whereby the susceptor 110 is induction-heated to generate an aerosol. Switching between control and monitor control for acquiring a value related to the electrical resistance value or temperature of the susceptor 110 is performed.
  • the control unit 118 turns on the switch Q1 and turns off the switch Q2 to turn on/off the switch Q3.
  • high-frequency waves also referred to as heating power
  • the control unit 118 turns the switch Q1 off and the switch Q2 on to turn on/off the switch Q3. In this case, a current flows from the power supply 102 to the second circuit, which has a sufficiently higher electrical resistance value than the first circuit.
  • monitor control it is possible to supply high-frequency power (also referred to as non-heating power) from the power supply 102 to the coil 106, which is small enough to obtain the electrical resistance value of the susceptor 110 or a value related to temperature. Become.
  • the electrical resistance value of the susceptor 110 or a temperature-related value that can be obtained by monitor control is used to control the power supplied to the coil 106 during heating control.
  • Switching between the ON state of the switch Q1 and the ON state of the switch Q2 can be performed at any timing.
  • the control unit 118 may switch between the ON state of the switch Q1 and the ON state of the switch Q2 at any timing.
  • the control unit 118 controls the ON/OFF of the switch Q3 by applying a pulsating current (PC) switch signal (high or low) to the gate terminal of the switch Q3 included in the conversion circuit 132 .
  • PC pulsating current
  • conversion circuit 132 is positioned between parallel circuit 130 and coil 106 .
  • conversion circuit 132 may be placed between parallel circuit 130 and power supply 102 .
  • the pulsating current generated by conversion circuit 132 is fed to an induction heating circuit including capacitor C 2 , coil connection, and coil 106 .
  • the induction heating circuit includes the susceptor 110 in the inserted state and does not include the susceptor 110 in the removed state.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of voltage and current waveforms when the pulsating current supplied to the coil 106 is generated by the conversion circuit 132.
  • Voltage V1 shown in FIG. 3 represents the voltage waveform applied to the gate terminal of switch Q1 or the base terminal of switch Q2.
  • Voltage V2 shown in FIG. 3 represents the voltage waveform applied to the gate terminal of switch Q3.
  • the direct current I DC shown in FIG. 3 represents the direct current I DC generated by the switching of the switch Q3.
  • a pulsating current I PC shown in FIG. 3 represents the pulsating current I PC flowing to the coil 106 .
  • the horizontal axis indicates time t. Note that for ease of explanation, the voltage applied to the gate terminal of switch Q1 and the voltage applied to the base terminal of switch Q2 are represented in one graph as voltage V1.
  • switch Q1 or switch Q2 When voltage V1 goes low at time t1, switch Q1 or switch Q2 is turned on .
  • switch Q3 When voltage V2 is high , switch Q3 is turned off and direct current IDC output from parallel circuit 130 flows to capacitor C1 , where charge is stored. As the amount of electricity stored in the capacitor C1 increases, the pulsating current IPC starts to rise.
  • switch Q3 When voltage V2 is switched low at time t2, switch Q3 is turned on. At this time, the flow of direct current IDC stops, while the charge accumulated in capacitor C1 begins to discharge. As the amount of electricity stored in the capacitor C1 decreases, the pulsating current IPC starts to drop. After time t3 , similar operations are repeated.
  • a pulsating current IPC is generated and flows into the coil 106, as shown in FIG.
  • the pulsating current is a current whose current value oscillates at a predetermined cycle in a range of 0 ampere or more.
  • the frequency f of the pulsating current IPC is controlled by the switching period T of the switch Q3 (that is, the period of the PC switch signal).
  • the switch Q1 When the switch Q1 is in the ON state, the efficiency of energy supply to the susceptor 110 increases as this frequency f approaches the resonance frequency f0 of the RLC series circuit during heating including the susceptor 110, the coil 106, and the capacitor C2 . becomes higher.
  • An alternating magnetic field is generated around the coil 106 by the pulsating current generated as described above flowing through the coil 106 .
  • the generated alternating magnetic field induces eddy currents in the susceptor 110 .
  • Joule heat (hysteresis loss) is generated by this eddy current and the electrical resistance of the susceptor 110, and the susceptor 110 is heated.
  • the aerosol source 112 around the susceptor 110 is heated to produce an aerosol.
  • the voltage detection circuit 134 and the current detection circuit 136 in the circuit 104 are used to measure the impedance Z of the circuit closer to the coil 106 than the node B (RLC series circuit during monitoring described below).
  • the control unit 118 acquires the voltage value from the voltage detection circuit 134, acquires the current value from the current detection circuit 136, and calculates the impedance Z based on these voltage and current values. More specifically, the control unit 118 calculates the impedance Z by dividing the acquired average value or effective value of the voltage values by the acquired average value or effective value of the current values.
  • a monitoring RLC series circuit is formed by the circuit including resistors R_shunt1 and R_shunt2 , susceptor 110, coil 106, and capacitor C2 . It is formed.
  • a monitoring RLC series circuit is formed by the circuit including resistors Rshunt1 and Rshunt2 , coil 106, and capacitor C2 . .
  • These monitoring RLC series circuits include the induction heating circuits previously described.
  • the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring can be obtained as described above.
  • the impedance Z x of the induction heating circuit (substantially synonymous with the electrical resistance value of the susceptor 110) can be calculated.
  • the impedance Z x of the induction heating circuit including the capacitor C 2 , the coil connection, and the coil 106 but not including the susceptor 110 can be calculated.
  • the magnitude of the impedance Zx it is possible to distinguish between the inserted state and the removed state, in other words, detect the susceptor 110 .
  • the electrical resistance value of the susceptor 110 has temperature dependence, the temperature of the susceptor 110 can be estimated based on the calculated impedance Zx .
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the principle of detecting the susceptor 110 based on impedance and the principle of acquiring the temperature of the susceptor 110 based on impedance.
  • An equivalent circuit EC1 shown in FIG. 4 shows an equivalent circuit of the RLC series circuit during monitoring in the extraction state.
  • "L” shown in FIG. 4 indicates the value of the inductance of the RLC series circuit during monitoring. Strictly speaking, “L” is a value obtained by combining the inductance components of a plurality of elements included in the RLC series circuit during monitoring, but may be equal to the inductance value of the coil 106 .
  • C 2 shown in FIG. 4 indicates the capacitance value of the RLC series circuit during monitoring. Strictly speaking, “C 2 ” is a value obtained by combining the capacitance components of a plurality of elements included in the RLC series circuit during monitoring, but may be equal to the capacitance value of capacitor C 2 .
  • R circuit shown in FIG. 4 indicates the resistance value of elements other than the susceptor 110 in the RLC series circuit during monitoring.
  • “R circuit ” is a value obtained by combining the resistance components of a plurality of elements included in the RLC series circuit during monitoring.
  • the values of “L”, “C 2 ”, and “R circuit ” are obtained in advance from the specification sheet of the electronic device or measured in advance experimentally, and are It can be stored in advance in a memory IC (not shown) provided outside the unit 118 .
  • the impedance Z0 of the RLC series circuit during monitoring in the equivalent circuit EC1 can be calculated by the following equation.
  • An equivalent circuit EC2 shown in FIG. 4 shows an equivalent circuit of the RLC series circuit during monitoring in the inserted state.
  • the difference between the equivalent circuit EC2 and the equivalent circuit EC1 is that there is a resistance component (R susceptor ) due to the susceptor 110 included in the aerosol-forming substrate 108 .
  • the impedance Z1 of the RLC series circuit during monitoring in the equivalent circuit EC2 can be calculated by the following equation.
  • the impedance of the RLC series circuit during monitoring in the inserted state is greater than the impedance of the RLC series circuit during monitoring in the removed state.
  • the impedance Z0 in the removed state and the impedance Z1 in the inserted state are experimentally obtained in advance, and the threshold value set between them is stored in the memory (not shown) of the control unit 118 or outside the control unit 118. It is stored in advance in a provided memory IC (not shown). Accordingly, the control unit 118 can detect whether or not the susceptor 110 is in the inserted state based on whether or not the measured impedance Z is greater than the threshold value. Detection of the susceptor 110 can be considered detection of the aerosol-forming substrate 108 .
  • control unit 118 sets the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring to the following, based on the effective voltage V RMS and the effective current I RMS measured by the voltage detection circuit 134 and the current detection circuit 136, respectively. can be calculated as
  • the RLC series circuit at the time of monitoring can be It is possible to obtain the temperature of the susceptor 110 based on the R susceptor calculated by the equation (5) from the impedance Z of .
  • Equivalent circuits EC3 and EC4 shown in FIG. 4 are obtained when pulsating current power is supplied to the RLC series circuit during monitoring at the resonance frequency f0 of the RLC series circuit during monitoring (when the switching frequency of the switch Q3 is the resonance frequency f0 ). , an equivalent circuit of the RLC series circuit during monitoring.
  • Equivalent circuit EC3 shows an equivalent circuit in the extracted state.
  • An equivalent circuit EC4 shows an equivalent circuit in the inserted state.
  • the resonance frequency f0 of the RLC series circuit during monitoring can be derived as follows.
  • the impedance Z0 and the impedance Z1 when the switching frequency of the switch Q3 is the resonance frequency f0 are as follows.
  • the value R susceptor of the resistance component of the susceptor 110 in the inserted state can be calculated by the following equation.
  • the use of the resonant frequency f0 of the RLC series circuit during monitoring is also advantageous in that the power stored in the power supply 102 is supplied to the susceptor 110 with high efficiency and high speed.
  • the current detection circuit 136 is arranged in the path between the power supply 102 and the coil 106 at a position closer to the coil 106 than the branch point (node A) from the path to the voltage regulation circuit 120 .
  • the current detection circuit 136 can accurately measure the value of the current supplied to the coil 106 that does not include the current supplied to the voltage adjustment circuit 120 . Therefore, the electrical resistance value and temperature of the susceptor 110 can be accurately measured or estimated.
  • the current detection circuit 136 may be arranged at a position closer to the coil 106 than the branch point (node B) from the path to the charging circuit 122 in the path between the power supply 102 and the coil 106 .
  • This configuration can prevent the current supplied from the charging circuit 122 from flowing through the resistor Rsense2 in the current detection circuit 136 while the power supply 102 is being charged (switches Q1 and Q2 are in the OFF state). Therefore, it is possible to reduce the possibility that the resistor Rsense2 will fail.
  • power consumption can be suppressed.
  • the remaining amount measurement IC 124 can measure the voltage of the power supply 102 and the current flowing from the power supply 102 to the coil 106 . Therefore, the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring can also be derived based on the voltage and current measured by the remaining amount measurement IC 124 .
  • the fuel gauge IC 124 is configured to update data on a one second cycle. Therefore, when attempting to calculate the impedance Z using the voltage value and current value measured by the remaining amount measurement IC 124, the impedance Z is calculated in one-second cycles at the fastest. Therefore, the temperature of the susceptor 110 is estimated in a one-second period at the fastest. Such a period may not be short enough to adequately control heating of the susceptor 110 .
  • the fuel gauge IC 124 is not used as the voltage detection circuit 134 and the current detection circuit 136 as described above. Therefore, the remaining amount measurement IC 124 is not essential in the circuit 104 . However, by using the remaining amount measurement IC 124, the state of the power supply 102 can be accurately grasped.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the induced current generated in the coil 106 shown in FIG.
  • State ST1 shows the state when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the opening 101A in the forward direction (when inserted in the forward direction).
  • State ST2 shows the state when the aerosol-forming substrate 108 inserted into the opening 101A in the forward direction is extracted from the opening 101A (at the time of forward extraction).
  • State ST3 shows the state when the aerosol-forming substrate 108 is inserted in the opposite direction into the opening 101A (when inserted in the opposite direction).
  • State ST4 shows the state when the aerosol-forming substrate 108 inserted into the opening 101A in the opposite direction is removed from the opening 101A (reverse removal).
  • an induced current IDC1 is generated that flows through the coil 106 from the coil connector CC- side to the coil connector CC+ side during forward insertion.
  • an induced current IDC2 is generated that flows through the coil 106 in the opposite direction to the induced current IDC1.
  • an induced current IDC3 is generated that flows through the coil 106 from the coil connector CC+ side toward the coil connector CC- side.
  • an induced current IDC4 is generated that flows through the coil 106 in a direction opposite to the induced current IDC3. Since the susceptor 110 is provided eccentrically at one longitudinal end of the aerosol-forming substrate 108, the volume of the susceptor 110 passing inside the coil 106 is smaller in state ST3 than in state ST1. Therefore, the current value (absolute value) of the induced current IDC3 generated in the state ST3 is smaller than the current value (absolute value) of the induced current IDC1 generated in the state ST1.
  • the volume of susceptor 110 passing inside coil 106 is smaller than in state ST2. Therefore, the current value (absolute value) of the induced current IDC4 generated in the state ST4 is smaller than the current value (absolute value) of the induced current IDC2 generated in the state ST2.
  • the aerosol-forming substrate 108 has been inserted into the opening 101A (insertion is detected). It is determined whether the direction of insertion of the aerosol-forming substrate 108 is forward or reverse (detection of the insertion direction), and whether or not the aerosol-forming substrate 108 has been removed from the opening 101A (detection of removal).
  • the induced currents IDC2 and IDC3 flowing in the same direction are collectively referred to as an induced current IDCa, and the induced currents IDC1 and IDC4 flowing in the same direction are collectively referred to as an induced current IDCb.
  • the current detection IC 151 can detect the induced current IDCa (the induced current IDC2 or the induced current IDC3). Further, the current detection IC 152 can detect the induced current IDCb (the induced current IDC1 or the induced current IDC4).
  • the induced current that can be generated in the coil 106 is detected by the current detection ICs 151 and 152 when the switches Q4 and Q5 are in the ON state when power is not supplied from the power supply 102 to the coil 106 (the switches Q1 and Q2 are in the OFF state). becomes detectable by
  • the current detection IC 151 is composed of, for example, a unidirectional current sense amplifier.
  • the current detection IC 151 includes an operational amplifier that amplifies the voltage across the resistor R2 as a detector that detects the voltage applied across the resistor R2. Outputs the current value as a measured value.
  • the non-inverting input terminal IN+ of the operational amplifier included in the current detection IC 151 is connected to the coil connector CC- side terminal (one end) of the resistor R2.
  • the inverting input terminal IN- of the operational amplifier included in current detection IC 151 is connected to the other end of resistor R2.
  • the current detection IC 151 when the induced current IDCa is generated in the coil 106 in the power non-supply state, the current detection IC 151 outputs a current value having a predetermined magnitude based on the induced current IDCa from the output terminal OUT. Note that if the current detection IC 151 is composed of a unidirectional current sense amplifier, the current detection IC 151 cannot detect a current flowing in the opposite direction to the induced current IDCa.
  • the current detection IC 152 is composed of, for example, a unidirectional current sense amplifier.
  • Current detection IC 152 includes an operational amplifier that amplifies the voltage across resistor R1 as a detector that detects the voltage applied across resistor R1. Outputs the current value as a measured value.
  • the non-inverting input terminal IN+ of the operational amplifier included in the current detection IC 152 is connected to the terminal (one end) of the resistor R1 on the coil connector CC+ side.
  • the inverting input terminal IN- of the operational amplifier included in current detection IC 152 is connected to the other end of resistor R1.
  • the current detection IC 152 when the induced current IDCb is generated in the coil 106 in the power non-supply state, the current detection IC 152 outputs a current value having a predetermined magnitude based on the induced current IDCb from the output terminal OUT. Note that if the current detection IC 152 is configured by a unidirectional current sense amplifier, the current detection IC 152 cannot detect current flowing in the opposite direction to the induced current IDCb.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining operation modes of the power supply unit 100U.
  • the operation modes of the power supply unit 100U include seven modes: SLEEP mode, CHARGE mode, ACTIVE mode, PRE-HEAT mode, INTERVAL mode, HEAT mode, and ERROR mode.
  • the SLEEP mode is a mode that allows the control unit 118 to execute only processes that consume less power, such as detecting operation of the button 128 and managing the power supply 102, thereby saving power.
  • the ACTIVE mode is a mode in which most functions except power supply from the power supply 102 to the coil 106 are enabled, and consumes more power than the SLEEP mode.
  • control unit 118 detects a predetermined operation of button 128 while power supply unit 100U is operating in the SLEEP mode, control unit 118 switches the operation mode to the ACTIVE mode.
  • control unit 118 detects a predetermined operation of button 128 or when button 128 has not been operated for a predetermined period of time while power supply unit 100U is operating in the ACTIVE mode, control unit 118 switches the operation mode to SLEEP. switch to mode.
  • the controller 118 determines that the induced current IDC3 is generated in the coil 106 based on the outputs of the current detection ICs 151 and 152, it determines that the aerosol-forming substrate 108 has been inserted into the opening 101A in the opposite direction, 138 or the like is activated to notify the user that the direction of insertion of the aerosol-forming substrate 108 is reversed.
  • the control unit 118 executes heating control, monitor control, temperature acquisition processing of the susceptor 110, etc., and heats the susceptor 110 contained in the aerosol forming substrate 108 inserted into the opening 101A to the first target temperature.
  • the control unit 118 turns on the switch Q4 and turns off the switch Q5, controls the on/off of the switches Q1, Q2, and Q3, and performs heating control, monitor control, and temperature acquisition processing of the susceptor 110. Run.
  • the control unit 118 changes the operation mode to the INTERVAL mode. switch.
  • the INTERVAL mode is a mode of waiting for the temperature of the susceptor 110 to drop to a certain extent.
  • the control unit 118 temporarily stops heating control, performs monitor control and temperature acquisition processing of the susceptor 110, and lowers the temperature of the susceptor 110 to a second target temperature that is lower than the first target temperature. wait until When the temperature of the susceptor 110 drops to the second target temperature, the controller 118 switches the operation mode to the HEAT mode.
  • the controller 118 executes heating control, monitor control, and temperature acquisition processing of the susceptor 110 so that the temperature of the susceptor 110 included in the aerosol-forming substrate 108 inserted into the opening 101A reaches a predetermined target temperature. It is the mode to control.
  • the control unit 118 ends the HEAT mode and switches the operation mode to the ACTIVE mode.
  • the heating end condition is a condition that a predetermined time has elapsed since the start of the HEAT mode, or that the user's number of suction times has reached a predetermined value.
  • the PRE-HEAT mode and the HEAT mode are operation modes in which power is supplied from the power source 102 to the coil 106 in order to generate the desired aerosol from the aerosol-forming substrate 108 .
  • the continuous use determination process is a process for determining whether or not the user intends to continue using a new aerosol-forming substrate 108 (hereinafter referred to as continuous use).
  • the control unit 118 determines that the power source 102 is capable of supplying the power necessary for consuming the aerosol source 112 of the new aerosol-forming substrate 108 (there is sufficient remaining power)
  • the controller 118 intends to use it continuously.
  • the operating mode is switched from ACTIVE mode to PRE-HEAT mode, otherwise the operating mode is switched from ACTIVE mode to SLEEP mode.
  • Continuous use determination processing is not essential and can be omitted.
  • the CHARGE mode is a mode in which charging control of the power supply 102 is performed using power supplied from the charging power supply connected to the charging power supply connection unit 116 .
  • the control portion 118 changes the operating mode. to CHARGE mode.
  • Control unit 118 changes the operation mode when charging of power supply 102 is completed or when charging power supply connection unit 116 and the charging power supply are disconnected while power supply unit 100U is operating in the CHARGE mode. Switch to ACTIVE mode.
  • the ERROR mode ensures the safety of the circuit 104 (for example, In this mode, all switches are turned off) and the user is notified by the notification unit. When transitioning to the ERROR mode, it is necessary to reset the power supply unit 100U and repair or dispose of the power supply unit 100U.
  • the control unit 118 can determine which state ST1 to ST4 shown in FIG. 5 is based on the outputs of the current detection ICs 151 and 152 .
  • FIG. 7 shows a preferred example of electronic components added to the circuit 104 shown in FIG.
  • a load switch 170 and a varistor 171 are preferably added to the circuit 104 as shown in FIG.
  • the load switch 170 outputs the system voltage Vsys input to the input terminal IN from the output terminal OUT when a high or low ON signal is input from the control unit 118 to the control terminal ON.
  • the load switch 170 does not output the system voltage Vsys input to the input terminal IN from the output terminal OUT when the off signal is input from the control unit 118 to the control terminal ON.
  • the output terminal OUT of the load switch 170 is connected to the power terminal VDD of the current detection IC 151 .
  • the varistor 171 is connected to a line connecting the output terminal OUT of the current detection IC 151 and the control section 118 and to the ground.
  • the control unit 118 In the induced current detection state, the control unit 118 inputs an ON signal to the load switch 170 to supply power to the current detection IC 151 .
  • the control unit 118 supplies power to the current detection IC 151 by inputting an off signal to the load switch 170. By stopping the supply, the output of the current detection IC 151 is stopped. Accordingly, even when a current different from the induced current and larger than the induced current flows through the resistor R2, it is possible to prevent a large signal from being input to the control section 118.
  • the current detection IC 151 is limited to a low value by a varistor 171 as a protective element. Therefore, even when a current different from the induced current and larger than the induced current flows through the resistor R2, it is possible to prevent a large signal from being input to the control section 118 .
  • FIG. 8 shows a first modification of the circuit 104 shown in FIG. 8 except that resistor R1, current detection IC 152, and current detection IC 151 are deleted, the position of resistor R2 is changed, and current detection IC 153 is added. are the same as in FIG.
  • the drain terminal of the switch Q5 is connected to the coil connector CC+, and the source terminal of the switch Q5 is connected to one end of the resistor R2.
  • the other end of resistor R2 is connected to coil connector CC-.
  • the current detection IC 153 is composed of, for example, a bidirectional current sense amplifier.
  • Current detection IC 153 includes an operational amplifier that amplifies the voltage across resistor R2 as a detector that detects the voltage applied across resistor R2. Outputs the current value as a measured value.
  • the induced current detection state is formed by turning off the switches Q1, Q2, and Q4 and turning on the switch Q5.
  • the current detection IC 153 in this embodiment outputs a positive current value when the inverting input terminal IN- is at a higher potential than the non-inverting input terminal IN+, and the inverting input terminal IN- is at a lower potential than the non-inverting input terminal IN+. It is assumed that a negative current value is output in the case of potential.
  • a negative current value of a predetermined magnitude based on the induced current IDCa is output from the current detection IC 153, and an induced current IDCb is generated in the coil 106.
  • the current detection IC 153 outputs a positive current value of a predetermined magnitude based on the induced current IDCb.
  • control unit 118 can determine which of the states ST1 to ST4 shown in FIG. 5 based on the output of the current detection IC 153, as described below.
  • the control unit 118 In the induced current detection state, the control unit 118 outputs a positive current value whose absolute value is a predetermined value or more from the current detection IC 153, and when this absolute value is a current threshold value or more, the control unit 118 detects the aerosol in the positive direction.
  • the forming substrate 108 susceptor 110
  • the opening 101A coil 106
  • the control unit 118 inserts in the positive direction when the current detection IC 153 outputs a negative current value whose absolute value is greater than or equal to a predetermined value and when this absolute value is greater than or equal to the current threshold value.
  • the aerosol-forming substrate 108 susceptor 110
  • the opening 101A coil 106
  • FIG. 9 shows a second modification of the circuit 104 shown in FIG. 9 .
  • the circuit 104 shown in FIG. 9 is the same except that the current detection IC 153 is replaced with an operational amplifier 161 and a rail splitter circuit 160 consisting of a resistor 591, a resistor 592, a capacitor 593 and a capacitor 594 is added. are the same as in FIG.
  • the rail splitter circuit 160 has an input terminal T1 to which the system voltage Vsys generated by the voltage regulation circuit 120 is input, and two output terminals T2, T3.
  • the rail splitter circuit 160 generates two potentials having the same absolute value and different polarities (a positive potential of (V sys /2) and a negative potential of ( ⁇ V sys /2)) from the input system voltage V sys . do.
  • the positive potential (V sys /2) output from the output terminal T3 of the rail splitter circuit 160 is input to the positive power supply terminal of the operational amplifier 161, and the negative potential ( ⁇ V sys /2) is input to the negative power supply terminal of the operational amplifier 161 .
  • the non-inverting input terminal of the operational amplifier 161 is connected to the terminal (one end) of the resistor R2 on the switch Q5 side.
  • An inverting input terminal of the operational amplifier 161 is connected to the other end of the resistor R2.
  • the operational amplifier 161 amplifies and outputs the voltage across the resistor R2. As described above, since a negative potential is input to the negative power supply terminal of the operational amplifier 161, the operational amplifier 161 can output not only a positive voltage value but also a negative voltage value.
  • the induced current detection state is formed by turning off the switches Q1, Q2, and Q4 and turning on the switch Q5.
  • a negative voltage value of a predetermined magnitude based on the induced current IDCa was output from the operational amplifier 161
  • an induced current IDCb was generated in the coil 106.
  • the operational amplifier 161 outputs a positive voltage value of a predetermined magnitude based on the induced current IDCb.
  • control unit 118 can determine which of the states ST1 to ST4 shown in FIG. 5 based on the output of the operational amplifier 161, as described below.
  • the control unit 118 In the induced current detection state, the control unit 118 outputs a positive voltage value whose absolute value is equal to or greater than a predetermined value from the operational amplifier 161, and when this absolute value is equal to or greater than the voltage threshold, the aerosol is formed in the positive direction.
  • the substrate 108 susceptor 110
  • the opening 101A coil 106
  • the induced current IDC1 is generated in the coil 106, that is, the state ST1.
  • FIG. 10 shows a third modification of the circuit 104 shown in FIG.
  • the circuit 104 shown in FIG. 10 has the points that the conversion circuit 132 is changed to an inverter 162 that converts direct current to alternating current, the points that the resistor R1, the current detection IC 152, and the current detection IC 151 are deleted, and the resistor R3 , resistor R4, current detection IC 154, and current detection IC 155 are added.
  • the inverter 162 includes switches Q5 and Q7 composed of P-channel MOSFETs, switches Q6 and Q8 composed of N-channel MOSFETs, a gate driver 162b for controlling gate voltages of the switches Q5 to Q8, and a gate driver 162b. and an LDO 162a that supplies power to the gate driver 162b and the processor 162c.
  • a positive input terminal IN+ of the inverter 162 is connected to the other end of the parallel circuit 130 .
  • the negative input terminal IN- of the inverter 162 is connected to the drain terminal of the switch Q4.
  • the LDO 162a supplies a voltage obtained by adjusting the voltage input to the positive input terminal IN+ to the gate driver 162b and the processor 162c.
  • the processor 162c is configured to be able to communicate with the control unit 118 by serial communication, and is controlled by the control unit 118.
  • the source terminal of the switch Q5 is connected to the positive input terminal IN+, and the drain terminal of the switch Q5 is connected to the drain terminal of the switch Q6.
  • the source terminal of the switch Q6 is connected to the negative input terminal IN-.
  • a node connecting the switch Q5 and the switch Q6 is connected to the output terminal OUT+.
  • the source terminal of the switch Q7 is connected to the positive input terminal IN+, and the drain terminal of the switch Q7 is connected to the drain terminal of the switch Q8.
  • the source terminal of the switch Q8 is connected to the negative input terminal IN-.
  • a node connecting the switch Q7 and the switch Q8 is connected to the output terminal OUT-.
  • the resistor R3 has one end connected to one end of the capacitor C2 and the other end connected to the output terminal OUT+.
  • the resistor R4 has one end connected to the coil connector CC- and the other end connected to the output terminal OUT-.
  • the current detection IC 155 is composed of, for example, a unidirectional current sense amplifier.
  • Current detection IC 155 includes an operational amplifier that amplifies the voltage across resistor R3 as a detector for detecting the voltage applied across resistor R3. Outputs the current value as a measured value.
  • the non-inverting input terminal IN+ of the operational amplifier included in current detection IC 155 is connected to the terminal of resistor R3 on the capacitor C2 side.
  • the inverting input terminal IN- of the operational amplifier included in the current detection IC 155 is connected to the output terminal OUT+ side terminal of the resistor R3.
  • the current detection IC 154 is composed of, for example, a unidirectional current sense amplifier.
  • Current detection IC 154 includes an operational amplifier that amplifies the voltage across resistor R4 as a detector for detecting the voltage applied across resistor R4. Outputs the current value as a measured value.
  • the non-inverting input terminal IN+ of the operational amplifier included in the current detection IC 154 is connected to the coil connector CC- side terminal of the resistor R4.
  • the inverting input terminal IN- of the operational amplifier included in the current detection IC 154 is connected to the output terminal OUT- side terminal of the resistor R4.
  • the control unit 118 turns on the switches Q1 and Q4 and turns off the switch Q2, controls the on state of the switches Q5 and Q8 by PWM (Pulse Width Modulation) control, and switches Q6, First switch control to turn Q7 off and second switch control to turn off switches Q5 and Q8 and turn on switches Q6 and Q7 by PWM control are alternately performed. As a result, the direct current supplied from the power supply 102 is converted into alternating current and supplied to the coil 106 .
  • PWM Pulse Width Modulation
  • control unit 118 turns on the switches Q2 and Q4 and turns off the switch Q1 to alternately perform the first switch control and the second switch control.
  • the direct current supplied from the power supply 102 is converted into alternating current and supplied to the coil 106 .
  • the control unit 118 forms an induced current detection state by turning off the switches Q1 and Q2, turning on the switch Q4, and turning on the switches Q6 and Q8.
  • this induced current detection state when an induced current IDCa is generated in the coil 106, a current value of a predetermined magnitude based on the induced current IDCa is output from the current detection IC 154, and when an induced current IDCb is generated in the coil 106 , the current detection IC 155 outputs a current value of a predetermined magnitude based on the induced current IDCb.
  • control unit 118 can determine which of the states ST1 to ST4 shown in FIG. can.
  • the control unit 118 detects that the current detection IC 154 outputs a current value whose absolute value is equal to or greater than a predetermined value, and that the absolute value is equal to or greater than the current threshold, the current is inserted in the positive direction.
  • the aerosol-forming substrate 108 susceptor 110
  • the opening 101A coil 106
  • a first switch connects the node connecting the output terminal OUT+ of the inverter 162 and the resistor R3 to the ground
  • a second switch connects the node connecting the output terminal OUT ⁇ of the inverter 162 and the resistor R4 to the ground.
  • the control unit 118 turns on the first switch and the second switch when the induced current is detected, and turns off the first switch and the second switch during the heating control and the monitor control. do. Thereby, the induced current can be prevented from being input to the inverter 162 by the limiting circuit including the first switch and the second switch.
  • the coil is The direction of the induced current flowing through 106, that is, the induced current IDCa and the induced current IDCb can be distinguished and detected. However, even if the induced current IDCa and the induced current IDCb cannot be detected separately, it is possible to determine the state of the aerosol-forming substrate 108 .
  • a fourth modification and a fifth modification of the circuit 104 will be described below.
  • FIG. 11 shows a fourth modification of circuit 104 shown in FIG.
  • the circuit 104 shown in FIG. 11 is the same except that the resistor R1, the current detection IC 152, and the current detection IC 151 are deleted, the position of the resistor R2 is changed, and the current detection IC 156 is added. are the same as in FIG.
  • the drain terminal of the switch Q5 is connected to the coil connector CC+ and the source terminal of the switch Q5 is connected to the coil connector CC-.
  • the resistor R2 has one end connected to the source terminal of the switch Q5 and the other end connected to the drain terminal of the switch Q4.
  • the controller 118 turns off the switches Q1 and Q2 and turns on the switches Q4 and Q5 to form an induced current detection state.
  • the current detection IC 156 is composed of, for example, a unidirectional current sense amplifier.
  • Current detection IC 156 includes an operational amplifier that amplifies the voltage across resistor R2 as a detector for detecting the voltage applied across resistor R2. Outputs the current value as a measured value.
  • the non-inverting input terminal IN+ of the operational amplifier included in the current detection IC 156 is connected to the switch Q5 side terminal of the resistor R2.
  • the inverting input terminal IN- of the operational amplifier included in the current detection IC 156 is connected to the switch Q4 side terminal of the resistor R2.
  • the current detection IC 156 outputs a current value of a predetermined magnitude from the output terminal OUT.
  • the induced current is detected only by a single current detection IC 156 composed of a unidirectional sense amplifier.
  • the output of the current detection IC 156 is a current value with the same sign, regardless of whether it is the induced current IDCa or the induced current IDCb, except for the magnitude.
  • the current detection IC 156 cannot output information that distinguishes the direction of the induced current generated in the coil 106 .
  • control unit 118 determines which state ST1 to ST4 is, as shown below.
  • the control unit 118 detects that the current detection IC 156 outputs a current value equal to or greater than a predetermined value and that the current value is less than the current threshold, the aerosol-forming substrate is detected in the opposite direction.
  • 108 susceptor 110
  • opening 101A coil 106
  • control unit 118 distinguishes between state ST1 to state ST4.
  • control section 118 may not distinguish between state ST1 and state ST3. That is, in the ACTIVE mode and the induced current detection state, the control section 118 may determine that the state is ST1 or ST3 when the current detection IC 156 outputs a current value equal to or greater than a predetermined value. The control unit 118 may switch the operation mode to the PRE-HEAT mode when determining that the state is ST1 or ST3. Similarly, when the current detection IC 156 outputs a current value equal to or greater than a predetermined value immediately after the end of the HEAT mode and in the induced current detection state, the control section 118 may determine that the state is ST2 or ST4.
  • FIG. 12 shows a fifth modification of the circuit 104 shown in FIG. Circuit 104 shown in FIG. 12 is the same as FIG. 9 except that rail splitter circuit 160 is eliminated and operational amplifier 161 is replaced with operational amplifier 162 .
  • the operational amplifier 162 in the circuit 104 shown in FIG. 12 has a configuration in which the positive power supply terminal is supplied with the system voltage Vsys and the negative power supply terminal is grounded in the operational amplifier 161 shown in FIG.
  • the control section 118 controls the switches Q1, Q2, Q4 to be off and the switch Q5 to be on to form an induced current detection state.
  • the operational amplifier 161 outputs a voltage value equal to or higher than a predetermined value corresponding to the induced current IDCb.
  • the operational amplifier 161 does not output a voltage value equal to or greater than the predetermined value.
  • the output of the operational amplifier 162 becomes a voltage value equal to or higher than a predetermined value only when the induced current IDCb is generated. In other words, the operational amplifier 162 cannot output information that distinguishes the direction of the induced current generated in the coil 106 .
  • the control unit 118 forms an induced current detection state in the ACTIVE mode.
  • the aerosol-forming substrate 108 susceptor 110
  • the opening 101A coil 106
  • the operation mode is changed to the PRE-HEAT mode. switch to
  • insertion of the aerosol-forming substrate 108 into the opening 101A in the reverse direction and removal of the aerosol-forming substrate 108 inserted into the opening 101A in the forward direction are controlled based on the induced current.
  • Unit 118 cannot determine. However, the controller 118 can determine that the aerosol-forming substrate 108 has been inserted into the opening 101A in the positive direction.
  • the control unit 118 detects only the insertion and removal of the aerosol-forming substrate 108 . That is, the configurations of the control unit 118, the power supply unit 100U, and the circuit 104 can be simplified.
  • Control Unit 118 The operation of the control unit 118 in the circuit 104 shown in each of FIGS. 2 and 8 to 12 will be described below.
  • Current detection ICs 151, 152, 153, 154, 155, 156 and operational amplifiers 161, 162 capable of detecting an induced current or a voltage value corresponding to the induced current are collectively referred to as an induced current detection IC below. do.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining exemplary processing 10 executed by the control unit 118 in SLEEP mode.
  • control unit 118 determines whether or not the charging power supply is connected to charging power supply connection unit 116 (step S11). This determination is performed, for example, by the VBUS detection signal described above.
  • the control portion 118 switches the operation mode to the CHARGE mode.
  • control unit 118 determines whether or not button 128 has been operated in a predetermined manner (step S12). An example of this predetermined operation is a long press, short press, or repeated hits on the button 128 .
  • Control unit 118 switches the operation mode to the ACTIVE mode when a predetermined operation is performed on button 128 (step S12: YES). If the button 128 has not been operated (step S12: NO), the control unit 118 returns the process to step S11.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining exemplary processing 20 executed by the control unit 118 in the CHARGE mode.
  • the controller 118 causes the charging circuit 122 to start charging the power supply 102 (step S21).
  • the processing is executed by, for example, inputting a charge enable signal having a predetermined level to the charge enable terminal CE of the charging circuit 122 by the control unit 118 .
  • control unit 118 determines whether or not the charging power supply has been removed from charging power supply connection unit 116 (step S22). This determination is performed, for example, by the VBUS detection signal described above. If the charging power supply has not been removed from charging power supply connection unit 116 (step S22: NO), control unit 118 returns the process to step S22.
  • step S23 the control part 118 causes the charging circuit 122 to finish charging the power supply 102 (step S23). Note that the charging circuit 122 does not wait for a command from the control unit 118, and based on the charging current and charging voltage of the power supply 102 obtained from serial communication with the remaining amount measurement IC 124 and input to the charging terminal BAT, the power supply 102 charging may be terminated.
  • the control unit 118 sets the usable number of aerosol-forming substrates 108 based on the charge level of the power source 102 (the amount of power remaining in the power source 102) (step S24).
  • the aerosol-forming substrate 108 is assumed to be stick-shaped, but the shape of the aerosol-forming substrate 108 is not limited to this. Therefore, it should be noted that “usable number” can be generalized to “usable number”. The usable number will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the usable number.
  • a capacity 610 corresponds to the power supply 102 when it is not yet used (hereinafter referred to as "unused"), and its area indicates the fully charged capacity when not in use. Note that the fact that the power supply 102 has not yet been used means that the number of times of discharge since the power supply 102 was manufactured is zero or less than a predetermined number of times of discharge. An example full charge capacity of the power supply 102 when not in use is approximately 220mAh.
  • a capacity 620 corresponds to the power supply 102 when deterioration has progressed to a certain extent due to repeated discharge and charging (hereinafter referred to as "at the time of deterioration"), and its area indicates the full charge capacity at the time of deterioration. As is clear from FIG. 15, the full charge capacity of power supply 102 when not in use is greater than the full charge capacity of power supply 102 when deteriorated.
  • the power amount 630 corresponds to the power amount (energy) required to consume one aerosol-forming substrate 108, and the area indicates the corresponding power amount.
  • the four power amounts 630 in FIG. 15 all have the same area, and the corresponding power amounts are also substantially the same. Note that an example of the power 630 required to consume one aerosol-forming substrate 108 is approximately 70 mAh. As an example, one aerosol-forming substrate 108 can be considered consumed when the end-of-heating condition is met after transitioning to HEAT mode.
  • the amount of power 640 and the amount of power 650 each correspond to the charge level of the power supply 102 after consuming two aerosol-forming substrates 108 (hereinafter referred to as "surplus power"), and the area of the power corresponds to the corresponding amount of power. showing. As is clear from FIG. 15, the surplus power amount when not in use is larger than the surplus power amount when deteriorated.
  • a voltage 660 indicates the output voltage of the power supply 102 when fully charged, an example of which is about 3.64V.
  • Voltage 670 represents the end-of-discharge voltage of power supply 102, an example of which is approximately 2.40V.
  • the output voltage and the final discharge voltage of the power supply 102 at full charge are basically constant regardless of deterioration of the power supply 102, that is, regardless of SOH (State Of Health).
  • the power supply 102 is preferably not used until the voltage reaches the discharge end voltage, in other words until the charge level of the power supply 102 becomes zero. This is because the deterioration of the power supply 102 progresses rapidly when the voltage of the power supply 102 becomes equal to or lower than the final discharge voltage or when the charge level of the power supply 102 becomes zero. Also, the closer the voltage of the power supply 102 is to the discharge end voltage, the more the power supply 102 deteriorates.
  • the power source 102 is repeatedly discharged and charged, and its full charge capacity decreases, resulting in a surplus after consuming a predetermined number (“2” in FIG. 15) of the aerosol-forming substrates 108 .
  • the amount of electric power is smaller when deteriorated than when not in use.
  • n is the number of usable power sources
  • e is the charge level of the power supply 102 (in units of mAh, for example)
  • S is for surplus power when the power supply 102 deteriorates.
  • C is the amount of power (in units such as mAh) required to consume one aerosol-forming substrate 108
  • int() is the decimal point in ().
  • e is a variable, which can be acquired by the control unit 118 communicating with the remaining amount measurement IC 124 .
  • S and C are constants, which can be experimentally determined in advance and stored in advance in a memory (not shown) of the control unit 118 .
  • step S22 in FIG. 14 can be replaced with a process in which the control unit 118 determines whether charging of the power source 102 by the charging circuit 122 has been completed.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining exemplary processing (main processing 30) mainly executed by the control unit 118 in the ACTIVE mode.
  • the control unit 118 controls the switches of the circuit 104 to create an induced current detection state (step S30). Formation of the induced current detection state in each circuit 104 of FIG. 2 and its modifications is as described above. If the load switch 170 illustrated in FIG. 7 is added to each circuit 104 shown in FIGS. 2, 10, and 11, the control unit 118 turns the load switch 170 on in step S30. Then, power is supplied to the current detection ICs forming the induced current detection IC.
  • control unit 118 activates the first timer (step S31).
  • the value of the first timer increases or decreases from the initial value as time elapses.
  • a first timer is stopped and initialized when switching to another operating mode. The same applies to a second timer and a third timer, which will be described later.
  • the control unit 118 notifies the user of the charge level of the power supply 102 (step S32).
  • the notification of the charge level is realized by causing the control unit 118 to communicate with the light-emitting element driving circuit 126 based on the information of the power supply 102 acquired through communication with the remaining amount measurement IC 124 and cause the light-emitting element 138 to emit light in a predetermined manner. be able to. This also applies to other notifications described later.
  • the charge level notification is preferably temporary. Note that when a speaker or vibrator is included as the notification unit, the control unit 118 controls these to notify the charge level by sound or vibration.
  • control unit 118 starts executing another process (hereinafter referred to as "sub-process") so as to be executed in parallel with the main process 30 (step S33).
  • sub-process executing another process
  • the sub-process started in step S33 will be described later.
  • Execution of the sub-process is stopped when switching to another operation mode. This also applies to other sub-processes to be described later.
  • control unit 118 determines whether a predetermined period of time has elapsed based on the value of the first timer (step S34). When determining that the predetermined time has passed (step S34: YES), the control unit 118 performs the process of step S40 described later. If the controller 118 determines that the predetermined time has not passed (step S34: NO), it determines whether the aerosol-forming substrate 108 has been inserted into the opening 101A based on the output value of the induced current detection IC. Determine (step S35).
  • step S35: NO the process returns to step S34.
  • step S35: YES the process proceeds to step S36.
  • step S36 the control unit 118 determines whether or not the insertion direction of the aerosol-forming substrate 108 inserted into the opening 101A is the positive direction based on the output value of the induced current detection IC.
  • the circuit 104 shown in FIG. 12 does not detect an induced current when the aerosol-forming substrate 108 is inserted in the reverse direction. is equal to Therefore, in the circuit 104 shown in FIG. 12, the process of step S36 is omitted and the process of step S38 is performed.
  • step S36 determines that the insertion direction is the reverse direction
  • step S37 causes the notification unit to perform an error notification indicating that the insertion direction is the reverse direction, and furthermore, controls the value of the first timer. is reset to the initial value (step S37).
  • step S37 can be said to be processing for delaying the transition from the ACTIVE mode to the SLEEP mode.
  • the operation mode is set to the SLEEP mode after the user pulls out the aerosol-forming substrate 108 that has been inserted in the reverse direction until the user reinserts the aerosol-forming substrate 108 in the forward direction into the opening 101A. It is possible to prevent transition to , and improve convenience.
  • the value of the first timer may be brought closer to the initial value by subtraction or the like instead of being reset to the initial value.
  • step S36 determines whether the set usable number is 1 or more (step S38). If the usable number is 1 or more (step S38: YES), the control unit 118 switches the operation mode to the PRE-HEAT mode. When the usable number is less than 1 (step S38: NO), the control unit 118 causes the notification unit to perform a low remaining amount notification indicating that the remaining amount of the power source 102 is insufficient (step S39). In step S40 after step S39, the control unit 118 controls the switches and the like of the circuit 104 to release the induced current detection state, and then switches the operation mode to the SLEEP mode.
  • the switch Q5 is turned off, and preferably the power supply to the current detection IC 151 is stopped, thereby canceling the induced current detection state.
  • the induced current detection state is canceled by turning off the switch Q5.
  • the induced current detection state is canceled by turning off the switches Q6 and Q8 and preferably further stopping the power supply to the current detection ICs 154 and 155.
  • FIG. In the case of the circuit 104 of FIG. 11, the induced current detection state is canceled by turning off the switch Q5 and preferably by stopping the power supply to the current detection IC 156.
  • step S34 If it is determined in step S34 that the predetermined time has elapsed (step S34: YES), the process of step S40 is performed, and then the operation mode is switched to SLEEP mode.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining sub-processing 40 and sub-processing 50 started in step S33 in main processing 30 in ACTIVE mode.
  • control unit 118 determines whether or not a predetermined operation has been performed on button 128 (step S44).
  • a predetermined operation is a short press of button 128 .
  • the controller 118 resets the value of the first timer to the initial value (step S45). If the predetermined operation has not been performed on the button 128 (step S44: NO), the control unit 118 returns the process to step S44.
  • the control unit 118 performs the The charge level of power supply 102 is notified to the user (step S46), and then the process returns to step S44.
  • the value of the first timer may not be reset to the initial value, but may be brought close to the initial value by subtraction or the like.
  • control unit 118 determines whether or not the charging power supply is connected to charging power supply connection unit 116 (step S51). If the charging power source is not connected to the charging power source connection unit 116 (step S51: NO), control unit 118 returns the process to step S51. This determination is performed, for example, by the VBUS detection signal described above. When the charging power source is connected to the charging power source connection unit 116 (step S51: YES), the control unit 118 cancels the induced current detection state (step S52) and switches the operation mode to the CHARGE mode. Step S52 is the same processing as step S40 in FIG. When switching the operation mode to the CHARGE mode, the control unit 118 preferably turns off all of the switches Q1, Q2, Q3, and Q4.
  • FIG. 18 is a flowchart for explaining exemplary processing (main processing 60) mainly executed by the control unit 118 in the PRE-HEAT mode.
  • main processing 60 main processing 60
  • the control unit 118 cancels the induced current detection state (step S60).
  • Step S60 is the same process as step S40 in FIG.
  • the control unit 118 starts heating control and supplies heating power to the coil 106 (step S61).
  • the heating power is obtained by turning on the switch Q1, turning off the switch Q2, and switching the switch Q3. It is generated by In the case of the circuit 104 of FIG. 10, the heating power turns on the switch Q1 and turns off the switch Q2, and then the inverter 162 alternately executes the first switch control and the second switch control described above. It is generated by Next, the control unit 118 starts executing a sub-process so as to be executed in parallel with the main process 60 (step S62). This sub-processing will be described later.
  • the control unit 118 performs monitor control while heating control is temporarily stopped, supplies non-heating power to the coil 106, and measures the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring (step S63). .
  • the controller 118 determines whether the susceptor 110 (aerosol-forming substrate 108) is inserted into the opening 101A (step S64). If the controller 118 determines that the susceptor 110 is not inserted into the opening 101A (step S64: NO), it ends the heating control (step S66), and further reduces the usable number by one (step S67), the operation mode is switched to the ACTIVE mode. If the determination in step S64 is NO, it corresponds to the case where the user inserts a new aerosol-forming substrate 108 and immediately removes it.
  • step S64 determines that the susceptor 110 is inserted into the opening 101A (step S64: YES), it obtains the temperature of the susceptor 110 based on the impedance Z measured in step S63 (step S65). ). Next, the controller 118 determines whether the temperature of the susceptor 110 obtained in step S65 has reached the first target temperature (step S66).
  • step S68 If the temperature of the susceptor 110 has not reached the first target temperature (step S68: NO), the control unit 118 returns the process to step S63. When returning the process to step S ⁇ b>63 , the control unit 118 resumes heating control and supplies heating power to the coil 106 . If the temperature of the susceptor 110 has reached the first target temperature (step S68: YES), the control unit 118 controls the notification unit to notify the user that preheating has been completed (step S69). After step S69, control unit 118 switches the operation mode to INTERVAL mode. Note that the control unit 118 may determine that the preheating is completed and switch the operation mode to the INTERVAL mode even when a predetermined time has passed since the PRE-HEAT mode was started.
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining exemplary processing 70 executed by the control unit 118 in the INTERVAL mode.
  • the control unit 118 terminates the heating control and stops supplying heating power to the coil 106 (step S71).
  • the control unit 118 starts executing a sub-process so as to be executed in parallel with the main process 70 (step S72). This sub-processing will be described later.
  • control unit 118 performs monitor control, supplies non-heating power to the coil 106, and measures the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring (step S73).
  • the controller 118 acquires the temperature of the susceptor 110 based on the measured impedance Z (step S74).
  • controller 118 determines whether the temperature of the susceptor 110 obtained in step S74 has reached the second target temperature (step S75).
  • step S75 NO
  • the control unit 118 If the temperature of the susceptor 110 has not reached the second target temperature (step S75: NO), the control unit 118 returns the process to step S73.
  • the control unit 118 switches the operation mode to the HEAT mode. Note that the control unit 118 may determine that cooling is completed and switch the operation mode to the HEAT mode even when a predetermined time has elapsed since the INTERVAL mode was started.
  • the susceptor 110 In the PRE-HEAT mode, the susceptor 110 is rapidly heated so that the aerosol can be rapidly supplied. On the one hand, such rapid heating can lead to excessive aerosol volumes being generated. Therefore, by shifting to the INTERVAL mode before the HEAT mode, the amount of generated aerosol can be stabilized from the completion of the PRE-HEAT mode to the completion of the HEAT mode. According to the main process 70 of FIG. 19, the preheated aerosol-forming substrate 108 can be cooled prior to HEAT mode for stabilization of aerosol generation.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining the main process 80 executed by the control unit 118 in HEAT mode.
  • the control unit 118 activates the second timer (step S81).
  • the control unit 118 starts executing another process (sub-process) so as to be executed in parallel with the main process 80 (step S82). This sub-processing will be described later.
  • the controller 118 starts heating control (step S83).
  • the control unit 118 After starting the heating control, the control unit 118 performs monitor control while temporarily stopping the heating control, supplies non-heating power to the coil 106, and measures the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring (step S84). Next, the controller 118 determines whether or not the susceptor 110 (aerosol-forming base 108) is inserted into the opening 101A based on the measured impedance Z (step S85). When the controller 118 determines that the susceptor 110 is not inserted into the opening 101A (step S85: NO), it ends the heating control (step S86), and further reduces the usable number by one (step S87), the operation mode is switched to the ACTIVE mode. The determination in step S85 is NO when the user pulls out the aerosol-forming substrate 108 during aerosol generation.
  • step S85 determines that the susceptor 110 is inserted into the opening 101A (step S85: YES)
  • the control unit 118 determines whether the temperature of the susceptor 110 obtained in step S88 has reached a predetermined heating target temperature (step S89).
  • the heating target temperature may be a constant value, or may be increased as the number of suctions or the value of the second timer increases so that the amount of flavor component added to the aerosol is constant.
  • step S89: YES If the temperature of the susceptor 110 has reached the heating target temperature (step S89: YES), the control unit 118 stops heating control and waits for a predetermined time (step S90), and then proceeds to step S83. return. If the temperature of the susceptor 110 has not reached the heating target temperature (step S89: NO), the control unit 118 determines the value of the second timer or the number of times of suction by the user since the start of the HEAT mode. , it is determined whether or not the heating end condition is satisfied (step S91).
  • step S91 If the heating end condition is not satisfied (step S91: NO), the control unit 118 returns the process to step S84.
  • step S91: YES the control unit 118 ends the heating control (step S92), decrements the usable number by one (step S87), and sets the operation mode to the ACTIVE mode. switch to When the operation mode switches from the HEAT mode to the ACTIVE mode, the control unit 118 executes continuous use determination processing. Details of the continuous use determination process will be described later.
  • step S91 is executed when step S89 determines NO, but step S91 may be executed in parallel with steps S84, S85, S88, and S89, or steps S84, S85, It may be executed between either S88 or S89.
  • FIG. 21 is a flowchart for explaining sub-processing (sub-processing 90 and sub-processing 100S) executed in main processing 60 of PRE-HEAT mode, exemplary processing 70 of INTERVAL mode, and main processing 80 of HEAT mode. be.
  • the control unit 118 determines whether or not a predetermined operation has been performed on the button 128 (step S95).
  • a predetermined operation is a long press or repeated presses of the button 128 .
  • the control unit 118 terminates the heating control or monitor control (step S96), reduces the usable number by one (step S97), Switch the operation mode to ACTIVE mode. If the predetermined operation has not been performed on the button 128 (step S95: NO), the control unit 118 returns the process to step S95.
  • the controller 118 measures the discharge current (step S101).
  • the discharge current can be measured by current detection circuit 136 .
  • control unit 118 determines whether or not the measured discharge current is excessive (step S102).
  • Control unit 118 returns the process to step S101 if the discharge current is not excessive (step S102: NO), and executes a predetermined fail-safe action if the discharge current is excessive (step S102: YES).
  • a predetermined fail-safe action for example, is to turn off all switches Q1, Q2, Q3, Q4.
  • the control unit 118 controls the notification unit to notify the user of the error (step S104), and switches the operation mode to the ERROR mode.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the main process 200 of the continuous use determination process in ACTIVE mode. Note that the continuous use determination process illustrated in FIG. 22 can be executed in each circuit 104 in FIGS. 2 and 8-11.
  • control unit 118 activates the third timer and sets the continuous heating Flag to FALSE (step S201).
  • control unit 118 notifies the user of the charge level of power supply 102 (step S202).
  • Step S202 is the same as the processing of step S32.
  • control unit 118 controls the switches and the like of the circuit 104 to create an induced current detection state (step S203).
  • the control unit 118 starts executing another process (a sub-process 300 shown in FIG. 23 to be described later) so as to be executed in parallel with the main process 200 (step S204).
  • control unit 118 determines whether a predetermined period of time has elapsed based on the value of the third timer (step S205). When determining that the predetermined time has passed (step S205: YES), the control unit 118 performs the process of step S210 described later. If the control unit 118 determines that the predetermined time has not elapsed (step S205: NO), it determines whether the aerosol-forming substrate 108 has been extracted from the opening 101A based on the output value of the induced current detection IC. Determine (step S206).
  • step S206 NO
  • the process returns to step S205.
  • step S206: YES it resets the third timer (step S207). Note that in step S207, the value of the third timer may not be reset to the initial value, but may be brought closer to the initial value by subtraction or the like.
  • control unit 118 may perform the same processing as in step S202 after step S207.
  • the process of step S202 may be performed between steps S207 and S208 instead of between steps S201 and S203.
  • the user's attention is directed to power supply unit 100U. By notifying the user of the remaining amount of the power supply 102 at such timing, the user can easily grasp the remaining amount of the power supply 102 .
  • step S207 the control unit 118 sets the continuous heating Flag to TRUE (step S208).
  • step S208 determines whether a predetermined period of time has elapsed (step S209).
  • step S209: NO the control unit 118 returns the process to step S209.
  • step S210 the control unit 118 determines that the predetermined time has passed (step S209: YES)
  • step S210 it controls the switches and the like of the circuit 104 to cancel the induced current detection state (step S210), and changes the operation mode from the ACTIVE mode. Switch to SLEEP mode.
  • the third timer is used to count the time until transition from ACTIVE mode to SLEEP mode.
  • the determination in step S206 is YES and the third timer is reset. be. Therefore, compared to when the user does not extract the aerosol-forming substrate 108 after the end of the HEAT mode (that is, when there is no intention of continuous use), it takes longer to transition from the ACTIVE mode to the SLEEP mode.
  • step S207 can be said to be processing for delaying the transition from the ACTIVE mode to the SLEEP mode. This process prevents the operation mode from transitioning to the SLEEP mode after the user pulls out the aerosol-forming substrate 108 and before inserting a new aerosol-forming substrate 108 into the opening 101A. can improve convenience.
  • FIG. 23 is a flowchart for explaining sub-processing 300 executed in main processing 200 of the continuous use determination processing shown in FIG.
  • the control unit 118 determines whether the continuous heating Flag is set to TRUE (step S301). When the continuous heating Flag is set to FALSE (step S301: NO), the control unit 118 returns the process to step S301. When the continuous heating flag is set to TRUE (step S301: YES), the control unit 118 determines whether the aerosol-forming substrate 108 has been inserted into the opening 101A based on the output value of the induced current detection IC. Determine (step S302).
  • step S302 determines that the aerosol-forming substrate 108 has not been inserted into the opening 101A (step S302: NO)
  • step S302 determines that the aerosol-forming substrate 108 has been inserted into the opening 101A (step S302: YES)
  • step S303 determines that the aerosol-forming substrate 108 has been inserted into the opening 101A
  • step S303 the control unit 118 determines whether the insertion direction of the aerosol-forming substrate 108 inserted into the opening 101A is the positive direction based on the output value of the induced current detection IC.
  • step S303: NO the control unit 118 causes the notification unit to perform an error notification indicating that the insertion direction is the opposite direction (step S304), 3
  • the value of the timer is reset to the initial value (step S305).
  • step S305 the value of the third timer may not be reset to the initial value, but may be brought close to the initial value by subtraction or the like. After step S305, the control unit 118 returns the process to step S302.
  • Step S305 can be said to be processing for delaying the transition from ACTIVE mode to SLEEP mode.
  • the operation mode transitions to the SLEEP mode between the time when the user pulls out the aerosol-forming substrate 108 that was accidentally inserted in the reverse direction and the user re-inserts the aerosol-forming substrate 108 in the normal direction. It is possible to prevent it from being lost and improve convenience.
  • control unit 118 determines whether the insertion direction is the forward direction (step S303: YES). If the usable number is 1 or more (step S306: YES), control unit 118 switches the operation mode to PRE-HEAT mode. When the usable number is less than 1 (step S306: NO), the control unit 118 causes the notification unit to perform a low remaining amount notification indicating that the remaining amount of the power source 102 is insufficient (step S307). After step S307, the control unit 118 controls the switches and the like of the circuit 104 to cancel the induced current detection state (step S308), and then switches the operation mode to the SLEEP mode.
  • insertion of the aerosol-forming substrate 108 can be detected based on the induced current generated in the coil 106, and heating of the aerosol-forming substrate 108 can be automatically started. . Therefore, after operating the button 128 to set the power supply unit 100U to the ACTIVE mode, the user only performs a simple task of inserting the aerosol-forming substrate 108 into the opening 101A in the positive direction, holding the filter 114 in its mouth and sucking. At , inhalation of the flavored aerosol can begin.
  • the insertion direction of the aerosol-forming substrate 108 can be identified based on the induced current. Therefore, it is possible to prevent the aerosol-forming substrate 108 inserted in the opposite direction from being heated, thereby preventing the generation of an aerosol having an unintended flavor and taste.
  • removal of the aerosol-forming substrate 108 can be detected based on the induced current.
  • the transition to the PRE-HEAT mode is prevented unless removal of the aerosol-forming substrate 108 is detected. be able to.
  • the spent aerosol-forming substrate 108 can be prevented from being reheated, thus avoiding compromising the user's inhalation experience.
  • the control unit 118 detects the insertion of the aerosol-forming substrate 108, detects the removal of the aerosol-forming substrate 108, detects the insertion direction of the aerosol-forming substrate 108, and detects the removal of the aerosol-forming substrate 108. and shall be judged.
  • the susceptor 110 is required to have strong magnetism, but this magnetism may weaken during the period when the susceptor 110 is heated. In other words, in the ACTIVE mode, the induced current can be detected with high accuracy with low power consumption.
  • the insertion of the aerosol-forming substrate 108 in the ACTIVE mode is detected based on the induced current, and the removal of the aerosol-forming substrate 108 in the PRE-HEAT mode, INTERVAL mode, HEAT mode, or immediately after the end of the HEAT mode is detected. , preferably based on the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring.
  • the insertion of the aerosol-forming substrate 108 can be detected without fail with low power consumption, and the removal of the aerosol-forming substrate 108 can also be detected without fail. The operation will be described below using a flow chart.
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining the main process 400 of the continuous use determination process in ACTIVE mode.
  • the continuous use determination process illustrated in FIG. 24 can be executed in each circuit 104 of FIGS. 2 and 8 to 12.
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining the main process 400 of the continuous use determination process in ACTIVE mode.
  • the continuous use determination process illustrated in FIG. 24 can be executed in each circuit 104 of FIGS. 2 and 8 to 12.
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining the main process 400 of the continuous use determination process in ACTIVE mode.
  • the continuous use determination process illustrated in FIG. 24 can be executed in each circuit 104 of FIGS. 2 and 8 to 12.
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining the main process 400 of the continuous use determination process in ACTIVE mode.
  • the continuous use determination process illustrated in FIG. 24 can be executed in each circuit 104 of FIGS. 2 and 8 to 12.
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining the main process 400 of the continuous use determination process in
  • control unit 118 activates the third timer and sets the continuous heating Flag to FALSE (step S401).
  • control unit 118 notifies the user of the charge level of power supply 102 (step S402).
  • Step S402 is the same as the processing of step S202.
  • control unit 118 starts executing the sub-processing 300 illustrated in FIG. 23 so as to be executed in parallel with the main processing 400 (step S403).
  • control unit 118 performs monitor control, supplies non-heating power to the coil 106, and measures the impedance Z of the RLC series circuit during monitoring (step S404).
  • control unit 118 determines whether a predetermined time has passed based on the value of the third timer (step S405). When determining that the predetermined time has passed (step S405: YES), the control unit 118 switches the operation mode to the SLEEP mode. When determining that the predetermined time has not passed (step S405: NO), the control unit 118 determines whether the susceptor 110 (aerosol-forming substrate 108) is inserted into the opening 101A based on the measured impedance Z. (step S406). If the control unit 118 determines that the susceptor 110 is inserted into the opening 101A (step S406: YES), the process returns to step S404.
  • step S406 determines that the susceptor 110 has not been inserted into the opening 101A, that is, that the aerosol-forming substrate 108 has been removed (step S406: NO), it resets the third timer (step S407). Note that in step S407, the value of the third timer may not be reset to the initial value, but may be brought closer to the initial value by subtraction or the like.
  • step S407 the control unit 118 sets the continuous heating Flag to TRUE (step S408).
  • step S408 controls the switches and the like of the circuit 104 to release the induced current detection state (step S409).
  • step S409 the control unit 118 determines whether a predetermined period of time has elapsed based on the value of the third timer (step S410). When determining that the predetermined time has passed (step S410: YES), the control unit 118 switches the operation mode to the SLEEP mode. When determining that the predetermined time has not passed (step S410: NO), the control unit 118 returns the process to step S410.
  • the induced current is used to detect the insertion of the aerosol-forming substrate 108
  • the impedance Z is used to detect the removal of the aerosol-forming substrate 108, thereby enabling detection of insertion and removal without increasing power consumption. can be performed with high precision.
  • the orientation of the magnetic poles of the susceptor 110 in the aerosol-forming substrate 108 is not limited to that shown in FIG.
  • the S pole and the N pole may be reversed. That is, in the aerosol-forming substrate 108, the south pole of the susceptor 110, the north pole of the susceptor 110, and the filter 114 may be arranged in this order in the longitudinal direction.
  • the induced current IDC3 shown in FIG. when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the opening 101A in the positive direction, the induced current IDC3 shown in FIG.
  • the induced current IDC4 shown in FIG. 5 is generated, and when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the opening 101A in the opposite direction, the induced current IDC1 shown in FIG. 5 is generated and inserted in the opposite direction.
  • the induced current IDC2 shown in FIG. 5 is generated, the induced current IDC3 becomes larger than the induced current IDC1, and the induced current IDC4 becomes larger than the induced current IDC2.
  • the coil connector CC- side terminal of the resistor R2 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 162, and the switch Q5 side terminal of the resistor R2 is connected to the operational amplifier 162. 162, a voltage corresponding to the induced current IDC3 generated when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the opening 101A can be detected by the operational amplifier 162.
  • a power source power source 102
  • a coil coil 106
  • a detection circuit capable of detecting information corresponding to the induced current generated in the coil
  • a controller control unit 118
  • the controller is configured to start supplying power from the power supply to the coil based on the output of the detection circuit in a state in which the power supply is not supplying power to the coil.
  • an induced current can be generated in the coil.
  • This induced current reflects the user's intention to create an aerosol.
  • power supply from the power source to the coil can be started, so that aerosol generation can be automatically started based on the user's intention. convenience is improved.
  • a power supply unit of the aerosol generator according to (1), A conversion circuit (conversion circuit 132 or inverter 162) that is connected between the coil and the power supply and converts the direct current supplied from the power supply into a pulsating current or an alternating current; A limiting circuit (diode D1, or a first switch and a second switch) that supplies the induced current generated by the coil only to the detection circuit among the detection circuit and the conversion circuit, Power supply unit for the aerosol generator.
  • a conversion circuit conversion circuit 132 or inverter 162
  • conversion circuit 132 or inverter 162 that is connected between the coil and the power supply and converts the direct current supplied from the power supply into a pulsating current or an alternating current
  • a limiting circuit diode D1, or a first switch and a second switch
  • the induced current does not affect the conversion circuit, so the durability of the power supply unit is improved.
  • the conversion circuit converts the direct current supplied from the power source into a pulsating current
  • the limiting circuit includes a diode (diode D1), Power supply unit for the aerosol generator.
  • the rectifying action of the diode prevents the induced current from affecting the conversion circuit, so the durability of the power supply unit can be improved with an inexpensive configuration. Also, since the pulsating current supplied from the conversion circuit to the coil is not unnecessarily rectified by the diode, the aerosol source can be heated by supplying appropriate power from the power source to the coil.
  • a power supply unit for the aerosol generator according to any one of (1) to (3), wherein the detection circuit is configured to be indistinguishable from the direction of the induced current generated in the coil; Power supply unit for the aerosol generator.
  • a complicated circuit is required to distinguish and detect the direction of the induced current. According to (4), the detection circuit does not require a complicated circuit, and the cost and size of the power supply unit can be reduced.
  • the detection circuit is A switch with one end connected to the + side connector and the other end connected to the - side connector (Fig. 11 switch Q5) of a resistor (resistor R2 in FIG. 11) having one end connected to the other end of the switch and having the other end connected to ground; a detector (current detection IC 156 in FIG. 11) that detects the voltage applied across the resistor; Power supply unit for the aerosol generator.
  • the detection circuit can be realized with a simple configuration, and the cost and size of the power supply unit can be reduced.
  • the induced current generated in the coil is much smaller than the current supplied from the power supply to the coil for heating the aerosol source.
  • the magnitude of the signal input from the detection circuit to the controller depends on the magnitude of the current. According to (6), when power is supplied to the coil for heating the aerosol source, an excessive signal is less likely to be input from the detection circuit to the controller. Therefore, malfunction of the controller can be suppressed. Also, failures in the controller are less likely to occur.
  • the power supply unit of the aerosol generator according to (5) or (6), The controller is configured to control the detector so that the detector does not output an output signal while power is being supplied from the power source to the coil. Power supply unit for the aerosol generator.
  • the induced current generated in the coil is much smaller than the current supplied from the power supply to the coil for heating the aerosol source.
  • the magnitude of the signal input from the detection circuit to the controller depends on the magnitude of the current. According to (7), when power is supplied to the coil for heating the aerosol source, an excessive signal is less likely to be input from the detection circuit to the controller. Therefore, malfunction of the controller can be suppressed. Also, failures in the controller are less likely to occur.
  • the detection circuit is a switch (switch Q5 in FIG. 12) whose one end is connected to the + side connector; a resistor (resistor R2 in FIG.
  • the detection circuit can be realized with a simple configuration, and the cost and size of the aerosol generator or the power supply unit of the aerosol generator can be reduced.
  • a power supply unit for the aerosol generator according to any one of (5) to (8), wherein the controller is configured to open the switch when causing power to be supplied from the power source to the coil; Power supply unit for the aerosol generator.
  • a power supply unit for an aerosol generator according to any one of (4) to (9), an opening (opening 101A) into which a columnar aerosol-generating article (aerosol-forming substrate 108) can be inserted and which is at least partially surrounded by said coil;
  • the aerosol-generating article includes the aerosol source, the susceptor provided eccentrically at one end in the longitudinal direction, and a mouthpiece (filter 114) provided at the other end in the longitudinal direction,
  • the controller detects an induced current (induced current IDC1) equal to or greater than a threshold associated with the approach of the susceptor to the coil based on the output of the detection circuit while the power supply is not supplying power to the coil. configured to initiate the supply of power from the power source to the coil upon determining that it has occurred in the coil; Power supply unit for the aerosol generator.
  • the induction generated in the coil when the direction of insertion of the aerosol-generating article inside the coil is opposite to the normal direction (the direction of insertion in which the mouthpiece is at the farthest position from the coil)
  • the current value By designing the current value to be less than the threshold, the aerosol source can be prevented from starting to heat up if the aerosol-generating article is inserted in the opposite direction.
  • preventing heating of the aerosol-generating article when it is inserted upside down increases the convenience of the aerosol-generating device.
  • a power supply unit for an aerosol generator according to any one of (1) to (3), The detection circuit is configured to be able to distinguish the direction of the induced current generated in the coil. Power supply unit for the aerosol generator.
  • the aerosol generator since the direction of the induced current can be distinguished by the detection circuit, it is possible to control the aerosol-generating article having the susceptor and the aerosol source according to the insertion direction and insertion/removal. Therefore, the aerosol generator can be made more sophisticated.
  • the controller is In a state where power is not supplied from the power supply to the coil, an induced current (induced current IDC1) in a first direction accompanying the approach of the susceptor to the coil is induced in the coil based on the output of the detection circuit.
  • IDC1 induced current
  • start supplying power from the power supply to the coil In a state in which power is not supplied from the power source to the coil, an induced current in a direction opposite to the first direction accompanying the approach of the susceptor to the coil (an induced current) is detected based on the output of the detection circuit.
  • the IDC 3 determines that an error has occurred in the coil, cause the notification unit to perform notification, or do not start supplying power from the power supply to the coil.
  • Power supply unit for the aerosol generator is provided for the aerosol generator.
  • heating of the aerosol source is prevented when the direction of the induced current, which changes according to the direction of insertion of the aerosol-generating article into the coil, is opposite to that in the normal direction of insertion. It is possible to obtain at least one of the effect of preventing the insertion and the effect of making the user aware that the insertion direction is opposite and prompting the insertion in the correct direction. Therefore, the convenience of the aerosol generator is improved.
  • the controller is An active mode (ACTIVE mode) for determining whether or not an induced current has occurred in the coil, and a sleep mode (SLEEP mode) in which a transition to the active mode is possible and the power supply unit consumes less power than in the active mode. It is possible to operate the power supply unit with In a state where power is not supplied from the power supply to the coil, an induced current (induced current IDC1) in a first direction accompanying the approach of the susceptor to the coil is induced in the coil based on the output of the detection circuit.
  • induced current IDC1 induced current in a first direction accompanying the approach of the susceptor to the coil is induced in the coil based on the output of the detection circuit.
  • a power supply unit for the aerosol generator according to any one of (11) to (13), a + side connector (coil connector CC+) to which one end of the coil is connected; a - side connector (coil connector CC-) to which the other end of the coil is connected,
  • the detection circuit is a first resistor (resistor R1 in FIG. 2) having one end connected to the + side connector; a second resistor (resistor R2 in FIG. 2) having one end connected to the - side connector and the other end connected to ground;
  • a switch switch Q5 in FIG. 2) having one end connected to the other end of the first resistor and the other end connected to the other end of the second resistor; a first detector (current detection IC 152 in FIG. 2) that detects the voltage applied across the first resistor; a second detector (current detection IC 151 in FIG. 2) that detects the voltage applied across the second resistor;
  • Power supply unit for the aerosol generator is any one of (11) to (13), a + side connector (co
  • the aerosol generator since the direction of the induced current can be distinguished by the detection circuit, it is possible to control the aerosol-generating article having the susceptor and the aerosol source according to the insertion direction and insertion/removal. Therefore, the aerosol generator can be made more sophisticated.
  • the induced current generated in the coil is much smaller than the current supplied from the power supply to the coil for heating the aerosol source.
  • the magnitude of the signal input from the detection circuit to the controller depends on the magnitude of the current. According to (15), when power is supplied to the coil for heating the aerosol source, an excessive signal is less likely to be input from the detection circuit to the controller. Therefore, malfunction of the controller can be suppressed. Also, failures in the controller are less likely to occur.
  • the power supply unit of the aerosol generator according to (14) or (15), The controller is configured to control the second detector so that the second detector does not output an output signal while power is being supplied from the power supply to the coil. Power supply unit for the aerosol generator.
  • the induced current generated in the coil is much smaller than the current supplied from the power supply to the coil for heating the aerosol source.
  • the magnitude of the signal input from the detection circuit to the controller depends on the magnitude of the current. According to (16), when power is supplied to the coil for heating the aerosol source, an excessive signal is less likely to be input from the detection circuit to the controller. Therefore, malfunction of the controller can be suppressed. Also, failures in the controller are less likely to occur.
  • a power supply unit for an aerosol generator according to any one of (11) to (13), a + side connector (coil connector CC+) to which one end of the coil is connected; a - side connector (coil connector CC-) to which the other end of the coil is connected,
  • the detection circuit is a switch (switch Q5 in FIG. 8) whose one end is connected to the + side connector; a resistor (resistor R2 in FIG. 8) having one end connected to the - side connector and the other end connected to the other end of the switch; a bidirectional current sense amplifier (current detection IC 153 in FIG. 8) connected across the resistor and capable of detecting the current flowing through the resistor and its direction; Power supply unit for the aerosol generator.
  • the aerosol generator since the direction of the induced current can be distinguished by the detection circuit, it is possible to control the aerosol-generating article having the susceptor and the aerosol source according to the insertion direction and insertion/removal. Therefore, the aerosol generator can be made more sophisticated.
  • the power supply unit of the aerosol generator according to any one of (11) to (13), a negative power supply generation circuit (rail splitter circuit 160 in FIG. 9) that generates a negative voltage ( ⁇ 0.5V SYS in FIG. 9) based on the power supplied from the power supply; a + side connector (coil connector CC+) to which one end of the coil is connected; a - side connector (coil connector CC-) to which the other end of the coil is connected,
  • the detection circuit is a switch (switch Q5 in FIG. 9) whose one end is connected to the + side connector; a resistor (resistor R2 in FIG.
  • the aerosol generator can be made more sophisticated.
  • a power supply unit for an aerosol generator according to any one of (11) to (13), a + side connector (coil connector CC+) to which one end of the coil is connected; a - side connector (coil connector CC-) to which the other end of the coil is connected;
  • An inverter (inverter 162 in FIG. 10) that converts the direct current supplied from the power supply to alternating current and includes a + side output terminal (output terminal OUT+) and a - side output terminal (output terminal OUT-),
  • the detection circuit is a first resistor (resistor R3 in FIG. 10) that connects the + side connector and the + side output terminal; a second resistor (resistor R4 in FIG.
  • the detection circuit can distinguish the direction of the induced current, it is possible to control the aerosol-generating article having the susceptor and the aerosol source according to the insertion direction and insertion/removal. Therefore, the aerosol generator can be made more sophisticated.

Abstract

電源ユニット100Uは、電源102から供給される電力を用いて、エアロゾル源112を加熱するサセプタ110へ渦電流を生じさせるコイル106と、コイル106で生じた誘導電流に応じた情報を検出可能な検出回路と、電源102からコイル106への電力の供給を制御可能に構成される制御部118と、を備え、制御部118は、電源102からコイル106へ電力を供給していない状態にて、上記検出回路の出力に基づき、電源102からコイル106への電力の供給を開始するように構成される。

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。
 従来、サセプタを有するエアロゾル形成基体と近接して配置されたインダクタを用いて、誘導加熱により当該サセプタを加熱することによって、エアロゾル形成基体からエアロゾルを生成する装置が知られている(特許文献1~3)。
日本国特許第6623175号公報 日本国特許第6077145号公報 日本国特許第6653260号公報
 本発明の目的は、利便性の高いエアロゾル生成装置を提供することにある。
 本発明の一態様のエアロゾル生成装置の電源ユニットは、電源と、前記電源から供給される電力を用いて、エアロゾル源を加熱するサセプタへ渦電流を生じさせるコイルと、前記コイルで生じた誘導電流に応じた情報を検出可能な検出回路と、前記電源から前記コイルへの電力の供給を制御可能に構成されるコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始するように構成される、ものである。
 本発明によれば、利便性の高いエアロゾル生成装置を提供することができる。
本発明の一実施形態である電源ユニット100Uを含むエアロゾル生成装置100の概略構成を示す模式図である。 図1に示す回路104の詳細構成例を示す図である。 コイル106に供給される脈流電流が変換回路132により生成されるときの電圧及び電流の波形の一例を示す図である。 インピーダンスに基づきサセプタ110を検出する原理、及び、インピーダンスに基づきサセプタ110の温度を取得する原理について説明するための模式図である。 図1に示すコイル106に生じる誘導電流を説明するための模式図である。 電源ユニット100Uの動作モードを説明するための模式図である。 図2に示す回路104に追加される電子部品の好ましい例を示す図である。 図2に示す回路104の第一変形例を示す図である。 図2に示す回路104の第二変形例を示す図である。 図2に示す回路104の第三変形例を示す図である。 図2に示す回路104の第四変形例を示す図である。 図2に示す回路104の第五変形例を示す図である。 SLEEPモード時に制御部118が実行する例示処理10を説明するためのフローチャートである。 CHARGEモード時に制御部118が実行する例示処理20を説明するためのフローチャートである。 使用可能本数について説明するための模式図である。 ACTIVEモード時に制御部118が主として実行する例示処理(メイン処理30)を説明するためのフローチャートである。 ACTIVEモードのメイン処理30におけるステップS33において開始される、サブ処理40及びサブ処理50を説明するためのフローチャートである。 PRE-HEATモード時に制御部118が主として実行する例示処理(メイン処理60)を説明するためのフローチャートである。 INTERVALモード時に制御部118が実行する例示処理70を説明するためのフローチャートである。 HEATモード時に制御部118が実行するメイン処理80を説明するためのフローチャートである。 PRE-HEATモードのメイン処理60、INTERVALモードの例示処理70、及びHEATモードのメイン処理80にて実行されるサブ処理(サブ処理90とサブ処理100S)を説明するためのフローチャートである。 ACTIVEモードにおける連続使用判定処理のうちのメイン処理200を説明するためのフローチャートである。 図22に示す連続使用判定処理のメイン処理200にて実行されるサブ処理300を説明するためのフローチャートである。 ACTIVEモードにおける連続使用判定処理のうちのメイン処理400を説明するためのフローチャートである。
<エアロゾル生成装置の全体構成>
 図1は、本発明の一実施形態である電源ユニット100Uを含むエアロゾル生成装置100の概略構成を示す模式図である。図1は、構成要素の厳密な配置、形状、寸法、位置関係等を示すものではないことに留意されたい。
 エアロゾル生成装置100は、電源ユニット100Uと、少なくとも一部が電源ユニット100Uに収容可能に構成されたエアロゾル形成基体108と、を備える。
 電源ユニット100Uは、ハウジング101、電源102、回路104、コイル106、及び充電電源接続部116を備える。電源102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。回路104は電源102に電気的に接続される。回路104は、電源102を用いて、電源ユニット100Uの構成要素に電力を供給するように構成される。回路104の具体的な構成については後述する。充電電源接続部116は、電源102の充電のために電源ユニット100Uを充電電源(図示せず)に接続するためのインタフェースである。充電電源接続部116は、有線充電のためのレセプタクルであってもよいし、無線充電のための受電コイルであってもよいし、これらの組合せであってもよい。充電電源接続部116に接続される充電電源は、電源ユニット100Uを収容する図示省略の収容体に内蔵される二次電池や、充電ケーブルを介して接続されるコンセントやモバイルバッテリー等である。ハウジング101は、例えば外形が柱状又は扁平状等となっており、その一部に、開口101Aが形成されている。コイル106は、例えばらせん状に巻かれた形状となっており、開口101Aの一部又は全部を包囲する状態で、ハウジング101内に埋め込まれている。コイル106は、回路104と電気的に接続されており、後述するように、誘導加熱によりサセプタ110を加熱するために用いられる。
 エアロゾル形成基体108は、磁性材料により構成されたサセプタ110と、エアロゾル源112と、フィルター114と、を含む。エアロゾル形成基体108は、一例として細長い柱状の物品である。図1の例では、サセプタ110は、エアロゾル形成基体108における長手方向の一端から長手方向の中央にかけて、エアロゾル形成基体108の内部に配置されている。また、フィルター114は、エアロゾル形成基体108の長手方向の他端に配置されている。つまり、エアロゾル形成基体108において、サセプタ110は、長手方向の一端側に偏心して設けられている。本実施形態においては、サセプタ110のN極は、フィルター114側と反対側を向くように配置されている。換言すると、エアロゾル形成基体108において、サセプタ110のN極、サセプタ110のS極、及びフィルター114は、この順番で長手方向に配列されている。
 エアロゾル源112は、加熱されることによりエアロゾルを生成できる揮発性化合物を含む。エアロゾル源112は固体であってもよいし、液体であってもよいし、固体及び液体の両方を含んでもよい。エアロゾル源112は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールなどの多価アルコール、水などの液体、又はこれらの混合液体を含んでもよい。エアロゾル源112は、ニコチンを含んでもよい。エアロゾル源112はまた、粒子状のたばこを凝集することによって形成されたたばこ材料を含んでもよい。あるいは、エアロゾル源112は、非たばこ含有材料を含んでもよい。エアロゾル源112は、サセプタ110に近接配置されており、例えば、サセプタ110を取り囲んで設けられる。
 エアロゾル生成装置100は、エアロゾル形成基体108におけるサセプタ110側の端部をハウジング101の開口101Aに対面させた状態から、エアロゾル形成基体108を開口101Aに挿入した図1に示す状態が、正規の使用状態とされる。この正規の使用状態を得るための開口101Aに対するエアロゾル形成基体108の挿入方向のことを正方向と記載する。また、エアロゾル生成装置100は、正規の使用状態とは逆向きにエアロゾル形成基体108を開口101Aに挿入することも物理的には可能になっている。つまり、エアロゾル形成基体108におけるフィルター114側の端部をハウジング101の開口101Aに対面させた状態から、エアロゾル形成基体108を開口101Aに挿入可能であり、このときの開口101Aに対するエアロゾル形成基体108の挿入方向のことを逆方向と記載する。正規の使用状態以外でのエアロゾル形成基体108の開口101Aへの挿入が不可となるように、電源ユニット100Uやエアロゾル形成基体108を構成することも可能であるが、この場合にはコストが増加する。以下では、ハウジング101の開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されている状態を挿入状態とも記載する。また、ハウジング101の開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されていない状態を抜取状態とも記載する。
 エアロゾル形成基体108が開口101Aに正方向で挿入された図1に示す状態では、エアロゾル形成基体108に含まれるサセプタ110の大部分(好ましくは全部)が、コイル106によって包囲される。図1に示す状態にて、コイル106に電力が供給されることにより、サセプタ110に渦電流が生じ、サセプタ110に近接するエアロゾル源112が加熱されてエアロゾルが生成される。なお、エアロゾル形成基体108が開口101Aに逆方向で挿入された状態では、エアロゾル形成基体108が開口101Aに正方向で挿入された状態と比べると、コイル106によって包囲されるサセプタ110の体積(換言すると、エアロゾル形成基体108の長手方向の長さ)は小さくなる点に留意されたい。
<電源ユニットの回路構成>
 図2は、図1に示す回路104の詳細構成例を示す図である。以下に記載する“スイッチ”とは、バイポーラトランジスタ及びMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)等の半導体スイッチング素子のことを言う。このスイッチの一端と他端は、それぞれ、電流の流れる端子を意味する。バイポーラトランジスタであればコレクタ端子とエミッタ端子が一端と他端を構成し、MOSFETであればドレイン端子とソース端子が一端と他端を構成する。なお、コンタクタやリレーをスイッチに用いてもよい。
 回路104は、電源ユニット100U内の構成要素を制御するように構成された制御部118を備える。制御部118は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを主体に構成されたMCU(Micro Controller Unit)等によって構成される。回路104は、電源102と電気的に接続される電源接続部(正極側電源コネクタBC+及び負極側電源コネクタBC-)と、コイル106と電気的に接続されるコイル接続部(正極側コイルコネクタCC+及び負極側コイルコネクタCC-)と、を備える。
 電源102の正極端子と接続される正極側電源コネクタBC+には、固定の電気抵抗値を持つ抵抗器Rsense1の一端が接続されている。抵抗器Rsense1の他端には、固定の電気抵抗値を持つ抵抗器Rsense2の一端が接続されている。抵抗器Rsense2の他端には、並列回路130の一端が接続されている。並列回路130の他端には、コンデンサCの一端が接続されている。なお、抵抗器Rsense1の一端は、負極側電源コネクタBC-へ接続されてもよい。この場合、抵抗器Rsense2の一端は、抵抗器Rsense1の他端又は正極側電源コネクタBC+へ接続される。また、抵抗器Rsense2の一端は、負極側電源コネクタBC-へ接続されてもよい。この場合、抵抗器Rsense1の他端は、並列回路130の一端へ接続される。
 並列回路130は、Pチャネル型MOSFETで構成されたスイッチQ1を含む経路(以下、「第1回路」とも呼ぶ)と、npn型バイポーラトランジスタで構成されたスイッチQ2を含む経路(以下、「第2回路とも呼ぶ」)と、を備える。第2回路は、スイッチQ2、固定の電気抵抗値を持つ抵抗器Rshunt1、及び固定の電気抵抗値を持つ抵抗器Rshunt2が直列接続された直列回路である。スイッチQ2のエミッタ端子には抵抗器Rshunt1の一端が接続されている。抵抗器Rshunt1の他端には、抵抗器Rshunt2の一端が接続されている。スイッチQ1のソース端子には、スイッチQ2のコレクタ端子が接続され、スイッチQ1のドレイン端子には、抵抗器Rshunt2の他端が接続されている。スイッチQ1とスイッチQ2は、制御部118によってオン/オフ制御される。抵抗器Rshunt1と抵抗器Rshunt2の一方は、省略されてもよい。
 コンデンサCの他端には、ダイオードD1のアノードが接続されている。ダイオードD1のカソードには、コイル106の一端と接続された正極側コイルコネクタCC+が接続されている。コイル106の他端と接続された負極側コイルコネクタCC-には、固定の電気抵抗値を持つ抵抗器R2の一端が接続されている。抵抗器R2の他端には、Nチャネル型MOSFETで構成されたスイッチQ4のドレイン端子が接続されている。スイッチQ4のソース端子と、電源102の負極端子と接続された負極側電源コネクタBC-は、それぞれグランドに接続されている。スイッチQ4は、制御部118によってオン/オフ制御される。制御部118は、スイッチQ4のゲート端子に接地スイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQ4のオン/オフを制御する。具体的には、接地検知スイッチ信号がハイであるとき、スイッチQ4はオン状態となり、接地スイッチ信号がローであるとき、スイッチQ4はオフ状態となる。スイッチQ4は、後述するERRORモードとSLEEPモードとCHARGEモード以外の動作モードでは少なくともオン状態に制御される。
 抵抗器Rsense1と抵抗器Rsense2とを接続するノードAには、それぞれが固定の電気抵抗値を持つ抵抗器Rdiv1及び抵抗器Rdiv2の直列回路の一端が接続されている。直列回路の他端はグランドに接続されている。抵抗器Rdiv1と抵抗器Rdiv2とを接続するノードは、制御部118に接続されている。この直列回路によって、電源102の電圧(電源電圧とも記載)を検出する電圧検出回路134が構成されている。具体的には、電圧検出回路134により、電源102の出力電圧を抵抗器Rdiv1及び抵抗器Rdiv2で分圧したアナログ信号が、制御部118へ供給される。
 抵抗器Rsense2の一端にはオペアンプOPの非反転入力端子が接続され、抵抗器Rsense2の他端にはオペアンプOPの反転入力端子が接続されている。オペアンプOPの出力端子は制御部118に接続されている。抵抗器Rsense2とオペアンプOPによって、電源102からコイル106に向けて流れる電流(電源電流とも記載)を検出する電流検出回路136が構成されている。なお、オペアンプOPは制御部118内に設けられていてもよい。
 並列回路130の他端とコンデンサCの一端とを接続するラインには、並列回路130側から順に、Pチャネル型MOSFETで構成されたスイッチQ3のソース端子と、コンデンサCの一端とが接続されている。スイッチQ3のドレイン端子とコンデンサCの他端は、それぞれ、スイッチQ4のドレイン端子と抵抗器R2の他端とを接続するラインに接続されている。スイッチQ3のドレイン端子とコンデンサCの他端は、それぞれ、グランドへ接続されてもよい。スイッチQ3は、制御部118によってオン/オフ制御される。スイッチQ3とコンデンサCによって、電源102から供給される直流(直流電流IDC)を脈流(脈流電流IPC)に変換する変換回路132が構成されている。
 ダイオードD1のカソードと正極側コイルコネクタCC+とを接続するノードには、固定の電気抵抗値を持つ抵抗器R1の一端が接続されている。抵抗器R1の他端には、Nチャネル型MOSFETで構成されたスイッチQ5のドレイン端子が接続されている。スイッチQ5のソース端子は、抵抗器R2の他端に接続されている。スイッチQ5は、制御部118によってオン/オフ制御される。制御部118は、スイッチQ5のゲート端子に挿抜検知スイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQ5のオン/オフを制御する。具体的には、挿抜検知スイッチ信号がハイであるとき、スイッチQ5はオン状態となり、挿抜検知スイッチ信号がローであるとき、スイッチQ5はオフ状態となる。
 回路104は、抵抗器R1を流れる後述の誘導電流を検出する電流検出IC152と、抵抗器R2を流れる後述の誘導電流を検出する電流検出IC151と、を更に備える。電流検出IC151、152の詳細については後述する。
 回路104は、残量測定集積回路(以下、集積回路をICと記載)124を更に備える。残量測定IC124は、電源102の充放電時に抵抗器Rsense1に流れる電流を検出し、検出した電流値に基づいて、電源102の残容量、充電状態を示すSOC(State Of Charge)、及び健全状態を示すSOH(State Of Health)等のバッテリ情報を導出する。残量測定IC124の電源電圧検出端子BATは、正極側電源コネクタBC+と抵抗器Rsense1とを接続するノードに接続されている。残量測定IC124は、電源電圧検出端子BATを用いて、電源102の電圧を検出可能である。残量測定IC124は、制御部118とシリアル通信によって通信可能に構成されている。制御部118は、通信端子SDAから残量測定IC124の通信端子SDAへとICデータ信号を送信することにより、制御部118の通信端子SCLから残量測定IC124の通信端子SCLへICクロック信号を送信するタイミングに合わせて、残量測定IC124内に格納されているバッテリ情報等を取得することができる。なお、制御部118と残量測定IC124のシリアル通信に用いられるプロトコルはICに限られず、SPIやUARTを用いてもよい。
 回路104は、充電回路122を更に備える。充電回路122の充電端子BATは、抵抗器Rsense2と並列回路130とを接続するノードBに接続されている。充電回路122は、充電イネーブル端子CEにおいて受信された制御部118からの充電イネーブル信号に応答して、充電電源接続部116を介して接続された充電電源(図示せず)から供給される電圧(入力端子VBUSとグランド端子GNDとの間の電位差)を、電源102の充電に適した電圧へと調整するように構成されたICである。充電回路122によって調整された電圧は、充電回路122の充電端子BATから供給される。充電回路122の充電端子BATからは、調整された電流が供給されてもよい。充電電源接続部116に接続される充電電源が、電源ユニット100Uを収容する図示省略の収容体に内蔵される二次電池である場合には、充電回路122は、電源ユニット100Uではなく、この収容体に内蔵される構成であってもよい。
 回路104は、充電回路122の入力端子VBUSと充電電源接続部116の正極側とを接続するノードに接続された2つの抵抗器からなる分圧回路140を更に備える。分圧回路140の端部のうち上述したノードに接続されない方は、グランドへ接続されることが好ましい。分圧回路140の出力は、制御部118に接続されている。充電電源接続部116に充電電源が接続されると、VBUS検知信号が、分圧回路140を介して制御部118へ入力される。充電電源が接続されると、VBUS検知信号は、充電電源から供給される電圧を分圧回路140で分圧した値となるため、VBUS検知信号はハイレベルになる。充電電源が接続されていないと、分圧回路140には電圧が供給されないため、VBUS検知信号はローレベルになる。制御部118は、VBUS検知信号がハイレベルになると、ハイレベルの充電イネーブル信号を充電回路122の充電イネーブル端子CEに入力して、充電回路122に電源102の充電制御を開始させる。充電イネーブル端子CEは正論理としているが、負論理としてもよい。充電回路122は、残量測定IC124と同様に、制御部118とシリアル通信によって通信可能に構成されている。なお、電源ユニット100Uを収容する収容体に充電回路122が内蔵される場合であっても、制御部118及び残量測定IC124は、充電回路122とシリアル通信によって通信可能に構成されることが好ましい。
 回路104は、電圧調整回路120を更に備える。電圧調整回路120の入力端子INは、ノードAに接続されている。電圧調整回路120は、入力端子INに入力される電源102の電圧VBAT(例えば、3.2~4.2ボルト)を調整して、回路104内又は電源ユニット100U内の構成要素に供給されるシステム電圧Vsys(例えば、3ボルト)を生成するように構成される。一例として、電圧調整回路120は、LDO(low dropout regulator)等のリニアレギュレータである。電圧調整回路120により生成されたシステム電圧Vsysは、制御部118、残量測定IC124、オペアンプOP、電流検出IC151、電流検出IC152、後述の発光素子駆動回路126、及び後述のボタン128を含む回路等の動作電圧として、これらに供給される。
 回路104は、LED(light emitting diode)等の発光素子138と、発光素子138を駆動するための発光素子駆動回路126と、を更に備える。発光素子138は、電源102の残量及びエラーの発生等の電源ユニット100Uの状態等の様々な情報をユーザに提供(通知)するために用いられ得る。発光素子駆動回路126は、発光素子138の様々な発光モードに関する情報を格納していてもよい。発光素子駆動回路126は、残量測定IC124と同様に、制御部118とシリアル通信によって通信可能に構成されている。制御部118は、通信端子SDAからICデータ信号を発光素子駆動回路126の通信端子SDAに送信して所望の発光モードを指定することによって、発光素子138を所望の態様で発光させるように発光素子駆動回路126を制御することができる。制御部118と発光素子駆動回路126のシリアル通信に用いられるプロトコルはICに限られず、SPIやUARTを用いてもよい。回路104は、発光素子138の代わりに又は発光素子138に加えて、制御部118によって制御されるスピーカ及びバイブレータの少なくとも一方を搭載していてもよい。発光素子138、スピーカ、及びバイブレータは、エアロゾル生成装置100のユーザに各種の通知を行うための通知部として用いられる。
 回路104は、抵抗器及びコンデンサの直列回路と、ボタン128とを含む回路を更に備える。この直列回路の一端にはシステム電圧Vsysが供給され、この直列回路の他端はグランドに接続されている。ボタン128は、この直列回路における抵抗器とコンデンサとを接続するノードとグランドの間に接続されている。このノードには、制御部118のボタン操作検知用端子が接続されている。ユーザがボタン128を押すと、制御部118のボタン操作検知用端子がボタン128を介してグランドと接続されることで、ローレベルのボタン検知信号がボタン操作検知用端子に送信される。これにより、制御部118は、ボタン128が押されたと判断することができ、操作に応じた各種の処理(例えば、電源102の残量通知や、エアロゾル生成を開始する処理)を行うことができる。
<制御部による加熱制御とモニタ制御>
 並列回路130におけるスイッチQ1を含む第1回路は、サセプタ110の加熱に用いられる。制御部118は、スイッチQ1のゲート端子に加熱スイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQ1のオン/オフを制御する。具体的には、加熱スイッチ信号がローであるとき、スイッチQ1はオン状態となり、加熱スイッチ信号がハイであるとき、スイッチQ1はオフ状態となる。
 並列回路130におけるスイッチQ2を含む第2回路は、サセプタ110の電気抵抗値又は温度に関連する値の取得に用いられる。電気抵抗値又は温度に関連する値は、例えば、インピーダンス又は温度等である。制御部118は、スイッチQ2のベース端子にモニタスイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQ2のオン/オフを制御する。具体的にはモニタスイッチ信号がローであるとき、スイッチQ2はオン状態となり、モニタスイッチ信号がハイであるとき、スイッチQ2はオフ状態となる。
 制御部118は、スイッチQ4をオン状態且つスイッチQ5をオフ状態にした状態で、スイッチQ1のオン状態とスイッチQ2のオン状態とを切り替えることにより、サセプタ110を誘導加熱してエアロゾルを生成する加熱制御と、サセプタ110の電気抵抗値又は温度に関連する値を取得するモニタ制御とを切り替えて行う。
 制御部118は、加熱制御時には、スイッチQ1をオン状態且つスイッチQ2をオフ状態にしてスイッチQ3をオン/オフ制御する。これにより、エアロゾル源112からエアロゾルを発生させるために必要な大きな電力を有する高周波(加熱用電力とも記載)を、電源102からコイル106に供給可能となる。制御部118は、モニタ制御時には、スイッチQ1をオフ状態且つスイッチQ2をオン状態にしてスイッチQ3をオン/オフ制御する。この場合、第1回路よりも十分に電気抵抗値の大きい第2回路に、電源102から電流が流れることになる。このため、モニタ制御時には、サセプタ110の電気抵抗値又は温度に関連する値の取得に必要な程度の小さな電力を有する高周波(非加熱用電力とも記載)を、電源102からコイル106に供給可能となる。モニタ制御によって取得できるサセプタ110の電気抵抗値又は温度に関連する値は、加熱制御時においてコイル106に供給する電力の制御に用いられる。
 スイッチQ1のオン状態とスイッチQ2のオン状態との間の切り替えは、任意のタイミングで行うことができる。例えば、ユーザによる吸引が行われている間、制御部118は、スイッチQ1のオン状態とスイッチQ2のオン状態とを任意のタイミングで切り替えてもよい。
 制御部118は、変換回路132に含まれるスイッチQ3のゲート端子に脈流(PC)スイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQ3のオン/オフを制御する。具体的には、PCスイッチ信号がローであるとき、スイッチQ3はオン状態となり、PCスイッチ信号がハイであるとき、スイッチQ3はオフ状態となる。図2において、変換回路132は、並列回路130とコイル106との間に配置されている。別の例として、変換回路132は、並列回路130と電源102との間に配置されてもよい。変換回路132により生成された脈流は、コンデンサC、コイル接続部、及びコイル106を含む誘導加熱回路へ供給される。この誘導加熱回路には、挿入状態であればサセプタ110が含まれ、抜取状態であればサセプタ110が含まれない。
 図3は、コイル106に供給される脈流電流が変換回路132により生成されるときの電圧及び電流の波形の一例を示す図である。図3に示す電圧Vは、スイッチQ1のゲート端子又はスイッチQ2のベース端子に印加される電圧波形を示す。図3に示す電圧Vは、スイッチQ3のゲート端子に印加される電圧波形を示す。図3に示す直流電流IDCは、スイッチQ3のスイッチングにより生成される直流電流IDCを示す。図3に示す脈流電流IPCは、コイル106へ流れる脈流電流IPCを示す。図3において、横軸は時間tを示す。説明を簡単にするために、スイッチQ1のゲート端子に印加される電圧及びスイッチQ2のベース端子に印加される電圧が電圧Vとして1つのグラフに表されていることに留意されたい。
 時刻tにおいて電圧Vがローになると、スイッチQ1又はスイッチQ2はオン状態になる。電圧Vがハイである場合、スイッチQ3はオフ状態となり、並列回路130から出力される直流電流IDCはコンデンサCへ流れ、コンデンサCに電荷が蓄積される。コンデンサCの蓄電量の増加に伴い、脈流電流IPCは、上昇を開始する。時刻tにおいて電圧Vがローに切り替えられると、スイッチQ3はオン状態となる。このとき、直流電流IDCの流れが停止する一方、コンデンサCに蓄積された電荷の放電が開始される。コンデンサCの蓄電量の減少に伴い、脈流電流IPCは、下降を開始する。時刻t以降、同様の動作が繰り返される。上記の動作の結果として、図3に示すように、脈流電流IPCが生成され、コイル106へと流れる。なお、脈流電流(Pulsating Current)とは、0アンペア以上の範囲において、所定周期で電流値が振動する電流である。
 図3から理解されるように、脈流電流IPCの周波数fは、スイッチQ3のスイッチング周期(すなわち、PCスイッチ信号の周期)Tにより制御される。スイッチQ1がオン状態である場合、この周波数fが、サセプタ110と、コイル106と、コンデンサCとを含む加熱時RLC直列回路の共振周波数fに近づくほど、サセプタ110へのエネルギー供給の効率が高くなる。
 上述のようにして生成された脈流電流がコイル106を流れることにより、コイル106の周囲に交番磁界が発生する。発生した交番磁界はサセプタ110内に渦電流を誘起する。この渦電流とサセプタ110の電気抵抗値とによりジュール熱(ヒステリシス損失)が発生し、サセプタ110が加熱される。結果として、サセプタ110の周囲のエアロゾル源112が加熱されてエアロゾルが生成される。
 回路104における電圧検出回路134及び電流検出回路136は、ノードBよりもコイル106側の回路(以下に説明するモニタ時RLC直列回路)のインピーダンスZを測定するために用いられる。制御部118は、電圧検出回路134から電圧値を取得し、電流検出回路136から電流値を取得し、これらの電圧値及び電流値に基づいて、インピーダンスZを算出する。より具体的には、制御部118は、取得した電圧値の平均値又は実効値を、取得した電流値の平均値又は実効値で除算することで、インピーダンスZを算出する。
 挿入状態において、スイッチQ1がオフ状態且つスイッチQ2がオン状態になると、抵抗器Rshunt1及び抵抗器Rshunt2を含む回路並びにサセプタ110と、コイル106と、コンデンサCとによってモニタ時RLC直列回路が形成される。抜取状態において、スイッチQ1がオフ状態且つスイッチQ2がオン状態になると、抵抗器Rshunt1及び抵抗器Rshunt2を含む回路と、コイル106と、コンデンサCとによってモニタ時RLC直列回路が形成される。これらのモニタ時RLC直列回路には、前述した誘導加熱回路が含まれる。
 モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZは上述のようにして得ることができる。得られたインピーダンスZから抵抗器Rshunt1及び抵抗器Rshunt2の抵抗値を含む回路の抵抗値を差し引くことにより、挿入状態においては、コンデンサC、コイル接続部、コイル106、及びサセプタ110を含む誘導加熱回路のインピーダンスZ(サセプタ110の電気抵抗値とほぼ同義)を算出することができる。また、抜取状態においては、コンデンサC、コイル接続部、及びコイル106を含み且つサセプタ110を含まない誘導加熱回路のインピーダンスZを算出することができる。インピーダンスZの大きさを見ることで、挿入状態と抜取状態の識別、換言するとサセプタ110の検出が可能となる。また、サセプタ110の電気抵抗値が温度依存性を有する場合、算出されたインピーダンスZに基づいて、サセプタ110の温度を推定することができる。
<サセプタ検出とサセプタ温度取得の具体例>
 図4は、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出する原理、及び、インピーダンスに基づきサセプタ110の温度を取得する原理について説明するための模式図である。
 図4に示す等価回路EC1は、抜取状態におけるモニタ時RLC直列回路の等価回路を示している。図4に示す“L”はモニタ時RLC直列回路のインダクタンスの値を示している。“L”は厳密にはモニタ時RLC直列回路に含まれる複数の素子のインダクタンス成分を合成した値であるが、コイル106のインダクタンスの値に等しいものとしてもよい。
 図4に示す“C”はモニタ時RLC直列回路のキャパシタンスの値を示している。“C”は厳密にはモニタ時RLC直列回路に含まれる複数の素子のキャパシタンス成分を合成した値であるが、コンデンサCのキャパシタンスの値に等しいものとしてもよい。
 図4に示す“Rcircuit”は、モニタ時RLC直列回路におけるサセプタ110を除く素子の抵抗値を示している。“Rcircuit”は、モニタ時RLC直列回路に含まれる複数の素子の抵抗成分を合成した値である。
 “L”、“C”、及び“Rcircuit”の値は、電子素子のスペックシートから事前に取得するか又は実験的に事前に測定し、制御部118のメモリ(図示せず)又は制御部118の外部に設けられたメモリIC(図示せず)に予め記憶しておくことができる。等価回路EC1におけるモニタ時RLC直列回路のインピーダンスZは、以下の式により計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、ωはモニタ時RLC直列回路に供給される脈流電力の角周波数を示している。この角周波数は、図3に示した周波数fを用いて、ω=2πfの演算で求められる。
 図4に示す等価回路EC2は、挿入状態におけるモニタ時RLC直列回路の等価回路を示している。等価回路EC2における等価回路EC1との相違は、エアロゾル形成基体108に含まれるサセプタ110による抵抗成分(Rsusceptor)が存在する点である。等価回路EC2におけるモニタ時RLC直列回路のインピーダンスZは、以下の式により計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 このように、挿入状態でのモニタ時RLC直列回路のインピーダンスは、抜取状態でのモニタ時RLC直列回路のインピーダンスよりも大きくなる。抜取状態でのインピーダンスZと、挿入状態でのインピーダンスZとを実験的に事前に求めて、その間に設定された閾値を制御部118のメモリ(図示せず)又は制御部118の外部に設けられたメモリIC(図示せず)に予め記憶しておく。これにより、制御部118は、測定したインピーダンスZが当該閾値より大きいか否かに基づき、挿入状態であるか否か、即ち、サセプタ110の検出が可能である。サセプタ110の検出は、エアロゾル形成基体108の検出とみなすことができる。
 前述したように、制御部118は、電圧検出回路134及び電流検出回路136によりそれぞれ測定した電圧の実効値VRMS及び電流の実効値IRMSに基づき、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZを以下のように計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 また、インピーダンスZの上記式をRsusceptorについて解くと、以下の式が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 ここで、負の抵抗値を除外し、インピーダンスZをインピーダンスZに置き換えると、以下の式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 したがって、Rsusceptorと、サセプタ110の温度との関係を実験的に事前に求め、制御部118のメモリ(図示せず)に予め記憶しておくことにより、挿入状態においては、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZから数5の式で計算されたRsusceptorに基づき、サセプタ110の温度を取得することが可能である。
 図4に示す等価回路EC3、EC4は、モニタ時RLC直列回路の共振周波数fにて脈流電力をモニタ時RLC直列回路に供給した場合(スイッチQ3のスイッチング周波数が共振周波数fの場合)の、モニタ時RLC直列回路の等価回路を表している。等価回路EC3は、抜取状態での等価回路を示す。等価回路EC4は、挿入状態での等価回路を示す。モニタ時RLC直列回路の共振周波数fは以下のように導出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 また、共振周波数fにて脈流電力をモニタ時RLC直列回路に供給した場合には、以下の関係が満たされる。このため、数1や数2に示されるモニタ時RLC直列回路のインピーダンスについて、モニタ時RLC直列回路のインダクタンス成分及びキャパシタンス成分は無視できるようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 従って、スイッチQ3のスイッチング周波数が共振周波数fの場合におけるインピーダンスZ及びインピーダンスZは以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 スイッチQ3のスイッチング周波数が共振周波数fの場合における、挿入状態でのサセプタ110による抵抗成分の値Rsusceptorは、以下の式により計算することができる
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 このように、サセプタ110を検出する際、及び、インピーダンスに基づきサセプタ110の温度を取得する際の一方又は双方において、モニタ時RLC直列回路の共振周波数fを用いることは、計算の容易さという点で有利である。もちろん、モニタ時RLC直列回路の共振周波数fを用いることは、電源102が蓄えた電力を高効率且つ高速でサセプタ110へ供給する点でも有利である。
 回路104では、電流検出回路136が、電源102とコイル106との間の経路において、当該経路から電圧調整回路120への分岐点(ノードA)よりもコイル106に近い位置に配置されている。この構成によれば、電流検出回路136は、電圧調整回路120に供給される電流を含まない、コイル106へ供給される電流の値を正確に測定することができる。したがって、サセプタ110の電気抵抗値や温度を正確に測定又は推定することができる。
 なお、電流検出回路136は、電源102とコイル106との間の経路において、当該経路から充電回路122への分岐点(ノードB)よりもコイル106に近い位置に配置されてもよい。この構成により、電源102の充電中(スイッチQ1、Q2はオフ状態)に、充電回路122から供給される電流が電流検出回路136内の抵抗器Rsense2を流れるのを防ぐことができる。したがって、抵抗器Rsense2が故障する可能性を低減することができる。また、電源102の充電中に電流検出回路136のオペアンプOPに電流が流れることを防止できるので、消費電力を抑えることができる。
 残量測定IC124は、電源102の電圧と電源102からコイル106へ向かう電流とを測定可能である。このため、残量測定IC124により測定される電圧と電流に基づいても、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZは導出可能である。一般的に、残量測定IC124は、1秒周期でデータを更新するように構成される。したがって、残量測定IC124によって測定される電圧値及び電流値を用いてインピーダンスZを計算しようとすると、インピーダンスZが最速でも1秒周期で算出される。したがって、サセプタ110の温度が最速でも1秒周期で推定されることになる。そのような周期は、サセプタ110の加熱を適切に制御するのに十分に短いとは言えない。したがって、残量測定IC124により測定される電圧値及び電流値をインピーダンスZの測定に用いないことが望ましい。すなわち、好ましくは、残量測定IC124は、上述のような電圧検出回路134及び電流検出回路136として用いられない。よって、回路104において残量測定IC124は必須ではない。ただし、残量測定IC124を用いることで、電源102の状態を正確に把握することができる。
<誘導電流の検出>
 コイル106の内側には、サセプタ110を含むエアロゾル形成基体108が挿入される。加熱制御及びモニタ制御のいずれも行われておらず、コイル106に電源102からの電力の供給が行われていない電力非供給状態(例えば、スイッチQ1、Q2がそれぞれオフ状態)であっても、コイル106にサセプタ110が近づいていく過程(抜取状態から挿入状態に遷移する過程)と、コイル106からサセプタ110が離れていく過程(挿入状態から抜取状態に遷移する過程)においては、コイル106に誘導電流が生じる。この誘導電流について図5を参照して説明する。
 図5は、図1に示すコイル106に生じる誘導電流を説明するための模式図である。状態ST1は、開口101Aに対しエアロゾル形成基体108が正方向に挿入されるとき(正方向挿入時)の状態を示す。状態ST2は、正方向で開口101Aに挿入されたエアロゾル形成基体108が開口101Aから抜き取られるとき(正方向抜取時)の状態を示す。状態ST3は、開口101Aに対しエアロゾル形成基体108が逆方向に挿入されるとき(逆方向挿入時)の状態を示す。状態ST4は、逆方向で開口101Aに挿入されたエアロゾル形成基体108が開口101Aから抜き取られるとき(逆方向抜取時)の状態を示す。
 状態ST1に示すように、正方向挿入時には、コイルコネクタCC-側からコイルコネクタCC+側に向かってコイル106を流れる誘導電流IDC1が発生する。状態ST2に示すように、正方向抜取時には、誘導電流IDC1とは逆向きにコイル106を流れる誘導電流IDC2が発生する。
 状態ST3に示すように、逆方向挿入時には、コイルコネクタCC+側からコイルコネクタCC-側に向かってコイル106を流れる誘導電流IDC3が発生する。状態ST4に示すように、逆方向抜取時には、誘導電流IDC3とは逆向きにコイル106を流れる誘導電流IDC4が発生する。サセプタ110はエアロゾル形成基体108において長手方向の一端側に偏心して設けられているため、状態ST3では、コイル106の内側を通過するサセプタ110の体積が、状態ST1と比べて小さくなる。そのため、状態ST3で発生する誘導電流IDC3の電流値(絶対値)は、状態ST1で発生する誘導電流IDC1の電流値(絶対値)よりも小さくなる。同様に、状態ST4では、コイル106の内側を通過するサセプタ110の体積が、状態ST2と比べて小さくなる。そのため、状態ST4で発生する誘導電流IDC4の電流値(絶対値)は、状態ST2で発生する誘導電流IDC2の電流値(絶対値)よりも小さくなる。
 したがって、所定のタイミングで、誘導電流IDC1、IDC2、IDC3、IDC4を検出することで、開口101Aへエアロゾル形成基体108が挿入されたか否かを判断(挿入を検知)したり、開口101Aへ挿入されたエアロゾル形成基体108の挿入方向が正方向と逆方向のどちらであるのかを判断(挿入方向を検知)したり、開口101Aからエアロゾル形成基体108が抜き取られたか否かを判断(抜取を検知)したりすることが可能になる。以下では、同じ方向に流れる誘導電流IDC2と誘導電流IDC3を総称して誘導電流IDCaと記載し、同じ方向に流れる誘導電流IDC1と誘導電流IDC4を総称して誘導電流IDCbと記載する。
 回路104では、電流検出IC151によって、誘導電流IDCa(誘導電流IDC2又は誘導電流IDC3)を検出可能となっている。また、電流検出IC152によって、誘導電流IDCb(誘導電流IDC1又は誘導電流IDC4)を検出可能となっている。コイル106で生じ得る誘導電流は、電源102からコイル106へ電力が供給されていない状態(スイッチQ1、Q2がオフ状態)において、スイッチQ4、Q5がそれぞれオン状態のときに、電流検出IC151、152によって検出可能になる。
 電流検出IC151は、例えば単方向電流センスアンプにより構成される。電流検出IC151は、抵抗器R2の両端へ印加される電圧を検出する検出器として、抵抗器R2の両端間の電圧を増幅するオペアンプを含み、このオペアンプの出力に基づいて、抵抗器R2に流れる電流の電流値を測定値として出力する。電流検出IC151に含まれるオペアンプの非反転入力端子IN+は、抵抗器R2のコイルコネクタCC-側の端子(一端)に接続されている。電流検出IC151に含まれるオペアンプの反転入力端子IN-は、抵抗器R2の他端に接続されている。したがって、電流検出IC151からは、上記電力非供給状態においてコイル106に誘導電流IDCaが生じた場合に、誘導電流IDCaに基づく所定の大きさの電流値が出力端子OUTから出力される。電流検出IC151を単方向電流センスアンプにより構成した場合、電流検出IC151は誘導電流IDCaと逆向きに流れる電流を検出できない点に留意されたい。
 電流検出IC152は、例えば単方向電流センスアンプにより構成される。電流検出IC152は、抵抗器R1の両端へ印加される電圧を検出する検出器として、抵抗器R1の両端間の電圧を増幅するオペアンプを含み、このオペアンプの出力に基づいて、抵抗器R1に流れる電流の電流値を測定値として出力する。電流検出IC152に含まれるオペアンプの非反転入力端子IN+は、抵抗器R1のコイルコネクタCC+側の端子(一端)に接続されている。電流検出IC152に含まれるオペアンプの反転入力端子IN-は、抵抗器R1の他端に接続されている。したがって、電流検出IC152からは、上記電力非供給状態においてコイル106に誘導電流IDCbが生じた場合に、誘導電流IDCbに基づく所定の大きさの電流値が出力端子OUTから出力される。電流検出IC152を単方向電流センスアンプにより構成した場合、電流検出IC152は誘導電流IDCbと逆向きに流れる電流を検出できない点に留意されたい。
<電源ユニット100Uの動作モード>
 図6は、電源ユニット100Uの動作モードを説明するための模式図である。図6に示すように、電源ユニット100Uの動作モードには、SLEEPモード、CHARGEモード、ACTIVEモード、PRE-HEATモード、INTERVALモード、HEATモード、及びERRORモードの7つのモードが含まれる。
 SLEEPモードは、ボタン128の操作の検知や電源102の管理等、電力消費の少ない処理だけを制御部118が実行可能として、省電力化を図るモードである。
 ACTIVEモードは、電源102からコイル106への電力供給を除くほとんどの機能が有効になるモードであり、SLEEPモードよりも電力消費の多いモードである。制御部118は、電源ユニット100UをSLEEPモードにて動作させている状態にて、ボタン128の所定の操作を検知すると、動作モードをACTIVEモードに切り替える。制御部118は、電源ユニット100UをACTIVEモードにて動作させている状態にて、ボタン128の所定の操作を検知したり、ボタン128の無操作時間が所定時間に達したりすると、動作モードをSLEEPモードに切り替える。
 ACTIVEモードにおいて、制御部118は、コイル106に発生し得る誘導電流の検出が可能な回路状態(以下、誘導電流検出状態と記載)となるよう、回路104のスイッチを制御する。具体的には、制御部118は、スイッチQ1、Q2をオフ状態且つスイッチQ4、Q5をオン状態に制御する。この誘導電流検出状態で、制御部118は、電流検出IC151、152の出力に基づき、コイル106に誘導電流IDC1が生じたと判断した場合には、正方向でエアロゾル形成基体108が開口101Aに挿入されたと判断して、動作モードをPRE-HEATモードに切り替える。制御部118は、電流検出IC151、152の出力に基づき、コイル106に誘導電流IDC3が生じたと判断した場合には、逆方向でエアロゾル形成基体108が開口101Aに挿入されたと判断して、発光素子138等で構成される通知部を作動させて、エアロゾル形成基体108の挿入方向が逆であることをユーザに通知する。
 PRE-HEATモードは、加熱制御とモニタ制御及びサセプタ110の温度取得処理等を制御部118が実行して、開口101Aに挿入されたエアロゾル形成基体108に含まれるサセプタ110を第一目標温度まで加熱又は所定時間だけ加熱するモードである。PRE-HEATモードにおいて、制御部118は、スイッチQ4をオン状態且つスイッチQ5をオフ状態にし、スイッチQ1、Q2、Q3をオンオフ制御して、加熱制御とモニタ制御及びサセプタ110の温度取得処理とを実行する。制御部118は、電源ユニット100UをPRE-HEATモードにて動作させている状態にて、サセプタ110の温度が第一目標温度に到達すると、又は、所定時間が経過すると、動作モードをINTERVALモードに切り替える。
 INTERVALモードは、サセプタ110の温度がある程度まで低下するのを待つモードである。INTERVALモードでは、例えば制御部118は、加熱制御を一時的に停止し、モニタ制御及びサセプタ110の温度取得処理を行って、サセプタ110の温度が第一目標温度よりも低い第二目標温度まで低下するまで待機する。制御部118は、サセプタ110の温度が第二目標温度まで低下すると、動作モードをHEATモードに切り替える。
 HEATモードは、加熱制御とモニタ制御及びサセプタ110の温度取得処理を制御部118が実行して、開口101Aに挿入されたエアロゾル形成基体108に含まれるサセプタ110の温度が所定の目標温度となるよう制御するモードである。制御部118は、既定の加熱終了条件が満たされると、HEATモードを終了して、動作モードをACTIVEモードに切り替える。加熱終了条件は、HEATモードが開始されてから所定時間が経過した、又は、ユーザの吸引回数が既定値に達した等の条件である。PRE-HEATモード及びHEATモードは、エアロゾル形成基体108から所望のエアロゾルを発生させるために、電源102からコイル106へ電力の供給がなされる動作モードとなる。
 HEATモードからACTIVEモードに切り替わった直後において、制御部118は、図6に示した連続使用判定処理を行う。連続使用判定処理とは、ユーザが続けて新品のエアロゾル形成基体108の使用(以下、連続使用と記載)を行う意思があるのかを判定する処理である。制御部118は、連続使用の意思があり且つ新品のエアロゾル形成基体108のエアロゾル源112の消費に必要な電力を電源102から供給可能(電源残量が十分にある)である判定した場合には、動作モードをACTIVEモードからPRE-HEATモードに切り替え、それ以外の場合には、動作モードをACTIVEモードからSLEEPモードに切り替える。連続使用判定処理は必須ではなく省略可能である。
 CHARGEモードは、充電電源接続部116に接続された充電電源から供給される電力により、電源102の充電制御を行うモードである。制御部118は、電源ユニット100Uを、7つのモードのうちのCHARGEモード及びERRORモード以外のモードにて動作させている状態にて、充電電源接続部116に充電電源が接続されると、動作モードをCHARGEモードに切り替える。制御部118は、電源ユニット100UをCHARGEモードにて動作させている状態にて、電源102の充電が完了したり、充電電源接続部116と充電電源とが非接続になったりすると、動作モードをACTIVEモードに切り替える。
 ERRORモードは、他の6つの動作モードのそれぞれにおいて、電源102の過放電や過充電、サセプタ110の過加熱等の異常(エラー)が発生した場合に、回路104の安全性を確保(例えば、全てのスイッチをオフ状態に制御)して、通知部によってユーザに通知を行うモードである。ERRORモードに遷移した場合には、電源ユニット100Uのリセットや、電源ユニット100Uの修理又は廃棄が必要になる。
<エアロゾル形成基体108の状態の判別処理>
 制御部118は、誘導電流検出状態において、電流検出IC151と電流検出IC152の出力に基づき、図5に示した状態ST1~状態ST4のいずれであるかを判別することができる。
(状態ST1の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC151と電流検出IC152のうち電流検出IC152から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値以上であった場合には、正方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC1が生じた、つまり状態ST1であると判断する。
(状態ST2の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC151と電流検出IC152のうち電流検出IC151から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値以上であった場合には、正方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC2が生じた、つまり状態ST2であると判断する。
(状態ST3の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC151と電流検出IC152のうち電流検出IC151から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値未満であった場合には、逆方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC3が生じた、つまり状態ST3であると判断する。
(状態ST4の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC151と電流検出IC152のうち電流検出IC152から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値未満であった場合には、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC4が生じた、つまり状態ST4であると判断する。
 なお、誘導電流検出状態において、コイル106で誘導電流が生じた場合でも、ダイオードD1の存在により、この誘導電流がコンデンサC及び変換回路132に流れることは防がれる。このため、誘導電流が変換回路132に影響を及ぼさなくなり、電源ユニット100Uの耐久性を向上させることができる。一方、加熱制御時には、変換回路132からの脈流がダイオードD1を通過するが、この脈流はダイオードD1によって不必要に整流されることがない。このため、加熱制御時には、電源102からコイル106へ適切な電力を供給して、エアロゾル源112を適切に加熱できる。
 また、図2に示す回路104の構成では、加熱制御が行われるときに、抵抗器R2に、誘導電流とは異なる、誘導電流よりも大きな電流が流れる。このため、この大きな電流が電流検出IC151にて検出されないようにすることが好ましい。図7は、図2に示す回路104に追加される電子部品の好ましい例を示す図である。図7に示すように、回路104には、ロードスイッチ170とバリスタ171が追加されることが好ましい。
 ロードスイッチ170は、制御端子ONに制御部118からハイ又はローのオン信号が入力されることで、入力端子INに入力されたシステム電圧Vsysを出力端子OUTから出力する。ロードスイッチ170は、制御端子ONに制御部118からオフ信号が入力されている場合は、入力端子INに入力されたシステム電圧Vsysを出力端子OUTから出力しない。ロードスイッチ170の出力端子OUTは、電流検出IC151の電源端子VDDに接続されている。バリスタ171は、電流検出IC151の出力端子OUTと制御部118とを接続するラインと、グランドとに接続されている。
 制御部118は、誘導電流検出状態においては、ロードスイッチ170にオン信号を入力して、電流検出IC151への電源供給を行う。制御部118は、加熱制御とモニタ制御の少なくとも一方が行われるモード(PRE-HEATモード、INTERVALモード、及びHEATモード)では、ロードスイッチ170にオフ信号を入力することで、電流検出IC151への電源供給を停止して、電流検出IC151の出力を停止させる。これにより、抵抗器R2に、誘導電流とは異なる、誘導電流よりも大きな電流が流れた場合でも、制御部118に大きな信号が入力されるのを防ぐことができる。
 また、加熱制御とモニタ制御の少なくとも一方が行われるモード(PRE-HEATモード、INTERVALモード、及びHEATモード)において、何らかの原因でロードスイッチ170がオン状態に固定されてしまった場合でも、電流検出IC151の出力は、保護素子としてのバリスタ171によって低い値に制限される。このため、抵抗器R2に、誘導電流とは異なる、誘導電流よりも大きな電流が流れた場合でも、制御部118に大きな信号が入力されるのを防ぐことができる。
 なお、図2に示す回路104において、ロードスイッチ170とバリスタ171のいずれか一方を設ければ、電流検出IC151から制御部118へ大きな信号が入力されるのを防ぐ効果を得ることができる。また、バリスタ171に代えてツェナーダイオードを用いてもよい。
<回路104の第一変形例>
 図8は、図2に示す回路104の第一変形例を示す図である。図8に示す回路104は、抵抗器R1、電流検出IC152、及び電流検出IC151が削除された点と、抵抗器R2の位置が変更された点と、電流検出IC153が追加された点とを除いては、図2と同じである。
 図8に示す回路104においては、スイッチQ5のドレイン端子がコイルコネクタCC+に接続され、スイッチQ5のソース端子が抵抗器R2の一端に接続されている。抵抗器R2の他端は、コイルコネクタCC-に接続されている。
 電流検出IC153は、例えば双方向電流センスアンプにより構成される。電流検出IC153は、抵抗器R2の両端へ印加される電圧を検出する検出器として、抵抗器R2の両端間の電圧を増幅するオペアンプを含み、このオペアンプの出力に基づいて、抵抗器R2に流れる電流の電流値を測定値として出力する。
 図8に示す回路104では、スイッチQ1、Q2、Q4がオフ状態且つスイッチQ5がオン状態になることで、誘導電流検出状態が形成される。本実施形態における電流検出IC153は、反転入力端子IN-が非反転入力端子IN+よりも高電位である場合にプラスの電流値を出力し、反転入力端子IN-が非反転入力端子IN+よりも低電位である場合にマイナスの電流値を出力するものとする。この誘導電流検出状態において、コイル106に誘導電流IDCaが生じた場合には、誘導電流IDCaに基づく所定の大きさのマイナスの電流値が電流検出IC153から出力され、コイル106に誘導電流IDCbが生じた場合には、誘導電流IDCbに基づく所定の大きさのプラスの電流値が電流検出IC153から出力される。
 したがって、制御部118は、誘導電流検出状態において、電流検出IC153の出力に基づき、以下に説明するように、図5に示した状態ST1~状態ST4のいずれであるかを判別することができる。
(状態ST1の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC153から絶対値が所定値以上のプラスの電流値が出力され、且つ、この絶対値が電流閾値以上であった場合には、正方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC1が生じた、つまり状態ST1であると判断する。
(状態ST2の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC153から絶対値が所定値以上のマイナスの電流値が出力され、且つ、この絶対値が電流閾値以上であった場合には、正方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC2が生じた、つまり状態ST2であると判断する。
(状態ST3の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC153から絶対値が所定値以上のマイナスの電流値が出力され、且つ、この絶対値が電流閾値未満であった場合には、逆方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC3が生じた、つまり状態ST3であると判断する。
(状態ST4の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC153から絶対値が所定値以上のプラスの電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値未満であった場合には、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC4が生じた、つまり状態ST4であると判断する。
<回路104の第二変形例>
 図9は、図2に示す回路104の第二変形例を示す図である。図9に示す回路104は、電流検出IC153がオペアンプ161に変更された点と、抵抗器591、抵抗器592、コンデンサ593、及びコンデンサ594からなるレールスプリッタ回路160が追加された点とを除いては、図8と同じである。
 レールスプリッタ回路160は、電圧調整回路120によって生成されたシステム電圧Vsysが入力される入力端子T1と、2つの出力端子T2、T3を有する。レールスプリッタ回路160は、入力されたシステム電圧Vsysから、絶対値が同じで正負の異なる2つの電位((Vsys/2)のプラス電位と(-Vsys/2)のマイナス電位)を生成する。そして、レールスプリッタ回路160の出力端子T3から出力されるプラス電位(Vsys/2)は、オペアンプ161の正電源端子に入力され、レールスプリッタ回路160の出力端子T2から出力されるマイナス電位(-Vsys/2)は、オペアンプ161の負電源端子に入力されている。
 オペアンプ161の非反転入力端子は、抵抗器R2のスイッチQ5側の端子(一端)に接続されている。オペアンプ161の反転入力端子は、抵抗器R2の他端に接続されている。オペアンプ161は、抵抗器R2の両端間の電圧を増幅して出力する。上述した通り、オペアンプ161の負電源端子にはマイナス電位が入力されるため、オペアンプ161はプラスの電圧値だけでなくマイナスの電圧値を出力できる。
 図9に示す回路104では、スイッチQ1、Q2、Q4がオフ状態且つスイッチQ5がオン状態になることで、誘導電流検出状態が形成される。この誘導電流検出状態において、コイル106に誘導電流IDCaが生じた場合には、誘導電流IDCaに基づく所定の大きさのマイナスの電圧値がオペアンプ161から出力され、コイル106に誘導電流IDCbが生じた場合には、誘導電流IDCbに基づく所定の大きさのプラスの電圧値がオペアンプ161から出力される。
 したがって、制御部118は、誘導電流検出状態において、オペアンプ161の出力に基づき、以下に説明するように、図5に示した状態ST1~状態ST4のいずれであるかを判別することができる。
(状態ST1の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、オペアンプ161から絶対値が所定値以上のプラスの電圧値が出力され、且つ、この絶対値が電圧閾値以上であった場合には、正方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC1が生じた、つまり状態ST1であると判断する。
(状態ST2の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、オペアンプ161から絶対値が所定値以上のマイナスの電圧値が出力され、且つ、この絶対値が電圧閾値以上であった場合には、正方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC2が生じた、つまり状態ST2であると判断する。
(状態ST3の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、オペアンプ161から絶対値が所定値以上のマイナスの電圧値が出力され、且つ、この絶対値が電圧閾値未満であった場合には、逆方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC3が生じた、つまり状態ST3であると判断する。
(状態ST4の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、オペアンプ161から絶対値が所定値以上のプラスの電圧値が出力され、且つ、この絶対値が電圧閾値未満であった場合には、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC4が生じた、つまり状態ST4であると判断する。
<回路104の第三変形例>
 図10は、図2に示す回路104の第三変形例を示す図である。図10に示す回路104は、変換回路132が、直流を交流に変換するインバータ162に変更された点と、抵抗器R1、電流検出IC152、及び電流検出IC151が削除された点と、抵抗器R3、抵抗器R4、電流検出IC154、及び電流検出IC155が追加された点とを除いては、図2と同じである。
 インバータ162は、Pチャネル型MOSFETで構成されたスイッチQ5、Q7と、Nチャネル型MOSFETで構成されたスイッチQ6、Q8と、スイッチQ5~Q8のゲート電圧を制御するゲートドライバ162bと、ゲートドライバ162bを制御するプロセッサ(Logic)162cと、ゲートドライバ162bとプロセッサ162cへ電力を供給するLDO162aと、を備える。インバータ162の正極側入力端子IN+は、並列回路130の他端に接続されている。インバータ162の負極側入力端子IN-は、スイッチQ4のドレイン端子に接続されている。LDO162aは、正極側入力端子IN+に入力された電圧を調整して得た電圧を、ゲートドライバ162bとプロセッサ162cへ供給する。プロセッサ162cは、制御部118とシリアル通信によって通信可能に構成されており、制御部118によって制御される。
 スイッチQ5のソース端子は正極側入力端子IN+に接続され、スイッチQ5のドレイン端子は、スイッチQ6のドレイン端子に接続されている。スイッチQ6のソース端子は負極側入力端子IN-に接続されている。スイッチQ5とスイッチQ6とを接続するノードは、出力端子OUT+に接続されている。
 スイッチQ7のソース端子は正極側入力端子IN+に接続され、スイッチQ7のドレイン端子は、スイッチQ8のドレイン端子に接続されている。スイッチQ8のソース端子は負極側入力端子IN-に接続されている。スイッチQ7とスイッチQ8とを接続するノードは、出力端子OUT-に接続されている。
 抵抗器R3は、一端がコンデンサCの一端に接続され、他端が出力端子OUT+に接続されている。抵抗器R4は、一端がコイルコネクタCC-に接続され、他端が出力端子OUT-に接続されている。
 電流検出IC155は、例えば単方向電流センスアンプにより構成される。電流検出IC155は、抵抗器R3の両端へ印加される電圧を検出する検出器として、抵抗器R3の両端間の電圧を増幅するオペアンプを含み、このオペアンプの出力に基づいて、抵抗器R3に流れる電流の電流値を測定値として出力する。電流検出IC155に含まれるオペアンプの非反転入力端子IN+は、抵抗器R3のコンデンサC側の端子に接続されている。電流検出IC155に含まれるオペアンプの反転入力端子IN-は、抵抗器R3の出力端子OUT+側の端子に接続されている。
 電流検出IC154は、例えば単方向電流センスアンプにより構成される。電流検出IC154は、抵抗器R4の両端へ印加される電圧を検出する検出器として、抵抗器R4の両端間の電圧を増幅するオペアンプを含み、このオペアンプの出力に基づいて、抵抗器R4に流れる電流の電流値を測定値として出力する。電流検出IC154に含まれるオペアンプの非反転入力端子IN+は、抵抗器R4のコイルコネクタCC-側の端子に接続されている。電流検出IC154に含まれるオペアンプの反転入力端子IN-は、抵抗器R4の出力端子OUT-側の端子に接続されている。
 制御部118は、加熱制御時には、スイッチQ1、Q4をオン状態且つスイッチQ2をオフ状態にし、スイッチQ5、Q8のオン状態をPWM(パルス幅変調、Pulse Width Modulation)制御によって制御し且つスイッチQ6、Q7をオフ状態にする第一スイッチ制御と、スイッチQ5、Q8をオフ状態且つスイッチQ6、Q7のオン状態をPWM制御によって制御する第二スイッチ制御と、を交互に行う。これにより、電源102から供給される直流が交流に変換されて、コイル106に供給される。
 制御部118は、モニタ制御時には、スイッチQ2、Q4をオン状態且つスイッチQ1をオフ状態にし、上記の第一スイッチ制御と第二スイッチ制御を交互に行う。これにより、電源102から供給される直流が交流に変換されて、コイル106に供給される。
 図10に示す回路104では、制御部118は、スイッチQ1、Q2をオフ状態にし、スイッチQ4をオン状態にし、スイッチQ6、Q8をオン状態にすることで、誘導電流検出状態を形成する。この誘導電流検出状態において、コイル106に誘導電流IDCaが生じた場合には、誘導電流IDCaに基づく所定の大きさの電流値が電流検出IC154から出力され、コイル106に誘導電流IDCbが生じた場合には、誘導電流IDCbに基づく所定の大きさの電流値が電流検出IC155から出力される。
 したがって、制御部118は、誘導電流検出状態において、電流検出IC154、155の出力に基づき、以下に説明するように、図5に示した状態ST1~状態ST4のいずれであるかを判別することができる。
(状態ST1の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC155から絶対値が所定値以上の電流値が出力され、且つ、この絶対値が電流閾値以上であった場合には、正方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC1が生じた、つまり状態ST1であると判断する。
(状態ST2の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC154から絶対値が所定値以上の電流値が出力され、且つ、この絶対値が電流閾値以上であった場合には、正方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC2が生じた、つまり状態ST2であると判断する。
(状態ST3の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC154から絶対値が所定値以上の電流値が出力され、且つ、この絶対値が電流閾値未満であった場合には、逆方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC3が生じた、つまり状態ST3であると判断する。
(状態ST4の判別)
 誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC155から絶対値が所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値未満であった場合には、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC4が生じた、つまり状態ST4であると判断する。
 なお、図10に示す回路104では、加熱制御が行われるときに、抵抗器R3、R4に、誘導電流とは異なる、誘導電流よりも大きな電流が流れる。このため、この大きな電流が電流検出IC154、155にて検出されないようにすることが好ましい。具体的には、図7に示した例と同様に、電流検出IC154、155それぞれへの電源供給を制御するロードスイッチと、電流検出IC154、155それぞれの出力端子OUTに接続されるバリスタ(又はツェナーダイオード)と、の少なくとも一方を追加することが好ましい。
 また、図10に示す回路104では、誘導電流検出状態において、コイル106で発生した誘導電流がインバータ162に入力されないようにすることが好ましい。例えば、インバータ162の出力端子OUT+と抵抗器R3とを接続するノードとグランドとを第一スイッチで接続し、インバータ162の出力端子OUT-と抵抗器R4とを接続するノードとグランドとを第二スイッチで接続する。そして、制御部118は、誘導電流検出状態においては、第一スイッチと第二スイッチをそれぞれオン状態にし、加熱制御時とモニタ制御時においては、第一スイッチと第二スイッチをそれぞれオフ状態に制御する。これにより、第一スイッチと第二スイッチを含む制限回路によって、誘導電流がインバータ162に入力されるのを防ぐことができる。
 ここまで説明してきた図2、図8、図9、及び図10に示す回路104では、電流検出IC151、電流検出IC152、電流検出IC153、電流検出IC154、電流検出IC155、及びオペアンプ161等により、コイル106に流れる誘導電流の向き、すなわち、誘導電流IDCaと誘導電流IDCbを区別して検出可能になっている。しかし、誘導電流IDCaと誘導電流IDCbを区別して検出できなくとも、エアロゾル形成基体108の状態を判断することは可能である。以下、回路104の第四変形例と第五変形例によって説明する。
<回路104の第四変形例>
 図11は、図2に示す回路104の第四変形例を示す図である。図11に示す回路104は、抵抗器R1、電流検出IC152、及び電流検出IC151が削除された点と、抵抗器R2の位置が変更された点と、電流検出IC156が追加された点とを除いては、図2と同じである。
 図11に示す回路104においては、スイッチQ5のドレイン端子がコイルコネクタCC+に接続され、スイッチQ5のソース端子がコイルコネクタCC-に接続されている。また、抵抗器R2は、その一端がスイッチQ5のソース端子に接続され、その他端がスイッチQ4のドレイン端子に接続されている。図11に示す回路104では、制御部118は、スイッチQ1、Q2をオフ状態にし、スイッチQ4、Q5をオン状態にすることで、誘導電流検出状態を形成する。
 電流検出IC156は、例えば単方向電流センスアンプにより構成される。電流検出IC156は、抵抗器R2の両端へ印加される電圧を検出する検出器として、抵抗器R2の両端間の電圧を増幅するオペアンプを含み、このオペアンプの出力に基づいて、抵抗器R2に流れる電流の電流値を測定値として出力する。電流検出IC156に含まれるオペアンプの非反転入力端子IN+は、抵抗器R2のスイッチQ5側の端子に接続されている。電流検出IC156に含まれるオペアンプの反転入力端子IN-は、抵抗器R2のスイッチQ4側の端子に接続されている。
 したがって、電流検出IC156からは、誘導電流検出状態においてコイル106に誘導電流IDCa又は誘導電流IDCbが生じた場合に、所定の大きさの電流値が出力端子OUTから出力される。図11に示す回路104では、単方向センスアンプにより構成された単一の電流検出IC156のみによって誘導電流が検出される。電流検出IC156の出力は、誘導電流IDCaと誘導電流IDCbのいずれであっても、その大きさを除けば同じ符号の電流値となる。このように、電流検出IC156は、コイル106に発生した誘導電流の向きを区別した情報の出力は不可となっている。
 なお、図11に示す回路104では、加熱制御が行われるときに、抵抗器R2に、誘導電流とは異なる、誘導電流よりも大きな電流が流れる。このため、この大きな電流が電流検出IC156にて検出されないようにすることが好ましい。具体的には、図7に示した例と同様に、電流検出IC156への電源供給を制御するロードスイッチと、電流検出IC156の出力端子OUTに接続されるバリスタ(又はツェナーダイオード)と、の少なくとも一方を追加することが好ましい。
 制御部118は、電流検出IC156の出力に基づき、以下に示すように、状態ST1~状態ST4のいずれであるかを判別する。
(状態ST1の判別)
 ACTIVEモード且つ誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC156から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値以上であった場合には、正方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC1が生じた、つまり状態ST1であると判断する。
(状態ST2の判別)
 HEATモード終了直後且つ誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC156から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値以上であった場合には、正方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC2が生じた、つまり状態ST2であると判断する。
(状態ST3の判別)
 ACTIVEモード且つ誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC156から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値未満であった場合には、逆方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC3が生じた、つまり状態ST3であると判断する。
(状態ST4の判別)
 HEATモード終了直後且つ誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC156から所定値以上の電流値が出力され、且つ、この電流値が電流閾値未満であった場合には、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)から遠ざかることで、コイル106で誘導電流IDC4が生じた、つまり状態ST4であると判断する。
 本実施形態では、制御部118は、状態ST1から状態ST4までを判別する。これに代えて、制御部118は、状態ST1と状態ST3を区別しなくてもよい。つまり、ACTIVEモード且つ誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC156から所定値以上の電流値が出力されたら、状態ST1又は状態ST3であると判断してもよい。制御部118は、状態ST1又は状態ST3であると判断した場合、動作モードをPRE-HEATモードに切り替えてもよい。同様に、HEATモード終了直後且つ誘導電流検出状態において、制御部118は、電流検出IC156から所定値以上の電流値が出力されたら、状態ST2又は状態ST4であると判断してもよい。
<回路104の第五変形例>
 図12は、図2に示す回路104の第五変形例を示す図である。図12に示す回路104は、レールスプリッタ回路160が削除された点と、オペアンプ161がオペアンプ162に変更された点とを除いては、図9と同じである。
 図12に示す回路104におけるオペアンプ162は、図9に示したオペアンプ161において、正電源端子にシステム電圧Vsysを供給し、負電源端子をグランドに接続した構成である。
 図12に示す回路104では、制御部118は、スイッチQ1、Q2、Q4をオフ状態且つスイッチQ5をオン状態に制御して、誘導電流検出状態を形成する。誘導電流検出状態において誘導電流IDCbが発生した場合には、オペアンプ161から、その誘導電流IDCbに応じた所定値以上の電圧値が出力される。一方、誘導電流検出状態において誘導電流IDCaが発生した場合には、オペアンプ161から所定値以上の電圧値が出力されることはない。このように、オペアンプ162の出力は、誘導電流IDCbが生じたときにのみ、所定値以上の電圧値となる。つまり、オペアンプ162は、コイル106に発生した誘導電流の向きを区別した情報の出力は不可となっている。
 図12に示す回路104において、制御部118は、ACTIVEモードにおいて誘導電流検出状態を形成し、この誘導電流検出状態において、オペアンプ161から所定値以上且つ電圧閾値以上の電圧が出力された場合に、正方向でエアロゾル形成基体108(サセプタ110)が開口101A(コイル106)に近づくことで、コイル106で誘導電流IDC1が生じた、つまり状態ST1であると判断して、動作モードをPRE-HEATモードに切り替える。
 図12に示す回路104では、逆方向でエアロゾル形成基体108が開口101Aに挿入されたことや、正方向で開口101Aに挿入されたエアロゾル形成基体108が抜き取られたことを誘導電流に基づいて制御部118が判断することできない。しかし、制御部118は、正方向でエアロゾル形成基体108が開口101Aに挿入されたことは判断可能である。
 以上のように、図2及び図8~図11に示す回路104の構成であれば、制御部118が、エアロゾル形成基体108の挿入検知、エアロゾル形成基体108の抜取検知、及びエアロゾル形成基体108の挿入方向の識別を行うことが可能である。なお、例えば、エアロゾル生成装置100を、正方向でエアロゾル形成基体108を挿入したときと、逆方向でエアロゾル形成基体108を挿入したときとのいずれにおいても、エアロゾル形成基体108を加熱してエアロゾルを吸引可能に構成するのであれば、挿入方向の識別は不要となる。このため、このような構成においては、制御部118が、エアロゾル形成基体108の挿入検知と抜取検知だけを行うようにすれば十分である。つまり、制御部118、電源ユニット100U、回路104の構成を簡易なものにできる。
<制御部118の動作>
 以下では、図2、図8~図12の各々に示す回路104における制御部118の動作を説明する。誘導電流又は誘導電流に応じた電圧値を検出することのできる、電流検出IC151、152、153、154、155、156とオペアンプ161、162のことを総称して、以下では誘導電流検出ICとも記載する。
 図13は、SLEEPモード時に制御部118が実行する例示処理10を説明するためのフローチャートである。まず、制御部118は、充電電源が充電電源接続部116へ接続されたか否かを判定する(ステップS11)。当該判定は、例えば上述したVBUS検知信号によって実行される。制御部118は、充電電源が充電電源接続部116へ接続された場合(ステップS11:YES)には、動作モードをCHARGEモードに切り替える。制御部118は、充電電源が充電電源接続部116へ接続されていない場合(ステップS11:NO)には、ボタン128に対する所定の操作がなされたか否かを判定する(ステップS12)。この所定の操作の一例は、ボタン128の長押し又は短押し又は連打である。制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされた場合(ステップS12:YES)には、動作モードをACTIVEモードに切り替える。制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされていない場合(ステップS12:NO)には、ステップS11に処理を戻す。
 図14は、CHARGEモード時に制御部118が実行する例示処理20を説明するためのフローチャートである。まず、制御部118は、充電回路122に電源102の充電を開始させる(ステップS21)。当該処理は、例えば、制御部118が所定レベルを持つ充電イネーブル信号を充電回路122の充電イネーブル端子CEに入力することで実行される。次に、制御部118は、充電電源が充電電源接続部116から取り外されたか否かを判定する(ステップS22)。当該判定は、例えば上述したVBUS検知信号によって実行される。制御部118は、充電電源が充電電源接続部116から取り外されていない場合(ステップS22:NO)には、ステップS22に処理を戻す。制御部118は、充電電源が充電電源接続部116から取り外された場合(ステップS22:YES)には、充電回路122に電源102の充電を終了させる(ステップS23)。なお、充電回路122は、制御部118からの指令を待たずに、残量測定IC124とのシリアル通信や充電端子BATへの入力から取得される電源102の充電電流や充電電圧に基づき、電源102の充電を終了させてもよい。ステップS23の後、制御部118は、電源102の充電レベル(電源102に残っている電力量)に基づき、エアロゾル形成基体108の使用可能本数を設定する(ステップS24)。ここでは、エアロゾル形成基体108としてスティック状のものを想定しているが、エアロゾル形成基体108の形状はこれに限定されるわけではない。従って、『使用可能本数』は、『使用可能個数』へと一般化できることに留意されたい。以下、図15を参照して、使用可能本数について説明する。
 図15は、使用可能本数について説明するための模式図である。容量610は、未だ使用されていないとき(以下、「未使用時」という。)の電源102に対応し、その面積が未使用時の満充電容量を示している。なお、電源102が未だ使用されていないとは、電源102が製造されてからの放電回数がゼロである又は所定の放電回数以下であることを意味する。未使用時の電源102の満充電容量の例は、約220mAhである。容量620は、放電と充電が繰り返されて、ある程度劣化が進んだとき(以下、「劣化時」という。)の電源102に対応し、その面積が劣化時の満充電容量を示している。図15から明らかなように、未使用時の電源102の満充電容量は、劣化時の電源102の満充電容量よりも大きい。
 電力量630は、1つのエアロゾル形成基体108を消費するために必要な電力量(エネルギー)に対応し、その面積が対応する電力量を示している。図15における4つの電力量630は全て同じ面積であり、対応する電力量も略同じである。なお、1つのエアロゾル形成基体108を消費するために必要な電力630の例は、約70mAhである。一例として、HEATモードに移行した後に加熱終了条件が満たされたときに、1つのエアロゾル形成基体108が消費されたとみなすことができる。
 電力量640及び電力量650は、それぞれ、2つのエアロゾル形成基体108を消費した後の電源102の充電レベル(以下、「余剰電力量」という。)に対応し、その面積が対応する電力量を示している。図15から明らかなように、未使用時の余剰電力量は、劣化時の余剰電力量より大きい。
 電圧660は、電源102の満充電時の出力電圧を示しており、その例は約3.64Vである。電圧670は、電源102の放電終止電圧を示しており、その例は約2.40Vである。電源102の満充電時の出力電圧と放電終止電圧は、それぞれ、基本的には、電源102の劣化によらず、即ちSOH(State Of Health)によらず一定である。
 電源102は、電圧が放電終止電圧に達するまで、換言すれば電源102の充電レベルがゼロとなるまで使用されないことが好ましい。これは、電源102の電圧が放電終止電圧以下となった場合又は電源102の充電レベルがゼロとなった場合、電源102の劣化が急激に進むためである。また、電源102の電圧が放電終止電圧に近づくほど、電源102の劣化は進む。
 また、上述したように、電源102は、放電と充電が繰り返されると、その満充電容量が減少し、所定の数(図15においては“2”)のエアロゾル形成基体108を消費した後の余剰電力量は、未使用時よりも劣化時の方が小さくなる。
 従って、制御部118は、電源102の劣化を見込んだうえで、電圧が放電終止電圧又はその近傍に達するまで、換言すれば電源102の充電レベルがゼロ又はその近傍となるまで使用されないよう、使用可能本数を設定することが好ましい。即ち、使用可能本数は、例えば以下のように設定することができる。
  n=int((e-S)/C)
 ここで、“n”は使用可能本数であり、“e”は電源102の充電レベル(単位は例えばmAh)であり、“S”は電源102の劣化時の余剰電力量に余裕を持たせるためのパラメータ(単位は例えばmAh)であり、“C”は1つのエアロゾル形成基体108を消費するのに必要な電力量(単位は例えばmAh)であり、“int()”は()内の小数点以下を切り捨てる関数である。なお、“e”は変数であり、制御部118が残量測定IC124と通信することにより取得することができる。また、“S”及び“C”は定数であり、実験的に事前に求め、制御部118のメモリ(図示せず)に予め記憶しておくことができる。
 図14に戻り、制御部118は、ステップS24の後、動作モードをACTIVEモードに切り替える。なお、図14のステップS22は、充電回路122による電源102の充電が完了したか否かを制御部118が判定する処理に置き換えることもできる。
 図16は、ACTIVEモード時に制御部118が主として実行する例示処理(メイン処理30)を説明するためのフローチャートである。まず、制御部118は、回路104のスイッチを制御して誘導電流検出状態を形成する(ステップS30)。図2とその変形例の各回路104における誘導電流検出状態の形成については上述した通りである。図2、図10、及び図11に示す各回路104において、図7に例示されるロードスイッチ170が追加される場合には、制御部118は、このステップS30において、このロードスイッチ170をオン状態にして、誘導電流検出ICを構成する電流検出ICへの電力供給を行う。
 また、制御部118は、第1タイマを起動する(ステップS31)。第1タイマが起動することにより、第1タイマの値は初期値から時間の経過により増加又は減少するようになる。以下では、第1タイマの値は時間の経過により増加するものとして説明する。第1タイマは、他の動作モードに切り替わる際に停止し且つ初期化される。これらについては、後述する第2タイマ及び第3タイマについても同様である。
 次に、制御部118は、電源102の充電レベルをユーザに通知する(ステップS32)。充電レベルの通知は、残量測定IC124との通信により取得した電源102の情報に基づき、制御部118が発光素子駆動回路126と通信し、発光素子138を所定の態様で発光させることにより実現することができる。これについては、後述する他の通知についても同様である。充電レベルの通知は、一時的に行われることが好ましい。なお、通知部としてスピーカやバイブレータを含む場合には、制御部118がこれらを制御して、音又は振動によって充電レベルの通知を行う。
 次に、制御部118は、メイン処理30と並列に実行されるように、別の処理(以下、『サブ処理』という。)の実行を開始する(ステップS33)。ステップS33において開始されるサブ処理については後述する。なお、サブ処理の実行は、他の動作モードに切り替わる際に停止される。これについては、後述する他のサブ処理についても同様である。
 次に、制御部118は、第1タイマの値に基づき、所定時間が経過したかを判定する(ステップS34)。制御部118は、所定時間が経過したと判定した場合(ステップS34:YES)には、後述のステップS40の処理を行う。制御部118は、所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS34:NO)には、誘導電流検出ICの出力値に基づいて、開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されたか否かを判定する(ステップS35)。
 制御部118は、開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されていないと判定した場合(ステップS35:NO)には、ステップS34に処理を戻す。制御部118は、開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されたと判定した場合(ステップS35:YES)には、ステップS36に処理を移行する。
 ステップS36において、制御部118は、誘導電流検出ICの出力値に基づいて、開口101Aに挿入されたエアロゾル形成基体108の挿入方向が正方向であるか否かを判定する。なお、図12に示す回路104では、逆方向でエアロゾル形成基体108が挿入された場合の誘導電流は検出されないため、ステップS35の判定がYESになることは、エアロゾル形成基体108が正方向で挿入されたことに等しい。このため、図12に示す回路104では、ステップS36の処理は省略されて、ステップS38の処理が行われる。
 制御部118は、挿入方向が逆方向であると判定した場合(ステップS36:NO)には、挿入方向が逆であることを示すエラー通知を通知部に実行させ、更に、第1タイマの値を初期値にリセットする(ステップS37)。ステップS37の後、制御部118は、ステップS34に処理を戻す。ステップS37は、ACTIVEモードからSLEEPモードへの遷移を遅延させる処理ということができる。この処理があることにより、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108をユーザが抜き取ってから、ユーザが正方向でエアロゾル形成基体108を開口101Aに挿入しなおすまでの間に、動作モードがSLEEPモードに遷移してしまうのを防ぐことができ、利便性を向上させることができる。なおステップS37において、第1タイマの値は、初期値にリセットされず、減算などによって初期値に近づけられてもよい。
 制御部118は、挿入方向が正方向であると判定した場合(ステップS36:YES)には、設定している使用可能本数が1以上か否かを判定する(ステップS38)。制御部118は、使用可能本数が1以上であった場合(ステップS38:YES)には、動作モードをPRE-HEATモードに切り替える。制御部118は、使用可能本数が1未満であった場合(ステップS38:NO)には、電源102の残量が足りないことを示す低残量通知を通知部に実行させる(ステップS39)。ステップS39の後のステップS40において、制御部118は、回路104のスイッチ等を制御して誘導電流検出状態を解除し、その後、動作モードをSLEEPモードに切り替える。
 図2の回路104であれば、スイッチQ5がオフ状態にされ、好ましくは更に電流検出IC151への電源供給が停止されることで、誘導電流検出状態が解除される。図8、図9、及び図12の各回路104であれば、スイッチQ5がオフ状態にされることで、誘導電流検出状態が解除される。図10の回路104であれば、スイッチQ6、Q8がオフ状態にされ、好ましくは更に電流検出IC154、155への電源供給が停止されることで、誘導電流検出状態が解除される。図11の回路104であれば、スイッチQ5がオフ状態にされ、好ましくは更に電流検出IC156への電源供給が停止されることで、誘導電流検出状態が解除される。
 ステップS34において、所定時間が経過したと判定された場合(ステップS34:YES)には、ステップS40の処理が行われて、その後、動作モードがSLEEPモードに切り替わる。
 図17は、ACTIVEモードのメイン処理30におけるステップS33において開始される、サブ処理40及びサブ処理50を説明するためのフローチャートである。
(サブ処理40)
 まず、制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされたか否かを判定する(ステップS44)。この所定の操作の一例は、ボタン128の短押しである。制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされた場合(ステップS44:YES)には、第1タイマの値を初期値にリセットする(ステップS45)。制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされていない場合(ステップS44:NO)には、ステップS44に処理を戻すステップS45の後、制御部118は、図16のステップS32と同様に、電源102の充電レベルをユーザに通知し(ステップS46)、その後、ステップS44に処理を戻す。なおステップS45において、第1タイマの値は、初期値にリセットされず、減算などによって初期値に近づけられてもよい。
(サブ処理50)
 まず、制御部118は、充電電源が充電電源接続部116へ接続されたか否かを判定する(ステップS51)。制御部118は、充電電源が充電電源接続部116へ接続されていない場合(ステップS51:NO)には、ステップS51に処理を戻す。当該判定は、例えば、上述したVBUS検知信号によって実行される。制御部118は、充電電源が充電電源接続部116へ接続された場合(ステップS51:YES)には、誘導電流検出状態を解除し(ステップS52)、動作モードをCHARGEモードに切り替える。ステップS52は、図16のステップS40と同じ処理である。制御部118は、動作モードをCHARGEモードに切り替える場合には、スイッチQ1、Q2、Q3、Q4を全てオフ状態にすることが好ましい。
 図18は、PRE-HEATモード時に制御部118が主として実行する例示処理(メイン処理60)を説明するためのフローチャートである。まず、制御部118は、誘導電流検出状態を解除する(ステップS60)。ステップS60は、図16のステップS40と同じ処理である。
 次に、制御部118は、加熱制御を開始し、加熱用電力をコイル106に供給する(ステップS61)。加熱用電力は、図2、図8、図9、図11及び図12の各回路104であれば、スイッチQ1をオン状態にし、スイッチQ2をオフ状態にしたうえで、スイッチQ3をスイッチングすることにより生成されるものである。図10の回路104であれば、加熱用電力は、スイッチQ1をオン状態にし、スイッチQ2をオフ状態にしたうえで、インバータ162で上述した第一スイッチ制御と第二スイッチ制御が交互に実行されることで生成されるものである。次に、制御部118は、メイン処理60と並列に実行されるように、サブ処理の実行を開始する(ステップS62)。このサブ処理については後述する。
 次に、制御部118は、加熱制御を一時的に停止した状態でモニタ制御を行って、非加熱用電力をコイル106に供給し、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZを測定する(ステップS63)。次に、制御部118は、測定したインピーダンスZに基づいて、開口101Aにサセプタ110(エアロゾル形成基体108)が挿入されているか否かを判定する(ステップS64)。制御部118は、開口101Aにサセプタ110が挿入されていないと判定した場合(ステップS64:NO)には、加熱制御を終了し(ステップS66)、更に、使用可能本数を1つ減らして(ステップS67)、動作モードをACTIVEモードに切り替える。ステップS64の判定がNOとなるのは、ユーザが、新品のエアロゾル形成基体108を挿入してから、すぐに抜き取った場合に相当する。
 制御部118は、開口101Aにサセプタ110が挿入されていると判定した場合(ステップS64:YES)には、ステップS63にて測定したインピーダンスZに基づいて、サセプタ110の温度を取得する(ステップS65)。次に、制御部118は、ステップS65にて取得したサセプタ110の温度が第一目標温度に達しているかを判定する(ステップS66)。
 制御部118は、サセプタ110の温度が第一目標温度に達していない場合(ステップS68:NO)には、ステップS63に処理を戻す。処理をステップS63に戻す時には、制御部118は、加熱制御を再開し、加熱用電力をコイル106に供給する。制御部118は、サセプタ110の温度が第一目標温度に達した場合(ステップS68:YES)には、通知部を制御して、予熱が完了したことをユーザに通知する(ステップS69)。ステップS69の後、制御部118は、動作モードをINTERVALモードに切り替える。なお、制御部118は、PRE-HEATモードが開始されてから所定時間経過した場合にも、予熱が完了したと判断して、動作モードをINTERVALモードに切り替えてもよい。
 図19は、INTERVALモード時に制御部118が実行する例示処理70を説明するためのフローチャートである。まず、制御部118は、加熱制御を終了して、加熱用電力のコイル106への供給を停止する(ステップS71)。次に、制御部118は、メイン処理70と並列に実行されるように、サブ処理の実行を開始する(ステップS72)。このサブ処理については後述する。
 次に、制御部118は、モニタ制御を行って、非加熱用電力をコイル106に供給し、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZを測定する(ステップS73)。次に、制御部118は、測定したインピーダンスZに基づいて、サセプタ110の温度を取得する(ステップS74)。次に、制御部118は、ステップS74にて取得したサセプタ110の温度が第二目標温度に達しているかを判定する(ステップS75)。
 制御部118は、サセプタ110の温度が第二目標温度に達していない場合(ステップS75:NO)には、ステップS73に処理を戻す。制御部118は、サセプタ110の温度が第二目標温度に達した場合(ステップS75:YES)には、動作モードをHEATモードに切り替える。なお、制御部118は、INTERVALモードが開始されてから所定時間経過した場合にも、冷却が完了したと判断して、動作モードをHEATモードに切り替えてもよい。
 PRE-HEATモードでは、エアロゾルを迅速に供給できるようにサセプタ110は急速に加熱される。一方で、このような急速な加熱では、生成されるエアロゾルの量が過剰になってしまう虞がある。そこで、HEATモードの前にINTERVALモードに移行することで、PRE-HEATモードの完了時点からHEATモードの完了時点までに亘り、生成されるエアロゾルの量を安定にできる。図19のメイン処理70によれば、エアロゾル生成の安定化のために、予熱されたエアロゾル形成基体108をHEATモードの前に冷却することができる。
 図20は、HEATモード時に制御部118が実行するメイン処理80を説明するためのフローチャートである。まず、制御部118は、第2タイマを起動する(ステップS81)。次に、制御部118は、メイン処理80と並列に実行されるように、別の処理(サブ処理)の実行を開始する(ステップS82)。このサブ処理については後述する。次に、制御部118は、加熱制御を開始する(ステップS83)。
 加熱制御の開始後、制御部118は、加熱制御を一時的に停止した状態でモニタ制御を行って、非加熱用電力をコイル106に供給し、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZを測定する(ステップS84)。次に、制御部118は、測定したインピーダンスZに基づいて、開口101Aにサセプタ110(エアロゾル形成基体108)が挿入されているか否かを判定する(ステップS85)。制御部118は、開口101Aにサセプタ110が挿入されていないと判定した場合(ステップS85:NO)には、加熱制御を終了し(ステップS86)、更に、使用可能本数を1つ減らして(ステップS87)、動作モードをACTIVEモードに切り替える。ステップS85の判定がNOとなるのは、ユーザが、エアロゾル生成途中でエアロゾル形成基体108を抜き取った場合に相当する。
 制御部118は、開口101Aにサセプタ110が挿入されていると判定した場合(ステップS85:YES)には、ステップS84にて測定したインピーダンスZに基づいて、サセプタ110の温度を取得する(ステップS88)。次に、制御部118は、ステップS88にて取得したサセプタ110の温度が所定の加熱目標温度に達しているかを判定する(ステップS89)。加熱目標温度は一定値としてもよいし、エアロゾルに付加される香味成分量が一定となるよう、吸引回数や第2タイマの値が増えるにしたがって増加させてもよい。
 制御部118は、サセプタ110の温度が加熱目標温度に達している場合(ステップS89:YES)には、加熱制御を停止して所定の時間待機し(ステップS90)、その後、ステップS83に処理を戻す。制御部118は、サセプタ110の温度が加熱目標温度に達していない場合(ステップS89:NO)には、第2タイマの値、又は、HEATモードが開始されてからのユーザの吸引回数に基づいて、加熱終了条件が満たされたか否かを判定する(ステップS91)。
 制御部118は、加熱終了条件が満たされていない場合(ステップS91:NO)には、ステップS84に処理を戻す。制御部118は、加熱終了条件が満たされた場合(ステップS91:YES)には、加熱制御を終了し(ステップS92)、使用可能本数を1つ減らして(ステップS87)、動作モードをACTIVEモードに切り替える。動作モードがHEATモードからACTIVEモードに切り替わると、制御部118により連続使用判定処理が実行される。連続使用判定処理の詳細は後述する。本実施形態では、ステップS89でNOと判断されるとステップS91が実行されたが、ステップS91は、ステップS84、S85、S88、S89と並列して実行されてもよいし、ステップS84、S85、S88、S89のいずれかの間で実行されてもよい。
 図21は、PRE-HEATモードのメイン処理60、INTERVALモードの例示処理70、及びHEATモードのメイン処理80にて実行されるサブ処理(サブ処理90とサブ処理100S)を説明するためのフローチャートである。
(サブ処理90)
 まず、制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされたか否かを判定する(ステップS95)。この所定の操作の一例は、ボタン128の長押し又は連打である。制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされた場合(ステップS95:YES)には、加熱制御又はモニタ制御を終了し(ステップS96)、使用可能本数を1つ減らして(ステップS97)、動作モードをACTIVEモードに切り替える。制御部118は、ボタン128に対する所定の操作がなされていない場合(ステップS95:NO)には、ステップS95に処理を戻す。
(サブ処理100S)
 まず、制御部118は、放電電流を測定する(ステップS101)。放電電流は、電流検出回路136により測定することができる。次に、制御部118は、測定した放電電流が過大であるか否かを判定する(ステップS102)。制御部118は、放電電流が過大でない場合(ステップS102:NO)にはステップS101に処理を戻し、放電電流が過大である場合(ステップS102:YES)には、所定のフェールセーフアクションを実行する(ステップS103)。所定のフェールセーフアクションは、例えば、スイッチQ1、Q2、Q3、Q4を全てオフ状態にすることである。ステップS103の後、制御部118は、通知部を制御してユーザにエラー通知を行い(ステップS104)、動作モードをERRORモードに切り替える。
 図22は、ACTIVEモードにおける連続使用判定処理のうちのメイン処理200を説明するためのフローチャートである。なお、図22で例示する連続使用判定処理は、図2、図8~図11の各回路104において実行可能である。
 まず、制御部118は、第3タイマを起動し、連続加熱FlagをFALSEに設定する(ステップS201)。次に、制御部118は、電源102の充電レベルをユーザに通知する(ステップS202)。ステップS202はステップS32の処理と同じである。
 次に、制御部118は、回路104のスイッチ等を制御して誘導電流検出状態を形成する(ステップS203)。次に、制御部118は、メイン処理200と並列に実行されるように、別の処理(後述の図23に示すサブ処理300)の実行を開始する(ステップS204)。
 次に、制御部118は、第3タイマの値に基づき、所定時間が経過したかを判定する(ステップS205)。制御部118は、所定時間が経過したと判定した場合(ステップS205:YES)には、後述のステップS210の処理を行う。制御部118は、所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS205:NO)には、誘導電流検出ICの出力値に基づいて、開口101Aからエアロゾル形成基体108が抜き取られたか否かを判定する(ステップS206)。
 制御部118は、開口101Aからエアロゾル形成基体108が抜き取られていないと判定した場合(ステップS206:NO)には、ステップS205に処理を戻す。制御部118は、開口101Aからエアロゾル形成基体108が抜き取られたと判定した場合(ステップS206:YES)には、第3タイマをリセットする(ステップS207)。なおステップS207において、第3タイマの値は、初期値にリセットされず、減算などによって初期値に近づけられてもよい。
 なお、制御部118は、このステップS207の後に、ステップS202と同じ処理を行ってもよい。或いは、ステップS202の処理を、ステップS201とステップS203の間ではなく、ステップS207とステップS208の間で行うようにしてもよい。ステップS206の判定がYESになったタイミングでは、ユーザの注意が電源ユニット100Uに向いている。このようなタイミングで、電源102の残量をユーザに通知することで、ユーザが電源102の残量を把握しやすくなる。
 ステップS207の後、制御部118は、連続加熱FlagをTRUEに設定する(ステップS208)。次に、制御部118は、第3タイマの値に基づき、所定時間が経過したかを判定する(ステップS209)。制御部118は、所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS209:NO)には、ステップS209に処理を戻す。制御部118は、所定時間が経過したと判定した場合(ステップS209:YES)には、回路104のスイッチ等を制御して誘導電流検出状態を解除し(ステップS210)、動作モードをACTIVEモードからSLEEPモードに切り替える。
 第3タイマは、ACTIVEモードからSLEEPモードに遷移させるまでの時間をカウントするために用いられる。図22に示すように、HEATモードの終了後、ユーザが連続使用を行うためにエアロゾル形成基体108の抜取を直ぐに行った場合には、ステップS206の判定がYESとなって第3タイマがリセットされる。このため、HEATモードの終了後、ユーザがエアロゾル形成基体108の抜取を行わない場合(つまり連続使用の意思がない場合)と比べると、ACTIVEモードからSLEEPモードに遷移するまでの時間は長くなる。つまり、ステップS207は、ACTIVEモードからSLEEPモードへの遷移を遅延させる処理ということができる。この処理があることにより、ユーザがエアロゾル形成基体108を抜き取ってから、新品のエアロゾル形成基体108を開口101Aに挿入するまでの間に、動作モードがSLEEPモードに遷移してしまうのを防ぐことができ、利便性を向上させることができる。
 図23は、図22に示す連続使用判定処理のメイン処理200にて実行されるサブ処理300を説明するためのフローチャートである。
 まず、制御部118は、連続加熱FlagがTRUEに設定されているかを判定する(ステップS301)。制御部118は、連続加熱FlagがFALSEに設定されている場合(ステップS301:NO)には、ステップS301に処理を戻す。制御部118は、連続加熱FlagがTRUEに設定されている場合(ステップS301:YES)には、誘導電流検出ICの出力値に基づいて、開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されたか否かを判定する(ステップS302)。
 制御部118は、開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されていないと判定した場合(ステップS302:NO)には、ステップS302に処理を戻す。制御部118は、開口101Aにエアロゾル形成基体108が挿入されたと判定した場合(ステップS302:YES)には、ステップS303に処理を移行する。
 ステップS303において、制御部118は、誘導電流検出ICの出力値に基づいて、開口101Aに挿入されたエアロゾル形成基体108の挿入方向が正方向であるか否かを判定する。制御部118は、挿入方向が逆方向であると判定した場合(ステップS303:NO)には、挿入方向が逆であることを示すエラー通知を通知部に実行させ(ステップS304)、更に、第3タイマの値を初期値にリセットする(ステップS305)。なおステップS305において、第3タイマの値は、初期値にリセットされず、減算などによって初期値に近づけられてもよい。ステップS305の後、制御部118は、ステップS302に処理を戻す。
 ステップS305は、ACTIVEモードからSLEEPモードへの遷移を遅延させる処理ということができる。この処理があることにより、誤って逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108をユーザが抜き取り、ユーザが正方向でエアロゾル形成基体108を挿入し直すまでの間に、動作モードがSLEEPモードに遷移してしまうのを防ぐことができ、利便性を向上させることができる。
 制御部118は、挿入方向が正方向であると判定した場合(ステップS303:YES)には、設定している使用可能本数が1以上か否かを判定する(ステップS306)。制御部118は、使用可能本数が1以上であった場合(ステップS306:YES)には、動作モードをPRE-HEATモードに切り替える。制御部118は、使用可能本数が1未満であった場合(ステップS306:NO)には、電源102の残量が足りないことを示す低残量通知を通知部に実行させる(ステップS307)。ステップS307の後、制御部118は、回路104のスイッチ等を制御して誘導電流検出状態を解除し(ステップS308)、その後、動作モードをSLEEPモードに切り替える。
<エアロゾル生成装置100の主な効果>
 以上のように、エアロゾル生成装置100によれば、コイル106に生じた誘導電流に基づいて、エアロゾル形成基体108の挿入を検知して、エアロゾル形成基体108の加熱を自動的に開始することができる。このため、ユーザは、ボタン128を操作して電源ユニット100UをACTIVEモードにした後、エアロゾル形成基体108を正方向で開口101Aに挿入し、フィルター114を咥えて吸引するという簡易な作業を行うだけで、香味の付加されたエアロゾルの吸引を開始することができる。
 また、エアロゾル生成装置100によれば、誘導電流に基づいて、エアロゾル形成基体108の挿入方向を識別することができる。このため、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108の加熱が行われるのを防いで、意図しない香喫味を持つエアロゾルが生成されるのを防ぐことができる。
 また、エアロゾル生成装置100によれば、誘導電流に基づいて、エアロゾル形成基体108の抜取を検知することができる。これにより、例えば、図22及び図23の連続使用判定処理にて説明したように、HEATモードの終了後、エアロゾル形成基体108の抜取が検知されない限りは、PRE-HEATモードに移行できないようにすることができる。つまり、消費済みのエアロゾル形成基体108が再び加熱されてしまうのを防ぐことができ、ユーザの吸引体験が損なわれることが回避される。
<連続使用判定処理の変形例>
 ここまでの説明では、制御部118が、コイル106に生じる誘導電流に基づいて、エアロゾル形成基体108の挿入を検知したり、エアロゾル形成基体108の抜取を検知したり、エアロゾル形成基体108の挿入方向を判断したりするものとした。しかし、原理的には、挿入状態と抜取状態とで値が変化する上述したインピーダンスZを用いることでも、エアロゾル形成基体108の挿入を検知したり、エアロゾル形成基体108の抜取を検知したりすることは可能である。
 ただし、ACTIVEモードにおいてエアロゾル形成基体108の挿入を検知してPRE-HEATモードに移行するためには、ACTIVEモードにおいて、電源102からモニタ時RLC直列回路への電力供給を高頻度で行うことが求められる。また、誘導電流の高精度な検出のためには、サセプタ110の磁性が強いことが求められるが、サセプタ110の加熱が行われる期間では、この磁性が弱まる場合がある。つまり、ACTIVEモードであれば、低消費電力で、誘導電流を高精度に検出できる。そこで、ACTIVEモードにおけるエアロゾル形成基体108の挿入の検知は誘導電流に基づいて行い、PRE-HEATモード、INTERVALモード、及びHEATモードや、HEATモードの終了直後における、エアロゾル形成基体108の抜取の検知は、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZに基づいて行うことが好ましい。このようにすることで、エアロゾル形成基体108の挿入を低消費電力で見逃さずに検知でき、且つ、エアロゾル形成基体108の抜取も見逃さずに検知できる。以下、フローチャートを用いて動作を説明する。
 図24は、ACTIVEモードにおける連続使用判定処理のうちのメイン処理400を説明するためのフローチャートである。なお、図24で例示する連続使用判定処理は、図2、図8~図12の各回路104において実行可能である。
 まず、制御部118は、第3タイマを起動し、連続加熱FlagをFALSEに設定する(ステップS401)。次に、制御部118は、電源102の充電レベルをユーザに通知する(ステップS402)。ステップS402はステップS202の処理と同じである。
 次に、制御部118は、メイン処理400と並列に実行されるように、図23に例示したサブ処理300の実行を開始する(ステップS403)。次に、制御部118は、モニタ制御を行って、非加熱用電力をコイル106に供給し、モニタ時RLC直列回路のインピーダンスZを測定する(ステップS404)。
 次に、制御部118は、第3タイマの値に基づき、所定時間が経過したかを判定する(ステップS405)。制御部118は、所定時間が経過したと判定した場合(ステップS405:YES)には、動作モードをSLEEPモードに切り替える。制御部118は、所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS405:NO)には、測定したインピーダンスZに基づいて、開口101Aにサセプタ110(エアロゾル形成基体108)が挿入されているか否かを判定する(ステップS406)。制御部118は、開口101Aにサセプタ110が挿入されていると判定した場合(ステップS406:YES)には、ステップS404に処理を戻す。
 制御部118は、開口101Aにサセプタ110が挿入されていない、つまりエアロゾル形成基体108の抜取が行われたと判定した場合(ステップS406:NO)には、第3タイマをリセットする(ステップS407)。なおステップS407において、第3タイマの値は、初期値にリセットされず、減算などによって初期値に近づけられてもよい。
 ステップS407の後、制御部118は、連続加熱FlagをTRUEに設定する(ステップS408)。次に、制御部118は、回路104のスイッチ等を制御して誘導電流検出状態を解除する(ステップS409)。ステップS409の後、制御部118は、第3タイマの値に基づき、所定時間が経過したかを判定する(ステップS410)。制御部118は、所定時間が経過したと判定した場合(ステップS410:YES)には、動作モードをSLEEPモードに切り替える。制御部118は、所定時間が経過していないと判定した場合(ステップS410:NO)には、ステップS410に処理を戻す。
 以上のように、エアロゾル形成基体108の挿入検知には誘導電流を利用し、エアロゾル形成基体108の抜取検知にはインピーダンスZを利用することで、消費電力を多くすることなく、挿入検知と抜取検知を高精度に行うことができる。
 なお、エアロゾル形成基体108におけるサセプタ110の磁極の向きは図1に示したものに限定されるものではない。例えば、図1においてS極とN極を逆にした構成としてもよい。つまり、エアロゾル形成基体108において、サセプタ110のS極、サセプタ110のN極、及びフィルター114が、この順番で長手方向に配列される構成であってもよい。
 このようにした場合には、正方向でエアロゾル形成基体108を開口101Aに挿入した場合に、図5に示した誘導電流IDC3が発生し、正方向で挿入されたエアロゾル形成基体108を開口101Aから抜き取る場合に、図5に示した誘導電流IDC4が発生し、逆方向でエアロゾル形成基体108を開口101Aに挿入した場合に、図5に示した誘導電流IDC1が発生し、逆方向で挿入されたエアロゾル形成基体108を開口101Aから抜き取る場合に、図5に示した誘導電流IDC2が発生する点と、誘導電流IDC3が誘導電流IDC1よりも大きくなり、誘導電流IDC4が誘導電流IDC2よりも大きくなる点に留意して、エアロゾル形成基体108の挿抜の検知と挿入方向の判定を行えばよい。
 また、この構成にしたときには、図12に示す回路104において、抵抗器R2のコイルコネクタCC-側の端子をオペアンプ162の非反転入力端子に接続し、抵抗器R2のスイッチQ5側の端子をオペアンプ162の反転入力端子に接続する構成とすることで、エアロゾル形成基体108の開口101Aへの挿入時に生じる誘導電流IDC3に応じた電圧をオペアンプ162によって検出することができる。
 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102)と、
 前記電源から供給される電力を用いて、エアロゾル源(エアロゾル源112)を加熱するサセプタ(サセプタ110)へ渦電流を生じさせるコイル(コイル106)と、
 前記コイルで生じた誘導電流に応じた情報を検出可能な検出回路と、
 前記電源から前記コイルへの電力の供給を制御可能に構成されるコントローラ(制御部118)と、を備え、
 前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始するように構成される、
 エアロゾル生成装置(エアロゾル生成装置100)の電源ユニット(電源ユニット100U)。
 サセプタとエアロゾル源を有するエアロゾル発生物品がエアロゾル生成装置の電源ユニットに設けられたコイルの内側に挿入される過程で、コイルには誘導電流が生じうる。この誘導電流は、エアロゾル生成を希望するユーザの意図を反映している。(1)では、このような誘導電流が生じた場合に電源からコイルへの電力の供給を開始することができるので、ユーザの意図を汲んでエアロゾルの生成を自動的に開始でき、エアロゾル生成装置の利便性が向上する。
 (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、
 前記コイルと前記電源の間へ接続され、前記電源から供給される直流を脈流又は交流へ変換する変換回路(変換回路132又はインバータ162)と、
 前記コイルで生じた誘導電流を、前記検出回路と前記変換回路のうち前記検出回路のみへ供給する制限回路(ダイオードD1、又は、第一スイッチ及び第二スイッチ)と、を備える、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (2)によれば、誘導電流が変換回路に影響を及ぼさなくなるので、電源ユニットの耐久性が向上する。
 (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、
 前記変換回路(変換回路132)は、前記電源から供給される直流を脈流へ変換し、
 前記制限回路は、ダイオード(ダイオードD1)を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (3)によれば、ダイオードの整流作用によって、誘導電流が変換回路に影響を及ぼさなくなるので、安価な構成で、電源ユニットの耐久性を向上させることができる。また、変換回路からコイルへ供給される脈流は、ダイオードによって不必要に整流されることがないため、電源からコイルへ適切な電力を供給して、エアロゾル源を加熱できる。
 (4) (1)から(3)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、
 前記検出回路は、前記コイルで生じる誘導電流の向きを区別不能に構成される、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 誘導電流の向きを区別して検出しようとすると複雑な回路が必要になる。(4)によれば、検出回路に複雑な回路が不要になり、電源ユニットのコストやサイズを低減できる。
 (5) (4)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記コイルの一端が接続される+側コネクタ(コイルコネクタCC+)と、
 前記コイルの他端が接続される-側コネクタ(コイルコネクタCC-)と、を備え、
 前記検出回路は、
  前記+側コネクタへ一端が接続され、前記-側コネクタへ他端が接続される開閉器(図11
のスイッチQ5)と、
  前記開閉器の他端へ一端が接続され、グランドへ他端が接続される抵抗器(図11の抵抗器R2)と、
  前記抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する検出器(図11の電流検出IC156)と、を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (5)によれば、検出回路を簡易な構成で実現でき、電源ユニットのコストやサイズを低減できる。
 (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、
 前記検出回路は、前記検出器の出力信号の大きさを制限するクランプ回路(図7のバリスタ171)を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 コイルに生じる誘導電流は、エアロゾル源の加熱のために電源からコイルへ供給される電流よりも十分に小さい。そして、検出回路からコントローラへ入力される信号の大きさは、電流の大きさに依存する。(6)によれば、エアロゾル源の加熱のためにコイルに電力を供給した時に、検出回路からコントローラへ過大な信号が入力されにくくなる。このため、コントローラの誤作動を抑制できる。また、コントローラに障害が生じにくくなる。
 (7) (5)又は(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、
 前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給している状態では、前記検出器が出力信号を出力しないように前記検出器を制御するように構成される、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 コイルに生じる誘導電流は、エアロゾル源の加熱のために電源からコイルへ供給される電流よりも十分に小さい。そして、検出回路からコントローラへ入力される信号の大きさは、電流の大きさに依存する。(7)によれば、エアロゾル源の加熱のためにコイルに電力を供給した時に、検出回路からコントローラへ過大な信号が入力されにくくなる。このため、コントローラの誤作動を抑制できる。また、コントローラに障害が生じにくくなる。
 (8) (4)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記コイルの一端が接続される+側コネクタ(コイルコネクタCC+)と、
 前記コイルの他端が接続される-側コネクタ(コイルコネクタCC-)と、を備え、
 前記検出回路は、
  前記+側コネクタへ一端が接続される開閉器(図12のスイッチQ5)と、
  前記-側コネクタへ一端が接続され、前記開閉器の他端へ他端が接続される抵抗器(図12の抵抗器R2)と、
  反転入力端子と非反転入力端子のうち一方が前記抵抗器の一端へ接続され、反転入力端子と非反転入力端子のうち他方が前記抵抗器の他端へ接続され、負電源端子がグランドへ接続されるオペアンプ(図12のオペアンプ162)と、を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (8)によれば、検出回路を簡易な構成で実現でき、エアロゾル生成装置又はエアロゾル生成装置の電源ユニットのコストやサイズを低減できる。
 (9) (5)から(8)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、
 前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給させる場合に、前記開閉器を開くように構成される、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (9)によれば、エアロゾル源の加熱のためにコイルに電力を供給した時に検出回路へ大きな電流が流れなくなる。このため、コイルに十分な電力を供給でき、エアロゾルを安定して生成することができる。
 (10) (4)から(9)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、
 柱状のエアロゾル発生物品(エアロゾル形成基体108)を挿入可能であり、且つ、少なくとも部分的に前記コイルに包囲される開口(開口101A)を備え、
 前記エアロゾル発生物品は、前記エアロゾル源と、長手方向の一端側に偏心して設けられた前記サセプタと、長手方向の他端に設けられた吸口(フィルター114)と、を含み、
 前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づいて、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う閾値以上の誘導電流(誘導電流IDC1)が前記コイルで生じたと判断すると、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始するように構成される、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (10)によれば、コイルの内側へのエアロゾル発生物品の挿入方向が正規の方向(吸口がコイルから最も離れた位置となるような挿入方向)と逆である場合に、コイルで発生する誘導電流の電流値が閾値未満となるよう設計しておくことで、エアロゾル発生物品の挿入方向が逆である場合に、エアロゾル源の加熱が開始されるのを防ぐことができる。このように、逆向きで挿入された状態のエアロゾル発生物品の加熱が防がれることで、エアロゾル生成装置の利便性が向上する。
 (11) (1)から(3)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、
 前記検出回路は、前記コイルで生じる誘導電流の向きを区別可能に構成される、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (11)によれば、検出回路によって誘導電流の向きが区別可能なため、サセプタとエアロゾル源を有するエアロゾル発生物品の挿入方向や挿抜に応じた制御が可能になる。したがって、エアロゾル生成装置をより高機能化できる。
 (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、
 通知部(発光素子138)を備え、
 前記コントローラは、
  前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う第1の向きの誘導電流(誘導電流IDC1)が前記コイルで生じたと判断すると、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始し、
  前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う前記第1の向きとは逆の向きの誘導電流(誘導電流IDC3)が前記コイルで生じたと判断すると、前記通知部に通知を実行させる、又は、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始しない、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (12)によれば、エアロゾル発生物品のコイルへの挿入方向に応じて変化する誘導電流の向きが、正規の挿入方向のときと逆である場合には、エアロゾル源の加熱が行われるのを防ぐ効果と、挿入方向が逆であることをユーザに認識させて正確な方向での挿入を促す効果との少なくとも一方を得ることができる。このため、エアロゾル生成装置の利便性が向上する。
 (13) (11)又は(12)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記コントローラは、
  前記コイルで誘導電流が生じたか否かを判断するアクティブモード(ACTIVEモード)と、前記アクティブモードへ遷移可能であり且つ前記アクティブモードよりも前記電源ユニットの消費電力が少ないスリープモード(SLEEPモード)とで、前記電源ユニットを動作させることが可能であり、
  前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う第1の向きの誘導電流(誘導電流IDC1)が前記コイルで生じたと判断すると、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始し、
  前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う前記第1の向きとは逆の向きの誘導電流(誘導電流IDC3)が前記コイルで生じたと判断すると、前記アクティブモードから前記スリープモードへの遷移を遅延させる、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 コイルに誘導電流が生じた状況では、ユーザがエアロゾルの生成を希望している可能性が高い。(13)では、このような状況において、エアロゾル発生物品の挿入方向に応じて変化する誘導電流の向きが、正規の挿入方向のときと逆である場合には、アクティブモードからスリープモードへ遷移するまでの時間がより長くなる。つまり、エアロゾル発生物品を正しい方向で再び挿入する作業を行う間に、アクティブモードからスリープモードに遷移してしまうのを防げる。これにより、ユーザがエアロゾル発生物品を正しい方向で再び挿入したタイミングで、モードの切り替えを意識することなく、エアロゾルの生成を自動的に開始できる。
 (14) (11)から(13)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、
 前記コイルの一端が接続される+側コネクタ(コイルコネクタCC+)と、
 前記コイルの他端が接続される-側コネクタ(コイルコネクタCC-)と、を備え、
 前記検出回路は、
  前記+側コネクタへ一端が接続される第1抵抗器(図2の抵抗器R1)と、
  前記-側コネクタへ一端が接続され、且つ、グランドへ他端が接続される第2抵抗器(図2の抵抗器R2)と、
  前記第1抵抗器の他端へ一端が接続され、且つ、前記第2抵抗器の他端へ他端が接続される開閉器(図2のスイッチQ5)と、
  前記第1抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第1検出器(図2の電流検出IC152)と、
  前記第2抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第2検出器(図2の電流検出IC151)と、を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (14)によれば、検出回路によって誘導電流の向きが区別可能なため、サセプタとエアロゾル源を有するエアロゾル発生物品の挿入方向や挿抜に応じた制御が可能になる。したがって、エアロゾル生成装置をより高機能化できる。
 (15) (14)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記検出回路は、前記第2検出器の出力信号の大きさを制限するクランプ回路(図7のバリスタ117)を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 コイルに生じる誘導電流は、エアロゾル源の加熱のために電源からコイルへ供給される電流よりも十分に小さい。そして、検出回路からコントローラへ入力される信号の大きさは、電流の大きさに依存する。(15)によれば、エアロゾル源の加熱のためにコイルに電力を供給した時に、検出回路からコントローラへ過大な信号が入力されにくくなる。このため、コントローラの誤作動を抑制できる。また、コントローラに障害が生じにくくなる。
 (16) (14)又は(15)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給している状態では、前記第2検出器が出力信号を出力しないように前記第2検出器を制御するように構成される、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 コイルに生じる誘導電流は、エアロゾル源の加熱のために電源からコイルへ供給される電流よりも十分に小さい。そして、検出回路からコントローラへ入力される信号の大きさは、電流の大きさに依存する。(16)によれば、エアロゾル源の加熱のためにコイルに電力を供給した時に、検出回路からコントローラへ過大な信号が入力されにくくなる。このため、コントローラの誤作動を抑制できる。また、コントローラに障害が生じにくくなる。
 (17) (11)から(13)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、
 前記コイルの一端が接続される+側コネクタ(コイルコネクタCC+)と、
 前記コイルの他端が接続される-側コネクタ(コイルコネクタCC-)と、を備え、
 前記検出回路は、
  前記+側コネクタへ一端が接続される開閉器(図8のスイッチQ5)と、
  前記-側コネクタへ一端が接続され、前記開閉器の他端へ他端が接続される抵抗器(図8の抵抗器R2)と、
  前記抵抗器の両端へ接続され、且つ、前記抵抗器を流れる電流とその向きを検出可能な双方向電流センスアンプ(図8の電流検出IC153)と、を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (17)によれば、検出回路によって誘導電流の向きが区別可能なため、サセプタとエアロゾル源を有するエアロゾル発生物品の挿入方向や挿抜に応じた制御が可能になる。したがって、エアロゾル生成装置をより高機能化できる。
 (18) (11)から(13)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、
 前記電源から供給される電力に基づいて負電圧(図9の-0.5VSYS)を生成する負電源生成回路(図9のレールスプリッタ回路160)と、
 前記コイルの一端が接続される+側コネクタ(コイルコネクタCC+)と、
 前記コイルの他端が接続される-側コネクタ(コイルコネクタCC-)と、を備え、
 前記検出回路は、
  前記+側コネクタへ一端が接続される開閉器(図9のスイッチQ5)と、
  前記-側コネクタへ一端が接続され、前記開閉器の他端へ他端が接続される抵抗器(図9の抵抗器R2)と、
  反転入力端子と非反転入力端子のうち一方が前記抵抗器の一端へ接続され、反転入力端子と非反転入力端子のうち他方が前記抵抗器の他端へ接続され、負電源端子に前記負電圧が供給されるオペアンプ(図9のオペアンプ161)と、を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (18)によれば、検出回路によって誘導電流の向きが区別可能なため、サセプタとエアロゾル源を有するエアロゾル発生物品の挿入方向や挿抜に応じた制御が可能になる。したがって、エアロゾル生成装置をより高機能化できる。
 (19) (17)又は(18)に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
 前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給させる場合に、前記開閉器を開くように構成される、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (19)によれば、エアロゾル源の加熱のためにコイルに電力を供給した時に検出回路へ電流が流れなくなる。このため、コイルに十分な電力を供給でき、エアロゾルを安定して生成することができる。
 (20) (11)から(13)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、
 前記コイルの一端が接続される+側コネクタ(コイルコネクタCC+)と、
 前記コイルの他端が接続される-側コネクタ(コイルコネクタCC-)と、
 前記電源から供給される直流を交流へ変換し、且つ、+側出力端子(出力端子OUT+)及び-側出力端子(出力端子OUT-)を含むインバータ(図10のインバータ162)と、を備え、
 前記検出回路は、
  前記+側コネクタと前記+側出力端子を接続する第1抵抗器(図10の抵抗器R3)と、
  前記-側コネクタと前記-側出力端子を接続する第2抵抗器(図10の抵抗器R4)と、
  前記第1抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第1検出器(図10の電流検出IC155)と、
  前記第2抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第2検出器(図10の電流検出IC154)と、を含む、
 エアロゾル生成装置の電源ユニット。
 (20)によれば、検出回路によって誘導電流の向きを区別可能なため、サセプタとエアロゾル源を有するエアロゾル発生物品の挿入方向や挿抜に応じた制御が可能になる。したがって、エアロゾル生成装置をより高機能化できる。
100 エアロゾル生成装置
100U 電源ユニット
101 ハウジング
101A 開口
102 電源
104 回路
106 コイル
108 エアロゾル形成基体
110 サセプタ
112 エアロゾル源
114 フィルター
116 充電電源接続部
118 制御部

Claims (20)

  1.  電源と、
     前記電源から供給される電力を用いて、エアロゾル源を加熱するサセプタへ渦電流を生じさせるコイルと、
     前記コイルで生じた誘導電流に応じた情報を検出可能な検出回路と、
     前記電源から前記コイルへの電力の供給を制御可能に構成されるコントローラと、を備え、
     前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始するように構成される、
     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、
     前記コイルと前記電源の間へ接続され、前記電源から供給される直流を脈流又は交流へ変換する変換回路と、
     前記コイルで生じた誘導電流を、前記検出回路と前記変換回路のうち前記検出回路のみへ供給する制限回路と、を備える、
     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、
     前記変換回路は、前記電源から供給される直流を脈流へ変換し、
     前記制限回路は、ダイオードを含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  4.  請求項1から3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、
     前記検出回路は、前記コイルで生じる誘導電流の向きを区別不能に構成される、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  5.  請求項4に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記コイルの一端が接続される+側コネクタと、
     前記コイルの他端が接続される-側コネクタと、を備え、
     前記検出回路は、
      前記+側コネクタへ一端が接続され、前記-側コネクタへ他端が接続される開閉器
    と、
      前記開閉器の他端へ一端が接続され、グランドへ他端が接続される抵抗器、
      前記抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する検出器と、を含む、
     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、
     前記検出回路は、前記検出器の出力信号の大きさを制限するクランプ回路を含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  7.  請求項5又は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、
     前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給している状態では、前記検出器が出力信号を出力しないように前記検出器を制御するように構成される、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  8.  請求項4に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記コイルの一端が接続される+側コネクタと、
     前記コイルの他端が接続される-側コネクタと、を備え、
     前記検出回路は、
      前記+側コネクタへ一端が接続される開閉器と、
      前記-側コネクタへ一端が接続され、前記開閉器の他端へ他端が接続される抵抗器と、
      反転入力端子と非反転入力端子のうち一方が前記抵抗器の一端へ接続され、反転入力端子と非反転入力端子のうち他方が前記抵抗器の他端へ接続され、負電源端子がグランドへ接続されるオペアンプと、を含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  9.  請求項5から8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、
     前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給させる場合に、前記開閉器を開くように構成される、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  10.  請求項4から9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、
     柱状のエアロゾル発生物品を挿入可能であり、且つ、少なくとも部分的に前記コイルに包囲される開口を備え、
     前記エアロゾル発生物品は、前記エアロゾル源と、長手方向の一端側に偏心して設けられた前記サセプタと、長手方向の他端に設けられた吸口と、を含み、
     前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づいて、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う閾値以上の誘導電流が前記コイルで生じたと判断すると、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始するように構成される、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  11.  請求項1から3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、
     前記検出回路は、前記コイルで生じる誘導電流の向きを区別可能に構成される、
     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、
     通知部を備え、
     前記コントローラは、
      前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う第1の向きの誘導電流が前記コイルで生じたと判断すると、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始し、
      前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う前記第1の向きとは逆の向きの誘導電流が前記コイルで生じたと判断すると、前記通知部に通知を実行させる、又は、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始しない、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  13.  請求項11又は12に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記コントローラは、
      前記コイルで誘導電流が生じたか否かを判断するアクティブモードと、前記アクティブモードへ遷移可能であり且つ前記アクティブモードよりも前記電源ユニットの消費電力が少ないスリープモードとで、前記電源ユニットを動作させることが可能であり、
      前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う第1の向きの誘導電流が前記コイルで生じたと判断すると、前記電源から前記コイルへの電力の供給を開始し、
      前記電源から前記コイルへ電力を供給していない状態にて、前記検出回路の出力に基づき、前記コイルへの前記サセプタの接近に伴う前記第1の向きとは逆の向きの誘導電流が前記コイルで生じたと判断すると、前記アクティブモードから前記スリープモードへの遷移を遅延させる、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  14.  請求項11から13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、
     前記コイルの一端が接続される+側コネクタと、
     前記コイルの他端が接続される-側コネクタと、を備え、
     前記検出回路は、
      前記+側コネクタへ一端が接続される第1抵抗器と、
      前記-側コネクタへ一端が接続され、且つ、グランドへ他端が接続される第2抵抗器と、
      前記第1抵抗器の他端へ一端が接続され、且つ、前記第2抵抗器の他端へ他端が接続される開閉器と、
      前記第1抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第1検出器と、
      前記第2抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第2検出器と、を含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  15.  請求項14に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記検出回路は、前記第2検出器の出力信号の大きさを制限するクランプ回路を含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  16.  請求項14又は15に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給している状態では、前記第2検出器が出力信号を出力しないように前記第2検出器を制御するように構成される、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  17.  請求項11から13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、
     前記コイルの一端が接続される+側コネクタと、
     前記コイルの他端が接続される-側コネクタと、を備え、
     前記検出回路は、
      前記+側コネクタへ一端が接続される開閉器と、
      前記-側コネクタへ一端が接続され、前記開閉器の他端へ他端が接続される抵抗器と、
      前記抵抗器の両端へ接続され、且つ、前記抵抗器を流れる電流とその向きを検出可能な双方向電流センスアンプと、を含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  18.  請求項11から13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、
     前記電源から供給される電力に基づいて負電圧を生成する負電源生成回路と、
     前記コイルの一端が接続される+側コネクタと、
     前記コイルの他端が接続される-側コネクタと、を備え、
     前記検出回路は、
      前記+側コネクタへ一端が接続される開閉器と、
      前記-側コネクタへ一端が接続され、前記開閉器の他端へ他端が接続される抵抗器と、
      反転入力端子と非反転入力端子のうち一方が前記抵抗器の一端へ接続され、反転入力端子と非反転入力端子のうち他方が前記抵抗器の他端へ接続され、負電源端子に前記負電圧が供給されるオペアンプと、を含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  19.  請求項17又は18に記載のエアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
     前記コントローラは、前記電源から前記コイルへ電力を供給させる場合に、前記開閉器を開くように構成される、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
  20.  請求項11から13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、
     前記コイルの一端が接続される+側コネクタと、
     前記コイルの他端が接続される-側コネクタと、
     前記電源から供給される直流を交流へ変換し、且つ、+側出力端子及び-側出力端子を含むインバータと、を備え、
     前記検出回路は、
      前記+側コネクタと前記+側出力端子を接続する第1抵抗器と、
      前記-側コネクタと前記-側出力端子を接続する第2抵抗器と、
      前記第1抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第1検出器と、
      前記第2抵抗器の両端へ印加される電圧を検出する第2検出器と、を含む、
     エアロゾル生成装置の電源ユニット。
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