KR20200089639A - 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치 - Google Patents
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Abstract
에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치는 다음을 포함한다: 에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원; 저항을 포함하는 제1 회로기판; 및 제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판. 상기 제2 회로기판은, 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나를 제어할 수 있도록 구성된 제어부; 및 입력된 전력을 전원을 위한 충전전력으로 변환하도록 구성된 충전부 중 적어도 하나를 포함한다.
Description
본 발명은 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치에 관한 것이다.
에어로졸 생성 공급원, 에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하는 부하, 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원, 및 전원을 제어하는 제어 장치를 포함하는 에어로졸 흡인기가 입수 가능하다(예를 들어, 특허 문헌 1 내지 4 참조).
[특허 문헌 1] CN 206865186 U
[특허 문헌 2] CN 104348214 A
[특허 문헌 3] US 2017/0250552 A1
[특허 문헌 4] US 2015/0173124 A1
에어로졸 흡입기는 자주 사용될 수 있음에 따라, 에어로졸 흡입기의 전원의 충전 및 방전이 빈번하게 수행될 수 있다. 이로 인해, 충방전 동안, 가능한 전원의 온도가 상승하는 것을 억제하고 회로기판 또는 특정 회로 소자에 열이 집중되는 것을 억제할 필요가 있다. 특허 문헌 1 내지 4는 전원의 온도 상승을 억제하는 임의의 방법을 고려하고 있지 않다.
본 발명의 목적은 전원의 온도 상승을 억제할 수 있으며 회로기판 또는 특정 회로 소자에 열이 집중되는 것을 억제할 수 있는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치가 제공되며, 상기 전원 공급 장치는 에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원; 저항을 포함하는 제1 회로기판; 및 제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판을 포함하며, 여기서 제2 회로기판은 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나를 제어할 수 있도록 구성된 제어부; 및 입력된 전력을 전원을 위한 충전전력으로 변환하도록 구성된 충전부 중 적어도 하나를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 전원 공급 장치가 장착된 에어로졸 흡인기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 흡인기의 또 다른 사시도이다.
도 3은 도 1의 에어로졸 흡인기의 단면도이다.
도 4는 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 사시도이다.
도 5는 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치 내부에 포함되는 전원, 제1 회로기판, 제2 회로기판, 및 FPC 기판을 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 주요 부분의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 회로 구성을 나타내는 개략도이다.
도 8은 도 7에 도시된 충전 IC의 내부 구성 예시를 도시하는 회로도이다.
도 9는 도 7에 도시된 전원을 충전하는 동안 충전단자에 입력되는 전압의 변화를 도시한 도면이다.
도 10은 전원 공급 장치에서 전원에 대한 제1 회로기판 및 제2 회로기판의 배열의 제1 변형예를 도시하는 개략도이다.
도 11은 전원 공급 장치에서 전원에 대한 제1 회로기판 및 제2 회로기판의 배열의 제2 변형예를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 에어로졸 흡인기의 또 다른 사시도이다.
도 3은 도 1의 에어로졸 흡인기의 단면도이다.
도 4는 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 사시도이다.
도 5는 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치 내부에 포함되는 전원, 제1 회로기판, 제2 회로기판, 및 FPC 기판을 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 주요 부분의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 1의 에어로졸 흡인기의 전원 공급 장치의 회로 구성을 나타내는 개략도이다.
도 8은 도 7에 도시된 충전 IC의 내부 구성 예시를 도시하는 회로도이다.
도 9는 도 7에 도시된 전원을 충전하는 동안 충전단자에 입력되는 전압의 변화를 도시한 도면이다.
도 10은 전원 공급 장치에서 전원에 대한 제1 회로기판 및 제2 회로기판의 배열의 제1 변형예를 도시하는 개략도이다.
도 11은 전원 공급 장치에서 전원에 대한 제1 회로기판 및 제2 회로기판의 배열의 제2 변형예를 도시하는 개략도이다.
하기에, 본 발명의 실시형태에 따른 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치가 기재된다. 먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 전원 공급 장치가 장착된 에어로졸 흡인기가 기재된다.
(에어로졸 흡인기)
에어로졸 흡인기(1)는 연소를 수반하지 않으면서 향미를 포함하는 에어로졸을 흡인하기 위한 장치이며, 특정 방향(이하, 세로 방향 A로 지칭)을 따라 연장된 막대 형상을 가진다. 에어로졸 흡인기(1)는 전원 공급 장치(10), 제1 카트리지(20), 및 제2 카트리지(30)를 포함하며, 이는 세로 방향 A를 따라 순서대로 배열된다. 제1 카트리지(20)는 전원 공급 장치(10)에 착탈될 수 있다. 제2 카트리지(30)는 제1 카트리지(20)로부터 착탈될 수 있다. 즉, 제1 카트리지(20) 및 제2 카트리지(30)는 개별적으로 교체될 수 있다.
(전원 공급 장치)
본 구현예의 전원 공급 장치(10)는 원통형 전원 공급 장치 케이스(11) 내부에(도 3 및 도 4 참조), 충전단자(43) 및 저항(43R)이 형성된 제1 회로기판(43S)(도 3, 도 5, 및 도 7 참조), 전원(12)(도 3, 및 도 5 내지 7 참조), 충전 IC(집적회로(Integrated Circuit), 55) , MCU(마이크로 제어부(Micro Controller Unit), 50), 스위치(19), 다양한 센서, 기타 등(도 3, 도 5, 및 도 7 참조)이 형성된 제2 회로기판(50S), 및 FPC(플렉시블 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit)) 기판(13S)(도 5 및 도 7 참조)을 포함한다. 전원(12)은 충전 가능한 2차 전지, 전기 이중층 커패시터 등이며, 이는 리튬-이온 배터리인 것이 바람직하다. 전원(12)의 외관은 세로 방향 A를 따라 연장된 기둥 형상, 예컨대 원주 형상 또는 프리즘 형상이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 세로 방향 A의 일 단부 측(제1 카트리지(20) 측)에 위치한 전원 공급 장치 케이스(11)의 상부(11a)에, 방전단자(41)가 제공된다. 방전단자(41)는 상부(11a)의 상면으로부터 제1 카트리지(20)를 향해 돌출되도록 제공되며, 제1 카트리지(20)의 부하(21)에 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다. 또한, 방전단자(41) 부근에 있는 상부(11a)의 상면 일부에는, 제1 카트리지(20)의 부하(21)에 공기를 제공하기 위한 공기 공급부(42)가 제공된다.
또한, 세로 방향 A의 다른 단부 측(제1 카트리지(20)의 반대 측)에 위치한 전원 공급 장치 케이스(11)의 하부(11b)에는, 외부 전원에 전기적으로 연결될 수 있는 충전단자(43), 및 충전단자(43)가 탑재된 제1 회로기판(43S)이 제공된다. 충전단자(43)는 하부(11b) 측면에 제공되며, 예를 들어, USB 단자, 마이크로 USB 단자, 및 (상표로 등록되어 있는) 라이트닝 단자(Lightning terminals) 중 적어도 하나가 이에 연결된다.
택일적으로, 충전단자(43)는 비접촉 방식으로 외부 전원으로부터 전력을 수신할 수 있는 전력 수신부일 수 있다. 이러한 경우에, 충전단자(43)(전력 수신부)는 전원 수신 코일로 구성될 수 있다. 무선 전력 전달 시스템은 전자기 유도형일 수 있거나, 또는 자기 공명형일 수 있다. 또한, 충전단자(43)는 외부 전원으로부터 임의의 접촉점 없이 전력을 수신할 수 있는 전력 수신부일 수 있다. 또 다른 예시로서, 충전단자(43)는 USB 단자, 마이크로 USB 단자, 및 라이트닝 단자 중 적어도 하나가 이에 연결될 수 있으며, 상기 언급된 전력 수신부가 이에 포함되도록 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 회로기판(43S)은 전원(12)의 일 단부에 세로 방향 A으로 인접하게 배치되어 있다(제1 카트리지(20) 측의 반대쪽). 상기 단부 표면은 제1 회로기판(43S)에 가장 가까운 표면을 구성한다. 또한, 제2 회로기판(50S)은 전원(12)의 다른 단부에 세로 방향 A으로 인접하게 배치되어 있다(제1 카트리지(20) 측). 상기 단부 표면은 제2 회로기판(50S)에 가장 가까운 표면을 구성한다. 상기 기재된 바와 같이, 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)은 서로 이격되어 배치되며, FPC 기판(13S)에 의해 전기적으로 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치 케이스(11)의 상부(11a) 측면에, 사용자가 조작할 수 있는 조작부(14)(operation unit)는 충전단자(43)에 대해 반대측을 향하도록 제공된다. 보다 구체적으로, 조작부(14)와 충전단자(43)는 조작부(14)와 충전단자(43)를 연결하는 직선과 전원 공급 장치(10)의 세로 방향 A의 중심선의 교차점에 대하여 대칭이다. 조작부(14)는 버튼형 스위치, 터치 패널 등으로 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 조작부(14)의 근처에, 퍼프(puff) 동작을 감지하기 위한 흡인 센서(15)가 제공된다.
도 6 및 도 7에 도시된 충전 IC(55)는 외부 전원으로부터 충전단자(43)로 입력된 전원을 전원(12)을 위한 충전전력으로 변환하고, 이러한 전력을 전원(12)에 공급하도록 제어를 수행한다. 충전 IC(55)는 입력 전압을 강하시키고 강하된 전압을 출력하기 위한 LDO(저손실 선형 레귤레이터, Low-Dropout Regulator)로 구성된다.
MCU(50)는 도 6에 도시된 바와 같은 다양한 센서 장치, 예컨대 퍼프(흡인) 행위를 감지하기 위한 흡인 센서(15), 전원(12)의 전력-공급 전압을 측정하기 위한 전압 센서(16), 및 전원(12)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(17), 조작부(14), 알림부(45) 및 퍼프 동작의 횟수와 부하(21)에 전력이 인가된 시간을 저장하기 위한 메모리(18), 등에 연결되며, 에어로졸 흡인기(1)에 대한 다양한 제어를 수행한다. MCU(50)는 구체적으로 프로세서이다.
또한, 전원 공급 장치 케이스(11)에서, 공기를 흡인하기 위한 공기 흡인구(도면에 도시되지 않음)가 형성된다. 공기 흡인구는 조작부(14) 근처에 형성될 수 있거나, 또는 충전단자(43) 근처에 형성될 수 있다.
(제1 카트리지)
도 3에 도시된 바와 같이, 원통형 카트리지 케이스(27) 내부에, 제1 카트리지(20)는 에어로졸 공급원(22)을 저장하기 위한 저장소(23), 에어로졸 공급원(22)을 분무하기 위한 전기 부하(21), 저장소(23)로부터의 에어로졸 공급원을 부하(21) 쪽으로 인출하기 위한 심지(24)(wick), 에어로졸 공급원(22)을 분무하여 생성된 에어로졸을 제2 카트리지(30) 쪽으로 유동시키기 위한 에어로졸 채널(25), 카트리지(30)의 일부를 저장하기 위한 말단 캡(26)을 포함한다.
저장소(23)는 에어로졸 채널(25)을 둘러싸도록 형성되며, 에어로졸 공급원(22)을 보유한다. 저장소(23)에서, 수지 망(resin web) 또는 면과 같은 다공성 부재가 저장될 수 있으며, 다공성 부재는 에어로졸 공급원(22)으로 함침될 수 있다. 에어로졸 공급원(22)은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 또는 물과 같은 액체를 포함한다.
심지(24)는 모세관을 이용하여 저장소(23)로부터 에어로졸 공급원(22)을 부하(21) 쪽으로 인출하기 위한 액체 보유 부재이며, 예를 들어, 유리 섬유, 다공성 세라믹, 등으로 구성된다.
부하(21)는 방전단자(41)를 통해 전원(12)으로부터 제공된 전력에 의해 에어로졸 공급원(22)을 연소하지 않고 분무한다. 부하(21)는 소정의 피치(코일)로 권취된 전열선(heating wire)으로 구성된다. 그러나, 부하(21)는 오직 에어로졸 공급원(22)을 분무하여 에어로졸을 생성할 수 있는 소자이어야 하며, 예를 들어, 발열 소자 또는 초음파 발생기가 있다. 발열 소자의 예로는 발열 저항체, 세라믹 히터, 유도 가열식 히터 등을 포함한다.
에어로졸 채널(25)은 전원 공급 장치(10)의 중심선 L에서 부하(21)의 하류측에 제공된다.
말단 캡(26)은 제2 카트리지(30)의 일부를 저장하기 위한 카트리지 저장부(26a), 및 에어로졸 채널(25)과 카트리지 저장부(26a)를 연결하기 위한 연결 통로(26b)를 포함한다.
(제2 카트리지)
제2 카트리지(30)는 향미 공급원(31)을 보유한다. 제1 카트리지(20) 측의 제2 카트리지(30)의 단부는 제1 카트리지(20)의 말단 캡(26)에 제공된 카트리지 저장부(26a)에 저장되어, 제거될 수 있다. 제1 카트리지(20) 측에 대한 반대측의 제2 카트리지(30)의 또 다른 단부는 사용자를 위한 흡인 포트(32)로서 구성된다. 그러나, 흡인 포트(32)는 제2 카트리지로부터 분리될 수 없도록 제2 카트리지(30)와 일체로 구성될 필요는 없으며, 제2 카트리지(30)로부터 착탈될 수 있도록 구성될 수 있다. 흡인 포트(32)가 상기 기재된 바와 같이 전원 공급 장치(10) 및 제1 카트리지(20)로부터 별도로 구성되는 경우, 흡인 포트(32)를 위생적으로 유지할 수 있다.
제2 카트리지(30)는 부하(21)에 의해 에어로졸 공급원(22)을 분무함으로써 생성된 에어로졸을, 향미 공급원(31)을 통해 에어로졸을 통과시킴으로써 향미를 첨가한다. 향미 공급원을 구성하는 원료 조각으로서, 파쇄된 담배 또는 담배 원료 입자 형상으로 성형하여 제조된 콤팩트가 사용될 수 있다. 향미 공급원(31)은 담배가 아닌 식물(예컨대 박하, 약초, 허브)로 구성될 수 있다. 향미 공급원(31)에, 멘톨과 같은 착향료가 첨가될 수 있다.
본 발명의 실시형태의 에어로졸 흡인기(1)는 에어로졸 공급원(22), 향미 공급원(31), 및 부하(21)에 의해 향미를 함유하는 에어로졸을 생성할 수 있다. 즉, 에어로졸 공급원(22) 및 향미 공급원(31)은 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 공급원을 구성한다.
에어로졸 흡인기(1) 내의 에어로졸 생성 공급원은 사용자가 사용하기 위해 교체할 수 있는 부분이다. 이러한 부분은, 예를 들어, 1개의 제1 카트리지(20) 및 1개 이상의(예를 들어, 5개의) 제2 카트리지(30)가 1세트로 사용자에게 제공될 수 있다.
에어로졸 흡인기(1)에 사용될 수 있는 에어로졸 생성 공급원의 구성은 에어로졸 공급원(22) 및 향미 공급원(31)이 별도로 구성된 구성으로 제한되지 않으며, 에어로졸 공급원(22) 및 향미 공급원(31)이 일체로 형성된 구성, 향미 공급원(31)이 생략되고 에어로졸 공급원(22)이 향미 공급원(31)에 포함될 수 있는 물질을 포함하는 구성, 에어로졸 공급원(22)이 향미 공급원(31)을 대신하여 의약품 등을 포함하는 구성 등일 수 있다.
상기 기재된 바와 같이 구성된 에어로졸 흡인기(1)에서, 도 3의 화살표 B로 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치 케이스(11)에 형성된 흡인구(도면에 도시되지 않음)로부터의 공기 유입은 공기 공급부(42)를 통과하고, 제1 카트리지(20)의 부하(21) 근처를 통과한다. 부하(21)는 심지(24)에 의해 저장소(23)로부터 인출된 에어로졸 공급원(22)을 분무한다. 분무에 의해 생성된 에어로졸은 흡인구로부터 유입된 공기와 함께 에어로졸 채널(25)을 통해 유동하며, 연결 통로(26b)를 통해 제2 카트리지(30)로 공급된다. 제2 카트리지(30)에 공급된 에어로졸은 향미 공급원(31)을 통과하여 여기서 향미가 첨가되며, 흡인 포트(32)로 공급된다.
또한, 에어로졸 흡인기(1)에는, 다양한 정보를 알리기 위한 알림부(45)가 제공된다(도 5 참조). 알림부(45)는 발광 소자로 구성될 수 있거나, 또는 진동 소자로 구성될 수 있거나, 또는 음향 출력 소자로 구성될 수 있다. 알림부(45)는 발광 소자, 진동 소자, 및 음향 출력 소자 중 둘 이상의 소자의 조합일 수 있다. 알림부(45)는 전원 공급 장치(10), 제1 카트리지(20), 및 제2 카트리지(30) 중 임의의 하나에 제공될 수 있다; 그러나, 알림부가 전원 공급 장치(10)에 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 조작부(14) 주변 영역은 LED와 같은 발광 소자에 의해 방출된 빛이 통과하도록 반투명성을 가지도록 구성된다.
(전기 회로)
이제, 도 7 및 도 8을 참조하여 전원 공급 장치(10)의 전기 회로의 세부사항이 기재된다.
전원 공급 장치(10)는 전원(12), 방전단자(41)를 구성하는 양극 측 방전단자(41a) 및 음극 측 방전단자(41b), 충전단자(43), 및 저항(43R)이 형성된 제1 회로기판(43S), 충전 IC(55), MCU(50), 및 스위치(19)가 형성된 제2 회로기판(50S), 및 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)을 전기적으로 연결하는 FPC 기판(13S)을 포함한다. 또한, 도 7에 도시된 저항(13)은 FPC 기판(13S)에 포함된 배선에 의해 야기되는 상호연결 저항(interconnection resistance)을 나타낸다.
저항(43R)은 저항 소자 또는 트랜지스터와 같이 저항값을 가지는 소자로 구성되며, 이의 일 단부는 충전단자(43)의 입력 단자 IN에 연결된다. 충전단자(43)와 반대측에 저항(43R)의 또 다른 단부(다른 단부)는 FPC 기판(13S)에 형성된 배선을 통해 충전 IC(55)의 입력 단자 IN에 전기적으로 연결된다. 또한, 충전단자(43)의 접지단자 GND는 FPC 기판(13S) 내 배선을 통해 음극 측 방전단자(41b)에 전기적으로 연결된다. 충전단자(43)의 접지단자 GND와 음극 측 방전단자(41b)를 연결하는 배선에, 전원(12)의 음극 측 단자, 충전 IC(55)의 접지단자, 및 MCU(50)의 접지단자가 연결된다.
충전 IC(55)의 출력 단자 OUT는 전원(12)의 양극 측 단자에 전기적으로 연결된다. 전원(12)의 양극 측 단자에, MCU(50)의 입력 단자 IN가 연결된다. MCU(50)의 출력 단자 OUT와 양극 측 방전단자(41a) 사이에, 스위치(19)가 배치된다. 스위치(19)는, 예를 들어, MOSFET과 같은 반도체 소자로 구성되며, MCU(50)의 제어하에 개폐된다.
도 7에 도시된 전원 공급 장치(10)의 전기 회로에서, 스위치(19)는 전원(12)의 양극 측과 양극 측 방전단자(41a) 사이에 제공된다. 스위치(19)는 이러한 소위 플러스 제어형 대신에, 음극 측 방전단자(41b)와 전원(12)의 음극 측 사이에 제공되는 마이너스 제어형일 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 충전 IC(55)는 입력 단자 IN와 출력 단자 OUT 사이에 연결된 FET(전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor), 553), 입력 단자 IN와 병렬로 연결된 저항(550) 및 저항(551)의 직렬 회로, 및 저항(550)과 저항(551) 사이 연결점에 연결된 비-반전 입력 단자 및 FET(553)의 출력에 연결된 반전 입력 단자를 가지는 비교기(comparator, 552)를 포함한다. 즉, 충전 IC(55)는 입력 단자 IN와 출력 단자 OUT 사이에 연결된 선형 레귤레이터를 포함한다. FET(553)의 게이트 전압은 FET(553)의 출력 전압 및 출력 전류가 표적값이 되도록 비교기(552)에 의해 제어된다(여기서, 예시로서 표적값은 일반적인 리튬-이온 배터리 충전을 제어하는데 사용되는 4.2V 및 460mA인 것으로 가정한다).
도 8에 도시된 구성을 가지는 충전 IC(55)는 FET(553)에서의 전력 손실을 사용하여 입력 전압의 강하를 수행한다. FET(553)에서의 전력 손실이 Δ로 표시되고, 충전 IC(55)의 입력 전압이 VIN으로 표시되고, 충전 IC(55)의 출력 전압이 VOUT으로 표시되고 충전 IC(55)의 출력 전류가 IOUT으로 표시되고, 비교기(552)의 비-반전 입력 단자에 입력되는 바이어스 전류가 IB1으로 표시되고, 비교기(552)의 반전 입력 단자에 입력되는 바이어스 전류가 IB2으로 표시될 때, 다음의 식 (A)가 성립된다.
ΔW = (VIN - VOUT)ㆍ IOUT + VOUTㆍ(IB1 + IB2)
(A)
여기서, 식 (A)의 우변의 제2 항이 식 (A)의 우변의 제1 항보다 충분히 작기 때문에, 식 (A)는 다음의 식 (B)로 계산될 수 있다. 그러므로, 충전 IC(55)는 입력된 전력의 식 (B)에 나타난 Δ의 소비 전력으로 간주될 수 있다.
ΔW = (VIN - VOUT)ㆍIOUT
(B)
(MCU)
도 6에 도시된 바와 같이, MCU(50)는 프로그램 실행에 의해 실현되는 기능적 블록으로서 에어로졸 생성 요청 감지부(51), 조작 감지부(52), 전력 제어부(53), 및 알림 제어부(54)를 포함한다.
에어로졸 생성 요청 감지부(51)는 흡인 센서(15)의 출력 결과에 기초하여 에어로졸 생성 요청을 감지한다. 흡인 센서(15)는 흡인 포트(32)를 통한 사용자의 흡인에 의해 야기된 전원 공급 장치(10)의 압력(내부 압력) 변화 값을 출력하도록 구성된다. 흡인 센서(15)는, 예를 들어, 내부 압력에 따른 출력값(예를 들어, 전압값 또는 전류값)을 출력하기 위한 압력 센서이며, 이러한 내부 압력은 흡인구(도면에 도시되지 않음)로부터 흡인 포트(32)를 향해 흡인되는 공기의 흐름(즉, 사용자의 퍼프 동작)에 따라 달라진다. 흡인 센서(15)는 커패시터 마이크로폰 등으로 구성될 수 있다.
조작 감지부(52)는 사용자에 의한 조작부(14)에서 수행된 조작을 감지한다.
알림 제어부(54)는 알림부(45)를 제어하여, 알림부가 다양한 정보를 알린다. 예를 들어, 알림 제어부(54)는 제2 카트리지(30)를 교체하는 시기의 감지에 대한 응답으로 알림부(45)를 제어하여, 알림부가 제2 카트리지(30)를 교체하는 시기를 알린다. 알림 제어부(54)는 메모리(18)에 저장된 퍼프 동작의 횟수 또는 전력이 부하(21)에 공급된 누적 시간에 기초하여 제2 카트리지(30)의 교체 시기를 감지하고 이를 알린다. 알림 제어부(54)는 제2 카트리지(30)를 교체하는 시기를 알리는 것에 제한되지 않으며, 제1 카트리지(20)를 교체하는 시기, 전원(12)을 교체하는 시기, 전원(12)을 충전하는 시기, 등을 알릴 수 있다.
전력 제어부(53)는 에어로졸 생성 요청 감지부(51)가 에어로졸 생성 요청을 감지할 경우, 스위치(19)를 온 및 오프함으로써 방전단자(41)를 통해 전원(12)의 방전을 제어한다. 전력 제어부(53)는 부하(21)에 의해 에어로졸 공급원을 분무함으로써 생성되는 에어로졸의 양이 원하는 범위 내에 있도록, 즉, 전원(12)으로부터 부하(21)로 공급되는 전력의 양이 소정의 범위 내에 속하도록 제어를 수행한다.
구체적으로, 전력 제어부(53)는, 예를 들어, 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 제어에 의해 스위치(19)의 개폐를 제어한다. 택일적으로, 전력 제어부(53)는 펄스 주파수 변조(PFM, Pulse Frequency Modulation) 제어에 의해 스위치(19)의 개폐를 제어할 수 도 있다.
전력 제어부(53)는 적어도 전원(12)의 방전에 대한 제어만 수행하면 된다; 그러나, 전원(12)의 충전에 대한 제어를 또한 수행할 수도 있다. 예를 들어, 충전 IC(55)가 충전 전원(12)을 충전할 때 에어로졸 생성 요청이 감지되면, 전력 제어부(53)는 충전 IC(55)가 전원(12)의 충전을 중단시키는 제어를 수행하면서, 전원(12)의 방전에 대한 제어를 수행할 수 있다. 또한, 충전 IC(55)가 전원(12)을 충전할 때 전원(12)의 충전 상태가 소정의 상태에 도달하면, 전력 제어부(53)는 충전을 종료하는 제어를 수행할 수도 있다.
(전원 충전 동작)
전원(12)을 충전하는 동안 상기 기재된 구성을 가지는 에어로졸 흡인기(1)의 동작이 기재된다.
충전 케이블이 충전단자(43)에 연결되고, 이러한 충전 케이블이 외부 전원에 연결되면, 전원(12)의 충전이 시작된다.
하기에, 예시로서, 충전단자(43)의 입력 전압이 5.15V이고, 충전단자(43)의 입력 전류가 500mA이고, 저항(43R)의 저항값이 1Ω이고, FPC 기판(13S)의 상호연결 저항인 저항(13)의 저항값이 24mΩ인 경우에 수행되는 충전 동작이 기재된다.
500mA의 전류가 충전단자(43)의 입력 단자 IN에 흐르면, 저항(43R)에서, 0.5V(= 500mA × 1Ω)의 전압 강하가 일어난다. 그러므로, FPC 기판(13S)에 입력되는 전압은 4.65V(= 5.15 - 0.5)가 된다. 또한, FPC 기판(13S)에서, (24mΩ의 저항값을 가지는) 저항(13)에 의해 500mA × 24mΩ, 즉, 약 0.01V의 전압 강하가 야기된다. 그러므로, 충전 IC(55)에 입력되는 입력 전압 VIN은 4.64V(= 4.65 - 0.01)이 된다. 그러므로, 충전 IC(55)에서, 입력 전압 0.44V이 강하되고, 출력 전압 VOUT은 4.2V이 된다.
도 9는 전원(12)을 충전하는 동안 충전단자(43)에 입력되는 전압의 변화를 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 회로기판(43S)에서, 저항(43R)에 의해 0.5V의 전압 강하가 야기됨에 따라, 0.25W(= 0.5V × 500mA)의 전력이 소비된다. 또한, 제2 회로기판(50S)에서, 0.44V의 전압 강하가 충전 IC(55)에서 일어남에 따라, 0.44V × 460mA, 즉, 약 0.20W의 전력이 소비된다.
여기서, 비교의 예시로서, 도 7에 도시된 회로 구성에서 제1 회로기판(43S)의 저항(43R)이 존재하지 않는 경우가 고려될 수 있다. 이러한 경우에, 제1 회로기판(43S)에서 전압 강하가 일어나지 않음으로, 전력이 소비되지 않는다. 반면에, 제2 회로기판(50S)에서, 0.94V(= (5.15 - 0.01) - 4.2)의 전압 강하로 인해, 0.94V × 460mA, 즉, 약 43.2W의 전력이 소비된다.
도 7에 도시된 전원 공급 장치(10)에 따르면, 상기 언급된 비교의 예시의 구성을 가지는 충전 IC(55)에서 소비될 수 있는 전력의 일부는 제2 회로기판(50S)으로부터 이격되어 위치된 제1 회로기판(43S)에서 소비될 수 있다. 즉, 전원 공급 장치(10)에서, 서로 이격되어 위치된 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S) 각각은 열을 발생시키고, 열을 분산시킨다. 그러므로, 전원 공급 장치(10)에서는, 열 생성 공급원이 전원 공급 장치(10)의 한 곳에 집중되어 있는 비교의 예시에 비해, 전원 공급 장치(10)의 열 불균형을 방지할 수 있고, 전원(12)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 그러므로, 전원(12)의 열화를 억제할 수 있어, 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 게다가, 열 생성 공급원이 제2 회로기판(50S)에 집중되는 것을 억제함에 따라, 충전 IC(55) 및 MCU(50)와 같이 제2 회로기판(50S)에 제공되는 소자를 보호할 수 있다. 또한, FPC 기판(13S) 상의 저항(551)의 저항값은 상호연결 저항이며, 매우 작은 값이므로, 열 생성량은 무시할 수 있을 만큼 작고, 전원(12)에 대한 저항의 열적 영향력은 미미하다.
상기 기재된 바와 같이, 전원 공급 장치(10)에서의 열 불균형을 방지하는 관점에서, 전원(12)을 충전하는 동안 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량이 실질적으로 동일해지는 값으로 저항(43R)의 저항값을 설정하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 2개의 열 생성량이 실질적으로 동일한 경우는 2개의 열 생성량 간의 차이가 열 발생량 각각의 10%(바람직하게, 5%) 이하인 경우를 의미한다.
한편, 제1 회로기판(43S)에는, 열을 생성하는 소자로서, 오직 저항(43R)이 제공된다. 그러나, 제2 회로기판(50S)에는, 열을 생성하는 복수의 소자, 예컨대 충전 IC(55) 및 MCU(50)가 제공된다. 그러므로, 제2 회로기판(50S)에서는, 충전 IC(55) 및 MCU(50)에 의해 생성되는 열의 비율이 크다.
이로 인해, 저항(43R)의 저항값은 전원(12)을 충전하는 동안 저항(43R)의 전력 소비량과 전원(12)을 충전하는 동안 충전 IC(55) 및 MCU(50)의 전력 소비량의 합이 실질적으로 동일해지는 값으로 설정된다. 이러한 경우에, 전원(12)을 충전하는 동안 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량을 실질적으로 동일하게 하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다. 2개의 전력 소비량이 실질적으로 동일한 경우는 2개의 전력 소비량 간의 차이가 전력 소비량 각각의 10%(바람직하게, 5%) 이하인 경우를 의미한다.
게다가, 제2 회로기판(50S)에서, 충전 IC(55)의 열 생성량이 가장 크다. 이로 인해, 전원(12)을 충전하는 동안 저항(43R)의 전력 소비량이 전원(12)을 충전하는 동안 충전 IC(55)의 전력 소비량보다 커지는 값으로 저항(43R)의 저항값을 설정하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 저항(43R)의 저항값이 R으로 표시되고, 충전단자(43)로부터 입력된 전류가 IIN으로 표시되고, 충전단자(43)로부터 입력된 전압이 VBUS으로 표시되고, 저항(13)의 저항값이 RFPC으로 표시될 때, 저항(43R)의 저항값은 오직 다음의 식 (C)의 관계가 만족되도록 설정될 필요가 있다. 식 (D)는 식 (C)를 변형시켜 획득될 수 있음으로, 저항(43R)의 저항값은 식 (D)가 만족되도록 결정될 수 있다. 이러한 경우에, 전원(12)을 충전하는 동안 저항(43R)의 전력 소비량을 전원(12)을 충전하는 동안 충전 IC(55)의 전력 소비량보다 더 크게 만들 수 있다.
RㆍIIN 2 > {VBUS - (R + RFPC)ㆍIIN - VOUT}ㆍIOUT
식 (C)
R > (VBUS - VOUT - RFPCㆍIIN)ㆍIOUT/(IIN + IOUT)ㆍIIN
식 (D)
또한, 이러한 경우에, 전원(12)을 충전하는 동안 저항(43R)의 전력 소비량과 전원(12)을 충전하는 동안 충전 IC(55) 및 MCU(50)의 전력 소비량의 합이 실질적으로 동일하게 하는 구성, 및 전원(12)을 충전하는 동안 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량이 실질적으로 동일하게 하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다.
또한, 충전 IC(55)에 있어서, 전원(12)에 대한 충전 전압의 표적값인 4.2V를 출력하는데 필요한 최저 입력 전압은 최저 동작 보증 전압(minimum operation guarantee voltage)으로서 결정된다. 그러므로, 충전 IC(55)에 입력되는 전압이 최저 동작 보증 전압보다 낮아지지 않도록 저항(43R)의 저항값에 대한 상한값을 결정할 필요가 있다. 즉, 저항(43R)은 외부 전원으로부터 공급되는 전압을 충전 IC(55)의 최저 동작 보증 전압보다 큰 값으로 강하시키는데 필요한 저항값을 가질 필요가 있다.
일반적으로 사용되는 충전 IC(55)의 최저 동작 보증 전압이, 예를 들어, 4.4V라고 가정하면, 충전단자(43)에 입력된 전압(상기 언급된 예시에서, 5.15V)에서 FPC 기판(13S)의 저항(13)에 기인하는 전압 강하값(상기 언급된 예시에서, 0.01V) 및 상기 언급된 최저 동작 보증 전압을 감산하여 획득한 값(= 1.38Ω)이 저항(43R)의 저항값에 대한 상한값이 된다.
또한, 저항(43R)의 저항값이 1Ω 내지 1.38Ω의 범위로 설정되면, 상기 기재된 다양한 전압, 전류, 및 전압값을 설계할 때, 전원 공급 장치(10)의 열 균형을 최적화하고, 전원(12)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 전원(12)의 전력-공급 전압이 MCU(50)의 최저 동작 보증 전압보다 낮을 때, MCU(50)는 외부 전원으로부터 전력을 수신하고, 동작할 수 있다. 이러한 경우에, 저항(43R)은 외부 전원으로부터 공급된 전압을 충전 IC(55)의 최저 동작 보증 전압보다 크고 MCU(50)의 최저 동작 보증 전압보다 큰 값으로 강하시키기 위한 저항값을 가질 필요가 있다.
전원(12)에서 제1 회로기판(43S)까지의 거리 및 제2 회로기판(50S)에서 전원(12)까지의 거리가 실질적으로 동일할 때, 상기 기재된 바와 같이, 충전 동안 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량을 실질적으로 동일하게 만듦으로써, 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)에 의해 전원(12)에 주어지는 열의 양을 실질적으로 동일하게 만들 수 있다.
그러나, 전원 공급 장치(10)에 다양한 구성원을 배치하는데 있어서 제한과 일부 요인으로 인해, 제1 회로기판(43S)에서 전원(12)까지의 거리 및 제2 회로기판(50S)에서 전원(12)까지의 거리는 동일하게 만들 수 있다. 이러한 경우에, 충전 동안의 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량은 두 거리 사이의 차이를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 충전 동안 제1 회로기판(43S)의 전력 소비량(또는 열 생성량)을 제1 회로기판(43S)에서 전원(12)까지의 거리의 제곱으로 나눈 값은 충전 동안 제1 회로기판(43S)이 전원(12)에 공급하는 열의 양으로 정의된다. 또한, 충전 동안 제2 회로기판(50S)의 전력 소비량(또는 열 생성량)을 제2 회로기판(50S)에서 전원(12)까지의 거리의 제곱으로 나눈 값은 충전 동안 제2 회로기판(50S)이 전원(12)에 공급하는 열의 양으로 정의된다. 이러한 경우에, 저항(43R)의 저항값은 두 회로기판의 열의 양이 동일해지는 값으로 설정된다. 그 후, 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)으로부터 전원(12)에 실질적으로 동일한 열의 양이 제공된다. 그러므로, 전원 공급 장치(10)의 열 불균형을 방지하고, 전원(12)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
충전 IC(55)가 선형 레귤레이터를 대신하여 스위칭 레귤레이터를 사용하는 경우에, 저항(43R)의 저항값은 충전 동안 스위칭 레귤레이터에서의 손실에 기초하여 설정될 수 있다. 스위칭 레귤레이터에서의 손실의 예시로서, 천이 손실, 전도 손실, 스위칭 손실, 등이 고려될 수 있다.
지금까지, 저항(43R)의 저항값이 전원(12)을 충전하는 동안 2개의 파라미터(열 생성량, 전력 소비량, 또는 열의 양)를 근접시킬 수 있는 값으로 설정된 예시가 기재되었다. 에어로졸 흡인기(1)에서, 전원(12)을 충전하면서 전원(12)의 방전을 또한 수행할 수 있다.
이로 인해, 저항(43R)의 저항값은 전원(12)의 충방전을 동시에 수행하는 경우에, 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량 또는 전력 소비량은 실질적으로 동일해지거나, 또는 제1 회로기판(43S)에 의해 전원(12)에 공급되는 열의 양 및 제2 회로기판(50S)에 의해 전원(12)에 공급되는 열의 양이 실질적으로 동일해지는 값으로 설정될 수 있다.
또한, 에어로졸 흡인기(1)에서, 외부 전원과 충전 IC(55)가 연결된 상태에서, 전원(12)의 충전을 수행하지 않고 전원(12)의 방전만을 또한 수행할 수 있다. 이로 인해, 저항(43R)의 저항값은 전원(12)의 방전을 수행하는 경우에, 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량 또는 전력 소비량은 실질적으로 동일해지거나, 또는 제1 회로기판(43S)에 의해 전원(12)에 공급되는 열의 양 및 제2 회로기판(50S)에 의해 전원(12)에 공급되는 열의 양이 실질적으로 동일해지는 값으로 설정될 수 있다.
도 10은 전원 공급 장치(10)에서 전원(12)에 대한 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 배열의 제1 변형예를 도시하는 개략도이다. 도 10은 전원 공급 장치(10)의 세로 방향 A에 직교하는 방향에서 본 전원(12), 제1 회로기판(43S), 및 제2 회로기판(50S)을 도시하는 도면이다. 도 10의 예시에서, 제2 회로기판(50S)은 가로 방향으로 전원(12)의 일 단부에 인접하게 배치된다는 점에서 도 5와 상이하다. 또한, 도 10에서, 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 위치는 반전될 수 있다. 도 10에 도시된 배열에서도, 도 5에서와 유사하게, 열 방출원인 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)이 전원(12)의 다른 표면에 근접하게 배치된다. 그러므로, 전원(12)이 국부적으로 가열되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 충전 동안의 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 열 생성량 간의 차이가 존재하는 경우, 도 10의 배열에서, 충전 동안 더 많은 양의 열을 생성하는 회로기판을 제2 회로기판(50S)의 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 전원(12)의 넓은 표면은 더 많은 양의 열을 생성할 수 있는 회로기판에 의해 생성된 열을 수용한다. 그러므로, 전원(12)이 국부적으로 가열되는 것을 억제하고, 전원(12)의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 11은 전원 공급 장치(10)에서 전원(12)에 대한 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)의 배열의 제2 변형예를 도시하는 개략도이다. 도 11은 전원 공급 장치(10)의 세로 방향 A에 직교하는 방향에서 본 전원(12), 제1 회로기판(43S), 및 제2 회로기판(50S)을 도시하는 도면이다. 도 11의 예시에서, 제1 회로기판(43S)은 가로 방향으로 전원(12)의 다른 쪽 단부에 인접하게 배치된다는 점에서 도 10과 상이하다. 도 11에 도시된 배열에서도, 도 5에서와 유사하게, 열 방출원인 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)이 전원(12)의 다른 표면에 근접하게 배치된다. 그러므로, 전원(12)이 국부적으로 가열되는 것을 억제할 수 있다. 전원(12)이 국부적으로 가열되는 것을 억제하는 관점에서, 제1 회로기판(43S) 및 제2 회로기판(50S)이 전원 공급 장치(10)의 세로 방향으로 오프셋(offset) 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 설명은 충전 IC(55)가 전원 공급 장치(10)에 설정되는 구성을 가정하여 이루어진다; 그러나, 본 발명의 아이디어는 또한 다른 구성에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 전원 공급 장치(10)에서, 충전 IC(55)는 충전단자(43)에 연결된 충전 케이블 내부에 설정될 수 있고, MCU(50)가 전원(12)의 충방전에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이러한 구성에서도, 충전단자(43)와 직렬로 연결된 저항(43R)이 존재함에 따라, 충방전에 대한 제어를 수행하기 위해 MCU(50)를 조작하면 제2 회로기판(50S)의 열 생성 및 제1 회로기판(43S)의 열 생성을 야기한다. 그러므로, 전원(12)이 국부적으로 가열되는 것을 억제하고, 전원(12)의 수명을 연장시킬 수 있다.
본 명세서에, 적어도 다음의 발명 (1) 내지 (18)이 개시된다. 또한, 상기 기재된 실시형태에 있어서 대응하는 구성 요소 등은 괄호로 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
(1) 다음을 포함하는, 에어로졸 흡인기(에어로졸 흡인기(1))를 위한 전원 공급 장치(전원 공급 장치(10)):
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하(부하(21))에 전력을 방출할 수 있는 전원(전원(12));
저항(43R)을 포함하는 제1 회로기판(제1 회로기판(43S)); 및
제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판(제2 회로기판(50S)),
여기서 제2 회로기판은 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나를 제어할 수 있도록 구성된 제어부(MCU(50)); 및 입력된 전력을 전원을 위한 충전전력으로 변환하도록 구성된 충전부(충전 IC(55)) 중 적어도 하나를 포함하는 전원 공급 장치.
(1)에 의하면, 전력이 제1 회로기판 및 제2 회로기판에 공급되는 경우, 제1 회로기판 및 제2 회로기판 각각이 열을 생성함에 따라, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지하고, 전원의 온도 상승을 억제할 수 있다. 그러므로, 전원의 열화를 억제하고, 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 게다가, 열이 특정 회로기판 또는 회로 소자에 집중되는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 전원 공급 장치는 에너지 절약 효과를 가져, 새로운 전원 공급 장치로 교체하지 않고 전원 공급 장치를 사용할 수 있는 기간을 최대화할 수 있다.
(2) (1)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 충전부 및 제어부 중 적어도 하나는 오직 제2 회로기판에만 제공되는 전원 공급 장치.
(2)에 의하면, 대량의 열을 생성할 가능성이 있는 충전부 및 제어부 중 적어도 하나가 제2 회로기판에만 제공됨에 따라, 제2 회로기판의 열 생성량이 클 가능성이 있다. 이러한 구성에서도, 제1 회로기판 및 제2 회로기판 각각이 열을 생성함에 따라, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지하고, 전원의 온도 상승을 억제할 수 있다.
(3) (1) 또는 (2)에 따른 전원 공급 장치로서,
제1 회로기판은 외부 전원이 전기적으로 연결될 수 있는 커넥터(충전단자(43))를 포함하고,
상기 저항은 상기 커넥터에 직렬로 연결되는 전원 공급 장치.
(3)에 의하면, 저항에 의해 커넥터로부터 입력된 전압을 강하시키고 이를 제2 회로기판에 공급할 수 있다. 그러므로, 제2 회로기판의 열 생성을 억제할 수 있다. 결과적으로, 충전부 또는 제어부, 및 제2 회로기판에 제공되는 다른 소자를 열로부터 보호할 수 있다.
(4) (1) 내지 (3) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제2 회로기판은 충전부를 포함하는 전원 공급 장치.
(4)에 의하면, 제2 회로기판이 충전부를 포함함에 따라, 제2 회로기판의 열 생성량이 클 가능성이 있다. 이러한 구성에서, 충전부에서 소비될 필요가 있는 전력이 제1 회로기판의 저항에 의해 소비됨에 따라, 충전부의 열 생성을 억제할 수 있다. 결과적으로, 제2 회로기판의 열 생성을 억제할 수 있다.
(5) (1) 내지 (4) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 저항은 전원을 충전하는 동안의 제1 회로기판 및 제2 회로기판의 열 생성량이 실질적으로 동일해지는 저항값을 가지는 전원 공급 장치.
(5)에 의하면, 저항이 제1 회로기판 및 제2 회로기판의 열 생성량을 실질적으로 동일하게 함에 따라, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지하고, 전원의 온도 상승을 억제할 수 있다.
(6) (1) 내지 (4) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제2 회로기판은 충전부를 포함하고,
상기 저항은 전원을 충전하는 동안의 저항의 전력 소비량이 전원을 충전하는 동안의 충전부의 전력 소비량보다 커지는 저항값을 가지는 전원 공급 장치.
(6)에 의하면, 전원을 충전하는 동안의 충전부의 전력 소비량을 감소시킬 수 있음에 따라, 충전부에 기인한 제2 회로기판의 열 생성을 감소시킬 수 있다. 또한, 충전부의 전력 소비량을 감소시킬 수 있음에 따라, 전력을 소비하는 다른 소자가 제2 회로기판에 제공됨에도 불구하고, 제1 회로기판 및 제2 회로기판 사이의 열 생성의 균형을 유지할 수 있고, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지할 수 있다. 또한, 제2 회로기판에 제공되는 다른 소자는 열에 의해 손상되는 것이 억제된다.
(7) (6)에 따른 전원 공급 장치로서,
제2 회로기판은 제어부를 추가로 포함하는 전원 제어부.
(7)에 의하면, 제어부가 열을 생성하는 경우라도, 제1 회로기판 및 제2 회로기판 사이의 열 생성의 균형을 유지할 수 있고, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지할 수 있다. 또한, 제어부가 열에 의해 손상되는 것이 억제된다.
(8) (1) 내지 (4) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제2 회로기판은 충전부 및 제어부를 포함하고,
상기 저항은 전원을 충전하는 동안의 저항의 전력 소비량이 전원을 충전하는 동안의 충전부 및 제어부의 전력 소비량의 합과 실질적으로 동일해지는 저항값을 가지는 전원 공급 장치.
(8)에 있어서, 저항의 전력 소비량과 충전부 및 제어부의 전력 소비량이 동일해짐에 따라, 제1 회로기판 및 제2 회로기판 사이의 열 생성의 균형을 유지할 수 있고, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지할 수 있다.
(9) (1) 내지 (4) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제1 회로기판은 외부 전원이 전기적으로 연결될 수 있는 커넥터(충전단자(43))를 포함하고,
상기 저항은 외부 전원에 의해 공급되는 전압을 충전부 또는 제어부의 최저 동작 보증 전압보다 큰 값으로 강하시키기 위한 저항값을 가지는 전원 공급 장치.
(9)에 의하면, 저항의 전압 강하는 강하된 전압이 최저 동작 보증 전압보다 낮게 떨어지지 않도록 수행된다. 그러므로, 최저 동작 보증 전압을 충전부 또는 제어부에 입력할 수 있게 되고, 충전부 또는 제어부가 충분히 기능하도록 할 수 있다.
(10) (1) 내지 (4) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 저항은 1Ω 내지 1.38Ω의 저항값을 가지는 전원 공급 장치.
(10)에 의하면, 일반적으로 사용되는 충전부 또는 제어부에 대해 가정하여 실험적으로 및 분석적으로 얻은 저항값에 대한 특정 조건이 있음에 따라, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지할 수 있다.
(11) (10)에 따른 전원 공급 장치로서,
상기 저항값은 1Ω인 전원 공급 장치.
(11)에 의하면, 크기 및 비용을 감소시킬 수 있게 된다.
(12) (1) 내지 (11) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제1 회로기판에 가장 가까운 전원의 표면은 제2 회로기판에 가장 가까운 전원의 표면과 다른 전원 공급 장치.
(12)에 의하면, 전원(12)이 국부적으로 가열되는 것을 억제할 수 있다.
(13) (1) 내지 (11) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제1 회로기판은 전원의 일 단부 측에 세로 방향으로 제공되며,
제2 회로기판은 전원의 다른 쪽 단부 측에 세로 방향으로 제공되는 전원 공급 장치.
(13)에 의하면, 전원이 국부적으로 가열되는 것을 억제할 수 있다.
(14) (1) 내지 (11) 중 임의의 하나에 따른 전원 공급 장치로서,
제1 회로기판은 전원의 단부 중 하나에 세로 방향 및 가로 방향으로 제공되며,
제2 회로기판은 전원의 다른 단부에 세로 방향 및 가로 방향으로 제공되는 전원 공급 장치.
(13)에 의하면, 전원이 국부적으로 가열되는 것을 억제할 수 있다.
(15) (14)에 따른 전원 공급 장치로서,
더 많은 양의 열을 생성하는 제1 회로기판 및 제2 회로기판 중 하나가 전원의 단부에 가로 방향으로 제공되는 전원 공급 장치.
(15)에 의하면, 전원이 국부적으로 가열되는 것을 억제할 수 있다.
(16) 다음을 포함하는, 에어로졸 흡인기(에어로졸 흡인기(1))를 위한 전원 공급 장치(전원 공급 장치(10)):
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하(부하(21))에 전력을 방출할 수 있는 전원(전원(12));
제1 회로기판(제1 회로기판(43S)); 및
제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판(제2 회로기판(50S)),
여기서 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나 동안 제1 회로기판 및 제2 회로기판의 열 생성량은 실질적으로 동일한 전원 공급 장치.
(16)에 의하면, 전력이 제1 회로기판 및 제2 회로기판에 공급되는 경우, 제1 회로기판 및 제2 회로기판이 실질적으로 동일한 양의 열을 생성함에 따라, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지하고, 전원의 온도 상승을 억제할 수 있다. 그러므로, 전원의 열화를 억제하고, 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 게다가, 열이 특정 회로기판 또는 회로 소자에 집중되는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 전원 공급 장치는 에너지 절약 효과를 가져, 새로운 전원 공급 장치로 교체하지 않고 전원 공급 장치를 사용할 수 있는 기간을 최대화할 수 있다.
(17) 다음을 포함하는, 에어로졸 흡인기(에어로졸 흡인기(1))를 위한 전원 공급 장치(전원 공급 장치(10)):
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하(부하(21))에 전력을 방출할 수 있는 전원(전원(12));
제1 회로기판(제1 회로기판(43S)); 및
제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판(제2 회로기판(50S)),
여기서, 전원의 충방전 중 적어도 하나 동안, 제1 회로기판의 소자의 총 전력 소비량 및 제2 회로기판의 소자의 총 전력 소비량은 실질적으로 동일한 전원 공급 장치.
(17)에 의하면, 전력이 제1 회로기판 및 제2 회로기판에 공급되는 경우, 제1 회로기판 및 제2 회로기판이 실질적으로 동일한 양의 전력을 소비함에 따라, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지하고, 전원의 온도 상승을 억제할 수 있다. 그러므로, 전원의 열화를 억제하고, 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 게다가, 열이 특정 회로기판 또는 회로 소자에 집중되는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 전원 공급 장치는 에너지 절약 효과를 가져, 새로운 전원 공급 장치로 교체하지 않고 전원 공급 장치를 사용할 수 있는 기간을 최대화할 수 있다.
(18) 다음을 포함하는, 에어로졸 흡인기(에어로졸 흡인기(1))를 위한 전원 공급 장치(전원 공급 장치(10)):
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하(부하(21))에 전력을 방출할 수 있는 전원(전원(12));
제1 회로기판(제1 회로기판(43S)); 및
제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판(제2 회로기판(50S)),
여기서, 전원의 충방전 중 적어도 하나 동안, 제1 회로기판이 전원에 제공하는 열의 양과 제2 회로기판이 전원에 제공하는 열의 양은 실질적으로 동일한 전원 공급 장치.
(18)에 의하면, 전력이 제1 회로기판 및 제2 회로기판에 공급되는 경우, 제1 회로기판 및 제2 회로기판에서 전원으로 공급되는 열의 양이 실질적으로 동일함에 따라, 전원 공급 장치의 열 불균형을 방지하고, 전원의 온도 상승을 억제할 수 있다. 그러므로, 전원의 열화를 억제하고, 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 게다가, 열이 특정 회로기판 또는 회로 소자에 집중되는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 전원 공급 장치는 에너지 절약 효과를 가져, 새로운 전원 공급 장치로 교체하지 않고 전원 공급 장치를 사용할 수 있는 기간을 최대화할 수 있다.
Claims (18)
- 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
상기 전원 공급 장치는,
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
저항을 포함하는 제1 회로기판; 및
상기 제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 상기 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판을 포함하고,
상기 제2 회로기판은 상기 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나를 제어할 수 있도록 구성된 제어부 및 입력된 전력을 상기 전원을 위한 충전전력으로 변환하도록 구성된 충전부 중 적어도 하나를 포함하는, 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항에 있어서,
상기 충전부 및 상기 제어부 중 적어도 하나는 오직 상기 제2 회로기판에만 제공되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 회로기판은 외부 전원이 전기적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함하고,
상기 저항은 상기 커넥터에 직렬로 연결되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 회로기판은 상기 충전부를 포함하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 저항은 상기 전원을 충전하는 동안 상기 제1 회로기판 및 상기 제2 회로기판의 열 생성량이 실질적으로 동일해지는 저항값을 가지는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 회로기판은 상기 충전부를 포함하고,
상기 저항은 상기 전원을 충전하는 동안 상기 저항의 전력 소비량이 상기 전원을 충전하는 동안 상기 충전부의 전력 소비량보다 커지는 저항값을 가지는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2 회로기판은 상기 제어부를 추가로 포함하는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 회로기판은 상기 충전부 및 상기 제어부를 포함하고,
상기 저항은 상기 전원을 충전하는 동안의 상기 저항의 전력 소비량이 상기 전원을 충전하는 동안의 상기 충전부 및 상기 제어부의 전력 소비량의 합과 실질적으로 동일해지는 저항값을 가지는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 회로기판은 외부 전원이 전기적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함하고,
상기 저항은 상기 외부 전원에 의해 공급되는 전압을 상기 충전부 또는 상기 제어부의 최저 동작 보증 전압보다 큰 값으로 강하시키기 위한 저항값을 가지는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 저항은 1Ω 내지 1.38Ω의 저항값을 가지는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제10항에 있어서,
상기 저항값은 1Ω인 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 회로기판에 가장 가까운 상기 전원의 표면은 상기 제2 회로기판에 가장 가까운 상기 전원의 표면과 다른 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 회로기판은 상기 전원의 일 단부 측에 세로 방향으로 제공되며,
상기 제2 회로기판은 상기 전원의 다른 쪽 단부 측에 세로 방향으로 제공되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 회로기판은 상기 전원의 단부 중 하나에 세로 방향 및 가로 방향으로 제공되며,
상기 제2 회로기판은 상기 전원의 다른 단부에 세로 방향 및 가로 방향으로 제공되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 제14항에 있어서,
더 많은 양의 열을 생성하는 상기 제1 회로기판 및 상기 제2 회로기판 중 하나가 상기 전원의 단부에 가로 방향으로 제공되는 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
상기 전원 공급 장치는,
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
제1 회로기판; 및
상기 제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 상기 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판을 포함하고,
상기 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나 동안 상기 제1 회로기판 및 상기 제2 회로기판의 열 생성량은 실질적으로 동일한 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
상기 전원 공급 장치는,
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
제1 회로기판; 및
상기 제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 상기 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판을 포함하고,
상기 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나 동안, 상기 제1 회로기판의 소자의 총 전력 소비량 및 상기 제2 회로기판의 소자의 총 전력 소비량은 실질적으로 동일한 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치. - 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치로서,
상기 전원 공급 장치는,
에어로졸 생성 공급원으로부터 에어로졸을 생성하기 위해 부하에 전력을 방출할 수 있는 전원;
제1 회로기판; 및
상기 제1 회로기판과 이격되어 배치되며, 상기 제1 회로기판에 전기적으로 연결된 제2 회로기판을 포함하고,
상기 전원의 충전 및 방전 중 적어도 하나 동안, 상기 제1 회로기판이 상기 전원에 제공하는 열의 양과 상기 제2 회로기판이 상기 전원에 제공하는 열의 양은 실질적으로 동일한 에어로졸 흡인기용 전원 공급 장치.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |