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CN118369003A - 气溶胶生成装置的电源单元 - Google Patents

气溶胶生成装置的电源单元 Download PDF

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CN118369003A
CN118369003A CN202180104855.7A CN202180104855A CN118369003A CN 118369003 A CN118369003 A CN 118369003A CN 202180104855 A CN202180104855 A CN 202180104855A CN 118369003 A CN118369003 A CN 118369003A
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CN
China
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terminal
power supply
aerosol
switch
thermistor
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Application number
CN202180104855.7A
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English (en)
Inventor
丸桥启司
北原稔
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Japan Tobacco Inc
Original Assignee
Japan Tobacco Inc
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Publication date
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Abstract

提供能够实现省电和稳定的动作的气溶胶生成装置。电源单元100具备:负载(AND栅极10、FF9、运算放大器OP2、第一热敏电阻th1、第二热敏电阻th2),能够通过从电源ba供给的电力而动作;开关Q6,能够使电源ba与上述负载之间的电连接断开或闭合;开关BT,能够由用户操作;MCU6,构成为能够基于对开关BT的操作,控制开关Q6的断开或闭合;以及吸引传感器15,能够进行与用户的吸引对应的输出,并且始终电连接于电源ba。

Description

气溶胶生成装置的电源单元
技术领域
本发明涉及气溶胶生成装置的电源单元。
背景技术
在专利文献1记载了具备供电装置、发热元件和控制器的电子烟温度控制系统。
在专利文献2记载了一种汽化器,其具备:控制器,与加热器结合且构成为将加热器加热至某温度为止;以及烟嘴,构成为送达被加热过的空气以及被汽化了的物质。
在专利文献3记载了一种电子烟,其具备:喷雾器;微控制器;与微控制器以及喷雾器电连接的电源;以及与微控制器电连接的质量空气流量传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6667690号
专利文献2:日本特表2019-523037号公报
专利文献3:日本特开2019-71897号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供能够实现省电和稳定的动作的气溶胶生成装置。
用于解决课题的手段
本发明的一方式的气溶胶生成装置的电源单元具备:电源,能够向使气溶胶源雾化的雾化器供给电力;负载,能够通过从所述电源被供给的电力而动作;开关,能够使所述电源与所述负载之间的电连接断开或闭合;操作部,能够由用户操作;控制器,构成为能够基于对所述操作部的操作,控制所述开关的断开或闭合;以及吸引传感器,能够进行与用户的吸引对应的输出,并且始终电连接于所述电源。
发明效果
根据本发明,能够实现省电和稳定的动作。
附图说明
图1是气溶胶生成装置200的立体图。
图2是气溶胶生成装置200的另一立体图。
图3是气溶胶生成装置200的分解立体图。
图4是内部单元2A的左侧视图。
图5是内部单元2A的右侧视图。
图6是表示内部单元2A的加热部60以及电路部70的结构的立体图。
图7是表示主基板20的表面201的图。
图8是表示主基板20的背面202的图。
图9是抽吸传感器基板21的在与元件搭载面垂直的方向(换言之,抽吸传感器基板21的厚度方向)上观察到的俯视图。
图10是图9所示的抽吸传感器基板21、传感器保持部55以及吸引传感器15的分解立体图。
图11是除传感器保持部55之外的架部(chassis)50的立体图。
图12是表示设置于主基板20的电路的概略结构的图。
图13是从图12所示的电路提取出加热模式的动作所涉及的电子部件而示出的电路图。
图14是从图12所示的电路提取出片状加热器HTR以及液体加热器的加热控制、振动马达13的驱动控制、LED21D的驱动控制所涉及的电子部件而示出的电路图。
图15是省略了FF9的情况下的与图13对应的电路图。
图16是省略了FF9和AND栅极10的情况下的与图13对应的电路图。
图17是图6所示的加热部60以及流路形成体19的分解立体图。
图18是图17所示的加热器FPC24的展开图。
图19是从图12所示的电路提取出MCU6的重启所涉及的电子部件而示出的电路图。
图20是表示图19所示的重启电路RBT的变形例的图。
具体实施方式
以下,对本发明的一实施方式的气溶胶生成装置的电源单元进行说明。首先,参照图1~图8对本实施方式的具备电源单元的气溶胶生成装置进行说明。
(气溶胶生成装置)
气溶胶生成装置200是用于生成不伴有燃烧且附加有香味的气溶胶且吸引所生成的气溶胶的器具。气溶胶生成装置200优选具有收容于手中的尺寸,例如,如图1以及图2所示,具有带有圆度的大致长方体形状。另外,气溶胶生成装置200的形状不局限于此,也可以具有棒形状、蛋形形状等。在以下的说明中,在气溶胶生成装置200中,按照正交的三个方向中的长度的降序,称为上下方向、前后方向、左右方向。此外,在以下的说明中,为了方便,如图1~图8记载的那样,定义前方、后方、左方、右方、上方、下方,将前方表示为Fr,将后方表示为Rr,将左侧表示为L,将右侧表示为R,将上方表示为U,将下方表示为D。
也参照图3,气溶胶生成装置200具备电源单元100、第一烟弹(cartridge)110、第二烟弹120。第一烟弹110以及第二烟弹120能够相对于电源单元100装卸。换言之,第一烟弹110以及第二烟弹120分别是能够更换的。
(电源单元)
电源单元100具备内部单元2A和壳体3a,内部单元2A的至少一部分被收容于壳体3a。
壳体3a由能够在左右方向(厚度方向)上装卸的第一壳体3A以及第二壳体3B构成,上述第一壳体3A和第二壳体3B沿左右方向(厚度方向)被组装,从而形成电源单元100的前表面、后表面、左表面、右表面。具体而言,在内部单元2A中包括的后述的架部50的左侧的面支承第一壳体3A,在架部50的右侧的面支承第二壳体3B,内部单元2A收容于壳体3。在电源单元100的上表面,在前方设置胶囊保持器4A。在胶囊保持器4A设置向上方开口的开口部4a。胶囊保持器4A构成为能够供第二烟弹120从开口部4a插入。在第二烟弹120,能够装卸地设置嘴部130。
电源单元100的上表面通过配置于开口部4a的后方的OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)罩5a形成,电源单元100的下表面由设置了充电端子1的下盖8a以及能够转动的下盖7a形成。
在电源单元100的上表面与后表面之间设置随着朝向后方而向下方倾斜的倾斜面。在倾斜面设置用户能够操作的操作部。本实施方式的操作部是按钮式的开关BT,但也可以由触摸面板等构成。操作部在反映用户的使用意图来启动/切断/操作后述的MCU(MicroController Unit,微控制单元)6以及各种传感器时等被利用。
能够从下盖8a接入(access)的充电端子1构成为能够与外部电源(省略图示)电连接,该外部电源能够将对电池组BP中包括的电源ba进行充电的电力供给至电源单元100。充电端子1例如是能够插入成为对象侧的插头的插座。作为充电端子1,能够使用插入各种USB端子等的插座。作为一例,在本实施方式中,使充电端子1成为USB Type-C形状的插座。
此外,充电端子1也可以具备例如受电线圈,并且构成为能够以非接触方式接收从外部电源被送电的电力。在这种情况下的电力传输(无线电力传输(Wireless PowerTransfer))的方式可以是电磁感应型,也可以是磁共振型,也可以是电磁感应型和磁共振型的组合。作为另一例,充电端子1能够连接各种USB端子等,并且具有上述的受电线圈。
如图3~图6所示,内部单元2A具备电池组BP、架部50、加热部60、电路部70、通知部以及各种传感器。
如图4以及图5所示,架部50具备:位于前方的圆筒状的烟弹保持部51;位于后方且左侧方被开设缺口的半圆筒状的电池保持部52;将烟弹保持部51与电池保持部52连结的板状的连结部53;处于连结部53的下方即右方并且设置为跨烟弹保持部51以及电池保持部52的马达保持部54;以及设置于烟弹保持部51的左后方的传感器保持部55。
在打开了下盖7a的状态下从下方将第一烟弹110插入烟弹保持部51。此外,通过在插入了第一烟弹110的状态下关闭下盖7a,从而在烟弹保持部51收容第一烟弹110。在烟弹保持部51的上部安装胶囊保持器4A。在烟弹保持部51,在前方设置纵长的贯通孔,从在第一壳体3A与第二壳体3B的接合部设置的剩余量确认窗3w,能够目视观察第一烟弹110的气溶胶源的剩余量以及后述的LED(Light Emitting Diode,发光二极管)21D的光。针对第一烟弹110将后述。
在电池保持部52配置电池组BP。电池组BP包括:电源ba、以及用于检测电源ba的温度的电源热敏电阻。电源ba为能够充电的二次电池、双电层电容器等,优选为锂离子二次电池。电源ba的电解质也可以由凝胶状的电解质、电解液、固体电解质、离子液体中的一种或它们的组合构成。
在马达保持部54配置振动马达13。在传感器保持部55配置进行与用户的吸引动作(抽吸动作)对应的输出的后述的吸引传感器15。
如图6所示,加热部60具备:筒状的导热管61、和缠绕于导热管61的外周的片状加热器HTR。在片状加热器HTR的周围,隔开设置前述的胶囊保持器4A。胶囊保持器4A与片状加热器HTR之间的空气层作为隔热材料发挥功能。在导热管61收容从胶囊保持器4A的开口部4a被插入的第二烟弹120的下部,第二烟弹120的下部通过片状加热器HTR被加热。由此,与不存在加热部60的情况相比,存积于第二烟弹120的香味源容易释放香味,因此,容易对气溶胶附加香味。
另外,加热部60只要是能够加热第二烟弹120的元件即可。作为元件,可举出电阻发热体、陶瓷加热器以及感应加热式的加热器等。作为电阻发热体,优选使用例如具有伴随着温度的增加而电阻值也增加的PTC(Positive Temperature Coefficient,正的温度系数)特性的部件。也可以取代于此,使用具有伴随着温度的增加而电阻值降低的NTC(Negative Temperature Coefficient,负的温度系数)特性的部件。加热部60具有:对向第二烟弹120供给的空气的流路进行划分的功能、以及对第二烟弹120进行加热的功能。
通知部通知电源ba的充电状态、第一烟弹110的剩余量、第二烟弹120的剩余量等各种信息。本实施方式的通知部包括LED21D和振动马达13。通知部可以由LED21D那样的发光元件构成,也可以由振动马达13那样的振动元件构成,也可以由声音输出元件构成。通知部也可以是发光元件、振动元件以及声音输出元件中的两个以上的元件的组合。
各种传感器包括:检测用户的抽吸动作(吸引动作)的吸引传感器15、以及检测片状加热器HTR的温度的加热器温度传感器等。
吸引传感器15例如由电容麦克风、压力传感器、流量传感器等构成。也可以是,使多个吸引传感器15分离配置,根据它们的输出值之差等来检测抽吸动作。加热器温度传感器包括第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2。优选第一热敏电阻th1以及第二热敏电阻th2与片状加热器HTR接触或接近。在片状加热器HTR具有PTC特性、NTC特性的情况下,也可以将片状加热器HTR其本身用于加热器温度传感器。加热器温度传感器由两个热敏电阻构成,但也可以由一个热敏电阻构成。
电路部70具备:四个刚性电路基板、三个FPC(Flexible Printed Circuits、柔性印刷电路基板)、多个IC(Integrated Circuit,集成电路)、以及多个元件。四个电路基板由主基板20、抽吸传感器基板21、弹簧针基板22、OLED基板26构成。三个FPC由主FPC23、加热器FPC24、OLED FPC25构成。
主基板20以使元件搭载面朝向前后方向的方式被配置于电池组BP与壳体3a的后表面(电源单元100的后表面)之间。主基板20层叠多层(在本实施方式中六层)基板而构成,且被搭载MCU6、充电IC3等电子部件(元件)。
详情虽将使用图12等而后述,但MCU6是与吸引传感器15等各种传感器装置、操作部、通知部、以及存储抽吸动作的次数或负载及向片状加热器HTR的通电时间等的存储器等连接、且进行气溶胶生成装置200的各种控制的控制装置。具体而言,MCU6主体由处理器构成,还包括处理器的动作所需的RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)和存储各种信息的ROM(Read Only Memory,只读存储器)等存储介质。本说明书中的处理器例如是指将半导体元件等电路元件组合而成的电气电路。另外,与MCU6连接的元素的一部分(例如,吸引传感器15、存储器)也可以作为MCU6自身的功能而设置于MCU6内部。
充电IC3是进行基于从充电端子1输入的电力的电源ba的充电控制、或者对主基板20的电子部件等供给电源ba的电力的IC。
参照图7以及图8对主基板20更具体地进行说明。以下,为了方便将主基板20的朝向后方的面称为表面201,为了方便将主基板20的朝向前方的面称为背面202。图7是表示主基板20的表面201的图,图8是表示主基板20的背面202的图。主基板20是上下延伸的板状,在图7以及图8中,作为向主基板20的长边方向正交的侧面,示出上侧的侧面即上侧面20SU、下侧的侧面即下侧面20SD。此外,作为向主基板20的短边方向正交的侧面,示出左侧的侧面即左侧面20SL、右侧的侧面即右侧面20SR。
如图8所示,MCU6以及充电IC3与充电端子1一起被安装于主基板20的背面202。在背面202还安装调试用连接器20E。调试用连接器20E是用于从个人计算机等外部设备进行MCU6的程序的改写等的接口,例如使用按照SWD(Serial Wire Debug,串行线调试)的规格的结构。另一方面,如图7所示,在主基板20的表面201安装经由导线16(参照图6)而与OLED连接器20C、加热器连接器20B、主连接器20A以及电池组BP连接的电池连接器20D。
如图4以及图6所示,抽吸传感器基板21以使元件搭载面朝向右前方以及左后方的方式被配置于架部50的传感器保持部55。在抽吸传感器基板21安装吸引传感器15。
如图6所示,OLED基板26以使元件搭载面朝向上下方向的方式被配置于电池组BP与OLED罩5a之间。在OLED基板26安装OLED面板17。
如图6所示,弹簧针基板22以在下盖7a关闭的状态下使元件搭载面朝向上下方向的方式被配置于下盖7a。在弹簧针基板22设置从主基板20经由主FPC23被供给电力的输入侧接点P1~P3、和与设置于第一烟弹110的负载电连接的连接器即弹簧针p1~p3。输入侧接点P1~P3仅在下盖7a关闭的状态下与主FPC23电连接。弹簧针p1~p3构成为沿周向以等间隔设置有三个,且至少两个弹簧针与收容于烟弹保持部51的第一烟弹110的+端子以及-端子电连接。
通过半圆筒状的电池保持部52使被电池保持部52保持的电池组BP左侧从电池保持部52露出。如图3、图4以及图6所示,在通过对电池保持部52开设缺口而形成的电池组BP的左方与第一壳体3A之间的空间,主FPC23、加热器FPC24、OLED FPC25以相互重叠的方式配置。
三个FPC中的主FPC23最接近电池组BP配设,OLED FPC25配设为一部分与主FPC23重叠,而且加热器FPC24配设为与OLED FPC25重叠。即,三个FPC中的被供给最大的电力的加热器FPC24最远离电池组BP而配设。主FPC23展开的形状成为大致十字形状,在与加热器FPC24重叠的位置,向后方折回。换句话说,主FPC23成为折叠的折叠布线。主FPC23的被折回的部分容易在左右方向上浮起,但在该部分重叠加热器FPC24以及OLED FPC25,从而阻止这样的浮起。开关BT没有经由刚性基板等而直接安装于主FPC23。
OLED FPC25的一端与主基板20的OLED连接器20C连接,另一端与OLED基板26连接。
主FPC23将主基板20的主连接器20A、操作部的开关BT、抽吸传感器基板21的连接器21B、弹簧针基板22的输入侧接点P1~P3连接。
加热器FPC24的一端与主基板20的加热器连接器20B连接,在另一端一体形成片状加热器HTR。
(第一烟弹)
第一烟弹110在圆筒状的盒壳体111的内部具备:存积气溶胶源的储存器;使气溶胶源雾化的电负载;从储存器向负载导入气溶胶源的芯;以及通过气溶胶源雾化而产生的气溶胶朝向第二烟弹120流动的气溶胶流路。气溶胶源包括甘油、丙二醇或水等液体。
负载是通过从电源ba经由弹簧针基板22的弹簧针p1~p3被供给的电力而不伴有燃烧地加热气溶胶源的发热元件,例如通过以规定间距缠绕的电加热丝(线圈)构成。负载加热气溶胶源,从而使气溶胶源雾化。作为负载,能够使用发热电阻体、陶瓷加热器、感应加热式加热器等。以下,也将设置于第一烟弹110的负载记载为液体加热器。
气溶胶流路经由架部50的烟弹保持部51所收容的流路形成体19(参照图6)而与第二烟弹120连接。
(第二烟弹)
第二烟弹120存积香味源。通过利用片状加热器HTR加热第二烟弹120,来加热香味源。第二烟弹120通过使利用液体加热器使气溶胶源雾化从而产生的气溶胶穿过香味源来对气溶胶附加香味。作为构成香味源的原料片,能够使用切碎的烟草或将烟草原料成形为粒状的成形体。香味源也可以通过除烟草以外的植物(例如,薄荷、中草药、药草等)构成。也可以在香味源附加有薄荷醇等香料。
气溶胶生成装置200通过气溶胶源和香味源,能够产生被附加了香味的气溶胶。换句话说,气溶胶源和香味源构成产生被附加了香味的气溶胶的气溶胶生成源。
气溶胶生成装置200中的气溶胶生成源是由用户更换并使用的部分。该部分将例如一个第一烟弹110和一个或多个(例如五个)第二烟弹120作为一个组而提供给用户。此外,电池组BP只要电源ba不大幅劣化,则能够进行反复充放电。因此,在气溶胶生成装置200中,电源单元100或电池组BP的更换频次最低,第一烟弹110的更换频次第二低,第二烟弹120的更换频次最高。另外,也可以使第一烟弹110和第二烟弹120一体化而构成为一个烟弹。也可以取代香味源而是将药剂等附加于气溶胶源的结构等。
在这样构成的气溶胶生成装置200中,从设置于壳体3a或内部单元2A的未图示的空气吸入口流入的空气在第一烟弹110的负载附近通过。负载使通过芯从储存器导入的气溶胶源雾化。雾化而产生的气溶胶与从吸入口流入的空气一起在气溶胶流路流动,经由流路形成体19而供给至第二烟弹120。供给至第二烟弹120的气溶胶在香味源通过,从而被附加香味,并被供给至嘴部130的吸口131。
以下,对安装于被架部50支承的主基板20的连接器的详情进行说明。
在安装于图7所示的主基板20的表面201的主连接器20A、加热器连接器20B、OLED连接器20C以及电池连接器20D分别从右方插入主FPC23的连接器、加热器FPC24的连接器、OLED FPC25的连接器以及导线16。向右方插入是指从左向右的方向的插入。主FPC23的连接器、加热器FPC24的连接器、OLED FPC25的连接器以及导线16分别从插入的连接器的位置跨主基板20的左侧面20SL而配设至电池组BP侧为止。省略图示的连接电缆的连接器从左方插入至安装于图8所示的主基板20的背面202的调试用连接器20E。向左方插入是指从右向左的方向的插入。省略图示的USB电缆的连接器从上方插入至安装于主基板20的背面202的充电端子1。向上方插入是指从下向上的方向的插入。
这样,在主基板20上,始终连接布线(FPC、导线)的四个连接器(OLED连接器20C、加热器连接器20B、主连接器20A以及电池连接器20D)与仅在需要时连接布线(连接电缆、USB电缆)的调试用连接器20E以及充电端子1被安装于不同的元件搭载面。因此,与上述四个连接器连接的布线的配设变容易。特别是,通过如上述那样使布线相对于上述四个连接器的插入方向相同,从而布线的配设变得更容易,多余空间减少等使设计变容易,因此,能够实现电源单元100的小型化。
此外,布线相对于安装于表面201的四个连接器的插入方向共通为右方。另一方面,布线相对于安装于背面202的调试用连接器20E的插入方向成为与上述四个连接器不同的方向(具体而言相反方向)。由此,当将连接电缆插入至调试用连接器20E时,能够防止该连接电缆与插入至上述四个连接器的布线干涉。此外,布线相对于充电端子1的插入方向成为与布线相对于调试用连接器20E的插入方向不同的方向(具体而言与该插入方向正交的方向)。由此,即便在将连接电缆插入至调试用连接器20E并且将USB电缆连接于充电端子1的情况下,也能够防止上述两个电缆干涉。
此外,调试用连接器20E通过从架部50仅移除壳体3a中的第二壳体3B,从而能够插拔连接电缆。换言之,调试用连接器20E在安装了壳体3a中的第一壳体3A的状态下,也能够插拔连接电缆。此外,在从架部50仅移除了壳体3a中的第二壳体3B的状态(在安装了第一壳体3A的状态)下,上述四个连接器和与它们连接的布线没有露出。其结果,在连接电缆相对于调试用连接器20E插拔时,能够防止人接触到表面201的四个连接器以及与它们连接的布线。
此外,如图3所示,主基板20的表面201朝向与电池组BP侧的相反侧。换言之,主基板20的表面201与壳体3a的后表面之间的距离小于主基板20的背面202与壳体3a的前表面之间的距离。而且,在主基板20的表面201与和该表面201相向的壳体3a的内壁(壳体3a的后表面)之间,不存在构成内部单元2A的其他部件。由此,使表面201与壳体3a之间的距离成为最小限度而实现电源单元100的进一步的小型化。
接下来,对壳体3a内的吸引传感器15的保持机构的详情进行说明。
图9以及图10是表示抽吸传感器基板21和传感器保持部55的详细结构的图。图9是抽吸传感器基板21的在与元件搭载面垂直的方向(换言之,抽吸传感器基板21的厚度方向)上观察的俯视图。图10是图9所示的抽吸传感器基板21、传感器保持部55、吸引传感器15的分解立体图。图11是除去传感器保持部55之外的架部50的立体图。
如图10所示,吸引传感器15成为大致圆柱状的外形,且具备:配置于轴向的一端的固定电极151、配置于轴向的另一端且相对于固定电极151能够沿轴向移动的可动电极152、以及环状的侧面153。由吸引传感器15的输出端子、接地端子以及电源端子构成的端子组15A被突出地设置于吸引传感器15的固定电极151侧的面。
如图9以及图10所示,抽吸传感器基板21是沿上下方向延伸的板状。以下,为了方便将抽吸传感器基板21的与传感器保持部55侧相反侧的面称为表面214,为了方便将抽吸传感器基板21的传感器保持部55侧的面称为背面215。此外,将抽吸传感器基板21的短边方向上的长度记载为宽度。
如图9所示,抽吸传感器基板21具备:配置于长边方向的一端(下端)且宽度最窄的第一部分211、从第一部分211向上分离配置的宽度最宽的第三部分213、以及连接第一部分211与第三部分213的第二部分212。第二部分212的宽度从第一部分211朝向第三部分213变宽,比第一部分211的宽度宽,比第三部分213的宽度窄。在抽吸传感器基板21中,通过第二部分212使宽度逐渐变化,因此在抽吸传感器基板21的边缘的附近通过的导电图案在宽度变化的部分中不具有锐角的弧度。由此,导电图案的寄生电阻、寄生电感减少,会在抽吸传感器基板21上产生的热、噪声减少。更具体而言,在图9的俯视时,由第三部分213和第二部分212形成的顶点的角度θ1成为90度以上,由第二部分212和第一部分211形成的顶点的角度θ2成为90度以上,从而设置沿着该角度的导电图案变容易,能够防止导电图案变成锐角。
吸引传感器15被安装于第一部分211的背面215。在第一部分211形成沿厚度方向贯通的三个贯通孔15B。从背面215侧将吸引传感器15的端子组15A插通该贯通孔15B。在抽吸传感器基板21设置与连接器21B电连接的后述的抽吸传感器用连接器21A,插通贯通孔15B的吸引传感器15的端子组15A与该抽吸传感器用连接器21A电连接。吸引传感器15的输出信号经由抽吸传感器用连接器21A、连接器21B、与连接器21B连接的主FPC23而输入至MCU6。如图9所示,第一部分211的宽度变小至吸引传感器15能够向外侧伸出的程度。换句话说,吸引传感器15具有从抽吸传感器基板21向外侧伸出的部分。此外,吸引传感器15的宽度与第三部分213的宽度相同。另外,吸引传感器15的宽度也可以比第三部分213的宽度小。这样,通过使第三部分213的宽度成为吸引传感器15的宽度以上,能够在抽吸传感器基板21安装更多的电子部件。
如图11所示,在对收容第一烟弹110的大致圆柱状的空洞进行划分的烟弹保持部51,在左后方的侧面形成开口51H。开口51H的周缘部51E稍微凹陷,在该周缘部51E通过粘结剂等固定传感器保持部55,开口51H通过传感器保持部55而关闭。
传感器保持部55成为与大致圆筒状的烟弹保持部51的外周面的弯曲形状对应的弯曲形状。换句话说,在从上方观察的情况下,传感器保持部55成为沿着烟弹保持部51的周向的形状。通过使传感器保持部55成为这样的弯曲形状,能够有效活用壳体3a内的区域,能够有助于电源单元100的小型化。
如图10所示,传感器保持部55具有向左后方突出且沿上下方向延伸的突出部550。突出部550具备:具有凹部551B被形成的平坦面551A的上部分551;以及配置于该上部分551的下侧的大致圆环状的下部分552。形成于下部分552的贯通孔552A的内径与吸引传感器15的外径几乎相等。
安装于抽吸传感器基板21的吸引传感器15被压入贯通孔552A,从而下部分552的内周面与吸引传感器15的侧面153抵接,如图9所示,吸引传感器15以及抽吸传感器基板21由传感器保持部55支承。在图9所示的状态下,可动电极152面向烟弹保持部51,因此,吸引传感器15能够检测烟弹保持部51的内部空间的压力变动。若用户进行吸引,则该内部空间产生压力变动,因此,通过吸引传感器15能够检测用户的吸引。此外,在图9所示的状态下,安装于抽吸传感器基板21的背面215的LED21D与传感器保持部55的凹部551B相向。传感器保持部55或该凹部551B由具有透光性的材料构成,来自LED21D的光穿过烟弹保持部51的开口51H对收容于烟弹保持部51的第一烟弹110的气溶胶源进行照明。由此,用户容易从剩余量确认窗3w目视观察第一烟弹110的气溶胶源的剩余量。
如前述那样,吸引传感器15的侧面153具有从抽吸传感器基板21向外侧伸出的部分。因此,在将吸引传感器15安装于抽吸传感器基板21之后,把持该侧面153而能够容易地将吸引传感器15压入贯通孔552A。由此,在电源单元100的制造时,手指等触摸吸引传感器15的可动电极152、固定电极151这样的敏感的部件担忧减少,能够防止吸引传感器15的故障。
此外,如图9以及图10所示那样,在传感器保持部55的下部分552,且在周缘部的一部分设置缺口553。由于存在该缺口553,所以在吸引传感器15压入贯通孔552A的过程中,容易维持把持了吸引传感器15的侧面153的状态。因此,能够通过传感器保持部55容易地压入吸引传感器15。
此外,如图4所示,传感器保持部55的缺口533在将壳体3a中的第一壳体3A从架部50移除的状态下在外部露出。因此,与在将壳体3a从架部50移除的状态下缺口533不在外部露出的结构相比,能够使吸引传感器15的维护、向传感器保持部55的安装作业变容易。
传感器保持部55被配置为贯通孔552A的径向(沿着与贯通孔552A的延伸方向正交的平面的方向)相对于电源单元100的长边方向(上下方向)、短边方向(前后方向)、厚度方向(左右方向)中的两个方向(图的例子中,短边方向和厚度方向)交叉。例如,若设想以使短边方向与左右方向一致且使长边方向与上下方向一致的方式将传感器保持部55固定于烟弹保持部51的后表面的情况,则前后方向与贯通孔552A的径向交叉,但上下方向和厚度方向都与贯通孔552A的径向平行。在这样的结构中,内部单元2A的厚度(左右方向的长度)和宽度(前后方向的长度)变大。相对于此,根据将传感器保持部55固定于烟弹保持部51的斜左后方的面的本方式的结构,能够使内部单元2A的厚度和宽度变小,由此,能够实现电源单元100的小型化。
此外,例如,设想气溶胶生成装置200的形状作为整体为细长的筒状,胶囊保持器4A、烟弹保持部51、电池组BP以直线状排列的结构。在这种情况下,例如,若设想以使短边方向与前后方向一致且使长边方向与上下方向一致的方式将传感器保持部55固定于烟弹保持部51的左表面的情况,则厚度方向与贯通孔552A的径向交叉,但上下方向和前后方向都与贯通孔552A的径向平行。在这样的结构中,内部单元2A的厚度和宽度变大。相对于此,根据将传感器保持部55固定于烟弹保持部51的斜左后方的面的本方式的结构,能够使内部单元2A的厚度和宽度变小,由此能够实现电源单元100的小型化。
在抽吸传感器基板21的表面214安装向抽吸传感器用连接器21A以及后述的振动马达用连接器21C电连接的连接器21B、作为保护安装于抽吸传感器基板21的其他电气部件或MCU6免受从吸引传感器15的输出端子输出的信号的影响的保护部件的可变电阻器V、作为保护吸引传感器15免受向吸引传感器15的电源端子输入的电力的影响的保护部件的电容器C2。另外,在抽吸传感器基板21,除了吸引传感器15以外没有安装IC。这样,在抽吸传感器基板21,除了吸引传感器15以外,不存在可成为噪声的产生源的IC,从而能够使吸引传感器15稳定地动作。
如图9所示,电容器C2被安装于第一部分211。此外,可变电阻器V跨第一部分211和第二部分212而被安装。这样,仅在抽吸传感器基板21的厚度方向上接近吸引传感器15的端子组15A的位置安装电容器C2和可变电阻器V,从而能够通过保护部件迅速地处理输入至吸引传感器15或从吸引传感器15输出的噪声。
对于如上述那样在壳体3a内被架部50支承的吸引传感器15在没有将第一壳体3A从架部50移除的状态下,没有在外部露出。换言之,吸引传感器15仅在将第一壳体3A从架部50移除的情况下在外部露出。例如,在仅将第二壳体3B从架部50移除而利用调试用连接器20E的情况下,吸引传感器15没有在外部露出,因此,能够得到吸引传感器15不易产生故障的优点。
(电路结构)
图12是表示设置于主基板20的电路的概略结构的图。图12中,除了主基板20的电路之外,还图示出与主基板20的主连接器20A连接的主FPC23、与主FPC23连接的抽吸传感器基板21、与主FPC23连接的弹簧针基板22、以及与电池连接器20D连接的电池组BP。
图12中粗实线所示的布线是与成为电源单元100的基准的电位(接地电位,以下作为一例设为0V)成为相同电位的布线(与设置于电源单元100的接地连接的布线),以下将该布线记载为接地线。
在主基板20,作为使多个电路元件芯片化的电子部件即主要的IC,而设置:保护IC2;充电IC3;LDO(Low Dropout)调节器(以下,记载为LDO)4;由DC/DC转换器构成的升压电路5;MCU6;将电容器、电阻器以及晶体管等组合而构成的负载开关(以下,记载为LSW)7;多路复用器8;触发器(以下,记载为FF)9;AND栅极(图12中仅记载为“AND”)10;由DC/DC转换器构成的升压电路11;运算放大器OP1;以及运算放大器OP2。
在主基板20还设置由MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor)构成的开关Q1~Q9、具有固定的电阻值的电阻器R1~R12、RA、RB、电容器C1、电容器C2、可变电阻器V、与充电IC3连接的电抗器L3、与升压电路5连接的电抗器L5、以及与升压电路11连接的电抗器L11。开关Q3、开关Q4、开关Q7、开关Q8以及开关Q9分别由N沟道型MOSFET构成。开关Q1、开关Q2、开关Q5以及开关Q6分别由P沟道型MOSFET构成。开关Q1~Q8分别通过利用MCU6控制栅极端子的电位,来切换接通状态与断开状态。
图12中,对除运算放大器之外的各IC记载各种端子的附图标记。搭载于芯片的端子VCC以及端子VDD分别表示高电位侧的电源端子。搭载于芯片的端子VSS以及端子GND分别表示低电位侧(基准电位侧)的电源端子。对于芯片化的电子部件而言,高电位侧的电源端子的电位与低电位侧的电源端子的电位的差值成为电源电压(动作电压)。被芯片化的电子部件使用该电源电压来执行各种功能。
图12中,除运算放大器之外的各IC的端子GND和端子VSS分别与接地线连接。此外,充电端子1的端子GND、运算放大器OP1的负电源端子、运算放大器OP2的负电源端子分别与接地线连接。
设置于主基板20的电池连接器20D(参照图12中的左中央附近)具备:向充电IC3的检测端子SNS以及充电IC3的充电端子BAT各自连接的端子BAT、向主基板20的接地线连接的端子GND、以及向MCU6的端子P25连接的端子TH3。电池连接器20D的端子BAT通过导线16而与电池组BP中包含的电源ba的正极侧端子连接。电池连接器20D的端子TH3通过导线16而与电池组BP中包含的电源热敏电阻th3的正极侧端子连接。电池连接器20D的端子GND通过导线16而与电源ba的负极侧端子和电源热敏电阻th3的负极侧端子分别连接。
设置于主基板20的OLED连接器20C(参照图12中的左下附近)具备:向升压电路5的输出端子VOUT连接的端子VCC_R、向LDO4的输出端子OUT连接的端子VDD、向MCU6的端子P24连接的端子RSTB、通过信号线SL向MCU6的通信用端子P28连接的通信用端子T3、以及与主基板20的接地线连接的端子VSS。
OLED连接器20C的端子VCC_R通过OLED FPC25而向OLED面板17的驱动电压供给端子连接。OLED连接器20C的端子VDD通过OLED FPC25而向控制OLED面板17的控制IC的电源端子连接。应该向OLED面板17的驱动电压供给端子供给的电压例如为15V左右,大于应该向OLED面板17的控制IC的电源端子供给的电压。OLED连接器20C的端子VSS通过OLED FPC25向OLED面板17和OLED面板17的控制IC各自的接地端子连接。OLED连接器20C的端子RSTB通过OLED FPC25而向用于进行OLED面板17的控制IC中的重启的端子连接。
与OLED连接器20C的通信用端子T3连接的信号线SL也连接于充电IC3的通信用端子T3。通过该信号线SL,MCU6能够进行与充电IC3之间的通信和与OLED面板17的控制IC之间的通信。该信号线SL是用于进行串行通信的,实际上需要数据发送用的数据线和同步用的时钟线等多个信号线。图12中,请注意为了简化,将信号线SL图示为一个信号线。另外,MCU6与充电IC3以及OLED面板17的控制IC之间的通信也可以不是通过串行通信而是通过并行通信来进行。
设置于主基板20的调试用连接器20E(参照图12中的左下附近)具备:向LDO4的输出端子OUT连接的端子VMCU、向MCU6的通信用端子P23连接的端子T1(图中为一个但实际上为两个端子)、向MCU6的通信用端子P22连接的端子T2(图中为一个但实际上为两个端子)、向MCU6的端子P27连接的端子NRST、以及与主基板20的接地线连接的端子GND。对于端子NRST而言,栅极端子向开关Q7的漏极端子连接,并且源极端子也与连接于接地线的开关Q9的漏极端子连接。调试用连接器20E不是在气溶胶生成装置200的通常的使用状态下使用,而是仅在需要进行存储于MCU6的信息(包括程序)的改写等维护时,与制造者、销售者所准备的计算机连接而使用。
设置于主基板20的主连接器20A(参照图12中的右中央附近)被设置:向MCU6的端子P19连接的端子PUFF;栅极端子向MCU6的端子P20连接并且源极端子向连接于接地线的开关Q8的漏极端子连接的端子LED;向LSW7的输出端子OUT连接的端子VIB;向充电IC3的升压输出端子RN连接的端子VOTG;经由电阻器R5而向LDO4的输出端子OUT连接的端子VMCU;向接地线连接的端子GND;经由由电阻器R4和与其串联连接的电阻器R3构成的分压电路而向LDO4的输出端子OUT连接的端子KEY;栅极端子向MCU6的端子P12连接并且源极端子与向升压电路11的输出端子VOUT连接的开关Q1的漏极端子连接的端子HT1(P1);栅极端子向MCU6的端子P13连接并且源极端子向升压电路11的输出端子VOUT连接的开关Q2的漏极端子;以及栅极端子向MCU6的端子P17连接并且源极端子与向接地线连接的开关Q4的漏极端子连接的端子HT1(P2);栅极端子向MCU6的端子P18连接并且源极端子与向接地线连接的开关Q3的漏极端子连接的端子HT1(P3)。
主连接器20A的端子HT1(P1)通过主FPC23而向与弹簧针p1连接的输入侧接点P1连接。主连接器20A的端子HT1(P2)通过主FPC23而向与弹簧针p2连接的输入侧接点P2连接。主连接器20A的端子HT1(P3)通过主FPC23而向与弹簧针p3连接的输入侧接点P3连接。主连接器20A的端子KEY通过主FPC23的布线而与安装于主FPC23的开关BT的一端连接。该开关BT的另一端与主FPC23的接地线连接。
设置于主基板20的加热器连接器20B(参照图12中的右上附近)具备:经由加热器FPC24的布线而向安装于加热器FPC24的第一热敏电阻th1的正侧端子连接的第一热敏电阻端子TH1;经由加热器FPC24的布线而向安装于加热器FPC24的第二热敏电阻th2的正侧端子连接的第二热敏电阻端子TH2;经由加热器FPC24的布线而向通过加热器FPC24的导电图案形成的片状加热器HTR的正侧端子连接的片状加热器端子HT2;以及与主基板20的接地线连接的端子GND。在加热器FPC24形成向第一热敏电阻th1的负侧端子、第二热敏电阻th2的负侧端子以及片状加热器HTR的负侧端子连接的布线,该布线向加热器连接器20B的端子GND连接。对于片状加热器端子HT2而言,栅极端子向MCU6的端子P11连接,并且源极端子与向升压电路11的输出端子VOUT连接的开关Q5的漏极端子连接。
在抽吸传感器基板21(参照图12中的下中央附近)安装与吸引传感器15的端子组15A连接的抽吸传感器用连接器21A、与主FPC23连接的连接器21B、与振动马达13连接的振动马达用连接器21C、LED21D、可变电阻器V、以及电容器C2。
抽吸传感器基板21的连接器21B具备通过形成于主FPC23的布线而与主连接器20A的端子PUFF、端子LED、端子VIB、端子VOTG、端子VMCU以及端子GND各自连接的端子(端子PUFF、端子LED、端子VIB、端子VOTG、端子VMCU以及端子GND)。如前述那样,在主FPC23设置连接于主连接器20A的端子KEY与接地线之间的开关BT。若开关BT被按下,则端子KEY与主FPC23的接地线连接而使端子KEY的电位成为接地电位。另一方面,在开关BT没有被按下的状态下,端子KEY与主FPC23的接地线变成没有连接,端子KEY的电位不确定。
抽吸传感器基板21的抽吸传感器用连接器21A具备:向吸引传感器15的输出端子连接的端子GATE、向吸引传感器15的接地端子连接的端子GND、以及向吸引传感器15的电源端子连接的端子VDD。抽吸传感器用连接器21A的端子GATE与连接器21B的端子PUFF连接。抽吸传感器用连接器21A的端子VDD与连接器21B的端子VMCU连接。抽吸传感器用连接器21A的端子GND与连接器21B的端子GND连接。在抽吸传感器用连接器21A的端子GATE与连接器21B的端子PUFF的连接线连接可变电阻器V的一端,可变电阻器V的另一端与接地线连接。即便在通过可变电阻器V从吸引传感器15侧对端子GATE输入了较大的电压的情况下,也能够防止该电压输入至抽吸传感器基板21的其他部件、MCU6。在抽吸传感器用连接器21A的端子VDD与连接器21B的端子VMCU的连接线连接电容器C2的一端,电容器C2的另一端与接地线连接。即便在通过电容器C2从主基板20侧向抽吸传感器用连接器21A的端子VDD输入了不稳定的电压的情况下,也能够向吸引传感器15输入通过电容器C2而平滑化的电压。
抽吸传感器基板21的振动马达用连接器21C具备:向连接器21B的端子VIB连接的正侧端子、向接地线连接的负侧端子。在该正侧端子和负侧端子连接振动马达13。
对于抽吸传感器基板21的LED21D而言,阳极向连接器21B的端子VOTG连接,阴极向连接器21B的端子LED连接。
图12中左上部的充电端子1具备四个端子GND和四个电源输入端子BUS。充电端子1的各电源输入端子BUS与保护IC2的输入端子VIN并列连接。在充电端子1连接USB插头,在包含该USB插头的USB电缆与外部电源连接的状态下即进行了USB连接的状态下,经由充电端子1的电源输入端子BUS而向保护IC2的输入端子VIN输入USB电压VUSB
保护IC2对输入至输入端子VIN的USB电压VUSB进行调整,从输出端子OUT输出既定值(以下作为一例设为5.0V)的总线电压VBUS。保护IC2的输出端子OUT并列连接充电IC3、由电阻器R1以及电阻器R2的串联电路构成的分压电路、开关Q7。具体而言,保护IC2的输出端子OUT连接于:构成分压电路的电阻器R2的一端、充电IC3的输入端子VBUS、栅极端子向MCU6的端子P21连接并且源极端子向接地线连接的开关Q7的漏极端子。在电阻器R2的另一端连接电阻器R1的一端,电阻器R1的另一端与接地线连接。将电阻器R1与电阻器R2连接的节点向MCU6的端子P2连接。对于保护IC2而言,在从MCU6向负逻辑的使能端子CE(-)输入低电平的信号的状态下,进行总线电压VBUS从输出端子OUT的输出,在从MCU6向使能端子CE(-)输入高电平的信号的状态下,停止总线电压VBUS从输出端子OUT的输出。
充电IC3具备:基于输入至输入端子VBUS的总线电压VBUS对电源ba进行充电的充电功能。充电IC3通过检测端子SNS获取电源ba的充电电流、充电电压,且基于这些,进行电源ba的充电控制(从充电端子BAT向电源ba的电力供给控制)。此外,充电IC3通过利用了信号线SL的串行通信从MCU6获取MCU6经由端子P25而从电源热敏电阻th3获取到的电源ba的温度信息,并利用于充电控制。
充电IC3具有:从输入至充电端子BAT的电源ba的电压(以下,记载为电源电压VBAT)生成系统电源电压VSYS并从输出端子SYS输出的第一功能;从输入至输入端子VBUS的总线电压VBUS生成系统电源电压VSYS并从输出端子SYS输出的第二功能;从升压输出端子RN输出使输入至充电端子BAT的电源电压VBAT升压而得到的OTG电压VOTG(作为一例而为5V的电压)的第三功能。针对第二功能,仅在进行USB连接的状态下被激活。这样,若电源ba为能够进行向充电IC3的电力供给的正常的状态,且充电IC3正常工作,则始终能够从充电IC3输出系统电源电压VSYS和OTG电压VOTG
在充电IC3的开关端子SW连接电抗器L3的一端。电抗器L3的另一端与充电IC3的输出端子SYS连接。充电IC3具有负逻辑的使能端子CE(-),该使能端子CE(-)向MCU6的端子P1连接。MCU6若通过进行USB连接而向端子P2输入高电平的信号,则通过将端子P1的电位控制为低电平,从而允许由充电IC3进行的电源ba的充电控制,而且激活第二功能。
充电IC3还具备负逻辑的端子QON(-)。端子QON(-)与将电阻器R3和电阻器R4连接的节点N2连接,该节点N2向MCU6的端子P21连接。若在端子QON(-)输入低电平的信号,则充电IC3停止从输出端子SYS的电压输出。
充电IC3的输出端子SYS并列连接LDO4、升压电路5、升压电路11。具体而言,充电IC3的输出端子SYS与LDO4的控制端子CTL以及输入端子IN、升压电路5的输入端子VIN、升压电路11的输入端子VIN连接。从充电IC3的升压输出端子RN输出的OTG电压VOTG经由主连接器20A的端子VOTG和连接器21B的端子VOTG而供给至LED21D的阳极。LED21D的阴极经由连接器21B的端子LED、主连接器20A的端子LED以及开关Q8而连接于接地。因此,通过MCU6进行开关Q8的接通断开控制,能够实现使用了OTG电压VOTG的LED21D的点亮控制。
升压电路5具备:开关端子SW、向MCU6的端子P26连接的正逻辑的使能端子EN、输出端子VOUT、端子GND。在升压电路5的开关端子SW连接电抗器L5的一端。该电抗器L5的另一端与升压电路5的输入端子VIN连接。升压电路5通过进行与开关端子SW连接的内置晶体管的接通断开控制,使经由电抗器L5而输入至开关端子SW的电压升压,并从输出端子VOUT输出。从升压电路5的输出端子VOUT输出的OLED电压VOLED是适于OLED面板17的驱动的充分大的电压,作为一例设为15V的电压。升压电路5的输入端子VIN构成升压电路5的高电位侧的电源端子。对于升压电路5而言,在从MCU6的端子P26输入至使能端子EN的信号成为高电平的情况下,进行OLED电压VOLED的输出,在从MCU6的端子P26输入至使能端子EN的信号成为低电平的情况下,停止OLED电压VOLED的输出。这样,OLED面板17通过MCU6而驱动控制。
升压电路11具备输入端子VIN、开关端子SW、输出端子VOUT、正逻辑的使能端子EN、端子GND。在升压电路11的开关端子SW连接电抗器L11的一端。该电抗器L11的另一端与升压电路11的输入端子VIN连接。升压电路11通过进行与开关端子SW连接的内置晶体管的接通断开控制,使经由电抗器L11而输入至开关端子SW的电压升压并从输出端子VOUT输出。从升压电路11的输出端子VOUT输出的加热用电压VHEAT作为一例而为4V的电压。升压电路11的输入端子VIN构成升压电路11的高电位侧的电源端子。对于升压电路11而言,在从后述的AND栅极10的输出端子Y对使能端子EN输入的信号成为高电平的情况下进行加热用电压VHEAT的输出,在输入至该使能端子EN的信号成为低电平的情况下停止加热用电压VHEAT的输出。
升压电路11的输出端子VOUT并列连接电容器C1、由电阻器R7以及电阻器R6的串联电路构成的分压电路、多路复用器8、开关Q1、开关Q2、开关Q5。具体而言,升压电路11的输出端子VOUT连接于:一端与接地线连接的电容器C1的另一端、由与接地线连接的电阻器R6以及与电阻器R6串联连接的电阻器R7构成的分压电路的输入端子(电阻器R7的与电阻器R6侧相反侧的端子)、多路复用器8的端子VCC、开关Q1的源极端子、开关Q2的源极端子、以及开关Q5的源极端子。
在开关Q1并列连接具有电阻值Ra的电阻器RA。在开关Q2并列连接具有电阻值Rb的电阻器RB。
多路复用器8具有输入端子B0、输入端子B1、输出端子A、选择端子SE。多路复用器8通过从MCU6的端子P15输入至选择端子SE的控制信号,在连接输入端子B0与输出端子A的状态和连接输入端子B1与输出端子A的状态之间进行切换。
多路复用器8的输入端子B0与将开关Q1和端子HT1(P1)连接的线连接。多路复用器8的输入端子B1与将开关Q2和端子HT1(P2)连接的线连接。多路复用器8的输出端子A与运算放大器OP1的非反相输入端子连接。运算放大器OP1的反相输入端子向将电阻器R7与电阻器R6连接的节点连接。运算放大器OP1的输出端子向MCU6的端子P14连接。
对于LDO4而言,在输入至控制端子CTL的信号为高电平的状态(换言之,在系统电源电压VSYS从充电IC3的输出端子SYS输出的状态下)下,将对输入至输入端子VIN的电压(即系统电源电压VSYS)进行转换而得到的电压作为系统电源电压VMCU而从输出端子OUT输出。系统电源电压VSYS作为一例而为3.5V~4.2V的范围的值,系统电源电压VMCU作为一例而为3.1V。
在LDO4的输出端子OUT并联连接OLED面板17的控制IC、MCU6、LSW7、吸引传感器15、由电阻器R3、电阻器R4以及开关BT构成的串联电路、调试用连接器20E。具体而言,LDO4的输出端子OUT连接于:OLED连接器20C的端子VDD、MCU6的电源端子VDD、LSW7的输入端子VIN、一端与主连接器20A的端子VMCU连接的电阻器R5的另一端(图中的节点N1)、由电阻器R4以及电阻器R3构成的分压电路的输入端(图中的节点N1)、调试用连接器20E的端子VMCU。
此外,在LDO4的输出端子OUT,连接栅极端子与MCU6的端子P4连接的开关Q6的源极端子。在开关Q6的漏极端子并联连接AND栅极10的端子VCC、FF9的端子VCC、电阻器R11的一端、电阻器R12的一端、运算放大器OP2的正电源端子、电阻器R8的一端、电阻器R9的一端、以及运算放大器OP1的正电源端子。
电阻器R12的另一端向第二热敏电阻端子TH2连接,电阻器R12和与第二热敏电阻端子TH2连接的第二热敏电阻th2的串联电路构成被施加系统电源电压VMCU的分压电路。该分压电路的输出成为与第二热敏电阻th2的电阻值(换言之温度)对应的值,并向MCU6的端子P8输入。由此,MCU6能够获取第二热敏电阻th2的温度。在本方式中,作为第二热敏电阻th2,使用具有伴随着温度的增加而电阻值减少的NTC特性的结构,但也可以使用具有伴随着温度的增加而电阻值增加的PTC特性的结构。
在电阻器R9的另一端连接电阻器R10的一端,电阻器R10的另一端与接地线连接。电阻器R9和电阻器R10的串联电路构成被施加系统电源电压VMCU的分压电路。该分压电路的输出与运算放大器OP2的反相输入端子连接,在该反相输入端子输入固定的电压值。在运算放大器OP2的非反相输入端子连接电阻器R8的另一端。
此外,电阻器R8的另一端还连接于第一热敏电阻端子TH1和MCU6的端子P9。电阻器R8和与第一热敏电阻端子TH1连接的第一热敏电阻th1的串联电路构成被施加系统电源电压VMCU的分压电路。该分压电路的输出是与第一热敏电阻th1的电阻值(换言之温度)对应的值,并向MCU6的端子P9输入。由此,MCU6能够获取第一热敏电阻th1的温度(换言之,片状加热器HTR的温度)。此外,该分压电路的输出也输入至运算放大器OP2的非反相输入端子。在本方式中,作为第一热敏电阻th1,使用具有伴随着温度的增加而电阻值减少的NTC特性的结构。因此,若第一热敏电阻th1的温度(片状加热器HTR的温度)变高且该温度成为阈值THD1以上,则运算放大器OP2的输出成为低电平。换言之,只要第一热敏电阻th1的温度(片状加热器HTR的温度)处于正常的范围,则运算放大器OP2的输出成为高电平。
另外,在作为第一热敏电阻th1而使用具有伴随着温度的增加而电阻值增加的PTC特性的结构的情况下,构成为由第一热敏电阻th1和电阻器R8构成的分压电路的输出与运算放大器OP2的反相输入端子连接,由电阻器R9和电阻器R10构成的分压电路的输出与运算放大器OP2的非反相输入端子连接即可。在这种情况下,若第一热敏电阻th1的温度(片状加热器HTR的温度)变高且该温度成为阈值THD1以上,则运算放大器OP2的输出也成为低电平。
运算放大器OP2的输出端子向FF9的输入端子D连接。在将FF9的输入端子D与运算放大器OP2的输出端子连接的节点连接电阻器R11的另一端、设置于FF9的负逻辑的清零端子CLR(-)。换句话说,FF9的输入端子D、FF9的清零端子CLR(-)、运算放大器OP2的输出端子分别通过电阻器R11被上拉至系统电源电压VMCU的供给线。
FF9具有时钟端子CLK,时钟端子CLK与MCU6的端子P7连接。FF9具有输出端子Q,输出端子Q与AND栅极10的一个输入端子B连接。对于FF9而言,在从MCU6向时钟端子CLK输入时钟信号并且向清零端子CLR(-)输入高电平的信号的状态下,对遵循了输入至输入端子D的信号的电平的数据(高或低的数据)进行保持,并将所保持的数据从输出端子Q输出。对于FF9而言,在从MCU6向时钟端子CLK输入时钟信号并且向清零端子CLR(-)输入低电平的信号的状态下,无论所保持的数据如何,都进行从输出端子Q输出低电平的信号的复位处理。该复位处理通过在向清零端子CLR(-)输入了高电平的信号的状态下进行时钟信号向时钟端子CLK的重新输入来解除。即,在向清零端子CLR(-)输入了高电平的信号的状态下,时钟信号向时钟端子CLK的供给停止,其后,重新开始时钟信号的供给,从而解除该复位处理。
AND栅极10的另一个输入端子A与MCU6的端子P6连接。AND栅极10的输出端子Y与升压电路11的正逻辑的使能端子EN连接。AND栅极10仅在输入至输入端子A的信号和输入至输入端子B的信号都为高电平的状态下,从输出端子Y输出高电平的信号。
对于LSW7而言,在从MCU6的端子P10向控制端子CTL输入控制信号的情况下,将输入至输入端子VIN的系统电源电压VMCU从输出端子OUT输出。LSW7的输出端子OUT经由主基板20的端子VIB以及抽吸传感器基板21的端子VIB而向振动马达13连接。因此,通过MCU6向LSW7输入控制信号,从而能够使用系统电源电压VMCU使振动马达13工作。
(从待机模式向加热模式的转变)
电源单元100作为动作模式而具备实现省电的睡眠模式、能够从睡眠模式转变的待机模式、能够从待机模式转变的加热模式(进行液体加热器、片状加热器HTR的加热而进行气溶胶生成的模式)。MCU6若在睡眠模式下检测到相对于开关BT的特定的操作(例如长按操作),则将动作模式切换为待机模式。MCU6若在待机模式下检测到相对于开关BT的特定的操作(例如短按操作),则将动作模式切换为加热模式。
(加热模式的动作)
图13是从图12所示的电路提取出加热模式的动作所涉及的电子部件而示出的电路图。图13追加示出图12中未示出的电容器C3。图14是从图12所示的电路提取出片状加热器HTR以及液体加热器的加热控制、振动马达13的驱动控制、LED21D的驱动控制所涉及的电子部件而示出的电路图。以下,参照图13和图14对加热模式的动作进行说明。
MCU6若转变为加热模式,则将图13所示的开关Q6控制为接通(ON)状态。由此,对AND栅极10、FF9、电阻器R11、运算放大器OP2、由电阻器R11、电阻器R9以及电阻器R10构成的分压电路、由电阻器R8以及第一热敏电阻th1构成的分压电路、由电阻器R12以及第二热敏电阻th2构成的分压电路、以及运算放大器OP1各自供给系统电源电压VMCU。而且,MCU6若转变为加热模式,则将从端子P6输入至AND栅极10的输入端子A的信号控制为高电平。此外,MCU6开始向FF9的时钟端子CLK输入时钟信号。在该状态下,若第一热敏电阻th1的温度(片状加热器HTR的温度)为正常的范围(不足阈值THD1),则运算放大器OP2的输出成为高电平,作为其结果,FF9的输出成为高电平,作为其结果,AND栅极10的输出成为高电平。因此,从升压电路11开始加热用电压VHEAT的输出,使片状加热器HTR和液体加热器成为能够加热的状态。
(液体加热器的连接目的地的判定)
若从升压电路11开始加热用电压VHEAT的输出,则如图14所示,成为能够对与片状加热器端子HT2连接的片状加热器HTR和与端子HT1(P1)~端子HT1(P3)的任两个连接的液体加热器(图14中,记载连接于端子HT1(P1)和端子HT1(P2)的液体加热器htr)供给电力的状态。在该状态下,首先,MCU6通过图12所示的运算放大器OP1的输出来判定在弹簧针p1、弹簧针p2以及弹簧针p3中的哪一对连接液体加热器。该判定工序包括以下的第一工序、第二工序以及第三工序。
(第一工序)
MCU6在仅将开关Q1-Q4中的开关Q4控制为接通的状态下,进行将多路复用器8的输入端子B0与输出端子A连接的控制。在该状态下,若将端子HT1(P1)与端子HT1(P2)之间的电阻值设为Rx,则将分压值=VHEAT*{Rx/(Ra+Rx)}输入至运算放大器OP1的非反相输入端子。在运算放大器OP1中,将输入至非反相输入端子的电压与在端子HT1(P1)和端子HT1(P2)之间连接液体加热器的情况下的上述分压值的值进行比较,在其差较小的情况下,运算放大器OP1的输出成为低电平。因此,在运算放大器OP1的输出成为低电平的情况下,MCU6判定为在端子HT1(P1)与端子HT1(P2)之间连接液体加热器。
(第二工序)
MCU6在第一工序中运算放大器OP1的输出成为高电平的情况下,在仅将开关Q1-Q4中的开关Q3控制为接通的状态下,进行将多路复用器8的输入端子B0与输出端子A连接的控制。在该状态下,在端子HT1(P1)与端子HT1(P3)之间连接液体加热器的情况下,运算放大器OP1的输出成为低电平。因此,在运算放大器OP1的输出成为低电平的情况下,MCU6判定为在端子HT1(P1)与端子HT1(P3)之间连接液体加热器。
(第三工序)
MCU6在第二工序中运算放大器OP1的输出成为高电平的情况下,在仅将开关Q1-Q4中的开关Q3控制为接通的状态下,进行将多路复用器8的输入端子B1与输出端子A连接的控制。在该状态下,在端子HT1(P2)与端子HT1(P3)之间连接液体加热器的情况下,运算放大器OP1的输出成为低电平。因此,在运算放大器OP1的输出成为低电平的情况下,MCU6判定为在端子HT1(P2)与端子HT1(P3)之间连接液体加热器。
MCU6在第一工序至第三工序所有工序中运算放大器OP1的输出都没有成为低电平的情况下,进行错误通知。
(加热控制的开始)
MCU6在结束了上述的判定工序的状态下,吸引传感器15的输出电平变化为由用户进行吸引时所相当的值的情况下,开始片状加热器HTR和液体加热器的加热控制。具体而言,MCU6通过对图14所示的开关Q5进行接通断开控制(例如PWM控制、PFM控制),从而进行片状加热器HTR的加热控制。此外,此时,MCU6基于从输入至端子P8的信号获取到的第二热敏电阻th2的温度(换言之,片状加热器HTR的温度),以使片状加热器HTR的温度收敛于目标温度的方式进行片状加热器HTR的加热控制。该加热控制例如使用PID(Proportional-Integral-Differential)控制。
此外,MCU6当在端子HT1(P1)与端子HT1(P2)之间连接液体加热器的情况下,将图14所示的开关Q1~Q4中的开关Q4控制为接通(ON)状态,将开关Q2和开关Q3控制为断开(OFF)状态,对开关Q1进行接通断开控制(例如PWM控制、PFM控制),从而进行液体加热器的加热控制。MCU6当在端子HT1(P1)与端子HT1(P3)之间连接液体加热器的情况下,将开关Q1~Q4中的开关Q3控制为接通状态,将开关Q2和开关Q4控制为断开状态,对开关Q1进行接通断开控制,从而进行液体加热器的加热控制。MCU6当在端子HT1(P2)与端子HT1(P3)之间连接液体加热器的情况下,将开关Q1~Q4中的开关Q3控制为接通状态,将开关Q1和开关Q4控制为断开状态,对开关Q2进行接通断开控制,从而进行液体加热器的加热控制。
如图13所示那样,从LDO4输出的系统电源电压VMCU始终供给至与抽吸传感器用连接器21A连接的吸引传感器15。另一方面,系统电源电压VMCU经由开关Q6而供给至仅在加热模式时需要动作的电子部件。通过这样的结构,在除加热模式以外的情况下,能够减少上述电子部件的电力消耗。在系统电源电压VMCU向吸引传感器15的投入紧后,吸引传感器15的动作恐怕变得不稳定。因此,通过始终对吸引传感器15供给系统电源电压VMCU,从而即便在从转变为加热模式起立刻进行了吸引的情况下,也能够通过吸引传感器15高精度地检测该吸引动作。
此外,在本方式中,被安装吸引传感器15的抽吸传感器基板21与被安装容易成为噪声源的MCU6的主基板20在物理上分离配置。由此,能够使始终进行动作的吸引传感器15更稳定地动作。此外,在抽吸传感器基板21没有安装容易成为静电等噪声的侵入口的开关BT,开关BT直接安装于主FPC23。由此,也能够使始终进行动作的吸引传感器15更稳定地动作。此外,通过将开关BT安装于柔性的主FPC23,能够容易使开关BT与吸引传感器15的距离远离。
图14中,示出向电源ba电连接的连接器(主连接器20A以及加热器连接器20B)、经由FPC、导线等电缆而向主连接器20A连接的LED21D以及振动马达13、向主连接器20A的低电位侧电连接且能够使电源ba与LED21D之间的电连接断开或闭合的开关Q8、向主连接器20A的高电位侧电连接且能够使电源ba与振动马达13之间的电连接断开或闭合的LSW7。
这里,着眼于接收来自电源ba的电力供给的负载即LED21D和振动马达13。振动马达13通过进行振动可产生反电动势(从低电位侧向高电位侧流动的逆向电流)。在本方式中,为了向振动马达13的供电控制而使用的开关不是单纯的开关,而是具有逆流防止功能的高功能的LSW7。由此,能够防止由振动马达13产生的反电动势、逆向电流输入至MCU6,提高MCU6的耐久性。
另一方面,LED21D虽不存在反电动势的担忧,但通过比振动马达13的动作电压(具体而言系统电源电压VMCU)大的动作电压(具体而言OTG电压VOTG)被驱动。这是由于为了提高LED21D的亮度而需要使动作电压变大。在本方式中,用于进行向LED21D的供电控制的开关Q8与主连接器20A的低电位侧连接。由此,即便开关Q8短路,也能够防止从开关Q8对MCU6输入比系统电源电压VMCU高的OTG电压VOTG。这样,通过将开关Q8设置为低电位侧,从而能够使OTG电压VOTG不受系统电源电压VMCU限制而成为较高的值,能够有效地提高LED21D的亮度。
图14中,进一步示出经由FPC等电缆而向加热器连接器20B连接的片状加热器HTR、经由FPC等电缆而向主连接器20A连接的液体加热器(图中将液体加热器htr记载为一例)、向加热器连接器20B的高电位侧电连接并且能够使电源ba与片状加热器HTR之间的电连接断开或闭合的开关Q5、向主连接器20A的高电位侧电连接并且能够使电源ba与液体加热器之间的电连接断开或闭合的开关Q1以及开关Q2、以及向主连接器20A的低电位侧电连接并且能够使电源ba与液体加热器之间的电连接断开或闭合的开关Q3及开关Q4。
这里,着眼于接收来自电源ba的电力供给的负载即片状加热器HTR和液体加热器。液体加热器需要使气溶胶源雾化,因此,需要每单位时间供给较多的电力。另一方面,片状加热器HTR由于被供给使从香味源释放出的香味的量提高的程度的电力即可,所以每单位时间需要供给的电力不比液体加热器多。因此,针对用于进行向液体加热器的供电控制的开关Q1~Q4,与用于进行向片状加热器HTR的供电控制的开关Q5相比,短路的可能性高。
在本方式中,针对液体加热器,在高电位侧(换言之在与电源ba之间)连接开关Q1以及开关Q2,在低电位侧(换言之在与接地之间)连接开关Q3以及开关Q4。由此,即便开关Q1以及开关Q2中的向液体加热器连接的一者和开关Q3以及开关Q4中的向液体加热器连接的一者的任一者短路,也能够通过将另一者的开关控制为断开状态来抑制一者的开关的短路电流继续向液体加热器供给的情况。由此,能够提高电源单元100的安全性。另外,与开关Q1并列连接的电阻器RA的电阻值Ra和与开关Q2并列连接的电阻器RB的电阻值Rb是充分高的值。换句话说,请注意经由电阻器RA以及电阻器RB的短路电流没有向液体加热器供给。
此外,在本方式中,针对片状加热器HTR,在高电位侧(换言之在与电源ba之间)仅连接开关Q5。如前述那样,开关Q5由于短路的可能性低,所以即便没有在片状加热器HTR与接地之间设置其他开关,也能够确保安全性。此外,针对片状加热器HTR,通过后述的保护电路将该温度控制为不过度变高。因此,假设即便在开关Q5短路的情况下,也能够通过保护电路的功能,防止片状加热器HTR继续加热。从该观点出发,即便没有在片状加热器HTR与接地之间设置其他开关,也能够确保安全性。这样,通过使与片状加热器HTR连接的开关仅成为一个,从而电源单元100的部件数量减少,能够减少电源单元100的制造成本。
(加热器的过加热保护)
在电源单元100中,在加热模式中,若第一热敏电阻th1的温度成为阈值THD1以上,则以使运算放大器OP2的输出成为低电平的方式决定电阻器R8、电阻器R9以及电阻器R10各自的电阻值。若第一热敏电阻th1的温度成为阈值THD1以上而运算放大器OP2的输出成为低电平,则向FF9的清零端子CLR(-)输入低电平。由此,通过将FF9所保持的数据取消,使FF9的输出强制地成为低电平,因此,AND栅极10的输出也成为低电平,升压电路11停止加热用电压VHEAT的输出。换句话说,运算放大器OP2的输出成为低电平是指输入至升压电路11的使能端子EN的信号成为低电平。
若从MCU6向片状加热器HTR的电力供给控制正常地发挥功能,则作为原则,第一热敏电阻th1的温度没有成为阈值THD1以上。换句话说,是指在第一热敏电阻th1的温度成为阈值THD1以上的情况下向片状加热器HTR供给电力的电路(具体而言开关Q5)或MCU6产生某种不良状况的可能性高。
在本方式中,通过从运算放大器OP2输出的低电平的信号,不是控制MCU6、开关Q5,而是控制进行加热用电压VHEAT的输出的升压电路11,使片状加热器HTR的加热停止。这样,通过在能够使向片状加热器HTR的电力供给可靠地停止的升压电路11输入运算放大器OP2的输出信号,从而提高片状加热器HTR成为高温时的安全性。例如,在由于MCU6停止工作或开关Q5短路而第一热敏电阻th1的温度成为阈值THD1以上的情况下,无法控制MCU6或开关Q5。即便在这样的情况下,也能够通过对升压电路11的使能端子EN输入来自运算放大器OP2的低电平的信号而使向片状加热器HTR的电力供给可靠地停止。
此外,作为加热用电压VHEAT从升压电路11的输出停止的方法,也考虑向生成输入至升压电路11的系统电源电压VSYS的充电IC的使能端子CE(-)输入高电平的信号的方法。针对该方法,根据能够对升压电路11的使能端子EN输入运算放大器OP2的输出的结构,具有能够简化电路结构而减少制造成本的优点。
另外,为了使FF9的输出返回高电平,需要基于MCU6的时钟信号向FF9的时钟端子CLK的重新输入(换言之,FF9的重启)。换句话说,即便从来自升压电路11的输出停止起,第一热敏电阻th1的温度返回不足阈值THD1,只要MCU6不进行FF9的重启处理,则来自升压电路11的输出没有重新开始。
设想第一热敏电阻th1的温度成为阈值THD1以上的原因是MCU6的停止工作(freeze)的情况。在这种情况下,对AND栅极10的输入端子A继续输入高电平的信号,此外,对FF9继续输入时钟信号。虽详情将后述,但在气溶胶生成装置200设置通过用户对开关BT的操作而能够进行MCU6的重启(复位)的重启电路RBT(参照图19)。在保护电路发挥功能的原因是MCU6的停止工作的情况下,由用户进行MCU6的重启。通过MCU6重启,进行FF9的重启。此外,通过MCU6重启,输入至AND栅极10的输入端子A的信号成为低电平。此外,在MCU6重启的定时,开关Q6为断开状态,因此,AND栅极10的输入端子B的信号的电位不确定。因此,若仅MCU6重启,则来自升压电路11的输出没有重新开始。在MCU6重启后,通过用户操作使动作模式转移至加热模式,从而输入至AND栅极10的输入端子A的信号成为高电平。此外,开关Q6成为接通状态,从而输入至AND栅极10的输入端子B的信号成为高电平。由此,来自升压电路11的输出重新开始。
这样,来自升压电路11的输出的重新开始由MCU6控制(进行从反映用户的意思起重新开始输出的控制),从而防止违反用户的意图而重新开始片状加热器HTR的加热的情况,能够提高安全性、便利性。
如以上那样,AND栅极10、FF9以及运算放大器OP2构成在片状加热器HTR成为高温的情况下停止向片状加热器HTR的电力供给而实现保护的保护电路。该保护电路即便在没有从MCU6接收到禁用升压电路11的指令换言之即便在对AND栅极10的输入端子A输入高电平的信号并且对FF9的时钟端子CLK输入时钟信号的状态下,能够根据第一热敏电阻th1的温度,自主地使来自升压电路11的输出停止。由此,即便MCU6产生停止工作等障碍,也能够执行片状加热器HTR、液体加热器的加热的紧急停止,因此,能够提高气溶胶生成装置200的安全性。
此外,MCU6在判定为基于输入至端子P8的信号获取到的第二热敏电阻th2的温度为阈值THD2(该值为小于阈值THD1的值)以上的情况下,使输入至AND栅极10的输入端子A的信号成为低电平。由此,AND栅极10的输出成为低电平,升压电路11停止加热用电压VHEAT的输出。这样,在MCU6正常工作的情况下,通过来自MCU6的指令,也能够使来自升压电路11的输出停止。由此,例如,即便在第一热敏电阻th1没有正常工作的情况下,通过来自MCU6的指令,也能够使来自升压电路11的输出停止而提高安全性。此外,阈值THD2比阈值THD1小。因此,若MCU6正常工作,则在片状加热器HTR的温度变高的情况下,与保护电路相比,MCU6能够先使来自升压电路11的输出停止,能够进一步提高安全性。
在本方式中,MCU6能够从输入至端子P9的信号获取第一热敏电阻th1的温度。因此,优选MCU6判定是否能够正常地获取第二热敏电阻th2的温度,在无法正常地获取第二热敏电阻th2的温度的情况下,基于第一热敏电阻th1的温度,以使片状加热器HTR的温度收敛于目标温度的方式进行片状加热器HTR的加热控制。由此,即便在第二热敏电阻th2产生了某种异常的情况下,也能够通过第一热敏电阻th1执行片状加热器HTR的加热控制。是否能够正常获取第二热敏电阻th2的温度的判定能够通过判定输入至端子P8的信号是否表示异常值或者是否能够获取该信号等来进行。
但是,MCU6基本上基于第二热敏电阻th2的温度来执行片状加热器HTR的加热控制。因此,优选第二热敏电阻th2配置于能够更正确地反映片状加热器HTR的温度那样的位置。另一方面,在片状加热器HTR成为高温的情况下,为了通过保护电路使来自升压电路11的输出停止而主要使用第一热敏电阻th1。因此,为了能够可靠地检测片状加热器HTR的高温状态,优选在片状加热器HTR的更容易成为高温的位置配置第一热敏电阻th1。针对安装第一热敏电阻th1以及第二热敏电阻th2的加热器FPC24的详细结构将后述。
另外,在上述的保护电路中,FF9不是必需的,而是能够省略的。图15是省略了FF9的情况下的与图13对应的电路图。在省略FF9的情况下,如图15所示,成为运算放大器OP2的输出端子向AND栅极10的输入端子B连接的结构即可。在图15所示的结构中,若第一热敏电阻th1的温度成为阈值THD1以上而运算放大器OP2的输出成为低电平,则AND栅极10的输出成为低电平。由此,在片状加热器HTR成为高温的情况下,能够使来自升压电路11的输出停止。根据图15所示的结构,与能够删除FF9对应地,能够实现电源单元100的小型化、轻型化、省电。
此外,在上述的保护电路中,也能够省略FF9和AND栅极10双方。图16是省略了FF9和AND栅极10的情况下的与图13对应的电路图。在省略FF9和AND栅极10的情况下,如图16所示,成为运算放大器OP2的输出端子和MCU6的端子P6各自向升压电路11的使能端子EN连接的结构即可。在图16所示的结构中,若第一热敏电阻th1的温度成为阈值THD1以上而运算放大器OP2的输出成为低电平,则即便在从MCU6的端子P6输出高电平的信号的状态下,升压电路11的使能端子EN也成为低电平。由此,在片状加热器HTR成为高温的情况下,能够使来自升压电路11的输出停止。根据图16所示的结构,与能够删除FF9和AND栅极10对应地,能够实现电源单元100的小型化、轻型化、省电。
(加热器FPC24的结构)
图17是图6所示的加热部60以及流路形成体19的分解立体图。图18是图17所示的加热器FPC24的展开图。导热管61和流路形成体19在流路形成体19的上端部插通于导热管61的下端部的状态下被固定。由此,流路形成体19在第二烟弹120收容于导热管61的内侧的状态下作为供第二烟弹120的底抵接的台座发挥功能。流路形成体19优选由隔热功能高的材料构成,例如由硅酮等构成。若流路形成体19由隔热功能高的材料构成,则片状加热器HTR的热不仅传递至第二烟弹120,也在导热管61的下端侧传递至流路形成体19。
加热器FPC24通过缠绕于由筒状体构成的导热管61的外周面61S并固定的缠绕区域24A、插入至主基板20的加热器连接器20B的连接器区域24B、将缠绕区域24A与连接器区域24B连接的连结区域24C构成。
缠绕区域24A通过安装第一热敏电阻th1以及第二热敏电阻th2的热敏电阻安装区域240A、形成构成片状加热器HTR的导电图案Ph的加热器区域240B、热敏电阻安装区域240A与加热器区域240B之间的中间区域240C构成。这样,片状加热器HTR和第一热敏电阻th1以及第二热敏电阻th2安装于同一FPC,从而与将片状加热器HTR和热敏电阻分别设置于不同的基板的情况相比,能够成为简单的构造,能够减少电源单元100的成本、尺寸。
如图17所示,对于缠绕区域24A而言,在导热管61的径向上观察时,针对加热器区域240B,在与导热管61相反侧重叠热敏电阻安装区域240A的状态下,缠绕于导热管61的外周面61S。根据该结构,能够使片状加热器HTR与第一热敏电阻th1以及第二热敏电阻th2极近地配置,因此,能够提高片状加热器HTR的加热控制、基于保护电路的保护控制的精度。
如图18所示,在热敏电阻安装区域240A,沿导热管61的轴向排列配置端子T11、端子T12、端子T13、端子T14。第一热敏电阻th1的正侧端子与端子T11连接,第一热敏电阻th1的负侧端子与端子T12连接。第二热敏电阻th2的负侧端子与端子T13连接,第二热敏电阻th2的正侧端子与端子T14连接。如图18的左上部的放大图所示,第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2各自在长边方向与导热管61的轴向一致的状态下,沿导热管61的轴向排列安装于热敏电阻安装区域240A。
这样,通过第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2沿导热管61的轴向排列,从而与第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2沿导热管61的周向排列的结构相比,能够使热敏电阻安装区域240A的轴向的宽度变宽。此外,第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2各自的长边方向与导热管61的轴向一致,从而与第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2各自的长边方向与导热管61的轴向正交的结构相比,能够使热敏电阻安装区域240A的轴向的宽度变宽。由此,能够提高加热器FPC24的耐久性。
另外,若第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2各自的长边方向与导热管61的轴向非正交,则得到能够使热敏电阻安装区域240A的轴向的宽度变宽的效果。
第二热敏电阻th2被配置于比第一热敏电阻th1接近导热管61的轴向(与片状加热器HTR的短边方向以及电源单元100的上下方向同义)上的片状加热器HTR的中央的位置。即,导热管61的轴向(图18中的上下的方向)上的片状加热器HTR的中央与第二热敏电阻th2之间的最短距离比该轴向上的片状加热器HTR的中央与第一热敏电阻th1之间的最短距离短。根据该结构,在片状加热器HTR的轴向中央附近配置的第二热敏电阻th2比第一热敏电阻t1不易受到空气冷却的效果。因此,能够反映片状加热器HTR的正确的温度。通过使用这样的第二热敏电阻th2执行加热器的加热控制,能够提高片状加热器HTR的加热控制的精度。
此外,第二热敏电阻th2在电源单元100的上下方向上被配置于比第一热敏电阻th1接近流路形成体19的位置。即,第二热敏电阻th2与流路形成体19之间的最短距离比第一热敏电阻th1与流路形成体19之间的最短距离短。在作为流路形成体19而使用硅酮等隔热性高的材料的情况下,与第一热敏电阻th1的温度相比,更接近流路形成体19的第二热敏电阻th2的温度与被流路形成体19夺走热对应地示出更低的值。在本方式中,由于使用示出这样的相对低的温度的第二热敏电阻th2执行片状加热器HTR的加热控制,所以能够得到片状加热器HTR不易变成高温的效果。另一方面,第一热敏电阻th1的温度与远离流路形成体19对应地示出比第二热敏电阻th2的温度高的值。换句话说,在片状加热器HTR过度被加热的情况下,第一热敏电阻th1成为更早地反映出该温度的高温状态。因此,在片状加热器HTR成为高温的情况下能够使保护电路迅速地工作,能够提高安全性。
如图18中的中央下部的放大图所示,端子T1、端子T2、端子T3、端子T4、端子T5依次沿上下方向排列配置于连接器区域24B。图18中,端子T1~端子T5各自在括弧内记载有作为其连接目的地的加热器连接器20B的端子名。图12中,将加热器连接器20B中包含的端子GND图示为一个,但实际上如图18所示,加热器连接器20B包含两个端子GND。
在端子T1连接由一个导线构成的导电图案242的一端。导电图案242的另一端与由一个导线构成的导电图案Ph的一端连接。在导电图案Ph的另一端连接由一个导线构成的导电图案241的一端。导电图案241的另一端与端子T5连接。
在端子T2连接由一个导线构成的导电图案243的一端。导电图案243的另一端与端子T11连接。在端子T4连接由一个导线构成的导电图案245的一端。导电图案245的另一端与端子T14连接。在端子T3连接由一个导线构成的导电图案244的一端。在导电图案244的另一端并联连接端子T12和端子T13。加热器FPC24中的各导电图案彼此绝缘。图18中,端子T11~端子T14各自在括弧内记载有作为其电连接目的地的加热器连接器20B的端子名。
在加热器FPC24中,在第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2中,用于连接于接地的导电图案244是共通的。由此,与针对第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2各自设置用于连接于接地的导电图案的情况相比,能够使加热器FPC24的布线成为简单的结构,能够减少电源单元100的制造成本。此外,能够使与导电图案Ph连接的导电图案241和导电图案242的宽度在有限的加热器FPC24中尽可能宽。由此,能够减少导电图案241和导电图案242的寄生电阻,因此,能够向片状加热器HTR更高效地供给电力。
此外,在加热器FPC24中分别被设置:用于使第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2连接于接地的导电图案244、和用于使导电图案Ph连接于接地的导电图案241。由此,能够避免向导电图案Ph连接的导电图案241的电位的变动对第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2带来影响的情况。因此,能够提高使用了第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2的控制的精度而提高电源单元100的安全性。另外,也可以是,用于使第一热敏电阻th1连接于接地的导电图案和用于使第二热敏电阻th2连接于接地的导电图案单独设置于加热器FPC24,该两个导电图案的任一个与端子T5连接。在该结构中,也能够提高使用了第一热敏电阻th1和第二热敏电阻th2的任一者的控制的精度。
(重启电路RBT的结构以及动作)
图19是从图12所示的电路提取出MCU6的重启所涉及的电子部件而示出的电路图。图19中,示出重启电路RBT。重启电路RBT具备由电阻器R3以及电阻器R4构成的分压电路、开关BT、主连接器20A的端子KEY以及端子GND、开关Q7、开关Q9、充电IC3、LDO4、调试用连接器20E的端子NRST而构成。在本方式中,能够通过该重启电路RBT,根据开关BT的操作(作为一例而长按操作)和来自与调试用连接器20E连接的外部设备的指令来进行MCU6的重启。MCU6构成为,在输入至端子P27的信号为低电平的状态持续了规定时间的情况下,进行重启。此外,充电IC3构成为在输入至端子QON(-)的信号为低电平的状态持续了规定时间的情况下进行重启。
(使用了开关BT的MCU6的复位)
首先,对不使用调试用连接器20E来进行MCU6的重启时的动作进行说明。
电阻器R3和电阻器R4具有:在开关BT没有被按下的状态下电阻器R3和电阻器R4的分压电路的输出成为高电平那样的电阻值。该高电平的信号输入至充电IC3的端子QON(-),因此,在该状态下充电IC3没有复位,继续系统电源电压VSYS从输出端子SYS的输出。通过继续系统电源电压VSYS的输出,也继续系统电源电压VMCU从LDO4的输出端子OUT的输出。因此,MCU6在不停止的情况下继续工作。此外,该高电平的信号输入至开关Q7的栅极端子。因此,在进行USB连接的情况(总线电压VBUS从充电IC3输出的情况)下,开关Q7成为接通状态,作为其结果,开关Q9的栅极端子的电位成为低电平(接地电平)而使开关Q9成为断开状态。在开关Q9为断开状态时,MCU6的端子P27的电位不确定,因此,不进行基于MCU6的重启。
电阻器R3和电阻器R4具有:在开关BT被按下的状态下电阻器R3和电阻器R4的分压电路的输出成为低电平那样的电阻值。换言之,电阻器R3和电阻器R4具有:对系统电源电压VMCU进行了分压得到的值成为低电平那样的电阻值。该低电平的信号输入至充电IC3的端子QON(-),因此,若该状态持续规定时间,则充电IC3停止系统电源电压VSYS从输出端子SYS的输出。若系统电源电压VSYS的输出停止,则来自LDO4的电压输出停止,没有向MCU6的端子VDD输入系统电源电压VMCU,MCU6停止。
此外,该低电平的信号输入至开关Q7的栅极端子。因此,在进行USB连接的情况(从充电IC3输出总线电压VBUS的情况)下,开关Q7成为断开状态,作为其结果,开关Q9的栅极端子的电位成为高电平(总线电压VBUS)而使开关Q9成为接通状态。若开关Q9成为接通状态,则MCU6的端子P27的电位成为低电平(接地电平)。在开关BT持续规定时间被按下的情况下,以规定时间对MCU6的端子P27输入低电平的信号,因此,MCU6执行重启的处理。在开关BT的按下结束的情况下,充电IC3重新开始系统电源电压VSYS的输出,因此,对停止的MCU6的端子VDD输入系统电源电压VMCU,MCU6启动。
(使用了调试用连接器20E的MCU6的复位)
在使用调试用连接器20E而重启MCU6的情况下,进行USB连接,而且,在调试用连接器20E连接外部设备。在该状态下,若开关BT没有被按下,则开关Q9成为断开状态,因此,MCU6的端子P27的电位依赖于来自外部设备的输入。因此,作业者进行操作以使外部设备向端子NRST输入低电平的重启信号,从而该重启信号以规定时间持续输入至端子P27。通过接收该重启信号的输入,MCU6执行重启的处理。
根据图19所示的重启电路RBT,通过开关BT的按下生成的低电平的信号不仅输入至充电IC3的端子QON(-),还输入至MCU6的端子P27。因此,即便在MCU6停止工作的情况下,也能够通过来自充电IC3的输出停止而重启MCU6。此外,即便在充电IC3由于某种原因而没有被复位的情况下,若MCU6为没有停止工作的状态,则能够通过低电平信号向端子P27的输入重启MCU6。这样,能够实现两个系统的重启,从而仅通过按下开关BT的简单的操作,便能够可靠地重启MCU6。
此外,根据图19所示的重启电路RBT,也能够使用调试用连接器20E从外部设备重启MCU6。即便在从外部设备对MCU6的端子P27输入低电平的信号的情况下,通过开关Q9的存在,也可防止该信号传递至充电IC的端子QON(-)。这样,能够使输入至调试用连接器20E的信号与通过开关BT的操作生成的信号分离,因此,能够使重启电路RBT的动作稳定化。另外,图19中,也设想将端子NRST与充电IC3的端子QON(-)连接的结构,但在图19中没有采用这样的结构。由此,与将调试用连接器20E向端子QON(-)连接的情况相比,能够简化重启电路RBT,因此,能够减少电源单元100的制造成本。
此外,在图19所示的重启电路RBT中,针对使用了开关BT的MCU6的重启,仅在进行USB连接的情况下能够实现。这样,仅在能够进行电源ba的充电的状态下能够进行MCU6的重启,从而即便在MCU6重启时电源ba的剩余量降低,也能够通过外部电源可靠地重启MCU6。
(重启电路RBT的变形例)
图20是表示图19所示的重启电路RBT的变形例的图。图20所示的重启电路RBT除去开关Q9的漏极端子的连接目的地从端子P27向LDO4的控制端子CTL变更这点和电阻器R3以及电阻器R4的分压电路与充电IC3的端子QON(-)的连接被删除这点之外,其他是与图19相同的结构。在图20所示的重启电路RBT中,在不使用调试用连接器20E而进行MCU6的重启时,需要进行USB连接。
在图20所示的重启电路RBT中,在进行USB连接并且开关BT没有被按下的状态下,电阻器R3与电阻器R4的分压电路的输出成为高电平。该高电平的信号输入至开关Q7的栅极端子。因此,开关Q7成为接通状态,作为其结果,开关Q9的栅极端子的电位成为低电平(接地电平)而开关Q9成为断开状态。在开关Q9为断开状态时,没有对LDO4的控制端子CTL输入低电平的信号。因此,MCU6继续工作。
在图20所示的重启电路RBT中,在进行USB连接并且开关BT被按下的状态下,电阻器R3和电阻器R4的分压电路的输出成为低电平。该低电平的信号输入至开关Q7的栅极端子。因此,开关Q7成为断开状态,作为其结果,开关Q9的栅极端子的电位成为高电平(总线电压VBUS)而开关Q9成为接通状态。若开关Q9成为接通状态,则LDO4的控制端子CTL连接于接地,因此,输入至该控制端子CTL的信号成为低电平。LDO4若低电平的信号以规定时间持续输入至控制端子CTL,则停止来自输出端子OUT的电压输出。因此,通过以规定时间持续按下开关BT,停止系统电源电压VMCU向MCU6的供给,MCU6停止。在开关BT的按下结束的情况下,开关Q9成为断开状态,因此,输入至控制端子CTL的信号返回高电平(系统电源电压VSYS)。由此,LDO4重新开始系统电源电压VMCU的输出,因此,对停止的MCU6的端子VDD输入系统电源电压VMCU,MCU6启动。
在图20所示的重启电路RBT中,在使用调试用连接器20E重启MCU6的情况下,在调试用连接器20E连接外部设备。在该状态下,作业者进行操作以使外部设备向端子NRST输入低电平的重启信号,从而该重启信号以规定时间持续输入至端子P27。通过接收该重启信号的输入,MCU6执行重启的处理。
在图20所示的重启电路RBT中,即便开关BT被长按,也不会向MCU6的端子P27输入低电平的信号。因此,与图19所示的重启电路RBT相比,能够使电路变简单,能够减少电源单元100的制造成本。
另外,在图20所示的重启电路RBT中,也可以追加图中的虚线所示的布线PU。布线PU为了通过总线电压VBUS将MCU6的端子P27的电位上拉至高电平而设置。通过追加该布线PU,即便在端子P27没有输入低电平的信号的状态下,端子P27的电位也不确定,因此,能够使电源单元100的动作稳定。
另外,在图12所示的电路中,开关Q5也可以是连接于与片状加热器HTR的负侧端子连接的加热器连接器20B的端子GND和设置于主基板20的接地之间的结构。在该结构中,优选开关Q5为N沟道型。
本说明书记载至少以下的事项。另外,括弧内示出上述的实施方式中对应的结构元素等,但不限定于此。
(1)一种气溶胶生成装置的电源单元(电源单元100),具备:电源(电源ba),能够向使气溶胶源雾化的雾化器(液体加热器)供给电力;负载(AND栅极10、FF9、运算放大器OP2、第一热敏电阻th1、第二热敏电阻th2),能够通过从上述电源供给的电力而动作;开关(开关Q6),能够使上述电源与上述负载之间的电连接断开或闭合;操作部(开关BT),能够由用户操作;控制器(MCU6),构成为能够基于对上述操作部的操作,控制上述开关的断开或闭合;以及吸引传感器(吸引传感器15),能够进行与用户的吸引对应的输出,并且始终电连接于上述电源。
根据(1),始终对存在电源接通紧后的输出变得不稳定的可能性的吸引传感器投入电源,因此,能够使基于吸引传感器的输出的气溶胶生成装置的动作稳定化。另一方面,能够通过开关,根据需要对除吸引传感器以外的其他负载投入电源,因此,能够实现省电。
(2)在(1)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,具备:第一电路基板(抽吸传感器基板21),上述吸引传感器被安装于上述第一电路基板;以及第二电路基板(主基板20),上述控制器被安装于上述第二电路基板,上述第二电路基板分离于上述第一电路基板。
根据(2),作为精密的IC的吸引传感器与容易产生噪声的控制器分离配置。因此,能够使吸引传感器稳定地动作,能够使气溶胶生成装置的动作更稳定。
(3)在(2)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,在上述第一电路基板未安装除上述吸引传感器以外的集成电路。
根据(3),容易产生噪声的IC没有存在于吸引传感器的附近。因此,能够使吸引传感器稳定地动作,能够使气溶胶生成装置的动作更稳定。
(4)在(1)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,具备第一电路基板(抽吸传感器基板21),上述吸引传感器被安装于上述第一电路基板,且上述操作部未被安装于上述第一电路基板。
根据(4),容易成为静电等噪声的侵入口的操作部没有存在于吸引传感器的附近。因此,能够使吸引传感器更稳定地动作,能够使气溶胶生成装置的动作更稳定。
(5)在(4)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,具备柔性电路基板(主FPC23),上述柔性电路基板与上述第一电路基板连接,且上述操作部被安装于上述柔性电路基板。
根据(5),不需要为了安装操作部而设置专用的刚性电路基板,或者使用复杂的形状的刚性电路基板。此外,只要是柔性电路基板,则也能够穿过装置内的较窄的空间。作为其结果,气溶胶生成装置的尺寸、重量减少,同时气溶胶生成装置中的操作部的配置的自由度也提高。
(6)在(1)至(5)中任一项所述的气溶胶生成装置的电源单元中,具备热敏电阻(第一热敏电阻th1以及第二热敏电阻th2),上述热敏电阻被配置于加热器(片状加热器HTR)的附近,上述加热器对香味源进行加热,上述香味源对通过上述雾化器而雾化了的上述气溶胶源附加香味,上述负载包括上述热敏电阻。
根据(6),能够通过开关控制向仅在需要获取加热器的温度时将电源接通即可的热敏电阻的电源接通。此外,只要是作为简单的无源元件的热敏电阻,则在电源接通紧后示出不稳定的行为的担忧少。因此,能够在不有损气溶胶生成装置的功能的情况下实现其省电。
(7)在(6)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,非反相输入端子或反相输入端子具备向上述热敏电阻(第一热敏电阻th1)连接的运算放大器(运算放大器OP2),上述负载包括上述运算放大器。
根据(7),即便在电源没有向热敏电阻投入的状态下向运算放大器接通电源,也无法得到与热敏电阻的电阻值对应的输出。能够通过开关控制向这样的不需要始终接通电源的运算放大器的电源接通,因此,能够实现省电。
(8)在(7)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,上述运算放大器的电源端子和上述运算放大器的输出端子相对于上述开关被并联连接。
根据(8),存在示出不稳定的行为的担忧的电源接通紧后的运算放大器的输出被拉起(pull up),因此,能够使运算放大器的动作稳定化。
(9)在(7)或(8)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,具备IC(升压电路11),该IC具有输入端子(使能端子EN),上述输入端子向上述运算放大器的输出端子和上述控制器连接。
根据(9),即便电源接通紧后的运算放大器输出不稳定的信号,也不是该信号本身向IC的输入端子输入,而是与控制器输出的信号合成的信号向IC的输入端子输入。因此,能够提高使用了该IC的控制的精度。
(10)在(7)或(8)所述的气溶胶生成装置的电源单元中,具备:IC(升压电路11),具有输入端子(使能端子EN);以及AND栅极(AND栅极10),包括向上述控制器连接的第一输入端子(输入端子A);向上述运算放大器的输出端子连接的第二输入端子(输入端子B);以及向上述输入端子连接的输出端子(输出端子Y)。
根据(10),通过使用AND栅极将运算放大器的输出信号与控制器的输出信号合成,能够使输入至IC的信号稳定化。因此,气溶胶生成装置的动作稳定。
附图标记说明
100电源单元;6MCU;15吸引传感器;ba电源;th1第一热敏电阻;th2第二热敏电阻;10AND栅极;9FF;OP2运算放大器;Q6开关;BT开关。

Claims (10)

1.一种气溶胶生成装置的电源单元,具备:
电源,能够向使气溶胶源雾化的雾化器供给电力;
负载,能够通过从所述电源被供给的电力而动作;
开关,能够使所述电源与所述负载之间的电连接断开或闭合;
操作部,能够由用户操作;
控制器,构成为能够基于对所述操作部的操作,控制所述开关的断开或闭合;以及
吸引传感器,能够进行与用户的吸引对应的输出,并且始终电连接于所述电源。
2.如权利要求1所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,具备:
第一电路基板,所述吸引传感器被安装于所述第一电路基板;以及
第二电路基板,所述控制器被安装于所述第二电路基板,所述第二电路基板分离于所述第一电路基板。
3.如权利要求2所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,
在所述第一电路基板未安装除所述吸引传感器以外的集成电路。
4.如权利要求1所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,
具备第一电路基板,所述吸引传感器被安装于所述第一电路基板,且所述操作部未被安装于所述第一电路基板。
5.如权利要求4所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,
具备柔性电路基板,所述柔性电路基板与所述第一电路基板连接,且所述操作部被安装于所述柔性电路基板。
6.如权利要求1至权利要求5中任一项所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,
具备热敏电阻,所述热敏电阻被配置于加热器的附近,所述加热器对香味源进行加热,所述香味源对通过所述雾化器而雾化了的所述气溶胶源附加香味,
所述负载包括所述热敏电阻。
7.如权利要求6所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,
非反相输入端子或反相输入端子具备向所述热敏电阻连接的运算放大器,
所述负载包括所述运算放大器。
8.如权利要求7所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,
所述运算放大器的电源端子和所述运算放大器的输出端子相对于所述开关被并联连接。
9.如权利要求7或权利要求8所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,
具备IC,该IC具有输入端子,
所述输入端子向所述运算放大器的输出端子和所述控制器连接。
10.如权利要求7或权利要求8所述的气溶胶生成装置的电源单元,其中,具备:
IC,具有输入端子;以及
AND栅极,包括:向所述控制器连接的第一输入端子;向所述运算放大器的输出端子连接的第二输入端子;以及向所述输入端子连接的输出端子。
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