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CN111109688B - 气雾剂吸入器的电源单元及其控制方法和计算机可读介质 - Google Patents

气雾剂吸入器的电源单元及其控制方法和计算机可读介质 Download PDF

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CN111109688B CN201911056170.0A CN201911056170A CN111109688B CN 111109688 B CN111109688 B CN 111109688B CN 201911056170 A CN201911056170 A CN 201911056170A CN 111109688 B CN111109688 B CN 111109688B
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Abstract

用于气雾剂吸入器的电源单元包括：电源，其能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂；以及控制单元，其被配置为确定正在充电的电源是否已经达到低于完全充电状态的预定充电状态，并且在确定电源已经达到预定充电状态的情况下完成电源的充电。

Description

气雾剂吸入器的电源单元及其控制方法和计算机可读介质
技术领域
本发明涉及一种用于气雾剂吸入器的电源单元以及该电源单元的控制方法和控制程序
背景技术
可获得一种气雾剂吸入器，其包括气雾剂生成源、用于从该气雾剂生成源生成气雾剂的负载、能够向该负载放电的电源以及用于控制该电源的控制单元(例如参见专利文献1和2)。
专利文献1：JP-A-2018-093877
专利文献2：JP-A-2015-534458
由于气雾剂吸入器可以经常被使用，因此期望可以对气雾剂吸入器的电源进行快速充电。
本发明的目的是提供一种用于气雾剂吸入器的电源单元，以及该电源单元的控制方法和控制程序，其能够通过及早完成电源的充电来使该气雾剂吸入器可用。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于气雾剂吸入器的电源单元，该电源单元包括：电源，其能够向负载放电，用于从气雾剂生成源生成气雾剂；以及控制单元，其被配置为确定正在充电的电源是否已经达到低于完全充电状态的预定充电状态，并且在确定电源已经达到预定充电状态的情况下完成电源的充电。
附图说明
图1是配备有本发明实施例的电源单元的气雾剂吸入器的透视图。
图2是图1的气雾剂吸入器的另一透视图。
图3是图1的气雾剂吸入器的剖视图。
图4是图1的气雾剂吸入器中的电源单元的透视图。
图5是示出图1的气雾剂吸入器中的电源单元的主要部分构造的框图。
图6是示出图6的气雾剂吸入器中的电源单元的电路构造的示意图。
图7是用于说明图6所示的电源单元的电源充电操作的流程图。
图8是用于说明图7所示的充电操作的图。
图9是用于说明图6所示的电源单元的电源充电操作的修改的流程图。
图10是用于说明图9所示的充电操作的示图。
图11是用于说明图9所示的充电操作的示图。
具体实施方式
在下文中，将描述根据本发明实施例的用于气雾剂吸入器的电源单元。首先，将参考图1和图2描述配备有电源单元的气雾剂吸入器。
(气雾剂吸入器)
气雾剂吸入器1是用于在不燃烧的情况下吸入含有香味的气雾剂的装置，并具有沿一定方向(以下称为纵向A)延伸的棒状(rod shape)。气雾剂吸入器1包括电源单元10、第一药筒20和第二药筒30，它们沿纵向方向A依次排列。第一药筒20可以附接到电源单元10上以及从电源单元10上拆下。第二药筒30可以附接到第一药筒20上以及从第一药筒20上拆下。换句话说，第一药筒20和第二药筒30可以被单独地更换。
(电源单元)
如图3、图4和图6所示，本实施例的电源单元10在圆柱形电源单元壳体11中包括电源12、充电IC 55、保护IC 56、MCU 50、开关19、电压传感器16、各种传感器等。电源12是可充电的蓄电池、双电层电容器等，并且优选地是锂离子电池。
在位于纵向方向A的一端侧(第一药筒(20)侧)的电源单元壳体11 的顶部11a上，设置有放电端子41。放电端子41设置成从顶部11a的顶表面朝向第一药筒20突出，并且被配置成能够电连接到第一药筒20的负载21。
此外，在顶部11a的顶表面的靠近放电端子41的部分上，设置有用于向第一药筒20的负载21供应空气的空气供应部42。
在位于纵向方向A的另一端侧(与第一药筒20相反的一侧)的电源单元10的底部11b上，设置有能够电连接到能够对电源12进行充电的外部电源60(参见图6)的充电端子43。充电端子43设置在底部11b的侧面上，使得例如USB端子、微型USB端子、和闪电端子(Lightning terminal)中的至少一个可以与其连接。然而，充电端子43可以是能够以非接触方式从外部电源60接收电力的电力接收部。
在这种情况下，充电端子43(电力接收部)可以由电力接收线圈构成。无线电力传输系统可以是电磁感应型，或者可以是磁共振型。另外，充电端子43可以是能够在没有任何接触点的情况下从外部电源60接收电力的电力接收部。作为另一示例，充电端子43可以被配置为使得可以将USB端子、微型USB端子和闪电端子中的至少一个与其连接并且上述电力接收部被包括在其内。
在电源单元壳体11的顶部11a的侧面上，设置有用户可操作的操作单元 14，以将相反侧面对着充电端子43。更具体地，操作单元14和充电端子43 相对于连接操作单元14和充电端子43的直线与电源单元10在纵向方向A 上的中心线的交点对称。操作单元14由按钮型开关、触摸面板等构成。在操作单元14的附近，设置有用于检测抽吸动作(puff action)的吸入传感器15。
充电IC 55被布置为靠近充电端子43，并且执行用从充电端子43输入的电力对电源12充电的控制。充电IC 55包括：用于将在连接到充电端子的充电电缆上的从用于将交流转换成直流而设置的逆变器61等施加的直流转换成具有不同参数的直流的转换器、用于测量从转换器供应给电源12的充电电压VCHG的电压表、用于测量从转换器供应给电源12的充电电流ICHG的电流表、用于对它们进行控制的处理器等等。在本说明书中，处理器更具体地是通过组合诸如半导体元件的电路元件而配置的电路。
充电IC 55选择性地执行通过执行控制使得充电电流ICHG变得恒定来对电源12充电的恒定电流充电(CC充电)，和通过执行控制使得电压VCHG变得恒定来对电源12充电的恒定电压充电(CV充电)。充电IC 55在与存储在电源12中的电量对应的电源电压VBatt低于预定的CV开关电压的状态下，通过CC充电对电源12充电，并且在电源电压VBatt等于或高于上述CV开关电压的状态下，通过CV充电对电源12充电。
如图5所示，MCU 50连接到各种传感器装置，例如用于检测抽吸(吸入)动作的吸入传感器15、用于测量电源12的电源电压VBatt的电压传感器 16以及用于测量电源12的温度的温度传感器17、操作单元14、通知单元45 (将在下文中描述)以及用于存储抽吸动作的次数、已向负载21施加电力的时间的存储器18，并且对气雾剂吸入器1执行各种控制。MCU 50具体来说是处理器。
此外，在电源单元壳体11中，形成用于吸入空气的进气口(图中未示出)。进气可以形成在操作单元14周围，或者可以形成在充电端子43周围。
(第一药筒)
如图3所示，第一药筒20包括用于储存气雾剂源22的贮存器(reservoir) 23、用于雾化气雾剂源22的电负载21、用于从贮存器23向负载21抽吸气雾剂源的芯子(wick)24、用于通过雾化气雾剂源22而生成的气雾剂流向第二药筒30的气雾剂通道25、用于储存第二药筒30的一部分的端盖(end cap) 26。
贮存器23形成为围绕气雾剂通道25，并保存气雾剂源22。在贮存器23 中，可以存储诸如树脂网或棉的多孔构件，并且可以用气雾剂源22浸渍该多孔构件。气雾剂源22包括诸如甘油、丙二醇、或水的液体。
芯子24是用于利用毛细(capillarity)作用将气雾剂源22朝向负载21吸引的液体保存构件，并且被配置有例如玻璃纤维、多孔陶瓷等。
负载21通过经由放电端子41从电源12供应的电力来不燃烧地雾化气雾剂源。负载21被配置有以预定节距缠绕的加热线(线圈)。然而，负载21仅需要是能够雾化气雾剂源22从而生成气雾剂的元件，并且例如是加热元件或超声波发生器。加热元件的示例包括加热电阻器、陶瓷加热器、感应加热型加热器等。
气雾剂通道25设置在电源单元10的中心线L上负载21的下游侧。
端盖26包括用于存储第二药筒30的一部分的药筒存储部26a和用于连接气雾剂通道25和药筒存储部26a的连接通道26b。
(第二药筒)
第2药筒30保存香味源31。第2药筒30在第1药筒(20)侧的端部被存储在设置于第1药筒20的端盖26中的药筒存储部26a中，以便能够被移除。第二药筒30在与第一药筒(20)侧相反的一侧的端部被配置为用户的吸入口32。然而，吸入口32并不一定要与第二药筒30一体地配置，以免与第二药筒分离，而可以被配置为能够附接到第二药筒30上或从第二药筒30上拆下。如果吸入口32如上所述地与电源单元10和第一药筒20分开地配置，则可以保持吸入口32的卫生。
第二药筒30通过使气雾剂通过香味源31而向由负载21通过使气雾剂源 22雾化而生成的气雾剂中添加香味。作为构成香味源的原料片，可以使用将烟丝或烟草原料形成为颗粒状而制成的成形体。香味源31可以配置有除烟草以外的植物(诸如薄荷或中药，或草药)。可以将诸如薄荷醇的芳香剂添加到香味源31。
本实施例的气雾剂吸入器1可以通过气雾剂源22、香味源31和负载21 生成含有香味的气雾剂。换言之，气雾剂源22和香味源31构成用于生成气雾剂的气雾剂生成源。
气雾剂吸入器1中的气雾剂生成源是用户可以更换使用的部分。对于该部分，例如，可以将一个第一药筒20和一个或多个(例如，五个)第二药筒 30作为一组提供给用户。
可以在气雾剂吸入器1中使用的气雾剂生成源的配置不限于其中气雾剂源22和香味源31分开配置的配置，并且可以是其中气雾剂源和香味源31一体形成的配置、其中省略了香味源31且气雾剂源22包含可以包含在香味源 31中的物质的配置、其中气雾剂源22包含药物等而不是香味源31的配置等。
对于包括通过一体地形成气雾剂源22和香味源31而配置的气雾剂生成源的气雾剂吸入器1，例如，可以将一个或多个(例如20个)气雾剂生成源作为一组提供给用户。
在气雾剂吸入器1仅包括气雾剂源22作为气雾剂生成源的情况下，例如，可以将一个或多个(例如20个)气雾剂生成源作为一组提供给用户。
在如上所述配置的气雾剂吸入器1中，如图3中的箭头B所示，从形成在电源单元壳体11中的进气口(图中未示出)进入的空气穿过空气供应部 42，并且经过第一药筒20的负载21附近。负载21使由芯子24从贮存器23 抽出的气雾剂源22雾化。通过雾化生成的气雾剂与从进气口进入的空气一起流经气雾剂通道25，并且通过连接通道26b向第二药筒30供应。供应到第二药筒30的气雾剂通过香味源31，从而添加香味，并且被供应到吸入口32。
另外，在气雾剂吸入器1中，设置有用于通知各种信息的通知单元45(见图5)。通知单元45可以配置有发光元件，或者可以配置有振动元件，或者可以配置有声音输出元件。通知单元45可以是发光元件、振动元件、和声音输出元件中的两个或更多个元件的组合。通知单元45可以设置在电源单元10、第一药筒20、和第二药筒30中的任何一个中；然而，优选地，通知单元设置在电源单元10中。例如，操作单元14周围的区域被配置为具有半透明性以允许由诸如LED的发光元件发射的光通过。
(电子电路)
现在，将参考图6描述电源单元10的电路的细节。
电源单元10包括：电源12；构成放电端子41的正极侧放电端子41a和负极侧放电端子41b；构成充电端子43的正极侧充电端子43a和负极侧充电端子43b；MCU(微控制器单元)50，其连接在电源12的正极侧与正极侧放电端子41a之间以及电源12的负极侧与负极侧放电端子41b之间；充电IC 55，其布置在充电端子43和电源12之间的电力传输路径上；保护IC56，其布置在充电IC 55与电源12之间的电力传输路径上；以及开关19，其布置在电源 12和放电端子41之间的电力传输路径上。
开关19例如由诸如MOSFET的半导体元件构成，并且通过MCU 50的控制而被打开和关闭。MCU 50具有基于MCU和充电端子43之间的电压变化来检测外部电源60连接到充电端子43的功能。
在图6所示的电源单元10的电路中，开关19设置在电源12的正极侧与正极侧放电端子41a之间。代替这种所谓的正控制型，开关19可以是负控制型，其设置在负极侧放电端子41b与电源12的负极侧之间。
在通过充电IC 55对电源12充电的情况下，保护IC 56监视由电压传感器16测量的电源电压VBatt，并且在电源电压VBatt达到保护电压阈值的情况下(以下，作为示例，假设保护电压阈值为4.275V)，保护IC切断从充电IC 55延伸到电源12的电力传输路径，从而停止电源12的充电以便防止电源12 过充电或过电流。如果从充电IC 55延伸到电源12的电力传输路径被保护IC 56切断，则充电IC 55结束对电源12的充电。
(MCU)
现在，将更详细地描述MCU 50的配置。
如图5所示，MCU 50包括作为功能块的气雾剂生成请求检测单元51、操作检测单元52、功率控制单元53和通知控制单元54。
气雾剂生成请求检测单元51基于吸入传感器15的输出结果来检测对气雾剂生成的请求。吸入传感器15被配置为输出由用户通过吸入口32吸入而引起的电源单元10中的压力(内部电压)变化值。吸入传感器15例如是压力传感器，该压力传感器用于根据按照从进气口(图中未示出)向吸入口32 吸入的空气的流速(即用户的抽吸动作)而变化的内部压力对输出值(例如，电压值或电流值)进行输出。吸入传感器15可以配置有电容麦克风等。
操作检测单元52检测由用户在操作单元14上执行的操作。
通知控制单元54控制通知单元45，使得通知单元通知各种信息。例如，通知控制单元54响应于检测到更换第二药筒30的时刻来控制通知单元45，使得通知单元通知更换第二药筒30的时刻。通知控制单元54根据存储在存储器18中的抽吸动作的次数和已向负载21供电的累积时间来检测和通知更换第二药筒30的时刻。通知控制单元54不限于通知更换第二药筒30的时刻，并且可以通知更换第一药筒20的时刻、更换电源12的时刻、对电源12充电的时刻等。
在设置了一个未使用的第二药筒30的状态下，如果执行了预定数量的抽吸动作，或者由于抽吸动作而已向负载21施加电力的累积时间达到了预定值 (例如120秒)，则通知控制单元54确定第二药筒30被用完(即剩余量为零或第二药筒为空)，并通知更换第二药筒30的时间。
此外，在确定一组中包括的所有第二药筒30全部用完的情况下，通知控制单元54可以确定单个组中包括的一个第一药筒20被用完(即剩余量为零或第一药筒为空)，并通知更换第一药筒20的时刻。
此外，通知控制单元54计算充电状态(SOC)，该充电状态是指示存储在电源12中的电量(存储的电量)与该电源12的容量之比的数值指标，并控制通知单元45，使得通知单元通知计算出的SOC。
通知控制单元54确定，例如，SOC属于以下范围中的哪一个：等于或大于0％且小于33％的第一范围，等于或大于33％且小于66％的第二范围，以及等于或大于66％且小于100％的第三范围。此外，根据SOC在第一范围内的情况，SOC在第二范围内的情况以及SOC在第三范围内的情况，通知控制单元54执行控制，例如，以不同的颜色点亮或闪烁通知单元45中包括的发光元件，以不同的图案点亮或闪烁通知单元45中包括的发光元件，改变通知单元45中包括的多个发光元件中要点亮或闪烁的发光元件的数量，改变通知单元45的声音输出元件的输出声音，或改变通知单元45的振动元件的振动模式。因此，气雾剂吸入器1的使用者可以直观地通过声音、颜色、或振动而不是通过在显示器等上显示的字符或图像来获知电源12的SOC的大小。
如果通知控制单元54以上述方式通知SOC，则即使执行了下述的提早充电完成控制，与直接显示SOC的值的情况相比，也可以有效地减少用户感受到的陌生感。
如果气雾剂生成请求检测单元51检测到对气雾剂生成的请求，则功率控制单元53通过接通和断开开关19来控制通过放电端子41对电源12的放电。
功率控制单元53执行控制，使得通过负载21雾化气雾剂源而生成的气雾剂的量落在期望的范围内，即，使得从电源12供给至负载21的电量落在预定范围内。具体地，功率控制单元53通过例如PWM(脉冲宽度调制)控制来控制开关19的接通和断开。替代地，功率控制单元53可以通过PFM(脉冲频率调制)控制来控制开关19的接通和断开。
如果在开始向负载21供应电力之后经过了预定时间段，则功率控制单元 53停止从电源12向负载21的电力供应。换句话说，即使在用户实际上正在进行抽吸时动作时，如果抽吸时段超过了特定时段，则功率控制单元53停止从电源12向负载21的电力供应。确定该特定时段以抑制用户抽吸时段的变化。
通过功率控制单元53的控制，在一次抽吸动作期间在负载21中流动的电流变为基本上恒定的值，该值根据通过PWM控制提供给负载21的基本上恒定的有效电压和放电端子41和负载21的电阻值来确定。在本实施例的气雾剂吸入器1中，当用户使用一个未使用的第二药筒30吸入气雾剂时，可以向负载21提供电力的累积时间被控制为最长例如120秒。因此，在一个第一药筒20和五个第二药筒30构成一组的情况下，可以预先获得清空(用完) 单个组所需的最大电量。
另外，功率控制单元53检测充电端子43与外部电源60之间的电连接。
在上述的CV充电中，理论上保持充电直到充电电压VCHG和电源电压 VBatt变得相等。当电源电压VBatt接近充电电压VCHG时，存储在电源12中的电力下降。因此，充电电压VCHG和电源电压VBatt变得严格相等需要很长时间。因此，在通常的CV充电中，当充电电流变为等于或小于阈值时，认为充电完成。然而，有时由于检测电压或电流的传感器的错误或阈值的设置，需要很长时间才能认为完成充电。
因此，功率控制单元53在由充电IC 55执行对电源12的充电的状态下满足预定条件的情况下，也执行用于停止(完成)电源12的充电的控制。
如上所述配置的电源单元10确定正从外部电源60充电的电源12是否已达到低于完全充电状态的预定充电状态(例如SOC在80％和96％之间的范围或者SOC在80％和90％之间的范围等)，并且在确定电源12的充电状态达到预定的充电状态的情况下完成电源12的充电。例如，当假定电源12的完全充电电压(当SOC为100％时的电源电压)为4.2V时，如果电源单元 10确定电源电压VBatt已经变为例如大约4.06V时，电源单元10完成电源12 的充电。这样，缩短了直到完成充电所需的时间。
顺便提及，电源电压VBatt和SOC具有相关性。在确定电源电压VBatt已经变为例如大约4.06V的情况下，如果电源12的充电完成，则SOC变为大约85％至96％。
充电IC 55和MCU 50被配置为分别使用不同的确定条件来确定电源12 的充电状态是否已经达到预定充电状态。结果，改善了确定的精度，并且在电源12变为完全充电状态之前完成电源12的充电的可能性增加。另外，即使在充电IC 55和MCU 50之一不能正常工作的情况下，也可以在电源12变为完全充电状态之前完成对电源12的充电。
此外，预定充电状态是如下状态：其中等于或大于为了清空提供给用户的一组或两组未使用的气雾剂生成源而需要向负载21提供的电量的电量被存储在电源12中。因此，即使在电源变成完全充电状态之前已经完成电源 12的充电的状态下，也可以用掉一组或两组气雾剂生成源。
例如，假设在电源12放电期间要在负载21中流动的电流被设置为1.44A，并且对于每个第二药筒30，向负载21供电的累积时间的最大值被控制为120 秒。在这种情况下，清空一组所需的最大电量为240mAh，清空两组所需的最大电量为480mAh。作为电源12，使用大容量电源，使得当存储的电量例如为480mAh或稍大于480mAh的值(例如510mAh或540mAh)时，SOC 变为小于100％。
(电源充电操作)
图7是用于说明在电源12的充电期间电源单元10的操作的流程图。图 8是示出电源12充电期间的充电电压VCHG、充电电流ICHG和电源电压VBatt的随时间转变的示例的示图。
如果MCU 50检测到充电端子43与外部电源60之间的电连接，则开始图7所示的操作。在下文中，作为示例，将描述电源12的完全充电电压为4.2V并且上述CV开关电压为4.0V的情况。此外，假设使用具有610mAh的完全充电容量的电源12以及如果在电源12中存储540mAh，则充电完成，将进行以下描述。在这种情况下，预定充电状态是SOC为89％的状态。另外，在该操作中，可以由处理器根据程序来执行由MCU 50和充电IC 55中的每一个执行的处理中的一些或全部。
首先，MCU 50激活内置定时器(步骤S1)。接下来，充电IC 55从电压传感器16获取电源电压VBatt(步骤S2)，并且确定电源电压VBatt是否等于或高于CV开关电压(步骤S3)。如果电源电压VBatt低于CV开关电压(步骤 S3中为“否”)，则充电IC 55通过CC充电开始对电源12进行充电(步骤S4)，然后返回步骤S2。当电源电压VBatt低于CV开关电压时，重复步骤S1至步骤S4的处理，并且通过CC充电对电源12快速充电。
然后，如果电源电压VBatt达到CV开关电压(步骤S3中为“是”)，则充电IC 55通过CV充电(其中，充电电压VCHG具有大于CV开关电压的值的值(优选地，对应于SOC为89％的预定充电状态的电源电压，即4.06V)) 开始对电源12充电(步骤S5)。
如果在步骤S5中开始CV充电，则充电IC 55从内部电流表获取充电电流ICHG，并确定充电电流ICHG是否等于或小于电流阈值(在图7的示例中， 46mA)(步骤S7)。该电流阈值是通过在预定条件(诸如大气温度、电源12 的温度等)下从电源电压为4.0V的状态开始CV充电并实际测量充电电流ICHG的变化而确定的阈值，并且是如果充电电流ICHG变为相应的值，则可以确定 SOC为89％的值。
如果充电电流ICHG等于或小于电流阈值(步骤S7中为“是”)，则充电 IC 55确定电源12的充电状态已达到预定充电状态，即SOC为89％，并且停止从外部电源60向电源12的电力供应，从而完成电源12的充电(步骤S8，图8的时间t1)。
在步骤S7中确定充电电流ICHG超过电流阈值(步骤S7中为“否”)的情况下，充电IC55确定电源12的SOC尚未达到89％，并保持CV充电。顺便提及，图8中所示的示出在开始CV充电之后充电电流ICHG的变化的曲线还根据放置电源单元10的地方的大气温度和电源12的温度而变化。另外，充电电流ICHG的测量值还可以根据各种传感器的测量误差、各种传感器的老化等而变化。因此，即使SOC实际达到89％，步骤S7中的确定也可能变为“否”。
因此，在这种情况下，MCU 50从电压传感器16获取电源电压VBatt(步骤S9)，并确定电源电压VBatt是否等于或大于阈值TH1(步骤S10)。作为阈值TH1，设置与SOC为89％相对应的电源电压即4.06V。然而，考虑到电压传感器16的误差等，优选将通过对电源电压即4.06V加上特定电压获得的值 (例如4.2V等)设定为阈值TH1。
在电源电压VBatt等于或大于阈值TH1的情况下(步骤S10中为“是”)， MCU 50确定电源12的SOC已变为89％或更大，并指示充电IC 55完成充电(步骤S11)。如果接收到该指令，则在步骤S8中，充电IC 55停止从外部电源60向电源12的电力供应，从而完成电源12的充电。可替代地，在图6 的电路配置中，可以关闭在充电IC 55和电源12之间提供的开关(图中未示出)，以强制停止从外部电源60向电源12的电力供应。
在电源电压VBatt小于阈值TH1的情况下(步骤S10中为“否”)，MCU 50 确定内置定时器的定时器值是否已达到预定时间阈值(在图7和8的示例中为90分钟)(步骤S12)。在定时器值已经达到时间阈值的情况下(步骤S12 中为“是”)，MCU 50确定电源12的SOC已经达到89％，并且指示充电IC 55完成充电(步骤S11)。通过步骤S11的该处理，如图8所示，即使在时刻 t1充电未完成，在时刻t2也在电源变为完全充电状态之前完成充电。
作为时间阈值，例如，可以设置通过将特定裕度添加到从SOC为0％的状态开始CV充电时SOC通过CV充电变为89％所花费的时间(在制造期间实际测量的时间)而获得的值。由于随着劣化的进行，对电源12充电所需的时间趋于缩短，因此，如果将在制造期间获得的时间用作基准，则在任何劣化状态或健康状态下，都可以确保完成电源12的充电。
在定时器值尚未达到时间阈值的情况下(步骤S12中为“否”)，MCU 50 确定电源12的SOC尚未达到89％。在这种情况下，保护IC 56从电压传感器16获取电源电压VBatt(步骤S13)，并且确定电源电压VBatt是否等于或大于阈值TH2(步骤S14)。阈值TH2是保护电源12免于过充电或过电流所必需的值，并且被设置为大于完全充电电压的值。
在电源电压VBatt已达到阈值TH2的情况下(步骤S14中为“是”)，保护 IC 56切断从外部电源60延伸至电源12的电力传输路径(步骤S15)。在步骤S15之后，在步骤S8中，充电完成。在电源电压VBatt尚未达到阈值TH2 的情况下(步骤S14为“否”)，处理转向步骤S6。
(实施例的效果)
如上所述，根据电源单元10，由于可以在电源12变为完全充电状态之前完成对电源12的充电，因此直到完成充电为止需要更短时间的快速充电变得可能。而且，电源12是否处于低于完全充电状态的预定充电状态由三个不同条件中的每一个确定，即关于充电电流ICHG的条件(充电电流ICHG应等于或大于电流阈值的条件)、关于电源电压VBatt的条件(电源电压VBatt应等于或大于阈值TH1的条件)以及关于作为从开始充电起经过的时间的充电时间的条件(定时器值应等于或大于时间阈值的条件)。因此，可以改善判定的精度，并且可以提高在电源12变为完全充电状态之前强制完成电源12的充电的可能性。
此外，充电IC 55和MCU 50彼此协作地执行上述确定。因此，与仅由充电IC 55执行确定的情况或仅由MCU 50执行确定的情况或其他情况相比，可以分别使用具有较低性能的充电IC和MCU作为充电IC 55和MCU 50。因此，可以降低电源单元10的制造成本。特别地，在电源12的充电期间， MCU 50不需要执行用于向负载21放电的控制，因此其在容量上具有裕度。因此，高效的分布式处理变得可能，并且可以改善整个电源单元10的处理效率。
此外，与下面将要描述的其中仅通过CC充电来完成电源12的充电的实施例相比，由于在CC充电之后执行CV充电，因此可以减小在完成充电的时刻电源12的SOC和电压变化。
(电源单元的充电操作的第一修改)
MCU 50可以改变在图7的步骤S12中要与定时器值进行比较的时间阈值。具体地，MCU 50根据从温度传感器17获取的电源12的环境温度来改变时间阈值。在电源12的温度低的情况下，直到电源达到期望的电源电压所需的充电时间长。因此，优选的是，在温度等于或低于预定阈值的情况下，与温度超过预定阈值的情况相比，MCU 50将时间阈值设置为更大的值。在这种情况下，可以进一步改善对电源12的充电状态的确定的精度。
另外，MCU 50可以根据作为包括电源12的健康状态或劣化状态的指标的SOH(健康状态)来改变时间阈值。如上所述，对电源12进行充电所需的时间趋于随着劣化的进行而缩短。因此，优选随着电源12的劣化的进行而将温度阈值设定得更短。在这种情况下，可以进一步改善对电源12的充电状态的确定的精度。
(电源单元的充电操作的第二修改)
图9是用于说明对在电源12进行充电期间的电源单元10的操作的修改的流程图。图10和图11是示出在图9所示的操作期间的充电电压VCHG、充电电流ICHG、电源电压VBatt随时间变化的示例的示图。
如果MCU 50检测到充电端子43与外部电源60之间的电连接，则开始图9所示的操作。在下文中，作为示例，将描述其中电源12的完全充电电压为4.2V并且上述CV开关电压为4.0V的情况。此外，假设使用具有610mAh 的完全充电容量的电源12以及如果在电源12中存储了500mAh，则充电完成，将进行以下描述。在这种情况下，预定充电状态是SOC为82％的状态。
首先，MCU 50激活内置定时器(步骤S21)。接下来，充电IC 55从电压传感器16获取电源电压VBatt(步骤S22)，并且确定电源电压VBatt是否低于CV开关电压(步骤S23)。如果电源电压VBatt低于CV开关电压(步骤S23 中为“是”)，则充电IC 55通过CC充电开始对电源12进行充电(步骤S24)。
图10示出了当执行步骤S24时电压和电流的转变的示例。
如果开始CC充电，则MCU 50从电压传感器16获取电源电压VBatt(步骤S25)，并且确定电源电压VBatt是否等于或高于CV开关电压(步骤S26)。在电源电压VBatt等于或高于CV开关电压的情况下(步骤S26中为“是”)，MCU 50确定电源12的SOC已达到82％，并指示充电IC 55完成充电(步骤S27)。如果接收到该指示，则充电IC 55在步骤S28中停止从外部电源60 向电源12的电力供应，从而完成对电源12的充电(图10的时间t3)。
在步骤S23中确定电源电压VBatt等于或高于CV开关电压(步骤S23中的“否”)的情况下，充电IC 55以设置为大于CV开关电压的值(优选为4.06V，其为与82％的SOC相对应的电源电压)的充电电压VCHG通过CV充电开始对电源12进行充电(步骤S31)。图11示出了当执行步骤S31时电压和电流的转变的示例。
如果在步骤S31中开始CV充电，则充电IC 55从内部电流表获取充电电流ICHG(步骤S32)，并确定充电电流ICHG是否等于或小于电流阈值(在图9 的示例中为46mA)(步骤S33)。
如果充电电流ICHG等于或小于电流阈值(步骤S33中为“是”)，则充电IC 55确定电源12的充电状态已达到82％的SOC，并停止从外部电源60向电源12的电力供应，从而完成电源12的充电(步骤S28，图11的时间t1)。
在步骤S33中确定充电电流ICHG超过电流阈值(步骤S33中为“否”) 的情况下，充电IC 55确定电源12的SOC尚未达到82％，并保持CV充电。另外，在这种情况下，MCU 50确定内置定时器的定时器值是否已经达到预定时间阈值(在图9和图11的示例中为90分钟)(步骤S34)。
在定时器值已达到时间阈值的情况下(步骤S34中为“是”)，MCU 50 确定电源12的SOC已达到82％，并将处理转至步骤S27。通过步骤S27的该处理，如图11所示，即使在时间t1充电未完成，在时间t2，在电源变为完全充电之前也完成充电。
在定时器值尚未达到时间阈值的情况下(步骤S34中为“否”)，MCU 50 确定电源12的SOC尚未达到82％。在这种情况下，保护IC 56从电压传感器16获取电源电压VBatt(步骤S35)，并且确定电源电压VBatt是否等于或大于阈值TH2(步骤S36)。
在电源电压VBatt已达到阈值TH2的情况下(步骤S36中为“是”)，保护 IC 56切断从外部电源60延伸至电源12的电力传输路径(步骤S37)。在步骤S37之后，在步骤S28中，充电完成。在电源电压VBatt尚未达到阈值TH2 的情况下(步骤S36为“否”)，处理转至步骤S32。
根据上述第二修改的操作，如果电源电压低于CV开关电压，则仅通过 CC充电执行电源12的充电，并且在电源达到完全充电状态之前完成充电。因此，即使在电源12中存储的电量小的状态下，也可以缩短直到充电完成所需的时间，并且可以提高用户满意度。
此外，即使在电源电压等于或高于CV开关电压的情况下，通过步骤S33 和步骤S34的处理，也可以在电源变为完全充电状态之前完成充电。因此，可以缩短直到完成充电所需的时间，并且可以提高用户满意度。
在本说明书中，至少公开了以下发明(1)至(19)。
(1)一种用于气雾剂吸入器的电源单元，该电源单元包括：
电源，能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂；以及
控制单元，其被配置为确定正在充电的电源是否已经达到低于完全充电状态的预定充电状态，并且在确定电源已经达到预定充电状态的情况下完成电源的充电。
根据(1)，变得可以在电源达到完全充电状态之前完成充电。因此，可以及早完成充电。另外，由于电源没有变为完全充电状态，因此可以抑制电源的劣化，并且可以延长电源单元的寿命。
(2)根据(1)所述的电源单元，其中
控制单元通过恒流充电对电源进行充电，并且在确定正通过恒流充电进行充电的电源已经达到预定充电状态的情况下，控制单元结束恒流充电，从而完成电源的充电。
根据(2)，由于可以仅通过恒流充电完成电源的充电，所以可以缩短充电时间。
(3)根据(1)所述的电源单元，其中
控制单元通过恒压充电对电源进行充电，并且在确定正通过恒压充电进行充电的电源已经达到预定充电状态的情况下，控制单元结束恒压充电，从而完成电源的充电。
根据(3)，由于可以通过恒压充电来进行充电直到电源变为预定充电状态，因此可以在充电完成时稳定电源的电压。
(4)根据(3)所述的电源单元，其中
控制单元在电源的电压小于一小于完全充电电压的第一值的状态下通过恒流充电对电源进行充电，并且在电源的电压达到第一值的状态下，使用具有大于第一值的第二值的电压作为用于电源的电源电压通过恒压充电对电源进行充电。
根据(4)，由于通过恒压充电进行充电直到电源变为预定充电状态，所以可以在充电完成时稳定电源的电压。此外，即使执行两次或更多次充电，也可以抑制充电完成时电源的电压或SOC的变化。
(5)根据(4)所述的电源单元，其中
第二个值小于完全充电电压。
根据(5)，由于以低于完全充电电压的电压进行恒压充电，因此变得可以进行精确的充电。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的电源单元，其中：
在满足用于确定电源已经达到预定充电状态的多个条件中的任何一个条件的情况下，控制单元完成电源的充电。
根据(6)，由于可以根据多个条件确定完成充电的时刻，因此，可以提高在电源达到完全充电之前强制完成充电的可能性。
(7)根据(6)所述的电源单元，其中，
所述多个条件包括关于电源的充电电流的条件和关于电源的电压的条件。
根据(7)，由于可以根据与不同物理量有关的多个条件来确定完成充电的时刻，因此可以提高在电源达到完全充电状态之前强制完成充电的可能性。
(8)根据(7)所述的电源单元，其中
所述多个条件包括关于电源的充电时间的条件。
根据(8)，由于还可以根据与充电时间有关的条件来确定完成充电的时刻，因此可以提高在电源到达完全充电状态之前强制完成充电的可能性。
(9)根据(6)至(8)中任一项的电源单元，其中
控制单元包括第一控制单元和第二控制单元，第一控制单元和第二控制单元分别地基于条件确定电源是否已经达到预定的充电状态，并完成电源的充电。
根据(9)，可以由第一控制单元和第二控制单元并行执行用于完成充电的确定。因此，可以提高在电源达到完全充电状态之前强制完成充电的可能性。另外，由于与由一个控制单元执行确定的情况相比，变得不需要使用昂贵的单元作为控制单元，因此能够降低制造成本。
(10)根据(9)所述的电源单元，其中，
第一控制单元和第二控制单元基于不同的条件执行确定。
根据(10)，可以由第一控制单元和第二控制单元并行地基于不同的确定标准来执行用于完成充电的确定。因此，可以提高在电源达到完全充电状态之前强制完成充电的可能性。
(11)根据(9)或(10)所述的电源单元，其中
第一控制单元是用于对电源的充电执行控制的电路，以及
第二控制单元是用于执行对电源向负载放电的控制的电路。
根据(11)，可以通过在充电期间具有容量裕度的第二控制单元执行用于完成充电的确定。因此，可以将负载分配给各个控制单元。
(12)根据(11)所述的电源单元，还包括：
保护电路，其被配置为保护电源。
根据(12)，即使发生虽然电源已经达到完全充电电压但无法完成充电的状态，也可以保护电源。因此，可以在执行快速充电的同时确保安全性。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的电源单元，其中
预定充电状态是其中等于或大于为了清空未使用的气雾剂生成源而需要施加到负载的电量的电力被存储在电源中的状态。
根据(13)，如果电源的充电完成，则变得可以通过气雾剂吸入器用尽气雾剂生成源。因此，可以防止电源的频繁充电，从而抑制电源的劣化。
(14)根据(1)至(13)中的任一项所述的电源单元，还包括：
通知单元，其被配置为通过除用于显示字符或图像的元件以外的元件来通知存储在电源中的电量。
根据(14)，可以通过例如发光元件的颜色、发光图案等来通知存储在电源中的电量。因此，即使在电源变为完全充电状态之前通过控制单元的控制完成了电源的充电，也可以防止给用户以奇怪的感觉。
(15)一种用于气雾剂吸入器的电源单元，该电源单元包括：
电源，其能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂；
第一控制单元，其被配置为对电源的充电进行控制；以及
第二控制单元，其被配置为对电源向负载放电进行控制，
其中，在满足多个条件中的任意一个的情况下，第一控制单元和第二控制单元中的每一个完成对电源的充电。
根据(15)，由于可以根据多个条件来确定完成充电的时刻，因此可以提高在电源已经到达期望的充电状态的状态下强制完成充电的可能性。
(16)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，该电源单元包括能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂的电源，该控制方法包括：
在电源充电期间确定电源是否已经达到低于完全充电状态的预定充电状态、并在确定电源已经达到预定充电状态的情况下完成电源的充电的控制步骤。
(17)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，该电源单元包括能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂的电源，该控制程序使计算机运行：
在电源充电期间确定电源是否已经达到低于完全充电状态的预定充电状态、并在确定电源已经达到预定充电状态的情况下完成电源的充电的控制步骤。
(18)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，电源单元包括：能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂的电源；被配置为对电源的充电进行控制的第一控制单元；以及被配置为对电源向负载的放电进行控制的第二控制单元，该控制方法包括：
在满足多个条件中的任何一个的情况下，使第一控制单元运行用于完成对电源的充电的控制，并且在满足多个条件中的任何一个的情况下，使第二控制单元运行用于完成对电源的充电的控制。
(19)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，该电源单元包括：能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂的电源；第一控制单元，其被配置为对电源的充电进行控制；以及第二控制单元，其被配置为对电源向负载的放电进行控制，该控制程序包括：
在满足多个条件中的任意一个的情况下，使第一控制单元运行用于完成对电源的充电的控制，并且在满足多个条件中的任何一个情况下，使第二控制运行用于完成对电源的充电的控制。
根据(16)至(19)，可以在电源达到完全充电状态之前完成充电。因此，可以及早完成充电。另外，由于电源没有变为完全充电状态，因此可以抑制电源的劣化，并且可以延长电源单元的寿命。
根据(1)和(15)至(19)，变得可以在电源达到完全充电状态之前完成充电。因此，可以及早完成充电。另外，由于电源没有变为完全充电状态，因此可以抑制电源的劣化，并且可以延长电源单元的寿命。因此，具有节能效果，其中可以长时间使用电源而无需更换全新的电源。
根据本发明，可以通过尽早完成电源的充电来使气雾剂吸入器可用。

Claims (7)

1.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，其能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂；以及
控制单元，其被配置为确定正在充电的所述电源是否已经达到低于完全充电状态的预定充电状态，并且在确定所述电源已经达到所述预定充电状态的情况下完成电源的充电，其中
所述控制单元包括基于用于确定所述电源已经达到所述预定充电状态的多个条件各自确定所述电源是否已经达到预定充电状态、并完成所述电源的充电的第一控制单元和第二控制单元，
所述第一控制单元是用于对所述电源的充电进行控制的电路，以及
所述第二控制单元是用于对所述电源向负载的放电进行控制的电路。
2.根据权利要求1所述的用于气雾剂吸入器的电源单元，其中，
所述多个条件包括关于所述电源的充电电流的条件和关于所述电源的电压的条件。
3.根据权利要求2所述的用于气雾剂吸入器的电源单元，其中，
所述多个条件包括关于所述电源的充电时间的条件。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的用于气雾剂吸入器的电源单元，其中
第一控制单元和第二控制单元基于不同的条件执行确定。
5.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，其能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂；
第一控制单元，其被配置为对所述电源的充电进行控制；以及
第二控制单元，其被配置为对所述电源向负载的放电进行控制，
其中，在满足多个条件中的任意一个的情况下，第一控制单元和第二控制单元中的每一个完成所述电源的充电。
6.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，所述电源单元包括：能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂的电源；被配置为对所述电源的充电进行控制的第一控制单元；以及被配置为对所述电源向负载的放电进行控制的第二控制单元，
所述控制方法在满足多个条件中的任何一个的情况下，使第一控制单元运行用于完成对所述电源的充电的控制，以及在满足多个条件中的任何一个的情况下，使第二控制单元运行用于完成对所述电源的充电的控制。
7.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储控制程序，所述电源单元包括：能够向负载放电以用于从气雾剂生成源生成气雾剂的电源；第一控制单元，其被配置为对所述电源的充电进行控制；以及第二控制单元，其被配置为对所述电源向负载的放电进行控制，所述控制程序被执行以使得：
在满足多个条件中的任意一个的情况下，使第一控制单元运行用于完成对所述电源的充电的控制，以及在满足多个条件中的任何一个情况下，使第二控制单元运行用于完成对所述电源的充电的控制。
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