CN105208884A - 用于电子吸烟制品的加热控制布置以及相关联的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种用于控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热的方法。将平均功率从电源引导到被布置成对所述气溶胶前体布置进行加热的加热装置且相称地起始加热时间段。所述平均功率对应于与所述电源相关联的所选择的功率设定点。将引导到所述加热装置的实际功率确定为所述加热装置处的电压和通过所述加热装置的电流的乘积。将所述实际功率与所述平均功率进行比较，且调整所述平均功率以朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率。周期性地确定所述实际功率且将其与所述平均功率进行比较，且朝向所述所选择的功率设定点调整所述平均功率，直到所述加热时间段截止为止。本公开还提供了一种相关联的设备和计算机程序产品。
Description
技术领域
本公开涉及气溶胶传送制品和其使用，且具体来说涉及可被认为是吸烟制品、用于以可吸入方式产生烟草或其它材料的组分的目的的制品。由烟草制造或从烟草获得此类制品的高度优选组分，或那些制品可表征为以其它方式掺入烟草供人类消耗。
背景技术
这些年来已提供许多吸烟装置作为对需要燃烧烟草来进行使用的吸烟产品的改进或替代。据称，已将那些装置中的许多装置设计成提供与吸食香烟、雪茄或烟斗相关联的感觉，但不传送相当大数量的由燃烧烟草引起的不完全燃烧和热解产物。为此，已提出许多利用电能来蒸发或加热挥发性材料或试图提供吸食香烟、雪茄或烟斗的感觉而不在很大程度上燃烧烟草的吸烟产品、香味生成器以及医学吸入器。举例来说，参见在描述于以下专利中的背景技术中陈述的各种替代吸烟制品、气溶胶传送装置和生热源：授予Robinson等人的第7,726,320号美国专利和2012年10月8日提交的授予Sears等人的第13/647,000号美国专利申请，所述专利以引用方式并入本文中。
采用电能来生成热量以用于烟雾或气溶胶形成的某些烟草产品和(具体地)已被称为电子香烟产品的某些产品已可在世界各地商购获得。类似于传统类型的香烟、雪茄或烟斗的许多属性的代表性产品已作为以下产品出售：由PhilipMorrisIncorporated生产的由IrmoVaporLLC生产的ALPHATM、JOYE510TM以及M4TM；由WhiteCloudCigarettes生产的CIRRUSTM和FLINGTM；由InternationalInc.生产的COHITATM、COLIBRITM、ELITECLASSICTM、MAGNUMTM、PHANTOMTM以及SENSETM：由EgarAustralia生产的EGARTM；由Joyetech生产的eGo-CTM和eGo-TTM；由ElusionUKLtd生产的ELUSIONTM；由Eonsmoke有限责任公司生产的由美国的GreenSmokeInc.生产的GREEN由GreenaretteLLC生产的GREENARETTETM；由Smoke生产的HALLIGANTM、HENDUTM、JETTM、MAXXQTM、PINKTM以及PITBULLTM；由PhilipMorrisInternational,Inc.生产的HEATBARTM；来自Crown7的HYDROIMPERIALTM和LXETM；由LOGICTechnology生产的LOGICTM和THECUBANTM；由LucianoSmokesInc.生产的由Nicotek,LLC生产的由Sottera,Inc.生产的和ONEJOYTM；由SSChoiceLLC生产的NO.7TM；由PremiumEstoreLLC生产的PREMIUMELECTRONICCIGARETTETM；由RuyanAmerica,Inc.生产的RAPPE-MYSTICKTM；由RedDragonProducts,LLC生产的REDDRAGONTM；由RuyanGroup(Holdings)Ltd.生产的由TheSmartSmokingElectronicCigaretteLtd.生产的SMART由CoastlineProductsLLC生产的SMOKE由SmokingEverywhere,Inc.生产的SMOKING由VMRProductsLLC生产的V2CIGSTM；由VaporNineLLC生产的VAPORNINETM；由Vapor4Life,Inc.生产的V由E-CigaretteDirect,LLC生产的VEPPOTM以及由R.J.ReynoldsVaporCompany生产的另外其它电动气溶胶传送装置和(具体地)已表征为所谓的电子香烟的那些装置已以以下商品名出售：BLUTM；COOLERVISIONSTM；DIRECTE-CIGTM；DRAGONFLYTM；EMISTTM；EVERSMOKETM；HYBRIDFLAMETM；KNIGHTSTICKSTM；ROYALBLUESTM；和SOUTHBEACHSMOKETM。
希望提供一种香烟制品，其采用由电能产生的热量来提供吸食香烟、雪茄或烟斗的感觉，并且在这样做时不在任何显著程度上燃烧烟草且在这样做时不需要燃烧热源并且在这样做时不一定传送相当大数量的不完全燃烧和热解产物。
发明内容
以上需要和其它需要通过本公开的若干方面来解决，本公开在一个方面中提供了一种控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热的方法。此方法包括将平均功率从电源引导到被布置成对气溶胶前体布置进行加热的加热装置且相称地起始加热时间段，其中平均功率对应于与电源相关联的所选择的功率设定点。引导到加热装置的实际功率被确定为加热装置处的电压与通过加热装置的电流的乘积，且将实际功率与平均功率进行比较。调整引导到加热装置的平均功率以便朝向所选择的功率设定点引导实际功率。周期性地确定实际功率且将其与平均功率进行比较，并且调整平均功率以朝向所选择的功率设定点引导实际功率，直到加热时间段截止为止。
在本公开的另一方面中，提供了一种包括处理电路的设备。此实例实施例的处理电路可被配置成控制所述设备以至少执行方法方面的步骤。
在本公开的又一方面中，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上存储有计算机程序代码的至少一个非暂态计算机可读存储介质。此实施例的程序代码可包含用于在对其进行执行时至少执行方法方面的步骤的程序代码。
本公开因此包含但不限于以下实施例：
实施例1：一种用于控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热的方法，其包括：将平均功率从电源引导到被布置成对气溶胶前体布置进行加热的加热装置且相称地起始加热时间段，所述平均功率对应于与所述电源相关联的所选择的功率设定点；将引导到所述加热装置的实际功率确定为所述加热装置处的电压与通过所述加热装置的电流的乘积；将所述实际功率与所述平均功率进行比较；调整引导到所述加热装置的所述平均功率以便朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率；以及周期性地确定所述实际功率，将所述实际功率与所述平均功率进行比较且调整所述平均功率以朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率，直到所述加热时间段截止为止。
实施例2：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其中通过将平均功率从电源引导到加热装置来起始加热时间段进一步包括致动电连通在所述电源与所述加热装置之间的开关装置，以将电流流动从所述电源引导到所述加热装置。
实施例3：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其进一步包括通过将所述加热装置处的实际电压与参考电压进行比较来确定所述加热装置处的电压。
实施例4：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其中所述加热装置处的所述实际电压在约2.0V的低值与约4.2V的高值之间，且将所述加热装置处的实际电压与参考电压进行比较进一步包括将分压器应用到所述实际电压且将分压与处理器的内部参考电压进行比较，所述分压具有对应于所述实际电压的低值和高值的低值和高值。
实施例5：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其中将所述分压与处理器的内部参考电压进行比较进一步包括将所述分压与大于所述分压的所述高值的内部参考电压进行比较。
实施例6：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其中应用分压器进一步包括将所述加热装置处的所述实际电压乘以第二电阻器与第一电阻器及所述第二电阻器的和的比率。
实施例7：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其中应用分压器进一步包括以下操作中的一个：
应用包括在约500kOhm与约1000kOhm之间的第一电阻器和在约100kOhm与约500kOhm之间的第二电阻器的分压器；
应用包括第一电阻器和第二电阻器的分压器，所述第一电阻器和第二电阻器在它们之间具有在约1:1与约10:1之间的电阻比率；
应用包括第一电阻器和第二电阻器的分压器，所述第一电阻器和第二电阻器在它们之间具有约5:1的电阻比率；以及
应用包括第一电阻器和第二电阻器的分压器，所述第一电阻器和第二电阻器在它们之间具有对应于所述处理器的所述内部参考电压与所述分压的所述高值的比率的电阻比率。
实施例8：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其中应用分压器进一步包括将分压器应用到所述实际电压，以便形成到处理器的电压模/数转换器的输入电压的表示。
实施例9：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的方法，其进一步包括通过确定跨串联安置在所述加热装置与所述电源之间的电阻器的电压降来确定通过所述加热装置的电流。
实施例10：一种用于电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热控制设备，其包括：加热装置，其被布置成对所述气溶胶前体布置进行加热；电源，其与所述加热装置连通；以及控制器，其与所述加热装置和所述电源连通，所述控制器具有处理器，所述处理器被配置成至少引导所述电源向所述加热装置提供平均功率且相称地起始加热时间段，所述平均功率对应于与所述电源相关联的所选择的功率设定点；将引导到所述加热装置的实际功率确定为所述加热装置处的电压与通过所述加热装置的电流的乘积；将所述实际功率与所述平均功率进行比较；调整引导到所述加热装置的所述平均功率以便朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率；以及周期性地确定所述实际功率，将所述实际功率与所述平均功率进行比较，且调整所述平均功率以朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率，直到所述加热时间段截止为止。
实施例11：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述控制器被进一步配置成致动电连通在所述电源与所述加热装置之间的开关装置，以将电流流动从所述电源引导到所述加热装置。
实施例12：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述控制器被进一步配置成通过将所述加热装置处的实际电压与参考电压进行比较来确定所述加热装置处的电压。
实施例13：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述加热装置处的所述实际电压在约2.0V的低值与约4.2V的高值之间，且其中所述控制器被进一步配置成将分压器应用到所述实际电压且将分压与所述处理器的内部参考电压进行比较，所述分压具有对应于所述实际电压的低值和高值的低值和高值。
实施例14：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述控制器被进一步配置成将所述分压与大于所述分压的所述高值的内部参考电压进行比较。
实施例15：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述控制器被进一步配置成将所述加热装置处的所述实际电压乘以第二电阻器与第一电阻器及所述第二电阻器的和的比率。
实施例16：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述控制器被进一步配置成应用分压器，所述分压器包括以下电阻器中的一者：
在约500kOhm与约1000kOhm之间的第一电阻器和在约100kOhm与约500kOhm之间的第二电阻器；
第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和第二电阻器在它们之间具有在约1:1与约10:1之间的电阻比率；
第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和第二电阻器在它们之间具有约5:1的电阻比率；以及
第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和第二电阻器在它们之间具有对应于所述处理器的所述内部参考电压与所述分压的所述高值的比率的电阻比率。
实施例17：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述控制器被进一步配置成将分压器应用到所述实际电压，以便形成到所述处理器的电压模/数转换器的输入电压的表示。
实施例18：如任何前述实施例或后续实施例或它们的组合所述的加热控制设备，其中所述控制器被进一步配置成通过确定跨串联安置在所述加热装置与所述电源之间的电阻器的电压降来确定通过所述加热装置的电流。
实施例19：一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上存储有计算机程序代码的至少一个非暂态计算机可读存储介质，所述计算机程序代码用于控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热，所述计算机程序代码包括用于在由处理器执行时执行如前述方法实施例或后续方法实施例中任一实施例或它们的组合所述的方法的程序代码。
将从阅读以下详细描述连同下文简要描述的附图明白本公开的这些和其它特征、方面以及优点。本公开包含本公开中陈述的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，而不论此类特征或元件是否在本文具体实施例描述中明确组合或以其它方式引述。本公开旨在被整体性地阅读使得本公开在其方面和实施例中的任一个中的任何单独特征或元件应被视为预期的(即，可组合)，除非本公开的上下文另有明确指示。
附图说明
在已以前述一般术语如此描述本公开之后，现将参见附图，所述附图不一定按比例绘制，且在附图中：
图1是根据本公开的一个方面的并入有用于气溶胶前体组分或布置的加热设备的电子吸烟制品的示意图；
图2是根据本公开的一个方面的用于电子吸烟制品的气溶胶前体组分或布置的加热设备的示意图；
图3是根据本公开的电子吸烟制品的实例实施例的透视图，其中所述制品包括可相对于彼此附接和脱离的控制主体部分和烟弹部分；
图4是根据本公开的一个方面的控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热的方法的示意图；
图5是根据本公开的一个方面的可在计算装置上实施的设备的框图；
图6示意性地示出本文中公开的电子吸烟制品的方面的操作/功能的流程图；
图7示意性地示出根据本公开的各种方面的关于功率控制调节的“稳定区”；
图8示意性地示出针对根据本公开的一个方面的电子吸烟制品的跨蓄电池电压传送的功率的一个例示性实例的图；
图9示意性地示出针对根据本公开的一个方面的电子吸烟制品的加热组件在抽吸的持续时间内的例示性电流/功率分布；
图10示意性地示出针对根据本公开的一个方面的电子吸烟制品的与不同加热组件设定档(profile)相关联的抽吸寿命或抽吸计数的不同段；
图11示意性地示出针对根据本公开的一个方面的电子吸烟制品的功率/控制单元(包含逻辑门)的通电功能的一个方面；
图12示意性地示出针对根据本公开的一个方面的电子吸烟制品的压力传感器功能和电路的若干方面。
具体实施方式
下文将参考本公开的例示性实施例更完整地描述本公开。描述这些例示性实施例使得本公开将是透彻且完整的，且将向本领域的技术人员完整地传达本公开的范围。实际上，本公开可以许多不同形式体现且不应理解为限于本文中陈述的实施例；而是，提供这些实施例使得本公开将满足可适用的法律要求。如本说明书中和所附权利要求书中使用，单数形式的“一个”(a/an)、“所述(the)”包含复数个参照对象，除非上下文另有明确指示。
本公开提供使用电能来对材料进行加热(优选地不在任何显著程度上燃烧所述材料)以形成可吸入物质的制品，所述制品充分紧凑以被视为“手持式”装置。在某些实施例中，制品可具体地表征为吸烟制品。如本文使用，所述术语旨在表示一种制品，所述制品提供吸食香烟、雪茄或烟斗的滋味和/或感觉(例如，手感或口感)而基本上不燃烧制品的任何组分。术语吸烟制品不一定指示所述制品在操作中产生燃烧或热解的副产物意义上的烟雾。而是，吸烟是指个体在使用制品时的物理动作—例如，夹住制品、对制品的一端进行抽吸且从制品吸入。在另外实施例中，本发明的制品可表征为蒸汽产生制品、烟雾化制品或药物传送制品。因此，所述制品可被布置成提供处在可吸入状态中的一或多种物质。在其它实施例中，可吸入物质可基本上为蒸汽的形式(即，在低于其临界点的温度下处在气相中的物质)。在其它实施例中，可吸入物质可为气溶胶的形式(即，细小固体颗粒或液滴在气体中悬浮)。可吸入物质的物理形式不一定由本发明制品的性质限制而是可取决于介质和可吸入物质本身关于其是否以汽态或气溶胶状态存在的性质。在一些实施例中，术语可互换。因此，为简单起见，如用于描述本公开的术语应理解为可互换，除非有另外指出。
在一个方面中，本公开提供一种吸烟制品。所述吸烟制品一般来说可包含提供在细长主体内的多个组件，所述细长主体可为单个、单一外壳或其可由两个或更多个可分离件形成。举例来说，根据一个实施例的吸烟制品可包括外壳(即，细长主体)，其形状可基本上为管状，诸如类似于常规香烟或雪茄的形状。吸烟制品的所有组件可驻留在外壳内。在其它实施例中，吸烟制品可包括接合且可分离的两个外壳。举例来说，控制主体可包括外壳，所述外壳含有一或多个可重复使用的组件且具有可移除地附接到烟弹的端部。所述烟弹可包括外壳，所述外壳含有一或多个一次性组件且具有可移除地附接到所述控制主体的端部。鉴于本文中提供的进一步公开可明白单个外壳内的或可分离控制主体和烟弹内的组件的更多具体布置。
可根据本公开的使用的吸烟制品具体来说可包括电源(即，电力电源)、一或多个控制组件(例如，用于控制/致动/调节电力从电源到制品的一或多个另外组件的流动)、加热器组件以及气溶胶前体组分的某种组合。吸烟制品可进一步包含通过所述制品的限定气流路径，使得由所述制品产生的气溶胶可通过用户对所述制品进行抽吸而从所述制品吸出。组件在制品内的对准可以发生变化。在具体实施例中，气溶胶前体组分可定位在制品的接近用户的口腔的端部附近，以便最大化向用户的气溶胶传送。然而，不排除其它配置。一般来说，加热器组件可定位成充分靠近所述气溶胶前体组分，使得来自加热器组件的热量可使气溶胶前体(以及可同样被提供以向用户传送的一或多种其它香料、药物或类似物)挥发且形成气溶胶以向用户传送。当加热构件对气溶胶前体组分进行加热时，形成、释放气溶胶或者以适于由消费者吸入的物理形式生成气溶胶。应当指出的是，上述术语旨在为可互换的，使得对释放(release/releasing/releases/released)的引用包含形成(form/forming/forms/formed)或生成(generate/generating/generates/generated)。具体地，以蒸汽或气溶胶或它们的混合物的形式释放可吸入物质。
根据本公开的吸烟制品一般可包含蓄电池或其它电力电源，以提供足以向制品提供各种功能性(诸如，电阻加热、对指示器的供电及类似者)的电流流动。用于本发明的吸烟制品的电源可呈现各种实施例。优选地，电源能够传送足够的电力来对加热构件进行迅速加热以提供气溶胶形成，且在使用中为制品供电达期望持续时间。电源的尺寸优选地设定成便利地装配在制品内。可用电源的实例包含优选地可再充电的锂离子蓄电池(例如，可再充电的锂-二氧化锰蓄电池)。具体地，锂聚合物蓄电池可用作此类蓄电池且可提供增加的安全性。还可使用其它类型的蓄电池—例如，N50-AAACADNICA镍镉电池。在第2010/0028766号美国公开申请中描述了可根据本公开使用的蓄电池的甚至另外实例，所述美国公开申请以全文引用方式并入中。在本公开的某些实施例中可使用薄膜蓄电池。这些蓄电池中的任一个或它们的组合可用于电源中，但因为成本和与一次性电池相关联的处理考虑，可再充电蓄电池是优选的。在其中提供一次性蓄电池的实施例中，吸烟制品可包含用于移除和替换蓄电池的入口。另选地，在其中使用可再充电蓄电池的实施例中，吸烟制品可包括用于与常规再充电单元中的对应触点相互作用的充电触点，所述常规再充电单元从标准120伏特AC壁式插座或其它源(诸如，汽车电气系统或单独便携式电力供应器(包含USB连接件))得到电力。用于对蓄电池进行再充电的装置可提供在便携式充电盒中，所述盒可包含(例如)相对较大的蓄电池组，其可为存在于吸烟制品中的相对较小的蓄电池提供多次充电。所述制品可进一步包含用于提供非接触式感应再充电系统的组件，使得制品可在未物理连接到外部电源的情况下进行充电。因此，所述制品可包含用于促进从电磁场到制品内的可再充电蓄电池的能量转移的组件。
在另外实施例中，电源还可包括一或多个电容器。电容器能够比蓄电池更迅速地放电且可在若干次抽吸之间充电，从而允许蓄电池以比在其直接用于为加热构件供电的情况下更低的速率放电到电容器中。举例来说，超级电容器(即，电双层电容器(EDLC))可与蓄电池分开使用或与蓄电池结合使用。当单独使用时，超级电容器可在每次使用制品之前进行再充电。因此，本公开还可包含充电器组件，其可在使用之间附接到吸烟制品以补充超级电容器。
吸烟制品还可包含多种电力管理软件、硬件和/或其它电子控制组件。举例来说，此类软件、硬件和/或电子控制件可包含执行蓄电池充电、检测蓄电池充电和放电状态、执行省电操作、防止蓄电池的无意放电或过放电或类似者。
根据本公开的“控制器”或“控制组件”可涵盖可在本吸烟制品中使用的多种元件。此外，根据本公开的吸烟制品可包含可组合成单一元件或可存在于吸烟制品内的若干单独位置处的一个、两个或甚至更多个控制组件，且个别控制组件可用于执行不同控制方面。举例来说，吸烟制品可包含控制组件，所述控制组件与蓄电池成一整体或以其它方式与蓄电池组合，以便控制从蓄电池的电力释放。吸烟制品可单独包含控制制品的其它方面的控制组件。另选地，可提供执行制品的多个控制方面或所有控制方面的单个控制器。同样地，用于制品中的传感器(例如，抽吸传感器)可包含控制组件，所述控制组件控制响应于刺激而对从电源的电力释放的致动。吸烟制品可单独包含控制制品的其它方面的控制组件。另选地，单个控制器可提供在传感器中或以其它方式与所述传感器相关联，以用于执行制品的多个控制方面或所有控制方面。因此，可见，可在本吸烟制品中组合控制器的各种组合以提供对装置的所有方面的期望水平的控制。
吸烟制品还可包括一或多个控制器组件，其可用于控制电能从电源到制品的另外组件(诸如，到电阻加热元件)的流动。具体地，制品可包括控制组件，所述控制组件致动从电源诸如到电阻加热元件的电流流动。举例来说，在一些实施例中，制品可包含下按按钮，所述下按按钮可连接到控制电路以用于手动控制电力流动，其中消费者可使用所述下按按钮来开启制品且/或致动电流流动到电阻加热元件中。可提供多个按钮以用于手动执行使制品通电和断电且用于激活加热以用于气溶胶生成。所存在的一或多个下按按钮可与吸烟制品的外表面基本上齐平。
作为对下按按钮的替代(或补充)，本发明的制品可包含响应于消费者对制品进行抽吸的一或多个控制组件(即，抽吸致动加热)。举例来说，制品可包含开关，所述开关对于消费者对所述制品进行抽吸时的压力变化或气流变化敏感(即，抽吸致动开关)。其它合适电流致动/撤销致动机构可包含温度致动的接通/断开开关或唇压致动开关。可提供此抽吸致动能力的例示性机构包含由伊利诺伊州弗里波特市的Honeywell,Inc.的微型开关(MicroSwitch)部门制造的型号为163PC01D36的硅传感器。使用此传感器，电阻加热元件可由消费者对制品进行抽吸时的压力变化迅速激活。此外，流动感测装置(例如，使用热金属丝风速测定原理的流动感测装置)可用于在感测到气流变化之后充分迅速地引起对电阻加热元件进行供能。可使用的另一抽吸致动开关是来自佛罗里达州劳德戴尔堡市的MicroPneumaticLogic,Inc.的型号为MPL-502-V的A量程压差开关。另一合适的抽吸致动机构是敏感的压力换能器(例如，配备有放大器或增益级)，其继而与比较器耦合以用于检测预定阈值压力。又一合适抽吸致动机构是由气流偏转的叶片，所述叶片的运动通过移动感测装置检测。又一合适制动机构是压电开关。还可使用经适当连接的来自伊利诺伊州弗里波特市的Honeywell,Inc.的微型开关部门(MicroSwitchDivision)的霍尼韦尔微型开关微桥气流传感器，零件号为AWM2100V。可用于根据本公开的加热电路中的按需操作的电开关的另外实例描述于授予Gerth等人的第4,735,217号美国专利中，所述美国专利以全文引用方式并入本文中。了解本公开的技术人员将明白其它合适差动开关、模拟压力传感器、流速传感器或类似物。可包含压力感测管或提供抽吸致动开关与吸烟制品内的气流通道之间的流体连接的其它通道，使得抽吸期间的压力变化易于由所述开关识别。可用于本吸烟制品中的电流调节电路和其它控制组件(包含微控制器)的进一步描述提供于以下专利中：均授予Brooks等人的第4,922,901号、第4,947,874号以及第4,947,875号美国专利；授予McCafferty等人的第5,372,148号美国专利；授予Fleischhauer等人的第6,040,560号美国专利；以及授予Nguyen等人的第7,040,314号美国专利，以上所有专利均以全文引用方式并入本文中。
电容感测组件可具体地以多种方式并入到装置中，以允许对装置的一或多个组件进行各种类型的“上电”和/或“掉电”。电容感测可包含使用并入基于电容耦合的技术的任何传感器，其包含但不限于，检测和/或测量接近度、位置或位移、湿度、液面、压力或加速度的传感器。电容感测可由提供表面电容、投射电容、互电容或自电容的电子组件引起。电容传感器一般可检测导电的或具有与空气的电介质不同的电介质的任何事物。举例来说，电容传感器可使用电容替代物来替换机械按钮(即，上文引用的下按按钮)。因此，根据本公开的电容感测的一个具体应用为触摸式电容传感器。举例来说，触摸垫可存在于吸烟制品上，所述触摸垫允许用户输入多种命令。最基本地，触摸垫可提供以与下按按钮在很大程度上相同的方式给加热元件供电，如上文已描述。在其它实施例中，可在吸烟制品的口腔端附近应用电容感测，使得嘴唇在吸烟制品上的用于对制品进行抽吸的压力可用信号通知装置向加热元件提供电力。除触摸式电容传感器之外，还可根据本公开利用运动电容传感器、液体电容传感器以及加速度计以说明来自吸烟制品的多种响应。此外，压电传感器也可并入到本发明的吸烟制品中。
本制品中利用的传感器可明确地用信号通知电力流动到加热元件，以便对包含气溶胶前体材料的基底进行加热且形成蒸汽或气溶胶以供用户吸入。传感器还可提供另外的功能。举例来说，可包含“唤醒”传感器。可根据本公开利用同样提供类似功能的其它感测方法。
当消费者对吸烟制品的口腔端进行抽吸时，电流致动装置可允许无限制或不中断的电流流动通过电阻加热构件以迅速生成热量。因为匀速加热，所以可为有用的是，包含电流调节组件以(i)调节通过加热构件的电流流动以控制对电阻元件的加热以及电阻元件由此经历的温度；以及(ii)防止基底或承载气溶胶前体材料和/或其它香料或可吸入材料的其它组分的过热和降解。
具体来说，电流调节电路可为基于时间的。具体地，在一个方面中，此电路包含用于在抽吸期间的初始时间段内允许不间断电流流动通过加热元件的装置，以及用于随后调节电流流动直到抽吸完成为止的定时器装置。举例来说，后续调节可包含电流流动的迅速接通/关断切换(例如，约每1到50毫秒等级)，以将加热元件维持在期望温度范围内。此外，调节可包括简单地允许不间断电流流动直到达到期望温度为止，接着完全关断电流流动。加热构件可通过消费者起始对制品的另一抽吸(或手动致动下按按钮，这取决于用于激活加热器的具体开关实施例)而被再次激活。另选地，后续调节可涉及对通过加热元件的电流流动进行调制，以将加热元件维持在期望温度范围内。在一些实施例中，为了释放期望剂量的可吸入物质，可对加热构件供能达约0.2秒到约5.0秒、约0.3秒到约4.5秒、约0.5秒到约4.0秒、约0.5秒到约3.5秒或约0.6秒到约3.0秒的持续时间。一个例示性时基电流调节电路可包含晶体管、定时器、比较器以及电容器。合适的晶体管、定时器、比较器以及电容器可商购获得且将为技术人员所了解。例示性定时器为购自NECElectronics的定时器，如C-1555C，以及购自GeneralElectricIntersil，Inc.的定时器，如ICM7555，以及各种其它尺寸和配置的所谓的“555定时器”。例示性比较器可购自NationalSemiconductor，如LM311。此类时基电流调节电路和可用于本吸烟制品中的其它控制组件的进一步描述提供于以下专利中：均授予Brooks等人的第4,922,901号、第4,947,874号以及第4,947,875号美国专利，以上所有专利均以全文引用方式并入本文中。
具体来说，控制组件可被配置成精密控制向电阻加热元件提供的热量。在一些实施例中，一旦已达到限定温度，电流调节组件就可用于阻止电流流动到电阻加热元件。此限定温度可在某个范围内，所述范围基本上足够高以使气溶胶前体材料和任何另外的可吸入物质挥发，且提供与对常规香烟的一次典型抽吸相等的气溶胶量，如本文中另外论述。虽然使气溶胶前体材料以足够的体积挥发以为单次抽吸提供期望体积所需的热量可以变化，但可为特别有用的是，使加热构件加热到约120℃或更高、约130℃或更高、约140℃或更高或约160℃的温度。在一些实施例中，为使适当量的气溶胶前体材料挥发，加热温度可为约180℃或更高、约200℃或更高、约300℃或更高或约350℃或更高。在另外实施例中，用于气溶胶形成的限定温度可为约120℃到约350℃、约140℃到约300℃、或约150℃到约250℃。加热的温度和时间可由包含在控制壳体中的一或多个组件控制。一旦已达到限定温度，电流调节组件同样地就可使到电阻加热元件的电流循环关断和接通，以便在限定的时间段内维持限定温度。
又此外，电流调节组件可使到电阻加热元件的电流循环关断和接通以维持低于气溶胶形成温度的第一温度，且接着响应于电流致动控制组件而允许电流流动增加以便达到高于第一温度且为气溶胶形成温度的第二温度。此控制可改善制品针对气溶胶形成的响应时间，使得气溶胶形成在消费者起始抽吸之后几乎瞬间开始。在一些实施例中，第一温度(其可表征为备用温度)可仅略低于上文限定的气溶胶形成温度。具体地，备用温度可为约50℃到约150℃、约70℃到约140℃、约80℃到约120℃或约90℃到约110℃。
除以上控制元件之外，吸烟制品还可包括一或多个指示器。此类指示器可为可提供本发明的制品的使用的多个方面的指示的灯(例如，发光二极管)。此外，LED指示器可定位在吸烟制品的远端，以模拟当常规香烟被点燃且被用户抽吸时看到的颜色变化。还涵盖其它操作指示。举例来说，视觉指示器还可包含光颜色或强度变化以示出吸烟体验的进展。本公开类似地涵盖触觉指示器和声音指示器。此外，还可在单个制品中使用此类指示器的组合。
根据本公开的吸烟制品可进一步包括加热构件，所述加热构件对气溶胶前体组分进行加热以产生气溶胶供用户吸入。在各种实施例中，加热构件可由在将电流施加到其时提供电阻加热的材料形成。优选地，电阻加热元件展现出电阻，使电阻加热元件可用于在电流流动通过其时提供足够的热量。加热构件与气溶胶前体组分/组合物的相互作用(例如，热传导、热辐射和/或热对流)可为彻底的。
可用作电阻加热元件的导电材料可为具有低质量、低密度以及中等电阻率并且在使用期间所经历的温度下热稳定的那些导电材料。可用的加热元件迅速加热和冷却，且因此提供对能量的有效利用。对所述元件的迅速加热可有利于提供与其接近的气溶胶前体材料的几乎立即挥发。迅速冷却(即，冷却到低于气溶胶前体组分/组合物/材料的挥发温度的温度)防止气溶胶前体材料在不期望气溶胶形成的时期期间的大量挥发(和因此造成的浪费)。此类加热元件还允许对由气溶胶前体材料所经历的温度范围的相对精确的控制，尤其当采用时基电流控制时。可用的导电材料优选地不与被加热材料(例如，气溶胶前体材料和其它可吸入物质材料)发生化学反应，而不会对所产生的气溶胶或蒸汽的气味或含量产生不利影响。可用作导电材料的例示性、非限制性材料包含碳、石墨、碳/石墨复合物、金属、金属和非金属碳化物、氮化物、硅化物、金属间化合物、金属陶瓷、金属合金以及金属箔。具体地，可使用耐火材料。可混合各种不同材料以实现电阻率、质量以及热导率的期望特性。在具体实施例中，可利用的金属包含例如镍、铬、镍铬合金(例如，镍铬耐热合金(nichrome))以及钢。可用于提供电阻加热的材料描述于以下专利中：授予Counts等人的第5,060,671号美国专利；授予Deevi等人的第5,093,894号美国专利；授予Deevi等人的第5,224,498号美国专利；授予SprinkelJr.,等人的第5,228,460号美国专利；授予Deevi等人的第5,322,075号美国专利；授予Deevi等人的第5,353,813号美国专利；授予Deevi等人的第5,468,936号美国专利；授予Das等人的第5,498,850号美国专利；授予Das等人的第5,659,656号美国专利；授予Deevi等人的第5,498,855号美国专利；授予Hajaligol的第5,530,225号美国专利；授予Hajaligol的第5,665,262号美国专利；授予Das等人的第5,573,692号美国专利；以及授予Fleischhauer等人的第5,591,368号美国专利，以上专利的公开内容以全文引用方式并入本文中。
电阻加热元件可以多种形式提供，例如，以箔、泡沫、圆盘、螺旋、纤维、线材、膜、纱、条、带或圆筒以及不同尺寸的不规则形状的形式提供。在一些实施例中，根据本公开的电阻加热元件可为导电衬底，诸如2012年3月28日提交的第13/432,406号共同未决的美国专利申请中所描述，所述美国专利申请的公开内容以全文引用方式并入本文中。电阻加热元件还可呈现为微型加热器组件的一部分，例如2012年9月4日提交的第13/602,871号共同未决的美国专利申请中所描述，所述美国专利申请的公开内容以全文引用方式并入本文中。
有利的是，电阻加热元件可以使得加热元件能够定位成与气溶胶前体材料紧密接触或与气溶胶前体材料紧密靠近(即，以通过例如传导、辐射或对流向气溶胶前体材料提供热量)的形式提供。在其它实施例中，电阻加热元件可以某种形式提供使得气溶胶前体材料可被传送到电阻加热元件以进行雾化。此传送可呈现多种实施例，诸如将气溶胶前体芯吸到电阻加热元件以及(诸如)通过毛细管(其可包含阀流量调节)使气溶胶前体流动到电阻加热元件。因而，气溶胶前体材料可以液体形式提供在一或多个贮存器中，所述一或多个贮存器定位成充分远离电阻加热元件以防止过早雾化，但定位成充分靠近电阻加热元件以有利于将气溶胶前体材料以期望的量输送到电阻加热元件以进行雾化。
在某些实施例中，根据本公开的吸烟制品可包含烟草、烟草组分或烟草来源材料(即，天然存在于烟草中且可直接从烟草离析或人工合成的材料)。所采用的烟草可包含或可来源于以下烟草：诸如烤干烟草、白肋烟草、东方烟草、马里兰烟草、深色烟草、熏烤烟草以及黄花烟草等的烟草以及其它稀有或特种烟草或它们的共混物。各种代表性烟草类型、经处理的烟草类型以及烟草共混物的类型陈述于以下文件中：授予Lawson等人的第4,836,224号美国专利；授予Perfetti等人的第4,924,888号美国专利；授予Brown等人的第5,056,537号美国专利；授予Brinkley等人的第5,159,942号美国专利；授予Gentry的第5,220,930号美国专利；授予Blakley等人的第5,360,023号美国专利；授予Shafer等人的第6,701,936号美国专利；授予Dominguez等人的第6,730,832号美国专利；授予Li的第7,011,096号美国专利；授予Li的第7,017,585号美国专利；授予Lawson等人的第7,025,066号美国专利；授予Perfetti等人的第2004/0255965号美国专利申请公开；授予Bereman的PCT公开WO02/37990；以及Bombick等人所著的Fund.Appl.Toxicol.,39,p.11-17(1997)；以上文件的公开内容以全文引用方式并入本文中。
可以各种形式采用掺入在吸烟制品内的烟草；且可采用各种形式的烟草的组合或可在吸烟制品内的不同位置采用不同形式的烟草。举例来说，可以烟草提取物的形式采用烟草。参见(例如)以下专利：授予Cantrell等人的第7,647,932号美国专利；授予Robinson等人的第8,079,371号美国专利；以及授予Crooks等人的第2007/0215167号美国专利公开，以上专利的公开内容均以全文引用方式并入本文中。
吸烟制品可掺入有传统上用于制造烟草产品的类型的烟草添加剂。那些添加剂可包含用于增强用于生产雪茄、香烟、烟斗和类似物的烟草的香味和芳香。举例来说，那些添加剂可包含各种香烟包衣和/或敷面组分。参见(例如)以下专利：授予Wochnowski的第3,419,015号美国专利；授予Berndt等人的第4,054,145号美国专利；授予Burcham,Jr.等人的第4,887,619号美国专利；授予Watson的第5,022,416号美国专利；授予Strang等人的第5,103,842号美国专利；以及授予Martin的第5,711,320号美国专利；以上专利的公开内容以全文引用方式并入本文中。优选的包衣材料包含水、糖以及糖浆(例如，蔗糖、葡萄糖以及高果糖玉米糖浆)、湿润剂(例如，甘油或丙二醇)以及矫臭剂(例如，可可粉和欧亚甘草)。那些添加的组分还可包含敷面材料(例如，调味材料(诸如薄荷醇))。参见(例如)以下专利：授予Mays等人的第4,449,541号美国专利，所述美国专利的公开内容以全文引用方式并入本文中。可添加的另外材料包含以下专利中公开的材料：授予Lawson等人的第4,830,028号美国专利以及授予Marshall等人的第2008/0245377号美国专利公开，以上专利的公开内容以全文引用方式并入本文中。
用于将烟草掺入到吸烟制品中，且具体来说掺入到被设计成不在其内有目的地燃烧事实上所有烟草的吸烟制品中的各种方式和方法陈述于以下专利中：授予Brooks等人的第4,947,874号美国专利；授予Cantrell等人的第7,647,932号美国专利；授予Robinson等人的第8,079,371号美国专利；授予Banerjee等人的第2005/0016549号美国专利公开；以及授予Crooks等人的第2007/0215167号美国专利公开，以上专利的公开内容以全文引用方式并入本文中。
另外的烟草材料(诸如，烟草芳香油、烟草香精、喷雾干燥的烟草提取物、冷冻干燥的烟草提取物、烟草尘或类似物)可包含在蒸汽前体或气溶胶前体组合物中。如本文中使用，术语“烟草提取物”是指使用烟草提取处理条件和技术从烟草分离、去除或得到的组分。具体地，可使用烟草或其它植物性药物的经纯化提取物。通常，可使用溶剂(诸如，具有水性的溶剂(例如，水)或有机溶剂(例如，酒精(诸如，乙醇)或烷烃(诸如，己烷)))获得烟草提取物。因而，从烟草除去被提取的烟草组分且使其与未被提取的烟草组分分离；且对于存在于溶剂内的被提取的烟草组分，(i)可从被提取的烟草组分除去溶剂或(ii)可如此使用被提取的烟草组分与溶剂的混合物。烟草提取物、烟草香精、溶剂、烟草提取处理条件和技术以及烟草提取物收集和离析过程的例示性类型陈述于以下专利中：授予Schachner的第276,250号澳大利亚专利；授予Meriro的第2,805,669号美国专利；授予Green等人的第3,316,919号美国专利；授予Tughan的第3,398,754号美国专利；授予Rooker的第3,424,171号美国专利；授予Luttich的第3,476,118号美国专利；授予Osborne的第4,150,677号美国专利；授予Kite的第4,131,117号美国专利；授予Muller的第4,506,682号美国专利；授予Roberts等人的第4,986,286号美国专利；授予Fagg的第5,005,593号美国专利；授予Fagg的第5,065,775号美国专利；授予White等人的第5,060,669号美国专利；授予White等人的第5,074,319号美国专利；授予White等人的第5,099,862号美国专利；授予White等人的第5,121,757号美国专利；授予Munoz等人的第5,131,415号美国专利；授予Smith等人的第5,230,354号美国专利；授予Sensabaugh的第5,235,992号美国专利；授予Smith的第5,243,999号美国专利；授予Raymond的第5,301,694号美国专利；授予Gonzalez-Parra等人的第5,318,050号美国专利；授予Clapp等人的第5,435,325号美国专利；以及授予Brinkley等人的第5,445,169号美国专利；以上专利的公开内容以全文引用方式并入本文中。
气溶胶前体或蒸汽前体材料可包括一或多种不同组分。举例来说，气溶胶前体可包含多元醇(例如，甘油、丙二醇或它们的混合物)。另外的气溶胶前体材料的代表性类型陈述于以下文件中：授予Sensabaugh，Jr.等人的第4,793,365号美国专利；授予Jakob等人的第5,101,839号美国专利；授予Biggs等人的PCTWO98/57556；以及ChemicalandBiologicalStudiesonNewCigarettePrototypesthatHeatInsteadofBumTobacco，R.J.ReynoldsTobaccoCompanyMonograph(1988)；以上文件的公开内容以引用方式并入本文中。可根据本公开使用的气溶胶前体材料的另外例示性配方描述于授予Zheng等人的第2013/0008457号美国专利公开中，所述美国专利公开的公开内容以全文引用方式并入本文中。在一些实施例中，气溶胶前体组合物可在对其施加足够热量(且在必要时使用空气冷却)时产生可见气溶胶，且气溶胶前体组合物可产生可被认为是“烟雾状”的气溶胶。在其它实施例中，气溶胶前体组合物可产生能够基本上不可见但可通过其它特性(诸如，香味或质地)而被辨识为存在的气溶胶。因此，所产生的气溶胶的性质可取决于气溶胶前体组合物的具体组分而改变。气溶胶前体组合物可相对于通过燃烧烟草产生的烟雾的化学性质在化学成分上较简单。
气溶胶前体材料可与其它液体材料组合。举例来说，气溶胶前体材料配方可掺入甘油和水的混合物、或丙二醇和水的混合物、或丙二醇和甘油的混合物、或丙二醇、甘油和水的混合物。例示性气溶胶前体材料还包含掺入在以下装置内的那些类型的材料：可通过美国乔治亚州阿克沃思市的AtlantaImportsInc.购得的装置，如具有品牌名称E-CIG的电子雪茄，其可使用相关联的吸烟盒类型Cla、C2a、C3a、C4a、Clb、C2b、C3b以及C4b来采用；以及如来自中国北京的RuyanSBTTechnologyandDevelopmentCo.,Ltd.的Ruyan雾化电子烟斗和Ruyan雾化电子香烟。
吸烟制品可进一步包括一或多种香料、药物或其它可吸入材料。举例来说，可使用液体烟碱。此类的另外材料可与气溶胶前体或蒸汽前体材料组合。因此，气溶胶前体或蒸汽前体材料可被描述为包括除气溶胶之外的可吸入物质。此类可吸入物质可包含香料、药物以及其它材料，如本文中论述。具体来说，使用根据本公开的吸烟制品传送的可吸入物质可包括烟草成分或烟草来源材料。举例来说，前体气溶胶材料可处在带有烟草或烟草组分的浆液中，或处在带有烟草来源材料的溶液中。作为另一种选择，香料、药物或其它可吸入材料可与气溶胶前体分开提供—例如，提供在贮存器中。因而，香料、药物或其它可吸入材料的限定等分试样可单独地或与气溶胶前体或蒸汽前体材料一起同时传送到电阻加热元件以将香料、药物或其它可吸入材料释放到气流中以供用户吸入。另选地，香料、药物或其它可吸入材料可提供在吸烟制品的独立部分或其组件中。在具体实施例中，香料、药物或其它可吸入材料可沉积于定位成接近电阻加热元件的基底(例如，纸材或其它多孔材料)上。接近度优选是足够的，使得对电阻加热元件的加热向基底提供足以使香料、药物或其它可吸入材料从基底挥发和释放的热量。
可采用各种类型的矫臭剂或改变吸烟制品的主流气溶胶的感觉或感官特性或性质的材料。此类矫臭剂可从不同于烟草的源提供、在性质上可为天然或人造的且可用作浓缩物或香料包装。特别需要关注的是施加到或掺入在吸烟制品的生成气溶胶的那些区域内的矫臭剂。同样，此类剂可直接供应到电阻加热元件或可提供在基底上，如上文已注明。例示性矫臭剂包含香草醛、乙基香草醛、乳霜、茶、咖啡、水果(例如，苹果、樱桃、草莓、桃子和柑橘香精，包含酸橙和柠檬)、槭树、薄荷醇、薄荷、胡椒薄荷、留兰香、冬青、肉豆蔻、丁香、薰衣草、小豆蔻、姜、蜂蜜、大茴香、鼠尾草、肉桂、檀香、茉莉、西印度苦香树皮、可可粉、欧亚甘草以及传统上用于香烟、雪茄以及烟斗烟草的调味的类型和特性的调味剂和香料包装。还可采用糖浆，诸如高果糖玉米糖浆。矫臭剂还可包含酸性或碱性特性(例如，有机酸，诸如乙酰丙酸、琥珀酸以及丙酮酸)。如果需要，矫臭剂可与气溶胶生成材料组合。可使用的例示性植物来源的组合物在以下美国申请中公开：授予Dube等人的第12,971,746号美国申请；授予Dube等人的第13/015,744号美国申请，以上美国申请的公开内容以全文引用方式并入本文中。此类另外组分的选择可基于若干因素(诸如本制品所期望的感觉特性)而改变，且本公开旨在涵盖烟草和烟草相关或烟草来源产品领域中的技术人员易于明白的任何此类另外组分。参见Gutcho所著的TobaccoFlavoringSubstancesandMethods,NoyesDataCorp.(1972)，以及Leffingwell等人所著的TobaccoFlavoringforSmokingProducts(1972)，所述文献的公开内容以全文引用方式并入本文中。可结合烟草材料使用以影响其感觉特性(包含感官性质)的任何材料(诸如调味剂、包衣和类似物)，诸如本文中已描述，可与气溶胶前体材料组合。具体来说，有机酸可掺入到气溶胶前体组合物中，以影响可与气溶胶前体组合物组合的药物(诸如烟碱)的香味、感觉或感官性质。举例来说，有机酸(诸如乙酰丙酸、乳酸、丙酮酸)可以最高与烟碱等摩尔(基于总有机酸含量)的量包含在带有烟碱的气溶胶前体组合物中。可使用有机酸的任何组合。举例来说，气溶胶前体组合物可针对1摩尔的烟碱包含约0.1到约0.5摩尔的乙酰丙酸、针对1摩尔的烟碱包含约0.1到约0.5摩尔的丙酮酸、针对1摩尔的烟碱包含约0.1到约0.5摩尔的乳酸或它们的组合，高达其中所存在的有机酸的总量与气溶胶前体组合物中存在的烟碱的总量等摩尔的浓度。
气溶胶前体材料可基于本文中利用的各种材料量而呈现多种构象。举例来说，可用的气溶胶前体材料可包括高达约98重量％、高达约95重量％或高达约90重量％的多元醇。这个总量可以任何组合在两种或更多种多元醇之间分担。举例来说，一种多元醇可按气溶胶前体材料的重量计占约50％到约90％、约60％到约90％或约75％到约90％，且第二种多元醇可按气溶胶前体材料的重量计占约2％到约45％、约2％到约25％、或约2％到约10％。可用的气溶胶前体材料也可占高达约25重量％、约20重量％或约15重量％的水—具体来说，按重量计占约2％到约25％、约5％到约20％或约7％到约15％的水。香料和类似物(其可包含药物，例如烟碱)可按气溶胶前体材料的重量计占高达约10％、高达约8％或高达约5％。
作为非限制性实例，根据本公开的气溶胶前体材料可包括甘油、丙二醇、水、烟碱以及一或多种香料。具体来说，甘油可以约70重量％到约90重量％、约70重量％到约85重量％、或约75重量％到约85重量％的量存在，丙二醇可以约1重量％到约10重量％、约1重量％到约8重量％、约2重量％到约6重量％的量存在，水可以约10重量％到约20重量％、约10重量％到约18重量％、或约12重量％到约16重量％的量存在，烟碱可以约0.1重量％到约5重量％、约0.5重量％到约4重量％、或约1重量％到约3重量％的量存在，且香料可以高达约5重量％、高达约3重量％或高达约1重量％的量存在，所有量均基于气溶胶前体材料的总重量。气溶胶前体材料的一个具体非限制性实例包括按重量计约75％到约80％的甘油、按重量计约13％到约15％的水、按重量计约4％到约6％的丙二醇、按重量计约2％到约3％的烟碱以及按重量计约0.1％到约0.5％的香料。举例来说，烟碱可为高烟碱含量的烟草提取物。
在含有烟草提取物(包含来源于烟草的药品等级烟碱)的气溶胶前体材料的实施例中，有利的是使烟草提取物表征为基本上不含统称为霍夫曼分析物的化合物，其包含(例如)：烟草特有亚硝胺(TSNA)，其包含N'-亚硝基降烟碱(NNN)、4-甲基亚硝胺-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N'-亚硝基新烟碱(NAT)以及N'-亚硝基假木贼碱(NAB)；多环芳烃(PAH)，其包含苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、屈、二苯并[a,h]蒽以及茚并[l,2,3-cd]芘和类似物。在某些实施例中，气溶胶前体材料可表征为完全不含任何霍夫曼分析物(其包含TSNA和PAH)。气溶胶前体材料的实施例可具有在小于约5ppm、小于约3ppm、小于约1ppm或小于约0.1ppm或甚至小于任何可检测极限的范围内的TSNA水平(或其它霍夫曼分析物水平)。某些提取工艺或处理工艺可用于实现霍夫曼分析物浓度的减小。举例来说，可使烟草提取物与印迹聚合物或非印迹聚合物接触，诸如(例如)以下美国专利公开中描述：授予Bhattacharyya等人的第2007/0186940号美国专利公开；授予Rees等人的第2011/0041859号美国专利公开；授予Jonsson等人的第2011/0159160号美国专利公开；以及授予Byrd等人的第2012/0291793号美国专利公开，以上美国专利公开均以引用方式并入本文中。此外，可使用具有胺功能性的离子交换材料来处理烟草提取物，这可除去某些醛和其它化合物。参见(诸如)以下美国专利：授予Horsewell等人的第4,033,361号美国专利以及授予Figlar等人的第6,779,529号美国专利，所述美国专利以引用方式并入本文中。
用于吸烟制品内的气溶胶前体材料的量是使得制品展现出可接受的感觉和感官特性以及期望的性能特性。举例来说，高度优选的是，采用足够的气溶胶前体材料(诸如甘油和/或丙二醇)，以便提供在许多方面类似于烟草烟雾的外观的可见主流气溶胶的生成。通常，掺入到吸烟制品中的气溶胶生成材料的量在约1.5g或更小、约1g或更小或约0.5g或更小的范围内。气溶胶前体材料的量可取决于若干因素，诸如与吸烟制品一起使用的每个烟弹的期望抽吸次数。希望使气溶胶生成组合物不引入显著程度的不可接受的异味、朦胧口感或与通过燃烧烟草切割填料产生主流烟雾的传统类型的香烟的总体感觉体验显著不同的总体感觉体验。可改变对特定气溶胶生成材料和贮存器材料、所使用的那些组分的量以及所使用的烟草材料的类型的选择，以便控制由吸烟制品产生的主流气溶胶的总化学组合物。
由本发明的制品释放的气溶胶的量可以变化。优选地，制品被配置成带有足够量的气溶胶前体材料、带有足够量的任何另外可吸入物质且在足够的温度下起作用达足够长的时间以在使用过程中释放期望含量的雾化材料。含量可在从制品的单次吸入中提供，或可被划分以便在相对短的持续时间(例如，少于30分钟、少于20分钟、少于15分钟、少于10分钟、或少于5分钟)内通过从制品的若干次抽吸提供。举例来说，针对对制品的每次抽吸，制品可以约0.01mg到约0.5mg、约0.05mg到约0.3mg或约0.1mg到约0.2mg的量提供烟碱。出于计算的目的，约2秒的平均抽吸时间可传送约5ml到约100ml、约15ml到约70ml、约20ml到约60ml、或约25ml到约50ml的抽吸体积。根据本公开的吸烟制品可被配置成提供可通过将待传送的气溶胶或其它可吸入物质的总量除以待在每次抽吸时传送的量来计算的任何次数的抽吸。可使用适当量的气溶胶或其它可吸入物质来装载一或多个贮存器以实现期望抽吸次数和/或待传送的期望总材料量。
在另外实施例中，加热可相对于待生成的气溶胶的量来表征。具体来说，制品可被配置成提供产生限定体积的气溶胶(例如，约5ml到约100ml或被认为可用于吸烟制品中的任何其它体积，诸如本文中另外描述)所必需的热量。在某些实施例中，可相对于在约290℃的加热器温度下提供约35ml的气溶胶的两个第二口抽吸来测量所生成的热量。在一些实施例中，制品优选地每秒可提供约1到约50焦耳的热量(J/s)、约2J/s到约40J/s的热量、约3J/s到约35J/s的热量或约5J/s到约30J/s的热量。
电阻加热元件优选与吸烟制品的电源电连接，使得可向电阻加热元件提供电能以产生热量且随后雾化由吸烟制品提供的气溶胶前体材料和任何其它可吸入物质。此电连接可为永久的(例如，硬接线的)或可为可移除的(例如，其中电阻加热元件提供在烟弹中，所述烟弹可附接到包含电源的控制主体且可与控制主体脱离)。
虽然上文已描述了用于根据本公开的吸烟制品中的多种材料，诸如加热器、蓄电池、电容器、切换组件、气溶胶前体和类似物，但本公开不应被理解为仅限于所例示的实施例。而是，本领域的技术人员可基于本公开辨识本技术领域中可与本公开的任何具体组件互换的类似组件。举例来说，授予Sprinkel,Jr.等人的US5,261,424公开了可与装置的口腔端相关联以检测与进行抽吸相关联的用户嘴唇活动且接着触发加热的压电传感器；授予McCafferty等人的US5,372,148公开了一种用于响应于通过衔口的电压降控制到加热负载阵列中的能量流动的抽吸传感器；授予Harris等人的US5,967,148公开了吸烟装置中的插口，所述插口包含检测插入组件的红外透射率的不均匀性的识别符和在组件插入到插口中时执行检测例程的控制器；授予Fleischhauer等人的US6,040,560描述了带有多个差分相位的限定的可执行电力循环；授予Watkins等人的US5,934,289公开了光子光导发光组件；授予Counts等人的US5,954,979公开了用于改变通过吸烟装置的抽吸阻力的装置；授予Blake等人的US6,803,545公开了用于吸烟装置中的具体蓄电池配置；授予Griffen等人的US7,293,565公开了与吸烟装置一起使用的各种充电系统；授予Fernando等人的US2009/0320863公开了用于吸烟装置的计算机接口连接装置，其用于促进充电且允许对装置进行计算机控制；授予Fernando等人的US2010/0163063公开了用于吸烟装置的识别系统；并且Flick的WO2010/003480公开了指示气溶胶生成系统中的抽吸的流体流动感测系统；上述所有公开内容均以全文引用方式并入本文中。与电子气溶胶传送制品相关的组件以及可用于本制品中的公开材料或组件的另外实例包含以下专利：授予Gerth等人的第4,735,217号美国专利；授予Morgan等人的第5,249,586号美国专利；授予Higgins等人的第5,666,977号美国专利；授予Adams等人的第6,053,176号美国专利；授予White的US6,164,287；授予Voges的第6,196,218号美国专利；授予Felter等人的第6,810,883号美国专利；授予Nichols的第6,854,461号美国专利；授予Hon的第7,832,410号美国专利；授予Kobayashi的第7,513,253号美国专利；授予Hamano的第7,896,006号美国专利；授予Shayan的第6,772,756号美国专利；授予Hon的第2009/0095311号、第2006/0196518号、第2009/0126745号以及第2009/0188490号美国专利公开；授予Thorens等人的第2009/0272379号美国专利公开；授予Monsees等人的第2009/0260641号和第2009/02606425号美国专利公开；授予Oglesby等人的第2008/0149118号和第2010/00248345号美国专利公开；授予Wang的第2010/0307518号美国专利公开；以及授予Hon的WO2010/091593。由上述文件公开的多种材料可在各种实施例中掺入到本装置中，且所有上述公开内容以全文引用方式并入本文中。
虽然根据本公开的制品可呈现多种实施例，如下文详细描述，但消费者对制品的使用在范围上将是类似的。具体来说，制品可提供为单个单元或提供为多个组件，所述多个组件由消费者组合以进行使用且接着在使用之后由消费者拆卸。一般来说，根据本公开的吸烟制品可包括可与第二单元接合和脱离的第一单元，第一单元包括电阻加热元件，且第二单元包括电力电源。在一些实施例中，第二单元可进一步包括一或多个控制组件，其致动或调节从电力电源的电流流动。第一单元可包括：远端，其接合第二单元；以及相对的近端，其包含衔口(mouthpiece)(或仅口腔端)，所述衔口在其近端处带有开口。第一单元可包括通到第一单元的衔口中的气流路径，且气流路径可提供由电阻加热元件形成的进入到衔口中的气溶胶通道。在优选实施例中，第一单元可为一次性的。同样，第二单元可为可重复使用的
本公开的一个方面提供用于控制/致动/调节电力从电源到加热器组件的流动的设备和方法。更具体来说，如图1和2中示出，此方面实施用于电子吸烟制品100的气溶胶前体组分或气溶胶前体布置200的加热设备300，其中加热设备300可包括被布置成对气溶胶前体组分200进行加热的加热装置或加热组件320，且其中还可包含电源340且电源340被布置成与加热组件320连通。至此，已公开了此加热装置或加热组件320、气溶胶前体组分200以及电源340相对于电子吸烟制品100的各种实例、配置以及布置，并且本文中论述的它们的组合可适用于本公开的本发明的方面。
此外，在本文中公开的本发明的方面中，加热设备300还可包含控制器360或适当控制装置，其与加热组件320和电源340连通。在一些方面中，控制器360可包含处理器370，处理器370被配置成至少引导电源340向加热组件320提供平均功率，且相称地起始加热时间段，其中平均功率对应于与电源340相关联的所选择的功率设定点。控制器360还可被配置成将引导到加热组件320的实际功率确定为加热组件320处的电压与通过加热组件320的电流的乘积。控制器360可进一步被配置成将实际功率与平均功率进行比较，且调整引导到加热组件320的平均功率以便朝向所选择的功率设定点调整或以其它方式引导朝向加热组件320引导的实际功率。此外，控制器360可被配置成周期性地确定实际功率，随后将实际功率与平均功率进行比较，且接着调整引导到加热组件320的平均功率以朝向所选择的功率设定点引导实际功率，直到加热时间段截止为止。即，在加热时间段期间，控制器360可被配置成连续或周期性地监视从电源340引导到加热组件320的实际功率，将实际功率与平均功率(即，与电源340相关联的所选择的功率设定点)进行比较，且接着在必要时调整从电源340引导到加热组件320的平均功率，使得朝向由加热组件320接收的实际功率引导平均功率(即，可在必要时增大或减小平均功率，使得被引导到加热组件320的实际功率对应于或以其它方式近似指定的平均功率或与控制器360相关联的所选择的功率设定点)。
如先前公开，且如图3中示出，电子吸烟制品100的控制主体部分120可包括外壳，所述外壳含有一或多个可重复使用的组件且具有可移除地附接到烟弹部分140的端部。烟弹部分140可包括外壳，所述外壳含有一或多个一次性组件且具有可移除地附接到控制主体部分120的端部。可根据本文中另外提供的公开内容来实施组件在可分离的控制主体部分120和烟弹部分140内的特定布置。举例来说，电源340可布置在控制主体部分120内，而加热组件320和气溶胶前体组分200可布置在烟弹部分140内，其中电源340在连接控制主体部分120与烟弹部分140的相应端部之后与加热组件320形成连通。虽然控制器360可安置和布置在控制主体部分120或烟弹部分140中，但在特定方面中，控制器360布置在控制主体部分120中。
控制器360或至少与其相关联的处理器370被布置成与电源340和加热组件320连通(在控制主体部分120与烟弹部分140之间的接合之后)。根据本文中公开的本发明的方面，处理器370(或一般来说，控制器360，视情况而定)可被配置成响应于控制组件，所述控制组件致动从电源340到加热组件320的电流流动，其中此控制组件可包含(例如)用户致动的下按按钮、抽吸传感器和/或如本文中公开那样用于致动加热组件以对气溶胶前体组分进行加热的任何其它此类控制组件。响应于控制组件，处理器370可被配置成至少引导电源340向加热组件320提供平均功率。举例来说，处理器370可被配置成包含与引导到加热组件320以致使加热组件320达到某个温度(即，通过电阻加热或以其它方式通过本文中公开的任何其它类型的电驱动加热)的必要电流相关的信息，所述温度基本上足够高以使气溶胶前体组分200挥发。因此，处理器370可确定且控制在由控制组件致动之后引导到加热组件320的平均功率(即，电源340的电压乘以引导到加热组件320的必要电流)。在一些实例中，控制器360可被配置成响应于控制组件致动电连通在电源340与加热组件320之间的开关装置380，以将电流流动从电源340引导到加热组件320。即，控制组件可被配置成致动控制器360，控制器360继而或作出响应致动开关装置380以起始到加热组件320的电流流动。举例来说，开关装置380可为(例如)接通/关断类型或可变类型的开关装置。在一个方面中，开关装置380可包括(例如)用作用于将功率引导到加热组件320的接通/关断开关装置的MOSFET。在此配置中，可为重要的是，使此开关装置的“接通”电阻相对低或尽可能低，使得电力在被引导通过MOSFET到加热组件320之后不损失(即，MOSFET可具有小于50mOhm的优选串联电阻RDS(接通))。
在一些实例中，平均功率可对应于与电源340相关联的所选择的功率设定点(即，通过处理器370或与其相关联且安置成电连通在电源340和加热组件320之间的其它调节组件来调节的来自电源340的功率电平或电流输出)。引导到加热组件320的必要电流可为预定的(即，可与控制主体部分120接合的每一烟弹部分140包含加热组件320，加热组件320需要相同的电流来致使加热组件320达到使气溶胶前体组分200挥发所需要的温度)，或可在控制主体部分120与烟弹主体部分140之间的接合之后通过控制器360/处理器370确定(即，烟弹部分140可包含处理器(未示出)或其它组件(诸如存储器或其它数据存储库)，其能够与控制器360/处理器370通信且被配置成与控制器360/处理器370通信，使得控制器360/处理器370可从其接收必要电流的指示)。在确定且起始引导到加热组件的平均功率之后，处理器370还可相称地起始加热时间段。在一些实例中，所需要的平均功率可在由用户致动(即，经由抽吸)之后确定，其可包含(例如)控制器360/处理器370与和烟弹主体部分140相关联的处理器和/或存储器之间的用于所需要的平均功率的按需确定(即，响应于特定抽吸的特性)的通信。即，在一些实例中，电源340相对于加热组件320的期望或以其它方式预定的“设定点”可包含在加热组件320/烟弹主体部分140中或以其它方式与加热组件320/烟弹主体部分140相关联，且在控制主体部分120与烟弹主体部分140之间的接合以及由用户进行的随后抽吸起始之后被传送到与控制主体部分120相关联的控制器360/处理器370。因而，不同的功率设定点和/或功率分布可与不同的烟弹主体部分类型、布置等等相关联，如本领域的技术人员应了解。
在一些方面中，引导到加热组件320的平均功率可足以在加热时间段的持续时间内维持使气溶胶前体组分200挥发所需的温度(即，可(例如)在用户撤销致动下按按钮、中止致动抽吸传感器所需的抽吸或以其它方式指示不再需要挥发的气溶胶前体组分之后终止或截止的加热时间段)。然而，在其它情况下，控制器360/处理器370还可被配置成监视加热组件320，以确定加热组件320在加热时间段的持续时间内是否维持使气溶胶前体组分200挥发所需的温度，且在必要时或根据需要调整平均功率(增大或减小)以至少维持加热组件320的所要温度。举例来说，在一些方面中，所要温度可在加热时间段内基本上恒定，且在此类情况下，可调整平均功率以维持所要温度或将加热组件的温度维持在所要温度附近的温度范围内。然而，在其它方面中，所要温度可在加热时间段的整个持续时间内不一定恒定，且在此类实例中，可调整平均功率(即，使功率斜变、循环、脉冲化等等)，使得加热组件320的温度根据在加热时间段的持续时间内延伸的温度分布而变化。
为实施对加热组件320的监视且调整引导到其的平均功率，控制器360/处理器370可被配置成将引导到加热组件320的实际功率确定为加热组件320处的电压与通过加热组件320的电流的乘积。即，在一些方面中，控制器360/处理器370可被配置成确定跨加热组件320的电压降。在其它方面中，控制器360/处理器370可被配置成通过将加热组件320处的实际电压与参考电压(即，在控制器360/处理器370内部或以其它方式与控制器360/处理器370相关联的参考电压)进行比较来确定加热组件320处的电压。在一些此类方面中，加热组件320处的实际电压可在约2.0V与约4.2V之间(即，与电源340相关联的电压)。在其它此类方面中，控制器360/处理器370的内部参考电压可被适当设定以允许将实际电压与参考电压进行比较，且控制器360/处理器370可被进一步配置成将分压器400应用到实际电压，且接着将分压(即，经受分压器的实际电压或否则到加热组件320的输入电压的表示)与内部参考电压进行比较。在(例如)其中加热装置处的实际电压在约2.0V的低值与约4.2V的高值之间的实例中，分压还可具有对应于实际电压的低值和高值的低值和高值，且内部参考电压被适当设定成大于分压的高值的值。
在一些方面中，分压器400可包括(例如)两个串联电阻器，其被配置成使用加热组件320处的输入(实际)电压来形成与参考电压成比例的低电压信号。控制器360/处理器370可被进一步配置成与分压器400连通以从其接收分压，其中分压460为加热组件320处的实际电压乘以第二电阻器440与第一电阻器420及第二电阻器440的和的比率，且其中第一和第二电阻器为形成分压器400的串联连接电阻器。在一些特定方面中，分压器400可包括(例如)：第一电阻器420，其具有在约500kOhm与约1000kOhm之间的电阻；第二电阻器440，其具有在约100kOhm与约500kOhm之间的电阻。因而，在约2.0V与约4.2V之间的加热组件320处的实际电压可产生在约0.4V与约0.84V之间的分压460以用于与适当设定的参考电压进行成比例比较。在一些方面中，可不必使用所提供的实例中指定的特定电阻器值，只要(例如)第一电阻器420和第二电阻器440在它们之间具有在约1:1与约10:1之间的电阻比率，或以其它方式提供适于与参考电压进行比较的分压范围。在一些特定方面中，可希望第一电阻器420和第二电阻器440在它们之间具有约5:1的电阻比率。在另外的其它方面中，分压器的第一电阻器和第二电阻器可被配置成在它们之间具有对应于控制器360/处理器370的内部参考电压与分压的范围的高值的比率的电阻比率。在一个特定方面中，控制器360/处理器370可包含电压ADC框525(即，10位逐次逼近模/数转换器)，其被配置成实施控制器360/处理器370的内部参考电压。
在另外的其它方面中，控制器360/处理器370还可被配置成通过(例如)确定跨串联安置在加热组件320与电源340之间的电阻器575的电压降来确定通过加热组件320的电流流动550(即，差动电流)。更具体来说，电流感测布置可实施控制器360/处理器370的特殊内部功能框，以用于测量两个独立ADC输入之间的差动电压。因为电流感测布置(即，电阻器)的值可促成总的系统功率损失，所以可为重要的是，所选择的电阻器的电阻相对低。在一个特定方面中，电流感测布置中的电阻器575的电阻可为(例如)0.02ohm。差动ADC590测量跨电阻器575的电压降，且因为电阻器575的电阻值相对较低且所得电压降测量值可能相对较小，所以可实施控制器360/处理器370的另一特殊功能框以使所测量的电压降值按比例调整(例如)高达50倍。针对给定实例使用公式V＝I*R，本文中公开的电流感测布置可针对0A与约4A之间的电流产生0V与约0.05V之间的测量范围，且此测量范围将被自动乘以50，以获得接着可与控制器360/处理器370的内部参考电压进行比较的电压。在一个特定方面中，通过加热组件320的电流流动可(例如)使用控制器360/处理器370的电流感测ADC框590(即，10位逐次逼近模/数转换器)来确定，电流感测ADC框590被配置成使用控制器360/处理器370的差动输入、增益级以及内部参考电压。
一旦控制器360/处理器370已确定到加热组件的实际电压和电流的表示，控制器360/处理器370就可被进一步配置成从两个ADC输入读取确定值且确定引导到加热组件320的瞬时“实际”功率(I*V)(参见(例如)图2中的元件595)。在一些实例中，可将此“瞬时”功率测量值添加到移动的值窗口(即，其它瞬时功率测量值)，且接着可(例如)根据公式Pavg＝Psample+Pavg -1/窗口大小计算窗口的平均值。在一些方面中，举例来说，窗口大小可在约20个样本与约256个样本之间。
控制器360/处理器370可进一步被配置成接着将由加热组件320经历的实际功率与平均功率(即，经由控制器360/处理器370起始且经由开关装置380与电源340相关联的所选择的功率设定点)进行比较。因为所选择的功率设定点可由控制器360/处理器370相对于相同内部电压参考起始，所以(例如)可经由与控制器360/处理器370相关联的比较器(其经由软件、硬件或软件和硬件的组合实施)来执行比较。基于所述比较，控制器360/处理器370可被进一步配置成调整引导到加热组件320的平均功率(即，所选择的功率设定点)，以便朝向所选择的功率设定点调整或以其它方式引导朝向加热组件320引导的实际功率(即，使得在加热组件320处确定的功率对应于指定的或以其它方式期望的功率设定点)。本领域的技术人员应了解，基于所述比较，所选择的功率设定点可在适当的情况下保持相同、增大或减小。由于在电子吸烟制品的特定应用中对加热组件320来说可期望的迅速加热，所以可为有用的是，包含电流调节组件以(i)调节通过加热组件320的电流流动以(例如)控制对电阻元件的加热以及电阻元件由此所经历的温度；以及(ii)防止承载气溶胶前体组分和/或其它香料或可吸入材料的基底或其它组分的过热和降解。因而，对引导到加热组件320的功率的调节可涉及(例如)对通过加热组件320的电流流动进行调制以将加热组件320维持在期望温度范围内。在其它实例中，一旦已达到限定或预选温度，电流调节组件就可用于阻止电流流动到加热组件320。在另外的其它实例中，一旦已达到限定或预选温度，电流调节组件就同样可使到加热组件320的电流循环关断和接通，以便在限定或预选时间段内维持限定或预选温度。本领域的技术人员应了解，在其它方面中，此调节可涉及由控制器360/处理器370改变所选择的功率设定点。
在本公开的另外方面中，控制器360/处理器370可被进一步配置成周期性地确定实际功率，随后将实际功率与平均功率进行比较，且接着调整引导到加热组件320的平均功率以朝向所选择的功率设定点引导实际功率，直到加热时间段截止或中止为止。即，在一个实例中，在最初需要对加热组件320进行加热时，控制器360/处理器370可被配置成设定由电源340输出到加热组件320的平均功率(即，被配置的功率设定点)。接着，输入算法直到加热时间段截止或终止为止，其中此算法可(例如)自动补偿电源(即，蓄电池)电压的波动和衰减和/或在加热组件320处确定的电阻的不一致性，以在整个加热时间段内维持到加热组件的指定或其它方式期望的功率传送。更具体来说，(1)如果Pave(在加热组件320处确定的实际功率)低于所选择的功率设定点(平均功率)，那么接通MOSFET开关装置380以便允许从电源340到加热组件320的电流流动；(2)如果Pave高于所选择的功率设定点，那么关断MOSFET开关装置380以便防止从电源340到加热组件320的电流流动；以及(3)重复步骤1和2，直到加热时间段截止或中止为止。更具体来说，在加热时间段期间，可由控制器360/处理器370以(例如)在每秒约20次和50次之间的速率基本上连续执行加热组件320处的实际功率的确定和计算、实际功率与预选功率设定点的比较以及开关装置380调整预选功率设定点的的接通/关断决策，以便确保引导到加热组件320且在加热组件320处传送的更稳定且准确的平均功率。在一些实例中，如本文中公开的应用中的组件公差和设计公差可控制实际功率且将实际功率维持在预选功率设定点的约1％到10％内。
在一些方面中，本文中公开的布置还可被配置成确定与电子吸烟制品100相关联的错误或故障。举例来说，加热组件320处低于期望的电压范围的最小值的实际电压可为电源340(即，蓄电池)电量低、放电或以其它方式存在缺陷的指示。在另一实例中，无通过加热组件320的电流流动可指示加热组件320存在缺陷或在控制主体部分120与烟弹部分140之间存在不正确或有缺陷的连接。因而，在一些方面中，控制器360/处理器370可被配置成辨识此类状况且通知用户此类错误状况或故障。
本领域的技术人员应进一步了解，与本文中的本公开的方面相关联的布置还可包含与其相关联的方法方面。举例来说，如图4中示出，此类方法方面可包含控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热的方法600，其包括：将平均功率从电源引导到被布置成对气溶胶前体布置进行加热的加热装置且相称地起始加热时间段，所述平均功率对应于与电源相关联的所选择的功率设定点(框620)；将引导到加热装置的实际功率确定为加热装置处的电压与通过加热装置的电流的乘积(框640)；将实际功率与平均功率进行比较(框660)；调整引导到加热装置的平均功率以便朝向所选择的功率设定点引导实际功率(框680)；以及周期性地确定实际功率，将实际功率与平均功率进行比较，且调整平均功率以朝向所选择的功率设定点引导实际功率，直到加热时间段截止为止(框700)。
在本公开的另外的其它方面中，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上存储有计算机程序代码的至少一个非暂态计算机可读存储介质。此实施例的程序代码可包含用于在对其进行执行时至少执行方法方面的步骤的程序代码。即，应理解，图4中的流程图中的每一个框和/或流程图中的框的组合可通过各种装置实施，诸如硬件和/或计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上存储有计算机可读程序指令的一或多个计算机可读介质。举例来说，本文中描述的过程中的一或多个可通过计算机程序产品的计算机程序指令来体现。就这一点而言，计算机程序产品(其可体现本文中描述的过程)可通过控制器360或其它合适计算装置的一或多个存储器装置存储且通过与控制器360或其它合适计算装置相关联的处理器370执行。在一些实施例中，体现上文描述的过程的组成计算机程序产品的计算机程序指令可通过多个计算装置的存储器装置存储。如应了解，可将任何此类计算机程序产品加载到计算机或其它可编程设备上以产生机器，使得包含在计算机或其它可编程设备上执行的指令的计算机程序产品产生用于实施流程图框中指定的功能的装置。此外，计算机程序产品可包括其上可存储计算机程序指令的一或多个计算机可读存储器，使得一或多个计算机可读存储器可引导计算机或其它可编程设备或组件以特定方式起作用，使得计算机程序产品包括实施流程图中指定的功能的制品。还可将一或多个计算机程序产品的计算机程序指令加载到计算机或其它可编程设备或组件上，以致使在所述计算机或其它可编程设备上执行一系列操作以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令实施流程图框中指定的功能。因此，流程图的框支持用于执行指定功能的装置的组合。还应理解，流程图的一或多个框以及流程图中的框的组合可通过执行指定功能的专用的基于硬件的计算机、或专用硬件和计算机程序产品的组合实施。
在本公开的又一方面中，提供包括处理电路或至少适当处理器370的设备。此实例实施例的处理电路可被配置成控制所述设备以至少执行方法方面的步骤。就这一点而言，图5示出了根据一些实例实施例的可在计算装置上实施的设备350的框图。就这一点而言，当在计算装置(诸如，控制器360)上实施时，设备350可使得计算装置能够在根据一或多个实例实施例的系统内操作。应了解，下文在图5中示出且关于图5描述的组件、装置或元件可不为强制的且因此可在某些实施例中省略一些组件、装置或元件。另外，一些实施例可包含除在图5中示出且关于图5描述的组件、装置或元件之外的另外或不同的组件、装置或元件。
在一些实例实施例中，设备350可包含处理电路310，所述处理电路可配置成执行根据本文中公开的一或多个实例实施例的动作，诸如先前公开的方法方面。就这一点而言，处理电路310可被配置成执行根据各种实例实施例的设备350的一或多个功能性且/或控制根据各种实例实施例的设备350的一或多个功能性的执行，且因此可提供用于执行根据各种实例实施例的设备350的功能性的装置。处理电路310可被配置成执行根据一或多个实例实施例的数据处理、应用程序/软件执行和/或其它处理和管理服务。
在一些实施例中，设备350或其(若干)部分或(若干)组件(诸如处理电路310)可包含一或多个芯片组，其可各自包含一或多个芯片。设备350的处理电路310和/或一或多个另外组件可因此在一些实例中被配置成在单个芯片或芯片组上实施实施例。在其中设备350的一或多个组件体现为芯片组的一些实例实施例中，当在计算装置上实施或以其它方式可操作地耦合到计算装置时，芯片组可能够使所述计算装置能够在系统中操作。因此，举例来说，设备350的一或多个组件可提供芯片组件，所述芯片组被配置成使得计算装置能够经由网络操作。
在一些实例实施例中，处理电路310可包含处理器370，且在一些实施例中(诸如图5中示出的实施例)可进一步包含存储器314。处理电路310可与(若干)通信接口316和/或选择控制模块318连通或以其它方式控制(若干)通信接口316和/或选择控制模块318，如本文中进一步公开。处理器370可以多种形式体现，如本领域的普通技术人员应了解。举例来说，处理器370可体现为各种处理装置，诸如微处理器、协同处理器、控制器或各种其它计算或处理装置，其包含集成电路(诸如，举例来说，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、它们的某种组合或类似物)。虽然示出为单个处理器，但应了解，处理器370可包括多个处理器。所述多个处理器可彼此操作性连通，且可被共同地配置成执行设备300的一或多个功能性，如本文中描述。在一些实例实施例中，处理器370可被配置成执行可存储在存储器314中或可以其它方式由处理器370存取的指令。因而，无论通过硬件还是通过硬件和软件的组合实施，处理器370均能够在被相应地配置时执行根据各种实施例的操作。
在一些实例实施例中，存储器314可包含一或多个存储器装置。存储器314可包含固定存储器装置和/或可抽换存储器装置。在一些实施例中，存储器314可提供非暂态计算机可读存储介质，其可存储可由处理器370执行的计算机程序执行(即，软件)。就这一点而言，存储器314可被配置成存储信息、数据、应用程序、指令和/或类似物以用于使得设备350能够执行根据一或多个实施实施例的各种功能，诸如本文中公开的方法方面。在一些实施例中，存储器314可经由用于在设备350的多个组件之间传递信息的总线与处理器370、通信接口316或选择控制模块318中的一或多者连通。
设备350可进一步包含通信接口316。通信接口316可使得设备350能够(诸如)经由网络接收可由另一计算装置发送的信号。就这一点而言，通信接口316可包含用于实现与其它装置和/或网络的通信的一或多个接口机构。因而，例如，通信接口316可包含支持硬件和/或软件(其用于实现与无线通信网络(例如，蜂窝网络、WLAN和/或类似网络)的通信)的天线(或多个天线)和/或通信调制解调器或其它硬件/软件(其用于支持经由线缆、数字用户线(DSL)、USB、火线、以太网或其它有线联网方法的通信)。
设备350可进一步包含选择控制模块318。选择控制模块318可体现为各种装置，诸如，电路、硬件、计算机程序产品(其包括存储计算机可读程序指令的计算机可读介质(例如，存储器314)且可由处理装置(例如，处理器370)执行)或它们用于执行本公开的方面的特定操作或功能的某种组合，如本文中另外公开。在一些实施例中，处理器370(或处理电路310)可包含或以其它方式控制选择控制模块318。
受益于上述描述以及相关联图示中呈现的教导内容的这些发明所属领域的技术人员将想到本文中陈述的本发明的许多修改和其它实施例。举例来说，电子吸烟制品100可大体上表征为包括两个主要子组件—功率/控制单元和烟弹单元的电子香烟装置，所述两个主要子组件被配置成由用户接合/脱离且能够单独制造。功率/控制单元(或“控制主体部分”)可包含蓄电池、电子控制件、灯/LED和/或压力激活开关。功率/控制单元的电组件可与(例如)挠性电路板接合，所述挠性电路板具有来自焊接到其的蓄电池的导线。功率/控制单元的壳体可为(例如)管状的且由不锈钢、铝等等组成。烟弹单元(或“烟弹主体部分”)被配置成容纳生成气溶胶所必需的组件—例如，围绕吸芯缠绕的加热器线、“电子液体”、流管以及用于包含电子液体的“基底”材料(即，纤维棉絮)。在一些实例中，吸芯被配置成以电子液体浸透，且此电子液体将在由流经加热器线的电流加热时蒸发。烟弹单元还可包含认证装置(即，TexasInstruments的型号为bq26150的认证IC)，以阻止或防止伪造的烟弹单元与功率/控制单元一起使用。与认证装置相关联的另外存储器单元可用于存储烟弹单元的耗尽量，并且存储与烟弹单元相关联的其它可编程特征和信息。包含在功率/控制单元内的蓄电池可被配置成可(例如)经由USB充电器再充电。烟弹单元可被“预填充”或以其它方式包含可或不可再填充的特定量的电子液体。电子液体(在本文中另外称为(例如)气溶胶前体组分)可以各种形式提供，如本文中另外公开。
功率/控制单元和烟弹单元的系统设计，如(例如)图1中示出，说明烟弹单元的加热元件可表示为(例如)系统框图中的负载电阻器。此外，在本文中公开了代表性电子吸烟制品的功能操作的一个实例。更具体来说，在一个配置中，功率/控制单元(控制主体部分)可包含(例如)Microchip的型号为PIC18F14K50的微控制器(控制器360/处理器370)、红色LED250、白色LED260、压力开关270(即，抽吸传感器)、MOSFET开关装置380以及锂聚合物蓄电池(电源340)。
压力开关270(抽吸传感器)被配置成与集成电路(其在一些实例中可包含在控制器360/处理器370中/与控制器360/处理器370相关联或可相对于控制器360/处理器370配置为离散单元)连通，且被布置成检测跨其膜组件的压差(即，用户对电子吸烟制品100进行“抽吸”)。压力开关270被进一步配置成响应于膜组件对由此经历的压差的反应，且输出电压或其它合适信号。引导由压力开关270输出的此电压或其它合适信号通过致动用于控制器360/处理器370的主电力供应器(例如)经由锁存装置280使控制器360/处理器370上电。控制器360/处理器370接着可被配置成确认且输出“电力保持”信号到相同锁存装置280，其接着允许控制器360/处理器370继续从主电力供应器接收电力，而与压力开关270的输出的未来状态无关。“电力保持”信号可被确认持续特定时间段或直到被后续信号否定为止。
控制器360/处理器370可进一步被配置成随后查询与烟弹单元(烟弹主体部分)相关联的安全装置，(例如)以核实与其相关联的液体/电子液体(气溶胶前体组分)液面，和/或烟弹单元(烟弹主体部分)的真实性/兼容性(与控制主体部分的兼容性)。控制器360/处理器370还可被配置成检查蓄电池(电源340)的电压电平以确定是否满足最低要求。如果被允许(即，所有检查均是成功的，例如，其中液面是合适的、烟弹单元通过认证且电源电平是足够的)，那么控制器360/处理器370可被配置成接着通过致动MOSFET开关装置380致动加热组件320。
在抽吸(即，用户对电子吸烟制品100的抽吸或一系列抽吸)期间，控制器360/处理器370可被配置成使用合适功率控制布置(其可以软件、硬件或软件和硬件的组合实施)监视加热组件320的输入和/或输出电参数。在一个实例中，功率控制布置可被配置为可由控制器360/处理器370执行的软件，以例如(通过)使用MOSFET开关装置380对来自电源340的输出进行调制来优化加热组件320的加热性能。以此方式，基本上恒定的功率电平(或例如遵循加热分布的一系列功率电平)可传送到加热组件320，如使用MOSFET开关装置380进行调制，以因此提供用户在单次抽吸期间以及跨多次抽吸体验到的基本上恒定的蒸汽，即使当在电源340处且由电源340提供的电压可能正在衰减时也如此。
在一些方面中，烟弹单元可包含存储器装置，其中电源340相对于加热组件320的期望的或以其它方式预定的“设定点”或“设定点分布”可存储/包含在加热组件320/烟弹主体部分140/烟弹单元的存储器装置中或以其它方式与所述存储器装置相关联，且可在控制主体部分120与烟弹主体部分140之间的接合之后传送到与功率/控制单元/控制主体部分120相关联的控制器360/处理370。因而，不同的功率设定点和/或功率分布可与不同的烟弹主体部分类型、布置等等相关联，如本领域的技术人员应了解。在其它方面中，加热组件控制参数或电源调节参数可被编程在存储器装置中，其可由控制器360/处理器370用于(重新)配置用于加热组件320的功率控制算法/方案的全部或一部分。
在用户的每次抽吸期间，控制器360/处理器370可被配置成使用(例如)定制或预定致动设定档致动白色LED260。控制器360/处理器370还可被配置成致动红色LED250和白色LED260的组合，以向用户提供各种指示器(即，蓄电池电量低、低液面、未认证烟弹单元等等)且在这样做时可提供用于与用户交互的“用户接口”。此类指示器可包含(例如)连续照明、闪烁、闪光、淡入/淡出、致动/无致动或类似者或它们的组合，如本领域的技术人员应了解。
在一些方面中，电源340(即，蓄电池)可为(可)再充电的。在此类实例中，电源340可(例如)经由连接器285充电或再充电，连接器285用于经由与烟弹单元相关联的对应连接器290将功率/控制单元(控制主体部分120)连接到烟弹单元(烟弹部分140)。更具体来说，连接器285可包含用于将功率/控制单元中的电源340连接到烟弹单元中的加热组件320的导体。因而，在其中电源340包括可再充电电池(例如，锂离子蓄电池)的实例中，与导体285相关联的相同导体可用于向电源340提供充电电流。在控制器360/处理器370断电的情况下，可将充电器装置连接到功率/控制单元连接器285，其中充电器装置可被配置成(例如)引导充电电流/电压通过MOSFET开关装置380，以允许接通的锁存装置280将控制器360/处理器370上电。在一些此类方面中，控制器360/处理器370可被配置成监视电源340的充电过程。在充电过程结束时，举例来说，白色LED可照亮以指示充电过程完成。
本领域的技术人员应了解，本文中公开的电子吸烟制品的例示性方面的操作/功能可经由软件、硬件或软件和硬件的组合实现和实施。如果以软件体现，那么应理解，本文中的电子吸烟制品的方面不一定如同电子吸烟制品是状态机那样实施，且本文中提及的软件和/或硬件的任何“状态”不一定对应于上述软件中的任何特定位置/或方面。图6示意性地说明本文中公开的电子吸烟制品的方面的操作/功能的流程，其如所论述可以软件、硬件或软件和硬件的组合实施。
参照本文中公开的电子吸烟制品的方面的例示性组件，控制器360/处理器370(即，Microchip的PIC18F14K50型号)可包含或以其它方式具有与其相关联的的存储器(即，32KB的程序存储器)，其用于存储(例如)应用程序软件、通信接口(即，用于与处理器/存储器(其与烟弹单元相关联)通信或用于与另一外部夹具或元件(例如，自动测试/诊断夹具)通信的单线接口)、数据收集软件或类似物。如果处理器包含在烟弹单元(即，TexasInstruments的型号bq26150IC)中，那么所述处理器可包含或以其它方式具有与其相关联的存储器(即，24K位的存储器)，其用于存储(例如)认证信息、兼容性数据、特征数据、序号以及其它适当数据。
关于电子吸烟制品的功率/电流消耗，可存在四个例示性操作模式：关闭、开启、充电以及抽吸。关闭模式可定义为以下情况：其中控制器360/处理器370掉电，且等待来自抽吸传感器或与电子吸烟制品的其它用户交互的指示需要将控制器360/处理器370通电的信号。即，在关闭模式中，不向控制器360/处理器370供应电力。在关闭模式中，一些电流/功率可由压力传感器装置270和/或通电锁存装置280的所要的无信号电流消耗。因而，在关闭模式中，电子吸烟制品的电流/功率消耗可处在最小值。在开启模式中，控制器360/处理器370通电且操作，且可正在执行以下功能/操作：
●红色和白色LED针对不同“用户接口”指示是活动的
●充电监视处在操作中
●通信可经由针对工厂通知或烟弹单元的认证的数据信号来操作
●功率/控制单元通电，但加热组件还未被启用(通过将功率从电源引导到加热组件)。
在开启模式中，电流/功率消耗可由例如)LED所需要的电流/功率(如果LED被通电/致动)引起，其中开启模式中的电流可为约20mA或更小。
在充电模式中，输入充电电压/电流可用于将控制器360/处理器370通电，且引导MOSFET开关装置允许充电电压/电流被压力传感器的(再)充电控制电路使用。对在充电模式期间施加到蓄电池(电源)的电流的调节还可通过压力传感器的(再)充电控制电路实施。在抽吸模式中，可致动MOSFET开关以引导来自电源的电流通过加热组件。抽吸模式在峰值测量和平均值测量两者中均可为最高电流/功率消耗模式。如(例如)由系统组件所定义，抽吸模式中的峰值电流可高达约4A。取决于(例如)蓄电池电荷电平、类型或烟弹单元以及MOSFET开关装置操作算法，平均功率消耗可介于在峰值电流下的功率消耗的约50％与约75％之间。
接着，可输入算法直到加热时间段截止或中止为止，其中此算法可(例如)自动补偿电源(即，蓄电池)电压的波动和衰减和/或在加热组件320处确定的电阻的不一致性，以在整个加热时间段内维持到加热组件的指定或以其它方式期望的或恒定的功率传送。更具体来说，(1)如果Pave(在加热组件320处确定的实际功率)低于所选择的功率设定点(平均功率)，那么接通MOSFET开关装置380以便允许电流从电源340流动到加热组件320；(2)如果Pave高于所选择的功率设定点，那么关断MOSFET开关装置380以便防止电流从电源340流动到加热组件320；以及(3)重复步骤1和2，直到加热时间段截止或中止为止。加热时间段可(例如)在压力传感器确定抽吸结束或在确定“电力保持”时间段或信号结束之后截止或中止。在加热时间段期间，测量、计算以及通电/断电确定可由控制器360/处理器370(例如)以在每秒约20次与约50次之间的速率连续执行，以确保在加热组件处传送的稳定且准确的平均功率。
图7示意性地示出根据本公开的各个方面的相对于功率控制调节的“稳定区”。在所示出的图中的阴影区的左端附近(低于大约1Ohm)，配置归因于需要从电源(蓄电池)传送的峰值电流而可能不切实际。在阴影区的右侧附近，电流/功率调节可直到约10Ohm和更大而仍有效，但传送高于由图的线示出的平均功率的平均功率可归因于可从蓄电池得到的电力的范围而受到限制。图8示意性地示出跨蓄电池电压传送到加热组件的功率的一个例示性实例的图，其中目标平均功率设定为恒定。
在用户起始抽吸之后，控制器360/处理器370可被配置成将输出功率目标设定为经配置且指定的设定点(即，硬编码到软件中的默认值)。在致动加热组件之前，控制器360/处理器370可被配置成从烟弹单元的处理器/存储器读出若干关键参数，且将这些参数与和控制器360/处理器370相关联的默认参数进行比较。举例来说，可从烟弹单元的处理器/存储器读取三个参数，而这些参数的对应编程默认值可为零(0)。因而，如果控制器360/处理器370针对某个参数读取对应零(0)，那么净结果为特定烟弹单元不要求设定点的对应参数改变(即，“无变化”)。由此得出结论：如果三个参数中的任一个非零(0)，那么相应地改变电流/功率的加热组件设定点/设定点分布。
在一个方面中，烟弹单元中的可编程参数值在由功率/控制单元读取时可完全替换“标准”硬编码默认设定点/设定点分布。此外，如果烟弹单元指示这样做了，那么接着可替代地应用这些设定点的另外/替换偏移。举例来说，在一些实例中，可编程参数值集可将抽吸分成10个时基段，其中每一段可具有相对于所述时间段的默认参数的四个不同功率设定点偏移中的一个。不需要使用所有时间段(即，具有与所述时间段的默认参数值不同的值，或甚至具有与所述时间段相关联的功率电平)。使用这些时间段，加热组件的定制电流/功率分布可在抽吸的持续时间内进行配置，如(例如)图9中示出。在一个特定实例中，控制器360/处理器370可被配置成将基本上恒定电流/功率电平从电源340引导到加热组件320。在此类实例中，偏移可被表达为基本上电流/功率电平的百分比。此外，在10个时间段的情况下，每一段可被指派代表性的相等持续时间(即，10或100)。图9示意性地示出加热组件的此类定制电路/功率分布的三个实例。
此加热组件设定档因此可在由抽吸致动时由控制器360/处理器370应用。形成加热组件设定档的此偏移集可允许当施加初始功率且雾化电子液体以形成气溶胶时加热组件和/或气溶胶前体组分的不规则性。使用所公开的偏移能力的此加热组件设定档还可用于甚至由相同的电子液体化学反应产生交替的感觉体验(即，不同的加热组件设定档可相对于所产生的气溶胶提供不同的特性)。此外，加热组件设定档可由电子吸烟制品的用户、制造商编程，或根据受检测的烟弹单元的类型或识别码自动编程。举例来说，控制器360/处理器370可包含各自对应于烟弹单元和/或由烟弹单元利用的加热组件的特定类型的不同加热组件设定档。因而，在确定与功率/控制单元接合的烟弹单元和/或由烟弹单元使用的加热组件的类型之后，控制器360/处理器370可从与其所对应的特定加热组件设定档进行检索且响应于抽吸而致动加热组件。
在另一实例中，可存在称为在配置数据中定义的抽吸段偏移的四个数字集合。四个集合中的每一个可包含两个值：抽吸持续时间和偏移。抽吸持续时间可被配置成确定段在单次抽吸(最长为4秒)过程中生效的时间点(以毫秒表示)。偏移可被配置成定义当已达到指定的抽吸持续时间时关于目标电流/功率进行什么样的调整。抽吸段偏移的一个意图为允许在抽吸的开头、中间或结尾传送更多或更少的TPM(电力)，或通过考虑由(例如)在抽吸的开头处比在抽吸的结尾处存在且蒸发更多的电子液体引起的不规则性来除去此类不一致性。另一可行用法是在抽吸的开头处将功率目标设定为较高持续较短时间以在最初产生更多蒸汽。举例来说，指定的抽吸段可如下：
段1：0持续时间，2000偏移
段2：250持续时间，0偏移
段3：1500持续时间，1000偏移
段4：2500持续时间，1500偏移
在此实例中，到加热组件的功率可由第一段“强力启动”持续四分之一秒，且接着在第二段中回复到正常功率。在1.5秒的抽吸之后，第三段略微增大功率，这也许是考虑到吸芯变干。最终，在另一第二次抽吸之后，在第4个段中进一步增大功率。
在一些方面中，每一烟弹单元可表征为具有“抽吸寿命”(即，以操作时间测量)或最大抽吸计数或容量。因此，本领域的技术人员应了解，抽吸寿命或抽吸计数的不同段可通过功率/控制单元与不同加热组件设定档相关联，如先前论述(参见，例如图10)。即，例如由10个段(其中每一段具有电流/功率偏移或偏移分布)组成的可编程集合可在烟弹单元的抽吸寿命或抽吸计数上应用。此布置可(例如)根据电子液体的特性来配置，这是因为电子液体在烟弹单元的寿命期间消耗。在一些方面中，可编程存储器位置可设置为十个60秒段，其从烟弹的结束处(最大抽吸计数)向后朝向烟弹在较新时的开始处(即，朝向零(0)抽吸计数)应用。如果抽吸计数/抽吸寿命大于600(60秒的10倍)，那么第一个段(新的烟弹单元的初始抽吸/开头)可在持续时间中较长，以连续适应剩余抽吸寿命内的接下来的九个60秒段/增量。在一些实例中，配置数据可包含十个(10)烟弹寿命偏移，其中每一个偏移在剩余烟弹寿命的特定范围下激活，如由抽吸计数参数所定义。烟弹寿命的每一个段可(例如)在“抽吸时间”(加热组件通电的时间)的约30,000与约200,000毫秒之间。在表1中示出了剩余抽吸计数与偏移指数之间的例示性关联。
表1
烟弹寿命偏移的一个目的可能是解决当烟弹单元中的可用电子液体耗尽时产生的蒸汽(TPM)量的潜在差异。一个例示性的可能使用情形是烟弹寿命偏移在烟弹单元的大多数寿命(即，剩余5个或更多个抽吸分钟)期间为0，且每一偏移随着烟弹单元更接近失效而逐渐增大。
图11示意性地示出控制器360/处理器370的通电功能的一个方面，控制器360/处理器370包含逻辑门(“或(OR)”)，其向控制器360/处理器370供应电力且具有两个输入，两个输入中的任一个可保持门接通。输入中的一个可连接到压力传感器，其在检测到压力降时将控制器360/处理器370上电。第二输入可由(例如)控制器360/处理器370自身控制，以便“保持”通电直到控制器360/处理器370而非压力传感器确定掉电/断电是可接受的。一旦控制器360/处理器370通过压力传感器或充电电路上电，控制器360/处理器370就可立即确认其自身的“电力保持”输出以便将系统锁存在通电(上电)状态中。
图12示意性地示出压力传感器功能的若干方面，所述压力传感器可使用(例如)来自中国的WeifangQinyi的组件装置来实施，但还可实施具有如本文中公开的功能性和期望方面的任何其它合适装置。“K1”为装置的膜片开关，且“L1”表示电子吸烟制品设计中的加热组件/电源系统/控制器360/处理器370。到L1的输出用于开启控制器360/处理器370且向控制器360/处理器370供应电力，控制器360/处理器370进一步使用单独且离散的MOSFET开关装置控制到加热组件的电源输出。
压力传感器切换机构(K1)可由(例如)麦克风的基本组件(包含耦合到检测电路的电容性膜片)组成，其中来自此切换机构的输出被引导到IC电路中。在一些方面中，IC可被配置成执行切换输入的某个防反跳量(即，以消除开关机构活动的抖动)，以提供用于系统的通电电路的“AT”端口处的更干净的数字输出。
在一些方面中，图12中示出的IC还可被配置成执行蓄电池保护功能，这是因为其能够检测蓄电池输入、蓄电池端子上的负载以及充电输入。与蓄电池保护相关联的此类功能可为例如：
●短路保护
●欠压锁定
●超温保护。
在其它方面中，图12中示出的IC还可被配置成执行蓄电池充电功能，这是因为其能够检测蓄电池输入、蓄电池端子上的负载以及充电输入。与蓄电池充电相关联的此类功能可为例如：
●充电电压：4.5-6V
●充电电压的测量误差：在1％内
●涓流充电模式，这是在蓄电池电压低于2.7V时
●快速充电模式，这是在蓄电池电压在2.7V约4.2V之间时
●在4.2V下的恒定电压充电。
电池充电功能可结合和/或通过如先前论述的压力传感器组件来实施。也如先前公开，电子吸烟制品的用户接口可包含红色和白色LED，其各自针对蓄电池电压上的光度表征，且具有相对于其实施的PWM功率算法以提供在约3.5-4.2V的蓄电池电压范围内的大约相同的强度的外观。就这一点而言，用户接口软件可被配置成监视充电电流且接着点亮白色LED从而指示充电完成。
在其它方面中，可以软件、硬件或软件和硬件的组合实施各种功能。举例来说，在用户、装置故障或其它疏忽机制致使电子吸烟制品试图连续抽吸的情况下，软件可被配置成确定此条件且在某个时间段(例如，4秒)之后自动终止抽吸。在一些实例中，软件可被配置成确定LED淡出是否还未完成斜降，且如果还未完成斜降，那么抽吸将立即重新开始且LED的淡入将在其先前在淡出期间所处的灰暗水平处开始。此外，在用户、装置故障或疏忽机制致使出现重复抽吸的情况下，每次在LED的淡出完成之前出现重复抽吸时，软件可被配置成一旦累积重复的抽吸计数超过(例如)8秒就阻止额外抽吸激活加热组件。一旦允许LED完全完成淡出就可清除此锁定条件。又此外，可提供基于硬件的看门狗定时器，其将在软件变得不稳定且未在8秒的适当时间间隔内服务定时器的情况下自动复位系统(且在不出现连续抽吸的情况下使系统掉电)。
在起始每一次抽吸时，由控制器360/处理器370执行的软件可被配置成与烟弹单元通信，以执行认证过程来证实烟弹单元为用于与功率/控制单元一起使用的合法装置。如果确定烟弹单元是无效的，那么可经由用户接口LED示出错误条件。如果烟弹单元经过认证，那么允许抽吸过程继续。在开始每一次抽吸时，在认证过程之后，软件还可被配置成从烟弹单元存储器读取抽吸计数数据，且如果剩余足够的“抽吸秒”数(即，剩余的容量或寿命)，那么软件可被配置成允许加热组件的致动。在抽吸解除致动之后，软件可被配置成在检测到低烟弹参数/条件时引导白色LED以100mS开启—500mS关闭的序列闪光3次，即，以在正常抽吸之后估计剩余20个3秒抽吸时开始，可引导白色LED闪光三次，仅每隔15个抽吸秒闪光；当在正常抽吸之后估计剩余5个3秒抽吸时开始，可引导白色LED闪光三次，在每次抽吸时闪光。当烟弹单元失效时，可引导白色LED以100mS开启—500mS关闭的序列闪光5次，在每次抽吸时闪光，且不激活加热组件。
在一些方面中，软件可被配置成引导某些蓄电池管理功能。举例来说，在确定蓄电池电量低条件的情况下，软件可被配置成在抽吸解除激活之后在确定蓄电池电量低条件时引导红色LED以100mS开启—500mS关闭的序列闪光3次，即，以在正常抽吸之后估计剩余30个3秒抽吸时开始，引导红色LED闪光三次，仅每隔15个抽吸秒闪光；以在正常抽吸之后估计剩余10个3秒抽吸时，引导红色LED闪光三次，在每次抽吸时闪光。
如本文中公开，当在被配置成接合烟弹单元的连接器处检测到电压时，对电源的充电发生。响应于检测到的电压，致动MOSFET开关装置，且进行用户接口LED活动，如本文中所公开。在充电期间，软件可被配置成监视传送到蓄电池的电流。在达到完全充电之后，白色LED照亮以指示充电完成。
因此，应理解，本发明的实施例不限于所公开的具体实施例且希望修改和其它实施例包含在本发明的范围内。此外，虽然上述描述和相关联图示在元件和/或功能的某些实例组合的背景下描述了实例实施例，但应了解，元件和/或功能的不同组合可由替代实施例提供而不脱离本发明的范围。就这一点而言，举例来说，还预期除上文明确描述的元件和/或功能的组合以外的元件和/或功能的组合在本发明的范围内。虽然在本中采用了具体术语，但其仅在一般性和描述性意义上使用且不用于限制目的。
Claims (19)
1.一种用于控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热的方法，其包括：
将平均功率从电源引导到被布置成对所述气溶胶前体布置进行加热的加热装置且相称地起始加热时间段，所述平均功率对应于与所述电源相关联的所选择的功率设定点；
将引导到所述加热装置的实际功率确定为所述加热装置处的电压与通过所述加热装置的电流的乘积；
将所述实际功率与所述平均功率进行比较；
调整引导到所述加热装置的所述平均功率以便朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率；以及
周期性地确定所述实际功率，将所述实际功率与所述平均功率进行比较，且调整所述平均功率以朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率，直到所述加热时间段截止为止。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过将平均功率从电源引导到加热装置来起始加热时间段进一步包括致动电连通在所述电源与所述加热装置之间的开关装置，以将电流流动从所述电源引导到所述加热装置。
3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括通过将所述加热装置处的实际电压与参考电压进行比较来确定所述加热装置处的电压。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述加热装置处的所述实际电压在约2.0V的低值与约4.2V的高值之间，且将所述加热装置处的实际电压与参考电压进行比较进一步包括将分压器应用到所述实际电压且将分压与处理器的内部参考电压进行比较，所述分压具有对应于所述实际电压的所述低值和高值的低值和高值。
5.如权利要求4所述的方法，其中将所述分压与处理器的内部参考电压进行比较进一步包括将所述分压与大于所述分压的所述高值的内部参考电压进行比较。
6.如权利要求4所述的方法，其中应用分压器进一步包括将所述加热装置处的所述实际电压乘以第二电阻器与第一电阻器及所述第二电阻器的和的比率。
7.如权利要求6所述的方法，其中应用分压器进一步包括以下操作中的一个：
应用包括在约500kOhm与约1000kOhm之间的第一电阻器和在约100kOhm与约500kOhm之间的第二电阻器的分压器；
应用包括第一电阻器和第二电阻器的分压器，所述第一电阻器和所述第二电阻器在它们之间具有在约1:1与约10:1之间的电阻比率；
应用包括第一电阻器和第二电阻器的分压器，所述第一电阻器和所述第二电阻器在它们之间具有约5:1的电阻比率；以及
应用包括第一电阻器和第二电阻器的分压器，所述第一电阻器和所述第二电阻器在它们之间具有对应于所述处理器的所述内部参考电压与所述分压的所述高值的比率的电阻比率。
8.如权利要求4所述的方法，其中应用分压器进一步包括将分压器应用到所述实际电压，以便形成到处理器的电压模/数转换器的输入电压的表示。
9.如权利要求1所述的方法，其进一步包括通过确定跨串联安置在所述加热装置与所述电源之间的电阻器的电压降来确定通过所述加热装置的电流。
10.一种用于电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热控制设备，其包括：
加热装置，其被布置成对所述气溶胶前体布置进行加热；
电源，其与所述加热装置连通；以及
控制器，其与所述加热装置和所述电源连通，所述控制器具有处理器，所述处理器被配置成至少进行下列操作：
引导所述电源向所述加热装置提供平均功率且相称地起始加热时间段，所述平均功率对应于与所述电源相关联的所选择的功率设定点；
将引导到所述加热装置的实际功率确定为所述加热装置处的电压与通过所述加热装置的电流的乘积；
将所述实际功率与所述平均功率进行比较；
调整引导到所述加热装置的所述平均功率以便朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率；以及
周期性地确定所述实际功率，将所述实际功率与所述平均功率进行比较，且调整所述平均功率以朝向所述所选择的功率设定点引导所述实际功率，直到所述加热时间段截止为止。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述控制器被进一步配置成致动电连通在所述电源与所述加热装置之间的开关装置，以将电流流动从所述电源引导到所述加热装置。
12.如权利要求10所述的设备，其中所述控制器被进一步配置成通过将所述加热装置处的实际电压与参考电压进行比较来确定所述加热装置处的电压。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述加热装置处的所述实际电压在约2.0V的低值与约4.2V的高值之间，且其中所述控制器被进一步配置成将分压器应用到所述实际电压且将分压与所述处理器的内部参考电压进行比较，所述分压具有对应于所述实际电压的所述低值和高值的低值和高值。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述控制器被进一步配置成将所述分压与大于所述分压的所述高值的内部参考电压进行比较。
15.如权利要求13所述的设备，其中所述控制器被进一步配置成将所述加热装置处的所述实际电压乘以第二电阻器与第一电阻器及所述第二电阻器的和的比率。
16.如权利要求15所述的设备，其中所述控制器被进一步配置成应用分压器，所述分压器包括以下电阻器中的一者：
在约500kOhm与约1000kOhm之间的第一电阻器和在约100kOhm与约500kOhm之间的第二电阻器；
第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和所述第二电阻器在它们之间具有在约1:1与约10:1之间的电阻比率；
第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和所述第二电阻器在它们之间具有约5:1的电阻比率；以及
第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和所述第二电阻器在它们之间具有对应于所述处理器的所述内部参考电压与所述分压的所述高值的比率的电阻比率。
17.如权利要求15所述的设备，其中所述控制器被进一步配置成将分压器应用到所述实际电压，以便形成到所述处理器的电压模/数转换器的输入电压的表示。
18.如权利要求10所述的设备，其中所述控制器被进一步配置成通过确定跨串联安置在所述加热装置与所述电源之间的电阻器的电压降来确定通过所述加热装置的电流。
19.一种计算机程序产品，其包括其上存储有计算机程序代码的至少一个非暂态计算机可读存储介质，所述计算机程序代码用于控制对电子吸烟制品的气溶胶前体布置的加热，所述计算机程序代码包括用于在由处理器执行时执行如权利要求1到9中任一权利要求所述的方法的程序代码。
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