CN109478612B - 电子蒸汽烟装置、电池区段和充电器 - Google Patents

电子蒸汽烟装置、电池区段和充电器 Download PDF

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Abstract

提供一种电子蒸汽烟装置(60)的电池区段(72)，所述电池区段(72)包括在纵向方向上延伸的壳体(6')，所述壳体(6')具有第一端和第二端。所述电池区段还包括所述壳体(6')中的电源(1)和所述壳体(6')中的控制电路(200)。所述电池区段(72)还包括在所述壳体(6')的所述第二端处的传导接触组合件(300)，所述接触组合件(300)将所述电源(1)和所述控制电路(200)电连接，所述接触组合件(300)配置成接收外部电力和至少一个命令。

Description

电子蒸汽烟装置、电池区段和充电器
技术领域
本公开涉及电子蒸汽烟(electronic vaping或e-vaping)装置。
背景技术
电子蒸汽烟装置包含加热器元件，其使蒸汽前调配物汽化以产生“蒸汽”。
电子蒸汽烟装置包含布置在装置中的电源，例如可充电电池。电池电连接到加热器，使得加热器加热到足以将蒸气前调配物转化为蒸汽的温度。蒸汽通过包含至少一个出口的衔嘴离开电子蒸汽烟装置。
发明内容
至少一个实例实施例涉及电子蒸汽烟装置的电池区段。
在至少一个实例实施例中，电子蒸汽烟装置的电池区段可包括：壳体，其在纵向方向上延伸，所述壳体具有第一端和第二端；电源，其处于所述壳体中；控制电路，其处于所述壳体中；以及传导接触组合件，其处于所述壳体的第二端处，所述接触组合件将电源与控制电路电连接，所述接触组合件配置成接收外部电力和至少一个命令。
在至少一个实例实施例中，控制电路配置成检测电阻变化和电容变化中的至少一个，从而检测所述至少一个命令。
在至少一个实例实施例中，所述接触组合件包括电荷阳极和电荷阴极。控制电路包括配置成电分离电荷阴极与共同接地平面的开关。
在至少一个实例实施例中，所述接触组合件包括第一接触件以及与所述第一接触件绝缘的第二接触件。第一接触件和第二接触件中的一个大体上是环形，且第一接触件和第二接触件中的一个形成电池区段的端壁的至少一部分。所述端壁大体上横向于纵向方向而延伸。第一接触件可以是端壁，而第二接触件可大体上为环形，且可围绕所述端壁的周界延伸。所述端壁可基本上不透明。
在至少一个实例实施例中，接触组合件还可包括端盖壳体，其配置成将第一接触件装纳于其中，所述端盖壳体包含至少一个槽。第二接触件可与纵向方向上延伸的至少一个凸出部一体地形成。所述至少一个凸出部可配置成收纳在所述至少一个槽中。所述端盖壳体可包含大体上圆柱形的侧壁。所述侧壁限定延伸穿过所述端盖壳体的腔道。大体上圆柱形的侧壁的第一部分在壳体的第二端处收纳于壳体内。所述侧壁的第二部分不在壳体内。第二部分可基本透明。所述端壁可包含印刷电路板。
在至少一个实例实施例中，第一接触件和第二接触件中的至少一个可以是磁性的。第一接触件和第二接触件中的至少一个由不锈钢、金或银中的至少一种形成。
至少一个实例实施例涉及电子蒸汽烟装置。
在至少一个实例实施例中，电子蒸汽烟装置包括：壳体，其在纵向方向上延伸，所述壳体具有第一端和第二端；电源，其处于所述壳体中；控制电路，其处于所述壳体中；传导接触组合件，其处于所述壳体的第二端处；储存器，其配置成容纳蒸气前调配物；以及加热器，其配置成加热所述蒸气前调配物，所述加热器电连接到所述电源。所述接触组合件将所述电源与所述控制电路电连接。所述接触组合件可配置成接收外部电力和至少一个命令。
在至少一个实例实施例中，控制电路配置成检测电阻变化和电容变化中的至少一个，从而检测所述至少一个命令。
在至少一个实例实施例中，所述接触组合件包括电荷阳极和电荷阴极。控制电路包括配置成电分离电荷阴极与共同接地平面的开关。接触组合件包括第一接触件以及与所述第一接触件绝缘的第二接触件。第二接触件可大体上为环形，其第一接触件可形成端壁的至少一部分。电池区段的端壁可大体上横向于纵向方向而延伸。
在至少一个实例实施例中，接触组合件还包括端盖壳体，其配置成将第一接触件装纳于其中。端盖壳体可包含至少一个槽。第二接触件可与纵向方向上延伸的至少一个凸出部一体地形成。所述至少一个凸出部配置成收纳在所述至少一个槽中。
在至少一个实例实施例中，电子蒸汽烟装置包含电池区段和第一区段。电池区段可含有电源、控制电路和传导接触组合件。第一区段可含有储存器和加热器。
至少一个实例实施例涉及USB充电器。
在至少一个实例实施例中，USB充电器包括壳体。所述壳体包含其中具有充电槽的顶壁、所述充电槽中的第一充电器接触件、所述充电槽中的第二充电器接触件、与所述顶壁相对的底壁以及所述顶壁与所述底壁之间的至少一个侧壁。所述充电槽可配置成收纳电子蒸汽烟装置的一端。所述充电器还包含邻近所述充电槽的至少一个磁体。所述充电器还可包含光管，其包围所述充电槽且从充电槽延伸到USB充电器的外部表面。所述光管可配置成将光从电子蒸汽烟装置传送、传输或传送和传输到USB充电器的外部表面以指示电子蒸汽烟装置的充电状态。所述壳体限定内部隔室。所述充电器还可包括含于所述内部隔室内的充电器电路系统。所述充电器电路系统与第一充电器接触件和第二充电器接触件通信。
至少一个实例实施例涉及电子蒸汽烟装置的电池区段。
在至少一个实例实施例中，所述电池区段包括：壳体，其在纵向方向上延伸，所述壳体具有第一端和第二端；电源，其处于所述壳体中；传导接触组合件，其处于所述壳体的第二端处，所述接触组合件将电源与控制电路电连接；以及所述壳体中的控制电路，其配置成检测电阻变化和电容变化中的至少一个，从而检测至少一个命令的输入。所述接触组合件配置成接收外部电力和至少一个命令。所述接触组合件可包含电荷阳极和电荷阴极。控制电路包括配置成电分离电荷阴极与共同接地平面的开关。
至少另一个实例实施例提供包含电池区段的电子蒸汽烟装置。所述电池区段包含：第一壳体，其在纵向方向上延伸；电源，其在所述第一壳体中，所述电源配置成在所述电池区段与筒区段接合时将电力提供到加热器线圈，所述筒区段包含储存器和所述加热器线圈；以及控制电路，其包含电阻测量电路和控制器。所述控制电路配置成：测量所述加热器线圈在模拟域中的初始电阻；基于所测初始电阻计算所述加热器线圈在数字域中的参考电阻；响应于检测到抽吸事件而测量所述加热器线圈的当前电阻；基于所述加热器线圈的所测当前电阻和参考电阻，计算所述加热器线圈的电阻百分比变化；以及基于所述加热器线圈的所计算电阻百分比变化，控制所述加热器线圈的电力。
附图说明
在结合附图查看具体实施方式后，可更易于理解本文非限制性实施例的各种特征和优势。附图仅出于说明目的而提供，且不应解释为限制权利要求书的范围。除非明确地示出，否则不应将附图视为按比例绘制。为清楚起见，可能对附图的各种尺寸进行了放大。
图1是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的侧视图。
图2是根据至少一个实例实施例的沿着图1的电子蒸汽烟装置的线II-II的横截面图。
图3A是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的电池区段的一端的放大视图。
图3B是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的电池区段的一端的放大视图。
图4是根据至少一个实例实施例的图2的传导接触组合件的分解视图。
图5是根据至少一个实例实施例的图2的传导接触组合件的横截面图。
图6是示出图1所示的电子蒸汽烟装置的控制电路的实例实施例的电路图。
图7是根据至少一个实例实施例的图1的电子蒸汽烟装置的电路图。
图8是根据至少一个实例实施例的图1的电子蒸汽烟装置的电路图。
图9是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的充电器的透视图。
图10是根据至少一个实例实施例的图9的充电器的俯视图。
图11是根据至少一个实例实施例的图9和10的充电器的分解视图。
图12是根据至少一个实例实施例的沿着线XII-XII的图10的充电器的横截面图。
图13是根据至少一个实例实施例的图9到12的充电器的充电器接触组合件的分解视图。
图14是示出操作图6所示控制电路的方法的实例实施例的流程图。
图15是示出操作图6所示控制电路的方法的另一实例实施例的流程图。
图16是示出在校准阶段操作所述控制电路的方法的实例实施例的流程图。
图17是示出在电阻测量阶段操作所述控制电路的方法的实例实施例的流程图。
具体实施方式
本文中公开一些详细的实例实施例。然而，出于描述实例实施例的目的，本文中所公开的具体结构和功能细节仅为代表性的。然而，实例实施例可以许多替代形式体现，且不应被理解为仅限于本文中所阐述的实例实施例。
因此，虽然实例实施例能够接受各种修改和替代形式，但其中的实施例已通过举例在图中示出，且将进行详细描述。然而，应理解，并不意图将实例实施例限于所公开的特定形式，恰恰相反，实例实施例将涵盖属于实例实施例的范围内的所有修改、等同物和替代方案。贯穿各图的描述，相同编号指代相同元件。
应理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”、“联接到”或“覆盖”所述另一元件或层时，其可直接在所述另一元件或层上、连接到、联接到或覆盖所述另一元件或层，或可存在中间元件或层。相比之下，当元件被称作“直接”在另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。贯穿本说明书，相同编号指代相同元件。
应理解，虽然本文中可使用词语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层或区段，但这些元件、组件、区域、层或区段不应受这些词语限制。这些词语仅用于对一个元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段进行区分。因此，在不脱离实例实施例的教示的情况下，下文所论述的第一元件、组件、区域、层或区段可称为第二元件、组件、区域、层或区段。
为易于描述，本文可使用空间相对术语(例如“底下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等)来描述如图所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应理解，除了图中描绘的定向之外，预期所述空间相对术语涵盖装置在使用或操作时的不同定向。举例来说，如果图中的装置翻转，描述为在其它元件或特征“下方”或“底下”的元件则将定向在其它元件或特征“上方”。因此，用语“下方”可涵盖上方和下方两个定向。装置可能以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所用的空间相对描述词可进行相应解释。
本文中使用的术语仅用于描述各种实施例的目的，并非意图限制实例实施例。如本文中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一”和“所述”既定还包含复数形式。应进一步理解，用语“包含”和“包括”在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
本文中参考横截面图解描述了实例实施例，所述横截面图解是实例实施例的理想化实施例(和中间结构)的示意性图解。由此，预期图解的形状将因例如制造技术或公差而有变化。因此，实例实施例不应理解为限于本文所示区域的形状，而是应包含例如由制造引起的形状偏差。
非另有定义，否则本文中所用的所有用语(包含技术和科学术语)具有与实例实施例所属领域的一般技术人员通常所理解的相同的含义。应进一步理解，包含常用词典中所定义的那些用语的用语应解释为具有与所述用语在相关技术的上下文中的含义一致的含义，且除非在文中明确如此定义，否则将不在理想化或过度正式意义上进行解释。
图1是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的侧视图。
在至少一个实例实施例中，如图1中所示，电子蒸汽烟装置(e蒸汽烟装置)60可包含可更换的筒(或第一区段)70以及可重复使用的电池区段(或第二区段)72，所述区段可在螺纹连接件205处联接在一起。应了解，连接件205可以是任何类型的连接件，例如滑动配合件、棘爪、夹具、卡口或卡扣中的至少一个。
在至少一个实例实施例中，连接件205可以是2016年5月13日提交的第15/154,439号美国申请案中描述的连接件，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。如第15/154,439号美国申请案中所描述，连接件205可通过深冲压工艺形成。'
在至少一个实例实施例中，第一区段70可包含第一壳体6，且第二区段72可包含第二壳体6'。电子蒸汽烟装置60包含口端插入件8。
在至少一个实例实施例中，壳体6和第二壳体6'可具有大体上圆柱形的横截面。在其它实例实施例中，壳体6和6'沿着第一区段70和第二区段72中的一个或多个可具有大体上三角形的横截面。此外，壳体6和6'可具有相同或不同的横截面形状，或相同或不同的大小。如本文所论述，壳体6和6'还可被称作外壳体或主壳体。
在至少一个实例实施例中，电子蒸汽烟装置60可包含传导接触组合件300，其包含第一接触件310(在图2到3和5到6中示出)、第二接触件320以及端盖壳体340，这在下文更详细地描述。第一接触件310和第二接触件320中的每一个可用于为电子蒸汽烟装置的电源充电。在下文更详细地描述第一接触件310、第二接触件320和端盖壳体340。
如稍后更详细地论述，第一接触件310、第二接触件320或这两者可用于为电子蒸汽烟装置的电源充电以及用于输入触碰命令。因此，传导接触组合件300可配置成用于为电子蒸汽烟装置的电源充电以及输入触碰命令来控制电子蒸汽烟装置。
图2是沿着图1的电子蒸汽烟装置的线II-II的横截面图。
在至少一个实例实施例中，如图2所示，第一区段70可包含配置成存储蒸气前调配物的储存器22以及可使所述蒸气前调配物汽化的加热器14，所述蒸气前调配物可通过芯28从储存器22吸取。电子蒸汽烟装置60可包含2013年1月31日提交的塔克(Tucker)等人的第2013/0192623号美国专利申请公开案中所阐述的特征，所述公开案的全部内容以引用的方式并入本文中。在其它实例实施例中，电子蒸汽烟装置可包含2016年4月22日提交的第15/135,930号美国专利申请案、2016年4月22日提交的第135,923号美国专利申请案或2016年3月22日颁发的第9,289,014号美国专利中的至少一个中阐述的特征，各案的全部内容以对其引用的方式并入本文中。
在至少一个实例实施例中，蒸汽前调配物是可转化为蒸汽的材料或材料组合。举例来说，蒸汽前调配物可以是液体、固体或凝胶调配物中的至少一种，包含但不限于水、珠粒、溶剂、活性成分、乙醇、植物提取物、天然或人工香料、蒸汽形成剂，例如丙三醇和丙二醇以及其组合。
在至少一个实例实施例中，第一区段70可包含在纵向方向上延伸的壳体6，以及同轴地定位在壳体6内的内管(或通气道)62。
在内管62的上游端部处，垫片(或密封件)15的鼻部61可配合于内管62中，且垫片15的外周可结合壳体6的内表面提供密封。垫片15还可包含与内管62流体连通以限定内通路(也称为中心通道或中心内通路)21的中心纵向空气通路20。在垫片15的背侧部分处的横向通道33可与垫片15的空气通路20相交且连通。此横向通道33确保空气通路20与限定于垫片15与第一连接件段37之间的空间35之间存在连通。
在至少一个实例实施例中，第一连接件段37可包含用于实现第一区段70与第二区段72之间的连接的带外螺纹区段。
在至少一个实例实施例中，多于两个空气入口端口44可包含在壳体6中。或者，单个空气入口端口44可包含在壳体6中。此类布置允许接近连接件205安置空气入口端口44，而不会因第一连接件段37的存在而堵塞。此布置还可强化空气入口端口44的区域，以促进对空气入口端口44的精确钻取。
在至少一个实例实施例中，空气入口端口44可提供于连接件205中而非壳体6中。在其它实例实施例中，连接件205可能不包含螺纹部分。
在至少一个实例实施例中，至少一个空气入口端口44可在壳体6中形成，邻近连接件205，从而使成人蒸汽烟使用者的手指封堵端口中的一个的机率最小化，且控制抽吸蒸汽烟期间的抽吸阻力(RTD)。在至少一个实例实施例中，可通过精密工装将空气入口端口44机械加工到壳体6中，使得在制造期间从一个电子蒸汽烟装置60到下一个装置，端口直径被仔细控制且复制。
在至少一个实例实施例中，空气入口端口44可设定大小且配置成使得电子蒸汽烟装置60具有介于约60毫米水柱到约150毫米水柱的范围中的抽吸阻力(RTD)。
在至少一个实例实施例中，第二垫片10的鼻部93可配合于内管62的第一端部81中。第二垫片10的外周可结合壳体6的内表面97提供基本上紧密的密封。第二垫片10可包含安置于内管62的内通路21与口端插入件8的内部之间的中心通道63，其可将蒸汽从内通道21输送到口端插入件8。口端插入件8包含至少两个出口，其可从电子蒸汽烟装置60的纵向轴线离轴定位。所述出口可相对于电子蒸汽烟装置60的纵向轴线朝外成角度。所述出口可围绕口端插入件8的周界基本上均匀地分布，以便在抽吸蒸汽烟期间在成人蒸汽烟使用者口中基本上均匀地分布蒸汽并在口中形成较多的充满感。因此，在蒸汽传递到成人蒸汽烟使用者口中时，蒸汽可进入口中且可在不同方向上移动以便提供满口感。
在至少一个实例实施例中，限定于垫片10与15以及壳体6与内管62之间的空间可建立储存器22的界限。储存器22可含有蒸汽前调配物，以及任选地配置成将蒸汽前调配物存储在其中的存储介质(未示出)。所述存储介质可包含围绕内管62的棉纱布或其它纤维材料的卷绕物。
在至少一个实例实施例中，储存器22可含于内管62与壳体6之间以及垫片10与15之间的外环形区中。因此，储存器22可至少部分地包围内通路21。加热器14可横跨储存器22的相对部分之间的内通路21延伸。在一些实例实施例中，加热器14可平行于内通路21的纵向轴线延伸。
在至少一个实例实施例中，储存器22可设定大小且配置呈装纳足够的蒸汽前调配物，使得电子蒸汽烟装置60可配置成供抽吸蒸汽烟至少约200秒。此外，电子蒸汽烟装置60可配置成允许每次抽吸持续最多约5秒。
在至少一个实例实施例中，存储介质可以是包含棉、聚乙烯、聚酯、人造丝以及其组合中的至少一种的纤维材料。所述纤维在大小上可具有范围介于约6微米到约15微米(例如约8微米到约12微米或约9微米到约11微米)的直径。所述存储介质可以是烧结、多孔或泡沫材料。另外，所述纤维大小可设定成不适于空气吸入，且可具有Y形、十字形、三叶草形或任何其它合适形状的横截面。在至少一个实例实施例中，储存器22可包含不具有任何存储介质且仅含有蒸汽前调配物的填充罐。
在抽吸蒸汽烟期间，蒸汽前调配物可通过芯28的毛细管作用从储存器22、存储介质或这两者传递到加热器14附近。芯28可包含至少第一端部和第二端部，所述端部可延伸到储存器22的相对侧中。加热器14可至少部分地包围芯28的中心部分，使得当加热器14激活时，芯28的中心部分中的蒸汽前调配物可通过加热器14汽化以形成蒸汽。
在至少一个实例实施例中，芯28可包含具有抽吸蒸汽前调配物的能力的纤丝(或丝线)。举例来说，芯28可为玻璃(或陶瓷)丝束、包含一组玻璃纤丝卷绕物的束等，其所有布置均能够经由毛细管作用通过纤丝之间的隙间间隔来汲取蒸汽前调配物。纤丝可大体上在垂直(横向)于电子蒸汽烟装置60的纵向方向的方向上对准。在至少一个实例实施例中，芯28可包含一个到八个纤丝股束，每个股束包括绞捻在一起的多个玻璃纤丝。芯28的端部可为柔性的，且可折叠到储存器22的界限中。纤丝可具有大体上十字形、三叶草形、Y形或呈任何其它合适形状的横截面。
在至少一个实例实施例中，芯28可包含任何合适的材料或材料组合。合适材料的实例可为但不限于玻璃、基于陶瓷或石墨的材料。芯28可具有任何合适的毛细性汲取动作以适应具有不同物理性质的蒸汽前调配物，所述物理性质例如密度、粘度、表面张力和蒸汽压力。芯28可能不导电。
在至少一个实例实施例中，加热器14可包含至少部分地包围芯28的电线线圈。所述电线可以是金属线。加热器线圈可完全或部分沿着芯28的长度而延伸。加热器线圈还可完全或部分围绕芯28的外周延伸。在一些实例实施例中，加热器14可接触或可不接触芯28。
在至少一个实例实施例中，加热器线圈可由任何合适的电阻材料形成。合适电阻材料的实例可包含但不限于铜、钛、锆、钽和铂族金属。合适的金属合金的实例包含但不限于不锈钢、含镍、含钴、含铬、含铝、含钛、含锆、含铪、含铌、含钼、含钽、含钨、含锡、含镓、含锰和含铁合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢的超合金。举例来说，加热器14可由铝化镍、表面上具有氧化铝层的材料、铝化铁和其它复合材料形成，电阻材料可任选地嵌入于绝缘材料中、包封或涂布有绝缘材料，或反之亦然，这取决于能量传递的动力学和所需的外部物理化学性质。加热器14可包含选自以下组成的组的至少一种材料：不锈钢、铜、铜合金、镍铬合金、超合金以及其组合。在实例实施例中，加热器14可由镍铬合金或铁铬合金形成。在另一实例实施例中，加热器14可以是在其外表面上具有电阻层的陶瓷加热器。
内管62可包含一对相对槽，使得芯28和第一电引线109、第二电引线109'或加热器14的端可从相应的所述相对槽中延伸出来。在内管62中提供相对槽可有助于在不影响槽的边缘和加热器14的盘绕区段的情况下将加热器14和芯28放置到内管62内的适当位置。因此，槽的边缘可能不被允许影响和更改加热器14的线圈间隔，否则这将产生潜在的热点源。在至少一个实例实施例中，内管62可具有约4毫米的直径，且所述相对槽中的每一个槽可具有约2毫米乘约4毫米的主要和次要尺寸。
第一引线109物理地且电连接到带外螺纹连接件段37。如所示，带外螺纹第一连接件段37是在外后表面的一部分上具有外螺纹的空心圆柱体。所述连接件段导电，且可形成或涂布有导电材料。第二引线109'物理地且电连接到第一导电柱110。第一导电柱110可由导电材料(例如不锈钢、铜等等)形成，且可具有如图2所示的T形横截面。第一导电柱110嵌套在第一连接件段37的中空部分内，且通过绝缘外壳111与第一连接件段37电绝缘。第一导电柱110可如所示是中空的，且中空部分可与空气通路20流体连通。因此，第一连接件段37和第一导电柱110形成与加热器14的相应的外部电连接。
在至少一个实例实施例中，加热器14可通过热传导加热芯28中的蒸汽前调配物。或者，来自加热器14的热可通过导热元件传导到蒸汽前调配物，或加热器14可将热传递到在吸蒸汽烟期间被抽吸通过电子蒸汽烟装置60的传入环境空气，所述传入环境空气继而通过对流加热蒸汽前调配物。
应了解，代替使用芯28，加热器14可包含并入有电阻加热器的多孔材料，所述电阻加热器由能够快速产生热的高电阻材料形成。
如图2所示，第二区段72包含电源1、控制电路200、传感器16和传导接触组合件(也称为接触组合件或连接件组合件)300。如所示，控制电路200和传感器16安置在壳体6'中。接触组合件300形成第二区段72的一端，且带内螺纹第二连接件段112形成第二端。如所示，第二连接件段112具有在内后表面上带有螺纹的空心圆柱体形状。第二连接件段112的内径与第一连接件段37的外径相匹配，使得两个连接件段37和112可旋拧在一起以形成连接件205。此外，第二连接件段112或至少另一后表面导电，例如由导电材料形成或包含导电材料。由此，在连接时，第一连接件段37与第二连接件段112之间发生电连接和物理连接。
如所示，第一引线720将第二连接件段112电连接到控制电路200。第二引线730将控制电路200电连接到电源1的第一端子113。第三引线725将电源1的第二端子114电连接到控制电路200的电力端子以将电力提供到控制电路200。电源1的第二端子114还物理地且电连接到第二导电柱115。第二导电柱115可由导电材料(例如不锈钢、铜等等)形成，且可具有如图2所示的T形横截面。第二导电柱115嵌套在第二连接件段112的中空部分内，且通过绝缘外壳116与第二连接件段112电绝缘。第二导电柱115还可如所示是中空的。当第一连接件段37和第二连接件段112配合时，第二导电柱115物理地且电连接到第一导电柱110。另外，第二导电柱115的中空部分可与第一导电柱110的中空部分流体连通。
尽管第一区段70已示出且描述为具有公连接件段且第二区段72已示出且描述为具有母连接件段，但替代实施例包含相反情况，其中第一区段70具有母连接件段，而第二区段72具有公连接件段。
在至少一个实例实施例中，电源1包含布置在电子蒸汽烟装置60中的电池。电源1可以是锂离子电池或其变型中的一种，例如锂离子聚合物电池。或者，电源1可以是镍-金属氢化物电池、镍镉电池、锂锰电池、锂钴电池或燃料电池。电子蒸汽烟装置60可供成人蒸汽烟使用者抽吸，直到电源1中的能量被耗尽为止，或在锂聚合物电池的情况下，达到最小电压截断电平为止。
在至少一个实例实施例中，电源1可再充电。第二区段72可包含配置成允许电池可通过外部充电装置充电的电路系统。为了对电子蒸汽烟装置60进行再充电，可如下文所描述使用USB充电器或其它合适的充电器组合件。
在至少一个实例实施例中，传感器16配置成生成指示电子蒸汽烟装置60中的气流量值和方向的输出。控制电路200接收传感器16的输出，且确定(1)气流方向是否指示口端插入件8上的抽吸(对比吹气)以及(2)抽吸的量值是否超出阈值水平。如果满足这些蒸汽烟条件，控制电路200就将电源1电连接到加热器14；因此，激活加热器14。即，控制电路200电连接第一引线720和第二引线730(例如通过激活加热器电力控制电路945，如下文相对于图6论述)，使得加热器14变为电连接到电池1。在替代实施例中，传感器16可指示压降，且控制电路200响应于此而激活加热器14。
在至少一个实例实施例中，控制电路200还可包含灯48，控制电路200在加热器14被激活时、在电池再充电时或这两个情况下将所述灯激活以发光。灯48可包含一个或多个发光二极管(LED)。所述LED可包含一个或多个色彩(例如白色、黄色、红色、绿色、蓝色等)。此外，灯48可布置成在吸蒸汽烟期间对于成人蒸汽烟使用者可见，且可定位于电子蒸汽烟装置60的第一端210与第二端220之间。另外，灯48可用于电子蒸汽烟系统诊断或指示正在进行再充电。灯48还可配置成使得成人蒸汽烟使用者可为了隐私而激活、解除激活或激活与解除激活加热器激活灯48。
在至少一个实例实施例中，控制电路200可包含时间周期限制器。在另一实例实施例中，控制电路200可包含用于成人蒸汽烟使用者起始加热的可手动操作开关。可取决于所要汽化的蒸汽前调配物的量来设置或预设电流供应到加热器结构14的时间周期。在又一实例实施例中，传感器16可检测压降，且只要满足加热器激活条件，控制电路200就可供电到加热器14。
接下来，将描述电子蒸汽烟装置形成蒸汽的操作。举例来说，响应于口端插入件8上的抽吸，空气通过至少一个空气入口44基本上抽吸到第一区段70中。空气穿过空气入口50、在垫片15的背侧部分处进入横向通道33中且进入垫片15的空气通路20、进入内通路21且通过口端插入件8的出口24。如果控制电路200检测到上文所论述的蒸汽烟条件，则控制电路200起始对加热器14的电力供应，使得加热器14加热芯28中的蒸气前调配物以形成蒸汽。流动通过内通路21的蒸汽和空气合并在一起，且通过口端插入件8的出口24离开电子蒸汽烟装置60。
当被激活时，加热器14可将加热器所包围的芯28的一部分加热少于约10秒。
在至少一个实例实施例中，第一区段70可更换。换句话说，一旦筒的蒸汽前调配物被耗尽，可仅更换第一区段70。替代布置可包含一旦储存器22被耗尽则可丢弃整个电子蒸汽烟装置60的实例实施例。在至少一个实例实施例中，电子蒸汽烟装置60可以是单件式电子蒸汽烟装置。
在至少一个实例实施例中，电子蒸汽烟装置60可为约80毫米到约110毫米长，且直径为约7毫米到约8毫米。举例来说，在一个实例实施例中，电子蒸汽烟装置可为约84毫米长，且可具有约7.8毫米的直径。
在至少一个实例实施例中，如图2所示，电子蒸汽烟装置60包含接触组合件300，如下文参考图4到5更详细地描述。
图3A是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的第二(或电池)区段的一端的放大视图。
在至少一个实例实施例中，如图3A中所示，第二区段72与图2中相同。控制电路200安置在刚性印刷电路板410上。电路板410通过引线700连接到第一接触件310。电路板410通过引线710连接到第二接触件320。
图3B是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的第二区段的一端的放大视图。
在至少一个实例实施例中，如图3B中所示，第二区段72与图2中相同。控制电路200安置在柔性印刷电路板1000上。柔性印刷电路板1000允许包含较大电池1，因为与图3A的刚性电路板410相比，柔性印刷电路板1000在壳体6'内需要更少空间。
图4是根据至少一个实例实施例的图2的传导接触组合件的分解视图。图5是根据至少一个实例实施例的沿着图4的线V-V的图4的传导接触组合件的已组装(或非分解)版本的横截面图。
如图4和5所示，接触组合件300与图2中所示相同，且以更多细节示出。如图4中所示，接触组合件300包含第一接触件310、第二接触件320和端盖壳体340。
第一接触件310具有盘的形状。在至少一个实例实施例中，第一接触件310可由可为刚性或柔性的印刷电路板(PCB)形成。第一接触件310包含基底315，其中所述基底上表面上形成第一导电部分312且其底表面上形成第二导电部分314。至少一个导电通孔313电连接第一导电部分312和第二导电部分314(参看图5)。第一导电部分312和第二导电部分314可以是铜、不锈钢、磁性不锈钢等。第一导电部分312可具有大体上圆形形状，可形成图案，或这两者。举例来说，在图4的实例中，导电部分312形成数目“10”的轮廓。第一导电部分312具有使得第二接触件320不与第一导电部分312重叠的区域，且第一接触件310的第一导电部分312与第二接触件320电绝缘。替代地，暴露基底315的不导电部分311，且第二接触件320与不导电部分311重叠、接触或重叠和接触。
如所示，端盖壳体340具有由侧壁350限定的大体上中空的圆柱形形状。侧壁350的下部包含脊部355，且上部包含凸缘360。在至少一个实例实施例中，凸缘360具有约与壳体6'的外径相同的外径。侧壁350具有略微小于壳体6'的内径的外径，使得侧壁350可通过摩擦配合保持在壳体6'中的适当位置。侧壁350可包含脊部355以辅助将端盖壳体340保持在壳体6'内。
在至少一个实例实施例中，端盖壳体340包含从内后表面突出的脊部或内凸缘305。第一接触件310搁置在内凸缘305上。两个突出鳍片315从端盖壳体340的一端突出。突出鳍片315将内凸缘305与凸缘360隔开。第二接触件320搁置在凸缘360的外凸边上。尽管示出各自围绕端盖壳体340的端延伸至少90度的两个突出鳍片315，但应理解，可形成多于或少于两个突出鳍片315。
如上文所陈述，第二接触件320的一部分与端盖壳体340的凸缘360配合，且在这样做时，第二接触件320的凸出部380配合在端盖壳体340的侧壁350中的槽390中，从而将第二接触件320与端盖壳体340固定，且使第一接触件310抵靠着内凸边305保持在适当位置。如图5中所示，引线700连接到第二导电部分314，且引线710连接到凸出部380中的至少一个。
在至少一个实例实施例中，端盖壳体340可由塑料形成。端盖壳体340的凸缘360的至少一部分可以是透明的，使得可通过凸缘360看见来自加热器激活灯48的光。第一接触件310和第二接触件320可以是不透明的(例如可包含大体上防止通过PCB看见光的阻焊层)，使得不能通过电子蒸汽烟装置60的端看见灯48。
如图4中所示，止挡件440安置在凸出部380上，且所述止挡件在凸出部380与槽390配合时在凸缘360的部分450下方闩锁。凸出部380可以是弹性的，使得凸出部380在插入到槽390中时略微弯曲，但会回弹到原始位置以将凸出部380锁定在槽390内。
第二接触件320是导电的，且第一接触件310的导电部分与第二接触件320电隔离，如上文所描述。另外，在至少一个实例实施例中，第一接触件310和第二接触件320是磁性的。因此，凸出部380和槽390配置成锁定在一起，从而防止磁性吸引力将第一接触件310和第二接触件320从电子蒸汽烟装置60移除。
在至少一个替代实施例中，第一接触件310的至少一部分可以是基本透明的，使得灯48透过端盖壳体340的侧部发光。
图6是示出图1所示的电子蒸汽烟装置的控制电路200的实例实施例的电路图。相对于其中如上文所论述第一区段70连接到第二区段72的情形来描述图6所示控制电路200。因此，加热器14和电源1均示于图6中。
如图6所示，控制电路200包含微控制器905、充电控制器800、模式控制开关电路920、加热器电力控制电路945、电阻测量电路94和电阻器910。在此实例中，模式控制开关电路920包含模式控制开关U3，且加热器电力控制电路945包含加热器电力控制开关U1。微控制器905包含模/数转换器(ADC)9052和数/模转换器(DAC)9054。ADC 9052可以是10位ADC，且DAC 9054可以是8位DAC。然而，实例实施例不应限于这些实例。
电阻测量电路94包含第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、运算放大器(OP-AMP)947和电阻测量开关电路946。电阻测量开关电路946包含电阻测量开关U2。OP-AMP 947可以是差分运算放大器。
加热器电力控制开关U1、电阻测量开关U2和模式控制开关U3中的每一者可以是晶体管(例如NMOS或MOSFET晶体管)，但实例实施例不应限于这些实例。出于举例目的，开关U1到U3将在本文中描述为晶体管。在这点上，加热器电力控制开关U1可称作加热器电力控制晶体管U1，电阻测量开关U2可称作电阻测量晶体管U2，且模式控制开关U3可称作模式控制晶体管U3。然而，同样，实例实施例不应限于这些实例。
参考图6，微控制器905的电容输入940连接到电阻器910的第一端子。电阻器910的第二端子通过引线710连接到第二接触件320。
模式控制晶体管U3的第一端子连接到电阻器910的第二端子与第二接触件320之间的第一节点NODE1。模式控制开关U3的第二端子在第二节点NODE2处连接到电源1的负极端子、加热器14的第一端和电阻测量电路94的第五电阻器R4的第一端子。模式控制晶体管U3的栅极连接到微控制器905处的触碰/充电启用端子930(在本文中也称为启用端子)。如本文所论述，电源1的负极端子还可被称作共同接地、接地、接地平面或共同接地平面。
充电控制器800电连接在第一接触件310(通过引线700)与微控制器905的充电启用端子935之间。充电控制器800还在第三节点NODE3处电连接到电源1的正极端子。电源1的正极端子通过引线703连接到控制电路200，且还通过引线725连接到微控制器905的电力输入端子PWR，以向控制电路200和微控制器905提供电力。
根据至少一个实例实施例，充电控制器800可以是任何已知充电控制器。在一个实例中，充电控制器800可包含线性调节器。根据至少一个实例实施例，充电控制器800可配置成确定电源1的电荷电平，以及基于所确定的电荷电平来控制对电源1的充电电流iCH、电压或这两者的应用。充电控制器800还可检测通过第一接触件310和引线700输入的充电电流iCH，且基于检测到的充电电流iCH输出充电启用信号CHG_EN。在至少一个实例实施例中，充电启用信号CHG_EN在未检测到充电电流时可被停用(例如具有第一逻辑值，例如逻辑低)，且可在检测到充电电流时被启用(例如具有第二逻辑值，例如逻辑高电平)。在另一实例中，充电启用信号CHG_EN可在检测到充电电流时被描述为正在输出，且在未检测到充电电流时被描述为未输出。充电控制器800还可将调节的充电电流iCH输出到电源1的正极端子以对电源1充电。因为此类充电控制器是众所周知的，所以省去更详细论述。
仍参考图6，加热器电力控制晶体管U1的第一端子连接到电源1的正极端子，且加热器电力控制晶体管U1的第二端子在第四节点NODE4处通过加热器14与控制电路200之间的第一引线720连接到加热器14的第二端。加热器电力控制晶体管U1的栅极电连接到微控制器905的加热器电力控制端子955。根据至少本实例实施例，微控制器905输出加热器电力控制信号HEAT_PWR_CTRL来控制加热器电力控制晶体管U1以调节和控制从电源1到加热器14的电力。
电阻测量电路94通过节点NODE3在第五节点NODE5处电连接到加热器电力控制晶体管U1的第一端子、电源1的正极端子和充电控制器800。电阻测量电路94还电连接到微控制器905处的ADC 9052、DAC 9054和电阻测量启用端子956。
在电阻测量电路94内，电阻测量晶体管946的第一端子在第五节点NODE5处连接到加热器电力控制晶体管U1的第一端子、电源1的正极端子和充电控制器800。电阻测量晶体管946的第二端子连接到第一电阻器R1的第一端子。电阻测量晶体管946的栅极连接到微控制器905处的电阻测量启用端子956。
第一电阻器R1的第二端子在第六节点NODE6处连接到运算放大器(OP-AMP)947的正输入、加热器电力控制晶体管U1的第二端子、加热器14的第二端和微控制器905的模拟输入ANALOG。
OP-AMP 947的输出端子连接到微控制器905处的ADC 9052。第二电阻器R2并联连接在OP-AMP 947的负输入端子与输出端子之间。OP-AMP 947的负输入端子还连接到第三电阻器R3的第一端子和第四电阻器R4的第二端子。
第三电阻器R3的第二端子连接到微控制器905处的DAC 9054。
仍然参考图6，微控制器905还电连接到传感器16。
尽管图6中示出的实例实施例的论述涉及到电阻测量电路94与微控制器905分开，但实例实施例不应限于此实例。实际上，根据一个或多个其它实例实施例，电阻测量电路94或其一个或多个组件(例如OP-AMP 947)可被包含和实施于微控制器905中。
现将描述图6所示的控制电路200的实例操作。
根据至少一个实例实施例，当第一区段70连接到第二区段72时，模式控制晶体管U3初始设定为接通状态。在此实例中，模式控制晶体管U3基于控制电路200的监测频率而响应于通过启用端子930(在本文中也称为启用端子)的来自微控制器905的充电监测信号EN_SIG的切换来周期性地从接通状态转变为关闭状态。稍后更详细地讨论监测频率。
根据至少一些实例实施例，每当模式控制晶体管U3从接通状态转变为关闭状态时，控制电路200就在相对短的间隔(有时称为触碰检测间隔)中监测触碰事件。此相对短的间隔可在基于微控制器的睡眠状态的可称作“唤醒”循环的开始时发生，之后，控制电路200可返回到可起始电源1充电的状态。
如本文所论述，充电监测信号EN_SIG的切换可指从逻辑高到逻辑低电平的信号转变。如本文所论述，将充电监测信号EN_SIG切换到逻辑低电平也可称为充电监测信号EN_SIG的停用或停用输出。然而，实例实施例不应限于此实例。
如本文所论述，模式控制晶体管920的接通状态还可称为作用中状态，或称作模式控制晶体管920被激活。类似地，关闭状态还可称作非作用中状态，或称作模式控制晶体管920被解除激活。
根据一个或多个实例实施例，微控制器905、控制电路200或这两者可在监测模式、触碰命令模式和充电模式中的一个模式下操作。下文将更详细地论述控制电路200在这些操作模式中的每一个模式下的实例操作。
在监测模式下，充电启用信号CHG_EN被停用，且模式控制晶体管U3响应于停用来自微控制器905的启用端子930的充电监测信号EN_SIG而被周期性地解除激活。充电监测信号EN_SIG的停用的特征还在于启用触碰监测信号。
充电监测信号EN_SIG的频率以及因此模式控制晶体管U3的解除激活的周期性基于监测模式下的微控制器905的状态。在一个实例中，监测模式可包含多个状态。在所述多个状态中的每一状态下，充电监测信号EN_SIG可具有不同频率，且因此，模式控制晶体管U3的解除激活可具有不同周期性。在一个实例中，监测模式可包含作用中状态、待机状态和休眠状态。
在作用中状态的实例中，充电监测信号EN_SIG可具有约100赫兹的频率，使得模式控制晶体管U3约每0.01秒解除激活一次(转变成关闭状态)。
在待机状态的实例中，充电监测信号EN_SIG可具有约50赫兹的频率，使得模式控制晶体管U3约每0.05秒解除激活一次。
在休眠状态的实例中，充电监测信号EN_SIG可具有约10赫兹的频率，使得模式控制晶体管U3约每0.10秒解除激活一次。
当包含加热器元件的筒(例如第一区段70)附接到电池区段(例如第二区段72)时，微控制器905检测到筒附接到电池区段且默认为作用中状态。如一般众所周知，微控制器905可基于筒的附接所致的电阻变化(例如从基本上无穷大电阻到有限电阻值)而检测到筒与电池区段的附接。
如果筒已附接且传感器16在筒附接的时间后的第一阈值间隔(例如约20秒)内未检测到抽吸事件，则微控制器905转变成待机状态。在处于待机状态时，如果传感器16在筒的附接后的第二阈值时间段(例如40秒)(或替代地，在微控制器905转变成待机状态的时间后的另一20秒间隔)内未检测到抽吸事件，则微控制器905转变成休眠状态。微控制器保持在休眠状态，直到传感器16检测到抽吸事件。如果传感器16在待机或休眠状态中检测到抽吸事件，则微控制器905转变成作用中状态以增大对成人蒸汽烟使用者的响应性。当未附接筒时，微控制器905保持在休眠状态，直到筒被附接。如上文所论述，当筒被附接时，微控制器905转变成作用中状态。
图14是示出操作图6所示控制电路200的方法的实例实施例的流程图。将相对于以下情形来论述图14中示出的实例实施例：微控制器905在监测模式下进行初始操作，其中模式控制晶体管920处于接通状态。然而，实例实施例不应限于此实例。
如上文所论述，在监测模式下，模式控制晶体管U3通过停用从微控制器905的启用端子930输出的充电监测信号EN_SIG来周期性地解除激活。图14中示出的方法可在模式控制晶体管920解除激活时周期性地执行。在这点上，图14中示出的方法可根据充电监测信号EN_SIG的频率而执行。
参考图14，在模式控制晶体管U3响应于微控制器905的充电监测信号EN_SIG的停用而解除激活时，在步骤S1404处，微控制器905检测成人蒸汽烟使用者是否输入触碰。
关于步骤S1404，在一个实例中，当模式控制晶体管U3处于关闭状态且成人蒸汽烟使用者触碰第二接触件320时，触碰第二接触件320的成人蒸汽烟使用者的身体部位(例如手指)和第二接触件320自身充当电容器端子，其改变沿着第二接触件320与电容输入940之间的电路路径的所测量电容。当微控制器905检测到此电容变化时，微控制器905确定成人蒸汽烟使用者已触碰第二接触件320，由此检测到成人蒸汽烟使用者的触碰输入。
如果微控制器905在步骤S1404处未检测到成人蒸汽烟使用者的触碰输入，则微控制器905保持在监测模式中且如上所述进行操作。
仍参考步骤S1404，如果微控制器905检测到触碰输入，则微控制器905在步骤S1406处进入触碰命令模式。
在触碰命令模式下，模式控制晶体管920维持在关闭状态以将接触件320、引线710和电阻器910与至少加热器14和电源1的负极端子电隔离。由于模式控制晶体管U3的默认状态是接通，因此微控制器905通过防止启用(或输出)充电监测信号EN_SIG从而接通模式控制晶体管920来将模式控制晶体管U3维持在关闭状态。
仍参考图14，在步骤S1406处进入触碰命令模式之后，微控制器905在步骤S1408处检测成人蒸汽烟使用者输入的触碰命令。根据至少一些实例实施例，微控制器905基于成人蒸汽烟使用者的触碰频率、长度或频率和长度来检测成人蒸汽烟使用者输入的触碰命令。
一旦在步骤S1408处检测到成人蒸汽烟使用者输入的触碰命令，微控制器905就在步骤S1410处执行检测到的触碰命令。
下表示出根据一个或多个实例实施例实例的触碰命令以及响应于所述触碰输入执行的操作。
表1
Figure BDA0001938283990000201
表2
Figure BDA0001938283990000202
表3
Figure BDA0001938283990000203
表4
LED关闭输入＝压握接触组合件5秒
电池电量(％) 装置响应
100-0 无
在至少一个实例实施例中，如表1到4所示，电子蒸汽烟装置可对各种不同触碰命令作出响应。在其它实例实施例中，可通过输入更改蒸汽烟配置，或可通过轻触接触组合件来锁定装置以免进行蒸汽烟抽吸。
仍参考图14，尽管未明显示出，但在执行检测到的触碰命令之后，微控制器905可返回到监测模式。
图15是示出操作图6所示控制电路200的方法的另一实例实施例的流程图。将相对于以下情形论述图15中示出的实例实施例：微控制器905在监测模式下进行初始操作，其中模式控制晶体管U3处于接通状态。然而，实例实施例不应限于此实例。
当模式控制晶体管920处于接通状态时，在步骤S1504，微控制器905基于来自充电控制器800的充电启用信号CHG_EN确定电源1是否在充电。如上文所提及，充电控制器800基于通过第一接触件310和引线700的充电电流iCH的存在而输出充电启用信号CHG_EN。在一个实例中，微控制器905在来自充电控制器800的充电启用信号CHG_EN已启用(例如具有逻辑高电平)的情况下确定电源1正在充电。如本文所论述，充电启用信号CHG_EN的启用还可被称作充电启用信号CHG_EN的输出。
如果微控制器905在步骤S1504处检测到电源1在充电，则微控制器905在步骤S1508处进入充电模式。
在充电模式下，模式控制晶体管920保持在接通状态，直到充电控制器800通过停用充电启用信号CHG_EN指示充电电流iCH不再流到电源1的正极端子为止。在一个实例中，在处于充电模式时，微控制器905通过防止已启用的充电监测信号EN_SIG的停用来将模式控制晶体管920维持在接通状态。
尽管在图15中未明确示出，但当充电控制器800停用充电启用信号CHG_EN时，微控制器905可返回到监测模式。
返回到步骤S1504，如果微控制器905未检测到电源1在充电，则微控制器905保持在监测模式且如上文所论述进行操作。
如上文所论述，控制电路200还包含电阻测量电路94。
在成人蒸汽烟使用者的抽吸事件期间，施加电力到加热器14会改变加热器14的电阻系数，这引起加热器14的电阻的增大。使用电阻测量电路94，微控制器905配置成监测加热器14在抽吸事件期间的电阻变化，且基于所述电阻变化控制供给加热器14的电力。在至少一个实例实施例中，微控制器905可基于加热器14的电阻变化而通过切断到加热器14的电力来选择性地停用蒸汽烟操作。
在图6中示出的电阻测量电路94中，第一电阻器R1是具有已知电阻值(例如约10.00欧姆)的精确参考电阻。电阻器R2、R3和R4是用于设置OP-AMP 947的增益和偏置的稳定电阻器。电阻器R2、R3和R4也具有已知电阻值。DAC 9054和ADC 9052共享相同的参考电压Vbattery。在此情况下，参考电压Vbattery是电源1的电压。鉴于图6所示的电阻测量电路94的配置，OP-AMP 947的电压输出Vop-amp通过下文所示方程式(1)给出：
Figure BDA0001938283990000221
根据一个或多个实例实施例，电阻测量电路94可在校准模式或阶段以及监测模式或阶段中操作。
图16是示出在校准阶段操作控制电路200的方法的实例实施例的流程图。如上文所论述，当包含加热器元件的筒(例如第一区段70)附接到电池区段(例如第二区段72)时，微控制器905默认为作用中状态。另外，当包含加热器元件的筒(例如第一区段70)附接到电池区段(例如第二区段72)时，控制电路200进入校准阶段。校准阶段也称为细微电阻校准阶段。
在抽吸事件期间，加热器14上的应力可导致加热器线圈的“静态”电阻变化。在一个实例中，在新筒上的前5到10次抽吸事件期间，比起前一值，“静态”电阻可变化多达0.5％。因此，微控制器905可监测抽吸事件之间的时间长度，且如果抽吸事件之间的时间间隔超出阈值(例如约25秒)，则控制电路200也可进入校准阶段。因此，控制电路200可响应于至少两个触发事件而进入校准阶段；即，将新筒附接到第二区段72，以及如果抽吸事件之间的时间间隔超出阈值。
参考图16，响应于上述触发事件中的一个或多个，在步骤S1604处，微控制器905测量加热器线圈的粗略电阻Rcoil_coarse。在此情况下，加热器线圈的粗略电阻是微控制器905在模拟域得到的低分辨率测量值。
根据至少一个实例实施例，加热器14和作为已知的稳定电阻的第一电阻器R1在电阻测量电路94中的布置在第六节点NODE6处呈现电压，所述电压输入到微控制器905的模拟输入ANALOG、在所述模拟输入处感测、或输入到所述模拟输入处且在所述模拟输入处感测。在此实例中，第一电阻器R1和加热器15的线圈形成分压器电路。微控制器905接着基于电源的已知电压(例如Vin)、第六节点NODE6处感测或测量的电压(例如Vout)和第一电阻器R1的已知电阻来计算加热器14的电阻。
根据至少一个其它实例实施例，OP-AMP 947可以是集成在微控制器905中的组件。在此实例中，通过将OP-AMP 947的正极输入重新配置为微控制器905的ADC输入来获取粗略的电阻测量值Rcoil_coarse。一旦将引脚重新配置，加热器14和作为已知稳定电阻的第一电阻器R1的布置就会在NODE6上呈现电压，微控制器905可基于所述电压计算加热器14的电阻。微控制器905可以与上文所论述的相同的方式计算加热器14的电阻。
在步骤S1606，微控制器905基于初始粗略电阻测量值Rcoil_coarse选择合适的数字代码或字CODEDAC。根据至少一个实例实施例，微控制器905选择数字代码CODEDAC，使得OP-AMP947的输出电压Vop-amp在后续测量期间不会使ADC 9052的输入饱和。在一个实例中，可选择数字代码CODEDAC，使得OP-AMP 947的输出基本上为零。
在步骤S1608，微控制器905处的ADC 9052对OP-AMP 947的电压输出Vop-amp进行取样以生成OP-AMP 947的电压输出Vop-amp的数字表示CODEADC_0。
在步骤S1610，微控制器905基于所取样的OP-AMP 947的电压输出Vop-amp来计算加热器线圈的初始电阻Rcoil_0，由此完成电阻测量电路94的校准阶段。
在校准之后或在校准阶段的重复之间，维持数字代码CODEDAC以固定DAC 9054的电压输出。
在通过传感器16检测到抽吸事件之后且在后续吸蒸汽烟期间，加热器电力控制信号HEAT_PWR_CTRL控制加热器电力控制晶体管U1以调节从电源1到加热器14的电压输出。根据至少一个实例实施例，加热器电力控制信号HEAT_PWR_CTRL具有64毫秒的占空比。根据至少本实例实施例，占空比包含调节周期和电阻测量周期。调节周期可以是所述64毫秒中的前、后60毫秒中的一者，而电阻测量周期可以是占空比的剩余部分(例如占空比的前、后4毫秒中的一者)。
在占空比的调节周期期间，加热器电力控制信号HEAT_PWR_CTRL是使加热器电力控制晶体管U1接通和关断以调节由电源1施加到加热器14的电压的脉冲串。同样在占空比的调节周期期间，停用电阻测量启用信号RES_MEAS_EN，使得电阻测量晶体管U2维持在关闭(或断开)状态。
在电阻测量周期期间，加热器电力控制晶体管U1切换到关闭(断开)状态，而电阻测量晶体管U2在给定时间间隔中维持在接通(闭合)状态，所述时间间隔足以允许微控制器905从OP-AMP 947的输出获取电压样本。在一个实例中，给定的时间间隔可小于或等于约4毫秒(例如约1毫秒)。
图17是示出在电阻测量阶段操作控制电路200的方法的实例实施例的流程图。在抽吸事件期间在占空比的电阻测量周期期间执行图17中示出的方法。
参考图17，响应于将包含加热器元件的筒(例如第一区段70)附接到电池区段(例如第二区段72)，在步骤S1702，微控制器905将针对筒的计数值i起始为零。微控制器905利用计数值i跟踪加热器14因附接的筒而断开电力的(例如连续)次数。
在初始化计数值i之后，当传感器16在步骤S1704检测到抽吸事件时，微控制器905在步骤S1706对来自OP-AMP 947的输出电压Vop-amp进行测量或取样。微控制器905接着基于所取样输出电压Vop-amp生成OP-AMP 947的输出电压Vop-amp的更新数字表示(CODEADC_1)。
在步骤S1708，微控制器905接着基于OP-AMP 947的输出电压Vop-amp的更新数字表示CODEADC_1根据下文所示方程式(2)计算线圈的初始测量电阻Rcoil_0与加热器14的当前电阻Rcoil_1之间的电阻百分比变化％ΔR。
Figure BDA0001938283990000241
在计算电阻百分比变化％ΔR之后，在步骤S1710，微控制器905基于所计算的电阻百分比变化％ΔR与阈值百分比变化％RTH之间的比较来确定是否切断加热器的电力。如果所计算的电阻百分比变化％ΔR超出(例如大于)阈值百分比变化％RTH，则在步骤S1711，微控制器905通过停用加热器电力控制信号HEAT_PWR_CTRL、由此将加热器电力控制晶体管U1设置成关闭状态(断开)来切断加热器14的电力。
微控制器905接着在步骤S1712递增计数值i，且在步骤S1714确定计数器值i是否超出计数阈值LOCK_TH。计数阈值LOCK_TH表示在阻止成人蒸汽烟使用者使用当前筒进一步吸蒸汽烟之前针对当前筒可能暂时断开加热器14的电力的阈值次数。如果计数值大于或等于计数阈值LOCK_TH，则计数值i超出计数阈值LOCK_TH。在一个实例中，计数阈值LOCK_TH可为约5，但实例实施例不应限于本实例。
如果微控制器905确定计数值i超出计数阈值LOCK_TH，则在步骤S1716，微控制器905阻止电力到达加热器14，直到将当前筒移除和更换为止。如同步骤S1711，微控制器905通过停用加热器电力控制信号HEAT_PWR_CTRL、由此将加热器电力控制晶体管U1设置成关闭状态(断开)来切断加热器14的电力。
返回到步骤S1714，如果计数值i不超出计数阈值LOCK_TH(i＜LOCK_TH)，则过程返回到步骤S1704，且在传感器16检测到下一抽吸事件后，方法如上文所论述继续。
现返回到步骤S1710，如果微控制器905确定％ΔR不超出阈值百分比变化％RTH(％ΔR＜％RTH)且因此加热器14的电力不必切断，则微控制器905在步骤S1702将计数值i重新初始化到零且在传感器16检测到下一抽吸事件后如上文所论述继续。
尽管方程式(2)提供对电阻变化的完整分析性解决方案，但可作出一些假设来简化所述方程式。一个假设是，电阻变化相对小以使得可使用泰勒展开式(Taylorexpansion)线性化一些中间步骤，由此产生下文所示方程式(3)。
Figure BDA0001938283990000251
由于可能增大静态电流汲取，因此为了在微控制器905上使用电容触碰通道，在至少一个实例实施例中，控制电路200可检测成人蒸汽烟使用者的身体对电路电容的影响。皮肤水分的差异不应影响电路对成人蒸汽烟使用者的输入作出响应的能力。
如上文所论述，根据一个或多个实例实施例，模式控制晶体管920可以是MOSFET或NMOS晶体管，且即使在电容测量的灵敏度降低时也可提供较可靠的检测。
在至少一个其它实例实施例中，二极管(未示出)可添加到充电控制器输入。在此实例中，二极管充当断路，直到跨越第二接触件320和第一接触件310存在充电电压为止。
图7是根据另一实例实施例的控制电路的图。
在至少一个实例实施例中，可通过电阻变化而非电容来检测成人蒸汽烟使用者的命令。在此实例中，第二接触件320是电荷阴极，其电连接到电源的负极端子70。第一接触件310'是电荷阳极，其电连接到微控制器905'中包含的模/数(ADC)的输入1010。
根据至少本实例实施例，微控制器905'可配置成检测电荷阳极310'与电荷阴极320'之间的电阻。当成人蒸汽烟使用者例如将手指跨越放在电荷阳极310'和电荷阴极320'上时，电荷阳极310'与电荷阴极320'之间的连接闭合，由此改变到微控制器905'的输入的电阻。微控制器905'检测这种电阻变化以检测成人蒸汽烟使用者的触碰输入。
图7的电路可允许较低静态电流汲取。电阻检测电路可配置为对微控制器905'的中断，其可允许微控制器905'和附件处于低功率睡眠状态，直到成人蒸汽烟使用者通过触碰电子蒸汽烟装置60的第二接触件320来闭合电路为止，这会唤醒电子蒸汽烟装置60，使得可给出对所述触碰的合适响应。
图8是根据另一实例实施例的控制电路的图。
在至少一个实例实施例中，如图8中所示，第一接触件310"是电荷阳极，其通过二极管1140电连接到充电控制器1120。第一接触件310"还通过电阻器1100电连接到微控制器905"的电容输入1110。在此实例中，控制电路允许电子蒸汽烟装置60进行的电阻触碰检测和电容触碰检测两者。
根据至少本实例实施例，较灵敏电阻测量可用于在成人蒸汽烟使用者触碰电子蒸汽烟装置60的第二接触件320时唤醒电子蒸汽烟装置60。在测量电阻之后，测量电容以验证成人蒸汽烟使用者已触碰第二接触件320，以及抑制仅利用电容触碰检测的电路的静态电流汲取需求。
图9是根据至少一个实例实施例的电子蒸汽烟装置的充电器的透视图。
在至少一个实例实施例中，如图9所示，图1到8的电子蒸汽烟装置60的电池1可使用充电器500再充电。
在至少一个实例实施例中，充电器500包含壳体510，其包含顶壁520。顶壁520可至少是横截面为圆形、大体上钟形或圆顶形中的至少一个，使得顶壁520的侧部从顶壁520的中心部分向下成角度。壳体510还可包含连接到顶壁520的侧壁530。顶壁520、至少一个侧壁530和底壁535(图12中所示)限定容纳充电电路的内部隔室，如下文所论述。壳体510可由塑料或金属等一件或多件材料形成。
在至少一个实例实施例中，侧壁530具有大体上圆形拐角，使得侧壁530完全围绕充电器500的周界延伸。在至少一个实例实施例中，侧壁530与顶壁520一体地形成，且侧壁530和顶壁520会合的边缘大体上为圆形。
在其它实例实施例中，壳体510可包含在拐角(未示出)处会合的四个侧壁530。
在至少一个实例实施例中，充电槽540形成于壳体510的顶壁520中。充电槽540可大体上为圆柱形。充电槽540由底壁600和至少一个内侧壁610限定。充电槽540可设定大小且配置成收纳电子蒸汽烟装置60的第二端220。底壁600可大体上是平坦的。在其它实例实施例中，底壁600可包含凸块或曲线。
在至少一个实例实施例中，光管550基本上包围充电槽540。光管550的形状大体上为管状，使得在电子蒸汽烟装置60的第二端220插入充电槽540中时，第二端220穿过光管550。光管550可包含延伸部分550a，其延伸通过内部隔室525且通过侧壁530的一部分，使得延伸部分550a在充电器500的第一端605处可见。光管550可由基本透明的材料形成，其允许在电子蒸汽烟装置60对接于充电槽540中时看到来自电子蒸汽烟装置60的光。顶壁520的顶点505可与光管550的顶部表面大约在相同高度。
在至少一个实例实施例中，充电器500还包含USB插头560。在其它实例实施例中，代替USB插头560，充电器500中可包含迷你USB插头或其它电力连接插头。充电器500可通过USB插头560连接到电源以允许对连接到充电器500的电子蒸汽烟装置60的电池1充电。
在至少一个实例实施例中，壳体510是平滑的。在其它实例实施例中，壳体510可包含在将USB插头560插入出口或将USB插头560移出出口时辅助充电器500的夹持的凸块、隆脊或凸块和隆脊。
图10是根据至少一个实例实施例的图10的充电器的俯视图。图12是根据至少一个实例实施例的沿着线XII-XII的图10的充电器的横截面图。
在至少一个实例实施例中，充电器500与图9中相同。如所示，充电器500包含第一充电接触件630和第二充电接触件640第一充电接触件630和第二充电接触件640中的至少一个可以是磁性的。第一充电接触件630具有T形横截面，其中圆形平坦顶部表面向上突出到充电槽540中。第一充电接触件630设定大小且配置成吸引、接触或吸引和接触电子蒸汽烟装置60的第一接触件310，从而与其形成第一电连接且使电子蒸汽烟装置60的第二端220在充电槽540内对准。第二充电接触件640为圆柱形，其中顶部表面具有朝内突出的凸缘。第二充电接触件640包围第一充电接触件630，且通过绝缘体635与第一充电接触件630电绝缘。绝缘体635为圆柱形，其中顶部表面具有朝外突出凸缘。第二充电接触件640设定大小且配置成吸引、接触或吸引和接触电子蒸汽烟装置60的第二接触件320，从而与其形成第二电连接且使电子蒸汽烟装置60的第二端220在充电槽540内对准。第一充电接触件630、第二充电接触件640或这两者可由磁性不锈钢或由提供良好传导性且为磁性的任何其它合适的材料形成。
如图12中所示，示出充电器500的内部组件布置在内部隔室525内。如所示，USB插头560延伸通过壳体510的侧壁520进入内部隔室525。USB插头560与充电器印刷电路板650直接电连通，所述充电器印刷电路板通过引线645、647与第一充电接触件630和第二充电接触件640电连通。磁体683定位在第二充电接触件640的一部分的下方，且在绝缘体635与第二充电接触件640之间。绝缘体635和第二充电接触件640的凸缘在磁体683的顶部表面上延伸。磁体683为圆柱形，且第一充电接触件630延伸通过磁体683的中心。第一充电接触件630可通过安置于绝缘体635内的弹簧632朝上偏置到充电槽中，使得在没有电子蒸汽烟装置60插入充电槽540中时，第一充电接触件630具有高于第二充电接触件640的顶部表面的顶部表面。图13示出图9到12的充电器的充电器接触组合件的分解视图。图11是图9的充电器的分解视图。在至少一个实例实施例中，防护罩675至少部分地包围光管550。防护罩675可基本上防止或减小通过光管550的一部分的光的可见性。如所示，光管550可包含第一管状部分552以及延伸部分554，所述延伸部分延伸通过侧壁525中的出口。
本文已公开实例实施例，但应理解，其它变化是可能的。不应将此类变化视为偏离本公开的范围，且对所属领域的技术人员来说显而易见的所有此类修改旨在包含于所附权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种电子蒸汽烟装置的电池区段，所述电池区段包括：
壳体，在纵向方向上延伸，所述壳体具有第一端和第二端；
电源，在所述壳体中；
控制电路，在所述壳体中；以及
传导的接触组合件，在所述壳体的所述第二端处，所述接触组合件将所述电源和所述控制电路电连接，所述接触组合件配置成接收外部电力且用于输入至少一个触碰命令来控制所述电子蒸汽烟装置。
2.根据权利要求1所述的电池区段，其中所述控制电路配置成检测所述接触组合件的电阻变化和电容变化中的至少一个，从而检测所述至少一个触碰命令。
3.根据权利要求1或2所述的电池区段，其中所述接触组合件包括：
第一接触件，以及
第二接触件，与所述第一接触件绝缘。
4.根据权利要求3所述的电池区段，其中所述第一接触件包括电荷阳极且所述第二接触件包括电荷阴极，且
其中所述控制电路包含
开关，配置成将所述电荷阴极与共同接地平面电分离。
5.根据权利要求3所述的电池区段，其中所述第一接触件和所述第二接触件中的一个大体上是环形，且所述第一接触件和所述第二接触件中的一个形成所述电池区段的端壁的至少一部分，所述端壁大体上垂直于所述纵向方向而延伸。
6.根据权利要求5所述的电池区段，其中所述第一接触件是所述端壁，且所述第二接触件大体上是环形且围绕所述端壁的周界延伸。
7.根据权利要求6所述的电池区段，其中所述接触组合件还包括：
端盖壳体，配置成装纳所述第一接触件，所述端盖壳体包含至少一个槽。
8.根据权利要求7所述的电池区段，其中所述第二接触件与在所述纵向方向上延伸的至少一个凸出部一体地形成，所述至少一个凸出部配置成收纳在所述至少一个槽中。
9.根据权利要求7或8所述的电池区段，其中所述端盖壳体包含大体上圆柱形侧壁，所述侧壁限定延伸穿过所述端盖壳体的腔道，所述大体上圆柱形侧壁的第一部分在所述壳体的所述第二端处收纳于所述壳体内，且所述侧壁的第二部分不在所述壳体内，所述第二部分基本上是透明的。
10.根据权利要求5到8中任一项所述的电池区段，其中所述端壁基本上是不透明的。
11.根据权利要求5到8中任一项所述的电池区段，其中所述端壁包含印刷电路板。
12.根据权利要求3所述的电池区段，其中所述第一接触件和所述第二接触件中的至少一个是磁性的。
13.根据权利要求3所述的电池区段，其中所述第一接触件和所述第二接触件中的至少一个由不锈钢、金或银中的至少一种形成。
14.一种电子蒸汽烟装置，包括：
壳体，在纵向方向上延伸，所述壳体具有第一端和第二端；
电源，在所述壳体中；
控制电路，在所述壳体中；
传导的接触组合件，在所述壳体的所述第二端处，所述接触组合件将所述电源和所述控制电路电连接，所述接触组合件配置成接收外部电力且用于输入至少一个触碰命令来控制所述电子蒸汽烟装置；
储存器，配置成容纳蒸汽前调配物；以及
加热器，配置成加热所述蒸气前调配物，所述加热器电连接到所述电源。
15.根据权利要求14所述的电子蒸汽烟装置，其中所述控制电路配置成检测所述接触组合件的电阻变化和电容变化中的至少一个，从而检测所述至少一个触碰命令。
16.根据权利要求14或15所述的电子蒸汽烟装置，其中所述接触组合件包括：
第一接触件，以及
第二接触件，与所述第一接触件绝缘。
17.根据权利要求16所述的电子蒸汽烟装置，其中所述第一接触件包括电荷阳极且所述第二接触件包括电荷阴极，且
其中所述控制电路包含
开关，配置成将所述电荷阴极与共同接地平面电分离。
18.根据权利要求16所述的电子蒸汽烟装置，其中所述第二接触件大体上是环形，且所述第一接触件形成端壁的至少一部分，所述端壁大体上垂直于所述纵向方向而延伸。
19.根据权利要求18所述的电子蒸汽烟装置，其中所述接触组合件还包括：
端盖壳体，配置成装纳所述第一接触件，所述端盖壳体包含至少一个槽，所述第二接触件与在所述纵向方向上延伸的至少一个凸出部一体地形成，所述至少一个凸出部配置成收纳在所述至少一个槽中。
20.根据权利要求14或15所述的电子蒸汽烟装置，其中所述电子蒸汽烟装置包含电池区段和第一区段，所述电池区段含有所述电源、所述控制电路和所述传导的接触组合件，且所述第一区段含有所述储存器和所述加热器。
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