CN109640714A - 用于气溶胶递送设备的升压转换器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种气溶胶递送设备(100)，其包括：壳体，该壳体限定储集器(218)，该储集器(218)被配置为保存气溶胶前体组合物；以及包含在壳体内的功率源(212)、加热元件(222)和升压转换器(246)。功率源被配置为产生电压输出。加热元件可被控制以便活化和蒸发气溶胶前体组合物的组分。并且升压转换器位于功率源与包括加热元件的电负载之间，并且被配置为将功率源的电压输出升高到更高电压，从该更高电压向加热元件供电以活化和蒸发气溶胶前体组合物的组分。

Description

用于气溶胶递送设备的升压转换器
技术领域
本公开涉及诸如吸烟制品之类的气溶胶递送设备，并且更具体地涉及可利用电生成的热来生产气溶胶的气溶胶递送设备(例如，通常被称为电子烟的吸烟制品)。吸烟制品可配置成加热气溶胶前体，所述气溶胶前体可结合可由烟草制得或来源于烟草或以其它方式结合烟草的材料，所述前体能够形成供人消耗的可吸入物质。
背景技术
数年以来，已提出许多吸烟设备来作为需要燃烧烟草以供使用的吸烟产品的改良或替代品。这些设备中的许多设备已被设计成提供与香烟、雪茄或烟斗吸烟相关的感觉，但不递送由于燃烧烟草而产生的大量不完全燃烧物和热解产物。为此，已经提出了利用电能来蒸发或加热挥发性材料的许多替代的吸烟产品、风味发生器和药物吸入器，或者试图提供香烟、雪茄或烟斗吸烟的感觉而不将烟草燃烧至显著程度。参看例如阐述于在Collett等人的美国专利第8,881,737号、Griffith Jr.等人的美国专利申请公开第2013/0255702号、Sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号、Sears等人的美国专利申请公开第2014/0096781号、Ampolini等人的美国专利申请公开第2014/0096782号、Davis等人的美国专利申请公开第2015/0059780号以及Watson等人的美国专利申请序列第15/222,615号中描述的背景技术中陈述的各种替代的吸烟制品、气溶胶递送设备和热生成源，所述文献全部以引用的方式并入本文。另见，例如，Counts等人的美国专利第5,388,594号和Robinson等人的美国专利第8,079,371号的背景部分中描述的产品和加热配置的各种实施例，所述文献以全文引用的方式并入本文中。
然而，可能希望提供具有改进的电子器件(诸如可以扩展设备的可用性)的气溶胶递送设备。
发明内容
本公开涉及气溶胶递送设备、形成这种设备的方法、以及这种设备的元件。本公开包括但不限于以下示例实现。
示例实现1：一种气溶胶递送设备，包括：壳体，该壳体限定储集器，该储集器被配置为保存气溶胶前体组合物；以及包含在所述壳体内的：功率源，该功率源被配置为产生电压输出；加热元件，该加热元件可被控制以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分；以及升压转换器，该升压转换器在所述功率源与包括所述加热元件的电负载之间，所述升压转换器被配置为将所述功率源的所述电压输出升高到更高电压，从该更高电压向所述加热元件供电以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分。
示例实现2：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的气溶胶递送设备，其中所述功率源是锂离子电池(LiB)或包括锂离子电池(LiB)，并且所述升压转换器被配置为将所述LiB的所述电压输出升高至所述更高电压，从该更高电压向所述加热元件供电。
示例实现3：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的气溶胶递送设备，其中所述升压转换器被配置为将所述功率源的电压输出升高到5伏的更高电压。
示例实现4：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的气溶胶递送设备，其中所述升压转换器可在脉冲宽度调制(PWM)模式下操作，在该脉冲宽度调制(PWM)模式下，所述更高电压是PWM电压。
示例实现5：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的气溶胶递送设备，其中所述升压转换器可在切换模式下操作，在该切换模式下，所述升压转换器可基于所述电负载的条件在脉冲宽度调制(PWM)操作与脉冲频率调制(PFM)操作之间自动切换，在脉冲宽度调制(PWM)操作中，所述更高电压是PWM电压，在脉冲频率调制(PFM)操作中，所述更高电压是PFM电压。
示例实现6：一种控制主体，所述控制主体与装备有加热元件并包含气溶胶前体组合物的料筒耦合或可与所述料筒耦合，所述控制主体与所述料筒耦合或可与所述料筒耦合以便形成气溶胶递送设备，在该气溶胶递送设备中，所述加热元件可被控制以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分，所述控制主体包括：壳体；以及包含在所述壳体内的：功率源，该功率源被配置为产生电压输出；以及升压转换器，当所述控制主体与所述料筒耦合时，该升压转换器在所述功率源与包括所述加热元件的电负载之间，所述升压转换器被配置为将所述功率源的所述电压输出升高到更高电压，从所述更高电压向所述加热元件供电以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分。
示例实现7：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述功率源是锂离子电池(LiB)或包括锂离子电池(LiB)，并且所述升压转换器被配置为将所述LiB的所述电压输出升高至所述更高电压，从该更高电压向所述加热元件供电。
示例实现8：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述升压转换器被配置为将所述功率源的电压输出升高到5伏的更高电压。
示例实现9：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述升压转换器可在脉冲宽度调制(PWM)模式下操作，在该脉冲宽度调制(PWM)模式下，所述更高电压是PWM电压。
示例实现10：前述或任何随后的示例实现或其任意组合的控制主体，其中所述升压转换器可在切换模式下操作，在该切换模式下，所述升压转换器可基于所述电负载的条件在脉冲宽度调制(PWM)操作与脉冲频率调制(PFM)操作之间自动切换，在脉冲宽度调制(PWM)操作中，所述更高电压是PWM电压，在脉冲频率调制(PFM)操作中，所述更高电压是PFM电压。
通过阅读以下详细描述连同下文简要描述的附图将了解本公开的这些和其它特征、方面和优点。本公开包含阐述于本公开中的两个、三个、四个或更多个特征或元件的任何组合，而不管这类特征或元件是否在本文中所描述的特定示例实现中明确地组合或以其它方式引用。本公开旨在从整体上阅读，使得本公开的任何可分离的特征或元件在其方面和示例实现中的任何一个应当被视为可组合的，除非本公开的上下文另有明确说明。
因此，将理解，本简要发明内容是仅出于概述一些示例实现，以便提供本公开的一些方面的基本理解的目的而提供的。因此，将领会，上文所描述的示例实现仅是示例，且不应解释为以任何方式限制本公开的范围或精神。通过结合借助于示例说明一些所描述示例实现的原理的附图做出以下详细描述，其它示例实现、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
因此，已经以前述总括方式对本公开作了描述，现在参照附图，这些附图不一定按比例绘制，且在附图中：
图1图示根据本公开的示例实现的包括耦合到控制主体的料筒的气溶胶递送设备的侧视图；
图2是根据各种示例实现的气溶胶递送设备的局部剖视图；以及
图3和图4是图示根据本公开的示例实现的电路图。
具体实施方式
现在将在下文中参考本公开的示例实现更充分地描述本公开。描述这些示例实现以使得本公开透彻且完整，且将本公开的范围充分传达给所属领域的技术人员。实际上，本公开可以以许多不同形式实施，且不应解释为限于本文中所阐述的实现方案；而是，提供这些实现方案从而使得本公开将满足适用的法律要求。如在说明书和所附权利要求书中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一(a/an)”、“所述(the)”及类似用语包含多个指示物。此外，虽然这里可以参考定量测量、值、几何关系等，但除非另有说明，否则这些参考中的任何一个或多个(如果不是全部)可以是绝对的或近似的，以说明可以发生的可接受的变化，诸如由于工程公差等引起的变化。
如下文中所描述，本公开的示例实现涉及气溶胶递送系统。根据本公开的气溶胶递送系统使用电能来加热材料(优选的是不将材料燃烧到任何显著程度)以形成可吸入物质；且这类系统的部件具有制品的形式，最优选的是视为手持式设备的充分紧凑型。即，优选的气溶胶递送系统的部件的使用不导致在主要由于烟草燃烧或热解的副产物产生的气溶胶的意义上的烟雾的产生，相反，那些优选系统的使用导致由于其中结合的某些组分的挥发或蒸发所引起的蒸汽的产生。在一些示例实现中，气溶胶递送系统的部件可以表征为电子烟，且那些电子烟最优选地结合烟草和/或来源于烟草的组分，且因此以气溶胶形式递送来源于烟草的组分。
某些优选气溶胶递送系统的气溶胶生成件可提供抽吸通过点燃和燃烧烟草(且因此吸入烟草烟雾)来使用的香烟、雪茄或烟斗的许多感觉(例如，吸入和呼出习惯、口味或风味类型、感官效应、身体感觉、使用习惯、视觉提示，诸如由可见气溶胶提供的那些视觉提示，等等)，而无对其任何组分的任何显著程度的燃烧。例如，本公开的气溶胶生成件的用户可极类似于吸烟者使用传统类型的吸烟制品那样来握持且使用所述件，在所述件的一端上抽吸以吸入由所述件产生的气溶胶，以所选择的时间间隔获取或抽吸喷烟等等。
本公开的气溶胶递送系统还可以表征为蒸汽产生制品或药物递送制品。因此，这种制品或设备可以被适配以提供一种或多种可吸入形式或状态的物质(例如，风味剂和/或药物活性成分)。例如，可吸入物质可以基本上呈蒸汽形式(即，在低于其临界点的温度下呈气相的物质)。可替换地，可吸入物质可以是气溶胶形式(即，气体中细固体颗粒或液滴的悬浮剂)。为简单起见，不管是否可见且不管是否是可被视为烟雾状的形式，如本文中所使用的术语“气溶胶”意图包括适合于人类吸入的形式或类型的蒸气、气体和气溶胶。
本公开的气溶胶递送系统通常包括提供于外部主体或壳(其可称为壳体)内的多个部件。外部主体或壳的总体设计可变化，且可限定气溶胶递送设备的总体尺寸和形状的外部主体的型式或配置可变化。通常，类似于香烟或雪茄的形状的细长主体可由单个一体式壳体形成，或所述细长壳体可由两个或更多个可分离的主体形成。例如，气溶胶递送设备可以包括可基本上呈管状形状的细长壳体或主体，且因此类似于常规香烟或雪茄的形状。在一个示例中，气溶胶递送设备的部件中的所有部件包含在一个壳体内。替代地，气溶胶递送设备可以包括两个或更多个接合且可分离的壳体。例如，气溶胶递送设备可以在一端具有控制主体，该控制主体包括包含一个或多个可重复使用的部件(例如，诸如可再充电电池和/或超级电容器之类的蓄电池以及用于控制该制品的操作的各种电子器件)的壳体，并且在另一端且具有包含可丢弃部分(例如，可丢弃含香料筒)的外部主体或外壳，该外部主体或外壳能可移除地耦合至控制主体。
本公开的气溶胶递送系统最优选地包括以下部件的某个组合：功率源(即，电功率源)、至少一个控制部件(例如，用于诸如通过控制流过功率源到制品的其他部件的电流来致动、控制、调节和停止用于热生成的功率的装置，例如单独地或作为微控制器的部分的微处理器)、加热器或热生成构件(例如，电阻加热元件或其他部件，其单独地或与一个或多个进一步的元件组合通常可以被称为“雾化器”)、气溶胶前体组合物(例如，通常使在施加足够热时能够产生气溶胶的液体，诸如通常被称为“烟汁(smoke juice)”、“电子烟液(e-liquid)”以及“电子烟汁(e-juice)”的成分)以及用于允许在气溶胶递送设备上抽吸以吸入气溶胶的口端区或尖端(例如，贯穿制品的所限定的空气流路径，以使得可以在抽吸时从此处吸取生成的气溶胶)。
鉴于下文中提供的进一步的公开内容，本公开的气溶胶递送系统内的部件的更具体的型式、配置以及布置将是显而易见的。此外，在考虑可商购的电子气溶胶递送设备(诸如，本公开的背景技术部分中引用的那些代表性产品)时，可以理解对各种气溶胶递送系统部件的选择和布置。
在各种示例中，气溶胶递送设备可以包括配置成保存气溶胶前体组合物的储集器。储集器尤其可由多孔材料(例如，纤维材料)形成，且因此可以被称为多孔衬底(例如，纤维衬底)。
用作气溶胶递送设备中的储集器的纤维衬底可以是由多种纤维或长丝形成的织造或非织造材料，且可由天然纤维和合成纤维中的一种或两种形成。例如，纤维衬底可包括玻璃纤维材料。在特定示例中，可以使用醋酸纤维素材料。在其它示例实现中，可以使用碳材料。储集器可以基本上呈容器的形式，且可以包括其中所包括的纤维材料。
图1图示根据本公开的各种示例实现的气溶胶递送设备100的侧视图，该气溶胶递送设备100包括控制主体102和料筒104。具体地说，图1图示耦合到彼此的控制主体和料筒。控制主体和料筒能以运作关系可拆卸地对准。各种机构可以将料筒连接到控制主体从而产生螺纹接合、压入配合接合、过盈配合、磁性接合等等。在一些示例实现中，当料筒和控制主体处于组装配置时，气溶胶递送设备可基本上是棒状、基本上是管状形状或基本上是圆柱形状。气溶胶递送设备的横截面也可以基本上为矩形或菱形，这可以使其本身与基本上扁平或薄膜型的功率源(诸如包括扁平电池的功率源)更好的兼容。料筒和控制主体可包括可由多种不同材料中的任一种形成的分离的、各自的壳体或外部主体。所述壳体可由任何适合的结构上合理的材料形成。在一些示例中，壳体可由诸如不锈钢、铝等等之类的金属或合金形成。其它适合的材料包括各种塑料(例如，聚碳酸酯)、金属电镀塑料(metal-platingover plastic)、或陶瓷等等。
在一些示例实现中，气溶胶递送设备100的控制主体102或料筒104中的一个或这两个可以被称为可丢弃的或可重复使用的。例如，控制主体可具有可替换电池或可再充电电池，且因此可与任何类型的再充电技术组合，所述再充电技术包括连接到典型的壁式插座、连接到汽车充电器(即，点烟器插座)、连接到计算机(诸如，通过通用串行总线(USB)缆线或连接器)、连接到光伏电池(有时称为太阳能电池)或太阳能电池的太阳能电池板、或连接到RF到DC转换器。另外，在一些示例实现中，料筒可包括如公开于Chang等人的美国专利第8,910,639号中的单次使用式料筒，所述专利通过引用结合于此。
图2更具体地图示根据一些示例实现的气溶胶递送设备100。再次如在其中所示的剖视图中所见，气溶胶递送设备可以包括控制主体102和料筒104，每个都包括多个相应的部件。图2中图示的部件代表可存在于控制主体和料筒中的部件，且并不旨在限制本公开所涵盖的部件的范围。如图所示，例如，控制主体可由控制主体壳206形成，所述控制主体壳206可包括控制部件208(例如单独或作为微控制器的一部分的微处理器)、流量传感器210、功率源212以及一个或多个发光二极管(LED)214，且这类部件能以可变方式被对准。功率源可包括例如电池(一次性的或可再充电的)、锂离子电池(LiB)、固态电池(SSB)、薄膜SSB、超级电容器等、或它们的某种组合。在Sur等人于2015年10月21提交的美国专利申请序列第14/918,926号中提供了合适的功率源的一些示例，该文献通过引用结合于此。LED可以是气溶胶递送设备可装备有的合适的视觉指示器的一个示例。除了诸如LED之类的视觉指示器之外或作为对诸如LED之类的视觉指示器的替代，可包括诸如音频指示器(例如，扬声器)、触觉指示器(例如，振动电机)之类的其他指示器。
料筒104可由料筒壳216形成，该料筒壳216封围被配置为保存气溶胶前体组合物的储集器218，并包括加热器222(有时称为加热元件)。在各种配置中，该结构可被称为罐(tank)；并且相应地，术语“料筒”、“罐”等可被可互换地用于指代封围用于气溶胶气体组合物的储集器并包括加热器的壳或其他壳体。
如图所示，在一些示例中，储集器218可以与液体输送元件220处于流体连通，该液体输送元件220被适配成芯吸(wick)或以其他方式将存储在储集器壳体中的气溶胶前体组合物输送到加热器222。在一些示例中，阀门可以定位在储集器与加热器之间，且被配置成控制从储集器传送或递送到加热器的气溶胶前体组合物的量。
可以采用配置成当电流被施加通过其时产生热的材料的各种示例以形成加热器222。这些示例中的加热器可以是电阻加热元件，诸如，线圈、微加热器等。可以形成加热元件的示例材料包含康泰尔(Kanthal；FeCrAl)、镍铬合金(Nichrome)、不锈钢、二硅化钼(MoSi2)、硅化钼(MoSi)、掺杂有铝的二硅化钼(Mo(Si,Al)2)、石墨和石墨基材料(例如，碳基发泡体和纱线)以及陶瓷(例如，正或负温度系数陶瓷)。在下文进一步描述在根据本公开的气溶胶递送设备中有用的加热器或加热构件的示例实现，且这些示例实现可被并入到诸如如本文中所描述的图2中所图示的设备中。
开口224可存在于料筒壳216中(例如，在口端处)以允许所形成的气溶胶从料筒104外出。
料筒104还可以包含一个或多个电子部件226，该电子部件可包括集成电路、存储器部件、传感器等等。电子部件可适用于通过有线或无线装置与控制部件208和/或与外部设备通信。电子部件可以定位在料筒或其底座228内的任何位置处。
尽管分开地图示控制部件208和流量传感器210，但应理解，控制部件和流量传感器可组合为具有直接附接到其上的空气流量传感器的电子电路板。进一步，电子电路板可以相对于图1的图示被水平地定位，因为电子电路板可以在长度上平行于控制主体的中心轴线。在一些示例中，空气流量传感器可包括其自身的电路板或其可附接到的其它底座元件。在一些示例中，可利用柔性电路板。柔性电路板可以被配置成各种形状，包括基本上管状的形状。在一些示例中，柔性电路板可与如下文进一步描述的加热器衬底组合、层叠到其上或形成所述加热器衬底的部分或全部。
控制主体102和料筒104可以包括适用于促进它们之间的流体接合的部件。如图2中所图示，控制主体可包括其中具有空腔232的耦合器230。料筒的底座228可适用于接合耦合器，并且可包括适用于在空腔内配合的突出部234。这类接合可促进控制主体与料筒之间的稳定连接，以及建立控制主体中的功率源212和控制部件208与料筒中的加热器222之间的电连接。进一步，控制主体壳206可包括进风口236，所述进风口236可以是壳中的连接到耦合器的凹口，所述凹口允许耦合器周围的环境空气通过并进入壳，接着在所述壳中该环境空气穿过耦合器的空腔232并通过突出部234进入料筒中。
根据本公开有用的耦合器和底座被描述于Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号中，所述专利以引用的方式并入本文中。例如，如图2中所见的耦合器230可以限定被配置为与底座228的内周边240匹配的外周边238。在一个示例中，底座的内周边可以限定半径，所述半径基本上等于或略大于耦合器的外周边的半径。进一步，耦合器可以限定外周边处的一个或多个突起242，所述突起242被配置成与限定在底座的内周边处的一个或多个凹槽244接合。然而，可采用结构、形状和部件的各种其他示例来将底座耦合到耦合器。在一些示例中，料筒104的底座与控制主体102的耦合器之间的连接可以是基本上永久性的，然而在其他示例中，它们之间的连接可以是可释放的，使得例如控制主体可与可以是可丢弃式和/或可再填充的一个或多个附加料筒一起重复使用。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以基本上是棒状或基本上是管状形状或基本上是圆柱形状的。在其他示例中，涵盖了进一步的形状和尺寸，例如，矩形或三角形横截面、多面形状等等。
图2中图示的储集器218可以是容器或者可以是纤维储集器，如当前所描述的。例如，在这个示例中，储集器可以包括一层或多层非织造纤维，所述非织造纤维基本上形成为环绕料筒壳216的内部的管的形状。气溶胶前体组合物可以保存在储集器中。液体组分例如可由储集器以吸附方式保存。储集器可以与液体输送元件220流体连接。在这个示例中，液体输送元件可以经由毛细管作用(capillary action)将存储在储集器中的气溶胶前体组合物输送到金属线圈形式的加热器222。因此，加热器与液体输送元件一起位于加热布置中。在下文进一步描述在根据本公开的气溶胶递送设备中有用的储集器和输送元件的示例实现，且这类储集器和/或输送元件可以并入到如本文中所描述的如图2中所图示的设备中。具体来说，如下文进一步描述的加热构件和输送元件的特定组合可并入到如本文中所描述的如图2中所图示的设备中。
在使用时，当用户在气溶胶递送设备100上抽吸时，流量传感器210检测到空气流，并且加热器222被激活以使气溶胶前体组合物的组分蒸发。在气溶胶递送设备的口端上抽吸使得环境空气进入进风口236并穿过耦合器230中的空腔232以及底座228的突出部234中的中心开口。在料筒104中，被抽吸的空气与所形成的蒸气组合以形成气溶胶。搅动、吸吮或以其它方式将气溶胶从加热器抽离并在气溶胶递送设备的口端中的开口224将其抽吸出。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以包括多种附加的软件控制的功能。例如，气溶胶递送设备可以包括配置成检测功率源输入、功率源端子上的负载和充电输入的功率源保护电路。功率源保护电路可以包括短路保护和欠压锁定(under-voltage lock out)和/或过电压充电保护。气溶胶递送设备还可以包括用于环境温度测量的部件，且其控制部件208可以配置成控制至少一个功能元件，从而在充电开始之前或在充电期间，如果环境温度低于某一温度(例如，0℃)或高于某一温度(例如，45℃)，则抑制功率源充电-尤其是任何电池的充电。
来自功率源212的功率递送可以根据功率控制机制随设备100上的每次喷烟的过程而变化。设备可以包括“长喷烟”安全计时器，使得在用户或部件故障(例如，流量传感器210)引起设备试图连续喷烟的情况下，控制部件208可以控制至少一个功能元件以在一段时间(例如，四秒)之后自动终止喷烟。进一步，设备上的多次喷烟之间的时间可以限制为小于一段时间(例如，100秒)。如果气溶胶递送设备的控制部件或在气溶胶递送设备上运行的软件变得不稳定且不能在适当的时间间隔(例如，八秒)内服务监视(watchdog)安全计时器，则该计时器可以自动地重置该气溶胶递送设备。在流量传感器210有缺陷或者以其他方式出故障的情况下，可以提供进一步的安全保护，诸如，通过永久地禁用气溶胶递送设备以便防止无意的加热。在压力传感器故障使设备连续激活而不在四秒最长喷烟时间之后停止的情况下，喷烟限制开关可以停用设备。
气溶胶递送设备100可以包括喷烟跟踪算法，该喷烟跟踪算法配置成用于：一旦所附接的料筒已达到所定义喷烟数(基于根据料筒中的电子烟液进料计算出的可用喷烟的数量)，便进行加热器锁定。气溶胶递送设备可以包括睡眠、待机或低功率模式功能，由此可以在所定义的不使用时段之后自动切断功率递送。可以提供进一步的安全保护，体现在功率源212的所有充电/放电循环可以由控制部件208在其寿命期间进行监测。在功率源已达到预定数量(例如，200)的完全放电和完全再充电循环的等效之后，可以将其声明为耗尽，并且控制部件可以控制至少一个功能元件来防止功率源的进一步充电。
根据本公开的气溶胶递送设备的各种部件可以从本领域中描述的并且可商购的部件中选择。在Peckerar等人的美国专利申请公开第2010/0028766号中描述了可根据本公开而使用的电池的示例，该文献通过引用结合于此。
当期望气溶胶生成时(例如，当在使用期间抽吸时)，气溶胶递送设备100可以结合用于控制到加热器222的电功率的供应的传感器210或另一传感器或检测器。如此，例如，提供一种当在使用期间不抽吸气溶胶递送设备时断开到加热器的功率，且在抽吸期间接通功率以致动或触发由加热器生成热的方式或方法。感测或检测机构的附加代表性类型、其结构和配置、其部件以及其操作的一般方法描述于Sprinkel,Jr.的美国专利第5,261,424号、McCafferty等人的美国专利第5,372,148号以及Flick的PCT专利申请公开第WO 2010/003480号中，所述文献全部通过引用结合于此。
气溶胶递送设备100最优选地包含用于在抽吸期间控制到加热器222的电功率的量的控制部件208或另一控制机构。电子部件的代表性类型、其结构和配置、其特征以及其操作的一般方法描述于Gerth等人的美国专利第4,735,217号、Brooks等人的美国专利第4,947,874号、McCafferty等人的美国专利第5,372,148号、Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号、Nguyen等人的美国专利第7,040,314号、Pan的美国专利第8,205,622号、Fernando等人的美国专利申请公开第2009/0230117号、Collet等人的美国专利申请公开第2014/0060554号、Ampolini等人的美国专利申请公开第2014/0270727号以及Henry等人的美国专利申请公开第2015/0257445号中，所述专利全部以引用的方式并入本文中。
用于支持气溶胶前体的衬底、储集器或其他部件的代表性类型描述于Newton的美国专利第8,528,569号、Chapman等人的美国专利申请公开第2014/0261487号、Davis等人的美国专利申请公开第2015/0059780号以及Bless等人的美国专利申请公开第2015/0216232号中，所述文献全部以引用的方式并入本文中。另外，某些类型的电子烟内的各种芯吸材料以及那些芯吸材料的配置和操作阐述于Sears等人的美国专利申请公开第2014/0209105号中，该文献通过引用结合于此。
气溶胶前体组合物(又称为蒸气前体组合物)可包括多种组分，作为示例，所述多种组分包括多元醇(例如，丙三醇、丙二醇或其混合物)、尼古丁、烟草、烟草提取物和/或调味剂。代表性类型的气溶胶前体组分和制剂还在Robinson等人的美国专利No.7,217,320和Zheng等人的美国专利公开No.2013/0008457；Chong等人的美国专利公开No.2013/0213417；Collett等人的美国专利公开No.2014/0060554；Lipowicz等人的美国专利公开No.2015/0020823；和Koller的美国专利公开No.2015/0020830，和Bowen等人的WO 2014/182736；以及Watson等人的美国专利申请序列第15/222,615号中被阐述和被表征，这些文献的公开内容通过引用结合于此。可以采用的其他气溶胶前体包括已经被包括在R.J.Reynolds Vapor公司生产的产品、帝国烟草公司(Imperial Tobacco GroupPLC)生产的BLUTM产品、Mistic Ecigs生产的MISTIC MENTHOL产品和CN Creative有限公司生产的VYPE产品中的气溶胶前体。用于已经可从Johnson Creek Enterprises LLC获得的电子烟的所谓的“烟汁”也是符合人意的。
可以在气溶胶递送设备100中采用产生视觉提示或指示器的附加的代表类型的部件，诸如视觉指示器和相关部件、音频指示器、触觉指示器等等。合适的LED部件以及其配置和用途的示例描述于Sprinkel等人的美国专利第5,154,192号、Newton的美国专利第8,499,766号、Scatterday的美国专利第8,539,959号以及Sears等人的美国专利申请公开第2015/0216233号中，这些文献全部通过引用结合于此。
可并入到本公开的气溶胶递送设备中的其他特征、控件或部件描述于Harris等人的美国专利第5,967,148号、Watkins等人的美国专利第5,934,289号、Counts等人的美国专利第5,954,979号、Fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号、Hon的美国专利第8,365,742号、Fernando等人的美国专利第8,402,976号、Katase的美国专利申请公开第2005/0016550号、Fernando等人的美国专利申请公开第2010/0163063号、Tucker等人的美国专利申请公开第2013/0192623号、Leven等人的美国专利申请公开第2013/0298905号、Kim等人的美国专利申请公开第2013/0180553号、Sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号、Novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号以及DePiano等人的美国专利申请公开第2014/0261408号中，所述文献全部通过引用结合于此。
控制部件208包括数个电子部件，并且在一些示例中，可以由支撑且电连接电子部件的印刷电路板(PCB)形成。电子部件可包括微处理器或处理器核以及存储器。在一些示例中，控制部件可以包括具有集成的处理器核和存储器的微控制器，且可以进一步包括一个或多个集成的输入/输出外围设备。在一些示例中，控制部件可以耦合到通信接口，以实现与一个或多个网络、计算设备或其他适当启用的设备的无线通信。在Marion等人于2015年3月4日提交的美国专利申请序列第14/638,562号中公开了合适的通信接口的示例，该文献的内容通过引用结合于此。并且气溶胶递送设备据其可以配置成无线地进行通信的合适的方式的示例公开于Ampolini等人的美国专利申请公开第2016/0007651号和Henry,Jr.等人的美国专利申请公开第2016/0219933号中，所述文献中的每一个通过引用结合于此。
还如图2中所示，根据一些示例实现，控制主体还包括在功率源212与包括加热器222的电负载之间的升压转换器246。在这些示例实现中，升压转换器被配置为将功率源的电压输出升高到更高电压，从该更高电压向加热器供电以便活化和蒸发气溶胶前体组合物的组分。合适类型的升压转换器的一个示例是DC/DC转换器。并且合适的DC/DC转换器的一个示例是由Rohm Semiconductor制造的BD1865GWL型同步升压DC/DC转换器。
升压转换器246可用于许多不同类型中的任何一种的功率源212，但是对于LiB可能特别有用。在一些示例中，升压转换器被配置为将功率源的电压输出升高到5V(5伏)的更高电压，并且在标准4.1V LiB的情况下，升压转换器可以递送稳定的5V输出，甚至低至2.5V的电池电压水平。这可以大大延长LiB的寿命，同时保持功率瓦数相同。升压转换器还可以递送高达2A(2安培)的恒定电流，这可以提供10瓦特(W)的更高功率瓦数，具有适合于气溶胶递送设备100的一些配置的更高的效率。
在一些示例实现中，升压转换器246可在脉冲宽度调制(PWM)模式下操作，在该脉冲宽度调制(PWM)模式下，更高电压是PWM电压。图3图示经布线以便在PWM模式下操作的BD1865GWL器件(升压转换器)的电路图300。在电路图中，V1表示功率源212并且R4表示加热器222。
在其他示例实现中，升压转换器246可在切换模式下操作，在该切换模式下，升压转换器可基于电负载的条件在PWM操作与脉冲频率调制(PFM)操作之间自动切换。如前所述，在PWM操作中，更高电压是PWM电压。在PFM操作中，更高电压是PFM电压。图4图示经布线以便在PWM模式下操作的BD1865GWL器件(升压转换器)的电路图400。同样如前所述，在电路图中，V1表示功率源212并且R4表示加热器222。
在切换模式中，升压转换器246的操作可以根据负载条件自动切换。在非常轻的(电流)负载下，升压转换器可以切换到(或维持)PFM操作并且利用降低的切换频率和供应电流操作以维持高效率。在增加的负载下，输出电压可能降至低PFM阈值以下，并且升压转换器可以切换到(或维持)PWM操作。参考图4中的电路图，例如，当Vin＝2.9V时，BD1865GWL器件可以在35mA下从PWM操作切换到PFM操作，并且在100mA下从PFM操作切换到PWM操作。在另一个示例中，当Vin＝3.6V时，BD1865GWL器件可以在50mA下从PWM操作切换到PFM操作，并且在100mA下从PFM操作切换到PWM操作。并且在又一个示例中，当Vin＝4.1V或更大时，BD1865GWL器件可以在65mA下从PWM操作切换到PFM操作，并且在115mA下从PFM操作切换到PWM操作。
在一些示例中，气溶胶递送设备100可以进一步装备有数字音频播放器、无线电调谐器等，它们被配置为播放音频，该音频可以经由一个或多个扬声器或适当的有线或无线连接输出到一个或多个扬声器、耳机等。在这些示例中，升压转换器246可以被优化成通过在PWM模式或操作下切换轻负载时的噪声来减少(如果不消除)任何可听的声音。如上所述，这也可以是用于其他音频的情况，诸如通过一个或多个音频指示器播放的音频提示。
(多种)制品的前述使用描述可以通过微小修改应用于本文中所描述的各种示例实现，鉴于本文中所提供的更多公开内容所述微小修改对于所属领域的技术人员而言可以是明显的。然而，以上使用描述并不旨在限制制品的使用，而是提供以符合本公开的公开内容的所有必要需求。图1到图4中所图示的或如上文以其它方式所描述的(多种)制品中所展示的元件中的任一种可以包含于根据本公开的气溶胶递送设备中。
得益于前述描述和相关图式中所呈现的教示，公开内容涉及的所属领域的技术人员将了解本文中阐述的这个公开内容的许多修改和其它实施方案。因此，应理解，本公开不限于所公开的特定实施方案，且其修改和其它实施方案意图包含于所附权利要求书的范围内。此外，尽管前述描述和相关图式在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述示例实现，但应了解，可以在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，通过替代实施方案提供元件和/或功能的不同组合。就此而言，例如，还涵盖与上文明确描述的那些组合不同的元件和/或功能的组合，如同阐述于所附权利要求书中的一些中的一样。尽管本文中采用特定术语，但所述术语仅在通用意义和描述性意义上使用，而不用于局限性目的。

Claims (10)

1.一种气溶胶递送设备，包括：壳体，所述壳体限定储集器，所述储集器被配置为保存气溶胶前体组合物；以及包含在所述壳体内的：
功率源，所述功率源被配置为产生电压输出；
加热元件，所述加热元件能被控制以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分；以及
升压转换器，所述升压转换器位于所述功率源与包括所述加热元件的电负载之间，所述升压转换器被配置为将所述功率源的所述电压输出升高到更高电压，从所述更高电压向所述加热元件供电以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分。
2.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述功率源是锂离子电池(LiB)或包括锂离子电池(LiB)，并且所述升压转换器被配置为将所述LiB的所述电压输出升高至所述更高电压，从所述更高电压向所述加热元件供电。
3.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述升压转换器被配置为将所述功率源的所述电压输出升高到5伏的更高电压。
4.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述升压转换器能在脉冲宽度调制(PWM)模式下操作，在所述脉冲宽度调制(PWM)模式下，所述更高电压是PWM电压。
5.如权利要求1所述的气溶胶递送设备，其特征在于，所述升压转换器能在切换模式下操作，在所述切换模式下，所述升压转换器能基于所述电负载的条件在脉冲宽度调制(PWM)操作与脉冲频率调制(PFM)操作之间自动切换，在所述脉冲宽度调制(PWM)操作中，所述更高电压是PWM电压，在所述脉冲频率调制(PFM)操作中，所述更高电压是PFM电压。
6.一种与料筒耦合或者能够与料筒耦合的控制主体，所述料筒装备有加热元件且包含气溶胶前体组合物，所述控制主体与所述料筒耦合或者能够与所述料筒耦合以便形成气溶胶递送设备，在所述气溶胶递送设备中，所述加热元件能被控制以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分，所述控制主体包括：
壳体；以及包含在所述壳体内的：
功率源，所述功率源被配置为产生电压输出；以及
升压转换器，当所述控制主体与所述料筒耦合时，所述升压转换器位于所述功率源与包括所述加热元件的电负载之间，所述升压转换器被配置为将所述功率源的所述电压输出升高到更高电压，从所述更高电压向所述加热元件供电以便活化和蒸发所述气溶胶前体组合物的组分。
7.如权利要求6所述的控制主体，其特征在于，所述功率源是锂离子电池(LiB)或包括锂离子电池(LiB)，并且所述升压转换器被配置为将所述LiB的所述电压输出升高至所述更高电压，从所述更高电压向所述加热元件供电。
8.如权利要求6所述的控制主体，其特征在于，所述升压转换器被配置为将所述功率源的所述电压输出升高到5伏的更高电压。
9.如权利要求6所述的控制主体，其特征在于，所述升压转换器能在脉冲宽度调制(PWM)模式下操作，在所述脉冲宽度调制(PWM)模式下，所述更高电压是PWM电压。
10.如权利要求6所述的控制主体，其特征在于，所述升压转换器能在切换模式下操作，在所述切换模式下，所述升压转换器可基于所述电负载的条件在脉冲宽度调制(PWM)操作与脉冲频率调制(PFM)操作之间自动切换，在所述脉冲宽度调制(PWM)操作中，所述更高电压是PWM电压，在所述脉冲频率调制(PFM)操作中，所述更高电压是PFM电压。
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