CN110582210B - 电子气溶胶供应系统 - Google Patents

Abstract

一种电子气溶胶供应系统，包括：蒸发器，用于使用电力产生气溶胶；电池(310)，用于向蒸发器和电子气溶胶供应系统的其他部件供应电力；扁平柔性电缆(390)，具有层压结构并且结合有用于传输电力和/或信号的多个导线(393)；以及温度传感器(394)，结合到扁平柔性电缆中并且位于电池附近，以用于感测电池的温度。电子气溶胶供应系统配置成为如果电池的感测温度超出指定的运行范围则检测错误条件；以及响应于这种检测，减少或停止从电池供应电力。

Description

电子气溶胶供应系统

技术领域

本发明涉及电子气溶胶供应系统，诸如尼古丁递送系统，例如电子烟等。

背景技术

诸如电子烟(电子烟)的电子气溶胶供应系统通常包含蒸气前体，例如包括诸如尼古丁的制剂的液体(电子烟油)的贮存器，由此产生气溶胶(蒸气)。电子气溶胶供应系统可以包括加热器，该加热器配置成例如通过芯吸或毛细作用从贮存器接收液体。当使用者在该装置上吸气时，向加热器供电以从加热器附近蒸发液体，从而产生供使用者通过嘴件吸入的气溶胶。

这种装置通常设置有一个或多个进气孔，这些进气孔远离系统的嘴件端。当使用者在嘴件处吸入(位于系统的嘴件端)时，空气通过入口孔吸入并经过正在蒸发的液体。该空气流继续沿着流动路径到达嘴件开口，携带一些气溶胶(蒸气)供使用者吸入。

电子气溶胶供应系统通常包括它们自己的电源，例如可充电电池。电池向系统供电，包括向加热器供电以蒸发液体。这种电池可以具有正常工作温度的范围，例如在0℃和60℃之间。如果电池变得过热，例如，由于长期使用或由于系统的故障，电池可能潜在地超过该正常操作温度范围。这种过高的温度可能潜在地导致电池本身和/或电子气溶胶供应系统的其他部件的损坏。

发明内容

本文公开了一种电子气溶胶供应系统，包括：蒸发器，用于使用电力产生气溶胶；电池，用于向蒸发器和电子气溶胶供应系统的其他部件供应电力；扁平柔性电缆，具有层压结构并且结合有用于传输电力和/或信号的多条导线；以及温度传感器，其结合到扁平柔性电缆中并且邻近电池定位，用于感测电池的温度。电子气溶胶供应系统配置成如果电池的感测温度超出指定的运行范围则检测错误条件；以及响应于这种检测，减少或停止从电池供应电力。

本文还公开了一种用于操作这种电子气溶胶供应系统的方法，以及一种用于这种电子气溶胶供应系统的控制单元。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1是示出根据本发明一些实施例的电子气溶胶供应系统的示意性(分解)图。

图2是根据一些实施例的图1的电子气溶胶供应系统的控制单元的示意图。

图3是根据一些实施例的图1的电子气溶胶供应系统的雾化器的示意图。

图4是例如用于图1的电子气溶胶供应系统中的控制单元的示意图，该控制单元包括根据一些实施例的具有集成温度传感器的柔性电连接器。

图5至图7是根据各种实施例的具有图4的集成温度传感器的柔性电连接器的更详细示意图。

图8是根据一些实施例的一种方法的流程图，该方法诸如用于图1的电子气溶胶供应系统中，用于感测电池的温度并且用于根据感测温度来控制电子气溶胶供应系统。

具体实现方式

本文描述了某些示例和实施例的方面和特征。某些示例和实施例的一些方面和特征可常规地实施，且出于简洁的目的而不详细描述这些方面和特征。因此，将了解，可根据用于实施本文中所讨论的装置和方法的未详细描述的方面和特征的任何常规技术来实施所述方面和特征。

在以下描述中，术语“电子烟”可与电子气溶胶(蒸气)供应系统和其他类似术语互换使用。

图1是示出根据本发明一些实施例的电子烟10的示意图。电子烟10具有大致圆柱形形状，沿虚线LA所示的纵向轴线延伸，并且包括两个主要部件，即控制单元20和雾化器(盒)30。通过圆柱体的横截面，即在垂直于线LA的平面中，可以是圆形、椭圆形、正方形、矩形、六边形，或所需的一些其他规则或不规则形状。还应当理解，电子烟10的实施例可以具有不同于大致圆柱形的形状，例如大致椭圆形形状。

雾化器30包括内部腔室，该内部腔室容纳包括例如尼古丁的液体制剂的贮存器、蒸发器(例如加热器)和嘴件35。雾化器30还可包括将液体从贮存器输送到加热器的芯或类似装置。

控制单元20包括向电子烟10供电的电源，例如电池，以及用于一般地控制电子烟10的各种功能的控制电路(下面更详细地讨论)。当加热器从电池(图1中未示出)接收电力时，如由控制电路控制的，加热器蒸发液体，并且该蒸气(气溶胶)接着由使用者通过嘴件35吸入。

在图1所示的实施例中，控制单元20和雾化器30通过在平行于纵向轴线LA的方向上分离而彼此可分离，但是当装置10在使用中通过示意性地表示为25A(在雾化器30上)和25B(在控制单元20上)的连接而结合在一起时，以在控制单元20和雾化器30之间提供机械和电连接。在一些实施例中，可以采用电感应来将电力从控制单元20传递到雾化器30。连接器25A和25B用于提供用于将雾化器30连接到控制单元20的卡口配合。应当理解，其他实施例可以在控制单元20与雾化器30之间使用不同形式的连接，例如卡扣配合或螺钉连接。

用于连接到雾化器30的控制单元20上的连接25B还可以用作用于在控制单元与雾化器30分离时连接充电装置(未示出)的插座。在一些实施例中，控制单元20可以设置有导电触点，用于在与连接25B相对的端部处或附近重新充电，例如以迷你或微型USB端口的形式。在这种情况下，控制单元20不需要与雾化器30分离以使用这种端口对电池进行(再)充电。

在很多装置中，雾化器30与控制单元20分离，用于当电子烟油的供应耗尽时丢弃雾化器30，并且如果需要，用另一雾化器替换。相反，控制单元20通常可与一连串的雾化器一起重复使用。

图2和3分别提供了图1的电子烟的控制单元20和雾化器30的示意图。应当注意，为了清楚起见，在图2和3中省略了各种部件和细节，例如布线和更复杂的成形。如图2所示，控制单元20包括电池210和控制电路，控制电路包括电路板215以例如通过提供(微)控制器、处理器、ASIC或类似形式的控制芯片来为电子烟提供控制功能。控制芯片可以安装到印刷电路板(PCB)上。电池210通常是圆柱形的，并且具有沿着或至少接近(通常平行于)电子烟的纵向轴线LA的中心轴线。

在图2中，电路板215示出为在与盒30(见图1)相反的方向上与电池210纵向间隔开。然而，所属领域的技术人员将了解电路板215的各种其他潜在位置，例如，在电池210的与所展示的相对端处。另一种可能性是电路板215沿着电池210的一侧放置。例如，对于具有矩形横截面的电子烟10，电路板215可以位于控制单元20的一个外壁附近，电池210朝向控制单元10的相对外壁稍微偏移。还应当注意，由电路板215提供的功能可以跨多个电路板和/或跨未安装到PCB的组件而分离，并且这些附加组件和/或PCB可以适当地位于电子烟10内。例如，用于控制电池210的(再)充电功能的电路板215的功能可以与用于控制放电的功能(即，用于从电池210向雾化器30的加热器提供电力)分开提供(例如，在不同的PCB上)。

所示示例中的电路板215还包括传感器单元。如果使用者在嘴件35上吸气，则空气通过一个或多个进气孔(图1和2中未示出)被吸入到电子烟10中。传感器单元可以包括压力传感器和/或麦克风(microphone，扩声器)以检测该气流，并且响应于这种检测，电路板215从电池210向雾化器30中的加热器提供电力(这通常称为抽吸致动)。在其他实现方式中，电子烟10可以配备有按钮或开关，使用者可以操作该按钮或开关来从电池向加热器提供电力。尽管在图1和图2中没有明确示出，但是控制单元20还包括具有集成温度传感器的电连接器，如稍后参考图4至图7所讨论的。

如图3所示，雾化器30包括沿着雾化器30(和电子烟10)的中心(纵向)轴线从嘴件35延伸到连接器25A的空气通道161，连接器25A将雾化器连接到控制单元20。电子烟油160的贮存器设置在空气通道161周围。该贮存器160可以例如通过提供浸泡在电子烟油中的棉或泡沫来实现，或者在其他实现方式中，电子烟油可以自由地保持在合适的容器内。雾化器30还包括线圈形式的加热器155，用于加热来自储存器160的电子烟油以产生蒸气，从而流过空气通道161并通过嘴件35流出。加热器155通过线路166和167供电，线路166和167又经由连接器25A连接到电池210的相反极性(正和负，或反之亦然)。

尽管在图3中未示出，但是雾化器30的一些实施例可以包括配置成感测加热器155的温度的加热器温度传感器。加热器温度传感器设置在雾化器30中，但例如通过连接器25A和25B耦合到电路板215。因此，电路板215能够基于加热器155的当前温度控制提供给加热器155的电力。

如上所述，连接器25A和25B在控制单元20和雾化器30之间提供机械和电连接。如图2所示，连接器25B包括两个电端子、外触点240和内触点250，它们由绝缘体260分开。连接器25A同样包括由绝缘体172隔开的内电极175和外电极171，如图3所示。当雾化器30连接到控制单元20时，雾化器30的内电极175和外电极171分别机械地(并且因此电气地)接合控制单元20的内触点250和外触点240。内触点250安装在螺旋弹簧255上，使得在配合(连接)过程中，内电极175推压内触点250以压缩螺旋弹簧255，从而有助于在雾化器30连接到控制单元20时确保良好的机械接触和电接触。

图3的雾化器连接器25A还设有两个凸耳或突片180A、180B，它们在远离电子烟的纵向轴线的相反方向上延伸。这些突片用于提供用于将雾化器30连接到控制单元20的卡口配合。

图4示意性地示出了根据一些实施例的控制单元320。控制单元320通常类似于如上所述的控制单元20。为了清楚起见，图4中省略了各种部件和细节，例如布线和更复杂的成形。

控制单元320包括控制电路，其包括电路板315、以及电池310、外部连接器325B、327和电连接器390。电路板315基本上类似于上述电路板215，并且配置成控制电子气溶胶供应系统的一个或多个功能，例如，控制从电池310供应到雾化器30的加热器155的电力。如上所述，电路板315的功能可以分布在一个或多个物理部件上，例如一个或多个PCB。例如，可以提供一个PCB用于控制向雾化器30的加热器的电力供应，可以提供另一个物理上分离的PCB用于控制电池310从外部源的再充电。应当注意，在图4所示的实现方式中，电路板315位于电池310和用于附接到雾化器上的连接器325B之间。

电池310基本上类似于如上所述的电池210。通常，电池310向控制电路和电子烟10的其他部件供电，并且可以通过例如经由连接或端口327(如下面更详细描述的)连接到适当的再充电系统来再充电。在一些实施例中，电池310可以是锂离子电池。

连接器325B位于控制单元320的一端302，并且类似于图1所示的连接器25B。控制单元320设置有另一连接器327，其位于末端304处，与末端302相对(因此末端304距离嘴件35最远)。连接器327用于连接到外部电源，例如充电系统，用于提供电力以对电池310再充电。例如，连接器327可以是(微型或迷你)USB端口或类似端口，其使得能够经由适当的引线和适配器连接到市电或其他电源。当连接到个人计算机等时，这种连接还可以便于数据传送，例如与电子气溶胶供应系统的使用有关的数据。另一种可能性是连接器327可以是导电板，当放置在适当配置的感应充电系统附近时，该导电板能够进行感应电力传输。

应当理解，电池310和电路板315在图4所示的控制单元320内的定位是许多可能配置之一。例如，电路板315可以经布置比电池310更靠近末端304；例如参见图2。在其他配置中，电路板315可放置到电池310的侧面，例如图4中的左侧或右侧。因此，电路板315的定位不限于所示的特定配置，而是可以根据空间限制和给定控制单元320的配置来布置。

控制单元320设置有电连接器390，该电连接器390提供电池310和电路板315之间的电连接。电连接器390在图4中示出为从电池310的下部(即最近的末端304)沿着电池310的长度延伸并且延伸到电路板315。然而，本领域技术人员将理解，电连接器390可以根据电池310和电路板315在控制单元320内的相对位置而适当地布线。另一种可能性是电导体390可以用于连接电池310和连接器325B(具有或不具有到PCT315的连接)，或者在控制单元320内提供用于传输或电力和/或信号的任何其他期望的连接性。

电连接器390包括扁平柔性电缆(FFC(flat flexible cable))，也称为柔性电缆。这种柔性电缆在某些方面类似于PCB，因为它可以包括(小的)安装的部件，以及用于电连接这些部件并提供其他导电路径(例如用于外部连接)的导电迹线。然而，尽管传统的PCB由固体基板(板)形成，但是柔性电缆形成在柔性层压基板上。用于电连接器390的柔性电缆的使用具有各种优点，例如，柔性电缆可以与控制单元320的其余部分分开地形成，并且，接着作为支撑多个导电路径的单个部件并入(组装)到电子烟中(而不是说必须将多个导线单独地装配到控制单元320中，这将是更麻烦的过程)。

图4中示出了柔性电缆390，使得扁平柔性导体的平面垂直于页面，即柔性电缆被示为侧立。应当理解，图4不是按比例绘制的，并且为了便于理解，示出的柔性电缆的厚度相对于电池310的尺寸比在大多数实际实现中的情况更大。此外，为了便于展示，柔性电缆390示出为在任一端具有角形拐角(以与电路板315和电池的末端连接)，然而，实际上这些拐角通常是光滑的或圆形的。

柔性电缆在图4中(高度示意性地)示出为包括由夹在第一电绝缘层391和第二电绝缘层392之间的导电层393形成的层压结构。导电层393通常包括多个导体迹线(未示出)。温度传感器394也安装在柔性电缆内。应当注意，第一和第二电绝缘层391、392实际上提供了用于导电层393和温度传感器394的保护密封或涂层，并且还提供了导电层393和温度传感器394的电绝缘，例如与控制单元320中的其他部件的电绝缘。

第一电绝缘层391和第二电绝缘层392由柔性介电材料形成。相同材料或不同材料可用于层391、392中的每一者，只要每一层的材料的柔性和热膨胀性质适当匹配即可。在一些实现方式中，可以省略第二电绝缘层392(或相反地，第一电绝缘层391)，于是，这更接近地类似于具有用于基底的刚性衬底但在顶部开口的PCB。用于连接器390的柔性材料的使用提供了将电390操纵成各种不同的期望配置或形状的能力。这可以帮助柔性连接器(电缆)390很好地利用控制单元320内有限的空间，例如沿着控制单元30内其他部件之间的弯曲路径。

用于第一和/或第二电绝缘层的合适的柔性介电材料的例子是聚酯或聚酰亚胺(等等)。第一和/或第二电绝缘层391、392的厚度通常为0.05-0.3mm，例如0.1-0.2mm，尽管其他厚度也是可能的。还应当注意，第一和第二电绝缘层391、392中的每一个的厚度不必相同。虽然第一和第二电绝缘层391、392的介电材料是电绝缘的，但是柔性电缆通常应当配置成支持夹在这两个绝缘层之间的温度传感器394与控制单元320(尤其是电池310)的内部环境之间的热能的有效传递，由此提供当前电池温度的更准确的测量。下面更详细地描述用于支持这种良好热传递的柔性电缆的各种潜在结构。

在图4所示的实现方式中，导电层393设置在第一电绝缘层391的表面上，并且使得电池310和电路板315之间的电连接能够从前者向后者提供电力。注意，在图4中假设电池的两个端子都位于末端附近；然而，如果一个电池端子位于电池的每一端处，那么可提供单独的连接器(柔性的或以其他方式)以支撑从电路板315到电池的最近端的额外电链路。导电层393可以在控制单元320内的各个电力点和/或信号点之间提供进一步的电连接性。

导体层393由导电材料形成，例如，作为迹线沉积在第一绝缘层391上的铜条。在一些实施例中，导电层393中的导体迹线的数量在2和10之间的范围内(尽管如果需要，柔性电缆通常能够支撑更多的迹线)。这样的迹线可以以0.5和1.5mm之间的间距(相邻导体条或迹线之间的距离)基本上彼此平行地设置，尽管该间距可以更大，以至少在围绕该传感器的区域中容纳温度传感器394。应当理解，迹线数量和间距的这些范围仅作为示例提供，并且可以使用其他值。

导电迹线的端部可以设置有合适的垫、焊盘等，用于在柔性电缆390和其他部件之间形成电连接。例如，其他部件可以通过导线连接到柔性电缆390，或者柔性电缆可以配置成直接连接到另一部件上的连接器。电线或其他连接器可以例如通过焊接、夹紧或螺纹连接等连接到柔性电缆。在其他实现方式中，连接器可以安装到柔性电缆390，并且其他部件可以链接到该连接器中。

如上所述，应了解，图4并非按比例绘制，且导电层393通常具有小于第一和/或第二绝缘层的厚度的厚度。例如，导电层可具有大约0.05mm的厚度。相对薄的导体层393提供了与绝缘层391、392的柔性(因此对于整个连接器390)兼容的柔性。注意，导电层393的迹线之间的空间可以用合适的绝缘体填充——一种可能性是第一和第二绝缘层391、392在这些居间区域中彼此接合。

柔性电缆390的厚度通常在0.25mm至0.4mm的范围内，例如0.3mm。当第一和第二绝缘层391、392稍微弯曲或变形以容纳温度传感器394(或任何其他类似部件，图4中未示出)时，在温度传感器394的位置处的总厚度可以稍微更大，例如增加0.1-0.2mm。

如图4所示，温度传感器394和导电层393以层压结构夹在第一和第二电绝缘层391、392之间。温度传感器394可以具有到层393中的导电迹线的焊接电连接，或者可以使用任何其他合适形式的接合。这些导电迹线可用于从电池向温度传感器394提供电力，并且还可用于向/从温度传感器发信号。

温度传感器394定位在第一电绝缘层391上，使得当柔性电缆390连接在电池310和电路板315之间时，温度传感器394定位成至少靠近(邻近)电池310。在一些实现方式中，温度传感器可以与电池直接接触。例如，温度传感器可以突出穿过层层压之一以接触电池，或者可以省略(去除)第一或第二绝缘层391之一的一部分，以允许电池和温度传感器之间的直接接触。另一种可能性是温度传感器394通过绝缘层之一与电池310间接接触。在任何情况下，温度传感器配置成与电池310良好热接触，以便能够确定电池的温度变化。

应当理解，可以使用任何合适类型的温度传感器作为温度传感器394。典型的例子包括电阻温度装置(RTD)和热电偶装置。温度传感器394至少在电池310的特定运行范围上对温度灵敏，例如0℃到60℃。在操作中，温度传感器394监视指示电池310的温度的物理参数，例如电压和/或电流。例如，温度传感器394可以监视随温度变化的部件的电阻、或热电偶的电压输出。

温度传感器394可以通过导电层链接到电路板315上的控制器(例如处理器、微控制器等)。温度传感器394将测量的温度输出到控制器，该控制器监视温度，并且用于基于电池310的测量的温度来调节电子气溶胶供应系统的一个或多个功能。例如，如果发现所测量的温度在电池的指定运行温度范围之外，则控制器可以关闭或者至少减少从电池获取的电力的量。注意，在其他实现方式中，温度传感器394本身可以负责监视所测量的温度是否在电池的指定运行温度范围内，并且如果不在指定运行温度范围内，则向控制器发送适当的报警信号，以响应于该错误条件执行适当的动作。

图5是电连接器490的一部分的示意图，该电连接器490具有第一电绝缘层491、多个导体条493和温度传感器494(这些通常分别对应于图4的电导体390、第一绝缘层391、导电层393和温度传感器394)。电连接器490可以设置有第二绝缘层(图5中未示出)，其覆盖导体条493并对应于第二绝缘层392，然而在一些实施例中可以省略。

在图5中，多个导体条493包括延伸穿过图5所示的柔性电连接器493的部分的线495A和495B。这两条线495A和495B例如可以用于将电池310上的正极端子和负极端子连接到电路板315(如图3所示)。如上所述，为此目的，电力线495A、495B可以在每一端设置适当的连接装置(垫、掀盖式连接器等)。

图5另外示出(以非常示意性的形式)一种可能的配置，其中温度传感器494可以布置在第一电绝缘层491的表面上。本文配置中，提供温度传感器导体条496且使得能够电连接温度传感器494。注意，导体条496可以包括多条单独的(分离的)线(图5中未示出)。另外，尽管所示的导体条仅从温度传感器494沿一个方向延伸，但是它也可以沿两个方向延伸，这取决于温度传感器494所需的电连接性。

导体条496可向温度传感器494提供正电源线和负电源线。电源可以从电池310接收，或者从电路板315接收(例如从电路板315上的处理器接收)。温度传感器494的电源(或其至少一条线)可以改为从电池310和电路板315之间的电源线分支，例如通过连接到线495A和495B(这种连接在图5中未示出)，或利用连接到接地平面(如果提供的话)。另一种可能性是温度传感器494可以结合其自身的内部电源，例如小电池。

温度传感器494通常例如作为导体条496的一部分设置有至少一个输出信号线和(在一些实现方式中)至少一个输入控制线。信号线和输入控制线通常将温度传感器494链接到电路板315，更具体地，链接到位于该电路板上的控制功能，例如微控制器、处理器等。在一些情况下，信号和控制可以利用一条或多条共享线。在一些情况下，信号和/或控制可以在一条或两条电力线上实现，例如通过使用适当的调制方案来编码信号。

在一些实现方式中，温度传感器可以使用输出信号链路来将所测量的温度输出到电路板315，然后电路板315负责针对任何超出运行范围的条件来监视所测量的温度。在其他实现方式中，温度传感器可以使用输出信号链路来向电路板315发送警报，以报告与超范围温度测量相对应的错误条件(这可以包括感测到的温度是过高还是过低的指示)。

在一些实现方式中，输入控制链路可以由电路板315(或其他适当的控制功能)提供和使用，以例如在温度传感器494中设置允许运行范围的上阈值和下阈值。在这种情况下，高于上阈值或低于下阈值的测量温度将触发用于超出范围温度测量的警报。

在一些实施例中，温度传感器494是电阻温度检测器(RTD)，其电阻是温度的函数。固定参考电流可以由电路板315提供给RTD，并且电路板315还监视RTD两端的电压。如果电池温度改变，这又将改变RTD(温度传感器494)的温度，并因此改变RTD的电阻。因此，由电路板(或电子烟内的其他适当装置)监视的电压将随着电阻的变化而变化，并且这表示电池310的温度的变化。在其他实现方式中，温度传感器494可以是热电偶装置或用于检测与电池310相关联的温度变化的任何其他合适的温度传感器。

在图6中示意性地示出了柔性电连接器490’的另一实现方式(应当理解，柔性电连接器490’通常对应于图5中的柔性电连接器490，以及图4中的柔性电连接器390，对于其他附图标记具有类似的对应关系)。通过改变连接到温度传感器494’的导体条496’的形状、材料和/或形式(等)，温度传感器494’在导电层493内形成。在导体条496’内或作为导体条496’的一部分形成温度传感器494’有助于减小柔性电连接器490’的总厚度(例如，与图5的配置相比，其中温度传感器494’形成为可安装在导体条496上的附加部件)。

在图6所示的实现方式中，温度传感器494’通过减小导体条496’的一部分的宽度(而不是通过将不同的附加部件并入电导体490’)来形成。该宽度减小的部分具有较高的电阻，因此可以沿导体条496’提供相对较大比例的总电阻。温度传感器494’可以由与导体条496’相同的材料形成，或者由不同的材料形成，例如电阻随温度变化较大的材料，即电阻率的热系数较高。

在操作中，温度变化影响该宽度减小的部分的电阻，即温度传感器494’。然后，这允许通过监视导体条496’的总电阻来检测例如电路板315上的温度变化。因此，在该实施例中的温度传感器494’可以被认为是RTD的形式，并且可以(例如)直接从电池310或从PCB315上的部件接收电源。

图7示出了从垂直于柔性电缆平面的方向观察的电连接器590的另一实施例的简化示意图。电连接器590(柔性电缆)在许多方面类似于上述电连接器390、490、490’。如图7所示，导体条593和温度传感器594设置在包括柔性第一介电材料的衬底591上，以形成类似于图5和6的柔性电缆。注意，在图7中，温度传感器594示出为具有圆形形状，但是这是示意性的，并且可以使用用于设备的任何适当形状，例如矩形等。

温度传感器594由第二材料层或补片覆盖，由数字597表示，并以虚线轮廓示出，使得温度传感器594有效地夹在衬底591和层597之间。第二材料层597可以覆盖温度传感器594的全部或仅仅一部分，并且还可以在一定程度上受到限制，使得其仅覆盖温度传感器594，而不在衬底591的任何其他区域上进一步延伸。衬底591的其余部分和导体条593(以及温度传感器594，如果合适的话)可以用第三介电层(图7中未示出)覆盖，类似于层392的柔性介电材料(见图4)。然后可将第二材料597的补片视为第三介电层内的窗口。

第二材料597具有比第一和/或第三介电材料591(如所提供的)更高的传热系数，以允许电池310的温度变化更快和更有效地(比通过第一或第三介电材料)传递到温度传感器594，从而提供更灵敏的温度读数，并且具有对电池温度变化的更好的时间响应。

第二材料597可以是能够在电池310和温度传感器594之间实现良好导热性的任何合适的材料。此外，如果第二材料597易于经受与电池310接触的高温，则在一些实现方式中第二材料597可以比柔性连接器590的其他部件更耐热损坏。

第二材料597可以是柔性的或可以不是柔性的，因为它覆盖衬底591的相对小的区域，因此不会显著地有助于连接器590的整体柔性。此外，第二材料597可以是或可以不是介电的(电绝缘的)，这取决于例如电池表面和/或温度传感器本身是否设置有电绝缘外表面或涂层。在这点上，第二层597的材料选择可以比第一材料层591(或第三材料层)更宽。

在一些实现方式中，可省略第三介电层。在这种情况下，第二材料597也可以用作电池和柔性连接器590的其余部分之间的间隔件。在其他实现方式中，可省略第二层597，例如，以允许温度传感器594通过第三介电层中的适当窗口或孔直接接触电池310。

在图5和图6的实现方式中，温度传感器设置有其自身专用的导体条496、496’。在其他实现方式中，如图7所示，温度传感器594可以位于例如两个导体条593上，这两个导体条593用于从电池310向控制板315提供电力。在这种配置中，温度传感器594可以相对于电源以叠加信号(或调制)的形式发送温度信息(用于以这种方式通信的这种技术和协议在本领域中是已知的并且本文不进一步详细讨论)；类似的方法也可以用于支持从电路板315到温度传感器的控制通信。另外的电路配置对于本领域技术人员来说是显而易见的，例如，温度传感器594本身直接包括开关，以在检测到的温度在范围之外的情况下阻止导线593上的电力传输。

图8示出了根据一些实施例的操作例如本文描述的用于电子烟10的控制单元320的方法。在步骤S1中设置适当的电池运行温度范围。该设置通常在制造时执行，或者在制造之后自动执行(例如，如果插入新的电池单元，则控制单元可以访问由电池提供的关于适当运行温度范围的信息)。

在步骤S2，由温度传感器393、494、494’检测电池温度。通常，这涉及感测与温度直接相关的物理参数，例如电压或电阻。在步骤S3，进行检查以查看所感测的温度是否在指定范围之外——如果是，则被认为是错误条件。例如，可以相对于当超过时指示电池310在不安全的温度(太高)下运行的上阈值来连续地检查感测到的温度。在一些实施例中，上阈值经设置为50°或60℃(例如)。还可以将感测到的温度与较低温度阈值进行比较，较低温度阈值经设置(例如)为0℃或-5℃。在一些实施例中，可以仅存在单个阈值检查(即，指定的运行范围在上方向或下方向上无限制)。在一些实施例中，阈值或指定的运行范围可以取决于某些其他参数，例如环境温度、或时间、或温度变化速率。例如，温度的瞬时尖峰可能是可接受的，但是从指定运行范围的更长偏移可能触发错误条件；类似地，温度的快速升高(即，大于阈值速率)本身可以被认为是错误条件，而不管是否已经破坏了上限温度阈值。

如果在步骤S3没有检测到错误条件，例如检测到的温度位于指定的运行温度范围内(在步骤S3为“否”)，则认为电池310的温度是可接受的，因此电子烟10继续正常工作。在图8的上下文中，处理循环回到S2，以指示正在进行的温度监视。注意，可以存在固定的或可变的监视频率，例如，当检测到的电池温度接近允许的运行范围的边缘时，根据S2采样温度的速率可以增加。

然而，如果存在错误条件(在步骤S3中为“是”)，使得如果所感测的温度在指定运行范围之外，例如高于上阈值，则在S4处相应地改变装置操作。最典型地，这将涉及减少或停止从电池310供电。在一些实现方式中，此控制(补救)动作由电路板315(例如其上的处理器)执行，电路板315从温度传感器接收所感测的温度，执行步骤S3的测试，且接着相应地减少或停止来自电池的电力供应。在一些实现方式中，S3和S4的功能可以至少部分地集成到温度传感器本身中(尽管这往往是较不灵活的方法)。

来自电池310的电力的主要消耗装置通常是电加热器155。因此，在S4，减少或停止从电池向加热器的供电可能是补救动作的主要焦点。然而，如果例如这是由控制单元20中某处的短路引起的，则可能需要更广泛地关闭电操作以解决过温情况。

电路板315可以通过操作沿着该供电路径设置的开关来停止从电池310向蒸发器30的供电。在一些实现方式中，从电池310到蒸发器30的电源可以经受脉宽调制(PWM)，由此电路板可以将占空比从零(无功率)增加到整体(unity，一)(全功率)。用于电子烟的一些电池单元310直接包括对这种PWM功能的支持。电路板315(或其他控制装置)因此可以通过减小PWM电源的占空比来减小从电池310获取的电力；然后，通过将占空比减小到零，可以完全切断电源。在一些实现方式中，如果温度超过指定范围，则从电池310获取的电力可以从最初开始减小。如果温度继续升高(或不降低)，尽管有这个动作，那么电路板315可以进一步减少(或完全停止)从电池获取的电源。

尽管以上描述集中于在汽化期间可能出现的错误条件，但是在其他情况下也可能出现错误条件——例如作为对电池310再充电的一部分。响应于再充电期间的错误条件，电路板315(或其他适当的控制装置)可以例如通过适当的切换来减少或停止向电池310提供再充电电流。此外，在一些情况下，错误条件可能由温度太低引起，即低于电池的指定运行阈值。在这种情况下，电路板315可以减少或停止从电池供应电力，以便防止电池在过低的温度下工作(这可能潜在地损坏电池，或导致电子烟仅仅以降级的方式工作，例如如果没有足够的电力可从电池获得以使蒸发器正确地运行)。

步骤S4的处理还可以包括向使用者提供错误条件的一些通知。例如，电子烟10可以设置有一个或多个灯，这些灯可以以特定方式(例如颜色、时间图案等)被照亮以指示错误；同样地，电子烟10可以包括音频输出设备，以提供已经发生错误条件的适当声音警告。

在图8中的步骤S4处处理错误条件之后，处理返回到步骤S2，实际上继续监视温度。因此，如果温度返回(例如，下降)到指定的运行范围内，则可以恢复设备的正常操作。

在一些实现方式中，返回到正常操作可以经受某些条件和/或处理(除了温度回落在正常运行范围内之外)。例如，使用者可能必须执行某些特定动作，例如按下复位按钮(特别是对于其中经由某些适当的音频和/或视频使用者界面将错误条件标记给使用者的设备，如上所述)。电路板还可能需要在恢复正常操作之前的预定时间延迟，和/或温度可能必须返回到舒适地在指定运行范围内(例如以预定量)的值，而不是仅仅进入指定运行范围的最边缘。在一些情况下，电路板可以仅部分地恢复来自电池的电力，例如使得电子烟至少在初始时间段内只能以降低的电力电平恢复操作。还可以适当地施加这样的条件。

因此，本文描述的方法提供了一种电子气溶胶供应系统，该电子气溶胶供应系统包括：用于使用电力产生气溶胶的蒸发器；电池(例如电池310)，用于向蒸发器和电子气溶胶供应系统的其他部件供应电力；扁平柔性电缆(例如连接器390)，其具有层压结构并且结合有用于传输电力和/或信号的多个导线；以及温度传感器，其结合到扁平柔性电缆中并且邻近电池定位，用于感测电池的温度。电子气溶胶供应系统配置成如果电池的感测温度超出指定的运行范围则检测错误条件，并且响应于这种检测，减少或停止从电池供应电力。

在一些实现方式中，扁平柔性电缆包括至少第一和第二绝缘层。多条导线和温度传感器夹在第一和第二绝缘层之间。该系统还可以包括控制装置，并且扁平柔性电缆包括用于在控制装置和温度传感器之间传送信号的至少一条导线。控制装置配置成响应于检测到错误条件而减少或停止从电池供应电力，并且还可以通过电缆向温度传感器发送控制指令。

在一些实现方式中，该电池具有纵向轴线，例如该电池总体上是圆柱形的形状，如图2和图4所示。扁平柔性电缆沿平行于纵向轴线的方向延伸。在一些实现方式中，扁平电缆的平面可以大致与电池的外表面相切。然后，这可以帮助将温度传感器定位成靠近或接触电池的外表面，以用于更精确的温度感测。

在一些实现方式中，本文描述的电池和扁平柔性电缆(加上相关功能)可以被提供在用于电子气溶胶供应系统的控制单元中。然后这样的控制单元可以连接到蒸发器以形成(整个)电子气溶胶供应系统。

在一些实现方式中，温度传感器通过结合与温度相关的物理参数(例如电阻)来感测温度。在一些情况下，温度传感器本身可以测量该物理参数和/或将其转换为感测的温度读数，在其他情况下，可以在外部执行测量和/或转换。例如，控制电路板315可以测量温度传感器的电阻(物理参数)以从该物理参数导出感测的温度。在一些实现方式中，错误条件的检测可以直接从物理参数的测量中导出，作为温度读数的形式(但是没有正式转换成温度值)，假定电池的运行温度范围可以用物理参数值的对应范围来表示。

因此，本文描述的方法利用扁平柔性电缆(FFC，也是柔性电缆)，例如图4中的连接器390。FFC可以形成为具有以给定间距(间隔)平行放置的两个或更多个扁平导体的层压电缆，并且层压在两层介电质之间。如本文所述，FFC可用于电子烟，以提供位于电子烟的不同部分上的多个信号和/或电力点的容易、可靠、灵活和小型化的连接。例如，FFC通常在电子烟的控制单元(可重复使用段)中的电池单元上运行，以根据需要传输电力和信号。温度传感器集成在FFC的层压内，如图4所示，以主要出于安全因素监视电子烟电池的温度。

以这种方式将温度传感器集成到FFC中具有许多优点。例如，温度传感器已经准备好接入已经结合到FFC中的电力线和信号线。此外，FFC可以允许温度传感器紧邻电池放置，用于精确和响应的温度跟踪，但是温度传感器仍然可以由FFC的一个或多个层压保护(如果需要)。此外，FFC在制造期间相对容易组装和紧固到电子烟中(与例如组装单独的温度传感器和相关的布线相比)。FFC也代表一种紧凑的解决方案，其可以容易地装配(借助于其柔性)到电子烟的受限内部空间中。

尽管上述实施例在某些方面集中于一些特定示例性气溶胶供应系统，但是应当理解，相同的原理可以应用于使用其他技术的电子气溶胶供应系统。例如，以上描述集中于使用两部分电子烟10的实现，但是相同的方法可以应用于一部分或多部分电子烟。此外，以上描述集中于使用加热器从液体前体产生蒸气的实现方式，但是相同的方法可以应用于其中蒸气前体是固体、糊状物或其他合适材料的装置，和(或)其中蒸气或气溶胶机械地(而不是通过加热)产生的装置。本领域技术人员将意识到许多其他可能的实现。

为了解决各种问题并推进本领域，本发明通过示例示出了其中可以实践所要求保护的发明的各种实施例。本发明的优点和特征仅是实施例的代表性示例，而不是穷举和/或排他性的。它们仅用于帮助理解和教导所要求保护的发明。应当理解，本发明的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对由权利要求限定的本发明的限制或对权利要求的等同物的限制，并且可以利用其他实施例并且可以在不脱离权利要求的范围的情况下进行修改。各种实施例可以适当地包括所公开的元件、组件、特征、部件、步骤、装置等的各种组合，由其组成或基本上由其组成，而不是在此具体描述的那些，并且因此将理解的是，从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征组合，而不是在权利要求中明确阐述的那些。本发明可以包括目前没有要求保护但将来可能要求保护的其他发明。

Claims (20)

1.一种电子气溶胶供应系统，包括：

蒸发器，用于使用电力产生气溶胶；

电池，用于向所述蒸发器和所述电子气溶胶供应系统的其他部件供应电力；

扁平柔性电缆，具有层压结构并且结合有用于传输电力和/或信号的多条导线；以及

温度传感器，结合到所述扁平柔性电缆中并且邻近所述电池定位，以用于感测所述电池的温度；

其中，所述电子气溶胶供应系统配置成：

如果所述电池的感测温度超出指定的运行范围，则检测错误条件；以及

响应于这种检测，减少或停止从所述电池供应电力。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述扁平柔性电缆包括至少第一绝缘层和第二绝缘层，并且其中，所述多条导线和所述温度传感器夹在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。

3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括控制装置，并且其中，所述扁平柔性电缆包括用于在所述控制装置与所述温度传感器之间传送信号的至少一条导线。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述温度传感器配置成：

通过所述至少一条导线将所述感测温度通知给所述控制装置，以在所述控制装置和所述温度传感器之间传送信号；

并且其中，所述控制装置配置成：如果所述电池的感测温度超出所述指定的运行范围则检测错误条件。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述温度传感器配置成：

如果所述电池的感测温度超出所述指定的运行范围，则检测错误条件；以及

通知所述控制装置已经通过所述至少一条导线检测到所述错误条件，从而在所述控制装置和所述温度传感器之间传送信号。

6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制装置配置成响应于所述错误条件的检测而减少或停止从所述电池供应电力。

7.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制装置配置成通过所述至少一条导线向所述温度传感器发送控制命令，从而在所述控制装置和所述温度传感器之间传送信号。

8.根据权利要求3所述的系统，其中，所述扁平柔性电缆的导线用于将电力从所述电池供应至所述控制装置。

9.根据权利要求3所述的系统，其中，所述扁平柔性电缆的导线用于从所述电池和/或从所述控制装置向所述温度传感器供应电力。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述温度传感器是电阻温度检测器。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述扁平柔性电缆的一端连接到所述电池的至少一个端子。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述扁平柔性电缆的导线用于将电力从所述电池供应至所述蒸发器。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述电池具有纵向轴线并且所述扁平柔性电缆在平行于所述纵向轴线的方向上延伸。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述电池具有外表面并且所述扁平柔性电缆与所述电池的所述外表面大致相切。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述电池是可再充电的，并且其中，响应于检测到的所述电池的感测温度已经超出指定的运行范围的错误条件，所述电子气溶胶供应系统配置成减少或停止向所述电池供应用于对所述电池再充电的电力。

16.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，还包括用于向使用者通知检测到的错误条件的音频和/或视频使用者界面。

17.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述温度传感器直接接触所述电池。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述温度传感器提供与温度相关的物理参数。

19.一种与电子气溶胶供应系统一起使用的控制单元，所述电子气溶胶供应系统包括用于使用电力来产生气溶胶的蒸发器，所述控制单元包括：

电池，用于向所述蒸发器和所述电子气溶胶供应系统的其他部件供应电力；

扁平柔性电缆，具有层压结构并且结合有用于传输电力和/或信号的多条导线；

温度传感器，结合到所述扁平柔性电缆中并且邻近所述电池定位，以用于感测所述电池的温度；

其中，所述控制单元配置成：

如果所述电池的感测温度超出指定的运行范围，则检测错误条件；以及

响应于这种检测，减少或停止从所述电池供应电力。

20.一种操作电子气溶胶供应系统的方法，所述电子气溶胶供应系统包括用于使用电力来产生气溶胶的蒸发器，所述方法包括：

从电池向所述蒸发器以及所述电子气溶胶供应系统的其他部件供应电力；

使用温度传感器感测所述电池的温度，所述温度传感器结合到扁平柔性电缆中并且邻近所述电池定位，其中，所述扁平柔性电缆具有层压结构并且结合有用于传输电力和/或信号的多条导线；

如果所述电池的感测温度超出指定的运行范围，则检测错误条件；以及

响应于这种检测，减少或停止从所述电池供应电力。

Images