CN110771258B - 气溶胶生成装置和气溶胶生成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了气溶胶生成装置和气溶胶生成系统。气溶胶生成装置包括:一个或多个直流电源;包括串联连接的电感器和电容器的负载网络;第一和第二驱动电路,其各自连接到所述一个或多个直流电源并连接在负载网络两端,且分别被配置成在负载网络两端提供第一和第二电压降,第二电压降与第一电压降方向相反;以及控制器,连接到第一和第二驱动电路且被配置成控制第一和第二驱动电路,使得周期性地在负载网络两端提供第一和第二电压降两者,并且使得第二电压降不与第一电压降同时在负载网络两端提供。在不同方向交替地供应电压降的第一和第二驱动电路的布置提供了时变电压,并且允许有效地使用由一个或若干电源供应的电力。

Description

气溶胶生成装置和气溶胶生成系统
技术领域
本公开涉及通过加热气溶胶形成基质操作的气溶胶生成系统。具体来说,本发明涉及使用感应加热的气溶胶生成系统。
背景技术
一种类型的气溶胶生成系统是一种加热但不会燃烧含有气溶胶形成基质的烟草或其他尼古丁以生成供吸入的气溶胶的系统。通常,在加热式烟草系统中,烟草或其它气溶胶形成基质被连接到电源的一个或多个电阻加热元件加热。这些系统需要足够小,以便在使用过程中容易保持,并且在使用之间易于由用户携带。他们还需要拥有自己的内部电源,通常是一个小型可充电电池。
最近,对于使用感应加热来加热手持式气溶胶生成系统中含有气溶胶形成基质的烟草或尼古丁一直受到关注。感应加热有许多潜在的益处。具体地,感应加热允许电子元件与气溶胶生成基质和生成的气溶胶分离。这使得系统更易于清洁和维护,并且在系统的稳健性方面有潜在的益处。
感应加热系统通过为电感器提供时变电压而操作。这产生了一个时变磁场,该时变磁场又在靠近或接触气溶胶形成基质放置的感受器材料中生成涡电流和磁滞损耗。由于感应的电流而引起的感受器的焦耳加热会加热气溶胶形成基质以产生气溶胶。
由小型电池供电的感应加热系统的一个问题是确保传送到电感器的功率足够大以在感受器中产生所需的热量。希望尽可能高效地将功率传输到电感器,并增加可传输到电感器的功率。
发明内容
在本发明的一个方面,提供了一种气溶胶生成装置,其包括:
一个或多个直流(DC)电源;
负载网络,所述负载网络包括串联连接的电感器和电容器;
第一驱动电路,所述第一驱动电路连接到所述一个或多个直流电源并且连接在所述负载网络两端,并且被配置成在所述负载网络两端提供第一电压降;
第二驱动电路,所述第二驱动电路连接到所述一个或多个直流电源并且连接在所述负载网络两端,并且被配置成在所述负载网络两端提供第二电压降,所述第二电压降与所述第一电压降方向相反;以及
控制器,所述控制器连接到所述第一驱动电路和所述第二驱动电路并且被配置成控制所述第一驱动电路和所述第二驱动电路,使得周期性地在所述负载网络两端提供所述第一电压降和所述第二电压降两者,并且使得所述第二电压降不与所述第一电压降同时在所述负载网络两端提供。
第一驱动电路可以具有高压侧和低压侧。高压侧可连接到负载网络的第一侧。低压可连接到负载网络的第二侧。第一驱动电路被配置成在负载网络两端提供第一电压降。第二驱动电路也可以具有高压侧和低压侧。第二驱动电路的低压侧可连接到负载网络的第一侧。高压侧可连接到负载网络的第二侧。第二驱动电路被配置成提供第二电压降。第二电压降与第一电压降方向相反。
负载网络可在第一侧上具有第一端子,在第二侧上具有第二端子。连接到一个或多个DC电源的第一驱动电路可连接到负载网络的第一端子和第二端子,使得来自一个或多个DC电源的正DC电压被施加到负载网络的第一端子。这导致负载网络两端的第一电压降。连接到一个或多个DC电源的第二驱动电路可连接到负载网络的第一端子和第二端子,使得来自一个或多个DC电源的正DC电压被施加到负载网络的第二端子。这导致负载网络两端的第二电压降。负载网络两端的第二电压降与第一电压降方向相反。
对于感应加热,必须在电感器两端提供时变电压。在负载网络两端交替地供应不同方向的电压降的第一驱动电路和第二驱动电路的布置提供时变电压,并且允许有效地使用由一个或若干电源供应的电力。
有利地,控制器被配置成使得以第一频率周期性地提供所述第一电压降,并且使得以基本上相同的频率周期性地提供所述第二电压降。在本文中,“基本上相同的频率”意味着在第一频率的几个百分比内,并且有利地在第一频率的2%内。然后可以简单地提供第一电压和第二电压,并且它们之间没有重叠。控制器可被配置成提供与第一电压完全不同相的第二电压。
第一频率可以是高频。在本文中,“高频”应理解为表示在约100千赫兹(khz)至约30兆赫兹(MHz)的范围内的频率。第一频率可以大于1兆赫兹。第一频率可以小于10兆赫兹。优选地,第一频率在5兆赫兹到7兆赫兹之间的范围内。
第一驱动电路和第二驱动电路可以由右侧驱动装置和左侧驱动装置组成。连接到负载网络的一端的电路部件可以形成右侧驱动装置,并且连接到负载网络的另一端的电路部件可以形成左侧驱动装置。第一驱动电路可以包括来自右侧驱动装置和左侧驱动装置的电路部件。第二驱动电路可以包括来自右侧驱动装置和左侧驱动装置的电路部件。右侧驱动装置和左侧驱动装置可以各自包括开关电路,其可以是谐振开关电路。右侧驱动装置与负载网络一起可形成第一功率放大器。左侧驱动装置与负载网络一起可包括第二功率放大器。第一功率放大器可以是D级放大器。第二功率放大器可以是D级放大器。第一功率放大器可以是E级放大器。第二功率放大器可以是E级放大器。
控制器可被配置成将第一电压降提供为方波电压。控制器可被配置成将第二电压降提供为方波电压。第一电压降可以设置有与第二电压降相同或不同的占空比。有利地,控制器被配置成在一个电压降的结束与相反方向的下一个电压降的开始之间提供至少几纳秒的死区时间段,以避免烧坏驱动电路中的相关开关。
一个或多个DC电源可包括连接到第一驱动电路和第二驱动电路两者的单个电池。所述电池可为可充电电池。所述电池可以是锂离子电池,例如,锂-钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。或者,所述电池可以是另一形式的可充电电池,例如镍金属氢化电池或镍镉电池。
替代地,一个或多个DC电源可以包括两个电池,一个电池连接到第一驱动电路,另一个电池连接到第二驱动电路。一个或多个DC电源可以包括与电接地串联连接的两个电池,该电接地限定在两个电池之间,以便一个电池提供正电压,另一个电池提供负电压。
控制器可以包括微控制器。所述微控制器可以是任何合适的微控制器,但优选是可编程的。
所述装置可以包括壳体,所述壳体包含一个或多个DC电源、负载网络、第一驱动电路、第二驱动电路和控制器,壳体限定用于接收气溶胶形成基质的腔。所述装置可以被配置成感应加热气溶胶形成基质。
电感器可以是邻近或围绕腔定位的线圈。在一个实施例中,电感器是围绕腔的至少一部分的螺旋线圈。替代地,电感器可以是邻近腔的侧面或基座或侧面和基座两者定位的扁平螺旋电感器线圈。电感器应被定位成在感受器材料中提供时变磁场,所述感受器材料被构造成在使用中加热气溶胶形成基质。
装置可以包括被配置成在装置的操作期间的不同时间被激活的多个电感器。多个电感器可被定位成提供空间分离(或空间部分重叠)的时变磁场,使得气溶胶形成基质的不同部分可以在操作期间的不同时间被加热。如果装置包括多个电感器,则装置可以包括多个第一驱动电路和第二驱动电路。
如本文中所使用,术语“气溶胶生成装置”涉及一种与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶形成基质可以是气溶胶生成制品的一部分。气溶胶生成装置可以是与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成可通过使用者的嘴直接吸入到使用者的肺里的气溶胶的装置。气溶胶形成基质可全部或部分地包含在装置中。
在本发明的另一方面,提供了一种气溶胶生成系统,其包括:根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置;以及包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品,其中,所述气溶胶生成制品被构造成至少部分地接收在所述气溶胶生成装置内。
气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。替代地,气溶胶形成基质可以是液体的或可包括固体和液体组分两者或可包括凝胶。气溶胶形成基质可包括含烟草材料,所述含烟草材料含有加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。替代地,气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的示例是丙三醇和丙二醇。
如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质,那么固体气溶胶形成基质可包括(例如)以下中的一个或多个:粉末、颗粒、小球、碎片、条或片材,所述片材含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤压烟草、落叶烟草和膨胀烟草中的一个或多个。固体气溶胶形成基质可呈松散形式,或可提供于合适的容器或筒中。任选地,固体气溶胶形成基质可含有在基质加热后释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基质也可含有胶囊,所述胶囊例如包含额外烟草或非烟草挥发性香味化合物,且此类胶囊可在固体气溶胶形成基质的加热期间熔化。
可选地,固体气溶胶形成基质可以设置在热稳定载体上或嵌入热稳定载体中。载体可采取粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条或片材的形式。此外,载体可为管状载体,所述管状载体在其内表面、或其外表面、或其内外表面两者上沉积有一薄层固体基质。此类管状载体可由例如纸、或纸状材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网、或穿孔金属箔或任何其他热稳定的聚合物基质形成。
固体气溶胶形成基质可以(例如)片材、泡沫、胶或浆的形式沉积在载体的表面上。固体气溶胶形成基质可以沉积在载体的整个表面上,或可替代地,可以沉积成图案以便在使用期间提供不均匀的香味递送。
虽然上文参考了固体气溶胶形成基质,但是所属领域的一般技术人员将清楚知道,气溶胶形成基质的其它形式可以与其它实施例一起使用。举例来说,气溶胶形成基质可以是液体气溶胶形成基质。如果提供液体气溶胶形成基质,那么气溶胶生成装置优选地包括用于保持液体的装置。例如,液体气溶胶形成基质可以保持在容器中。替代地或另外,液体气溶胶形成基质可被吸入多孔载体材料中。多孔载体材料可由任何合适的吸收塞或吸收体形成,例如,发泡金属或塑料材料、聚丙烯、聚酯纤维、尼龙纤维或陶瓷。在使用气溶胶生成装置前,可将液体气溶胶形成基质保持在多孔载体材料中,或者,可在使用期间或使用前立即将液体气溶胶形成基质材料释放到多孔载体材料中。例如,可将液体气溶胶形成基质设置在胶囊中。胶囊外壳优选地在加热后熔化并将液体气溶胶形成基质释放到多孔载体材料中。该胶囊可以可选择地包含与液体相结合的固体。替代地,载体可为已包括有烟草成分的非织造织物或纤维束。非织造织物或纤维束可包含例如碳纤维、天然纤维素纤维或纤维素衍生物纤维。
在操作期间,气溶胶形成基质可完全包含在气溶胶生成装置内。在此情况下,使用者可抽吸气溶胶生成装置的烟嘴。或者,在操作期间,含有气溶胶形成基质的气溶胶形成制品可部分地包含在气溶胶生成装置内。在此情况下,使用者可直接抽吸气溶胶形成制品。
气溶胶形成制品的形状可基本上为圆柱形的。气溶胶形成制品可以是基本上细长的。气溶胶形成制品可具有某一长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基质可以是大体上圆柱形的形状。气溶胶形成基质可以是基本上细长的。气溶胶形成基质也可具有某一长度和基本上垂直于所述长度的圆周。
气溶胶形成制品可具有在大约30mm与大约100mm之间的总长度。气溶胶形成制品可具有在大约5mm与大约12mm之间的外径。气溶胶形成制品可包括过滤器塞。过滤器塞可位于气溶胶形成制品的下游端处。过滤器塞可为酯酸纤维素过滤器塞。过滤器塞的长度在一个实施例中为约7mm,但可具有约5mm到约10mm之间的长度。
在一个实施例中,气溶胶形成制品的总长度约为45mm。气溶胶形成制品可具有大约7.2mm的外径。另外,气溶胶形成基质的长度可为约10mm。替代地,气溶胶形成基质的长度可为约12mm。另外,气溶胶形成基质的直径可在约5mm与约12mm之间。气溶胶形成制品可包括外包装纸。此外,气溶胶形成制品可包括气溶胶形成基质与过滤器塞之间的分隔物。所述分隔物可为约18mm,但是可在约5mm与约25mm的范围内。
装置优选地是能够舒适地握在单只手的手指之间的便携式或手持式装置。装置可为基本上圆柱形的形状,并具有在70mm与200mm之间的长度。装置的最大直径优选地是在10mm与30mm之间。在一个实施例中,装置具有多边形横截面且具有形成于一个面上的突出按钮。在此实施例中,从一个平坦面到相对平坦面截取的装置的直径在12.7mm与13.65mm之间;从边缘到相对边缘(即,从装置的一侧上的两个面的相交点到另一侧上的对应相交点)截取的装置的直径在13.4与14.2之间,以及从按钮的顶部到相对底部平坦面的截取的装置的直径在14.2mm与15mm之间。
气溶胶生成制品可包括一个或若干感受器元件。替代地或者另外,气溶胶生成装置可以包括一个或若干感受器元件。如本文中使用的,“感受器元件”是指当经受变化的磁场时变热的导电元件。这可以是感受器元件中感生的涡电流和/或磁滞损耗的结果。有利地,感受器元件包括铁磁材料。
感受器元件有利地与使用中的气溶胶形成基质热接近,使得感受器中产生的热可以通过传导或对流传送到气溶胶形成基质,以便生成气溶胶。
感受器元件的材料和几何形状可以被选择以提供期望的电阻和热生成。有利地,感受器元件具有1到40000之间的相对磁导率。当期望大部分加热依靠涡电流时,可以使用较低磁导率的材料,并且当期望磁滞效应时则可以使用较高磁导率的材料。优选地,材料具有500到40000之间的相对磁导率。这提供高效加热。
感受器元件的材料可以基于其居里温度来选择。高于其居里温度材料不再是铁磁性的并且因此由于磁滞效应引起的加热不再发生。在感受器元件由单一材料制造的情况下,居里温度可以对应于感受器元件应具有的最大温度(也就是说,居里温度与感受器元件应被加热到的最大温度相同,或偏离该最大温度大约1-3%)。这减小快速过热的可能性。
如果感受器元件由一种以上的材料制造,则感受器元件的材料可以相对于另外的方面被优化。例如,可以选择材料使得感受器元件的第一材料可以具有高于感受器元件应被加热到的最大温度的居里温度。例如,感受器元件的该第一材料然后可以在一方面相对于最大热生成和传递到气溶胶形成基质被优化以提供感受器的有效加热。然而,感受器元件然后可以附加地包括第二材料,所述第二材料具有对应于感受器应被加热到的最大温度的居里温度,并且一旦感受器元件到达该居里温度,感受器元件的磁性质整体上变化。该变化可以被检测并且传送到微控制器,然后所述微控制器中断驱动电路的操作直到温度已经再次冷却到低于居里温度,由此可以恢复驱动电路的操作。
感受器元件可以呈网的形式。如果气溶胶形成基质是液体,网可被构造成允许液体在网状感受器元件的空隙中形成弯月面。这提供了对气溶胶形成基质的有效加热。如本文使用的,术语“网”包含在其间具有空间的细丝的格栅和阵列,并且可以包括编织或非编织织物。该网可以包括多个铁氧体细丝。细丝可界定细丝之间的间隙,且间隙可具有10μm与100μm之间的宽度。优选地,细丝引起间隙中的毛细作用,使得在使用中,待蒸发的液体被吸入间隙中,增加感受器元件与液体之间的接触面积。
附图说明
现在将参考附图详细描述本发明的实施例,在所述附图中:
图1示出了包括根据本发明的实施例的气溶胶生成装置和气溶胶生成制品的气溶胶生成系统的实施例;
图2是图1中所示的系统的电部件的部件的示意图示;
图3是根据本发明的电源电子设备的示意图;
图4图示了由驱动电路施加到负载电路的相对侧的电压;
图5a图示了根据本发明的实施例的电源电子设备的布置;
图5b图示了在第一时间段内电流通过的图5a的电源电路的部件;
图5c图示了在第二时间段内电流通过的图5a的电源电路的部件;以及
图6图示了电源电子设备的替代布置。
具体实施方式
图1示出了包括根据本发明的感应加热装置1的气溶胶生成系统的实施例。感应加热装置1包括可以由塑料制成的装置壳体10和包括可充电电池110的DC电源。感应加热装置1还包括对接口12,该对接口包括用于将感应加热装置对接到充电站或充电装置以对可充电电池110再充电的引脚120。更进一步地,感应加热装置1包括电源电子设备13,其被配置成在期望频率下操作。
电源电子设备13通过适当的电连接130电连接到可充电电池110。并且,尽管电源电子设备13包括在图1中不可见的附加部件,但其特别地包括LC负载网络,该LC负载网络又包括电感器L,这由图1中的虚线指示。电感器L在装置壳体10的近端处嵌入装置壳体10中,以围绕也设置在装置壳体10的近端处的腔14。
电感器L可以包括具有圆柱形形状的绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈。绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈L可以具有在大约5mm到大约10mm的范围内的直径d,并特别地直径d可以为大约8mm。绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈可以具有在大约0.5mm到大约18mm的范围内的长度1。相应地,内体积可以在大约0.015cm3到大约1.3cm3的范围内。
气溶胶形成基质20包括感受器21,并在装置壳体10的近端处容纳于腔14中,使得在操作中,电感器L(绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈)感应耦合到吸烟制品2的气溶胶形成基质20的感受器21。
感受器21不一定必须形成消耗品的一部分,但它可以是装置本身的一部分。也可以在装置和消耗品两者中都具有感受器元件。
吸烟制品2的过滤器部分22可以布置在感应加热装置1的腔14外,使得在操作期间,消费者可以通过过滤器部分22抽吸气溶胶。一旦从腔14中移除吸烟制品,就可以容易地清洁腔14,原因是除了吸烟制品2的气溶胶形成基质20将穿过而插入的敞开的远端之外,腔被完全地封闭,并被限定腔14的塑料装置壳体10的内壁围绕。
图2示出了包括根据本发明的感应加热装置1的气溶胶递送系统的实施例的框图,其中一些可选的方面或部件将在下文进行讨论。感应加热装置1与包括感受器21的气溶胶形成基质20一起形成根据本发明的气溶胶递送系统的实施例。图2中所示的框图是将操作方式考虑入内的图示。如可以看到的,感应加热装置1包括DC电源11(在图1中包括可充电电池110)、控制电子设备(微处理器控制单元)131、DC/AC转换器132(体现为DC/AC逆变器)、用于适配负载的匹配网络133和电感器L。控制电子设备131、DC/AC转换器132和匹配网络133以及电感器L全部是电源电子设备13的一部分(见图1)。
DC电源电压(VDC)和从DC电源11汲取的DC电流(IDC)由反馈通道提供到微处理器控制单元131,优选地通过测量DC电源电压(VDC)和从DC电源11汲取的DC电流(IDC),以控制将AC功率进一步供应到LC负载网络。可以提供匹配网络133以最佳适应负载,但这并不必要,并且不包括在以下详细示例的描述中。
图3示出了电源电子设备13(并且更具体地DC/AC逆变器132)的一些基本部件。电源电子设备13包括负载分支1320,其又包括被配置成以低负载R 1324操作的LC负载网络1323。图3中示出的电阻R 1234不是真实部件;它是线圈中感受器的等效串联电阻。LC负载网络包括串联连接的电容器C和电感器L(具有欧姆电阻Rcoil)。LC负载网络1323在操作期间感应耦合到感受器。
在此实施例中,DC/AC逆变器包括连接到负载网络1320的相对端的左驱动装置D1和右驱动装置D2。左驱动装置和右驱动装置中的每一个均连接到直流电源和负载网络1320,所述负载网络在第一侧上具有第一端子,在第二侧上具有第二端子。在图3中,描绘了两个单独的DC电源,但通常左驱动装置和右驱动装置都连接到同一个电源。
左驱动装置D1被配置成将第一周期波形电压VR提供至负载分支1320,所述第一周期波形电压具有选定频率F,并且具有范围从第一值到低于第一值的第二值的幅值。以类似的方式,右驱动装置D2被配置成将第二波形电压VL提供至负载分支1320,所述第二波形电压具有与第一波形电压基本上相同的频率F,并且类似地具有范围从第一相应值到低于第一值的第二相应值的幅值。
图4示意性示出了第一周期波形和第二周期性波形的示例。可以看出,两个波形是彼此完全不同相(或相位相反)的方波。由于方波是从负载网络的相对端施加的,因此它们在负载网络两端的相反方向提供电压降。电压降具有彼此相反的极性,其中在本文中相反的极性是指高压侧和低压侧的相对位置,而不是需要正电压和负电压。通过以此方式从负载网络的任一侧交替施加电压脉冲,AC电压有效地供应给电感器,并且功率能够有效地在负载网络中特别是在感受器元件中耗散。
有许多方法可以实现图3中所示的布置,以提供如图4所示的电压曲线。图5a示出了第一实施例,其中,右驱动装置和左驱动装置与负载网络一起形成D类放大器。具体地,每个驱动装置均包括串联连接到DC电源的一对晶体管开关T1、T2,和T3、T4。负载网络1323在两个晶体管开关T1与T2之间的位置处连接到左驱动装置。负载网络1323在两个晶体管开关T3与T4之间的位置处连接到右驱动装置。在两个D类放大器之间有效地共享负载网络。
晶体管开关是场效应晶体管(FET),并且由控制电子设备控制以供应如图4所示的波形。控制电子设备将高频交流开关电压1321、1322、1325、1326供应至每个晶体管的栅极,使得在一半周期中晶体管T1、T3导通并且晶体管T2、T4截止,而在另一半周期中,晶体管T2、T4导通并且晶体管T1、T3截止。图5b示出了在第一半周期中晶体管T1、T3导通时电感器L与电源的连接。图5b中所示的布置可以被视为包括第一驱动电路,其操作以向负载网络提供第一周期电压降。图5c示出了在第二半周期中晶体管T2、T4导通时电感器L与电源的连接。图5c中所示的布置可以被视为包括第二驱动电路,其操作以向负载网络供应第二周期电压降,第二周期电压降与第一周期电压降频率相同,但极性相反,并与第一周期电压降完全不同相。
当然,可以提供与图4所示不同的周期电压降。具体地,波形可以具有小于50%的占空比。应当理解,电压脉冲VR和VL优选在时间上不相互重叠,以便避免高的、潜在破坏性电流通过晶体管T1和T2或T3和T4
图6示出了使用E类放大器拓扑代替D类放大器拓扑实施图3所示的拓扑的替代布置。在图6的布置中,左侧驱动装置与负载网络一起形成第一E类放大器,右侧驱动装置与负载网络一起形成第二E类放大器。每个E类放大器都包括单个FET开关。左侧驱动装置中的开关T5由高频开关电压1327控制,右侧驱动装置中的开关T6由高频开关电压1328控制。开关电压1327、1328彼此不同相,以提供两个完全不同相的周期电压波形VL、VR,如图4所例示。
应该清楚的是,可以有其他形式的驱动电路。例如,可以有使用图5a所示的右侧驱动装置和图6所示的左侧驱动装置的布置,或使用图5a中所示的左侧驱动装置和图6所示的右侧驱动装置的布置。其他形式的谐振开关电路也可以用作右侧驱动装置和左侧驱动装置。

Claims (15)

1.一种气溶胶生成装置,所述气溶胶生成装置包括:
一个或多个直流电源;
负载网络,所述负载网络包括串联连接的电感器和电容器;
第一驱动电路,所述第一驱动电路连接到所述一个或多个直流电源并且连接在所述负载网络两端,并且被配置成在所述负载网络两端提供第一电压降;
第二驱动电路,所述第二驱动电路连接到所述一个或多个直流电源并且连接在所述负载网络两端,并且被配置成在所述负载网络两端提供第二电压降,所述第二电压降与所述第一电压降方向相反;以及
控制器,所述控制器连接到所述第一驱动电路和所述第二驱动电路并且被配置成控制所述第一驱动电路和所述第二驱动电路,使得周期性地在所述负载网络两端提供所述第一电压降和所述第二电压降两者,并且使得所述第二电压降不与所述第一电压降同时在所述负载网络两端提供。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成使得以第一频率周期性地提供第一电压降,并且使得以基本上相同的频率周期性地提供第二电压降。
3.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置,其中所述第一驱动电路和所述第二驱动电路整体上由右侧驱动装置和左侧驱动装置组成,其中连接到所述负载网络的一端的电路部件形成所述右侧驱动装置,并且连接到所述负载网络的另一端的电路部件形成所述左侧驱动装置,并且其中,所述右侧驱动装置和所述左侧驱动装置中的每一个都包括开关电路。
4.根据权利要求3所述的气溶胶生成装置,其中所述右侧驱动装置与所述负载网络一起形成第一功率放大器,并且其中,所述左侧驱动装置与所述负载网络一起形成第二功率放大器。
5.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置,其中所述第一功率放大器或所述第二功率放大器或者所述第一功率放大器和所述第二功率放大器两者是D类放大器。
6.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置,其中所述第一功率放大器或所述第二功率放大器或者所述第一功率放大器和所述第二功率放大器两者是E类放大器。
7.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置,其中所述控制器被配置成提供与所述第一电压降完全不同相的第二电压降。
8.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置,其中所述一个或多个直流电源包括连接到所述第一驱动电路和所述第二驱动电路两者的电池。
9.根据权利要求8所述的气溶胶生成装置,其中所述电池是可充电电池。
10.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置,包括壳体,所述壳体包含所述一个或多个直流电源、所述负载网络、所述第一驱动电路、所述第二驱动电路和所述控制器,所述壳体限定用于接收气溶胶形成基质的腔,并且其中,所述装置被配置成感应加热所述气溶胶形成基质。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置,其中所述电感器为邻近或围绕所述腔定位的线圈。
12.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置,其中所述装置是手持式装置。
13.一种气溶胶生成系统,所述气溶胶生成系统包括根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置以及包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品,其中,所述气溶胶生成制品被构造成至少部分地接收在所述气溶胶生成装置内。
14.根据权利要求13所述的气溶胶生成系统,其中所述气溶胶生成制品包括感受器材料。
15.根据权利要求13或14所述的气溶胶生成系统,其中所述气溶胶形成基质包括含烟草材料,所述含烟草材料含有加热时从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207040890U (zh) * 2017-06-20 2018-02-27 深圳市合元科技有限公司 一种电磁加热电子烟
US10750787B2 (en) 2018-01-03 2020-08-25 Cqens Technologies Inc. Heat-not-burn device and method
CN110522084A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 深圳市康尔科技有限公司 一种电磁加热器组件和带有电磁加热器组件的电子烟
WO2019237052A1 (en) 2018-06-07 2019-12-12 Juul Labs, Inc. Cartridges for vaporizer devices
US11456480B2 (en) * 2019-02-07 2022-09-27 Rai Strategic Holdings, Inc. Non-inverting amplifier circuit for an aerosol delivery device
GB201903288D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Nicoventures Trading Ltd An aerosol provision system
GB201903282D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Nicoventures Trading Ltd An article for use in a non-combustable aerosol provision
GB201903290D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Nicoventures Trading Ltd An article for use in a non-combustible aerosol provision system
GB201903264D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Nicoventures Trading Ltd Aerosol provision system
GB201903291D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Nicoventures Trading Ltd Aerosol generation
TW202038754A (zh) * 2019-03-11 2020-11-01 英商尼可創業貿易有限公司 氣溶膠供給裝置
GB201903281D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Nicoventures Trading Ltd An article for use in a non-combustible aerosol provision system
EP3939381A1 (en) * 2019-03-11 2022-01-19 Nicoventures Trading Limited Apparatus for aerosol generating device
KR102278590B1 (ko) * 2019-04-18 2021-07-16 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그의 동작 방법
WO2020260388A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-30 Philip Morris Products S.A. Cartridge for an aerosol-generating device with impermeable capsule
GB201909385D0 (en) * 2019-06-28 2019-08-14 Nicoventures Trading Ltd Apparatus for an aerosol generating device
GB201909380D0 (en) * 2019-06-28 2019-08-14 Nicoventures Holdings Ltd Apparatus for an aerosol generating device
JP6728509B1 (ja) * 2020-03-05 2020-07-22 日本たばこ産業株式会社 エアロゾル吸引器の電源ユニット
GB202018945D0 (en) * 2020-12-01 2021-01-13 Nicoventures Trading Ltd Distance estimation
GB202018939D0 (en) * 2020-12-01 2021-01-13 Nicoventures Trading Ltd Apparatus for applying pulses and pulse edges to a resonant circuit
WO2023022378A1 (en) * 2021-08-20 2023-02-23 Kt&G Corporation Aerosol generating device
WO2023106730A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-15 Kt&G Corporation Aerosol generating device for controlling heating through power amplification and operating method thereof
EP4329540A1 (en) * 2022-04-19 2024-03-06 KT & G Corporation Aerosol generating device for controlling heating through power amplification and operating method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013060781A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Philip Morris Products S.A. Aerosol generating system with improved aerosol production
WO2015177045A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Philip Morris Products S.A. An aerosol-generating system comprising a fluid permeable susceptor element
WO2015177255A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Philip Morris Products S.A. Inductive heating device for heating an aerosol-forming substrate
CN106714596A (zh) * 2014-10-13 2017-05-24 菲利普莫里斯生产公司 电加热吸烟系统中的开关失效监测

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5505214A (en) * 1991-03-11 1996-04-09 Philip Morris Incorporated Electrical smoking article and method for making same
US5613505A (en) * 1992-09-11 1997-03-25 Philip Morris Incorporated Inductive heating systems for smoking articles
JP3919258B2 (ja) * 1996-06-12 2007-05-23 第一高周波工業株式会社 加熱用高周波電源装置
US5902501A (en) * 1997-10-20 1999-05-11 Philip Morris Incorporated Lighter actuation system
US6681998B2 (en) * 2000-12-22 2004-01-27 Chrysalis Technologies Incorporated Aerosol generator having inductive heater and method of use thereof
US7766013B2 (en) * 2001-06-05 2010-08-03 Alexza Pharmaceuticals, Inc. Aerosol generating method and device
ES2473591T3 (es) 2001-07-31 2014-07-07 Philip Morris Products S.A. Método y aparato para generar líquidos volatilizados
JP4882330B2 (ja) * 2005-09-30 2012-02-22 パナソニック株式会社 誘導加熱装置
KR101441602B1 (ko) * 2008-11-27 2014-09-19 가부시키가이샤 산샤덴키세이사쿠쇼 인버터 회로
CN201445686U (zh) 2009-06-19 2010-05-05 李文博 高频感应雾化装置
DE102009054987A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG, 79111 Verfahren zur Erzeugung von Wechselstromleistung
KR101308411B1 (ko) * 2012-04-04 2013-09-13 전남대학교산학협력단 고속 공진점 추종방법 및 그 방법을 이용한 유도가열시스템
DE102012215257B4 (de) * 2012-08-28 2022-10-06 Vitesco Technologies GmbH Schaltungsanordnung zum induktiven Heizen zumindest eines Kraftstoffeinspritzventils sowie Kraftstoffeinspritzventilanordnung mit einer solchen Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung und einer Kraftstoffeinspritzventilanordnung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013060781A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Philip Morris Products S.A. Aerosol generating system with improved aerosol production
WO2015177045A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Philip Morris Products S.A. An aerosol-generating system comprising a fluid permeable susceptor element
WO2015177255A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Philip Morris Products S.A. Inductive heating device for heating an aerosol-forming substrate
CN105307524A (zh) * 2014-05-21 2016-02-03 菲利普莫里斯生产公司 感应加热装置、包括感应加热装置的气雾递送系统和操作该系统的方法
CN105992528A (zh) * 2014-05-21 2016-10-05 菲利普莫里斯生产公司 用于加热气溶胶形成基质的感应加热装置
CN106714596A (zh) * 2014-10-13 2017-05-24 菲利普莫里斯生产公司 电加热吸烟系统中的开关失效监测

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