CN110892787B - 气溶胶生成装置及实现其反馈控制功能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一实施例的公开了具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，所述装置包括：加热器，通过加热气溶胶生成基质生成气溶胶；控制部，基于控制信号控制通过电池向所述加热器供应的电力；开关，通过根据所述控制信号执行切换动作来向所述加热器供应电力；及比较信号算出部，接收基于所述切换动作信号来算出比较对象信号；所述控制部，将所述比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的断开信号(cut‑off signal)。

Description

气溶胶生成装置及实现其反馈控制功能的方法
技术领域
本发明涉及一种气溶胶生成装置及实现其反馈控制功能的方法，更具体地，涉及如下的方法及利用该方法的气溶胶生成装置：必不可少地包括在气溶胶生成装置的控制部，接收关于控制信号的响应信号并将其利用于生成在下一个时间点输出的控制信号，从而能够增加气溶胶生成装置的动作的整体稳定性。
背景技术
近年来，对克服普通卷烟的缺点的替代方法的需求逐渐增加。例如，对通过加热卷烟内的气溶胶生成物质来生成气溶胶的方法需求逐渐增加，该方法不同于通过燃烧卷烟来生成气溶胶的方法。由此，对加热式卷烟或加热式气溶胶生成装置的研究正在积极进行。
气溶胶生成装置通常包括加热器(heater)，通过加热气溶胶生成基质生成气溶胶，为了控制供应在加热器的电力，具有单独的主控单元(MCU：Main Controller Unit)。主控单元根据内部已定义的逻辑(logic)执行控制气溶胶生成装置的整体动作的功能，但由于存在主控单元中预定义的逻辑为当假设气溶胶生成装置的动作完全执行时的逻辑的倾向，当组成气溶胶生成装置的特定组件的缺陷或误作动反复发生时，存在主控单元缓慢或无法应对的问题。
例如，市面上销售的气溶胶生成装置，即使使用者通过温度调节器将加热器的温度调低，通过电热丝供应的电流有可能无法按照温度设定状态正确流动，而逐渐增加。如果使用者没意识到这一点，并且没有切断气溶胶生成装置的电源而不管，则气溶胶生成装置有可能因为电热丝散发出的热量而损坏，甚至可能发生火灾。
另外，气溶胶生成装置的加热器具备用于检测加热器的温度的温度传感器，温度传感器周期性地或不定期地将加热器的温度值传输到主控单元，使主控单元能够判断加热器是否在加热。然而，即使使用者向加热开关进行输入来加热气溶胶生成装置的加热器，加热器的温度也没上升，则存在主控单元有难以判断原因的问题，即：是由于加热器断线而导致加热器的温度不上升，还是虽然加热器的温度上升但由于温度传感器发生缺陷而无法检测上升的温度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过反馈控制功能在气溶胶生成装置中发生功能异常时快速应对的气溶胶生成装置。
用于解决所述技术问题的本发明的一实施例的气溶胶生成装置，包括：加热器，通过加热气溶胶生成基质生成气溶胶；控制部，基于控制信号控制通过电池向所述加热器供应的电力；开关，通过根据所述控制信号执行切换动作来向所述加热器供应电力；及比较信号算出部，接收基于所述切换动作信号来算出比较对象信号；所述控制部，将所述比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的断开信号(cut-off signal)。
用于解决所述技术问题的本发明的一实施例的方法是实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，所述方法包括：控制信号生成步骤，生成用于控制向加热器供应的电池的电力的控制信号；控制信号传输步骤，生成的所述控制信号传输到执行切换动作的开关；比较信号算出步骤，接收基于所述切换动作的信号来算出比较对象信号；及断开信号生成步骤，将所述比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的断开信号(cut-off signal)。
本发明的一实施例，可提供储存有用于实现所述方法的程序的计算机可读记录介质。
根据本发明，使用气溶胶生成装置的使用者可以迅速地发现气溶胶生成装置中的功能异常并尽快修复。
附图说明
图1至图3是示出卷烟插入气溶胶生成装置的例子的图。
图4是示出卷烟的一例的图。
图5是示意性示出本发明的气溶胶生成装置的一例的方框图。
图6是示意性示出比较信号算出部的一例的图。
图7是示出控制部生成的控制信号的一例的图。
图8是示出比较对象信号的一例的图。
图9是示出本发明的一实施例的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法的一例的流程图。
具体实施方式
用于解决所述技术问题的本发明的一实施例的气溶胶生成装置，其特征在于，包括：加热器，通过加热气溶胶生成基质生成气溶胶；控制部，生成用于控制向所述加热器供应的电力的控制信号；开关，通过根据所述控制信号执行切换动作来向所述加热器供应电力；及比较信号算出部，接收基于所述切换动作的信号来算出比较对象信号。所述控制部，将所述比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的断开信号(cut-off signal)。
所述装置中，其特征在于，所述控制信号是脉冲宽度调制(digital pulse widthmodulation)信号。
所述装置中，其特征在于，所述基准信号是脉冲宽度调制信号，所述比较对象信号是反转(Reverse)脉冲宽度调制信号，所述比较值是通过比较所述脉冲宽度调制信号及所述反转脉冲宽度调制信号的占空比算出的。
所述装置中，其特征在于，所述比较信号算出部包括：RC过滤器部，接收基于所述切换动作的信号并将其变换为三角波(triangular wave)信号；及DC变换部，将变换的所述三角波信号变换成模拟DC信号；所述控制部根据将变换的所述模拟DC信号与所述基准信号比较的结果生成断开信号。
所述装置中，其特征在于，所述比较信号算出部包括：电压输出传感器，通过检测所述加热器的温度，输出与所述加热器的电阻值成正比的加热器电压；及AD转换器，将输出的所述加热器的电压变换为数字值；所述控制部，将变换的所述加热器的电压与预先设定的电压值比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成中断所述开关的切换动作的断开信号(cut-off signal)。
所述装置中，其特征在于，所述比较信号算出部是接收基于所述切换动作的信号并输出积分结果信号的积分器(integrator)，所述比较值是，所输出的所述积分结果信号的占空比，比上所述控制信号的占空比。
所述装置中，其特征在于，所述预先设定的范围在0.7至1.3。
所述装置中，其特征在于，所述开关是根据所述控制信号进行开关动作(ON-OFF)的场效应晶体管(FET)。
所述装置，其特征在于，还包括用于保持所述电池的输出电压恒定的调整器。
用于解决所述技术问题的本发明的另一实施例的方法，作为实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，包括：控制信号生成步骤，生成用于控制供应至加热器的电池电力的控制信号；控制信号传输步骤，生成的所述控制信号传输到执行切换动作的开关；比较信号算出步骤，接收基于所述切换动作的信号来算出比较对象信号；及断开信号生成步骤，将所述比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成中断所述开关的切换动作的断开信号(cut-off signal)。
所述方法中，其特征在于，所述控制信号是脉冲宽度调制(digital pulse widthmodulation)信号。
所述方法中，其特征在于，所述基准信号是脉冲宽度调制信号，所述比较对象信号是反转(Reverse)脉冲宽度调制信号，所述比较值是通过比较所述脉冲宽度调制信号及所述反转脉冲宽度调制信号的占空比来算出的。
所述方法中，其特征在于，所述比较信号算出步骤包括：三角波变换步骤，使基于所述切换动作的信号通过RC过滤器来变换成三角波(triangular wave)信号；及DC变换步骤，将变换的所述三角波信号变换为模拟DC信号；在所述断开信号生成步骤中，根据将变换的所述模拟DC信号与所述基准信号比较的结果生成断开信号。
所述方法中，其特征在于，所述比较信号算出步骤包括：加热器电压输出步骤，通过检测所述加热器的温度，输出与所述加热器的电阻值成正比的加热器电压；及AD变换步骤，将输出的所述加热器电压变换为数字值，所述断开信号生成步骤，将变换的所述加热器电压与预先设定的电压值比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成中断所述开关的切换动作的断开信号(cut-off signal)。
所述方法中，其特征在于，在所述比较信号算出步骤中，接收基于所述切换动作的信号并输出积分结果信号，所述比较值是，所输出的所述积分结果信号的占空比，比上所述控制信号的占空比。
所述方法中，其特征在于，所述预先设定的范围在0.7至1.3。
所述方法中，其特征在于，所述开关是根据所述控制信号进行开关(ON-OFF)动作的场效应晶体管(FET)。
所述方法，其特征在于，还包括用于保持所述电池的输出电压恒定的电压保持步骤。
本发明的一实施例，可提供存储有用于实现所述方法的程序的计算机可读记录介质。
本发明可实施多种变形，且可具有各种实施例，在附图中例示特定实施例，并在具体实施方式进行详细说明。本发明的效果、特征以及用于实现这些的方法，通过参照与附图一同详细说明的下文中的实施例变明确。然而，本发明不限于以下公开的实施例，可以以不同方式实现。
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明，参照附图进行说明时，对相同或者对应的构成要素使用相同的附图标记，并省略重复说明。
在以下的实施例中，第一、第二等术语用于将一个构成要素与另一个构成要素区分开的目的，而不具有限定的意思。
在以下的实施例中，在上下文中未明确区分的情况下，单数的表述还可包括复数的表述。
在以下的实施例中，包括或者具有等术语是指存在说明书中记载的特征或部件，并非预先排除附加一个以上的其他特征或构成要素的可能性。
在某一实施例可通过其他方式来实现的情况下，所特定的工序顺序可以与所说明的顺序不同。例如，相继说明的两个工序实质上可以同时实施，也可以以与所说明的顺序相反的顺序进行。
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。
图1至图3是示出卷烟插入气溶胶生成装置的例子的图。
参照图1，气溶胶生成装置10包括电池120、控制部110、及加热器130。参照图2及图3，气溶胶生成装置10还包括汽化器180。另外，卷烟200能够插入气溶胶生成装置10的内部空间。
图1至图3所示的气溶胶生成装置10中示出了与本实施例相关的结构。因此，本实施例相关技术领域的普通技术人员应理解气溶胶生成装置10还可以包括除了图1至图3所示的构成要素以外的其他通用的构成要素。
另外，尽管图2及图3示出在气溶胶生成装置10中包括加热器130，但是根据需要可以省略加热器130。
图1中是示出，电池120、控制部110、及加热器130配置成一列。另外，图2中是示出，电池120、控制部110、汽化器180及加热器130配置成一列。另外，图3中是示出，汽化器180及加热器130并列配置。然而，气溶胶生成装置10的内部构造不限于图1至图3所示的。换言之，根据气溶胶生成装置10的设计，电池120、控制部110、加热器130及汽化器180的配置可能变更。
当卷烟200插入气溶胶生成装置10时，气溶胶生成装置10使加热器130及/或者汽化器180工作，以从卷烟200及/或者汽化器180发生气溶胶。通过加热器130及/或者汽化器180产生的气溶胶经由卷烟200传递至使用者。
根据需求，卷烟200未插入气溶胶生成装置10的情况下，气溶胶生成装置10也可以加热加热器130。
电池120供给利用于气溶胶生成装置10的动作的电力。例如，电池120能够供给使加热器130和汽化器180能够被加热的电力，并能够供给控制部110动作所需的电力。另外，电池120能够供给设置于气溶胶生成装置10的显示器、传感器、电机等动作所需的电力。
控制部110整体控制气溶胶生成装置10的动作。具体地，控制部110除了控制电池120、加热器130及汽化器180以外，还控制气溶胶生成装置10中的其他构件的动作。另外，控制部110可以通过确认气溶胶生成装置10的各结构的状态，判断气溶胶生成装置10是否为可动作的状态。
控制部110包括至少一个处理器。处理器可以以多个逻辑门阵列来实现，也可以以通用的微处理器和存储有可在该微处理器执行的程序的存储器的组合来实现。另外，如果是本实施例所属技术领域的通常的技术人员就可以知道还可以以其他形式的硬件来实现。
加热器130可以通过由电池120供给的电力加热。例如，卷烟插入在气溶胶生成装置10时，加热器130可以位于卷烟的外部。由此，加热的加热器130可以上升卷烟内气溶胶生成物质的温度。
加热器130可以是电阻加热器。例如，加热器130包括导电轨道(track)，加热器130可以随着电流在导电轨道流动而被加热。然而，加热器130不限于上述例，只要是能够加热到期望温度的就可以不受限制地应用。在此，期望温度可以预先设定在气溶胶生成装置10中，也可以根据使用者所需的温度设定。
一方面，作为另一例，加热器130可以是诱导加热式加热器。具体地，加热器130可包括将卷烟以诱导加热方式加热的导电线圈，卷烟包括可以通过诱导加热式加热器加热的基座。
例如，加热器130可包括管状加热部件、板状加热部件、针状加热部件或棒状加热部件，可以根据加热部件的形状加热卷烟200的内部或者外部。
另外，在气溶胶生成装置10可以配置多个加热器130。此时，多个加热器130可以配置成插入卷烟200的内部，也可配置在卷烟200的外部。另外，多个加热器130可配置成其中一部分插入卷烟200的内部，剩余的配置在卷烟200的外部。另外，加热器130的形状不限于图1至图3所示的形状，可以制成各种形状。
汽化器180可通过加热液体组合物生成气溶胶，生成的气溶胶通过卷烟200传递至使用者。换言之，通过汽化器180生成的气溶胶可以沿着气溶胶生成装置10的气流通路移动，气流通路可以构成为通过汽化器180生成的气溶胶通过卷烟传递至使用者。
例如，汽化器180可以包括：液体储存部、液体传递单元及加热部件，但不限于此。例如，液体储存部、液体传递单元及加热部件可作为独立的模块包括在气溶胶生成装置10。
液体储存部可以存储液体组合物。例如，液体组合物可以是含烟草物质的液体，该含烟草物质包括挥发性烟草香成分，也可以是包括非烟草物质的液体。液体储存部可以制成从汽化器180拆卸或安装于汽化器180，也可以与汽化器180制成一体。
例如，液状组合物可包括水、溶剂、乙醇、植物萃取物、香料、香味剂或维生素混合物。香料可包括薄荷醇、欧薄荷、绿薄荷油、各种水果香成分等，但不限于此。香味剂可包括能够向使用者提供多种香味或风味的成分。维生素混合物可以为维生素A、维生素B、维生素C及维生素E中至少一个混合的，但不限于此。另外，液状组合物可包括如甘油及丙二醇的气溶胶形成剂。
液体传递单元能够将液体储存部的液状组合物传递至加热部件。例如，液体传递单元可以为如棉纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、多孔陶瓷的芯(wick)，但不限于此。
加热部件是用于加热由液体传递单元传递的液状组合物的部件。例如，加热部件可以为金属电热丝、金属热板、陶瓷加热器等，但不限于此。另外，加热部件可由如镍铬线的导电发热丝构成，可配置成缠在液体传递单元的构造。加热部件可通过电流供给加热，并向与加热部件接触的液体组合物传递热量，从而加热液体组合物。结果，能够生成气溶胶。
例如，汽化器180可被称为雾化烟弹(cartomizer)或雾化器(atomizer)，但不限于此。
一方面，气溶胶生成装置10还可包括电池120、控制部110、加热器130及汽化器180以外的通用的结构。例如，气溶胶生成装置10可包括能够输出视觉信息的显示器及/或者用于输出触觉信息的电机。另外，气溶胶生成装置10可包括至少一个传感器(抽吸检测传感器、温度检测传感器、卷烟插入检测传感器等)。另外，气溶胶生成装置10可制成在插入卷烟200的状态下也能使外部空气流入或内部气体流出的构造。
虽然未示出在图1至图3中，气溶胶生成装置10可以与另设的托架构成系统。例如，托架可使用于气溶胶生成装置10的电池120的充电。或者，在托架和气溶胶生成装置10结合的状态下，可对加热器130进行加热。
卷烟200可与通常的燃烧型卷烟类似。例如，卷烟200可分成包含气溶胶生成物质的第一部分和具有过滤嘴等的第二部分。或者，卷烟200可在第二部分包含气溶胶生成物质。例如，被制成颗粒或者胶囊的形式的气溶胶生成物质可插入第二部分。
可以使第一部分整体插入气溶胶生成装置10的内部，而第二部分暴露于外部。或者，可仅使第一部分的一部分插入气溶胶生成装置10的内部，也可使第一部分的全部及第二部分的一部分插入气溶胶生成装置10的内部。使用者可将第二部分叼在嘴的状态下吸入气溶胶。此时，气溶胶随着外部空气经由第一部分而生成，生成的气溶胶经由第二部分传递至使用者的嘴部。
作为一例，外部空气可通过形成在气溶胶生成装置10的至少一个空气通路流入。例如，形成在气溶胶生成装置10的空气通路的开闭及/或空气通路的大小可由使用者来调节。由此，雾化量、吸烟感等也可以由使用者来调节。作为另一例，外部空气可经由形成在卷烟200的表面的至少一个孔(hole)流入到卷烟200的内部。
以下，参照图4，对卷烟200的一例进行说明。
图4是示出卷烟的一例的图。
参照图4，卷烟200包括烟草棒210及过滤棒220。参照图1至图3所述的第一部分210包括烟草棒210，第二部分220包括过滤棒220。
图4中是示出过滤棒220为单一嘴段，但不限于此。换言之，过滤棒220可由多个嘴段构成。例如，过滤棒220可包括冷却气溶胶的第一嘴段及过滤包括在气溶胶内的规定成分的第二嘴段。另外，根据需求，过滤棒220还可包括执行其他功能的至少一个嘴段。
卷烟200至少被一个包装纸240包装。包装纸240可形成有使外部空气流入或使内部气体流出的至少一个孔(hole)。作为一例，卷烟200可被一个包装纸240包装。作为另一例，卷烟200可被两个以上的包装纸240重叠包装。例如，烟草棒210被第一包装纸包装，过滤棒220被第二包装纸包装。并且，被单张包装纸包装的烟草棒210及过滤棒220结合，且卷烟200整体被第三包装纸再包装。如果，烟草棒210或过滤棒220分别由多个嘴段构成，各嘴段可被单个包装纸包装。并且，由单个包装纸包装的嘴段结合的卷烟200整体可被其他包装纸再包装。
烟草棒210包括气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成物质可具备甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇及油醇中的至少一个，但不限于此。另外，烟草棒210可含有如调味剂、湿润剂及/或有机酸(organic acid)的其他添加剂。另外，烟草棒210中可以以向烟草棒210喷射的方式来添加薄荷醇或者保湿剂等调味液。
烟草棒210可以以多种方式制得。例如，烟草棒210可制成薄片(sheet)，还可制成丝状(strand)。另外，烟草棒210可通过将烟草片切细而得的烟叶制得。另外，烟草棒210可被导热物质包围。例如，导热物质可以为如铝箔的金属箔，但不限于此。作为一例，包围烟草棒210的导热物质能够均匀分散传递到烟草棒210热量，以提高施加到烟草棒的导热率，由此能够提高烟草的味道。另外，包围烟草棒210的导热物质可发挥作为由诱导加热式加热器而加热的基座的功能。此时，虽然未示出在图中，烟草棒210除包括包围外部的导热物质之外，还可具备附加的基座。
过滤棒220可以为醋酸纤维素过滤嘴。一方面，过滤棒220的形状不受限制。例如，过滤棒220可以为圆筒型(type)棒，还可以为内部具备中空的管型(type)棒。另外，过滤棒220可以为半隐蔽型(type)棒。如果过滤棒220由多个嘴段构成，则多个嘴段中的至少一个可制成不同的形状。
过滤棒220可制成能够生成香味。作为一例，可向过滤棒220喷射调味液，或可向过滤棒220的内部插入涂有调味液的额外的纤维。
另外，过滤棒220可包括至少一个胶囊230。这里，胶囊230可发挥生成香味的功能，或发挥生成气溶胶的功能。例如，胶囊230可以是用被膜将含香料的内容物包裹的结构。胶囊230可具有球形或者圆筒形的形状，但不限于此。
如果过滤棒220包括冷却气溶胶的嘴段，冷却嘴段可由高分子物质或生物降解性高分子物质制得。例如，冷却嘴段可仅由纯聚乳酸制得，但不限于此。或者，冷却嘴段可由打通多个孔的醋酸纤维素过滤嘴制得。但是，冷却嘴段不限于上述例子，只要能够执行冷却气溶胶的功能，则不受限制地应用。
一方面，虽然未示出在图4中，根据一实施例的卷烟200还可包括前段过滤器。前段过滤器位于烟草棒210的与过滤棒220面对面的一侧。前段过滤器可以防止烟草棒210向外部脱离，可以防止在吸烟过程中液化的气溶胶从烟草棒210流入到气溶胶生成装置(图1至图3的10)。
图5是示意性示出本发明的气溶胶生成装置的一例的方框图。
参照图5，可以知道本发明的气溶胶生成装置10包括：控制部110、电池120、加热器130、脉冲宽度调制处理部140、显示器部150、电机160、存储装置170、开关185及比较信号算出部190。为了便于说明，首先说明包括在气溶胶生成装置10的各结构的一般功能，其次详细说明实施例的控制部110的动作。
控制部110统筹控制包括在气溶胶生成装置10的电池120、加热器130、脉冲宽度调制处理部140、显示器部150、电机160、存储装置170、开关185、比较信号算出部190。尽管在图5中未示出，根据不同实施例，控制部110还可包括：输入接收部(未图示)，接收使用者的按键输入或者触摸输入；及诸如使用者终端的通信部(未图示)，可以与外部通信装置执行通信。另外，尽管在图5中未示出，控制部110还可以进一步包括为了对加热器130执行比例积分微分控制(PID)的组件。
电池120向加热器130供应电力，向加热器130供应的电力的大小可以通过控制部110生成的控制信号来调整。根据不同实施例，在控制部110和电池120之间可包括使电池电压保持恒定的调整器(regulator)。
当施加电流时，通过固有电阻发热，并且当气溶胶生成基质接触(结合)与加热的加热器130时，可能生成气溶胶。
脉冲宽度调制处理部140通过向加热器130转达脉冲调制(PWM，pulse widthmodulation)信号的方式，使控制部110能够控制向加热器130供应的电力。根据不同实施例，脉冲宽度调制处理部140可以通过包括在控制部110的方式实现，从脉冲宽度调制处理部140输出的PWM信号可以是数字脉宽调制信号(Digital PWM Signal)。
显示器部150视觉地输出在气溶胶生成装置10发生的各种警报信息(alarmmessage)，以使使用气溶胶生成装置10的使用者可以确认。使用者能够确认向显示器部150输出的电池电力不足信息或者加热器的过热警告信息等，并在气溶胶生成装置10的动作停止或者气溶胶生成装置10破损之前采取适当的措施。
电机160通过控制部110驱动，使用者能够通过触觉识别出气溶胶生成装置10已准备就绪的事实。
储存装置170储存有各种信息，以使控制部110通过适当地控制供给至加热器130的电力，向使用气溶胶生成装置10的使用者提供多种风味。存储装置170不仅可以由非易失性存储器，如快闪存储器(flash memory)组成，为了确保更快的数据输入输出(I/O)速度，可以由仅在通电时临时存储数据的易失性存储器组成。
开关185执行切换(switching)动作，以使在控制部110或者脉冲宽度调制处理部140生成的控制信号(PWM信号)传递至加热器130。作为一例，开关185是开启(ON)动作时，向加热器130供应电力，开关185是关闭(OFF)动作时，中断向加热器130供应的电力。开关185的切换动作不仅是单纯的断线或不断线加热器的开关(ON-OFF)动作，而是可以包括在不同的时间点接触至少三个端子组成开路或者闭路的所有动作。尽管在图5中未示出，根据不同实施例，开关185还可包括反转从控制部110或者脉冲宽度调制处理部140接收的信号的信号反向器(signal reverser)。另外，开关185可以是根据控制信号进行开关动作的场效应晶体管(FET：Field Effect Transistor)。
比较信号算出部190，当从控制部110或者脉冲宽度调制处理部140生成的控制信号达到开关185时，接收基于开关185的切换动作的信号，算出比较对象信号并将其向控制部110传输。控制部110可以接收比较对象信号，并将存储在比较对象信号中的信息以时间序列信息存储在存储装置170。根据不同实施例，比较信号算出部190可以以包括在控制部110中的形式实现。
本发明的一实施例的控制部110，脉冲宽度调制处理部140及比较信号算出部190对应于至少一个处理器(processor)，或者可包括至少一个处理器。因此，控制部110、脉冲宽度调制处理部140及比较信号算出部190可以以包括在如微处理器或通用计算机系统的另一硬件设备中的形式被驱动。
以下，以不同实施例说明气溶胶生成装置10的工作过程。
作为可选一实施例，控制部110，将比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则中断开关185的开关动作的断开信号。
首先，控制部110从比较信号算出部190接收比较对象信号。控制部110接收的比较对象信号是关于从控制部110或者脉冲宽度调制处理部140传输的控制信号的反馈信号(feedback signal)，包括对控制部110控制包括在气溶胶生成装置10的各结构所需的信息。
在此，基准信号是指为了与比较对象信号比较，在控制部110预先设定或在存储装置170预先存储的信号的信息，基准信号可以是关于与比较对象信号对应的时间点的控制信号。例如，如果控制部110在t1时间点输出控制信号，在t2时间点算出比较对象信号并在t3时间点比较对象信号被控制部110接收，则基准信号可以是t1时间点的控制信号。
比较值是指控制部110将基准信号与对象信号比较而算出的特定的值，可以是包括比较对象信号与基准信号的幅值(amplitude)的差值、频率(frequency)的差值、占空比(duty ratio)的差值等的各种值。预先设定的范围作为预先存储在控制部110或者存储装置170的信息，定义为实验确定的值。
本可选实施例中，如果比较值超出预先设定的范围，则控制部110生成开关185的断开信号(cut-off signal)控制中断开关185的切换动作。在此，断开信号是指通过关闭(OFF)开关185使从电池120施加到加热器130的电力断开的信号。
作为另一可选实施例，比较对象信号可以是反转(reverse)脉冲宽度调制信号。根据本可选一实施例，控制部110通过比较作为控制信号的脉冲宽度调制信号及作为比较对象信号的反转脉冲宽度调制信号的占空比来算出比较值，如果其比较值超出预先设定的范围，则可以生成断开信号。关于反转脉冲宽度调制信号的附加说明，结合图7及图8进行说明。
图6是示意性示出比较信号算出部的一例的图。
参照图6，可以知道比较信号算出部190包括：RC过滤器部191、DC变换部193、电压输出传感器195、AD转换器197及积分处理部199，根据不同实施例，在比较信号算出部190可以省略RC过滤器部191、DC变换部193、电压输出传感器195、AD转换器197及积分处理部199中至少一个。
RC过滤器部191包括以电阻(resistance)及电容(capacitor)构成的RC电路，接收基于开关185的切换动作的信号，变换成三角波(triangular wave)。此时，基于开关185的切换动作的信号可以是数字脉宽调制信号(PWM)信号。另外，包括在RC过滤器部191的电阻及电容的配置，作为预先确定的配置可以由至少两个电容构成。作为一例，RC过滤器部191可以包括CRC过滤器，该CRC过滤器在一个极接地(ground)的两个电容之间串联连接有一个电阻。
DC变换部193将通过RC过滤器部191变换的三角波信号变换成模拟直流(DC)信号。通过DC变换部193变换的模拟直流信号作为比较对象信号传输至控制部110，控制部110将变换的模拟DC信号与基准信号比较并算出比较值，如果比较值超出预先设定的范围，则可以生成断开信号。
电压输出传感器195，检测加热器的温度并输出与加热器的电阻值成正比的加热器电压。电压输出传感器195首先通过检测加热器的温度确定加热器的电阻值。
【数学式1】
R(T)＝R0[1+a(T-T0)]
数学式1是电压输出传感器195用于通过检测加热器的温度确定加热器的电阻值的数学式的一例。在数学式1中，R(T)是指在温度T下的加热器的电阻，R0是指加热器的初始电阻，T是指加热器的现在温度，T0是指加热器的初始温度，a是指加热器的温度系数。电压输出传感器195通过检测加热器的温度确定加热器的电阻值，则输出与电阻值成正比的大小的电压。
AD转换器197将电压输出传感器195输出的加热器的模拟电压变换为数字值。控制部110将AD转换器197输出的加热器的数字电压与预先设定的电压值比较并算出比较值，如果比较值超出预先设定的范围，则生成中断开关185的切换动作的断开信号。此时，从AD转换器197输出的加热器的数字电压成为比较对象信号，预先设定的电压值成为基准信号。
积分处理部199通过输入接收电压信号，并输出电压信号的积分结果信号。在此，积分处理部199接收的信号可以是根据开关185的切换动作的信号，如果积分处理部199接收的电压信号为如图7的PWM信号，则积分结果信号是与PWM信号对应的具有三角波(triangular wave)形式的电压信号。控制部110将对于控制信号的占空比的积分结果信号的占空比以比较值算出，如果比较值超出预先设定的范围，则可以生成断开信号。
图7是示出控制部生成的控制信号的一例的图。
参照图7，可以知道控制信号作为脉冲宽度调制信号(PWM signal)，具有一定的占空比。
【数学式2】
Figure GDA0002368809550000161
数学式2是定义电池120的有效电压Veff的数学式。数学式1中，VB是指电池电压，T1、T2是指分别在时间轴上不同的特定时间点。如由数学式2确认，特定的时间点的时间间隔T2到T1之间的有效电压Veff，即使电池电压VB下降，通过调整占空比D可以保持恒定。
【数学式3】
Figure GDA0002368809550000162
数学式3是定义控制信号的占空比的数学式。占空比(Duty Ratio)是指周期性电流向特定的元件或组件以脉冲形态供应时，电流流动在该元件的时间对于电流流动在该元件的时间和电流未流动在该元件的时间之和的比。根据不同实施例，关于占空比，不仅可以对电流定义还可以对电压定义。在数学式3中，T1710是指对加热器的控制信号传递至加热器的时间点，T2730是指控制信号的一个周期结束的时间点，T3750是指，通过脉冲形态的控制信号的控制，供应至加热器的电流(电压)被切断的时间点。控制信号根据由控制部110算出的占空比，以使规定电压VB保持规定时间(T2-T1)的方式生成。
图8是示出比较对象信号的一例的图。
图8的比较对象信号是指在图7说明的脉冲宽度调制信号经过开关185或者比较信号算出部190反转(reverse)的信号。对反转的信号也可以适用根据数学式3的占空比，如果控制信号的占空比是50％，比较对象信号是通过控制信号反馈并传输到控制部110的信号，则比较对象信号的占空比与控制信号的占空比相同。控制部110将控制信号与比较对象信号的占空比之差算出作为比较值，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成断开信号。
作为一例，控制部110算出的比较值可以是，比较对象信号的占空比，比上控制信号的占空比(比较对象信号的占空比/控制信号的占空比)。
【数学式4】
Figure GDA0002368809550000171
数学式4是示出控制部110为了算出比较值而使用的数学式的一例。在数学式4中，C是指比较值，D1是指控制信号的占空比，D2是指比较对象信号的占空比。数学式4是能利用于控制部110算出比较值的数学式的一例，根据不同实施例，控制部110可以基于与数学式4不同的其他数学式算出比较值，并基于其算出的比较值决定是否生成断开信号。
控制部110在算出比较值后，判断比较值是否超出预先设定的范围，预先设定的范围可以是0.7至1.3。作为优选的一实施例，控制部110可以通过确定比较值是否超出0.8至1.2，决定是否生成断开信号。
尤其，根据图6的比较信号算出部190包括积分处理部199的实施例，在积分处理部199预先适用预先设定的范围，积分结果信号是相对于控制信号具有预先设定范围的误差的信号，控制部110能够通过接收积分结果信号，并判断相对于控制信号是否具有预先设定范围的误差，来决定是否生成断开信号。
如上，根据本发明的一实施例，比较信号算出部190包括积分处理部199的积分器(integrator)的情况下，能够正确地检测气溶胶生成装置10的加热器130的断线。例如，使用者为了吸入气溶胶，尽管向气溶胶生成装置10的加热器的加热按钮进行了输入，但加热器的温度不变，则可能是加热器断线或加热器的温度传感器出了故障。此时，控制部110作为将控制信号向积分器传输的结果接收积分结果信号，并根据数学式4算出基于控制信号及积分结果信号的占空比的比较值后，确定是否超出预先设定的范围，如果不超出预先设定的范围，则能判断为加热器没断线。如果比较值超出预先设定的范围，则控制部110判断为加热器断线且传输断开信号，由此能够防止开关185的不必要的切换动作，并能够使电池120的浪费最小化。
图9是示出本发明的一实施例的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法的一例的流程图。
图9的方法可以通过图5中的气溶胶生成装置10来实现，下面参照图5进行说明，以下说明中将省略已经参照图5说明过的内容。
控制部110生成用于控制电池的电力的控制信号(S910)。
控制部110将在步骤S910中生成的控制信号传输至开关(S920)。
比较信号算出部190接收基于开关185的切换动作的信号并算出比较对象信号(S930)，在此，基于切换动作的信号是指，在控制信号根据开关185的开关动作区分为用于向加热器供应电力的信号(是指图7的T1710至T3750的值)或者基于PWM信号特性的指示0电压的信号(是指图7的T3750至T2730的值)时的后者，开关185通过信号反向器算出如同图8的信号并将其传递至比较信号算出部190。
控制部110通过比较比较对象信号与基准信号算出比较值(S940)。
控制部110确定在步骤S940中算出的比较值是否超出预先设定的范围(S950)。
控制部110如果在步骤S950中确定比较值超出预先设定的范围，则能够生成中断开关185的切换动作的断开信号并将其传输至开关185(S960)。根据实施例，步骤S960中，开关185可以是FET。
根据本发明，通过使用反馈功能，对控制信号数字方式进行加工处理，该控制信号是从必不可少地包括加热器的加热式气溶胶生成装置输出的，由此能够准确地确定瞬间输入高压的时刻，并能够保护构成气溶胶生成装置的各种组件。
另外，本发明的气溶胶生成装置在内置有积分器电路的状态下通过反馈控制方式控制各种信号，由此能够准确地确定加热器是否断线或者具备在加热器的温度传感器是否发生故障。
以上说明的本发明的实施例，能够以在计算机中通过个种构成要素执行的计算机程序的形式实现，这种计算机程序可记录在计算机可读介质中。此时，介质可包括专门为储存和执行程序命令而构成的硬件装置，如硬盘、软盘及磁带等磁性介质；如CD-ROM及DVD的光学存储介质；如光磁软盘(floptical disk)的磁-光介质(magneto-optical medium)；及ROM、RAM、快闪存储器等。
一方面，所述计算机程序可以是为本发明而特别设计并构成的，或者可以是计算机软件领域技术人员公知且可使用的。计算机程序的例子不仅包括由编译器生成的机器代码，还可包括使用解释器(Interpreter)等由计算机执行的高级语言代码。
本发明中所说明的特定实施只是一实施例，而并非以任何方式限制本发明的范围。为了说明书的简要，可以省略现有技术中的电子结构、控制系统、软件、所述系统的其他功能方面的记载。此外，附图中示出的构成要素之间线的连接或连接部件用于例示性示出功能性连接及/或物理或电路连接，在实际设备中是可替换或追加功能连接、物理连接或电路连接。另外，若没有“必需”、“重要”等具体记载，则可能不是实现本发明的必不可少的构成要素。
在本发明的说明书(尤其，权利要求书中)中“所述”或类似的指代术语的使用可以对应于单数和复数。另外，本发明中，在记载范围(range)的情况下，包括适用属于所述范围的个别值的发明(如果没有与此相反的记载)，也就是相当于在发明内容中记载了构成所述范围的个别值。最后，若未对构成本发明的方法的步骤明确记载顺序或者没有相反的记载，则所述步骤可按照适当的顺序实施。本发明并非按照上述步骤的记载顺序被限定。在本发明中，所有例子或例示性的术语(例如、等等)是仅仅为了详细说明本发明而使用的，本发明的范围并非由以上所述的例子或例示性术语所限定，除非由权利要求书限定。另外，本领域技术人员应理解，根据设计条件及因素，可在权利要求书或与其等同范围内进行多种修改、组合及变更。
本发明的一实施例可用于制造电子烟装置，该电子烟装置包括通过电池向加热器供应电力的计算装置。

Claims (19)

1.一种具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
包括：
加热器，通过加热气溶胶生成基质生成气溶胶，
控制部，生成用于控制通过电池向所述加热器供应的电力的控制信号，
开关，通过根据所述控制信号执行切换动作来向所述加热器供应电力，及
比较信号算出部，接收基于所述切换动作的信号来算出比较对象信号；
所述控制部，将所述比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的断开信号，
所述基准信号是在第一时间点从所述控制部输出的所述控制信号，
所述比较对象信号是在第二时间点由所述比较信号算出部算出的信号。
2.根据权利要求1所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制信号是脉冲宽度调制信号。
3.根据权利要求1所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述基准信号是脉冲宽度调制信号，
所述比较对象信号是反转脉冲宽度调制信号，
所述比较值是通过比较所述脉冲宽度调制信号和所述反转脉冲宽度调制信号的占空比算出的。
4.根据权利要求1所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述比较信号算出部包括：
RC过滤器部，接收基于所述切换动作的信号并将其变换为三角波信号；及
DC变换部，将变换的所述三角波信号变换为模拟DC信号；
所述控制部，
根据将变换的所述模拟DC信号与所述基准信号进行比较的比较结果，生成所述断开信号。
5.根据权利要求1所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述比较信号算出部包括：
电压输出传感器，通过检测所述加热器的温度，输出与所述加热器的电阻值成正比的加热器电压，及
AD转换器，将输出的所述加热器的电压变换为数字值；
所述控制部，
将变换的所述加热器电压与预先设定的电压值比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的所述断开信号。
6.根据权利要求1所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述比较信号算出部，是接收基于所述切换动作的信号并输出积分结果信号的积分器，
所述比较值是，所输出的所述积分结果信号的占空比，比上所述控制信号的占空比。
7.根据权利要求6所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述预先设定的范围在0.7至1.3。
8.根据权利要求1所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述开关是根据所述控制信号进行开关动作的场效应晶体管。
9.根据权利要求1所述的具有反馈控制功能的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述气溶胶生成装置还包括用于保持所述电池的输出电压恒定的调整器。
10.一种实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，包括：
控制信号生成步骤，生成用于控制向加热器供应的电池的电力的控制信号；
控制信号传输步骤，生成的所述控制信号传输到执行切换动作的开关；
比较信号算出步骤，接收基于所述切换动作的信号来算出比较对象信号；及
断开信号生成步骤，将所述比较对象信号与基准信号比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的断开信号，
所述基准信号是在第一时间点传输到所述开关的所述控制信号，
所述比较对象信号是在第二时间点在所述比较信号算出步骤中算出的信号。
11.根据权利要求10所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
所述控制信号是脉冲宽度调制信号。
12.根据权利要求10所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
所述基准信号是脉冲宽度调制信号，
所述比较对象信号是反转脉冲宽度调制信号，
所述比较值是通过比较所述脉冲宽度调制信号和所述反转脉冲宽度调制信号的占空比算出的。
13.根据权利要求10所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
所述比较信号算出步骤包括：
三角波变换步骤，将基于所述切换动作的信号通过RC过滤器来变换成三角波信号，及
DC变换步骤，将变换的所述三角波信号变换成模拟DC信号；
在所述断开信号生成步骤中，根据将变换的所述模拟DC信号与所述基准信号进行比较的比较结果，生成所述断开信号。
14.根据权利要求10所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
所述比较信号算出步骤，包括：
加热器电压输出步骤，通过检测所述加热器的温度，输出与所述加热器的电阻值成正比的加热器电压，及
AD变换步骤，将输出的所述加热器电压变换为数字值；
所述断开信号生成步骤，将变换的所述加热器电压与预先设定的电压值比较，如果算出的比较值超出预先设定的范围，则生成用于中断所述开关的切换动作的所述断开信号。
15.根据权利要求10所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
在所述比较信号算出步骤中，接收基于所述切换动作的信号输出积分结果信号，
所述比较值是，所输出的所述积分结果信号的占空比，比上所述控制信号的占空比。
16.根据权利要求15所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
所述预先设定的范围在0.7至1.3。
17.根据权利要求10所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
所述开关，是根据所述控制信号进行开关动作的场效应晶体管。
18.根据权利要求10所述的实现气溶胶生成装置的反馈控制功能的方法，其特征在于，
所述方法还包括用于保持所述电池的输出电压恒定的电压保持步骤。
19.一种计算机可读记录介质，其特征在于，
存储有用于执行根据权利要求10至权利要求18中任一项所述的方法的程序。
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