CN111449299B - 用于控制加热元件的方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

用于控制电子物品中的加热元件且更特别地用于控制电子香烟中的加热元件的系统、方法和装置。在一个实施方式中，用于控制加热器的系统可包括电源(130)、配置成存储程序的存储器(310)、MCU(311)、溶液、配置成加热溶液的加热器(314)以及第一传感器(313)。电源、存储器、MCU、加热器和第一传感器可以电气地耦合。MCU可从第一传感器接收信号并控制加热器，且MCU可配置成使用存储在存储器中的程序来控制加热器。

Description

用于控制加热元件的方法、系统和装置

本申请是申请号为201580052464.X、发明名称为“用于控制加热元件的方法、系统和装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及用于检测并控制电子物品的加热元件且更特别地用于控制在电子香烟中的元件的加热的系统、方法和装置。

背景技术

电子香烟，也称为电子烟(eCig)和个人汽化器(PV)，是将液体溶液蒸发或雾化成可以输送至用户的气雾剂的电子吸入器。典型的可再充电电子烟具有两个主要部件——保持电池的外壳和雾化盒(cartomizer)。保持电池的外壳通常包括可再充电锂离子(Li离子)电池、发光二极管(LED)和压力传感器。雾化盒通常包括液体溶液、雾化器和吸嘴件。雾化器通常包括蒸发液体溶液的加热线圈。

因为功能原因，可再充电电池不直接连接至外部接触件。相反，二极管和场效应晶体管(FET)与电池接头串联连接。当使用FET时，一旦充电过程被检测到用于电子烟，就开启FET。可以通过将电子烟放置在被配置为容纳特定电子烟的充电站来对电子烟进行充电。充电站可以包括被配置为将电力供给至电子烟以对电池进行充电的充电电路。

发明内容

本发明提供用于控制加热元件的系统、方法、装置和计算机程序。

在一个实施方式中，用于控制加热器的系统可包括电源、配置成存储程序的存储器、MCU、溶液、配置成加热溶液的加热器以及配置成检测抽烟行为的第一传感器。电源、存储器、MCU、加热器、第一传感器和发射机可以电气地耦合。MCU可从第一传感器接收信号，控制加热器并与发射机通信。MCU还可配置成使用存储在存储器中的程序来控制加热器。

在另一实施方式中，用于在电子抽烟装置中的加热器补偿的方法可包括检测传感器是否被启动，如果传感器被启动则读取电池的电压，从存储器读取至少一个加热器参数，根据电池电压和至少一个加热器参数来确定用于加热器控制的脉冲宽度调制，以所确定的脉冲宽度调制驱动加热器，检测传感器是否被启动，以及当传感器不再被启动时改变到睡眠模式。

在又一实施方式中，用于在电子抽烟装置中的加热器补偿的方法可包括检测传感器是否被启动，打开加热器，读电流或温度信号，确定用于加热器的脉冲宽度调制，以及以期望的脉冲宽度调制驱动加热器。

本公开的附加特征、优点和实施方式可以被阐述或者从详细描述和附图的考虑中是明显的。此外，应理解，本公开的前述概述和以下详细描述、附图和附件是示例性的并意欲在不限制所要求保护的本公开的范围的情况下提供进一步的解释。

附图说明

被包括以提供本公开的进一步理解的附图被合并在本说明书中并构成本说明书的一部分，其示出本公开的实施方式并与详细描述一起用于解释本公开的原理。不试图比对本公开和其可以被实施的各种方式的基本理解可能必需的更详细地示出本公开的结构细节。在图中：

图1A示出根据本公开的原理构建的电子抽烟装置的结构概略图。

图1B示出根据本公开的原理构建的电子抽烟装置的另一方面的示意概述。

图2是图1A和1B示出的电子抽烟装置的设计的横截面视图。

图3是示例性闭环加热器控制系统的图。

图4描绘利用脉冲宽度调制的示例性加热器控制系统的图。

图5描绘在开环系统中随着时间的过去的加热器的温度响应的曲线图。

图6描绘在闭环系统中随着时间的过去的加热器的温度响应的曲线图。

图7是根据本公开的电子香烟的实施方式的图。

图8是根据本公开的电子香烟的另一实施方式的图。

图9是描绘加热器补偿的方法的流程图。

图10是描绘闭环加热器补偿的方法的流程图。

图11A和11B是可在没有电流感测电阻器的情况下测量电阻变化的电路的电气图的实施方式。

图12A和12B是可在有电流感测电阻器的情况下测量电阻变化的电路的电气图的实施方式。

图13是示出可针对随着时间的过去的不同的电池电压发生的脉冲宽度调制的曲线图。

图14是示出可针对随着时间的过去的不同的电池电压和加热器参数发生的变化的脉冲宽度调制的曲线图。

图15是示出脉冲宽度调制的另一实施方式的曲线图。

图16是示出线圈温度与空气流速的关系的多个实施方式的曲线图。

具体实施方式

本公开及其各种特征和有利细节参考在附图中描述和/或示出并在下文中详述的非限制性实施方式和示例被更全面地解释。应当注意，在附图中示出的特征不一定按比例绘制，并且一个实施方式的特征可以如技术人员将认识到的那样与其他实施方式一起被使用，即使在本文中没有明确地声明。公知的组件和处理技术的描述可以被省略以便避免不必要地使本发明的实施方式模糊。本文所使用的示例仅仅意欲便于理解可以实施本公开的方式，并进一步使本领域中的技术人员能够实施本公开的实施方式。因此，本文的示例和实施方式不应当被解释为限制本公开的范围。此外，应当注意，在附图的全部几个视图中，相同的参考数字表示相似的部件。

图1A示出根据本公开的原理构造的电子香烟(电子烟，eCig)100的结构概略图。电子烟100可以是一次性的或可重复使用的。电子烟100可以具有包括两个或更多个主体的多主体构造。例如，电子烟100可以是包括第一主体100A和第二主体100B和/或类似物的可重复使用的电子烟，其可以在不使用任何特殊工具的情况下在任意时间容易地连接至彼此以及从彼此断开。例如，每个主体可以包括螺纹部件。每个主体可以被不同的外壳覆盖。第二主体100B可以包含可消耗的材料，例如烟液和/或类似物。当可消耗材料被全部消耗时，第二主体100B可以从第一主体100A断开并用新的主体替换。而且，替换的第二主体100B可以是不同的味道、强度、类型等。可替换地，电子烟100可以具有单一主体构造，如图2所示。不考虑构造类型，电子烟100可以具有带有第一端102和第二端104的细长的形状，如图2所示，其可以类似于常规的香烟形状。其他非常规香烟形状也被考虑。例如，电子烟100可以具有抽烟管形状等。

电子烟100可以包括空气入口120、空气流路径122、蒸发室124、烟雾出口126、电源单元130、传感器132、容器140、分配控制装置141、加热器146等。此外，电子烟100可以包括控制器，例如微控制器、微处理器、定制模拟电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)(例如，现场可编程门阵列(FPGA)等)和/或类似物及其基本数字和模拟电路等价物，其在下面参考图1B被详细说明。空气入口120可以从例如外壳110的外表面延伸，如图2所示。空气流路径122可以连接至空气入口120并延伸至蒸发室124。烟雾出口126可以连接至蒸发室124。烟雾出口126可以在电子烟100的第二端104处形成并连接至蒸发室124。当用户吸电子烟100的第二端104时，空气入口120外的空气可以被吸入并经由空气流路径122移动至蒸发室124，如图1A中虚线箭头所示。加热器146可以是图5中所示的固态加热器等，并位于蒸发室124中。容器140可以包含烟液并连接至蒸发室124。容器140可以具有连接至蒸发室124的开口。容器140可以是单个容器或连接至彼此或与彼此分离的一组容器，例如容器140A、140B等。

分配控制装置141可以连接至容器140以便控制烟液从容器140至蒸发室124的流动。当用户不吸电子烟100时，分配控制装置141可以不从容器140分配烟液。分配控制装置141可以不需要来自例如电源单元130等的任何电力来用于操作。

电源单元130可以例如经由电源总线160连接至需要电力的一个或多个组件，例如传感器132、加热器146等。电源单元130可以包括电池(未示出)，例如可再充电电池、一次性电池等。电源单元130可以进一步包括用于执行电池的充电、检测电池电荷状态、执行省电操作等的功率控制逻辑(未示出)。电源单元130可以包括非接触式感应再充电系统，使得电子烟100可以在不物理地连接至外部电源的情况下被充电。接触充电系统也被考虑。

传感器132可以被配置为检测用户的抽烟行为，例如对电子烟100的第二端104的吸吮、对电子烟100的特定区域的触摸等。当检测到用户的抽烟行为时，传感器132可以经由数据总线144将信号发送至其他组件。例如，传感器132可以发送信号以开启加热器146。而且，传感器132可以将信号发送至主动分配装置142(如果使用的话)以将预定量的烟液分配至蒸发室124。当烟液从容器140分配并且加热器146被开启时，烟液可以与来自空气流路径122的空气混合并且被来自蒸发室124内的加热器146的热所蒸发。所产生的蒸汽(即，烟雾)可以经由烟雾出口126从蒸发室144抽出以用于用户的口腔吸入，如图1A中实线箭头所示。为了防止在蒸发室144中生成的烟雾朝向空气入口120流动，空气流路径122可以包括回流防止筛网或过滤器138。

当用户的抽烟行为停止时，传感器132可以发送另一信号以关闭加热器146、主动分配装置142等，并且烟液的蒸发和/或分配可以立即停止。在可替换实施方式中，传感器132可以仅连接至电源单元130。当检测到用户的抽烟行为时，传感器132可以将信号发送至电源单元130。响应于该信号，电源单元130可以开启例如其他组件，例如加热器146等以蒸发烟液。

在实施方式中，传感器132可以是空气流传感器。例如，传感器132可以连接至空气入口120、空气流路径122等，如图1A所示。当用户吸吮电子烟100的第二端104时，从空气入口120抽入的空气中的一些可以朝向传感器132移动，这可以由传感器132检测到。另外地或可替换地，可以使用电容传感器148来检测用户对外壳100的特定区域的触摸。例如，电容传感器148可以在电子烟100的第二端104处形成。当电子烟100移动至用户的嘴部并且用户的嘴唇触摸第二端104时，电容的改变可以由电容传感器148检测到，并且电容传感器148可以发送信号以启动加热器146等。也设想用于检测用户的抽烟行为的其他类型的传感器，包括例如声学传感器、压力传感器、触摸传感器、光学传感器、霍尔效应传感器、电磁场传感器等。在一个实施方式中，传感器可包括在2014年6月19日提交的PCT专利申请号PCT/US204/043253中大致示出并描述的传感器，该专利的整个公开在此通过引用被并入，如同在本文中充分阐述的一样。

电子烟100可以进一步包括用于与其他装置进行有线(例如串行外围接口等)和/或无线通信的通信单元136，其他装置例如是用于电子烟100的包装盒200(未示出)、计算机310(未示出)等。通信单元136还可以将电子烟100连接至有线网络(例如，局域网、广域网、因特网、内联网等)和/或无线网络(例如，WIFI网络、蓝牙网络、蜂窝数据网络等)。例如，通信单元136可以将使用数据、系统诊断数据、系统错误数据等发送至包装盒、计算机等。为了建立无线通信，通信单元136可以包括天线等。电子烟100可以包括用于有线通信的端子162。端子162可以连接至另一端子，例如包装盒的香烟连接器等，以便交换数据。端子140还可以用于接收来自包装盒或其他外部电源的电力，并对电源单元130中的电池再充电。

当电子烟100具有多主体构造时，电子烟100可以包括两个或更多个端子162以在其间建立电力和/或数据连接。例如，在图1A中，第一主体100A可以包括第一端子162A，并且第二主体100B可以包括第二端子162B。第一端子162A可以连接至第一电源总线160A和第一数据总线144A。第二端子162B可以连接至第二电源总线160B和第二数据总线144B。当第一和第二主体100A和100B连接至彼此时，第一和第二端子162A和162B可以连接至彼此。而且，第一电源总线160A和第一数据总线144A分别连接至第二电源总线160B和第二数据总线144B。为了对电源单元130中的电池进行充电、交换数据等，第一主体100A可以从第二主体100B断开并连接至包装盒等，其可以继而将第一端子162A连接至包装盒的香烟连接器216等。可替换地，单独的端子(未示出)可以被提供至电子烟100以用于充电和/或与外部装置的有线通信。

电子烟100可以进一步包括一个或多个用户接口装置，例如LED单元134、声音发生器(未示出)、振动电机(未示出)等。LED单元134可以分别经由电源总线160A和数据总线144A连接至电源单元130。LED单元134可以在电子烟100操作时提供视觉指示。另外，当在电子烟100内存在问题和/或故障时，集成的传感器/控制器电路132可以控制LED单元134生成不同的视觉指示。例如，当容器140几乎是空的或者电池电荷水平低时，LED单元134可以以某个模式闪烁(例如，以较长的间隔闪烁三十秒)。当加热器146发生故障时，加热器146可以被禁用并控制LED单元134可以以不同的模式闪烁(例如，以较短的间隔闪烁一分钟)。其他用户接口装置可以用于示出文本和/或图像等，和/或生成声音、振动等。

在图1A示出的电子烟100中，传感器132可能不能单独控制用户接口装置、通信单元136、传感器132和148等。此外，仅利用传感器132可能不可能执行更复杂和精细的操作。由此，如上所述，控制器例如微控制器、微处理器、定制模拟电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)(例如，现场可编程门阵列(FPGA)等)等以及基本数字和模拟电路等价物可以被包括在电子烟100中。例如，图1B示出根据本发明的原理构造的另一电子烟100’的结构概略图。电子烟100’可以包括控制器170、信号发生器172、信号至功率转换器174、电压传感器176、电流传感器178和/或存储器180等。此外，电子烟100’可以包括电源接口130A’、充电/放电保护电路130B’、电池130C’、一个或多个传感器(例如，传感器132A和/或传感器132B等)、用户接口134’、通信接口136’和/或加热器146’等，其可以类似于图1A所示的电子烟100的组件。两个或更多个组件可以集成为单一芯片、逻辑模块、PCB等以减小尺寸和制造成本并简化制造过程。例如，控制器170和传感器132A可以集成为单个半导体芯片。

控制器170可以执行各种操作，例如，加热器校准、加热参数调节/控制、剂量控制、数据处理、有线/无线通信、更综合的用户交互等。存储器180可以存储由控制器170执行的指令以操作电子烟100’，并执行各种基本和高级的操作。此外，存储器180可以存储由控制器170采集的数据，例如使用数据、参考数据、诊断数据、误差数据等。充电/放电保护电路130B’可以被提供以防止电池130C’被过度充电、过度放电、和/或被过多的电力损坏等。由电源接口130A’接收的电力可以经由充电/放电保护电路130B’提供至电池130C’。可替换地，控制器170可以在充电/放电保护电路130B’不可用时执行充电/放电保护操作。在该情况下，由电源接口130A’接收到的电力可以经由控制器170提供至电池130C’。

信号发生器172可以连接至控制器170、电池130C’等，并且可以被配置为生成功率控制信号，例如电流水平信号、电压水平信号、脉宽调制(PWM)占空比等，以控制供给至加热器146’的电力。可替换地，功率控制信号可以由控制器170生成。转换器174可以连接至信号发生器172或控制器170以将来自信号发生器172的功率控制信号转换成提供至加热器146的电力。利用该配置，来自电池130C’的电力可以经由信号发生器172或经由信号发生器172和转换器174传递至加热器146’。可替换地，来自电池130C’的电力可以经由控制器170传递至信号发生器172，并直接地或经由信号至功率转换器174传递至加热器146。

电压传感器176和电流传感器178可以被提供来分别检测加热器146’的内部电压和电流，以用于加热器校准、加热参数控制等。例如，每个加热器146可以具有稍微不同的加热温度，这可能是由电阻的小的偏差导致。为了产生更一致的逐单元的加热温度，集成的传感器/控制器电路132可以测量加热器146的电阻并相应地调节加热参数(例如，输入电流水平、加热持续时间、电压水平等)。这个电阻变化也可在制造期间被测量并作为补偿因子被存储在存储器中。存储补偿因子的存储器可位于电子烟的不同部分中。在一个实施方式中，具有可更换的雾化盒的电子烟可将补偿因子存储在位于雾化盒内的存储器中。在电子烟是一次性电子烟的另一实施方式中，补偿因子可存储在一次性电子烟的存储器中。而且，加热器146的加热温度可以在加热器146开启时改变。集成的传感器132/控制器170电路可以在加热器146开启时监测电阻的变化并实时地调节电流水平以将加热温度维持在基本上相同的水平。此外，集成的传感器132/控制器电路170可以监测加热器146是否过热和/或出了故障，并在加热温度高于预定温度范围和/或加热器146或其他组件出故障时为了安全目的而禁用加热器146。

在本公开的一些实施方式中，预测算法可用于预测电子烟的使用方面。预测算法可考虑由系统记录的数据、存储在电子烟中的存储器中的数据表格和传感器信息。在一个实施方式中，电子烟可使用由设备存储的数据。通过利用由系统记录的数据，电子烟可试图预测电子烟的未来使用模式。可被预测的使用模式包括由用户通过电子烟抽出的空气的量、用户的一次抽吸的长度、用户进行的抽吸之间的时间量和其它变量。电子烟也可试图同时预测多个变量并使电子烟的加热基于这些预测。预测可用于通过依赖于来自用户的历史数据来确保加热器在使用期间在适当的温度下。在另一实施方式中，电子烟可使用存储在电子烟中的存储器中的数据表格来试图预测未来使用模式。在数据表格中列出的信息可从关于来自被收集和平均化以产生“普通用户”的数据的上面列出的变量的信息或特别地由用户供给到网站、手机应用、包装盒接口、电子烟接口的信息获取，或其它方法。在另一实施方式中，电子烟可使用存在于电子烟内的各种传感器来预测未来使用并相应地控制电子烟加热器。在又一实施方式中，电子烟包括MEMS陀螺仪或其它运动感测设备，其检测用户何时移动电子烟，使得用户可能将不久使用设备。这个数据可感测下列运动：电子烟从包装盒被移除或从放置地点被拿到用户的嘴里。上面的预测算法还可用于在检测到启动之后关闭电子烟。

在本公开的另一实施方式中，可控制在电子烟中的加热器的各种参数。可通过各种手段——包括使用闭环系统和/或开环系统——来控制加热器。在本公开的又一实施方式中，升压转换器可与加热器控制系统包括在一起。升压转换器可用于升高从电子烟的电池接收的电压或平衡来自电池并被发送到加热器的电压。升压转换器可被包括在闭环和开环系统中。

图3示出用于控制电子烟中的加热器314的闭环系统。用于控制在电子烟中的加热器314的闭环系统可包括存储器310、MCU 311、加热器314、传感器313和发射机和/或接收机312。在所示实施方式中，存储器310可存储程序、数据日志或可由MCU 311使用来控制加热器314的其它信息。MCU 311可从传感器313接收信号，并且还可将信息传输到发射机和/或接收机312。发射机和/或接收机312可包括蓝牙、WiFi、CDMA、LTE、ZigBee和其它方法以传输并接收信息。响应于由MCU 311接收的信号，MCU 311可开启和关闭加热器314。各种类型的传感器可由在所示系统中的MCU 311使用来控制加热器314。可被使用的一些传感器包括：电流传感器、热变电阻器、热电偶和电阻温度检测器等。传感器313可连同存储器310一起由MCU 311使用来将加热器314维持在对电子烟而言理想的温度。在一些实施方式中，理想温度可基于被加热的汁而改变。一些汁的理想温度可以是200℃，然而其它汁可具有更高或更低的理想温度。也可能特定的汁具有理想的一定范围的温度，且加热器314可被控制，使得温度停留在期望范围内。在各种实施方式中，汁可包括液体溶液、粉末、固体、凝胶或被设计成将味道、尼古丁或其它期望输出输送给用户的其它介质。在一些实施方式中，汁可包含含有尼古丁的介质。电子烟可配置成使得MCU 311能够确定所使用的汁的类型。所使用的汁的类型可由发射机和/或接收机312或通过其它过程传输到MCU 311。所使用的汁的类型也可通过如由传感器313感测的、加热器对如由MCU 311执行的加热周期的响应来确定。在确定在电子烟中使用的汁的类型之后，MCU 311可使用存储器310来确定温度和其它可控制的变量的理想值。MCU 311可通过使用各种方法——包括脉冲宽度调制、脉冲振幅调制和周期长度——来控制加热器314的温度。在图6中描绘了由在闭环系统中的MCU 311控制的加热器314的加热分布图的一个实施方式。

MCU 311还可控制可存在于电子烟中的不同类型的加热器314的加热。在具有可更换的雾化盒的电子烟中，可根据在雾化盒内包括的汁来使用不同的加热器315。在一些实施方式中，加热器314可以是多孔加热器，而在其它实施方式中，加热器315可以是陶瓷加热器。使用MCU 311来控制对不同类型的加热器的输出可能很重要，因为各种加热器可通过不同的方法来被驱动。

图4示出根据本公开的加热器控制系统的实施方式。本文所述的加热器控制系统在一些实施方式中可以是开环系统而在其它实施方式中可包括闭环系统。在闭环系统中，MCU 410可以电耦合到传感器413、加热器414和场效应晶体管415。传感器413可以热耦合到加热器414，使得在加热器414的温度中的变化可由传感器413感测到。传感器413可包括热变电阻器、光学热传感器、热电偶和/或电阻温度检测器。传感器413可将温度或其它信号发送到MCU 410，使得加热器414的温度可以在最佳范围内。场效应晶体管415可向加热器414提供电流并可经由MUC 410由脉冲宽度调制器416控制。脉冲宽度调制416可由MCU 410使用来控制加热器414的温度。在一些实施方式中，脉冲宽度调制可由可驱动加热器414的单个微处理器提供。

在一个实施方式中，MCU 410可在开启和关闭之间切换。在其它实施方式中，脉冲的宽度和周期都可由MCU 410控制。由MCU 410使用的脉冲的宽度和周期可基于存在于电子烟中的加热器分布图而改变。可用于一种类型的加热器的分布图可与可用于其他类型的加热器的分布图明显不同。可选地，MCU 410可改变被输送到加热器414的电压或电流以控制加热器414的温度。在一个实施方式中，加热器控制系统可经由加热器的电阻来测量电流，在这个实施方式中的系统可以高分辨率测量加热器的电流。当加热器温度提高时，线圈的电阻可稍微增加。例如在一个实施方式中，加热器的电阻可增加1-5％之间。当加热器的电阻增加时，加热器获得的电流可减少，且较低的电压降可出现在FET两端。这个实施方式可测量FET两端的电压降或被分配到加热器的电流，并可使用那个信息来估计加热器温度。在另一实施方式中，系统可测量FET两端的电压变化或被分配到加热器的电流，并可使用那个信息来估计加热器温度。在图5中示出了由在开环系统中的MCU 411控制的加热器414的加热分布图的一个例子。

开环加热器控制系统也可在预测算法内操作。当MCU 410确定要在加热周期期间应用的加热分布图时，预测算法可考虑一个或多个变量。预测算法可考虑环境温度、空气流速(其中较高的调制可用于较高的空气流速，以及较低的调制可用于较低的空气流速)、电池寿命、电池电荷、电池电压、电子烟的老化、加热元件的老化、从电子烟进行的抽吸的次数、所进行的抽吸的持续时间、雾化盒的寿命、由电子烟释放的汁的量、被释放的汁的类型和在电子烟中的特定加热元件等。MCU 410可在预测算法内使用这些变量中的任一个或使用这些或其它变量中的多个。MCU 410还可使用这个信息来控制加热器以及电子烟。MCU410可用于检测可最小化模型或其它不想要的问题的信息。MCU 410可使用上面列出的信息来在抽吸之间的规定时间长度之后禁用且不加热特定电子烟或雾化盒。其中的一个例子可以是如果第一次抽吸在超过一个月之前进行，则MCU 410不给雾化盒中的加热器供电。其中的另一个例子是如果自最后一次在雾化盒中进行抽吸已经过去了超过一个月的时间，则不给雾化盒中的加热器供电。再一个例子可以是，雾化盒或电子烟具有失效日期，该失效日期在电子烟或雾化盒被制造之后的一段设定的时间长度处发生。

图7描绘了根据本公开的电子香烟520的实施方式。在图7中描绘的电子香烟520可包括一次性电子香烟520，其可包括外壳521、传感器522、MCU 523、FET 524和加热器线圈525。MCU 523还可包括存储器528。存储器528可存储由MCU 523执行的指令以操作电子香烟520并执行各种基本和高级操作。此外，存储器528可存储由MCU 523收集的数据，例如使用数据、参考数据、诊断数据、误差数据等。电子香烟520还可包括汽化物质(未示出)。

图8描绘了根据本公开的电子香烟540的另一实施方式。在图8中描绘的电子香烟540可包括电池部分541和雾化盒部分542。电池部分541可包括第一外壳547、传感器544、MCU 545、第一存储器546和FET 548。雾化盒部分542可包括第二外壳550、加热器线圈551和第二存储器552。电池部分541和雾化盒部分542可配置成通过螺纹、摩擦配合或本领域中的技术人员已知的其它机制安装在一起。电池部分541可进一步配置成容纳电池(未示出)，其在一些实施方式是可再充电的。雾化盒部分542还可包括汽化物质(未示出)。

图9示出了显示由本公开的一个实施方式使用的加热器补偿的方法的流程图。该方法包括下面的步骤：

在步骤610，控制器检测传感器是否被启动；

在步骤612，如果控制器检测到传感器被启动，则控制器读电池电压；

在步骤614，控制器从存储器读取加热器参数；

在步骤616，控制器基于电池电压和加热器参数确定用于加热器控制的脉冲宽度调制；

在步骤618，控制器在期望的脉冲宽度调制下驱动加热器；

在步骤620，控制器检测传感器是否被启动，如果传感器被启动，则控制器转到步骤618并再次在期望的脉冲宽度调制下驱动加热器，如果传感器未启动，则控制器转到步骤622并进入睡眠模式；

在步骤622，控制器进入睡眠模式，且该方法回到步骤610。

图10示出了显示由本公开的一个实施方式使用的闭环加热器补偿的方法的流程图。该方法包括下面的步骤：

在步骤630，控制器检测传感器是否被启动；

在步骤632，控制器打开加热器；

在步骤634，控制器读取发往控制器的电流或温度信号；

在步骤636，控制器与PID控制进行通信并确定用于加热器的脉冲宽度调制；

在步骤638，控制器在期望的脉冲宽度调制下驱动加热器；

在步骤640，控制器检测传感器是否被启动；如果传感器被启动，则该方法返回到步骤634以读取电流或温度信号；如果传感器未被启动，则该方法继续到步骤642；

在步骤642，控制器进入睡眠模式且该方法回到步骤630。

图11A描绘了配置成在没有电流感测电阻器的情况下测量电子香烟的电阻变化的电路的图的实施方式。电路可包括MCU 710、FET 714、加热器线圈711、电池712、低通滤波器715、增益716、偏移717和输出信号720。

图11B描绘了配置成在没有电流感测电阻器的情况下测量电子香烟的电阻变化的电路的图的实施方式。电路可包括MCU 710、FET 714、加热器线圈711、电池712、高分辨率ADC 713和输出信号720。在一个实施方式中，高分辨率ADC只可以在FET 714开启时感测。通过使用高分辨率ADC，低通滤波器、增益和偏移是不需要的。在另一实施方式中，电路还可包括惠斯通桥。惠斯通桥可允许电路在加热器线圈不在使用时感测加热器线圈的温度。

图12A描绘了配置成在有电流感测电阻器的情况下测量电子香烟的电阻变化的电路的图。电路可包括MCU 730、FET 734、加热器线圈731、电池732、感测电阻器738、低通滤波器735、增益736、偏移737和输出信号740。

图12B描绘了配置成在有电流感测电阻器的情况下测量电子香烟的电阻变化的电路的图。电路可包括MCU 730、FET 734、加热器线圈731、电池732、感测电阻器738、高分辨率ADC 733和输出信号740。在一个实施方式中，高分辨率ADC只可以在FET 714开启时感测。通过使用高分辨率ADC，低通滤波器、增益和偏移是不需要的。在另一实施方式中，电路还可包括惠斯通桥。惠斯通桥可允许电路在加热器线圈不在使用时感测加热器线圈的温度。

图13是描绘了可针对电池电压的变化的强度发生的脉冲宽度调制的曲线图。脉冲宽度调制761在电池的电池电压760较高时降低。当电池电压760减小时，控制器可增加脉冲宽度调制761。通过控制脉冲宽度调制761，控制器可保持对加热器或电子香烟的其它雾化机构的温度的输出的增强的控制

图14是描绘了可针对电池电压的变化的强度和加热器参数发生的脉冲宽度调制的曲线图。控制器可利用第一脉冲宽度调制771、第二脉冲宽度调制772和第三脉冲宽度调制773。在一个实施方式中，控制器可利用任何数量的所存储的脉冲宽度调制方案，其存储在可由控制器访问的存储器内。在又一些其它实施方式中，控制器可将脉冲宽度调制方案存储在控制器本身中。控制器可以读取电池电压770并读取加热器参数。控制器可接着确定针对电池电压770和所存在的加热器参数应该发生的脉冲宽度调制。图14示出了当电池电压770下降时增加的三个脉冲宽度调制安排。也可基于加热器或其它雾化机构的期望性能来使用其它脉冲宽度调制安排。

图15是示出了针对穿过系统的空气的各种流速的到线圈的功率输出的几个版本的曲线图。该曲线图包括：不包括脉冲宽度调制的第一功率输出780、包括线性脉冲宽度调制的第二功率输出781和包括指数脉冲宽度调制的第三功率输出782。第一功率输出780从到线圈的无功率输出的初始状态开始，直到第一阈值784被满足。第一阈值780可包括空气流的各种量。在一些实施方式中，第一阈值可根据由系统接收的数据来改变。一旦第一阈值784被满足，第一功率输出就将功率输出增加到针对大于第一阈值784的任何流速的一个设定量。第二功率输出781从到线圈的无功率输出的初始状态开始，直到第一阈值784被满足。一旦第一阈值784被满足，第二功率输出781就随着由系统观察到的流速的增加以线性的方式增加。第三功率输出782从到线圈的无功率输出的初始状态开始，直到第一阈值784被满足。一旦第一阈值784被满足，针对流速的变化而在功率输出中的增加的速率可遵循指数曲线。脉冲宽度调制的指数曲线可包括很多不同类型的指数曲线，取决于系统的期望特性。在图15中所示的各种曲线示出了对于各种感测到的流速控制可被输出到线圈的最大功率的百分比的可选方式。系统可包括这些控制程序中的一个或多个。实际上输出到线圈的功率的量可在本文所示的所有三个实施方式中改变。在另一实施方式中，系统或电子香烟还可包括预加热部分。在这个实施方式中，系统可包括当任何空气流被感测到或否则由系统确定时的初始功率输出，以在阈值被满足之前将加热器预加热。

图16示出了对于不同流速用于改变系统的线圈温度的系统的几个实施方式的曲线图。线圈温度可包括第一平坦温度曲线801、第二平坦温度曲线802、第三平坦温度曲线803、第一倾斜温度曲线804、第二倾斜温度曲线805和第三倾斜温度曲线806。曲线图还示出第一非线性倾斜曲线810和第二非线性倾斜曲线811。第一平坦温度曲线801、第二平坦温度曲线802和第三平坦温度曲线803每个绘出包括在线圈之上的空气或其它流体的各种流速期间保持线圈上的恒定温度的系统。如前面在图15中看到，没有功率被供应到线圈，直到阈值流速813被确定为止。在阈值流速813被确定之后，在系统内的线圈到达预定温度。当流速增加时，第一平坦温度曲线801、第二平坦温度曲线802和第三平坦温度曲线803中的每一个由系统保持在恒定温度下。第一倾斜温度曲线804、第二倾斜温度曲线805和第三倾斜温度曲线806每个包括当由系统确定的流速增加时以线性方式增加的线圈温度。一旦阈值流速813由系统检测到，线圈温度就到达初始预定温度。当系统检测到增加的流速时，线圈的温度以线性方式增加。在一个实施方式中，每个倾斜温度曲线的斜率可根据预先编程的计划来改变。在另一实施方式中，每个倾斜温度曲线的斜率可由用户选择。类似地，第一非线性倾斜曲线810和第二非线性倾斜曲线811都可包括各种非线性曲线。在一个实施方式中，第一非线性倾斜曲线810和第二非线性倾斜曲线811可包括当流速增加时以指数方式增加的指数曲线。在其它实施方式中，当流速增加时，每个非线性倾斜曲线可包括温度的降低或增加。这可在更多的空气流流过线圈时允许线圈变得更热。在另一实施方式中，系统或电子香烟还可包括预加热部分。在这个实施方式中，系统可包括当任何空气流被感测到或否则由系统确定时的初始功率输出，以在阈值被满足之前将加热器预加热。

在另一实施方式中，电子抽烟装置或系统可跟踪用户如何从电子抽烟装置抽吸并可获悉用户的抽吸风格并选择优选的温度曲线。系统可跟踪多种类型的信息，包括抽吸的长度、在线圈上的空气流的量、在抽吸的整个长度上的空气流的变化和如本领域中的技术人员将知道的其它信息。可接着从这些数据确定线圈温度曲线。在另一实施方式中，系统可包括线圈的最大温度。在一个实施方式中，最大温度可被设置在比损坏或破坏存在于电子抽烟装置内的任何尼古丁的水平低的值处。最大温度可在制造过程期间被设置或可在可更换的雾化盒或其它装置附着到系统时被传递到系统。不同的雾化盒可包括不同的最大温度。在其它实施方式中，线圈可包括第一线圈，且系统或电子抽烟装置可包括多个线圈。多个线圈中的每个可包括如在本文所述的控制程序。在一个实施方式中，每个线圈可包括不同的控制程序。在另一实施方式中，最大温度可由系统使用来确定加热器可能不与待加热的介质接触。在这个实施方式中，加热器的温度可被监测，且如果系统检测到预定温度分布图，则系统可降低或停止加热器。在一个实施方式中，当加热器与待加热的介质接触时，系统可检测温度的平台区域。当加热器或芯是干的时，加热器的温度可以成尖峰。在各种实施方式中，系统或MCU可确定在温度中的感测到的尖峰是介质不再由加热器加热的征兆，并减小被发送到加热器的电力的量或关闭加热器。

在另一实施方式中，可以用其它所跟踪的信息代替在图16的y轴中示出的线圈温度。在各种实施方式中，可以用尼古丁输送的量、所产生的蒸汽的量、味道输送的量、有效载荷输送或其它期望变量代替线圈温度。在一个实施方式中，电子抽烟装置可配置成通过控制被输送到线圈的电力的量或至少一个线圈的温度来输送一致量的尼古丁。可通过不同的外部因素——包括在电子抽烟装置内的液体的水平或由用户进行的抽吸的强度——来输送一致量的尼古丁。在一个实施方式中，可通过对通过电子抽烟装置抽吸较低量的空气的用户使用较高的温度并对通过电子抽烟装置抽吸较高量的空气的用户使用较低的温度来实现一致的尼古丁输送。在另一实施方式中，采取更激烈的抽吸或通过电子抽烟装置抽吸更高量的空气的用户可引起在线圈处的更高量的对流冷却。在这个实施方式中，被输送到线圈的能量的量可增加以将线圈保持在期望温度处。

在另一实施方式中，电子抽烟装置可包括至少两个线圈。第一线圈可配置成与第一液体交互作用，而第二线圈可配置成与第二液体交互作用。每个线圈可遵循如上所述的单独的控制程序。在一个实施方式中，第一液体可包括尼古丁和第一味道溶液，而第二液体可包括尼古丁和第二味道溶液。在另一实施方式中，第一液体可包括尼古丁，而第二液体可包括香料。在又一实施方式中，第一液体可包括尼古丁和第一味道，而第二液体可包括第二味道。液体还可包括形成溶液的气凝胶。

应当注意，在附图中示出的特征不一定按比例绘制，并且一个实施方式的特征可以如技术人员认识到的与其他实施方式一起使用，即使在本文未明确声明。公知的组件和处理技术的描述可被省略以便避免不必要地使本公开的实施方式模糊。本文所使用的例子仅仅旨在便于理解可以实施本公开的方式，并进一步使本领域技术人员能够实施本公开的实施方式。因此，本文的示例和实施方式不应当被解释为限制本公开的范围。此外，要注意的是，相似的参考数字在附图的全部几个视图中表示类似的部件。

如在本公开中使用的，“计算机”意指能够根据一个或多个指令操作数据的任何机器、装置、电路、组件、或模块、或机器、装置、电路、组件、模块的任何系统等，例如但不限于，处理器、微处理器、中央处理单元、通用计算机、超级计算机、个人计算机、膝上型电脑、掌上电脑、笔记本电脑、台式计算机、工作站计算机、服务器等、或处理器、微处理器、中央处理单元、通用计算机、超级计算机、个人计算机、膝上型电脑、掌上电脑、笔记本电脑、台式计算机、工作站计算机、服务器等的阵列。

如在本公开中使用的，“服务器”意指软件和/或硬件的任何组合，包括至少一个应用和/或至少一个计算机以执行用于作为客户机-服务器架构的一部分的所连接的客户机的服务。至少一个服务器应用可以包括但不限于例如应用程序，其可以通过将响应发送回客户机来接受对来自客户机的服务请求的连接。服务器可以被配置为常常在重的工作负荷下无人看管地以最小的人为指导将至少一个应用运行延长的时间段。服务器可以包括多个计算机，其被配置有根据工作负荷在计算机之间划分的至少一个应用。例如，在轻的负荷下，至少一个应用可以在单个计算机上运行。然而，在重的负荷下，可能需要多个计算机运行该至少一个应用。服务器或它的任何计算机也可以用作工作站。

如本公开中所使用的，“网络”意指但不限于例如以下项中至少之一：局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、个人区域网(PAN)、校园区域网、企业区域网络、全球区域网络(GAN)、宽带区域网络(BAN)、蜂窝网络、因特网等，或前述项的任意组合，前述项的任一个可以被配置为经由无线和/或有线通信媒介传送数据。这些网络可以运行不限于TCP/IP、IRC或HTTP的各种协议。

如在本公开中使用的，“计算机可读介质”意指参与提供可由计算机读取的数据(例如指令)的任何介质。这样的介质可采取很多形式，包括非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质可包括例如光盘或磁盘和其它持久性存储器。易失性介质可包括动态随机存取存储器(DRAM)。传输介质可包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含耦合到处理器的系统总线的电线。传输介质可包括或传送声波、光波和电磁辐射，例如在射频(RF)和红外(IR)数据传输期间产生的那些。计算机可读介质的共同形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其它存储器芯片或插入式片盒、如在下文中所述的载波或计算机可读的任何其它介质。计算机可读介质可包括“云”，其包括文件在多个(例如数千个)计算机上的多个(例如数千个)存储器高速缓存器当中的分布。

在将指令的序列运送至计算机中可以涉及各种形式的计算机可读介质。例如，指令的序列(i)可以从RAM输送至处理器，(ii)可以在无线传输介质上运送，和/或(iii)可以根据许多格式、标准或协议——包括例如WiFi、WiMAX、IEEE 802.11、DECT、0G、1G、2G、3G或4G蜂窝标准、蓝牙等——来设定格式。

如本公开中使用的，术语“包括”、“包含”及其变形意指“包括但不限于”，除非另有明确规定。

如本公开中使用的，术语“一”、“一个”和“所述”意指“一个或多个”，除非另有明确规定。

相互通信的装置不需要彼此连续通信，除非另有明确规定。另外，彼此通信的装置可以直接通信或通过一个或多个媒介物间接通信。

尽管过程步骤、方法步骤、算法等可以以连续的顺序被描述，但这种过程、方法和算法可以被配置为以交替顺序工作。换句话说，可以被描述的步骤的任何次序或顺序并非必然指示要以该顺序执行步骤。这里描述的过程、方法或算法的步骤可以以任何实际顺序执行。此外，一些步骤可以同时执行。

当本文描述单个装置或物品时，显而易见的是，多于一个装置或物品可以代替单个装置或物品来使用。类似地，在本文描述多于一个装置或物品的情况下，显而易见的是，单个装置或物品可以代替多于一个装置或物品来使用。装置的功能或特征可以可替换地由未被明确地描述为具有这样的功能或特征的一个或多个其他装置体现。

Claims (20)

1.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在由电子抽烟装置的控制器执行时使所述控制器：

基于抽烟行为检测传感器启动；

响应于所述传感器启动从电池接收电池电压；

从存储器读取至少一个加热器参数；

确定所述电子抽烟装置的贮液器内的溶液类型；

基于所述电池电压、所确定的溶液类型和所述至少一个加热器参数来确定用于加热器控制的脉冲宽度调制；以及

以所确定的脉冲宽度调制驱动加热器。

2.如权利要求1所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括获得存储在所述存储器中的加热分布图。

3.如权利要求1所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令包括：从电流传感器、热变电阻器、热电偶和电阻温度检测器之一接收响应，并基于所述加热器的温度、电压或电流来确定所述脉冲宽度调制。

4.如权利要求1所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：针对所确定的溶液类型，从所述存储器确定理想温度值。

5.如权利要求1所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括使用预测算法来确定所述脉冲宽度调制。

6.如权利要求5所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括使用所述预测算法来确定所述加热器的类型，其中，所述加热器参数对应于所述加热器的类型。

7.如权利要求5所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：从空气流传感器接收空气流速，并且其中，所述预测算法利用所述空气流速。

8.如权利要求7所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：当所述空气流速改变时，以恒定的温度驱动所述加热器。

9.如权利要求7所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：当所述空气流速增加时，以线性方式增加所述加热器的温度。

10.如权利要求7所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：当所述空气流速增加时，以指数方式增加所述加热器的温度。

11.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令当由电子抽烟装置的控制器执行时使所述控制器：

从传感器接收信号，其中所述传感器被配置为检测抽烟行为；

响应于来自所述传感器的所述信号，从存储器获得用于第一加热周期的指令；

根据所述第一加热周期操作加热器；

从第二传感器接收对所述加热器上的所述第一加热周期的响应；

基于所述加热器的响应确定所述电子抽烟装置的贮液器内的溶液的类型；

基于所确定的溶液的类型和从所述存储器获得的用于所确定的溶液的类型的指令确定脉冲宽度调制；以及

在第二加热周期内以所确定的脉冲宽度调制来操作所述加热器。

12.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括获得存储在所述存储器中的加热分布图。

13.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令包括：

从电流传感器、热变电阻器、热电偶和电阻温度检测器之一接收所述响应；以及

基于所述加热器的温度、电压或电流来确定所述脉冲宽度调制。

14.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：针对所确定的溶液类型，从所述存储器确定理想温度值。

15.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括使用预测算法来确定所述脉冲宽度调制。

16.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括使用所述预测算法来确定所述加热器的类型并在所述预测算法内利用所述类型。

17.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：从空气流传感器接收空气流速，并且其中，所述预测算法利用所述空气流速。

18.如权利要求17所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括：当所述空气流速改变时，以恒定的温度操作所述加热器。

19.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括基于所述电子抽烟装置的电源的检测到的电压来调节所述脉冲宽度调制。

20.如权利要求19所述的计算机可读介质，其中，确定所述脉冲宽度调制的指令还包括响应于所测量的电池电压的降低来增加所述脉冲宽度调制。