CN111656862B - 便携式感应加热器 - Google Patents

Abstract

公开了一种便携式感应加热器。该便携式感应加热器总体上由壳体和联接到该壳体上的盖组成。该盖具有一个或多个孔以及与该一个或多个孔的至少一个孔相连的容腔。该容腔被定位成邻近该壳体内的感应加热元件。盖拨动杆可旋转地联接到盖，从而覆盖和暴露一个或多个孔中的至少一个孔，从而提供通向位于壳体内的感应加热元件附近的容腔的通路。还公开了一种用于加热手持式配流装置的系统。

Description

便携式感应加热器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月30日提交的美国临时专利申请序列号62/592,909的优先权，其标题为“便携式感应加热器(PORTABLE INDUCTION HEATER)”，其全部内容通过引用全篇地并入本文。

技术领域

本发明涉及感应加热装置领域。本发明更具体地涉及便携式感应加热装置领域。

背景技术

目前可用的电池供电的便携式汽化器或配流装置的其中两个最显著的挑战是电池容量和总体耐久性。

这两个问题都源于小尺寸装置中固有的空间限制。通过从手持装置移除两个最代表问题的部件，即加热物质的电力供应器和装置的控制电路，可以以更耐用的方式使配流装置小型化和构造配流装置。为此，将电力供应器和控制电路布置在单独的模块中将允许更高的容量和更好的耐久性。因此，本领域需要一种可与汽化器及其它配流装置一起使用的便携式感应加热器。

发明内容

因此，提供了一种便携式感应加热器。本文所公开的便携式感应加热器引入一种简单的方式来快速且容易地将小尺寸且分立的感应兼容配流装置加热至汽化温度。这通过利用非接触装置以新颖的方式实现，所述非接触装置经由振荡电磁场传递升高配流装置的提取容腔的温度所需的能量。该装置和加热方法的使用允许所有的或大部分的电气部件与提取装置完全分开和隔离。此外，电气部件的隔离有助于提供简单的措施来保护敏感的电子部件免受环境危害。

在实施例的一个或多个示例中，公开了一种便携式感应加热器，该便携式感应加热器总体上由壳体和联接到该壳体上的盖构成。该盖具有一个或多个孔以及与该一个或多个孔的至少一个孔连通的容腔。该容腔被定位成邻近该壳体内的感应加热元件。盖拨动杆可旋转地联接到盖，以覆盖和暴露一个或多个孔中的至少一个孔，从而提供通向位于壳体内的感应加热元件附近的容腔的通路。

公开了一种附加的便携式感应加热器，包括壳体和可移除地固定到所述壳体的盖，所述盖具有盖拨动杆，所述盖拨动杆可在所述盖上旋转并且构造成覆盖和露出孔。感应容腔被提供在该壳体中并且与该孔对齐。该感应容腔被配置成用于接纳配流装置的一部分。感应加热线圈被定位成当所述装置被定位在该感应容腔中时加热该配流装置。微控制器与所述感应加热线圈通信并与感测装置通信，所述感测装置被配置为检测所述感应容腔中所述配流装置的存在或不存在。该感应加热线圈可由该微控制器控制并且电源被布置成按需将电力递送至该微控制器、感测装置、以及感应加热线圈中的一个或多个。

还公开了一种用于加热手持式配流装置的系统。该系统包括罐，其中具有微控制器。该微控制器与感应线圈通信并且响应于检测到该手持式配流装置在该罐内存在而对该感应线圈进行可操作地进行控制和供电。

根据本发明的装置、系统和方法的这些和其它特征和优点在以下实施例的各种示例的详细描述中描述，或从以下实施例的各种示例的详细描述中显而易见。

附图说明

将参考以下附图详细描述根据本发明的系统、装置和方法的实施例的各种示例，在附图中：

图1是根据一个或多个实施例示例的便携式感应加热器的立体图。

图2是图1的便携式感应加热器的另一立体图。

图3是图1的便携式感应加热器的另一立体图，示出了具有盖拨动杆的盖，该盖拨动杆旋转以提供通向容腔的通道。

图4是图1的便携式感应加热器的盖的顶部立体图，示出了具有如图3所示旋转的盖拨动杆的盖。

图5是图4的便携式感应加热器的盖的顶部立体图，示出了具有处于关闭位置的盖拨动杆的盖。

图6是根据实施例的一个或多个替代性示例的便携式感应加热器的立体图，以虚线轮廓或至少部分透明的形式示出了替代性盖拨动杆。

图7是图6所示的便携式感应加热器的立体图，以实线示出了盖拨动杆，并且示出了至少部分地插入到容腔中的配流装置。

图8是图1和图6的便携式感应加热器的立体图，示出了与壳体分离的盖。

图9是具有附接的电路板的盖的立体图，并且示出了用于图1和图6的便携式感应加热器的一个或多个示例的感应容腔和电池容器。

图10是具有附接的电路板的盖的立体图，并且示出了用于图1和图6的便携式感应加热器的一个或多个示例的存储容腔。

图11是图9和10中所示的具有附接的电路板的盖的侧视正面立体图。

图12是与图1和图6的便携式感应加热器的一个或多个示例一起使用的示例性电路板的第一侧的平面图。

图13是与图1和图6的便携式感应加热器的一个或多个示例一起使用的示例性电路板的第二侧的平面图。

图14是示出如本文所述和图1-13所示的便携式感应加热器的一个或多个示例的微控制器和操作部件的相互通信的流程图。

图15是根据图1和图6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的示例示意性电路图，示出了编程器、电池、3.3V稳压器、磁功率开关、I2C上拉、微控制器、感应加热器、光电池和LED输出电路的代表性示例。

图16是根据图1和6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的示例示意性电路图，示出了电池前端电路的代表性示例。

图17是根据图1和图6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的示例示意性电路图，示出了USB PD控制器和较高电压充电电路的代表性示例。

图18是根据图1和6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的可替代示例示意性电路图，示出了电池充电电路的代表性示例。

图19是根据图1和图6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的替代示例示意性电路图，示出了电池、磁功率开关和3.3V稳压器电路的代表性示例。

图20是根据图1和图6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的替代示例示意性电路图，示出了升压转换器、VBUS测量和基准电路的代表性示例。

图21是根据图1和图6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的替代示例示意性电路图，示出了配流装置感测(蒸汽感测)、微控制器、编程器、LED输出和热敏电阻上拉电路的代表性示例。

图22是根据图1和6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的可替代示例示意性电路图，示出了输出电路的代表性示例。

图23是根据图1和6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的可替代示例示意性电路图，示出了感应加热器电路的代表性示例。

图24是根据图1和6的便携式感应加热器的实施例的一个或多个示例的可替代示例示意性电路图，示出了USB C防水连接器电路的代表性示例。

应当理解，附图不一定按比例绘制。在某些情况下，可能已省略对于理解本发明不必要的细节或省略致使其它细节难以察觉的细节。为了便于理解和简化，当元件在不同附图中是相同的时，在多个图示中对该元件使用相同附图标记。当然，应当理解，本发明不一定局限于这里所示的具体实施例。

具体实施方式

参考附图，示出并描述了便携式感应加热器100。根据在此描述的实施例的一个或多个优选示例，便携式感应加热器100是用于配流装置(例如但不限于汽化器)的加热装置，该加热装置在优选实施例中使用感应来在配流装置内产生热量。通常，便携式感应加热器100包括电力供应器，该电力供应器连接到用于产生振荡电磁场的适当电路。用感应线圈使该电磁场集中，该感应线圈位于允许配流装置102加热容易的位置(其示例示于图7中)。便携式感应加热器100中的感应加热是由一个或多个线圈中的快速振荡电场引起的，该线圈在置于线圈中的某些金属中产生电流。因为配流装置102的金属具有电阻，所以所感应的电流将产生热量。热量从被加热的金属内部产生。

这里提供了各种流程图和电路图来说明所讨论的部件的互连和可操作性的示例，并提供了用于完成所标识的任务的合适装置的一个或多个示例(一般参见图14-24)。这些流程图和电路图通常以结合本文所述的便携式感应加热器的某些方面的讨论为准。应当理解，这些示例是为了说明的目的而提供的，并且在不脱离本发明的总体范围的情况下可以对这些示例进行改变。

参照图1-8，示出了根据实施例的一个或多个示例的便携式感应加热器100。便携式感应加热器100具有包围各种操作部件的壳体104或罐。盖106可以安置在壳体104上，并且在一个或多个实施例中可拆卸地固定到壳体104。在一些实施例中，盖106紧贴地装配、密封或刚性地固定到壳体104。更具体地，壳体104具有顶部108和底部110。盖106固定到壳体104的顶部108，并且在实施例的一些示例中可以通过卡扣配合固定在壳体104的边沿上。在所示实施例中，壳体104大致为圆柱形。更具体地，在一些实施例中，壳体104略呈锥形，类似于杯。虽然具体示出了圆柱形和/或锥形圆柱形壳体104或罐，但是可以设想，其他几何形状也可以适用于本文所述的便携式感应加热器。

图1-11所示的盖106通常是平坦的，并且具有向下延伸以允许固定到壳体104或罐或与壳体104或罐接合的外部唇缘或颈环112。在实施例的一个示例中，盖106，并且具体是盖106的颈环112通过摩擦配合接合壳体104或罐的顶部108，然而，连接这些元件的替代手段(例如通过配合螺纹或附接装置或粘合剂)也可以是可接受的。盖106包括多个孔114、116。如图3-4及图6所示，在盖106中示出了间隔开的第一和第二孔114、116。在所示实施例中，第一和第二孔114、116在圆形盖106的中心点的相对两侧上。然而，这些孔可以被定位在多个位置中以实现在此提供的目的。另外，虽然示出了两个孔114、116，但是可以在盖106上提供一个孔或多于一个的孔(例如，多于两个的孔)。为此，在图6所示的实施例的一个或多个附加示例中，在盖106中提供了用于USB-C(充电)连接器(在下文中更详细地讨论)的附加孔118。

盖拨动杆120旋转地固定到盖106。所示实施例中的盖拨动杆120通过枢转销或杆122被固定在盖106的中央。然而，适合于所提供目的的任何位置都是可接受的。图1和图3-5所示的盖拨动杆120具有第一端124和与第一端相对的第二端126。盖拨动杆120还具有宽度，该宽度延伸的尺寸比盖孔114、116(和/或118)的直径或宽度更宽。在图3-7中，示出的盖拨动杆120具有第一端124和第二端126(参见图3-5)或区段(图6-7)，其定位成使得盖拨动杆120可以围绕枢转销或杆122旋转并且定位在盖106上的一个或两个孔114、116上。在图6-7中，盖拨动杆120具有与盖形状的一部分相对应的形状，例如楔形或近似半圆形。换句话说，盖拨动杆120覆盖盖106的一部分和一个或多个孔114、116、118。盖拨动杆120还可以包括一个或多个磁体128(参见图6)，并且在优选实施例中包括至少两个磁体。这些磁体128的位置/间隔被设置成，在盖拨动杆120的某些旋转取向上，使磁体128位于磁性簧片开关(下文更详细地讨论)上方。

壳体104、盖106和盖拨动杆120可以由相同或相似的材料构成，或者可以由不同的材料构成。在实施例的一个或多个示例中，耐用的刚性或半刚性材料，例如金属或塑料可以用于壳体104和/或盖106和/或盖拨动杆120。另外，在实施例的一个或多个示例中，材料可以是耐热的。在实施例的其他示例中，材料可以不导热，或者可以限制热传递。壳体104和盖106可以通过本领域已知的手段来构造或形成。

参照图8-13，第一容腔或浅容腔130和第二容腔或深容腔132固定或附接在盖106下面。浅容腔130具有小于深容腔132的长度，且可经配置以接纳配流装置102的一部分。每个容腔130、132可以是圆柱形的，具有与盖106中的孔114或116对准的开口端，以及与开口端相对的封闭端。虽然圆柱体被示出和描述为具有圆柱形，但是出于所提供的目的，替代的几何形状可以是可接受的。如所示，每个容腔130、132可以向盖106中的孔114或116开放和/或连接到盖106中的孔114或116。在实施例的某些示例中，深容腔132可以储存在此描述的类型的配流装置102，并且浅容腔130可以用于感应加热；为此，浅容腔130可以是感应容腔，深容腔132可以是储存容腔。储存容腔132可以被配置或设定尺寸以将整个配流装置102容纳在盖106和/或盖拨动杆120下面。虽然描述了特定的尺寸和用途，但其变化对于所提供的目的可能是可接受的。同样地，尽管可以设想，容腔130、132可以接合到盖106或接合到保持在壳体104内的电路板或印刷电路板(PCB)，但是也可以设想，容腔130、132可以位于壳体104或罐内并与盖106中的相应孔114、116对准。

为了所提供的目的，第一容腔130和第二容腔132可以由任何合适的材料构成。在实施例的一个示例中，一个或两个容腔130、132可以由透明或半透明的耐热塑料或玻璃构成。然而，容腔130、132可以由其它耐用材料构成，并且在某些实施例中，一个或两个容腔也可以是不透明的。

在一个或多个实施例中，可以在壳体104内提供控制器或微控制器以及相关联的电路。如在图12-13中可以看到的，可以使用PCB 134，该PCB被设计成贴合地装配在外壳或壳体104内部而没有额外的支撑件，例如，具有与壳体104的形状相对应的形状。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的总体范围的情况下，可以增设一个或多个支撑件。例如，可以包括用于摇晃或跌落保护的支撑件。PCB 134垂直竖立，在其顶部具有联接到盖孔118的USB连接器。微控制器或PCB 134可耦接到盖106的下表面。为此，PCB 134可以可选地由保持装置保持在适当位置。此外，在实施例的某些示例中，小翅片可从盖106向下延伸到PCB 134以将PCB 134保持在适当位置。还考虑了保持PCB 134的可选手段，并且本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的总体范围的情况下，可以对所描述的保持机构进行改变。

如所指出的，可以提供一个或多个感应加热元件或线圈136，这些感应加热元件或线圈被定位在壳体104内，靠近或围绕被布置成用于固持配流装置102的感应容腔130，或被布置在另一个位置中以加热被插入到便携式感应加热器100中的配流装置102。在实施例的一个或多个优选示例中，感应电路是Royer振荡器，尽管出于所提供的目的，感应电路的其它变化可能是可接受的。

指示器，例如灯，可以附接到壳体104或盖106或PCB 134。在实施例的一个或多个示例中，指示器是在某一位置附接在壳体104内以使其在一个或两个容腔130、132中可见的灯。在实施例的一个或多个示例中，所述灯是LED灯。在实施例的一个或多个另外的示例中，LED是RGB公阳极装置，其具有例如三个电阻器，用于限流以调节亮度。其变化形式也是可接受的。还可以提供光电晶体管/发射器。该光电晶体管/发射器可以是一对通孔部件，该对通孔部件首先在容腔130或132的一侧上发射IR光，并且然后，其次在容腔130或132的另一侧上接收该光，其中被阻挡的光指示在该容腔中存在物体，例如配流装置102。

如所示，可以在便携式感应加热器100中提供电源或向便携式感应加热器100提供电源。该电源可以是一个或多个电池或可再充电电池，并且为此，便携式感应加热器100或PCB 134可以具有如图9、11所示的电池容器138。在实施例的一个或多个示例中，从内部可再充电电池(例如但不限于锂电池)供电。在实施例的一个或多个附加示例中，便携式感应加热器100可以与一个或多个大电流电池一起使用。虽然提供了具体示例，但其变化形式可能是可接受的。同样地，虽然具体描述了电池，但是可以设想，便携式感应加热器100可以设置有AC或DC电源线。

适当的充电和监测电路在适当的位置，并且适当的连接器在壳体104或盖106上，以允许内部电池充电。图6示出了连接器孔118的示例。可提供USB-C端口，其结合到孔118并允许充电。该连接器可以被包括并保持或隐藏在便携式感应加热器100的盖106下方。如图6所示，如果/当盖拨动杆120旋转时，连接器可被暴露和可访问。便携式感应加热器100因此还可以可移除地联接到电源线或其他充电或电力输送装置。在实施例的一个或多个优选示例中，USB-C是防水连接器(见图24)。

电源可以被配置成向便携式感应加热器100装置按需输送电力。功率可用性可以由USB PD控制器(参见图17)来管理，USB PD控制器与USB源协商以获得适当的功率量，并且可以协商以使可能的功率最大化来增加充电速度。在实施例的一个或多个示例中，USB源将仅提供5V并且高达500mA，但是在一些实施例中可以允许高达20V和3A。可以提供升压转换器(参见图20)并且在一个或多个示例中在弱电源或非C电源可用时使用该升压转换器以增加电压。在实施例的一些示例中，升压转换器可以将电压增加到13.8V。可以提供一个或多个P-沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管，以下称为直接_启用和升压_启用)来保护升压转换器不接收超过其最大输入的输入。结果，在CHARGER_IN处可能存在12.6V与20V之间的电压，该电压可以是用于充电管理芯片的输入，该充电管理芯片在实施例的一个或多个示例中是限流开关模式锂电池充电器控制器，并且确保电池被充分且安全地充电，同时使其寿命最大化。

参见图15、19，根据实施例的一个或多个示例，使用磁性簧片开关来检测便携式感应加热器100的启用。换言之，可以提供磁性簧片开关来启用/禁用便携式感应加热器100。更具体地，一个或多个磁体128设置在盖拨动开关内。当盖拨动开关旋转到指定位置时，磁体128移动并激活磁性簧片开关。这启用调节器(示为3.3V调节器)并向微控制器和支持电路和指示器供电。还可将分压器提供到微控制器的输入以允许微控制器确定开关是否接通以及电池的电压电平。

再次总体参考图14-24，在实施例的一个或多个示例中，当单元充电时，感应的操作不能发生。例如，在实施例的一些示例中，为了防止充电端口118和感应端口的同时使用和充电——这可能对电力部件施加不期望的压力——旋转盖拨动杆120或开关可以被设计成不能同时访问充电端口118和感应端口(例如，114或116)。此外，根据实施例的一个或多个示例，电池可以由内部过电压、欠电压和过电流保护电路进行电保护。为此，可以提供电池管理系统(BMS)。例如，BMS可以监测每个电池单元的电压并且观察便携式感应加热器100的电流消耗。还可以提供指示器，该指示器传达充电状态，例如但不限于灯或彩色灯或脉冲变化的灯(例如，LED灯)。一个或多个另外的安全装置可以结合到便携式感应加热器100中，例如但不限于热熔断器、热敏电阻和/或由微控制器监测温度并对特定阈值作出响应。在便携式感应加热器100中还可以存在一个或多个温度传感器。例如，可以在单元中设置两个温度传感器，一个靠近电池，另一个靠近感应线圈。这些传感器可以监测单元的状态，并且如果温度升高超过特定阈值，则传感器可以操作以防止单元工作。同样地，为了防止汲取过多的电流，可以安装熔断器以切断到便携式感应加热器100的电力。

参见图14-24，该微控制器可以与一个或多个传感器或其他装置(以下进一步详细描述)通信，这些传感器或其他装置被定位成感测是否存在配流装置102在容腔130和/或132中和/或一个或多个传感器或其他装置被定位成感测盖拨动杆120的位置，和/或一个或多个传感器或其他装置被定位成感测配流装置102和/或便携式感应加热器100的温度。此外，微控制器还可以与一个或多个热源通信。特别地，微控制器可以与一个或多个感应加热线圈通信。该微控制器还可以与一个或多个指示器通信以传达该便携式感应加热装置的各种操作。在实施例的某些示例中，还可以包括与微控制器通信的定时器。

如在图14、15、21以及其他图中所指示和示出的，在实施例的一个或多个示例中，装置可以利用机载微控制器来监测系统的状态，控制输出和/或激活某些部件，和/或测量功能装置的一个或多个属性。这些属性可以包括但不限于：监测电力供应器的温度、监测感应线圈的温度、给指示灯供电、以及允许超时和温度过高功能，这些功能可以根据便携式感应加热器100装置遇到或感测到的各种参数而被编程/重新编程和执行。在实施例的一个示例中，微控制器可以通过门驱动器控制感应电路的振荡。微控制器还可以允许对初级或次级感测感应线圈进行周期性供电，以提供确定合适的配流装置102是否已被插入线圈中用于加热的手段。在一个示例中，这是通过以下方式实现的：监测线圈在空载时的电感以创建参考值，并且将该参考值与随后的电感读数进行比较以确定诸如配流装置102的导电物体是否已经被放置在线圈136内，即，在放置在感应容腔130内。在另一个实施例中，在感应容腔130的一侧上的光源(例如，可见光或红外光)和在感应容腔的另一侧上的适当传感器(光敏电阻、光电二极管或光电晶体管)可用于检测感应容腔中插入的物体的存在。

在实施例的一个或多个示例中，微控制器运行充电功率路径，处理接口，并且运行便携式感应加热器100的感应加热。如上所述，可以通过各种电控制装置利用微控制器以允许以可变频率和/或可变幅度振荡的电磁场。这些参数可以由微控制器调节，其允许以适合于实现例如在诸如汽化器的配流装置102中的提取容腔的期望的提取温度和热饱和的方式更有效地传递热能。可变幅度和频率还允许以相似和可预测的结果有效地使用具有各种不同的导电材料。

微控制器驱动N-沟道MOSFET，其控制用于感应和充电路径的P-沟道功率MOSFET输出。微控制器可通过(二线接口的串行协议)I2C与USB PD控制器通信。这允许微控制器确定便携式感应加热器100装置何时被插入并准备充电。微控制器还通过分压器监测开关状态，并且还可以控制RGB LED。微控制器还可以通过光电晶体管或通过检测当感应加热器通电时开关的电压电平的变化来解读感应容腔130中配流装置102的存在。在实施例的一个或多个示例中，该微控制器通过允许电力直接进入该充电器，或通过该升压转换器进入该充电器来控制该充电路径。如图所示，微控制器还控制感应点。在实施例的一个或多个示例中，从B_BATT到感应点的单个MOSFET是唯一的控制手段。在实施例的替代示例中，微控制器可以向一对MOSFET提供脉宽调制(PWM)并直接控制振荡。该微控制器还可以包括定时器，在固件存在问题的情况下该定时器能够重新启动该便携式感应加热器100从而使得这些感应线圈保持“接通”。

现在将描述便携式感应加热器100的使用的一个或多个示例。应理解，在不脱离本发明的总体范围的情况下，步骤、方法和部件的变化可能是可接受的。

为了安装电池，使用者可将盖106从罐移除。这可以通过将盖106直接地向上拉动并且从罐104上拉开来实现。然后可以将电池插入它们指定的位置。然后在电池就位的情况下可以将PCB 134放回到罐104中。该便携式感应加热器100然后通过将盖106放置在罐104上并且向下按压直到盖颈环112卡扣在罐边沿或顶部108上而重新装配。还要注意的是，电池可以永久地安装在便携式感应加热器100中，从而使终端用户无需打开和更换电池。

为了打开便携式感应加热器100，可以旋转盖拨动杆120以暴露容腔130或132，并且尤其暴露感应容腔130。盖拨动杆120可以旋转以暴露一个或两个容腔130、132。当盖拨动杆120在配流装置102的感应加热的期望位置锁定就位时，指示器可工作。例如，该指示器可以是在感应容腔130中或附近接通并脉冲变化的绿灯或LED灯。指示器可以向用户发信号通知便携式感应加热器100准备加热。

配流装置102的至少一部分现在可以插入到感应容腔130中。在一个示例中，在帽被取下的情况下，可以将

(可从威斯康辛州麦迪逊的DynaVap公司购得)放置到感应容腔130中。指示器然后可以传送指示配流装置102正在加热的信号。例如，可感知信号可以是声音或灯，或者LED可以是变红和脉冲变化，指示配流装置正在加热。

参考图15、23，将进一步讨论感应加热器。便携式感应加热器100内的感应线圈可以不一直通电，尤其是出于安全和节能的原因。因此，在实施例的一些示例中，可以在一些情况下短暂地以规则的时间间隔接通线圈，并且测量电流消耗。如果电流消耗低于一定水平，则微控制器判定该装置没有在金属物体中感应出电流，因此不处于使用状态下，因此断电。另一方面，如果电流消耗高于阈值，则由微控制器确定在感应容腔130中存在配流装置102，并且加热循环发生直至超时，或者直到检测到该装置的移除(例如，通过监测和检测电池电压的显著变化)并且该加热循环被中断，或直到使循环终止的一些其它事件发生。在一个或多个可选实施例中，可以监测光波长——该波长可以可选地是窄波长，例如特定波长或波长范围——以检测在感应容腔130中是否存在配流装置102。例如，可以使用布置在感应容腔130的相对两侧上的红外(IR)发射器和IR接收器(光电晶体管)来监测/检测配流装置102的插入或移除。在一些示例中，可以偶尔打开IR发射器，并且如果所测量的水平在阈值之外，则假定存在变化。在其他示例中，配流装置102的存在可以阻挡所生成的IR光中的一些或全部到达光电晶体管，光电晶体管然后向微控制器发信号以接通感应线圈136。还可以监测光电晶体管，确定何时已移除配流装置102，即，光电晶体管检测到IR光的变化或增加。还可以测量电流以确定金属装置是否已经插入到感应容腔130中，并且如果检测到的电流在预期或预编程的电流范围之外，则微控制器可以禁用该装置。

在实施例的一个或多个优选示例中，感应模式可以包括多个子状态。当首先通电时，如果VBUS(例如，用于传送功率的USB线)为0，则假定感应将发生。指示器可以工作(例如，LED变绿)以指示便携式感应加热器100已准备好操作。该IR光或LED可以被供电并且从该光电晶体管读取读数以捕获基线水平，以便检测装置的插入。此时可以禁止对MOSFET充电。在这种状态下，便携式感应加热器100并且特别是微控制器等待并且继续进行读数。如果电池电压下降到阈值以下，则装置可以切换到指示低电池电量的错误状态。当光电晶体管读数越过阈值从而指示IR束已经中断时，则微控制器可以允许感应MOSFET，并且指示器产生信号(例如，LED变红)。然后，微控制器可以继续监测电池电压和光电晶体管以检测快速变化。如果光电晶体管值突然改变，则这指示由移除配流装置102引起的光能级的改变，并且作为响应，微控制器停止感应(断电)。类似地，如果电压突然升高，则这表示在配流装置102中不再发生感应，并且微控制器可以停止感应。另外，经过一段时间后，感应自动关闭。

如果发生任何前述关闭程序，便携式感应加热器100可以从加热转换到锁停。在实施例的一个或多个示例中，锁停可以是不允许使用该装置的时间段，从而允许该装置在必要时冷却。该锁停阶段可以与该感应阶段相关，使得短暂的使用可以导致短暂的锁停。指示器可以激活以发出锁停信号(例如，LED变黄)。一旦锁停阶段结束，如果没有检测到配流装置102，则便携式感应加热器100可以返回到等待状态，并且指示器可以识别该状态(例如，LED变为绿色)。此时可以重新校准IR基线值。如果检测到配流装置102，则便携式感应加热器100可以保持在锁停模式，直到配流装置从容腔130移除。

在实施例的一个或多个示例中，便携式感应加热器100还可以包括低功率状态，其在非使用阶段之后被激活。在低功率状态下，该单元可以被配置成消耗尽可能少的功率。

当感应加热完成或达到期望温度时，可将配流装置102从感应容腔130中移除。在一些实施例中，可以通过配流装置102将期望温度传送给用户。在其他实施例中，便携式感应加热器100可以通过使用指示器告知用户已经达到期望温度。例如，便携式感应加热器100上的灯可以变黄，指示循环完成。在实施例的一些示例中，指示器可以保持激活，例如，灯可以保持黄色，直到容腔130和/或便携式感应加热器100冷却。便携式感应加热器100然后可以指示何时其已经返回到其原始或“就绪”温度。例如，灯可以变为绿色和脉冲变化。虽然描述了传送期望温度的自动装置，但也可设想用户可在任何时间从便携式感应加热器100的容腔130移除配流装置102。

一旦移除配流装置102，为了关闭感应加热器，使用者可将盖拨动杆120向回旋转以覆盖容腔130、132。

为了使用储存容腔132，可以旋转盖拨动杆120以暴露盖106中的对应孔114或116。然后可以将配流装置102插入储存容腔132中并且旋转盖拨动杆120以覆盖孔114或116。

参见图15-19，将进一步讨论电池充电。当处于充电模式时，监测输送电压(VBUS)。该微控制器可以在I2C上与USB功率递送芯片通信，以便以上述方式协商适当的功率水平。该微控制器然后可以监测VBUS并且等待适当电压的检测，例如，5V、9V、15V、20V。一旦处于期望电压，微控制器可启用MOSFET以用于直接_启用(如果是15V或20V)或升压_启用(如果是5V或9V)。另外，微控制器可监测电池电压以验证其为期望电压且不高于或低于电池的安全限度。指示器还可以发信号通知装置的模式(例如，充电)和/或充电状态(例如，充电完成)。在充电期间，红外灯可以关闭。

在以上描述中，描述了作为状态指示器提供的灯或LED的各种示例。另见图15、21。仅出于说明的目的，在下面的图表中示出了示例性指示灯和这些灯的相关含义。本领域的技术人员将理解，可以使用任何合适的灯或指示器(例如，可听、可触指示器等)来代替所提供的示例。

表格1：示例指示灯

有利地，便携式感应加热器使用感应来加热配流装置。金属通常用于配流装置或汽化器，其具有电阻。热量从被加热的金属内部产生，并且为此，仅导电金属可以通过被放置在感应容腔的内部而受到影响。因此，由便携式感应加热器的线圈感应出的电流将在配流装置处产生热量。然而，其它任何东西都根本不会经历加热。这也意味着没有明火或电阻加热元件。有利地，配流装置的加热是安全的、快速的、不需要明火，并且可以用单手操作。其还允许改进的容量和改进的耐久性。此外，通过从配流装置移除两个最成问题的部件，即加热物质的电力供应器和装置的控制电路，并且将其布置在便携式感应加热器中，配流装置可以被小型化并且以更耐用的方式构造。

如本文所使用的，术语“大约”、“约”、“基本上”以及类似术语旨在具有与本公开的主题所属领域的普通技术人员通常和可接受的使用相一致的宽泛含义。回顾本公开的本领域技术人员应理解，这些术语旨在允许描述所描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制于所提供的精确数值范围。因此，这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是在如所附权利要求中陈述的本发明的范围内。

应当注意，本说明书中对相对位置(例如“顶部”和“底部”)的引用仅用于标识各种元件在附图中的取向。应当认识到，特定部件的取向可以根据所使用的应用场合而有很大变化。

出于本公开的目的，术语“联接”意指两个构件直接或间接地彼此接合。这种连接可以本质上是静止的或者本质上是可移动的。这样的连接可以通过两个构件或该两个构件和任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体来实现，或者通过两个构件或该两个构件和任何附加的中间构件彼此连接来实现。这种连接本质上可以是永久的，或者本质上可以是可移除的或可释放的。

同样重要的是要注意，如实施例的各种示例中所示的系统、方法和装置的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了一些实施例，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易理解，在实质上不背离所引用的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种部件的尺寸、维度、结构、形状和比例、参数值、安装布置、用料、颜色、取向等的变化)。例如，示出为一体形成的部件可以由多个零件构成，或者示出为多个零件的部件可以一体形成，界面的操作可以颠倒或以其它方式改变，该系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可以改变，可以改变在这些部件之间提供的调节位置的性质或数目(例如通过改变接合槽的数目或接合槽的尺寸或接合类型)。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据不同实施例而变化或重新排序。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对实施例的各种示例的设计、操作条件和布置进行其它替换、修改、改变和省略。

虽然已经结合以上概述的实施例的示例描述了本发明，但是各种替换、修改、变化、改进和/或实质等同物(无论是已知的还是目前预见的或可能预见的)对于本领域的至少普通技术人员而言可以是显而易见的。因此，如上所述，本发明的实施例的示例旨在是说明性的，而不是限制性的。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种改变。因此，本发明旨在涵盖所有已知的或早先开发的替代方案、修改方案、变化方案、改进方案和/或实质等同方案。

说明书中的技术效果和技术问题是示例性的而非限制性的。应当注意，说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。

Claims (46)

1.一种便携式感应加热器，包括：

壳体，所述壳体具有一个或多个孔；

容腔，所述容腔与所述一个或多个孔中的至少一个孔相联接，所述容腔定位成邻近所述壳体内的感应加热元件，其中所述一个或多个孔中的至少一个孔提供通向被定位成邻近所述壳体内的所述感应加热元件的所述容腔的通路；

所述壳体内的微控制器和感测机构，所述感测机构与所述感应加热元件和所述微控制器通信，并且所述感测机构被配置成检测手持式配流装置的存在，并与所述微控制器通信以向所述微控制器发信号通知检测到所述手持式配流装置的存在以操作所述感应加热元件；

在所述壳体内或所述壳体上的指示器，所述指示器被配置成发出所述便携式感应加热器的一个或多个操作状态的信号；和

电源，所述电源被配置成按需将电力输送至所述感应加热元件。

2.如权利要求1所述的便携式感应加热器，其中所述电源包括可再充电电池。

3.如权利要求1所述的便携式感应加热器，其中，所述指示器是灯。

4.一种便携式感应加热器，包括：

壳体，所述壳体具有孔；

感应容腔，所述感应容腔在所述壳体中并且与所述孔对齐，所述感应容腔被配置成用于接纳配流装置的一部分；

感应加热线圈，所述感应加热线圈被定位成当所述配流装置被定位在所述感应容腔中时加热所述配流装置；

微控制器，所述微控制器与所述感应加热线圈通信并且与感测机构通信，所述感测机构被配置成检测在所述感应容腔中所述配流装置的存在或不存在，其中所述感应加热线圈是可由所述微控制器控制的；

其中所述感测机构监测所述感应加热线圈在空载时的电感以创建参考值，并且将所述参考值与随后的电感读数进行比较以确定所述配流装置是否被放置在所述感应容腔内；和

电源，所述电源被布置成用于按需将电力输送至所述微控制器、所述感测机构、以及所述感应加热线圈中的一个或多个。

5.如权利要求4所述的便携式感应加热器，其中所述电源包括可再充电电池。

6.如权利要求4所述的便携式感应加热器，包括在所述壳体内或所述壳体上的指示器，所述指示器被配置成发出所述便携式感应加热器的一个或多个操作状态的信号。

7.如权利要求6所述的便携式感应加热器，其中，所述指示器是灯。

8.一种用于感应地加热配流装置的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器包括：

外壳，所述外壳具有用于接纳所述配流装置的孔；

容腔，所述容腔与所述孔相联接，所述容腔具有开口端、与所述开口端相对的封闭端以及位于所述开口端和所述封闭端之间的壁，所述容腔的所述开口端与所述外壳的所述孔重合，所述容腔用于接纳所述配流装置的一部分；

感应加热装置，所述感应加热装置在所述外壳内并且紧邻所述容腔；

电力供应器，所述电力供应器被配置成按需将电力输送至所述感应加热装置；

控制器，所述控制器与所述电力供应器和所述感应加热装置电连接，所述控制器被配置成可控制地向所述感应加热装置供电，以当所述配流装置被所述容腔接纳时感应地加热所述配流装置；以及

感测机构，所述感测机构与所述感应加热装置和所述控制器通信，并且所述感测机构被配置成检测所述配流装置的存在，并与所述控制器通信以向所述控制器发信号通知检测到所述配流装置的存在以操作所述感应加热装置。

9.如权利要求8所述的便携式感应加热器，其中，所述控制器还包括微控制器。

10.如权利要求8所述的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器还包括指示器，所述指示器在所述外壳内或所述外壳上并且联接到所述控制器，其中所述控制器还被配置成控制所述指示器发信号通知所述便携式感应加热器的一个或多个操作状态。

11.如权利要求10所述的便携式感应加热器，其中，所述指示器是光源，并且其中所述控制器还被配置成向所述光源供电，以发射与被所述容腔接纳的所述配流装置相关联的光。

12.如权利要求10所述的便携式感应加热器，其中，所述指示器是光源，并且其中所述控制器还被配置成向所述光源供电，以发射与向所述感应加热装置供电的所述控制器相关联的光。

13.如权利要求10所述的便携式感应加热器，其中，所述电力供应器包括电池，其中所述指示器是光源，并且其中所述控制器还被配置成向所述光源供电，以发射与所述电池的状态相关联的光。

14.如权利要求8所述的便携式感应加热器，其中，所述感应加热装置包括感应加热线圈，并且其中所述感应加热线圈的至少一部分围绕所述容腔的所述壁布置。

15.如权利要求14所述的便携式感应加热器，其中，所述控制器被配置成可控制地向所述感应加热线圈供电，包括向所述感应加热线圈提供可变电流。

16.如权利要求14所述的便携式感应加热器，其中，所述控制器包括一个或多个开关，并且其中所述控制器被配置成可控制地向所述感应加热装置供电，包括所述控制器还被配置成：

感测所述配流装置的所述一部分何时被所述容腔接纳；并且

当感测到所述配流装置的所述一部分时，控制所述一个或多个开关向所述感应加热线圈提供可变电流。

17.如权利要求16所述的便携式感应加热器，其中，所述控制器被配置成感测所述配流装置的所述一部分何时被所述容腔接纳包括所述控制器还被配置成：

向所述感应加热线圈周期性地供电；以及

在向所述感应加热线圈供电之后，监测所述感应加热线圈的响应。

18.如权利要求16所述的便携式感应加热器，其中，所述控制器被配置成可控制地向所述感应加热装置供电包括所述控制器还被配置成：

感测所述配流装置的所述一部分何时从所述容腔移除；以及

当所述配流装置的所述一部分从所述容腔移除时，控制所述一个或多个开关不再向所述感应加热线圈提供所述可变电流。

19.如权利要求16所述的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器还包括位于所述外壳内或所述外壳上的温度传感器，所述温度传感器紧邻所述容腔并且联接到所述控制器，并且其中，所述控制器被配置成可控制地向所述感应加热装置供电包括所述控制器还被配置成：

监测所述温度传感器以确定温度；以及

当所述温度超过一个值后，控制所述一个或多个开关不再向所述感应加热线圈提供所述可变电流。

20.如权利要求16所述的便携式感应加热器，其中所述控制器被配置成可控制地向所述感应加热装置供电包括所述控制器还被配置成在设定的时间段后控制所述一个或多个开关不再向所述感应加热线圈提供所述可变电流。

21.一种用于感应地加热配流装置的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器包括：

外壳，所述外壳具有用于接纳所述配流装置的孔；

容腔，所述容腔与所述孔相联接，所述容腔具有开口端、与所述开口端相对的封闭端以及位于所述开口端和所述封闭端之间的壁，所述容腔的所述开口端与所述外壳的所述孔重合，所述容腔用于接纳所述配流装置的一部分；

感应加热线圈，所述感应加热线圈在所述外壳内，并且所述感应加热线圈的至少一部分围绕所述容腔的所述壁布置；

电力供应器；以及

控制器，所述控制器包括微控制器和一个或多个开关，所述一个或多个开关与所述微控制器电连接并且位于所述电力供应器和所述感应加热线圈之间，所述微控制器被配置成控制所述一个或多个开关以向所述感应加热线圈提供可变电流，以当所述配流装置被所述容腔接纳时感应地加热所述配流装置，其中感测机构监测所述感应加热线圈在空载时的电感以创建参考值，并且将所述参考值与随后的电感读数进行比较以确定所述配流装置是否被放置在所述容腔内。

22.如权利要求21所述的便携式感应加热器，还包括指示器，所述指示器在所述外壳内或所述外壳上并且联接到所述微控制器，其中所述微控制器还被配置成控制所述指示器发信号通知所述便携式感应加热器的一个或多个操作状态。

23.如权利要求22所述的便携式感应加热器，其中所述指示器是光源，并且其中所述微控制器还被配置成控制向所述光源供电，以发射与被所述容腔接纳的所述配流装置相关联的光。

24.如权利要求22所述的便携式感应加热器，其中所述电力供应器包括电池，其中所述指示器是光源，并且其中所述微控制器还被配置成控制向所述光源供电，以发射与所述电池的状态相关联的光。

25.如权利要求21所述的便携式感应加热器，其中所述微控制器还被配置成：

向所述感应加热线圈周期性地供电；以及

在向所述感应加热线圈供电之后，监测所述感应加热线圈的响应。

26.如权利要求25所述的便携式感应加热器，其中，所述微控制器被配置成可控制地向所述感应加热线圈供电，包括所述微控制器还被配置成：

感测所述配流装置的所述一部分何时从所述容腔移除；以及

当所述配流装置的所述一部分从所述容腔移除时，控制所述一个或多个开关不再向所述感应加热线圈提供所述可变电流。

27.一种用于感应地加热具有第一长度(L1)的配流装置的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器包括：

外壳，所述外壳具有用于接纳所述配流装置的孔；

容腔，所述容腔与所述孔相联接，所述容腔具有开口端、与所述开口端相对的封闭端以及位于所述开口端和所述封闭端之间的壁，所述容腔的所述开口端与所述外壳的所述孔重合，所述容腔具有小于所述第一长度(L1)的第二长度(L2)以接纳所述配流装置的小于完整部分的一部分；

感应加热线圈，所述感应加热线圈在所述外壳内并且紧邻所述容腔；

电力供应器；

控制器，所述控制器与所述电力供应器和所述感应加热线圈电连接，并且用于可控制地向所述感应加热线圈供电以感应地加热所述配流装置；以及

感测机构，所述感测机构与所述感应加热线圈和所述控制器通信，并且所述感测机构被配置成检测所述配流装置的存在，并与所述控制器通信以向所述控制器发信号通知检测到所述配流装置的存在以操作所述感应加热线圈。

28.如权利要求27所述的便携式感应加热器，其中所述外壳包括壳体和盖，并且其中所述盖包括所述孔。

29.如权利要求28所述的便携式感应加热器，其中所述壳体具有顶部和底部，并且大致为圆柱形。

30.如权利要求29所述的便携式感应加热器，其中所述壳体从所述顶部到所述底部朝内逐渐变细。

31.如权利要求28所述的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器还包括由所述盖支撑的磁体。

32.如权利要求27所述的便携式感应加热器，其中当所述便携式感应加热器放置在正常操作位置时所述外壳包括顶部和底部，并且其中所述外壳的所述顶部包括所述孔。

33.如权利要求32所述的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器还包括由所述外壳的所述顶部支撑的磁体。

34.如权利要求27所述的便携式感应加热器，其中所述容腔的所述封闭端或所述壁包括透明或半透明材料，或者所述容腔的所述封闭端和所述壁都包括透明或半透明材料。

35.如权利要求34所述的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器还包括固定在所述外壳内的光源，并且其中所述光源发射经由所述容腔的所述透明或半透明材料可见的光。

36.如权利要求27所述的便携式感应加热器，其中所述开口端是圆形的，并且其中所述容腔包括圆柱形的形状。

37.如权利要求27所述的便携式感应加热器，其中所述感应加热线圈的至少一部分围绕所述容腔的所述壁布置。

38.如权利要求27所述的便携式感应加热器，其中所述容腔的所述壁和所述封闭端包括第一材料，并且其中所述外壳包括不同于所述第一材料的第二材料。

39.如权利要求38所述的便携式感应加热器，其中所述第一材料包括耐热材料。

40.一种用于感应地加热具有第一长度(L1)的配流装置的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器包括：

圆柱形壳体，所述圆柱形壳体具有顶部和底部；

盖，所述盖联接到所述圆柱形壳体的所述顶部，并且具有用于接纳所述配流装置的孔；

容腔，所述容腔具有开口端、与所述开口端相对的封闭端以及位于所述开口端和所述封闭端之间的壁，所述容腔的所述开口端与所述盖的所述孔重合，所述容腔具有小于所述第一长度(L1)的第二长度(L2)以接纳所述配流装置的小于完整部分的一部分；

感应加热装置，所述感应加热装置在所述圆柱形壳体内并且紧邻所述容腔；

电力供应器；

控制器，所述控制器与所述电力供应器和所述感应加热装置电连接，并且用于可控制地向所述感应加热装置供电，以当所述配流装置被所述容腔接纳时感应地加热所述配流装置；以及

感测机构，所述感测机构与所述感应加热装置和所述控制器通信，并且所述感测机构被配置成检测所述配流装置的存在，并与所述控制器通信以向所述控制器发信号通知检测到所述配流装置的存在以操作所述感应加热装置。

41.如权利要求40所述的便携式感应加热器，其中所述圆柱形壳体从所述顶部到所述底部朝内逐渐变细。

42.如权利要求40所述的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器还包括由所述盖支撑的磁体。

43.一种用于感应地加热具有第一长度(L1)的配流装置的便携式感应加热器，所述便携式感应加热器包括：

外壳，所述外壳具有第一材料和用于接纳所述配流装置的孔；

容腔，所述容腔具有开口端、与所述开口端相对的封闭端以及位于所述开口端和所述封闭端之间的壁，所述容腔的所述开口端与所述外壳的所述孔重合，所述容腔具有小于所述第一长度(L1)的第二长度(L2)以接纳所述配流装置的小于完整部分的一部分，所述容腔具有不同于所述第一材料的第二材料；

感应加热线圈，所述感应加热线圈在所述外壳内并且围绕所述容腔的所述壁布置；

电力供应器；

控制器，所述控制器与所述电力供应器和所述感应加热线圈电连接，并且用于可控制地向所述感应加热线圈供电，以当所述配流装置被所述容腔接纳时感应地加热所述配流装置；以及

感测机构，所述感测机构与所述感应加热线圈和所述控制器通信，并且所述感测机构被配置成检测所述配流装置的存在，并与所述控制器通信以向所述控制器发信号通知检测到所述配流装置的存在以操作所述感应加热线圈。

44.如权利要求43所述的便携式感应加热器，其中所述第一材料包括透明或半透明材料，其中所述便携式感应加热器还包括固定在所述外壳内的光源，并且所述光源被配置成发射经由所述容腔的所述透明或半透明材料可见的光。

45.如权利要求43所述的便携式感应加热器，其中所述第一材料包括耐热材料。

46.如权利要求43所述的便携式感应加热器，其中当所述便携式感应加热器放置在正常操作位置时所述外壳包括顶部和底部，其中所述外壳的所述顶部包括所述孔，并且其中所述便携式感应加热器还包括由所述外壳的所述顶部支撑的磁体。

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