CN111698917B - 气溶胶生成装置 - Google Patents

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Abstract

气溶胶生成装置可包括电池、用于加热气溶胶生成物质的加热器、电压变换器以及控制部。气溶胶生成装置在电池与加热器之间，设置将由电池施加的电压转换成规定的电压以输出预设的固定电压的电压变换器，从而能够向加热器施加固定电压，控制部可控制供给到加热器的电力，以使在预热模式下预设的固定电压施加到加热器。

Description

气溶胶生成装置
技术领域
本发明提供一种气溶胶生成装置。
背景技术
近来，对于克服普通卷烟的缺点的替代方法的需求正在增加。例如，对通过加热卷烟内的气溶胶生成物质来生成气溶胶而非通过燃烧卷烟来生成气溶胶的方法的需求正在增加。由此，对加热式卷烟或加热式气溶胶生成装置的研究正在活跃进行。
气溶胶生成装置的加热器对插入气溶胶生成装置的卷烟进行加热。气溶胶生成装置能够基于预先设定的温度分布曲线来控制供给到加热器的电力。
一方面，基于设定的温度分布曲线，加热器能够以预热模式以及加热模式动作。当加热器以预热模式动作时，为了在短时间内使加热器的温度达到预热目标温度，气溶胶生成装置会消耗大量的电流。因此，电池的输出电压会瞬间急剧下降。当电池的输出电压急剧下降时，难以实时监测加热器的温度变化，因此难以将各个被加热的卷烟的预热时间调节为一致。由此，各个被加热的卷烟之间会产生味道差异。
发明内容
发明要解决的问题
提供一种包括电压变换器的气溶胶生成装置以及控制该装置的方法。本发明要解决的技术问题是解决以下问题：随着预热模式下电池的输出电池急剧下降，各个被加热的卷烟的预热温度不一致。
本实施例所要实现的技术问题不限于如上所述的技术问题，还可从以下的实施例类推出其他技术课题。
用于解决问题的手段
作为用于实现上述技术课题的技术手段，本发明的第一实施方式提供一种气溶胶生成装置，其包括：电池，加热器，用于加热气溶胶生成物质，电压变换器，将由所述电池施加的电压转换成规定的电压以输出预设的固定电压，以及控制部，控制由所述电压变换器供给到所述加热器的电力；所述控制部，确定所述加热器是否在预热模式下动作，在所述预热模式下，控制供给到所述加热器的电力，以将所述预设的固定电压施加到所述加热器。
另外，所述电压变换器可执行如下处理：当由所述电池施加的电压低于所述预设的固定电压时，对所述施加的电压进行升压，当由所述电池施加的电压高于所述预设的固定电压时，对所述施加的电压进行降压。
另外，所述加热器可以以预热模式以及加热模式动作，所述控制部可执行如下处理：在所述预热模式下控制供给到所述加热器的电力，以使所述加热器的温度达到预设的预热目标温度，在所述加热模式下控制供给到所述加热器的电力，以使所述加热器的温度保持在低于所述预设的预热目标温度的温度范围。
另外，所述控制部在所述预热模式下执行如下处理：确定电量和所需时间，所述电量是指，所述加热器的温度达到所述预设的预热目标温度而所需的电量，所述所需时间是指，通过对所述加热器施加所述预设的固定电压来预热所述加热器而所需的时间，通过对所述加热器施加所述预设的固定电压来预热所述加热器而所需的时间会基本恒定。
另外，所述电压变换器可以是降压-升压变换器(buck boost converter)、运算放大器(Operating Amplifier，OP Amp)以及LDO(Low Dropout)电压调节器(regulator)中的任一种。
另外，所述气溶胶生成装置还可包括：第一开关，位于所述电压变换器与所述加热器之间，根据所输入的控制信号调节开闭状态；以及第二开关，位于所述加热器与接地部之间，根据所输入的控制信号调节开闭状态。
另外，所述控制部可执行如下处理：在所述加热器加热的期间，输出用于闭合所述第一开关的控制信号，在所述加热器加热的期间，根据所述加热器的电力占空比输出用于反复地断开和闭合所述第二开关的控制信号。
另外，所述第一开关和所述第二开关可以是场效应晶体管(field effecttransistor)。
发明效果
电压变换器将由电池施加的电压转换成恒定电压并输出预设的固定电压，从而能够将预设的固定电压施加到加热器。由此，能够将预设的固定电压一致地供给至加热器，以使每个被加热的卷烟保持相同的预热时间。另外，由于能够改善预热模式下的电池的输出电压急剧下降的程度，因此能够提高电池的电力效率。
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是示出普通气溶胶生成装置的温度控制特性的概略图。
图5是示出气溶胶生成装置的结构的一例的图。
图6是用于说明电压变换器位于电池与加热器之间时预热时间的一例的图。
图7是用于说明电压变换器位于电池与加热器之间时随时间的电池输出电压的一例的图。
具体实施方式
一实施例可提供一种气溶胶生成装置，其包括：电池，加热器，用于加热气溶胶生成物质，电压变换器，将由所述电池施加的电压转换成规定的电压来输出预设的固定电压，以及控制部，控制由所述电压变换器供给到所述加热器的电力；所述控制部，确定所述加热器是否在预热模式下动作，并控制供给到所述加热器的电力，以使在所述预热模式下所述预设的固定电压施加到所述加热器。
在实施例中所使用的术语是在考虑本发明中的功能的基础上尽可能选择了当前广泛使用的通常的术语，但是根据本领域技术人员的意图、判例或新技术的出现，这些术语可以变更。另外，在特定的情况下，申请人还任意选择了一些术语，在这种情况下，将在发明的说明部分中详细记载了所选术语的含义。因此，本发明中所使用的术语应基于术语所具有的含义以及本发明的整体内容来进行定义，而不可仅基于单纯的术语名称来进行定义。
在整个说明书中，某个部分“包括”某一构成要素是指，除非有与其相反的特性描述，否则还可以包括其他构成要素，而非排除包括其他构成要素。另外，本说明书中记载的“……部”、“……模块”等术语是指，处理至少一个功能或动作的单位，可以以硬件或软件形式实现，或者以硬件和软件的组合形式来实现。
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明，以使本技术领域的技术人员可以容易地实施。然而，本发明并非仅限定于这里所说明的实施例，而可以以各种不同的方式来实现。
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1包括电池11，控制部12以及加热器13。参照图2以及图3，气溶胶生成装置1还包括汽化器14。另外，可将卷烟2插入气溶胶生成装置1的内部空间。
图1至图3所示的气溶胶生成装置1中仅示出与本实施例相关的构成要素。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1还可包括除图1至图3所示的构成要素以外的其他通用的构成要素。
图1中示出电池11、控制部12以及加热器13设置成一列。另外，图2中示出电池11、控制部12、汽化器14以及加热器13设置成一列。另外，图3中示出汽化器14以及加热器13并列设置。然而，气溶胶生成装置1的内部结构并不限于图1至图3所示。换言之，根据气溶胶生成装置1的设计，可变更电池11、控制部12、加热器13以及汽化器14的设置。
当卷烟2插入气溶胶生成装置1时，气溶胶生成装置1使加热器13和/或汽化器14工作，从而能够产生气溶胶。通过加热器13和/或汽化器14产生的气溶胶经由卷烟2传递至使用者。
根据需要，即使卷烟2未插入气溶胶生成装置1，气溶胶生成装置1也可加热加热器13。
电池11供给用于气溶胶生成装置1动作的电力。例如，电池11可进行供电，以能够进行加热器13或者汽化器14的加热，且可向控制部12供给动作所需的电力。另外，电池11可供给设置在气溶胶生成装置1的显示器、传感器、电机等动作所需的电力。
控制部12整体控制气溶胶生成装置1的动作。具体而言，控制部12除了控制电池11、加热器13以及汽化器14以外，还控制气溶胶生成装置1中的其他结构的动作。另外，控制部12还可确认气溶胶生成装置1的各结构的状态，来判断气溶胶生成装置1是否处于可动作的状态。
控制部12至少包括一个处理器。处理器可以由多个逻辑门阵列构成，也可以通过通用的微处理器和存储有能够在该微处理器执行的程序的存储器的组合来实现。另外，只要是本实施例所属技术领域的通常的技术人员就能够理解，还可以以其他形式的硬件来实现。
加热器13可通过电池11供给的电力被加热。例如，当卷烟插入气溶胶生成装置1时，加热器13可位于卷烟的外部。因此，加热的加热器13可使卷烟内的气溶胶生成物质的温度上升。
加热器13可以是电阻加热器。例如，加热器13可包括导电轨道(track)，加热器13可随着电流在导电轨道流动而被加热。然而，加热器13不限于上述例子，只要能够加热到希望温度即可，并没有特殊限制。这里，希望温度可以在气溶胶生成装置1预先设定，或可以由使用者设定期望温度。
一方面，作为另一例，加热器13可以是感应加热式加热器。具体而言，加热器13可包括用于以感应加热方式加热卷烟的导电线圈，卷烟可包括能够被感应加热式加热器加热的感热体。
例如，加热器13可包括管形加热部件、板形加热部件、针形加热部件或棒形加热部件，可根据加热部件形状来加热卷烟2的内部或外部。
另外，气溶胶生成装置1上可设置有多个加热器13。此时，多个加热器13设置成插入卷烟2的内部，还可设置在卷烟2的外部。另外，也可以将多个加热器13中的部分加热器设置成插入卷烟2的内部，其他加热器设置在卷烟2的外部。另外，加热器13的形状不限于图1至图3所示的形状，还可制作成其他多种形状。
汽化器14通过加热液态组合物，能够生成气溶胶，所生成的气溶胶通过卷烟2能够传递至使用者。换言之，通过汽化器14生成的气溶胶可沿气溶胶生成装置1的气流通路移动，气流通路可构成为能够使由汽化器14生成的气溶胶经由卷烟传递至使用者。
例如，汽化器14可包括液体贮存部、液体传递单元以及加热部件，但不限于此。例如，液体贮存部、液体传递单元以及加热部件可作为独立的模块设置在气溶胶生成装置1中。
液体贮存部能够储存液态组合物。例如，液态组合物可以为包括含有挥发性烟草香味成分的含烟草物质的液体，还可以为包括非烟草物质的液体。液体贮存部可制作成能够从汽化器14拆卸或安装于汽化器14，也可制作成与汽化器14一体。
例如，液态组合物可包括水、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混合有维生素A、维生素B、维生素C以及维生素E中至少一种的物质，但不限于此。另外，液态组合物可包括如甘油以及丙二醇的气溶胶形成剂。
液体传递单元能够将液体贮存部的液态组合物传递到加热部件。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通过液体传递单元传递的液态组合物的部件。例如，加热部件可以为金属热线、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，可设置成缠绕在液体传递单元的结构。加热部件可通过电流供给被加热，并向与加热部件接触的液体组合物传递热量，从而能够加热液体组合物。其结果，能够生成气溶胶。
例如，汽化器14可称为电子烟(cartomizer)或雾化器(atomizer)，但不限于此。
一方面，气溶胶生成装置1还可包括除电池11、控制部12、加热器13以及汽化器14以外的其他通用的结构。例如，气溶胶生成装置1可包括可输出视觉信息的显示器和/或用于输出触觉信息的电机。另外，气溶胶生成装置1可包括至少一个传感器。另外，气溶胶生成装置1可制作成即使在卷烟2插入的状态下也可使外部空气流入或内部气体流出的结构。
虽然图1至图3中没有示出，但气溶胶生成装置1可以与另设的托架一同构成系统。例如，托架可用于气溶胶生成装置1的电池11的充电。或者，在托架与气溶胶生成装置1相结合的状态下，还可进行加热器13的加热。
卷烟2可以与普通燃烧型卷烟类似。例如，卷烟2可划分为包括气溶胶生成物质的第一部分和包括滤嘴等的第二部分。或者，卷烟2的第二部分也可包括气溶胶生成物质。例如，可以将以颗粒或胶囊形式制成的气溶胶生成物质插入第二部分。
在气溶胶生成装置1的内部可插入整个第一部分，第二部分可露在外部。或者，在气溶胶生成装置1的内部可仅插入第一部分的一部分，也可插入整个第一部分以及第二部分的一部分。使用者可在用嘴部叼住第二部分的状态下吸入气溶胶。此时，外部空气通过第一部分，从而生成气溶胶，所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1的至少一个空气通路流入。例如，形成在气溶胶生成装置1的空气通路的开闭和/或空气通路的大小，可由使用者来调整。由此，使用者能够调整雾化量、吸烟感等。作为另一例，外部空气也可经由形成在卷烟2的表面的至少一个孔(hole)流入卷烟2的内部。
图4是示出普通气溶胶生成装置的温度控制特性的概略图。
参照图4，示出气溶胶生成装置1内用于加热气溶胶生成物质的加热器的温度分布曲线400。这里，加热器的温度分布曲线是指，为了加热加热器而事先设定的温度分布曲线。在一实施例中，温度分布曲线400可以是关于加热图1至图3所示的卷烟2的加热器13的温度分布曲线400，但加热器13的种类以及加热器13所加热的对象不限于此。
加热器13的温度分布曲线400可由预热模式410以及加热模式420构成。
预热模式410可对应于为了使加热器13的温度到达预设的预热目标温度而向加热器供给电力的区间。预热目标温度可以是200℃至350℃之间的温度。另外，对应于预热模式410的区间的长度可以为20秒至40秒之间的时间段。
气溶胶生成装置1可通过接收来自使用者的输入，来使加热器13以预热模式410动作。例如，当使用者为了使用气溶胶生成装置1而按下气溶胶生成装置1上的按键时，加热器13可进入将温度急速提高至预热目标温度的预热模式410。
当加热器13进入预热模式410时，控制部12可基于预热模式410的温度分布曲线，来控制供给到加热器13的电力。例如，控制部12可在预热模式410下向加热器13供给电力，以使加热器13的温度到达预设的预热目标温度。控制部12可通过脉冲宽度调制将电池11供给到加热器13的电流脉冲的频率以及占空比分别设为最大值，以便在短时间内使加热器13的温度到达预设的预热目标温度。
脉冲宽度调制是一种利用处理器的数字输出来控制模拟电路的调制技术。在一个周期T(period)内，信号开启(on)的时间称为持续时间(pulse width)，而开启(on)和关闭(off)时间的比率称为占空比(Duty)时，占空比值由持续时间(pulse width)*100/T(period)来确定。由于占空比值越大，在整个周期T中的开启(on)时间比率越大，因此传递给负载的平均电力增加。因此，控制部12能够通过调节脉冲宽度调制器的占空比值，在预热模式410下调节供给到加热器13的电力。
然而，控制部12控制供给到加热器13的电力的方法，不限于脉冲宽度调制方式，可以以接通/断开(ON/OFF)控制、比例控制、积分控制、微分控制以及PID控制等多种方式来控制加热器13的温度。
当加热器13的温度到达预热目标温度时，气溶胶生成装置可结束预热模式410。然而，预热模式410的开始以及结束基准不限于此。预热模式410结束时，气溶胶生成装置1可通过输出视觉信息的显示器或显示灯、输出触觉信息的电机、输出声音信息的扬声器等向使用者通知预热已结束。
当预热模式410结束时，气溶胶生成装置1可使加热器13进入加热模式420。加热模式420可指，加热器13的温度被加热至预热目标温度以上，从而预热模式410结束的时间点之后的模式。
控制部12可基于加热模式420的温度分布曲线来控制供给到加热器13的电力。例如，控制部12能够控制供给到加热器13的电力，以使加热器13的温度保持在低于预热目标温度的温度。
对应于加热模式420的区间的长度可以为3分钟至5分钟之间的时间段。在加热模式420开始后经过预设的时间时，气溶胶生成装置1能够切断供给到加热器13的电力。一方面，即使是在加热模式420开始后经过预设的时间之前，当由气溶胶生成装置1计数的使用者的抽吸次数达到预设的次数时，气溶胶生成装置1也可切断供给到加热器13的电力。
一方面，对应于预热模式410的区间的长度，即，根据预热时间的差异，加热的卷烟的温度会产生差异。当加热的卷烟的温度产生差异时，会发生吸烟时卷烟的味道不一致的问题。因此，控制部12通过监控电池11的输出电压以及加热器13的温度变化，来控制每个被加热的卷烟的预热时间尽可能恒定。
然而，如上所述，在预热模式410下，为了在短时间内使加热器13的温度到达预设的预热目标温度，气溶胶生成装置1会消耗大量的电流。因此，电池11的输出电压会瞬间急剧下降。
当电池11的输出电压瞬间下降时，由于控制部12难以实时监控加热器13的温度变化，因此存在难以调节各个被加热的卷烟的预热时间相同的问题。另外，当电池11的输出电压降至截止(cut-off)电压以下时，会产生使用者无法完成吸烟的问题。
以下，说明用于改善电池11的输出电压瞬间下降的电池11电压下降(drop)现象的气溶胶生成装置1的结构。
图5是示出气溶胶生成装置的结构的一例的图。
参照图5，气溶胶生成装置500可包括电池510、电压变换器520、加热器530、控制部540、第一开关550以及第二开关560。然而，图5所示的气溶胶生成装置500中仅示出与本实施例相关的构成要素。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500还可包括除图5所示的构成要素以外的其他通用的构成要素。
电池510可供给用于气溶胶生成装置500动作的电力。即，电池510可进行供电，以能够进行加热器530的加热。另外，电池510可供给设置在气溶胶生成装置500内的其他硬件、控制部540、传感器以及界面的动作所需的电力。
电池510可以为磷酸铁锂(LiFePO4)电池，但不限于此，可制作成钴酸锂(LiCoO2)电池、钛酸锂电池等。电池510可以为可充电电池或一次性电池。
一方面，随着电池510供给用于包括加热器530的气溶胶生成装置500的各构成要素所使用的电力，电池510会被放电。随着电池510的放电，从电池510输出的电力会下降。然而，当电池510过度放电时，由于无法再使用电池510，因此可在气溶胶生成装置500中设置截止电压(cut-off Voltage)。截止电压是视为已完成放电的电压值，旨在阻止过度放电。设定高的截止电压的情况下，电池510初期放电结束，可以减少可使用的电池510的容量，但是设定低的截止电压的情况下，存在电池成为过度放电状态的危险，因此有必要设定适宜的截止电压。
例如，当电池510为锂离子电池时，从电池510的电压被放电至约3.3V至3.4V的时间点起，急剧发生放电而可能处于过放电状态。因此，可在气溶胶生成装置1中设定约3.5V的截止电压，以防止过度放电。
电压变换器520可与电池510电串联。例如，电压变换器520设置在电池510与第一开关550之间，与电池510电串联。
电压变换器520将由电池510施加的电压转换成规定电压并输出预设的固定电压。由电池510施加的电压与电池510的输出电压相等。可考虑加热器530的温度上升效率、所产生的雾化量的均匀度以及烟草味道的品质等，来设定预设的固定电压。
另外，预设的固定电压可设定为在加热器530以预热模式动作时改善电池510的输出电压瞬间急剧下降的电压下降现象。例如，电池510的输出电压为低电压时，加热器530的温度为达到预设的预热目标温度需消耗大量的电流，电池510的输出电压则会瞬间急剧下降。为了改善这种现象，将电池510的输出电压借助电压变换器520升压至预设的固定电压并施加到加热器530时，与将电池510的输出电压直接施加到加热器530相比，能够消耗较少的电流。由此，能够在预热模式下改善电池510的输出电压急剧下降的程度。
例如，预设的固定电压可以为3.6V至4V，优选为约3.8V。
电压变换器520可以为降压-升压变换器(buck boost conVerter)、运算放大器(Operating Amplifier，OP Amp)以及LDO(Low Dropout)电压调节器(regulator)中的任一种。
电压变换器520在由电池510施加的电压低于预设的固定电压时可对施加的电压进行升压，且当由电池510施加的电压高于预设的固定电压时，可对施加的电压进行降压。
如上所述，通过将电压变换器520设置在电池510与加热器530之间，电池510的输出电压不直接施加到加热器530，而是电压变换器520输出的预设的固定电压施加到加热器530。
因此，预设的固定电压可恒定地供给于加热器530，以使每个被加热的卷烟保持相等的预热时间。另外，当电池510的输出电压为低电压时，通过将电池510的输出电压借助电压变换器520升压至预设的固定电压并施加到加热器530，与电池510的输出电压直接施加到加热器530相比，能够消耗较少的电流，由此能够改善预热模式下电池510的输出电压急剧下降的程度，从而能够提高电池510的电力效率。
根据控制部540的控制，由电池510供给的电力对加热器530进行电加热。加热器530位于容纳卷烟的气溶胶生成装置500的容纳通路内部。当卷烟从外部通过气溶胶生成装置500的插入孔插入后，沿容纳通路移动，从而卷烟的一侧端部能够插入加热器530内部。因此，被加热的加热器530能够使卷烟内的气溶胶生成物质的温度上升。只要是能够插入卷烟的内部的形状，加热器530的形状没有限制。
加热器530可包括热源和热传递物体。例如，加热器530的热源可制作成具有电阻图案的薄膜(film)形状，膜形状的加热器530可设置成包围热传递物体(例如，导热管)的外侧表面的至少一部分。
导热管可包括如铝或不锈钢(stainless steel)的能够传递热量的金属材料、合金材料、碳或陶瓷材料等。将电力供给到加热器530的电阻图案时，会产生热量，所产生的热量能够通过导热管加热气溶胶生成物质。
气溶胶生成装置500中可具备另设的温度检测传感器。或者，加热器530可发挥温度检测传感器的作用，以代替具备另设的温度检测传感器。或者，在加热器530发挥温度检测传感器的作用的同时，气溶胶生成装置500中还可具备另设的温度检测传感器。温度检测传感器可以以导电轨道或元件形式设置于加热器530上。
例如，如果测出温度检测传感器的电压以及流经温度检测传感器的电流，则能够确定电阻R。此时，温度检测传感器可通过以下数学式1来测定温度T。
[数学式1]
R＝R0{1+α(T-T0)}
在数学式1中，R表示温度检测传感器的当前电阻值，R0表示温度T0(例如，0℃)下的电阻值，α表示温度检测传感器的电阻温度系数。导电材料(例如，金属)具有固有的电阻温度系数，因此根据构成温度检测传感器的导电材料，可预先确定α。因此，在温度检测传感器的电阻R确定的情况下，根据所述数学式1，可算出温度检测传感器的温度T。
控制部540可控制气溶胶生成装置500中的构成要素的动作。控制部540是以如微处理器、微控制器等处理单元实现的集成电路。
控制部540分析由温度检测传感器检测到的结果，并根据该结果控制供给到加热器530的电量以及供电的时间，以使加热器530被加热到规定温度或保持在适当的温度。
通过电压变换器520设置在电池510与加热器530的之间，控制部540能够控制从电压变换器520供给到加热器530的电力。当加热器530以预热模式动作时，控制部540控制供给到加热器530的电力，以使加热器530的温度达到预设的预热目标温度，当加热器530以加热模式动作时，控制供给到加热器530的电力，以使加热器530的温度保持在低于预设的预热目标温度的温度范围。
例如，控制部540确定加热器530是否在预热模式下动作，当加热器530在预热模式下动作时，控制供给到加热器530的电力，以使从电压变换器520输出的预设的固定电压施加到加热器530。
另外，控制部540确定在预热模式下加热器530的温度为达到预设的预热目标温度所需的电量，以及基于由电压变换器520输出并施加到加热器530的预设的固定电压来确定加热器530预热的时间。
一方面，为了保持均匀的烟草味道，向每个加热的卷烟的气溶胶生成物质提供的热量需恒定。因此，在预热模式下供给到加热器530的电量恒定。供给到加热器530的电量可根据施加到加热器530的电压以及施加电压的时间来确定。这时，与电池510的输出电压无关地，施加到加热器530的电压都规定为预设的固定电压，因此为了向加热器530供给在预热模式下所需的电量，加热器530预热的时间基本恒定。
第一开关550可设置在电压变换器520与加热器530之间。可根据外部输入信号，第一开关550可切换为断开状态或闭合状态。加热器530在第一开关550处于断开状态时可切断来自电池510的供电，在电池510处于闭合状态时从电池510接收供电。
例如，控制部540可输出控制第一开关550的开闭状态的控制信号。控制部540可输出控制信号，该控制信号控制在加热器530需被加热的时间段使第一开关550闭合，而在其他时间段使第一开关550断开。因此，在加热器530需被加热的时间段，第一开关550闭合，并且可将由电压变换器520输出的预设的固定电压施加到加热器530。
一方面，第一开关550可以为场效应晶体管(field effect transistor，FET)。另外，第一开关550可以是可根据除FET以外的外部输入信号将状态切换成断开状态或闭合状态的其他电元件。例如，第一开关550可以是双极结型晶体管(bipolar junctiontransistor，BJT)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)或晶闸管(thyristor)，并且不限于所列举类型。
第二开关560可设置在加热器530与接地部之间。第二开关560可根据外部输入信号将状态切换成断开状态或闭合状态。第二开关560的状态可在短时间内反复地在断开状态和闭合状态之间切换。第二开关560可基于加热器530所需的电力的占空比在断开状态和闭合状态之间反复地切换。
例如，控制部540可输出用于控制第二开关560的开闭状态的控制信号。控制部540可输出用于将第二开关560的状态反复地切换成断开状态和闭合状态的控制信号，使得加热器530根据温度分布曲线产生热量。因此，控制部540可通过用于控制第二开关560的断开和闭合状态的控制信号，来调节从电压变换器520输出的预设的固定电压施加到加热器530的时间。
与第一开关550同样地，第二开关560也可以为场效应晶体管(field effecttransistor，FET)。另外，第二开关560与第一开关550同样地，可以是可根据除FET以外的外部输入信号将状态切换成断开状态或闭合状态的其他电元件。例如，第二开关560可以是双极结型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)、绝缘栅双极型晶体管(insulatedgate bipolar transistor，IGBT)或晶闸管(thyristor)，并且不限于所列举类型。
图6是用于说明电压变换器位于电池与加热器之间时预热时间的一例的图。
图6示出了电压变换器520不在电池510与加热器530之间时以及电压变换器520位于电池510与加热器530之间时的各预热时间的表。当加热器530以预热模式操作时，预热时间可相当于加热器530的温度达到预设的预热目标温度所需的时间。
图6的表是示出当使用者为了使用气溶胶生成装置500而按下气溶胶生成装置500上的按键的瞬间，基于电池510的输出电压的预热时间的表。表1所示的结果是根据电池510的输出电压测定的预热时间结果的一部分。在除电压变换器520以外的其余气溶胶生成装置500的结构以及插入气溶胶生成装置500的卷烟均相同的条件下，根据是否存在电压变换器520来分别测定预热时间。
参照图6的表，可知，当电压变换器520不在电池510与加热器530之间时，根据电池510的输出电压变化测定的预热时间也随之变化。例如，当电池510的输出电压为4.21V时，加热器530的温度达到预设的预热目标温度需要20.0秒，电池510的输出电压为3.61V时，需要24.1秒。因此，根据电池510的输出电压，预热时间最大相差4.1秒。当预热时间变化时，插入气溶胶生成装置500的卷烟预热的程度会不同，因此烟草的味道会存在差异。
相反，可知，当电压变换器520位于电池510与加热器530之间时，即使电池510的输出电压变化为3.61V至4.21V，预热时间约为21秒至22秒，是恒定的。这意味着即使电池510的输出电压改变，位于电池510与加热器530之间的电压变换器520也会将电池510的输出电压转换为预设的固定电压，因此向加热器530供给恒定的电压。由于预热时间是恒定的，因此插入气溶胶生成装置500中的卷烟的预热程度也是恒定的，从而保持均匀的烟草味。
图7是用于说明当电压变换器位于电池与加热器之间时随时间的电池输出电压的一例的图。
图7示出当加热器530以预热模式动作时，使用者按下气溶胶生成装置500上具备的按键以使用气溶胶生成装置500直到预热模式结束的瞬间的电池510的输出电压的曲线图。在除电压变换器520以外的其余气溶胶生成装置500的结构、插入气溶胶生成装置500的卷烟、以及使用者按下气溶胶生成装置500上的按键以使用气溶胶生成装置500的瞬间的电池510的输出电压均相同的条件下，根据有无电压变换器520来分别测定预热时间。例如，使用者按下气溶胶生成装置500上的按键以使用气溶胶生成装置500的瞬间的电池510的输出电压可以为如图7所示的3.7V，但不限于此，可对应于多种值的电压。
在预热模式下，为在短时间内使加热器530的温度达到预设的预热目标温度，气溶胶生成装置500会消耗大量电流。因此，电池510的输出电压会瞬间急剧下降。
参照图7的曲线图，可知，在电压变换器520不在电池510与加热器530之间时，相比于电压变换器520位于电池510与加热器530之间的情况，电池510的输出电压更快地瞬间急剧下降。这是因为，当电压变换器520位于电池510与加热器530之间时，电池510的输出电压通过电压变换器520升压至预设的固定电压并施加到加热器530，从而与不在电池510和加热器530之间时相比，能够消耗相对较少的电流。
另外，当电压变换器520不在电池510与加热器530之间时，电池510的输出电压下降到预设的截止电压以下，会发生使用者无法完成吸烟的问题。截止电压可以为如图7所示的3.5V，但不限于此，可以为多种值的电压。
相反，当电压变换器520位于电池510与加热器530之间时，电池510的输出电压的下降现象得以改善，从而电池510的输出电压不会下降至预设的截止电压。因此，能够使用的电池510的电力效率会增加，结果，相比于电压变换器520位于电池510与加热器530的之间时，能够加热更多支卷烟。
本实施例相关技术领域的普通技术人员应理解，在不脱离上述记载的本质特性的范围内可通过变形的形式来实现。因此，所公开的方法不应从限定的观点来考虑，而是应从说明的观点来考虑。本发明的范围不限定于以上的说明，而通过权利要求书来表示，并且，应解释为在与权利要求书等同范围内的所有区别均包括在本发明内。

Claims (6)

1.一种气溶胶生成装置，其中，
包括：
电池，
加热器，用于加热气溶胶生成物质，
电压变换器，将由所述电池施加的电压转换成规定的电压以输出预设的固定电压，以及
控制部，控制由所述电压变换器供给到所述加热器的电力；
所述控制部，确定所述加热器是否在预热模式下动作，在所述预热模式下，控制供给到所述加热器的电力以将所述预设的固定电压施加到所述加热器；
所述加热器能够以预热模式以及加热模式动作，
所述控制部执行如下处理：
在所述预热模式下控制供给到所述加热器的电力，以使所述加热器的温度达到预设的预热目标温度，
在所述加热模式下控制供给到所述加热器的电力，以使所述加热器的温度保持在低于所述预设的预热目标温度的温度范围；
所述控制部在所述预热模式下执行如下处理：
确定电量和所需时间，所述电量是指，所述加热器的温度达到所述预设的预热目标温度而所需的电量，所述所需时间是指，通过对所述加热器施加所述预设的固定电压来预热所述加热器而所需的时间，
通过对所述加热器施加所述预设的固定电压来预热所述加热器而所需的时间恒定。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中，
所述电压变换器执行如下处理：
当由所述电池施加的电压低于所述预设的固定电压时，对所述施加的电压进行升压，
当由所述电池施加的电压高于所述预设的固定电压时，对所述施加的电压进行降压。
3.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中，
所述电压变换器是降压-升压变换器、运算放大器以及LDO电压调节器中的任一种。
4.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中，
还包括：
第一开关，位于所述电压变换器与所述加热器之间，根据所输入的控制信号调节开闭状态；以及
第二开关，位于所述加热器与接地部之间，根据所输入的控制信号调节开闭状态。
5.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中，
所述控制部执行如下处理：
在所述加热器加热的期间，输出用于闭合所述第一开关的控制信号，
在所述加热器加热的期间，根据所述加热器的电力占空比输出用于反复地断开和闭合所述第二开关的控制信号。
6.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中，
所述第一开关和所述第二开关为场效应晶体管。
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