CN114601199A - 气雾生成装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请的一个实施例提出一种气雾生成装置及其控制方法；其中，雾生成装置包括：感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热气雾生成制品；振荡器，包括电感线圈和电容，被配置为引导变化的电流流经电感线圈以驱动电感线圈产生变化的磁场；峰值检测单元，被配置为检测振荡器的峰值电压；控制器，被配置为基于峰值电压控制所述振荡器引导电流。以上气雾生成装置，通过监测振荡器振荡过程中的峰值电压，进而根据该峰值电压控制振荡器的振荡。

Description

气雾生成装置及控制方法

技术领域

本申请实施例涉及加热不燃烧低温烟具技术领域，尤其涉及一种气雾生成装置及控制方法。

背景技术

烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。

此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。在已知的装置中，通过电磁感应发热的加热器对烟草产品加热以生成供吸食的气溶胶。对于以上加热装置的一个现有技术的实施例中，201580007754.2号专利提出了一种电磁感应式加热特制烟支制品的感应加热装置；具体是通过一个感应线圈与一个电容器串联或并联组成LC振荡的方式形成交流，从而使线圈产生交变磁场诱导感受器发热加热烟支制品。

发明内容

本申请实施例提供一种气雾生成装置，被配置为加热气雾生成制品以生成供抽吸的气溶胶；包括：

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热气雾生成制品；

振荡器，包括电感线圈和电容，被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

峰值检测单元，被配置为检测所述振荡器的峰值电压；

控制器，被配置为基于所述峰值电压控制所述振荡器引导所述变化的电流。

以上气雾生成装置，通过监测振荡器振荡过程中的峰值电压，进而根据该峰值电压控制振荡器引导所述变化的电流。

进一步地，以上电路术语“振荡器”是由电容和电感组成的能产生周期性变化的电流和电压的电路模块。术语“峰值电压”是变化的电压在周期中的最大值。

在优选的实施中，所述峰值检测单元包括：

保持电容，被配置为保持所述振荡器的峰值电压。

在优选的实施中，所述峰值检测单元包括：

运算放大器，位于所述保持电容与振荡器之间，进而被配置为向所述保持电容输出所述振荡器的电压；

电压跟随器，被配置为输出所述保持电容保持的所述振荡器的峰值电压。

在优选的实施中，所述峰值检测单元还包括：

放电开关，被配置为在导通时使所述保持电容放电。

在优选的实施中，所述运算放大器的采样端与所述振荡器连接；

所述保持电容包括三路；其中，第一路与所述运算放大器的输出端连接，第二路与所述放电开关连接，第三路与所述电压跟随器的采样端连接。

在优选的实施中，所述振荡器是包括所述电感线圈和电容并联的并联LC振荡器；

所述控制器被配置成通过变化频率的脉冲驱动所述并联LC振荡器振荡、并根据所述峰值检测单元检测的峰值电压确定并联LC振荡器最适频率，进而根据该最适频率控制所述并联LC振荡器引导所述变化的电流。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述峰值检测单元检测的峰值电压与预设的阈值电压相同或基本接近时，确定所述并联LC振荡器的最适频率。

在优选的实施中，所述变化频率的脉冲中频率是由大到小逐渐变化的。

在优选的实施中，所述振荡器是包括所述电感线圈和电容并联的并联LC振荡器；

所述控制器被配置成通过变化占空比的脉冲驱动所述并联LC振荡器振荡、并根据所述峰值检测单元检测的峰值电压确定所述并联LC振荡器最适占空比，进而根据该最适占空比控制所述并联LC振荡器引导所述变化的电流。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述峰值检测单元检测的峰值电压与预设的阈值电压相同或基本接近时，确定所述并联LC振荡器的最适占空比。

在优选的实施中，所述变化占空比的脉冲中占空比是由小到大逐渐变化的。

在优选的实施中，所述振荡器是包括所述电感线圈和电容串联的串联LC振荡器或串联的LCC振荡器；

所述控制器被配置成通过变化频率的脉冲驱动所述振荡器振荡、并根据所述峰值检测单元检测的峰值电压确定所述振荡器的谐振频率。

在优选的实施中，所述变化频率的脉冲中占空比是50％、频率是由大到小逐渐变化的。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述峰值检测单元检测的峰值电压最大时，确定所述振荡器的谐振频率。

本申请的又一个实施例还提出一种气雾生成装置的控制方法，所述气雾生成装置包括：

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热气雾生成制品

振荡器，包括电感线圈和电容，并被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

所述方法包括：

检测所述振荡器的峰值电压；

根据所述峰值电压确定所述振荡器的振荡频率。

在优选的实施中，调整所述振荡器的振荡频率，以使所述振荡频率与预设频率保持相同或基本接近。

本申请的又一个实施例还提出一种气雾生成装置的控制方法，所述气雾生成装置包括：

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热气雾生成制品

并联的LC振荡器，包括并联的电感线圈和电容，被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

所述方法包括：

按照频率或占空比逐渐变化的脉冲驱动所述并联LC振荡器振荡；

检测所述并联LC振荡器的峰值电压；

将所述峰值电压与预设的阈值电压进行比较，当所述峰值电压与预设的阈值电压相同或基本接近时，确定所述并联LC振荡器的最适频率或最适占空比；

按照所述最适频率或最适占空比驱动所述并联LC振荡器振荡，进而使电感线圈生成变化的磁场。

本申请的又一个实施例还提出一种气雾生成装置的控制方法，所述气雾生成装置包括：

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热气雾生成制品

具有电感线圈的串联LC振荡器或串联的LCC振荡器，被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

所述方法包括：

按照占空比恒定为50％、频率逐渐变化的脉冲驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡；

检测所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器的峰值电压；

根据所述峰值电压的最大值，确定所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器的谐振频率；

按照所述谐振频率驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡，进而使电感线圈生成变化的磁场。

在优选的实施中，所述频率逐渐变化的脉冲中频率是由大到小逐渐变化的。

在优选的实施中，确定所述峰值电压为最大值的步骤包括：

将当前检测的峰值电压与上一次检测的峰值电压进行差值运算；

判断所述差值是否为正；

若为正，则降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率；若不为正，则确定上一次检测的峰值电压为最大值。

在优选的实施中，所述降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率的步骤包括：

判断所述差值是否大于预设值；若是大于预设值，则按照第一幅值降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率；如不是大于预设值，则按照第二幅值降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率；

其中，所述第一幅值大于第二幅值。

本申请的又一个实施例还提出一种气雾生成装置，被配置为加热气雾生成制品以生成供抽吸的气溶胶；包括：

并联的LC振荡器，包括并联的感应线圈和电容器，被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈，以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

感受器，被配置为被所述变化的磁场穿透而发热，进而对接收于所述腔室内的气雾生成制品进行加热；

晶体管开关；

控制器，被配置为通过脉冲控制晶体管开关的导通和断开，进而驱动所述并联的LC振荡器振荡，进而引导变化的电流流经所述电感线圈；

所述脉冲的占空比大于50％。

在优选的实施中，所述脉冲的占空比大于70％。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请一实施例提供的气雾生成装置的结构示意图；

图2是图1中电路一个实施例的结构框图；

图3是图2中电路一个实施例的基本组件的示意图；

图4是图2中并联的LC振荡器振荡中电压和电流变化的示意图；

图5是一个实施例中峰值检测单元的输入和输出信号的示意图；

图6是一个实施例提出的气雾生成装置的控制方法的示意图；

图7是又一个实施例提出的气雾生成装置的控制方法的示意图；

图8是图7的控制方法中扫描占空比过程中振荡电压的示意图；

图9是又一个实施例提出的气雾生成装置的控制方法的示意图；

图10是图1中电路一个实施例的基本组件的示意图；

图11是图10中LCC振荡器的一个阶段中正向电流的示意图；

图12是图10中LCC振荡器的一个阶段中反向电流的示意图；

图13是图10中串联的LCC振荡器的谐振电流的示意图；

图14是图10中串联的LCC振荡器测试的谐振电流和谐振电压变化的示意图；

图15是一个实施例中以333KHz～200KHz由大到小的变化频率的脉冲信号驱动串联的LCC振荡器振荡过程中检测的峰值电压的示意图；

图16是一个实施例提出的通过可变步长算法的扫频方法搜索谐振频率的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。

本申请的一实施例提出一种气雾生成装置，其构造可以参见图1所示，包括：

腔室，气溶胶生成制品A可移除地接收在腔室内；

电感线圈L，用于在交变电流下产生变化磁场；

感受器30，至少一部分在腔室内延伸，并被配置为与电感线圈L感应耦合，在被变化磁场穿透下发热，进而对气溶胶生成制品A例如烟支进行加热，使气溶胶生成制品A的至少一种成分挥发，形成供抽吸的气溶胶；

电芯10，为可充电的直流电芯，可以输出直流电流；

电路20，通过适当的电连接到可充电的电芯10，用于从将电芯10输出的直流电流，转变成具有适合频率的交变电流再供应到电感线圈L。

根据产品使用中的设置，电感线圈L可以包括绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈，如图1中所示。绕成螺旋状的圆柱形电感线圈L可以具有范围在大约5mm到大约10mm内的半径r，并特别地半径r可以大约为7mm。绕成螺旋状的圆柱形电感线圈L的长度可以在大约8mm到大约14mm的范围内，电感线圈L的匝数大约8匝到15匝的范围内。相应地，内体积可能在大约0.15cm³至大约1.10cm³的范围内。

在更加优选的实施中，电路20供应到电感线圈L的交变电流的频率介于80KHz～400KHz；更具体地，所述频率可以在大约200KHz到300KHz的范围。

在一个优选的实施例中，电芯10提供的直流供电电压在约2.5V至约9.0V的范围内，电芯10可提供的直流电流的安培数在约2.5A至约20A的范围内。

在一个优选的实施例中，感受器30大体呈销钉或者刀片状的形状，进而对于插入至气溶胶生成制品A内是有利的；同时，感受器30可以具有大约12毫米的长度，大约4毫米的宽度和大约0.5毫米的厚度，并且可以由等级430的不锈钢(SS430)制成。作为替代性实施例，感受器30可以具有大约12毫米的长度，大约5毫米的宽度和大约0.5毫米的厚度，并且可以由等级430的不锈钢(SS430)制成。在其他的变化实施例中，感受器30还可以被构造成圆筒状或管状的形状；在使用时其内部空间形成用于接收气溶胶生成制品A的腔室，并通过对气溶胶生成制品A的外周加热的方式，生成供吸食的气溶胶。这些感受器还可以由等级420的不锈钢(SS420)、以及含有铁/镍的合金材料(比如坡莫合金)制成。

在图1所示的实施例中，气雾生成装置还包括用于布置电感线圈L和感受器30的支架40，该支架40的材质可以包括耐高温非金属材料比如PEEK或者陶瓷等。在实施中，电感线圈L采用缠绕在支架40的外壁上进而固定。同时，根据图1所示，该支架40的中空的管状形状，其管状中空的部分空间形成上述用于接收气溶胶生成制品A的腔室。

在可选的实施中，感受器30是由以上感受性的材质制备的，或者是由陶瓷等耐热的基体材质外表面上电镀、沉积等形成感受材料涂层获得的。

以上由电路20在一个优选的实施方式中的结构和基本组件可以参见图2至图3所示，包括：

并联LC振荡器24，具体是由电容C1与电感线圈L并联组成的，进而在对其提供脉冲电压使其振荡，产生供应到电感线圈L的变化的电流，从而产生变化的磁场诱导感受器30发热。

晶体管开关23包括开关管Q1，交替的导通和关闭，以在电芯10与并联LC振荡器24之间引导电流使并联的LC振荡器24振荡，形成流过电感线圈L的变化的电流，从而使电感线圈L产生变化的磁场。当然，在图3所示的优选实施中，开关管Q1是常用的MOS管开关，连接中MOS管开关根据G极接收开关管驱动22的PWM驱动信号进而导通/断开。

进一步在优选的实施中，晶体管开关23的导通和断开是由开关管驱动22的驱动信号控制的。当然，开关管驱动22的驱动信号是基于接收的MCU控制器21发出的PWM方式的脉冲控制信号发出的。

在一个优选的实施中，开关管Q1的导通时间和断开时间是不同的，即PWM方式控制并联的LC振荡器24振荡的中的占空比不是50％。即并联的LC振荡器24的振荡过程是非对称的，使并联的LC振荡器24维持具有足够的振荡电压保持磁场的强度。在优选的实施中，PWM方式控制开关管Q1导通的占空比大约在70～80％。具体，以图4中示出了图3所示电路20的并联的LC振荡器24以占空比50％的对称谐振方式进行驱动下，在时间t1～t5的一个周期内振荡电流/电压的变化过程；包括：

S1，t1～t2时间段：开关管驱动22通过发送PWM脉冲驱动信号至MOS管Q1的G极使MOS管饱和导通。导通后电流i1从电芯10的正极流过电感线圈L，由于线圈感抗不允许电流突变；所以在t1～t2时间对电感线圈L充电形成线性上升的电流i1。

S2，t2～t3时间段：在t2时刻，PWM脉冲结束，MOS管Q1断开，同样由于电感线圈L的感抗作用，电流不能立即变0，而是呈向电容C1充电产生对电容C1充电的电流i2。

直至t3时刻，电容C1电荷充满，电流变为0；此时电感线圈L的磁场能量全部转为电容C1的电场能量，在电容C1两端达到峰值电压，在MOS管Q1的D极/S极间形成的电压实际为逆相脉冲峰压与电芯10的正极输出电压之和。

S3，t3～t4时间段：电容C1通过电感线圈L放电直至完毕，i3达到最大值,电容C1两端电压逐渐下降至消失，这时电容C1中的电能又全部转为电感线圈L中的磁能。同样因感抗作用流经电感线圈L的电流逐步变化并且是与以上S1和S2方向相反；电容C1放电直至电感线圈L两端电动势反向。

S4，t4～t5时间段：在t4时刻再次导通MOS管Q1，则电感线圈L与滤波电容C3形成回流，则电感线圈L的能量反冲到滤波电容C3形成逐渐下降的电流i4，直至降低至0的t5时刻周期结束；而后开始下一个振荡周期。

由以上过程的描述可以知悉，在t4的时刻MOS管Q1的D极/S极间电压会过零点，并且MOS管Q1在振荡的过程中，是由D极/S极间电压过零的时刻进行切换导通/断开的状态的。

进一步图3和图4中，同步检测单元25用于检测并联的LC振荡器24的振荡电压；具体，根据图4所示，同步检测单元25主要包括过零比较器U1，用于采样和检测MOS管Q1的D极电压信号的过零点，以便仅MCU控制器21根据过零的时刻控制MOS管Q1导通/断开的切换。

图3和图4的实施例中进一步提出了检测并联的LC振荡器24的峰值电压，以便于控制输出的峰值检测单元26，主要包括：

运算放大器U2，该运算放大器U2的采样端in-与MOS管Q1的D极连接，用于采样MOS管Q1的D极的电压，并输出通过二极管D2输出运算结果；

保持电容C2，与运算放大器U2的输出端是连接的，进而通过该保持电容C2可以保持或锁定运算放大器U2输出峰值电压。例如在图4中所示的电压变化周期的t2～t3时间段中，运算放大器U2输出逐步增大的电压值，保持电容C2接收输出的电压并存储，直至t3时刻当运算放大器U2输出电压值达到最大时，保持电容C2两端的电压同步达到最大；而当时间经过t3时刻后，运算放大器U2输出会逐步降低直至为0；但保持电容C2由于没有放电，则两端的电压值始终保持在峰值；

电压跟随器U3，跟随输出保持电容C2所保持的峰值电压。

图5示出了采用占空比为70％驱动并联的LC振荡器24的两个振荡周期中，峰值检测单元26的运算放大器U2的采样端in-所采集的输入信号、以及由电压跟随器U3的输出端输出的输出信号的对比。从图5中可以看出，峰值检测单元26输出的始终是并联的LC振荡器24的峰值电压。同时图5中，输入信号的波形看出，输入信号出现电压峰的时间长度是远小于基本接近0的时间长度的，即振荡是非对称的；并且从图5中电压波峰的形状看，由基本接近0(t2)升高到峰值电压的时间(t3)长度、与由峰值电压下降至接近0(t4)的时间也是不同的，具体在图5中波峰的上升的快、下降慢。相比图4中占空比50％的对称谐振，采用非对称峰值电压远大于50％占空比驱动的电压，进而可以弥补占空比50％驱动并联LC振荡器24振荡过程中电感线圈L充电时间短导致效率低的问题。根据本申请的以上的测试，在优选的实施中，以占空比大于50％的脉冲驱动并联的LC振荡器24振荡进行加热；更加优选的实施中，占空比大于70％；使振荡周期中充电时间长、放电时间短，则能保持在所需要的功率和电压。

通过以上保持电容C2和电压跟随器U3，可以始终在振荡过程的任意时刻均保持输出峰值电压，进而MCU控制器21可以在任意时刻均能获取或采样检测振荡的峰值电压。

在图3中所示的优选实施中，运算放大器U2是作为比较器的基础用法使用的，具体运算放大器U2的基准信号输入端in+通过一个电容连接到输出信号的一个固定的信号，则运算放大器U2作为比较器输出并联的LC振荡器24的振荡电压信号与固定基准信号的比较运算的结果；即当运算放大器U2的采样端in-采样的电压信号高于输入端in+输入的基准电压信号时，运算放大器U2输出比较结果至保持电容C2保持，直至当采样端in-采样的电压信号为峰值时保持电容C2接收的电压最大即为峰值电压。

进一步在图3所示的优选实施中，基于常规跟随输出的连接方式，电压跟随器U3的采样端in+与运算放大器U2的采样端in+是连接的。同时在峰值检测单元26还包含有若干电阻、电容等基本器件，它们是用于基本的分压、稳压、以及限流的功能。

具体在图3所示的实施中，峰值检测单元26中保持电容C2的负端是接地的、正端连接中包括有三路；其中，

第一路是与运算放大器U2的输出端连接，以用于接收运算放大器U2输出的电压；

第二路是与电压跟随器U3的采样端in-连接，以使电压跟随器U3能输出由保持电容C2保持的峰值电压；

第三路是通过开关管Q2接地的，MCU控制器21通过导通该开关管Q2对保持电容C2的正端进行放电至0，便于下一次振荡峰值电压的采样。

本申请的又一个实施例还提出一种基于以上峰值检测单元26自动检测或调整气雾生成装置的振荡频率或脉冲控制信号的占空比的控制方法。

图6示出了控制气雾生成装置的自动检测和调整气雾生成装置的适应给定占空比的振荡频率的方法步骤，包括：

S10，采用给定的占空比，MCU控制器21发出一系列的频率逐渐变化的脉冲信号至开关管驱动22驱动开关管Q1导通/断开，进而驱动并联的LC振荡器24振荡；

S20，以上步骤S10的实施中，通过峰值检测单元26测量并联的LC振荡器24的峰值电压，并在当测量的峰值电压与预设的电压阈值相同或非常接近时确定所需的最适振荡频率；而后MCU控制器21根据确定的最适振荡频率诱导感受器30发热。

以上步骤S10是以设定好恒定的占空比(例如50％或者70％等)后，发出一系列包含有逐渐变化的频率的脉冲信号驱动并联的LC振荡器24振荡；是通过扫频的方式寻找适合于在所需输出功率下的最适频率与占空比的关系组合，而后按照这一最适的频率和占空比驱动并联的LC振荡器24振荡，进而控制感受器30发热。

在以上优选的实施中，作为用于扫频的脉冲信号，脉冲信号的频率优选是从大到小逐渐降低的。在扫频中设定的占空比不变时，频率大则相应的周期短，振荡的峰值电压正比于总电流，而总电流I为电流i与时间t的积分，记为∑(di/dt)。则相应地在扫频的过程中所检测的峰值电压是由小到大变化的，对于安全地寻找到与预设的电压阈值下的频率是有利的。

同时实施中，作为用于扫频的脉冲信号中包含的脉冲的个数或数量保持在5～50之间，优选地为5～10之间。

在优选的实施中，扫频的过程中每检测一次峰值电压后，导通开关管Q2对保持电容C2的正端进行放电至0，使峰值检测单元26复位。

在电路20运行的检测比对中，正好测量到峰值电压与预设的电压阈值相同基本是难以呈现的，进而通常按照实施经验以两者的误差小于预设的电压阈值的0.25％判定它们是基本接近或非常接近来确定检测的结果是比较合适的。例如当理想的最佳振荡效率中电压峰值是40V，实际扫频测试当中当检测的峰值电压达过39V则大致可以认为已经找到最适的频率。当然在其他的可选的实施中，如果电路20运行中各元器件和数据稳定性可能存在偏差，如果在能实现更精确的结果下可以进一步缩小两者的误差判定标准，例如两者的误差小于预设的电压阈值的0.1％。

图7示出了又一个实施例中控制气雾生成装置的自动检测适合于给定频率的并联的LC振荡器24的控制信号的占空比的方法步骤，包括：

S11，采用给定的频率，MCU控制器21发出一系列的占空比逐渐变化的脉冲信号控制开关管Q1导通/断开，进而驱动并联的LC振荡器24振荡；以上预设的频率例如200KHz/300KHz/350KHz等，当然在扫描占空比的过程中给定的频率是恒定不变的；

S21，以上步骤S11的实施中，通过峰值检测单元26测量并联的LC振荡器24的峰值电压，并在当测量的峰值电压与预设的电压阈值相同或非常接近时，确定此时的峰值电压对应的占空比，是与所选频率最适的占空比，而后按照该占空比的脉冲信号驱动并联的LC振荡器24振荡，进而诱导感受器30发热。

在以上优选的实施中，作为用于扫描占空比的脉冲信号中，占空比是从小到大逐渐增大的。在扫描占空比的过程中频率不变时，占空比大则相应开关管Q1的导通时间长。则相应地在扫占空比的过程中所检测的峰值电压是由小到大变化的，对于安全地寻找到与预设的电压阈值下的频率是有利的。同样，检测的过程中每检测一次峰值电压后，导通开关管Q2对保持电容C2的正端进行放电至0，使峰值检测单元26复位。

在一个具体的实施中，图8示出了以给定频率为200KHz(即周期为5us)、阈值电压40V扫描寻找占空比的脉冲信号下振荡电压的波形图；以开关管Q1的导通时间2μs(即占空比2μs/5μs＝40％)为起步、每个脉冲增加导通时间0.2μs扫描占空比。当扫描到导通时间3.6μs时，峰值电压最接近20V。则后续即以3.6μs/5μs＝72％的占空比、及200KHz的频率驱动并联的LC振荡器24振荡，则能最适于取得所需的加热效率。

其中，以上40V的阈值电压是根据一实施例的产品要求的加热效率设定的，是通过在样机调试时的经验取值，其取值既能保证快速升温，又不会对逆变电路造成损伤，并保有25％左右的余量。

当在又一个变化的实施中，当用户所需的加热温度或加热效率发生了变化时，或者更换了需要不同加热温度的气溶胶生成制品A时，则进一步可以调节所需的阈值电压重新按照以上方式进行扫频或扫描占空比来寻找适合于所需加热温度或加热效率的频率或占空比。

本申请的以上方法，通过峰值检测单元26可实现检测振荡过程的峰值电压，而振荡的峰值电压是与加热效率具有相关性的，进而即可根据产品或需求自行寻找适合的驱动频率或占空比。

本申请的又一个实施例还提出一种控制气雾生成装置的自适应调节振荡频率的方法，参见图9所示，包括：

S12，通过峰值检测单元26检测并联的LC振荡器24的振荡峰值电压；

S22，MCU控制器21根据所检测的振荡峰值电压确定并联的LC振荡器24的当前振荡频率，并调整提供给驱动给并联的LC振荡器24的驱动频率大小，以使振荡频率与所需的最适频率保持相同或基本接近。

该实施例中通过峰值检测单元26检测的峰值电压与频率的相关关系反向计算当前的振荡频率，而后自适应调节输出的频率与预设的振荡频率相同或基本接近。在实施中，所适用或检测的对象可以适用于串联的LC振荡器。

例如图10示出了本申请的又一个实施例的串联的LCC振荡器24a的电路20的结构和基本组件，串联的LCC振荡器24a来实现谐振，进而使其中的电感线圈L产生交变磁场。其中，

串联的LCC振荡器24a的振荡过程是由开关管Q3和开关管Q4组成的半桥来进行控制换流的；开关管Q3和开关管Q4的通断切换是由开关管驱动22a来控制的。具体，串联的LCC振荡器24a的振荡过程参见图11至图12所示，包括：

S100：如图11所示，开关管Q3导通、开关管Q4断开时，电芯10通过电流i1对电容C4形成充电、同时电容C3会通过电流i2形成放电，在该过程中形成图11所示从左向右流过电感线圈L的电流，可以记为正方向的电流。在该阶段S100中，电容C3由开关管Q3导通时开始放电直至两端电压差为0放电完成、以及电容C4两端的电压增大至与电芯10的输出电压相等时充电停止，此时电感线圈L的电流达到谐振峰值最大。

S200：在阶段S100完成之后继续保持开关管Q3导通、开关管Q4断开状态，电感线圈L会以图1中电流i2相同的方向放电给电容C3充电，从而使正方向流过电感线圈L的电流逐渐减小直至电感线圈L放电至电流为0结束。此阶段中，由于在阶段S100中电容C3放电完，则电感线圈L与通过开关管Q3与电容C3形成的回路基本没有阻抗，因而此阶段S200中电感线圈L主要是放电给电容C3充电，放电过程中流过电感线圈L的电流与阶段S100中电流i2相同。而电容C4在阶段S100已经基本上充电至与电芯10的输出电压相同，此阶段S200中电感线圈L会极少量对第二电容C2补偿，但是基本可以忽略。

在阶段S100和阶段S200的完整过程中，流过电感线圈L的总电流由0正向增加到最大后，再由电感线圈L的放电逐渐降低至0，而流过电感线圈L的电流方向始终是从左向右的正方向。

S300，步骤S200完成之后，断开开关管Q3、导通开关管Q4；开关管Q2导通开始，LCC振荡器24a内产生图12中所示的电流i3和电流i4的回路。根据图12中所示的电流路径，电流i3由电芯10的正极依次经电容C3、电感线圈L、开关管Q4后通过接地回到电芯10的负极形成回路；同时，电流i4由电容C4的正端沿图中所示逆时针方向依次经电感线圈L、开关管Q4后回到电容C4的负端形成回路。在该过程中形成如图12所示从右向左流过电感线圈L的电流，与图11中电流方向相反，则可以记为负方向的电流。

阶段S300中的同时包含有对电容C3的充电、以及电容C4的放电；当电容C3电压增大至与电芯10的输出电压相等时、以及电容C4两端的压差为0时，电感线圈L的电流达到谐振峰值最大。

S400：在阶段S300完成之后继续保持开关管Q2导通，电感线圈L会反向给电容C4充电，从而使负方向流过电感线圈L的电流逐渐减小直至电感线圈L放电至电流为0结束。

在该步骤S300和S400的完整过程中，流过电感线圈L的总电流同样由0反向增加到最大后，再由电感线圈L的放电逐渐降低至0。

因此在以上LCC振荡器24a在振荡的过程中，流过电感线圈L的电流的变化可以参见图13所示，一个完整的电流周期包括有在图13中分别对应以上阶段S100/S200/S300/S400的四个部分。以上步骤S100至步骤S400循环交替的地切换开关管Q3和开关管Q4的通断状态，则可以在LCC振荡器24a内循环地产生以上振荡过程，形成流过电感线圈L的交变电流。

因此基于以上控制的过程可以看出，该实施中的LCC振荡器24a是以ZCS(零电流开关)逆变器拓扑产生逆变的，不同于以上并联的LC振荡器24的ZVS(零电压开关)逆变器拓扑；并且开关管Q3和开关管Q4被配置为当流过电感线圈L的电流为0时进行通/断切换。

以上LCC振荡器24a在振荡中的换流是由开关管Q3和开关管Q4组成的半桥来控制的。当然基于相同的实施，技术人员可以替换或者采用包括4个开关管的全桥电路来驱动LCC振荡器24a的振荡。

进一步参见图3所示的实施例，半桥驱动器22a采用的是常用的FD2204型号的开关管驱动器，其是由MCU控制器21以PWM方式控制的，根据PWM的脉冲宽度分别由第3和第10的I/O口交替发出高电平/低电平进而驱动开关管Q3、开关管Q4的导通时间，以控制LCC振荡器24a的振荡。

并且从以上过程中可以看出，以上串联的LCC振荡器24a的振荡过程中电流或电压是具有对称性的正弦或余弦谐振的变化曲线，占空比基本恒定为50％，则对应MCU控制器21以50％占空比的PWM脉冲信号驱动开关管Q3和开关管Q4导通或断开的。在实施中，谐振的电压和电流的强度是相关并超前的，例如变化参见图14所示；谐振电压大约是超前谐振电流的，为1/4个周期，整体LCC振荡器24a呈弱感性。“容性”、“感性”是电子器件混联电路(如LC振荡器或以上LCC振荡器24a)相关的电学术语；当混联电路容抗比感抗大则电路呈“容性”，若感抗比容抗大则电路呈感性。“弱感性”状态即感抗与容抗基本接近并且感抗略微大于而非远大于容抗的状态。

相近地在图10所示的实施中，电路20还包括有峰值检测单元26a，用于检测LCC振荡器24a的峰值电压。

以上图10所示的实施例中，还包括有若干常规的基础元件，例如用于分压、限流的电阻，以及阻止反向电流的二极管，以及稳压或滤波的电容等。

进一步气雾生成装置的MCU控制器21同样能利用以上峰值检测单元26a的检测，通过扫频的方式寻找最适输出功率或加热效率的频率，具体实施中与以上并联的LC振荡器24的扫频相同，是采用发出一系列的变化频率的脉冲信号驱动LCC振荡器24a振荡，并根据所检测的峰值电压自身达到最大时确定LCC振荡器24a的谐振频率，以扫频获得的谐振频率控制LCC振荡器24a振荡诱导感受器30发热。

当然在该LCC振荡器24a的扫频过程中，由于LCC振荡器24a自身是占空比为50％的正弦谐振；则对应扫频的过程中，当驱动频率与LCC振荡器24a的谐振频率相同或非常接近时，谐振电压能达到最大；而当驱动频率偏离LCC振荡器24a的谐振频率时，谐振电压越来越小；仅有当驱动频率与谐振频率相同或非常接近时，LCC振荡器24a是基本完全谐振的，此时谐振电压能达到；即驱动频率与谐振电压之间，在高于谐振频率时，存在较为明显的对应关系。

例如图15中示出了一个实施例中以333KHz～200KHz由大到小进行扫频时检测的峰值电压的图；扫频过程中，峰值电压逐渐提高的；而直至到217KHz～227KHz的区域达到最大；当继续降低驱动频率至200KHz时，峰值电压减小。在相对较为宽泛或模糊的精度要求下，即可认为217KHz～227KHz范围为该实施例的LCC振荡器24a的谐振频率范围。基于精确度的需求，用户在实施中扫频中每次调整频率的幅度可以自行选择，当然幅度越大精确性则相对低、但能缩短扫频时间以加快检测效率；而每次调整的幅度越低则精确性则相对高，但耗时会相应增大而降低效率。在可选的实施中，以1～30KHz的调整幅度进行扫频是适合的。

当然如果需要进一步提高所检测的谐振频率的精确度，可以进一步按照0.5KHz的频率变化率在217KHz～227KHz之间继续以上扫频操作，直至找到最大峰值电压的频率，即为更加准确的谐振频率。

基于以上，本申请的又一个实施例还提出一种通过可变步长算法来快速搜索寻找谐振频率的扫频方法；参见图16所示，方法步骤包括：

S1000，由设定的初始频率值开始进行扫频；

S2000，按照当前扫频的频率驱动LCC振荡器24a振荡；

S3000，检测当前LCC振荡器24a振荡中的峰值电压，并将该峰值电压与上一次检测的峰值电压进行差值运算；

S4000，判断运算的差值是否为正值；若是，进一步执行步骤S5000；若否，则确定当前扫频的频率为所寻找的谐振频率；

S5000，判断以上差值是否大于预设值；若是，则执行步骤S5100；如否，则执行步骤S5200；

S5100，按照第一幅值降低扫频的频率继续扫频；

S5200，按照第二幅值降低扫频的频率继续扫频。

其中，以上第一幅值是大于第二幅值的，例如第一幅值可以选择为5KHz/10KHz/15KHz/20KHz/22KHz/25KHz/30KHz等；第二幅值可以选择为0.5KHz/1KHz/1.5KHz/2KHz/5KHz等。

以上实施例，通过利用峰值电压检测与快速搜索算法，在扫频的过程中，根据当前峰值电压与前一次的峰值电压的差值大小，自动调整频率降低的幅度；当相邻两次检测的峰值电压越来越接近趋于相同时，扫频的频率降幅越来越小；在前期可以大大缩短时间，后期可以大大提升精确度。进而在初始加热前实现能快速准确地的捕获LCC振荡器24a的谐振频率。

在其他的变化实施中，串联的LC振荡器与LCC振荡器24a的过程相似，振荡过程中电压/电流同样是具有对称性的正弦或余弦谐振的变化曲线。同时，串联的LC振荡器也是谐振时效率最大；进而通过以上扫频以及峰值电压检测的方式，均可以用于控制具有串联的LC振荡器的气雾生成装置。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (23)

1.一种气雾生成装置，被配置为加热气雾生成制品以生成供抽吸的气溶胶；其特征在于，包括：

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热气雾生成制品；

振荡器，包括电感线圈和电容，被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

峰值检测单元，被配置为检测所述振荡器的峰值电压；

控制器，被配置为基于所述峰值电压控制所述振荡器引导所述变化的电流。

2.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于，所述峰值检测单元包括：

保持电容，被配置为保持所述振荡器的峰值电压。

3.如权利要求2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述峰值检测单元包括：

运算放大器，位于所述保持电容与振荡器之间，进而被配置为向所述保持电容输出所述振荡器的电压；

电压跟随器，被配置为输出所述保持电容保持的所述振荡器的峰值电压。

4.如权利要求2或3所述的气雾生成装置，其特征在于，所述峰值检测单元还包括：

放电开关，被配置为在导通时使所述保持电容放电。

5.如权利要求4所述的气雾生成装置，其特征在于，所述运算放大器的采样端与所述振荡器连接；

所述保持电容包括三路；其中，第一路与所述运算放大器的输出端连接，第二路与所述放电开关连接，第三路与所述电压跟随器的采样端连接。

6.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述振荡器是包括所述电感线圈和电容并联的并联LC振荡器；

所述控制器被配置成采用变化频率的脉冲驱动所述并联LC振荡器振荡、并根据所述峰值检测单元检测的峰值电压确定并联LC振荡器最适频率，进而根据该最适频率控制所述并联LC振荡器引导所述变化的电流。

7.如权利要求6所述的气雾生成装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述峰值检测单元检测的峰值电压与预设的阈值电压相同或基本接近时，确定所述并联LC振荡器的最适频率。

8.如权利要求6所述的气雾生成装置，其特征在于，所述变化频率的脉冲中频率是由大到小逐渐变化的。

9.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述振荡器是包括所述电感线圈和电容并联的并联LC振荡器；

所述控制器被配置成采用变化占空比的脉冲驱动所述并联LC振荡器振荡、并根据所述峰值检测单元检测的峰值电压确定所述并联LC振荡器最适占空比，进而根据该最适占空比控制所述并联LC振荡器引导所述变化的电流。

10.如权利要求9所述的气雾生成装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述峰值检测单元检测的峰值电压与预设的阈值电压相同或基本接近时，确定所述并联LC振荡器的最适占空比。

11.如权利要求9所述的气雾生成装置，其特征在于，所述变化占空比的脉冲中占空比是由小到大逐渐变化的。

12.如权利要求1至3任一项所述的气雾生成装置，其特征在于，所述振荡器是包括所述电感线圈和电容串联的串联LC振荡器或串联的LCC振荡器；

所述控制器被配置成采用变化频率的脉冲驱动所述振荡器振荡、并根据所述峰值检测单元检测的峰值电压确定所述振荡器的谐振频率。

13.如权利要求12所述的气雾生成装置，其特征在于，所述变化频率的脉冲中占空比是50％、频率是由大到小逐渐变化的。

14.如权利要求12所述的气雾生成装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述峰值检测单元检测的峰值电压最大时，确定所述振荡器的谐振频率。

15.一种气雾生成装置的控制方法，所述气雾生成装置包括：

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热气雾生成制品振荡器，包括电感线圈和电容，并被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

其特征在于，所述方法包括：

检测所述振荡器的峰值电压；

根据所述峰值电压确定所述振荡器的振荡频率。

16.如权利要求15所述的气雾生成装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述峰值电压确定所述振荡器的振荡频率之后还包括：

调整所述振荡器的振荡频率，以使所述振荡频率与预设频率保持相同或基本接近。

17.如权利要求15所述的气雾生成装置的控制方法，其特征在于，

所述振荡器是并联的LC振荡器；

所述方法包括：

采用频率或占空比逐渐变化的脉冲驱动所述并联LC振荡器振荡；

检测所述并联LC振荡器的峰值电压；

将所述峰值电压与预设的阈值电压进行比较，当所述峰值电压与预设的阈值电压相同或基本接近时，确定所述并联LC振荡器的最适频率或最适占空比；

按照所述最适频率或最适占空比驱动所述并联LC振荡器振荡，进而使电感线圈生成变化的磁场。

18.如权利要求15所述的气雾生成装置的控制方法，其特征在于，

所述振荡器是串联LC振荡器或串联的LCC振荡器；

所述方法包括：

采用占空比恒定为50％、频率逐渐变化的脉冲驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡；

检测所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器的峰值电压；

根据所述峰值电压的最大值，确定所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器的谐振频率；

按照所述谐振频率驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡，进而使电感线圈生成变化的磁场。

19.如权利要求18所述的气雾生成装置的控制方法，其特征在于，所述频率逐渐变化的脉冲中频率是由大到小逐渐变化的。

20.如权利要求18或19所述的气雾生成装置的控制方法，其特征在于，确定所述峰值电压为最大值的步骤包括：

将当前检测的峰值电压与上一次检测的峰值电压进行差值运算；

判断所述差值是否为正；

若为正，则降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率；若不为正，则确定上一次检测的峰值电压为最大值。

21.如权利要求20所述的气雾生成装置的控制方法，其特征在于，所述降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率的步骤包括：

判断所述差值是否大于预设值；若是大于预设值，则按照第一幅值降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率；若不是大于预设值，则按照第二幅值降低驱动所述串联LC振荡器或串联的LCC振荡器振荡的频率；

其中，所述第一幅值大于第二幅值。

22.一种气雾生成装置，被配置为加热气雾生成制品以生成供抽吸的气溶胶；其特征在于，包括：

并联的LC振荡器，包括并联的感应线圈和电容器，被配置为引导变化的电流流经所述电感线圈，以驱动所述电感线圈产生变化的磁场；

感受器，被配置为被所述变化的磁场穿透而发热，进而对接收于所述腔室内的气雾生成制品进行加热；

晶体管开关；

控制器，被配置为通过脉冲控制晶体管开关的导通和断开，进而驱动所述并联的LC振荡器振荡，进而引导变化的电流流经所述电感线圈；

所述脉冲的占空比大于50％。

23.如权利要求22所述的气雾生成装置，其特征在于，所述脉冲的占空比大于70％。

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