CN115297580B - 适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统及方法，该系统包括：包括检测单元、控制单元、输出单元；在该控制单元中设置控制曲线；控制曲线包括电磁加热型加热不燃烧装置在不同环境温度下预制的不同工作状态曲线；通过检测单元识别抽吸动作、抽吸状态，控制单元匹配合适的预设控制曲线，可使电磁型加热装置具有稳定的抽吸体验，并能拓广装置对不同消费者抽吸习惯的适应性；同时，通过设置维持状态与抽吸状态及对应不同输出功率情况，能有效提高能量的使用效率，并延长设备的续航时间。

Description

适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统及 方法

技术领域

本发明属于加热不燃烧新型卷烟技术领域，具体的说是一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统及方法。

背景技术

加热不燃烧制品是目前与传统卷烟使用体验较为接近的一类产品，具有相比传统卷烟危害性较小的特点。该类制品主要由加热热源及气溶胶发生基质组成，其中加热热源温度一般不超过400℃，通过热源对基质进行加热，释放气溶胶烟雾供消费者进行抽吸。然而，由于消费者抽吸习惯的差异，使得热源温度需要进行适时调整，以保证消费者获得稳定、一致的抽吸体验，而这需要相应措施或方法来对热源输出功率进行控制，进而实现热源温度的匹配。

另外，由于不同外界环境对加热装置的整体加热效果具有明显影响，如何提高装置的适用性及稳定性，并降低装置的能量损耗成为急需解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统及方法，以期能适用于电磁型无接触式加热的输出功率控制，匹配热源温度，有效提高能量的使用效率，以适应不同地域环境及消费者抽吸习惯的差异，保证稳定的抽吸体验，从而提高装置的适用性及稳定性，并降低装置的能量损耗、延长设备的续航时间。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统的特点在于，包括检测单元、控制单元、输出单元；所述控制单元中设置控制曲线；所述控制曲线包括所述电磁加热型加热不燃烧装置在不同环境温度下预制的不同工作状态曲线；所述不同工作状态曲线包括：预热状态曲线、维持状态曲线、抽吸状态曲线以及补偿状态曲线；

所述检测单元包括：温度传感器、空气压力传感器；

所述输出单元包括：LC振荡电路；

所述温度传感器设置所述电磁加热型加热不燃烧装置内部的电路板上，并用于采集电路板上的温度信息并发送给所述控制单元；

所述控制单元根据所述温度信息，从所述控制曲线中选择对应环境温度下的工作状态曲线，并输出对应环境温度下工作状态曲线的控制信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由所述电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节所述电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置按照相应环境温度下的工作状态曲线运行；

在运行过程中，所述控制单元利用设置在电磁加热型加热不燃烧装置的空气流道中的空气流量传感器实时检测外部的抽吸动作、抽吸时长，用于从相应环境温度下的工作状态曲线中找到对应工作状态的曲线，并输出对应环境温度下预热状态曲线的控制信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由所述电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节所述电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置按照相应环境温度下对应的工作状态曲线运行；

所述控制单元根据所记录的抽吸动作和抽吸时长，判断抽吸动作的次数或工作时长是否达到所设定的阈值，若达到，则输出停止信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路停止产生交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而控制所述电磁加热型加热不燃烧装置停止运行。

本发明所述的适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统的特点也在于，不同环境温度包括但不限于低温环境、正常环境、高温环境；

若所述温度传感器采集的温度信息≤10℃，则表示所述电磁加热型加热不燃烧装置处于低温环境；

若所述温度传感器采集的温度信息≥45℃，则表示所述电磁加热型加热不燃烧装置处于高温环境；

若所述温度传感器采集的温度信息在10℃～45℃之间，则表示所述电磁加热型加热不燃烧装置处于正常环境。

所述电磁加热型加热不燃烧装置启动后，进入预热状态，并在所述预热状态曲线下，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置在一段时间内以高输出功率运行，并使得装置从常温到高温的输出状态；

在预热状态结束后，若不存在抽吸动作，所述电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并在所述维持状态曲线下，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置以低输出功率运行，并保持装置的低温输出状态；

若存在外部的抽吸动作，所述电磁加热型加热不燃烧装置进入抽吸状态时，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置以高输出功率运行，并使得装置从低温到高温的输出状态；

在抽吸状态下，所述控制单元判断单次抽吸动作的时长是否超过阈值，或者连续短时抽吸动作的次数是否超过阈值，若是，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入补偿状态，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置在原有功率输出的基础上，短时间进一步升高输出功率，以满足相应抽吸动作下的热能供给；否则，保持抽吸状态；

若抽吸动作结束，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并恢复装置的低温输出维持状态。

本发明一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制方法的特点在于，包括如下步骤：

步骤1：启动所述电磁加热型加热不燃烧装置，并利用温度传感器实时检测电路板的温度信息；从而根据所述温度信息，从控制曲线中选择对应环境温度下的工作状态曲线；

步骤2：根据所述工作状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由所述电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节所述电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置进入预热状态后，按照所述预热状态曲线运行并使得装置从常温到高温的输出状态；

步骤3：在预热状态结束后，若不存在抽吸动作，所述电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并根据维持状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，以降低所述电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率，并使得装置保持低温输出状态；

步骤4：所述电磁加热型加热不燃烧装置处于维持状态时，若空气压力传感器检测到抽吸动作，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入抽吸状态，并根据抽吸状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，以快速升高所述电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率，并使得装置从低温到高温的输出状态；

步骤5：所述电磁加热型加热不燃烧装置处于抽吸状态时，若所述空气压力传感器检测到单次长时间抽吸动作或多次连续短时抽吸动作后，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入补偿状态，并根据补偿状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置在原有抽吸状态输出功率的基础上，短时间进一步升高输出功率，以满足相应抽吸动作下的热能供给；否则，保持抽吸状态；

步骤6：所述电磁加热型加热不燃烧装置处于抽吸状态时，若所述空气压力传感器未检测到抽吸动作后，则表示抽吸动作结束，所述电磁加热型加热不燃烧装置重新进入维持状态，并恢复装置的低温输出维持状态；

步骤7：若抽吸动作的次数或工作时间达到预设数值时，则输出停止信号给所述LC振荡电路，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置停止工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过预制多条控制输出曲线可改善不同使用环境影响，通过温度传感器与空气流量传感器联用，可适应消费者抽吸习惯的差异，通过识别抽吸动作、抽吸状态，匹配合适的预设控制曲线，使装置具有稳定的抽吸体验，并拓广了装置对不同消费者抽吸习惯的适应性。

2、本发明通过设置维持状态与抽吸状态及对应不同输出功率情况，有效提高了能量的使用效率，延长了设备的续航时间。

附图说明

图1为本发明电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制流程图。

具体实施方式

本实施例中，一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统，包括：检测单元、控制单元、输出单元；

在该控制单元中设置控制曲线；控制曲线包括电磁加热型加热不燃烧装置在不同环境温度下预制的不同工作状态曲线；具体实施中，不同环境温度包括但不限于低温环境、正常环境、高温环境；

若温度传感器采集的温度信息≤10℃，则表示电磁加热型加热不燃烧装置处于低温环境；

若温度传感器采集的温度信息≥45℃，则表示电磁加热型加热不燃烧装置处于高温环境；

若温度传感器采集的温度信息在10℃～45℃之间，则表示电磁加热型加热不燃烧装置处于正常环境。

不同工作状态曲线包括：预热状态曲线、维持状态曲线、抽吸状态曲线以及补偿状态曲线；

检测单元包括：温度传感器、空气压力传感器；

输出单元包括：LC振荡电路；

温度传感器设置电磁加热型加热不燃烧装置内部的电路板上，并用于采集电路板上的温度信息并发送给控制单元；

控制单元根据温度信息，从控制曲线中选择对应环境温度下的工作状态曲线，并输出对应环境温度下工作状态曲线的控制信号给LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得电磁加热型加热不燃烧装置按照相应环境温度下的工作状态曲线运行；

在运行过程中，控制单元利用设置在电磁加热型加热不燃烧装置的空气流道中的空气流量传感器实时检测外部的抽吸动作、抽吸时长，用于从相应环境温度下的工作状态曲线中找到对应工作状态的曲线，并输出对应环境温度下预热状态曲线的控制信号给LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得电磁加热型加热不燃烧装置按照相应环境温度下对应的工作状态曲线运行；

控制单元根据所记录的抽吸动作和抽吸时长，判断抽吸动作的次数或工作时长是否达到所设定的阈值，若达到，则输出停止信号给LC振荡电路，使得LC振荡电路停止产生交变电流给电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而控制电磁加热型加热不燃烧装置停止运行。

本实施例中，一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统的工作过程如下：

电磁加热型加热不燃烧装置启动后，进入预热状态，并在预热状态曲线下，控制单元控制电磁加热型加热不燃烧装置在一段时间内以高输出功率运行，并使得装置从常温到高温的输出状态；

具体实施中，预热状态为装置启动后的20s内，在此区间内控制单元控制电磁加热型装置以高输出功率21W进行工作。

在预热状态结束后，若不存在抽吸动作，电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并在维持状态曲线下，控制单元控制电磁加热型加热不燃烧装置以低输出功率运行，并保持装置的低温输出状态；

具体实施中，维持状态为：若不存在抽吸动作，预热状态结束[0～20)s区间内，装置以4.3W功率进行维持状态输出；预热状态结束[20～100)s区间内，装置以3.7W功率进行维持状态输出；预热状态结束[100～250)s区间内，装置以3.5W功率进行维持状态输出。

若存在外部的抽吸动作，电磁加热型加热不燃烧装置进入抽吸状态时，控制单元控制电磁加热型加热不燃烧装置以高输出功率运行，并使得装置从低温到高温的输出状态；

具体实施中，抽吸状态为：当处于维持状态[0～20)s区间内，若检测到抽吸动作后，装置以9.0W功率进行抽吸状态输出；当处于维持状态[20～40)s区间内，若检测到抽吸动作后，装置以8.1W功率进行抽吸状态输出；当处于维持状态[40～250)s区间内，若检测到抽吸动作后，装置以7.1W功率进行抽吸状态输出。

在抽吸状态下，控制单元判断单次抽吸动作的时长是否超过阈值，或者连续短时抽吸动作的次数是否超过阈值，若是，则电磁加热型加热不燃烧装置进入补偿状态，控制单元控制电磁加热型加热不燃烧装置在原有功率输出的基础上，短时间进一步升高输出功率，以满足相应抽吸动作下的热能供给；否则，保持抽吸状态；

具体实施中，补偿状态为：若检测长时间抽吸动作为抽吸时长≥3s或短时连续抽吸动作为抽吸两口相隔时间≤5s时，装置在原有抽吸状态输出功率的基础上，再次升高3.0W功率进行工作补偿。

若抽吸动作结束，则电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并恢复装置的低温输出维持状态。

本实施例中，一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤1：启动电磁加热型加热不燃烧装置，并利用温度传感器实时检测电路板的温度信息；从而根据温度信息，从控制曲线中选择对应环境温度下的工作状态曲线；

步骤2：根据工作状态曲线，输出相应的控制信号给LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得电磁加热型加热不燃烧装置进入预热状态后，按照预热状态曲线运行并使得装置从常温到高温的输出状态；

步骤3：在预热状态结束后，若不存在抽吸动作，电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并根据维持状态曲线，输出相应的控制信号给LC振荡电路，以降低电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率，并使得装置保持低温输出状态；

步骤4：电磁加热型加热不燃烧装置处于维持状态时，若空气压力传感器检测到抽吸动作，则电磁加热型加热不燃烧装置进入抽吸状态，并根据抽吸状态曲线，输出相应的控制信号给LC振荡电路，以快速升高电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率，并使得装置从低温到高温的输出状态；

步骤5：电磁加热型加热不燃烧装置处于抽吸状态时，若空气压力传感器检测到单次长时间抽吸动作或多次连续短时抽吸动作后，则电磁加热型加热不燃烧装置进入补偿状态，并根据补偿状态曲线，输出相应的控制信号给LC振荡电路，使得电磁加热型加热不燃烧装置在原有抽吸状态输出功率的基础上，短时间进一步升高输出功率，以满足相应抽吸动作下的热能供给；否则，保持抽吸状态；

步骤6：电磁加热型加热不燃烧装置处于抽吸状态时，若空气压力传感器未检测到抽吸动作后，则表示抽吸动作结束，电磁加热型加热不燃烧装置重新进入维持状态，并恢复装置的低温输出维持状态；

步骤7：若抽吸动作的次数或工作时间达到预设数值时，则输出停止信号给LC振荡电路，使得电磁加热型加热不燃烧装置停止工作。

Claims (4)

1.一种适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统，其特征在于，包括检测单元、控制单元、输出单元；所述控制单元中设置控制曲线；所述控制曲线包括所述电磁加热型加热不燃烧装置在不同环境温度下预制的不同工作状态曲线；所述不同工作状态曲线包括：预热状态曲线、维持状态曲线、抽吸状态曲线以及补偿状态曲线；

所述检测单元包括：温度传感器、空气压力传感器；

所述输出单元包括：LC振荡电路；

所述温度传感器设置所述电磁加热型加热不燃烧装置内部的电路板上，并用于采集电路板上的温度信息并发送给所述控制单元；

所述控制单元根据所述温度信息，从所述控制曲线中选择对应环境温度下的工作状态曲线，并输出对应环境温度下工作状态曲线的控制信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由所述电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节所述电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置按照相应环境温度下的工作状态曲线运行；

在运行过程中，所述控制单元利用设置在电磁加热型加热不燃烧装置的空气流道中的空气流量传感器实时检测外部的抽吸动作、抽吸时长，用于从相应环境温度下的工作状态曲线中找到对应工作状态的曲线，并输出对应环境温度下预热状态曲线的控制信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由所述电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节所述电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置按照相应环境温度下对应的工作状态曲线运行；

所述控制单元根据所记录的抽吸动作和抽吸时长，判断抽吸动作的次数或工作时长是否达到所设定的阈值，若达到，则输出停止信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路停止产生交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而控制所述电磁加热型加热不燃烧装置停止运行。

2.根据权利要求1所述的适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统，其特征在于，不同环境温度包括但不限于低温环境、正常环境、高温环境；

若所述温度传感器采集的温度信息≤10℃，则表示所述电磁加热型加热不燃烧装置处于低温环境；

若所述温度传感器采集的温度信息≥45℃，则表示所述电磁加热型加热不燃烧装置处于高温环境；

若所述温度传感器采集的温度信息在10℃~45℃之间，则表示所述电磁加热型加热不燃烧装置处于正常环境。

3.根据权利要求1所述的适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统，其特征在于：

所述电磁加热型加热不燃烧装置启动后，进入预热状态，并在所述预热状态曲线下，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置在一段时间内以高输出功率运行，并使得装置从常温到高温的输出状态；

在预热状态结束后，若不存在抽吸动作，所述电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并在所述维持状态曲线下，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置以低输出功率运行，并保持装置的低温输出状态；

若存在外部的抽吸动作，所述电磁加热型加热不燃烧装置进入抽吸状态时，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置以高输出功率运行，并使得装置从低温到高温的输出状态；

在抽吸状态下，所述控制单元判断单次抽吸动作的时长是否超过阈值，或者连续短时抽吸动作的次数是否超过阈值，若是，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入补偿状态，所述控制单元控制所述电磁加热型加热不燃烧装置在原有功率输出的基础上，短时间进一步升高输出功率，以满足相应抽吸动作下的热能供给；否则，保持抽吸状态；

若抽吸动作结束，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并恢复装置的低温输出维持状态。

4.根据权利要求1或2或3所述的适用于电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率控制系统，其特征在于，输出功率控制方法包括如下步骤：

步骤1：启动所述电磁加热型加热不燃烧装置，并利用温度传感器实时检测电路板的温度信息；从而根据所述温度信息，从控制曲线中选择对应环境温度下的工作状态曲线；

步骤2：根据所述工作状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，使得LC振荡电路产生对应频率的交变电流给所述电磁加热型加热不燃烧装置中的电磁感应加热线圈，从而由所述电磁感应加热线圈产生交变磁场，以调节所述电磁加热型加热不燃烧装置的功率输出，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置进入预热状态后，按照所述预热状态曲线运行并使得装置从常温到高温的输出状态；

步骤3：在预热状态结束后，若不存在抽吸动作，所述电磁加热型加热不燃烧装置进入维持状态，并根据维持状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，以降低所述电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率，并使得装置保持低温输出状态；

步骤4：所述电磁加热型加热不燃烧装置处于维持状态时，若空气压力传感器检测到抽吸动作，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入抽吸状态，并根据抽吸状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，以快速升高所述电磁加热型加热不燃烧装置的输出功率，并使得装置从低温到高温的输出状态；

步骤5：所述电磁加热型加热不燃烧装置处于抽吸状态时，若所述空气压力传感器检测到单次长时间抽吸动作或多次连续短时抽吸动作后，则所述电磁加热型加热不燃烧装置进入补偿状态，并根据补偿状态曲线，输出相应的控制信号给所述LC振荡电路，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置在原有抽吸状态输出功率的基础上，短时间进一步升高输出功率，以满足相应抽吸动作下的热能供给；否则，保持抽吸状态；

步骤6：所述电磁加热型加热不燃烧装置处于抽吸状态时，若所述空气压力传感器未检测到抽吸动作后，则表示抽吸动作结束，所述电磁加热型加热不燃烧装置重新进入维持状态，并恢复装置的低温输出维持状态；

步骤7：若抽吸动作的次数或工作时间达到预设数值时，则输出停止信号给所述LC振荡电路，使得所述电磁加热型加热不燃烧装置停止工作。