CN116528709A - 用于向谐振电路施加脉冲和脉冲边沿的装置 - Google Patents

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Abstract

一种装置，包括：桥接电路，用于将一个或多个脉冲边沿施加到谐振电路，该桥接电路具有第一分支和第二分支，该第一分支中第一连接点连接到地，该第二分支具有连接在第一能量源和第二连接点之间的第三晶体管和连接在第二连接点和地之间的第四晶体管，其中，该谐振电路包括串联连接在第一连接点和第二连接点之间的电感元件和电容器，其中，该电感元件用于电感加热感受器，其中，每个施加的脉冲边沿在谐振电路的电容器和电感元件之间感应脉冲响应，其中，该脉冲响应具有谐振频率。

Description

用于向谐振电路施加脉冲和脉冲边沿的装置
技术领域
本说明书涉及一种用于向谐振电路(例如作为气溶胶生成设备的一部分)施加脉冲和脉冲边沿的装置以及用于控制这种装置的方法。
背景技术
吸烟物品，例如香烟、雪茄等，在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过制造释放化合物而不燃烧的产品来提供这些物品的替代品。例如，烟草加热设备通过加热而不是燃烧生成气溶胶的基质如烟草来加热该基质以形成气溶胶。
发明内容
在第一方面，本说明书描述了一种装置，包括：用于将一个或多个脉冲边沿施加到谐振电路的桥接电路，该桥接电路(例如H桥接电路)具有第一分支和第二分支，该第一分支中第一连接点连接到地，该第二分支具有连接在第一能量源和第二连接点之间的第三晶体管和连接在第二连接点和地之间的第四晶体管，其中，该谐振电路包括串联连接在第一连接点和第二连接点之间的电感元件和电容器，其中，该电感元件用于电感加热感受器，其中，每个施加的脉冲边沿在谐振电路的电容器和电感元件之间感应脉冲响应，其中，该脉冲响应具有谐振频率。该装置可以进一步包括所述谐振电路。
桥接电路的第一分支可以包括连接在第一能量源和第一连接点之间的第一晶体管。
桥接电路的第一分支包括连接在第一连接点和地之间的第二晶体管。
谐振电路的电容器可以连接到第一连接点。谐振电路的电感元件可以连接到第二连接点。
一些示例性实施例进一步包括谐振电路的电感元件和电容器之间的输出连接点。输出电路(例如DC电压调节电路)可以耦接(例如，使用输出电容器)到谐振电路的电感元件和电容器之间的输出连接点。谐振电路的电容器可以设置在第一连接点和输出连接点之间，并且谐振电路的电感元件被设置在第二连接点和输出连接点之间。输出电路可以包括比较器。
在第二方面，本说明书描述了一种装置，包括：H桥接电路，用于将一个或多个脉冲边沿施加到谐振电路，该H桥接电路具有第一分支和第二分支，该第一分支具有连接在第一能量源和第一连接点之间的第一晶体管和连接在第一连接点和地之间的第二晶体管，该第二分支具有连接在第一能量源和第二连接点之间的第三晶体管和连接在第二连接点和地之间的第四晶体管，其中，该谐振电路包括串联连接在第一连接点和第二连接点之间的电感元件和电容器，其中，该电感元件用于电感加热感受器，其中，每个施加的脉冲边沿在谐振电路的电容器和电感元件之间感应脉冲响应，其中，该脉冲响应具有谐振频率；输出电路，用于提供取决于脉冲响应的一个或多个特性的输出信号；以及输出电容器，连接在输出连接点和输出电路的输入之间，该输出连接点在谐振电路的电感元件和电容器之间。该装置可以进一步包括谐振电路。谐振电路的电容器可以设置在第一连接点和输出连接点之间。谐振电路的电感元件可以设置在第二连接点和输出连接点之间。输出电路可以包括DC电压调整电路。输出电路可以包括比较器。
第一方面或第二方面的装置可以在加热操作模式下操作，在加热操作模式下，一个或多个脉冲被施加到电感元件以感应加热感受器。
在第三方面，本说明书描述了一种方法，包括：在谐振电路的测量模式和加热操作模式之间进行选择，其中，该谐振电路包括串联连接在桥接电路的第一连接点和第二连接点之间的电感元件和电容器；以及在选择测量模式的情况下，以半桥模式配置所述桥接电路，并且在选择加热操作模式的情况下，以全桥模式配置所述桥接电路，其中，所述桥接电路包括具有第一连接点的第一分支、具有第二连接点的第二分支、连接在第一能量源和第二连接点之间的第三晶体管，以及连接在第二连接点和地之间的第四晶体管。
以半桥模式配置桥接电路可以包括配置桥接电路使得第一连接点连接到地。半桥模式可以通过切换形成第二分支的第三晶体管和第四晶体管来实现。
第一分支可以包括连接在第一连接点和地之间的第二晶体管。以半桥模式配置桥接电路可以包括将第二晶体管(连接在第一连接点和地之间)切换到导通状态。
第一分支可以包括连接在第一能量源和第一连接点之间的第一晶体管和连接在第一连接点和地之间的第二晶体管。
该方法可以进一步包括在测量操作模式下，向谐振电路施加一个或多个脉冲边沿，其中，每个施加的脉冲边沿在电容器和谐振电路的电感元件之间感应脉冲响应，其中，该脉冲响应具有谐振频率。
该方法可以进一步包括向电感元件施加一个或多个脉冲，用于在加热操作模式下感应加热感受器。
在第四方面中，本说明书描述了一种不可燃气溶胶生成设备，包括如上文参考第一方面或第二方面所述的装置。气溶胶生成设备可以被配置成接收包括气溶胶生成材料的可移除物品。气溶胶生成材料可以例如包括气溶胶生成基质和气溶胶形成材料。可移除物品可以包括感受器装置。
在第五方面，本说明书描述了一种零件套件，包括用于不可燃气溶胶生成系统的物品，其中，不可燃气溶胶生成系统包括如上文参考第一方面或第二方面所述的装置或如上文参考第四方面所述的气溶胶生成设备。所述物品可以是包括气溶胶生成材料的可移除物品。
附图说明
现在将参考以下示意图仅通过示例的方式描述示例性实施例，其中：
图1是根据示例性实施例的系统的框图；
图2示出了根据示例性实施例的不可燃气溶胶供应设备；
图3是根据示例性实施例不可燃气溶胶提供设备的视图；
图4是根据示例性实施例与不可燃气溶胶提供设备一起使用的物品的视图；
图5是根据示例性实施例的电路框图；
图6示出了根据示例性实施例的谐振电路；
图7是根据示例性实施例的电路框图；
图8是根据示例性实施例的系统的框图；
图9是根据示例性实施例的电路框图；
图10是示出根据示例性实施例的算法的流程图；
图11和图12是展示示例性实施例的示例使用的线图；
图13和图14是根据示例性实施例的电路框图；以及
图15是示出根据示例性实施例的算法的流程图。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“气溶胶输送设备”意在包括将物质输送到使用者的系统，并且包括：
不可燃气溶胶供应系统，从可气溶胶化材料中释放化合物而不燃烧可气溶胶化材料，例如电子烟、烟草加热产品，以及使用可气溶胶化材料的组合来生成气溶胶的混合系统；以及
包括可气溶胶化材料并被配置成用于这些不可燃气溶胶供应系统之一的物品。
根据本公开，“可燃”气溶胶供应系统是这样一种系统，其中气溶胶供应系统(或其部件)的可气溶胶化材料成分被焚烧或燃烧，以便于输送给用户。
根据本公开，“不可燃”气溶胶供应系统是这样一种系统，其中气溶胶供应系统(或其部件)的可气溶胶化材料成分不被焚烧或燃烧，以便于输送给用户。在本文描述的实施例中，输送系统是不可燃气溶胶供应系统，如动力不可燃气溶胶供应系统。
在一个实施例中，不可燃气溶胶供应系统是电子烟，也称为蒸发设备或电子尼古丁输送系统(END)，尽管注意到可气溶胶化材料中尼古丁的存在不是必需的。
在一个实施例中，不可燃气溶胶供应系统是烟草加热系统，也称为热不燃烧系统。
在一个实施例中，不可燃气溶胶供应系统是使用可气溶胶化材料的组合来生成气溶胶的混合系统，其中一种或多种可被加热。每种可气溶胶化材料可以是例如固体、液体或凝胶的形式，并且可以包含或不包含尼古丁。在一个实施例中，混合系统包括液体或凝胶可气溶胶化材料和固体可气溶胶化材料。固体可气溶胶化材料可以包括例如烟草或非烟草产品。
典型地，不可燃气溶胶供应系统可以包括不可燃气溶胶供应设备和与不可燃气溶胶供应系统一起使用的物品。然而，可以设想的是，本身包括为气溶胶生成部件提供动力的装置的物品本身可以形成不可燃气溶胶供应系统。
在一个实施例中，不可燃气溶胶供应设备可以包括能量源和控制器。能量源可以是电能量源或放热能量源。在一个实施例中，放热能量源包括碳基质，该碳基质可以被通电以便以热的形式将功率分配给靠近放热能量源的可气溶胶化材料或热转移材料。在一个实施例中，在物品中设置诸如放热能量源的能量源，以便形成不可燃气溶胶供应品。
在一个实施例中，与不可燃气溶胶提供设备一起使用的物品可以包括可气溶胶化材料、气溶胶生成部件、气溶胶生成区域、吹口和/或用于接收可气溶胶化材料的区域。
在一个实施例中，气溶胶生成部件是加热器，能够与可气溶胶化材料相互作用以从可气溶胶化材料释放一种或多种挥发物以形成气溶胶。在一个实施例中，气溶胶生成部件能够在不加热的情况下从可气溶胶化材料生成气溶胶。例如，气溶胶生成部件能够在不加热的情况下从可气溶胶化材料生成气溶胶，例如通过振动、机械、加压或静电装置中的一种或多种形式。
在一个实施方案中，可气溶胶化材料可以包括活性材料、气溶胶形成材料和任选的一种或多种功能材料。活性材料可以包括尼古丁(任选地包括在烟草或烟草衍生物中)或一种或多种其他非嗅觉生理活性材料。非嗅觉生理活性材料是包含在可气溶胶化材料中以实现除嗅觉感知之外的生理反应的材料。本文所用的活性物质可以是生理活性材料，其是旨在实现或增强生理反应的材料。该活性物质可例如选自营养保健品、益智药、精神活性物质。活性物质可以是天然存在的或合成获得的。活性物质可以包括例如尼古丁、咖啡因、牛磺酸、咖啡碱、维生素如B6或B12或C、褪黑激素、大麻素或其成分、衍生物或组合。活性物质可以包括烟草、大麻或另一种植物的一种或多种成分、衍生物或提取物。在一些实施方案中，活性物质包括尼古丁。在一些实施方案中，活性物质包括咖啡因、褪黑激素或维生素B12。
可溶胶形成材料可以包括甘油、丙三醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,3-丁二醇、赤藓糖醇、内消旋赤藓糖醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、木栓酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、三醋酸酯、二醋酸酯混合物、苯甲酸苄酯、苯基乙酸苄酯、三丁酸、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸丙烯酯中的一种或多种。
一种或多种功能材料可包括香料、载体、pH调节剂、稳定剂和/或抗氧化剂中的一种或多种。
在一个实施例中，与不可燃气溶胶提供设备一起使用的物品可以包括可气溶胶化材料或用于接收可气溶胶化材料的区域。在一个实施例中，与不可燃气溶胶提供设备一起使用的物品可以包括吹口。用于接收可气溶胶化材料的区域可以是用于存储可气溶胶化材料的存储区域。例如，存储区域可以是储液器。在一个实施例中，用于接收可气溶胶化材料的区域可以与气溶胶生成区域分离或组合。
可气溶胶化材料，在此也可称为气溶胶生成材料，是例如当以任何其他方式加热、辐照或通电时能够生成气溶胶的材料。可气溶胶化材料例如可以是固体、液体或凝胶的形式，其可以包含或不包含尼古丁和/或调味剂。在一些实施例中，可气溶胶化材料可以包括“无定形固体”，其可以替代地被称为“整体固体”(即，非纤维)。在一些实施方案中，无定形固体可以是干燥的凝胶。无定形固体是固体材料，它可以保留一些流体，如液体。
可气溶胶化材料可以存在于基质上。基质例如可以是或包括纸、卡片、纸板、纸板、重组的可气溶胶化材料、塑料材料、陶瓷材料、复合材料、玻璃、金属或金属合金。
消耗品是包括气溶胶生成材料或由气溶胶生成材料组成的物品，其部分或全部旨在由用户在使用期间消耗。消耗品可以包括一个或多个其它部件，如气溶胶生成材料存储区域、气溶胶生成材料转移部件、气溶胶生成区、壳体、包装件、吹口、过滤器和/或气溶胶改性剂。消耗品还可以包括气溶胶生成器，如加热器，其发射热量以使气溶胶生成材料在使用中生成气溶胶。加热器可以例如包括可燃材料、可通过电传导加热的材料或感受器。
图1是根据示例性实施例的系统的框图，该系统通常由附图标记10表示。系统10包括直流(DC)电压电源11形式的能量源、切换装置13、谐振电路14、感受器装置16和控制电路18。切换装置13和谐振电路14可以在电感加热装置12中耦接在一起，电感加热装置12可以用于加热感受器16。
如下面详细讨论的，谐振电路14可以包括电容器和一个或多个电感元件，用于电感加热感受器装置16以加热气溶胶生成材料。加热气溶胶生成材料可以由此生成气溶胶。
切换装置13可以使得从DC电压电源11生成交流电(在控制电路18的控制下)。交流电可以流过一个或多个电感元件，并且可以引起感受器装置16的加热。切换装置可以包括多个晶体管。示例DC-AC转换器包括H桥接电路或逆变器电路，其示例将在下面讨论。
感受器是一种通过用变化的磁场(如交变磁场)渗透而可加热的材料。加热材料可以是导电材料，以便用变化的磁场穿透它导致加热材料的感应加热。加热材料可以是磁性材料，以便用变化的磁场穿透磁性材料导致加热材料的磁滞加热。加热材料可以是既导电又有磁性的，以便加热材料可通过两种加热机制加热。
感应加热是一种通过用变化的磁场穿透导电物体来加热该物体的过程。这个过程用法拉第感应定律和欧姆定律来描述。感应加热器可以包括电磁铁和用于使诸如交流电的变化电流通过电磁铁的设备。当电磁铁和待加热物体适当地相对放置，使得由电磁铁生成的合成变化磁场穿透物体时，在物体内部生成一个或多个涡流。这个物体对电流的流动有阻力。因此，当这种涡流在物体中生成时，它们逆着物体的电阻流动导致物体被加热。这个过程叫做焦耳加热、欧姆加热或电阻加热。能够被感应加热的物体被称为感受器(susceptor)。
在一个实施例中，感受器是闭合电路的形式。已经发现，在一些实施例中，当感受器处于闭合电路的形式时，感受器和使用中的电磁铁之间的磁耦合得到增强，这导致更大或改进的焦耳加热。
磁滞加热是通过用变化的磁场穿透由磁性材料制成的物体来加热该物体的过程。磁性材料可以被认为包括许多原子级磁体或磁偶极子。当磁场穿透这种材料时，磁偶极子与磁场对齐。因此，当变化的磁场(例如由电磁铁产生的交变磁场)穿透磁性材料时，磁偶极子的取向随着变化的施加磁场而改变。这种磁偶极子重定向导致在磁性材料中生成热量。
当物体既导电又有磁性时，用变化的磁场穿透物体会在物体中引起焦耳加热和磁滞加热。此外，磁性材料的使用可以增强磁场，从而增强焦耳加热。
在上述每个过程中，由于热量是在物体本身内部生成的，而不是通过热传导由外部热源生成的，因此可以实现物体中的快速温度上升和更均匀的热分布，具体是通过选择合适的物体材料和几何形状，以及相对于物体的合适的变化磁场大小和方向。此外，由于感应地加热和磁滞加热不需要在变化磁场源和物体之间提供物理连接，因此设计自由度和对加热曲线的控制可以更大，并且成本可以更低。
图2和图3示出了根据示例性实施例的不可燃气溶胶供应设备，通常由附图标记20表示。图2是具有外罩的气溶胶供应设备20A的立体图。气溶胶供应设备20A可以包括可替换物品21，该可替换物品21可以插入气溶胶供应设备20A中以实现对感受器(其可以包括在物品21内，如下面进一步讨论的)的加热。气溶胶供应设备20A还可包括激活开关22，该激活开关22可以用于开启或关闭气溶胶供应设备20A。
图3示出了移除外罩的气溶胶供应设备20B。气溶胶生成设备20B包括物品21、激活开关22、多个电感元件23a、23b和23c、以及一个或多个空气管延长器24和25。一个或多个空气管延长器24和25可以是可选的。
多个电感元件23a、23b和23c可以各自形成谐振电路的一部分，如谐振电路14。电感元件23a可以包括螺旋电感线圈。在一个示例中，螺旋电感线圈由以螺旋方式缠绕以提供螺旋电感线圈的Litz线/电缆制成。许多替代的电感器结构是可能的，如在印刷电路板内形成的电感器。电感元件23b和23c可以类似于电感元件23a。三个电感元件23a、23b和23c的使用对于所有示例性实施例并不是必需的。因此，气溶胶生成设备20可以包括一个或多个电感元件。
感受器可以作为物品21的一部分提供。在示例性实施例中，当物品21被插入气溶胶生成设备20中时，气溶胶生成设备20可以由于物品21的插入而开启。这可能是由于使用适当的传感器(例如，光传感器)检测气溶胶生成设备中物品21的存在，或者在感受器形成物品21的一部分的情况下，例如通过使用谐振电路14检测感受器的存在。当气溶胶生成设备20接通时，电感元件23可使物品21通过感受器感应加热。在替代实施例中，感受器可以作为气溶胶生成设备20的一部分提供(例如，作为用于接收物品21的保持器的一部分)。
图4是根据示例性实施例的用于不可燃气溶胶提供设备的物品的视图，该物品通常由附图标记30表示。物品30是上文参照图2和图3描述的可替换物品21的示例。
物品30包括吹口31和连接到吹口31的气溶胶生成材料33(在本例中为烟草材料)的圆柱形杆。气溶胶生成材料33在加热时提供气溶胶，例如在不可燃气溶胶生成设备内，如本文所述的气溶胶生成设备20。气溶胶生成材料33被包裹在包装件32中。包装纸32例如可以是纸或纸背箔包装件。包装件32可以基本上不透气。
在一个实施例中，包装件32包括铝箔。已经发现铝箔在增强气溶胶生成材料33内气溶胶的形成方面特别有效。在一个示例中，铝箔具有厚度约为6μm的金属层。铝箔可以有纸背衬。然而，在替代装置中，铝箔可以具有其他厚度，例如厚度在4μm和16μm之间。铝箔也不需要有纸背衬，但是可以有由其他材料形成的背衬，例如帮助为铝箔提供适当的拉伸强度，或者它可以没有背衬材料。也可以使用铝以外的金属层或箔。此外，这种金属层作为物品30的一部分提供并不是必需的；例如，这种金属层可以作为装置20的一部分提供。
气溶胶生成材料33，在此也称为气溶胶生成基质33，包括至少一种气溶胶形成材料。在本实施例中，气溶胶形成材料是甘油。在替代实施例中，气溶胶形成材料可以是本文所述的另一种材料或其组合。已经发现气溶胶形成材料通过帮助将诸如风味化合物的化合物从气溶胶生成材料转移到消费者来改善物品的感官性能。
如图4所示，物品30的吹口31包括邻近气溶胶生成基质33的上游端31a和远离气溶胶生成基质33的下游端31b。气溶胶生成基质可以包括烟草，尽管替代品是可能的。
在本实施例中，吹口31包括中空管状元件34上游的材料体36，在本实施例中，材料体36邻近中空管状元件34并与中空管状元件34邻接。材料体36和中空管状元件34各自限定大致圆柱形的整体外部形状，并共享公共的纵向轴线。材料主体36被包裹在第一塞包37(plug wrap)中。第一塞包37的基重可以小于50克/平方米，如在大约20克/平方米和40克/平方米之间。
在本实施例中，中空管状元件34是第一中空管状元件34，并且吹口包括第二中空管状元件38，也称为冷却元件，位于第一中空管状元件34的上游。在本实施例中，第二中空管状元件38位于材料主体36的上游，与材料主体36相邻，并与材料主体36呈对接关系。材料主体36和第二中空管状元件38各自限定大致圆柱形的整体外部形状，并共享公共的纵向轴线。第二中空管状元件38由多层纸形成，这些纸平行缠绕，具有对接接缝，以形成管状元件38。在本实施例中，第一纸层和第二纸层设置在两层管中，尽管在其他实施例中，可以使用3、4或更多纸层形成3、4或更多层管。可以使用其他结构，如螺旋缠绕的纸层、纸板管、使用纸胶混合物(papier-maché)类型工艺形成的管、模制或挤压塑料管或类似物。第二中空管状元件38也可以使用刚性塞包和/或接合纸作为本文所述的第二塞包39和/或接装纸35来形成，这意味着不需要单独的管状元件。
第二中空管状元件38位于吹口31周围，并在吹口31内限定空气间隙，用作冷却段。气隙提供由气溶胶生成材料33生成的加热挥发成分可以流经的腔室。第二中空管状元件38是中空的，以提供用于气溶胶积聚的腔室，但其刚性足以承受在制造过程中以及在使用物品21时可能产生的轴向压缩力和弯矩。第二中空管状元件38在气溶胶生成材料33和材料体36之间提供物理位移。由第二中空管状元件38提供的物理位移将在第二中空管状元件38的长度上提供热梯度。
当然，物品30仅作为示例提供。本领域技术人员将知道可以在本文描述的系统中使用的这种物品的许多替代装置。
图5是根据示例性实施例的电路的框图，通常由附图标记50表示。电路50包括第一开关51、第二开关52、第三开关53、第四开关54和谐振电路56。如下面进一步讨论的，第一开关51至第四开关54可以使用晶体管来实现。
第一开关51至第四开关54形成可以用于向谐振电路56施加脉冲的H桥桥接电路。因此，第一开关51至第四开关54是切换装置13的示例性实施方式，以及谐振电路56是谐振电路14的示例。
第一开关51和第二开关52构成桥接电路的第一分支，第三开关53和第四开关54构成第二分支。更具体地，第一开关51可以选择性地提供第一能量源(在图5中标记为VDD)和第一连接点之间的连接，第二开关52可以选择性地提供第一连接点和地之间的连接，第三开关53可以选择性地提供第一能量源和第二连接点之间的连接，第四开关54可以选择性地提供第二连接点和地之间的连接。谐振电路56设置在第一连接点和第二连接点之间。
图6是上述谐振电路56的示例实现。谐振电路56包括电容器61和电感器62的串联连接，电感器62可以连接在上述系统50的第一连接点和第二连接点之间。如下文进一步描述的，电感器可以用于感应加热感受器(例如，系统10的感受器16)。
图7是根据示例性实施例的电路的框图，通常由附图标记70表示。电路70是上述电路50的示例实现。
系统70包括正端子77和负(地)端子78(它们是上述系统10的DC电压电源11的示例实现)。电路70包括切换装置74(实现上述切换装置13)，其中切换装置74包括桥接电路(例如，H桥接电路，如FET H桥接电路)。切换装置74包括第一分支74a和第二分支74b，其中第一分支74a和第二分支74b通过谐振电路79(该谐振电路实现上述谐振电路14和56)耦合。第一分支74a包括开关75a和75b(实现上述开关51和52)，第二分支74b包括开关75c和75d(实现上述开关53和54)。开关75a、75b、75c和75d可以是诸如场效应晶体管的晶体管，并且可以从诸如系统10的控制电路18的控制器接收输入。
谐振电路79包括电容器76和电感元件73，使得谐振电路79可以是LC谐振电路。电路70进一步示出了感受器等效电路72(从而实现了感受器装置16)。感受器等效电路72包括电阻和电感元件，所述电阻和电感元件指示示例感受器装置16的电效应。当存在感受器时，感受器装置72和电感元件73可以用作变压器71。变压器71可以产生变化的磁场，使得当电路70接收功率时感受器被加热。在加热操作期间，其中感受器装置16由感应装置加热，切换装置74被驱动(例如，由控制电路18)，使得第一分支和第二分支中的每个分支依次被耦合，使得交流电通过谐振电路79。谐振电路79将具有部分基于感受器装置16的谐振频率，并且控制电路18可以被配置成控制切换装置74以谐振频率或接近谐振频率的频率切换。在谐振或接近谐振时驱动切换电路有助于提高效率并减少损失到切换元件的能量(这导致切换元件不必要的加热)。在包括铝箔的物品21要被加热的示例中，切换装置84可以在大约2.5MHz的频率下被驱动。然而，在其他实施方式中，频率可以例如在500kHz到4MHz之间的任何地方。
图8是根据示例性实施例的系统的框图，该系统通常由附图标记80表示。
系统80包括脉冲生成电路82、谐振电路84(如谐振电路56)、感受器86(如感受器16)和脉冲响应处理器88。脉冲生成电路82和脉冲响应处理器88可以被实现为系统10的控制电路18的一部分。
脉冲生成电路82可以使用上述系统50和系统70的切换装置来实现，以便通过在正电压源和负电压源之间切换来生成脉冲(例如，脉冲边沿)。
脉冲响应处理器88可以基于脉冲响应来确定谐振电路84和感受器86的一个或多个性能度量(或特性)。这种性能度量包括物品(如可移除物品21)的属性、这种物品的存在或不存在、物品的类型、操作温度等。
在脉冲响应处理器88获得的脉冲响应可能是有噪声的。虽然可能有许多噪声源，但是一个噪声源是脉冲生成电路82的切换的时序差异。可以提供低通滤波器功能来寻求减少这种噪声。
在一些示例性实施例中，开关52和54中的一个(或晶体管75b和75d中的一个)可以永久地接通使得谐振电路56的一侧连接到地。这导致低通滤波器效应，可以降低脉冲响应中的噪声。
图9是根据示例性实施例的电路的框图，通常由附图标记90表示。电路90包括上述谐振电路56的电容器61和电感元件62。在谐振电路的电感元件和电容器之间提供输出连接点，通常由附图标记64表示。输出电容器92用于将输出连接点64与输出电路94耦合。
图10是示出根据示例性实施例的通常由附图标记100指示的算法的流程图。算法100示出了系统80的示例使用。
算法100开始于操作102，其中脉冲边沿(由脉冲生成电路82生成)被施加到谐振电路84。图11是示出可以在操作102中应用的示例脉冲110(包括上升脉冲边沿112)的线图。
脉冲110可以被施加到谐振电路84。可选地，在具有多个电感元件的系统中(如上面参照图2和图3描述的不可燃气溶胶装置20)，脉冲生成电路82可以选择多个谐振电路中的一个谐振电路，每个谐振电路包括用于感应加热感受器的电感元件和电容器，其中，所施加的脉冲在所选择的谐振电路的电容器和电感元件之间感应脉冲响应。
在操作104，基于响应于在操作102中施加的脉冲而生成的脉冲响应(由脉冲响应处理器88)生成输出。该脉冲响应可以由输出电路94输出。
图12是通常由附图标记120表示的线图，示出了响应于脉冲110可以在谐振电路64的电容器61和电感器62之间的连接点64生成的示例性脉冲响应122。如图12所示，脉冲响应122可以采取响应于脉冲边沿而生成的振铃共振的形式。脉冲响应是谐振电路56的电感器和电容器之间电荷反弹的结果。在一种装置中，结果不会引起感受器的加热。也就是说，感受器的温度保持基本恒定(例如，在施加脉冲之前的温度的1℃或0.1℃范围内)。
线图120示出了可以由输出电路94生成的第二脉冲响应124。第二脉冲响应124可以是提供给脉冲响应处理器88的脉冲。
图13是根据示例性实施例的电路的框图，通常由附图标记130表示。电路130是上述输出电路94的示例性实现。
该电路包括输出电容器92，如上所述，用于将输出连接点64与输出电路94耦合。电路130还包括信号调节电路132和比较器134。信号调节电路132包括并联的第一分支和第二分支，第一分支包括第一电阻器R1和第二电阻器R2，第二分支包括第一二极管D1和第二二极管D2。信号调节电路可以用于实现DC电压调节功能。
信号调节电路130具有至少三个目的。首先是提供电压尖峰保护。这是通过堆叠二极管和二极管中点与输出之间的电阻(未示出)实现的。第二是提供信号去耦；这就是上述输出电容器92的目的。第三是在输出连接点64设置脉冲响应的偏移电压。
信号调节电路130的输出可以提供给比较器134。由信号调节电路设置的偏移电压可以被配置为匹配所述比较器的输入的偏移电压，以确保比较器在脉冲响应的中点触发。这是使用电阻R1和R2实现的。
脉冲响应的至少一些属性(如脉冲响应的频率和/或衰减率)提供关于施加脉冲的系统的信息。因此，系统80可以用于确定施加脉冲的系统的一个或多个特性。例如，可以基于从脉冲响应导出的输出信号来确定一个或多个性能属性，如故障条件、插入物品21的属性、这种物品的存在或不存在、物品21是否是真品、操作温度等。
如上所述，在脉冲响应处理器88处获得的脉冲响应可能是有噪声的。降低噪声的一种方法是使开关52和54中的一个(或晶体管75b和75d中的一个)永久接通(即导通)，使得谐振电路56的一侧连接到地。如图14所示，另一种方法是将其中一个开关替换为永久连接到地。
图14是根据示例性实施例的电路的框图，通常由附图标记140表示。电路140包括上述电路50的第三开关53、第四开关54和谐振电路56。此外，第一连接点(在第一开关51和谐振电路56之间)连接到地。因此，电路50的第二开关52被替换为永久连接到地。
上述电路50提供用于驱动谐振电路56的全桥接电路。电路140提供用于驱动谐振电路56的半桥接电路。例如，电路50可以具体适合于提供脉冲用于驱动谐振电路以感应加热感受器，并且电路140可以具体适合于提供脉冲边沿用于从谐振电路生成脉冲响应以进行分析(例如，测量)。
在一些示例性实施例中，桥接电路可以被控制以在测量模式(其中脉冲边沿可以被施加到谐振电路)或加热模式(其中脉冲可以被施加到谐振电路以感应加热感受器)下操作。如下文进一步描述的，在测量模式下，桥接电路可以被配置为包括上述低通滤波装置的半桥模式(例如，使用电路140或一些类似的配置)，并且在加热模式下，桥接电路可以被配置为全桥模式(例如，使用电路50或一些类似的配置)。
图15是示出根据示例性实施例的通常由附图标记150指示的算法的流程图。
算法150从操作152开始，其中在谐振电路(例如上述谐振电路56)的测量操作模式和加热操作模式之间进行选择。
在操作154中，根据在操作152中选择的操作模式来配置桥接电路。具体地，在选择测量模式的情况下，桥接电路被配置为半桥模式，而在选择加热操作模式的情况下，桥接电路被配置为全桥模式。
如上所述，桥接电路包括具有第一连接点的第一分支、具有第二连接点的第二分支、连接在第一能量源和第二连接点之间的第三晶体管，以及连接在第二连接点和地之间的第四晶体管。
在半桥模式下，桥接电路被配置为将第一连接点连接到地，使得上述低通滤波装置被启用(如在上述电路140中)。如上所述，第一分支可以包括连接在第一连接点和地之间的第二晶体管。因此，在半桥模式下配置桥接电路可以包括将(第一分支的)第二晶体管切换到导通状态，同时交替地切换(第二分支的)第三晶体管和第四晶体管。
更具体地，第一分支可以具有连接在第一能量源和第一连接点之间的第一晶体管和连接在第一连接点和地之间的第二晶体管(如在上述电路50中)，其中，第一分支的第一晶体管和第二晶体管(以及第二分支的第三晶体管和第四晶体管)被切换以实现全桥模式，并且在半桥模式期间仅第二分支的晶体管被切换。
在操作156，使用配置的桥接电路将一个或多个脉冲或脉冲边沿施加到谐振电路。在测量操作模式中，施加一个或多个脉冲边沿以在谐振电路的电容器和电感元件之间感应脉冲响应，其中，脉冲响应具有谐振频率(该谐振频率可以是测量值)。在加热操作模式下，一个或多个脉冲到电感元件，用于在加热操作模式下感应加热感受器。
本文描述的各种实施例仅用于帮助理解和教导所要求保护的特征。这些实施例仅作为实施例的代表性样本提供，并且不是穷举性的和/或排他性的。应当理解，这里描述的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被视为对由权利要求书限定的本发明范围的限制或对权利要求书等同物的限制，并且在不脱离所要求保护的发明的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行修改。除了这里具体描述的那些之外，本发明的各种实施例可以适当地包括、由所公开的元件、部件、特征、部件、步骤、装置等的适当组合组成，或者基本上由所公开的元件、部件、特征、部件、步骤、装置等的适当组合组成。此外，本公开可包括目前未要求保护但可在未来要求保护的其它发明。

Claims (29)

1.一种装置，包括：
桥接电路，用于将一个或多个脉冲边沿施加到谐振电路，所述桥接电路具有第一分支和第二分支，所述第一分支中第一连接点连接到地，所述第二分支具有连接在第一能量源和第二连接点之间的第三晶体管和连接在所述第二连接点和地之间的第四晶体管，其中，所述谐振电路包括串联连接在所述第一连接点和第二连接点之间的电感元件和电容器，其中，所述电感元件用于电感加热感受器，其中，每个施加的脉冲边沿在所述谐振电路的所述电容器和所述电感元件之间感应脉冲响应，其中，所述脉冲响应具有谐振频率。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述桥接电路是H桥接电路。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述桥接电路的所述第一分支包括连接在所述第一能量源和所述第一连接点之间的第一晶体管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述桥接电路的所述第一分支包括连接在所述第一连接点和地之间的第二晶体管。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述谐振电路的电容器连接到所述第一连接点，并且所述谐振电路的所述电感元件连接到所述第二连接点。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，进一步包括在所述谐振电路的所述电感元件和所述电容器之间的输出连接点。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，进一步包括耦接到所述谐振电路的所述电感元件和所述电容器之间的所述输出连接点的输出电路。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述输出电路和所述输出连接点使用输出电容器耦合。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其中，所述输出电路是DC电压调整电路。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其中，所述输出电路包括比较器。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的装置，其中，所述谐振电路的电容器被设置在所述第一连接点和所述输出连接点之间，并且所述谐振电路的所述电感元件被设置在所述第二连接点和所述输出连接点之间。
12.一种装置，包括：
H桥接电路，用于将一个或多个脉冲边沿施加到谐振电路，所述H桥接电路具有第一分支和第二分支，所述第一分支具有连接在第一能量源和第一连接点之间的第一晶体管和连接在所述第一连接点和地之间的第二晶体管，所述第二分支具有连接在所述第一能量源和第二连接点之间的第三晶体管和连接在所述第二连接点和地之间的第四晶体管，其中，所述谐振电路包括串联连接在所述第一连接点和所述第二连接点之间的电感元件和电容器，其中，所述电感元件用于电感加热感受器，其中，每个施加的脉冲边沿在所述谐振电路的所述电容器和所述电感元件之间感应脉冲响应，其中，所述脉冲响应具有谐振频率；
输出电路，用于提供取决于所述脉冲响应的一个或多个特性的输出信号；以及
输出电容器，连接在输出连接点和所述输出电路的输入之间，所述输出连接点在所述谐振电路的所述电感元件和所述电容器之间。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述谐振电路的电容器被设置在所述第一连接点和所述输出连接点之间，并且所述谐振电路的所述电感元件被设置在所述第二连接点和所述输出连接点之间。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其中，所述输出电路包括DC电压调整电路。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其中，所述输出电路包括比较器。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置，其中，所述装置能够在加热操作模式下操作，在所述加热操作模式下，一个或多个脉冲被施加到所述电感元件以感应加热所述感受器。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置，进一步包括所述谐振电路。
18.一种方法，包括：
在谐振电路的操作的测量模式和加热模式之间进行选择，其中，所述谐振电路包括串联连接在桥接电路的第一连接点和第二连接点之间的电感元件和电容器；以及
在选择所述测量模式的情况下，以半桥模式配置所述桥接电路，并且在选择操作的所述加热模式的情况下，以全桥模式配置所述桥接电路，其中，所述桥接电路包括具有所述第一连接点的第一分支、具有所述第二连接点的第二分支、连接在第一能量源和所述第二连接点之间的第三晶体管，以及连接在所述第二连接点和地之间的第四晶体管。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，以所述半桥模式配置所述桥接电路包括配置所述桥接电路使得所述第一连接点连接到地。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述第一分支包括连接在所述第一连接点和地之间的第二晶体管，其中，以所述半桥模式配置所述桥接电路包括将所述第二晶体管切换到导通状态。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中，所述第一分支包括连接在所述第一能量源和所述第一连接点之间的第一晶体管，以及连接在所述第一连接点和地之间的第二晶体管。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，进一步包括在操作的所述测量模式下，向所述谐振电路施加一个或多个脉冲边沿，其中，每个施加的脉冲边沿在所述谐振电路的所述电容器和所述电感元件之间感应脉冲响应，其中，所述脉冲响应具有谐振频率。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中，进一步包括向所述电感元件施加一个或多个脉冲，以在操作的所述加热模式下感应加热感受器。
24.一种不可燃气溶胶生成设备，包括权利要求1至17中任一项所述的装置。
25.根据权利要求24所述的不可燃气溶胶生成设备，其中，所述气溶胶生成设备被配置为接收包括气溶胶生成材料的可移除物品。
26.根据权利要求25所述的不可燃气溶胶生成设备，其中，所述气溶胶生成材料包括气溶胶生成基质和气溶胶形成材料。
27.根据权利要求25或26所述的不可燃气溶胶生成设备，其中，所述可移除物品包括感受器装置。
28.一种零件套件，包括用于不可燃气溶胶生成系统的物品，其中，所述不可燃气溶胶生成系统包括权利要求1至17中任一项所述的装置或权利要求24至27中任一项所述的气溶胶生成设备。
29.根据权利要求28所述的零件套件，其中，所述物品是包括气溶胶生成材料的可移除物品。
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