CN116801750A - 包括基于能量的加热器控制的加热不燃烧（hnb）气雾产生装置及控制加热器的方法 - Google Patents

包括基于能量的加热器控制的加热不燃烧（hnb）气雾产生装置及控制加热器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116801750A
CN116801750A CN202180092861.5A CN202180092861A CN116801750A CN 116801750 A CN116801750 A CN 116801750A CN 202180092861 A CN202180092861 A CN 202180092861A CN 116801750 A CN116801750 A CN 116801750A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
heater
generating device
aerosol
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180092861.5A
Other languages
English (en)
Inventor
扎克·W·布莱克蒙
埃里克·霍斯
兰加拉杰·S·圣达
雷蒙德·W·刘
贾勒特·科恩
尼尔·加拉格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Altria Client Services LLC
Original Assignee
Altria Client Services LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Altria Client Services LLC filed Critical Altria Client Services LLC
Publication of CN116801750A publication Critical patent/CN116801750A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/57—Temperature control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/51—Arrangement of sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/60—Devices with integrated user interfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/53—Monitoring, e.g. fault detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

至少一个示例性实施例提供了一种用于控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的系统，所述系统包括存储计算机可读指令的存储器和控制器，所述控制器被配置为执行计算机可读指令，以使不燃烧气雾产生装置基于第一预热温度将第一功率施加到加热器，确定在第一功率的施加期间施加到加热器的估计能量，并且基于估计能量、能量阈值和第二预热温度将第二功率施加到加热器，第二功率小于第一功率。

Description

包括基于能量的加热器控制的加热不燃烧(HNB)气雾产生装 置及控制加热器的方法
技术领域
本公开涉及加热不燃烧(HNB)气雾产生装置以及控制气雾产生装置中的加热器的方法。
背景技术
一些电子装置被配置为将植物材料加热到足以释放植物材料成分的温度，同时将温度保持在植物材料的燃点以下，以避免植物材料的任何实质性热解。这类装置可以称为气雾产生装置(例如，加热不燃烧气雾产生装置)，加热的植物材料可以是烟草。在一些情况下，可以将植物材料直接引入气雾产生装置的加热室中。在其他情况下，植物材料可以预先包装在单独的容器中，以便于插入气雾产生装置和从中移除。
发明内容
至少一个实施例涉及加热不燃烧(HNB)气雾产生装置。
至少一个示例性实施例提供了一种用于控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的系统，所述系统包括存储计算机可读指令的存储器和控制器，所述控制器被配置为执行计算机可读指令，以使不燃烧气雾产生装置基于第一预热温度将第一功率施加到加热器，确定在第一功率的施加期间施加到加热器的估计能量，并且基于估计能量、能量阈值和第二预热温度将第二功率施加到加热器，第二功率小于第一功率。
在至少一个示例性实施例中，第一功率是最大功率。
在至少一个示例性实施例中，第二预热温度低于第一预热温度。
在至少一个示例性实施例中，第一预热温度和第二预热温度是320℃或更低。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置在第一功率的施加之前获得与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和能量阈值相对应的值。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置获得用于第一实例的值和用于第二实例的值，与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和能量阈值相对应的值是用于第一实例的。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置在施加第一功率时使用人机接口输出指示信号(indicator)。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置确定估计能量是否大于能量阈值，其中，当估计能量大于能量阈值时，第二功率的施加将第二功率施加到加热器。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置在施加第二功率时使用人机接口输出指示信号。
在至少一个示例性实施例中，所述系统进一步包括电压测量电路和补偿电压测量电路，所述电压测量电路被配置为测量第一接触点两端的第一电压，第一接触点连接到加热器，所述补偿电压测量电路被配置为测量第二接触点两端的第二电压，其中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置基于第一电压和第二电压来确定施加到加热器的估计能量。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置基于第二电压调节第一功率。
至少一个示例性实施例提供了一种控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的方法，所述方法包括基于第一预热温度将第一功率施加到加热器，确定在施加期间施加到加热器的估计能量，并基于估计能量、能量阈值和第二预热温度将第二功率施加到加热器，第二功率小于第一功率。
在至少一个示例性实施例中，第一功率是最大功率。
在至少一个示例性实施例中，第二预热温度低于第一预热温度。
在至少一个示例性实施例中，第一预热温度和第二预热温度是320℃或更低。
在至少一个示例性实施例中，所述方法进一步包括在施加之前获得与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和能量阈值相对应的值。
在至少一个示例性实施例中，所述方法获得用于第一实例的值和用于第二实例的值，与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和能量阈值相对应的值是用于第一实例的。
在至少一个示例性实施例中，所述方法进一步包括在施加第一功率时使用人机接口输出指示信号。
在至少一个示例性实施例中，所述方法进一步包括确定估计能量是否大于能量阈值，其中，当估计能量大于能量阈值时，施加将第二功率施加到加热器。
在至少一个示例性实施例中，所述方法进一步包括在施加第二功率时使用人机接口输出指示信号。
至少一个示例性实施例提供了一种不燃烧气雾产生装置，所述系统包括加热器和电路，所述电路被配置为使不燃烧气雾产生装置基于第一预热温度将第一功率施加到加热器，确定在第一功率的施加期间施加到加热器的估计能量，并且基于估计能量、能量阈值和第二预热温度将第二功率施加到加热器，第二功率小于第一功率。
在至少一个示例性实施例中，第一功率是最大功率。
在至少一个示例性实施例中，第二预热温度低于第一预热温度。
在至少一个示例性实施例中，第一预热温度和第二预热温度是320℃或更低。
在至少一个示例性实施例中，电路被配置为使不燃烧气雾产生装置在第一功率的施加之前获得与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和能量阈值相对应的值。
在至少一个示例性实施例中，电路被配置为使不燃烧气雾产生装置获得用于第一实例的值和用于第二实例的值，与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和能量阈值相对应的值是用于第一实例的。
在至少一个示例性实施例中，电路被配置为使不燃烧气雾产生装置在施加第一功率时使用人机接口输出指示信号。
在至少一个示例性实施例中，电路被配置为使不燃烧气雾产生装置确定估计能量是否大于能量阈值，其中，当估计能量大于能量阈值时，第二功率的施加将第二功率施加到加热器。
在至少一个示例性实施例中，电路被配置为使不燃烧气雾产生装置在施加第二功率时使用人机接口输出指示信号。
在至少一个示例性实施例中，不燃烧气雾产生装置进一步包括电压测量电路和补偿电压测量电路，所述电压测量电路被配置为测量第一接触点两端的第一电压，第一接触点连接到加热器，所述补偿电压测量电路被配置为测量第二接触点两端的第二电压，其中，电路被配置为使不燃烧气雾产生装置基于第一电压和第二电压来确定施加到加热器的估计能量。
在至少一个示例性实施例中，电路被配置为使不燃烧气雾产生装置基于第二电压调节第一功率。
至少一个示例性实施例提供了一种用于控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的系统，所述系统包括存储计算机可读指令的存储器和控制器，所述控制器被配置为执行计算机可读指令，以使不燃烧气雾产生装置基于第一预热温度将第一功率施加到加热器，确定在第一功率的施加期间施加到加热器的电压和施加到加热器的电流，第一功率的施加是一段时间，并且基于在该一段时间内施加到加热器的电压和施加到加热器的电流、阈值和第二预热温度将第二功率施加到加热器，第二功率小于第一功率。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置在第一功率的施加之前获得与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和阈值相对应的值。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置获得用于第一实例的值和用于第二实例的值，与第一功率、第一预热温度、第二预热温度和阈值相对应的值是用于第一实例的。
在至少一个示例性实施例中，控制器被配置为使不燃烧气雾产生装置确定在第一功率的施加期间施加到加热器的电压和施加到加热器的电流的结果的总和，并确定所述总和是否大于阈值，其中，当所述总和大于阈值时，第二功率的施加将第二功率施加到加热器。
附图说明
当结合附图回顾详细说明时，本文的非限制性实施例的各个特征和优点可以变得更清楚。提供附图仅是为了说明目的，并且附图不应被理解为限制权利要求的范围。除非明确指出，否则附图不被认为是按比例绘制的。为了清楚起见，附图的各个尺寸可能放大了。
图1A至图1C示出了根据一个或更多个示例性实施例的气雾产生装置的各种透视图。
图2A示出了根据至少一个示例性实施例的图1A至图1C的气雾产生装置。
图2B示出了根据至少一个示例性实施例的用于图1A至图1C的气雾产生装置的囊体。
图2C至图2D示出了根据至少一个示例性实施例的图1A至图1C的气雾产生装置的部分分解视图。
图2E至图2F示出了根据至少一个示例性实施例的图1A至图1C的气雾产生装置的横截面图。
图3示出了根据一个或更多个示例性实施例的气雾产生装置和囊体的电气系统。
图4示出了根据一个或更多个示例性实施例的加热器电压测量电路。
图5示出了根据一个或更多个示例性实施例的加热器电流测量电路。
图6A至图6B示出了根据一个或更多个示例性实施例的补偿电压测量电路和算法。
图7A至图7C示出了根据一个或更多个示例性实施例的示出加热发动机控制电路的电路图。
图8A至图8B示出了根据一个或更多个示例性实施例的控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的方法。
图9示出了根据至少一个或多个示例性实施例的示出温度加热发动机控制算法的框图。
图10示出了一个或多个示例性实施例的图8A至图8B中所示的方法的时序图。
具体实施方式
本文公开了一些详细的示例性实施例。但是，本文所公开的特定的结构和功能细节仅是出于描述示例性实施例的目的的代表。但是，示例性实施例可以许多替代形式实现，并且不应该被认为仅限于在此所列出的示例性实施例。
因此，虽然示例性实施例能够是各种修改和替代形式，但是通过附图中的并将在此详细描述的实施例示出了其示例性实施例。但是，应该理解的是，没有意图将示例性实施例限制为所公开的特定形式，相反，示例性实施例覆盖了其所有修改、等同形式和替代形式。在整个附图描述中，相同附图标记表示相同元件。
应该理解的是，当元件或层被指“在另一元件或层上”、“连接至另一元件或层”、“耦合至另一元件或层”、“附接至另一元件或层”、“邻接另一元件或层”或“覆盖另一元件或层”时，该元件或层可以直接位于该另一元件或层上，直接连接至、耦合至、附接至、邻接或覆盖该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被指“直接位于另一元件或层上”、“直接连接至另一元件或层”、“直接结合至另一元件或层”时，不存在中间元件或层。在整个说明书中，相同附图标记表示相同元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个所列举的关联项的任意和全部组合或子组合。
应该理解的是，尽管本文可能使用术语第一、第二、第三等来描述不同元件、区域、层和/或部分，但是这些元件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、区域、层或部分与另一区域、层或部分进行区分。因此，下文论述的第一元件、区域、层或部分可以称为第二元件、区域、层或部分，而不背离示例性实施例的教导。
为了易于描述，本文中可能使用与空间相关的术语(例如，“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等)来描述附图中示出的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除附图中所描绘的定向之外，与空间相关的术语意在包括装置在使用中或操作中的不同定向。例如，如果附图中的装置翻转，那么描述为“位于其他元件或特征的下方”或“位于其他元件或特征的下面”的元件将会定向成“位于其他元件或特征的上方”。因此，术语“位于下方”可以包括位于上方和下方的定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或位于其他定向)，并且对本文使用的与空间相关的描述词要相应地进行解释。
本文使用的术语仅出于描述不同示例性实施例的目的，而非旨在限制示例性实施例。如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文中另外明确指出。应进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”是指明了所陈述的特征、整体、步骤、操作和/或元件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或它们的组的存在或添加。
当本说明书中使用词语“大约”和“基本上”与数值相关时，除非另有明确定义，否则其意在相关数值包括所述数值附近±10％的公差。
除非另外定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的技术人员的通常理解相同的意义。应进一步理解的是，除非本文中明确定义，术语(包括常用的字典中定义的那些术语)应该解释为具有与它们在相关技术领域的上下文中的意义相一致的意义，并且不应以理想化的或过于正式的感觉来解释。
图1A是根据示例性实施例的气雾产生装置的前透视图。图1B是图1A的气雾产生装置的后透视图。图1C是图1A的气雾产生装置的上游透视图。参见图1A至图1C，气雾产生装置10被配置为接收并加热气雾形成基质以产生气雾。气雾产生装置10除了其他之外包括前壳体1202、后壳体1204以及联接到框架1208(例如，底盘)的底部壳体1206。门1210也枢转地连接/附接到前壳体1202。例如，门1210被配置为围绕铰链1212移动或摆动，并且被配置为经由闩锁1214与前壳体1202可逆地接合/脱离，以便在打开位置与关闭位置之间转换。可以包含在囊体100(例如，图2)内的气雾形成基质可以经由门1210装载到气雾产生装置10中。在气雾产生装置10的操作期间，产生的气雾可以经由由嘴部件1100的嘴端部段1104限定的气雾出口1102从气雾产生装置10抽出(例如，图2)。
如图1B所示，气雾产生装置10包括第一按钮1218和第二按钮1220。第一按钮1218可以是预热按钮，并且第二按钮1220可以是电源按钮(反之亦然)。此外，第一按钮1218和第二按钮1220中的一个或两个可以包括发光二极管(LED)，所述发光二极管被配置为当按下第一按钮1218和/或第二按钮1220时发出可见光。在第一按钮1218和第二按钮1220都包括LED的情况下，发出的光可以具有相同的颜色或具有不同的颜色。这些光也可以具有相同的强度或者具有不同的强度。此外，灯可以被配置为常亮灯或间歇灯。例如，与电源按钮(例如，第二按钮1220)连接的灯可以闪烁/闪光，以指示电源(例如，电池)低并且需要充电。虽然气雾产生装置10被示出为具有两个按钮，但是应该理解的是，取决于所需的接口和功能，可以提供更多(例如，三个)或更少的按钮。
气雾产生装置10可以具有长方体形状，其包括前面、与前面相对的后面、前面与后面之间的第一侧面、与第一侧面相对的第二侧面、下游端面以及与下游端面相对的上游端面。如本文所使用的，“上游”(反之，“下游”)与气雾的流动有关，而“近端”(反之，“远端”)则与气雾产生期间气雾产生装置10的成年操作者有关。尽管气雾产生装置10被示出为具有多边形横截面的长方体形状(例如，倒圆的矩形长方体)，但是应该理解的是，示例性实施例不限于此。例如，在一些实施例中，气雾产生装置10可以具有圆形横截面(例如，对于圆形柱体)或椭圆形横截面(例如，对于椭圆形柱体)的柱形形状。
如图1C所示，气雾产生装置10包括入口插入件1222，所述入口插入件被配置为允许环境空气进入装置主体1200(例如，图2)。在示例性实施例中，入口插入件1222将孔口限定为与气雾出口1102流体连通的空气入口。因此，当抽出(例如，抽吸)或负压施加到气雾出口1102时，环境空气将经由入口插入件1222中的孔口被抽吸到装置主体1200中。入口插入件1222中的孔口的尺寸(例如，直径)可被调节，同时还考虑流动路径中的其他变量(例如，囊体100)，以提供所需的总抽吸阻力(RTD)。在其他实施例中，可以完全省略入口插入件1222，使得空气入口由底部壳体1206限定。
此外，气雾产生装置10可以包括插孔1224和端口1226。在示例性实施例中，插孔1224允许出于研究和开发(R&D)目的(例如，经由RS232电缆)下载操作信息。端口1226被配置为接收来自外部电源的电流(例如，经由USB/mini-USB电缆)，以便给气雾产生装置10内的内部电源充电。此外，端口1226还可以被配置为向另一个气雾产生装置或其他电子装置(例如，电话、平板电脑、计算机)发送数据和/或从另一个气雾产生装置或其他电子装置接收数据(例如，经由USB/mini-USB电缆)。此外，气雾产生装置10可以被配置为经由安装在该电子装置上的应用软件(app)与诸如电话的另一个电子装置进行无线通信。在这种情况下，成年操作者可以通过app控制气雾产生装置10或以其他方式与其交互(例如，定位气雾产生装置、检查使用信息、更改操作参数)。
图2A是图1A至图1C的气雾产生装置的前透视图，其中，嘴部件1100和囊体100与装置主体分离。参见图2，气雾产生装置10包括装置主体1200，所述装置主体被配置为接收囊体100和嘴部件1100。在示例性实施例中，装置主体1200限定被配置为接收囊体100的接收器1228。接收器1228可以是圆柱形插座的形式，其具有向外延伸的、径向相对的侧槽，以容纳囊体100的电端部/触点。然而，应该理解的是，接收器1228可以是基于囊体100的形状/配置的其他形式。
如上所述，装置主体1200包括门1210，所述门被配置为打开以允许囊体100和嘴部件1100的插入，并且被配置为关闭以保持囊体100和嘴部件1100。嘴部件1100包括(例如，嘴端部段1104的)嘴部端以及相对的(例如，囊体端部段1106的)囊体端。在示例性实施例中，囊体端大于嘴部端，并且被配置为当装置主体1200的门1210关闭时防止嘴部件1100从囊体100的脱离。当被接收/固定在装置主体1200内并准备好产生气雾时，囊体100可以被隐藏而看不见，而限定嘴部件1100的气雾出口1102的嘴端部段1104是可见的。如图中示出的，嘴部件1100的嘴端部段1104可以从装置主体1200的下游端面延伸/穿过装置主体1200的下游端面。此外，嘴部件1100的嘴端部段1104比起后面可以更靠近装置主体1200的前面。
在一些情况下，气雾产生装置10的装置主体1200可以可选地包括嘴部件传感器和/或门传感器。嘴部件传感器可以设置在接收器1228的边缘上(例如，与装置主体1200的前面相邻)。门传感器可以设置在前壳体1202的与铰链1212相邻的部分上并且在门1210的摆动路径内。在示例性实施例中，嘴部件传感器和门传感器是被配置为安全开关的弹簧加载的(例如，可伸缩的)突起。例如，当嘴部件1100与装载在接收器1228内的囊体100完全接合时，嘴部件传感器可以缩回/压下(例如，激活)。此外，当门1210完全关闭时，门传感器可以缩回/压下(例如，激活)。在这种情况下，装置主体1200的控制电路可以允许向囊体100提供电流，以加热其中的气雾形成基质(例如，当按下第一按钮1218时允许预热)。相反，装置主体1200的控制电路(例如，控制器2105)可以在嘴部件传感器和/或门传感器未被激活或去激活(例如，释放)时阻止或停止电流的供应。因此，如果嘴部件1100没有完全插入和/或如果门1210没有完全关闭，则不会开始气雾形成基质的加热。类似地，如果在气雾形成基质的加热期间打开门1210，则将中断/停止向囊体100的电流供应。
将在本文中更详细地讨论的囊体100通常包括壳体，所述壳体限定入口开口、出口开口以及在入口开口与出口开口之间的腔室。气雾形成基质被布置在壳体的腔室内。此外，加热器可以从壳体的外部延伸到壳体中。壳体可以包括主体部分和上游部分。壳体的主体部分包括近端和远端。壳体的上游部分可以被配置为与主体部分的远端接合。
图2B示出了根据至少一个示例性实施例的用于图1A至图1C的气雾产生装置的囊体。
包含在囊体100内的气雾形成基质可以是第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b的形式。在示例性实施例中，第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b容纳在第一盖110与第二盖120之间。在气雾产生装置10的操作期间，第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b可以由加热器336加热以产生气雾。如本文将更详细地讨论的，加热器336包括第一端部分142、中间部分144和第二端部分146。此外，在囊体100的组装之前，加热器336可以在制造过程期间安装在基体部分130中。
如所示的，囊体100的第一盖110限定第一上游凹槽112、第一凹部114和第一下游凹槽116。第一上游凹槽112和第一下游凹槽116可以各自是一系列凹槽的形式。类似地，囊体100的第二盖120限定第二上游凹槽、第二凹部和第二下游凹槽126。在示例性实施例中，第二盖120的第二上游凹槽、第二凹部和第二下游凹槽126分别与第一盖110的第一上游凹槽112、第一凹部114和第一下游凹槽116相同。具体地，在一些情况下，第一盖110和第二盖120是相同和互补的结构。在这种情况下，将第一盖110和第二盖120定向为彼此面对以与基体部分130接合将导致互补的布置。因此，一个部件可以互换地用作第一盖110或第二盖120，从而简化了制造方法。
第一盖110的第一凹部114和第二盖120的第二凹部共同形成腔室，所述腔室被配置为当第一盖110和第二盖120与基体部分130接合时容纳加热器336的中间部分144。第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b也可以容纳在腔室内，以便当组装囊体100时与加热器336的中间部分144热接触。腔室可以具有从至少一个入口开口(例如，上游通路162的入口开口)延伸到对应的一个出口开口(例如，下游通路166的出口开口)的最长尺寸。在示例性实施例中，囊体100的壳体具有纵向轴线，并且腔室的最长尺寸沿着壳体的纵向轴线延伸。
第一盖110的第一下游凹槽116和第二盖120的第二下游凹槽126共同形成下游通路166。类似地，第一盖110的第一上游凹槽112和第二盖120的第二上游凹槽共同形成上游通路162。下游通路166和上游通路162的尺寸足够小或足够窄，以将第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b保持在腔室内，但是又足够大或足够宽，以当第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b被加热器336加热时允许空气和/或气雾从其通过。
在一种情况下，第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b中的每一个可以是固结的形式(例如，片材、托盘、片剂)，所述固结的形式被配置为保持其形状，以便允许第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b以统一的方式分别放置在第一盖110的第一凹部114和第二盖120的第二凹部内。在这种情况下，第一气雾形成基质160a可以布置在加热器336的中间部分144的一侧(例如，面向第一盖110的一侧)上，而第二气雾形成基质160b可以布置在加热器336的中间部分144的另一侧(例如，面向第二盖120的一侧)上，以便相应地基本上填充第一盖110的第一凹部114和第二盖120的第二凹部，由此将加热器336的中间部分144夹在/嵌入其之间。替代地，第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b中的一个或两个可以是松散形式(例如，颗粒、纤维、粉末、碎片、细条)，其不具有设定的形状，而是被配置为在被引入时呈现第一盖110的第一凹部114和/或第二盖120的第二凹部的形状。
如上所述，囊体100的壳体可以包括第一盖110、第二盖120和基体部分130。当组装囊体100时，壳体可以具有约30mm至40mm(例如，35mm)的高度(或长度)，但示例性实施例不限于此。此外，第一盖110的第一凹部114和第二盖120的第二凹部中的每一个可以具有约1mm至4mm(例如，2mm)的深度。在这种情况下，由第一盖110的第一凹部114和第二盖120的第二凹部共同形成的腔室可以具有约2mm至8mm(例如，4mm)的总厚度。沿着这些线，如果处于固结的形式，则第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b可以各自具有约1mm至4mm(例如，2mm)的厚度。结果，第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b可以被加热器336的中间部分144相对快速且均匀地加热。
控制电路可以指示电源向加热器336供应电流。从电源供应电流可以响应于手动操作(例如，按钮激活)或自动操作(例如，抽吸/吸气激活)。作为电流的结果，囊体100可以被加热以产生气雾。此外，加热器的电阻的变化可以用于监测和控制雾化温度。所产生的气雾可以经由嘴部件1100从气雾产生装置10中抽出。此外，控制电路(例如，控制器2105)可以指示电源向加热器336供应电流，以在抽吸之间保持囊体100的温度。
如本文所讨论的，气雾形成基质是可以产生气雾的材料或材料组合。气雾涉及由所公开、要求保护的装置及其等效物产生或输出的物质。材料可以包括化合物(例如，尼古丁、大麻素)，其中，当材料被加热时产生包括所述化合物的气雾。加热可以低于燃烧温度以产生气雾，而不涉及气雾形成基质的实质性热解或燃烧副产物(如果有的话)的实质性产生。因此，在示例性实施例中，在加热和产生气雾的过程中不发生热解。在其他情况下，可以存在一些热解和燃烧副产物，但程度可能相对较小和/或只是偶然的。
气雾形成基质可以是纤维材料。例如，纤维材料可以是植物材料。纤维材料被配置为在加热时释放化合物。所述化合物可以是纤维材料的天然成分。例如，纤维材料可以是诸如烟草的植物材料，并且释放的化合物可以是尼古丁。术语“烟草”包括任何烟草植物材料，包括烟叶、烟塞、再造烟草、压缩烟草、成型烟草或粉末烟草，以及来自一种或多种烟草植物的组合，例如，黄花烟和烤烟。
在一些示例性实施例中，烟草材料可以包括来自烟草属的任何成员的材料。此外，烟草材料可以包括两种或更多种不同烟草品种的混合物。可以使用的合适类型的烟草材料的示例包括但不限于：烤烟、白肋烟、深色烟草、马里兰烟、香料烟、稀有烟草、特种烟草、其混合物等。烟草材料可以以任何合适的形式提供，包括但不限于：烟草薄片、经加工的烟草材料(例如体积膨胀或膨化烟草)、经加工的烟草茎(例如切卷或切膨化茎)、重组烟草材料、其混合物等。在一些示例性实施例中，烟草材料是基本上干燥的烟草块的形式。此外，在一些情况下，烟草材料可以与丙二醇、甘油、其子组合或其组合中的至少一种混合和/或组合。
所述化合物也可以是具有医学上可接受的治疗效果的药用植物的天然成分。例如，药用植物可以是大麻植物，并且化合物可以是大麻素。大麻素与体内的受体相互作用，产生广泛的作用。因此，大麻素被用于多种医学用途(例如，治疗疼痛、恶心、癫痫、精神疾病)。纤维材料可以包括来自一种或多种大麻植物(例如大麻、印度大麻和莠草大麻)的叶和/或花材料。在一些情况下，纤维材料是60-80％(例如70％)的大麻和20-40％(例如30％)的印度大麻的混合物。
大麻素的示例包括四氢大麻酚酸(THCA)、四氢大麻酚(THC)、大麻二酚酸(CBDA)、大麻二酚(CBD)、大麻酚(CBN)、大麻环酚(CBL)、大麻色素(CBC)和大麻萜醇(CBG)。四氢大麻酚酸(THCA)是四氢大麻酚(THC)的前体，而大麻二酚酸(CBDA)是大麻二酚(CBD)的前体。四氢大麻酚酸(THCA)和大麻二酚酸(CBDA)可以经由加热分别转化为四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD)。在示例性实施方案中，来自加热器(例如，图2B中所示的加热器336)的热量可以引起脱羧，从而将囊体100中的四氢大麻酚酸(THCA)转化为四氢大麻酚(THC)，和/或将囊体100中的大麻二酚酸(CBDA)转化为大麻二酚(CBD)。
在四氢大麻酚酸(THCA)和四氢大麻酚(THC)都存在于囊体100中的情况下，脱羧和由此产生的转化将导致四氢大麻酚酸(THCA)的减少和四氢大麻酚(THC)的增加。在囊体100的加热过程中，至少50％(例如至少87％)的四氢大麻酚酸(THCA)可以转化为四氢大麻酚(THC)。类似地，在大麻二酚酸(CBDA)和大麻二酚(CBD)都存在于囊体100中的情况下，脱羧和由此产生的转化将导致大麻二酚酸(CBDA)的减少和大麻二酚(CBD)的增加。在囊体100的加热过程中，至少50％(例如至少87％)的大麻二酚酸(CBDA)可以转化为大麻二酚(CBD)。
此外，所述化合物可以是或可以附加地包括随后引入到纤维材料中的非天然添加剂。在一种情况下，纤维材料可以包括棉、聚乙烯、聚酯、人造丝、其组合等中的至少一种(例如，以纱布的形式)。在另一种情况下，纤维材料可以是纤维素材料(例如，非烟草和/或非大麻材料)。在任一情况下，引入的化合物可以包括尼古丁、大麻素和/或香料。香料可以来自天然来源，诸如植物提取物(例如，烟草提取物、大麻提取物)和/或人工来源。在又一种情况下，当纤维材料包括烟草和/或大麻时，化合物可以是或可以附加地包括一种或多种香料(例如，薄荷醇、薄荷属植物、香草)。因此，气雾形成基质内的化合物可以包括天然存在的成分和/或非天然存在的添加剂。在这方面，应该理解的是，气雾形成基质的天然成分的现有水平可以通过补充而增加。例如，可以通过补充含有尼古丁的提取物来增加烟草中尼古丁的现有水平。类似地，大麻中的一种或多种大麻素的现有水平可以通过补充含有此类大麻素的提取物而增加。
第一盖110和第二盖120还分别限定第一沟槽118和第二沟槽128。第一沟槽118和第二沟槽128共同形成下游沟槽，所述下游沟槽被配置为容纳第一环形构件150a。类似地，基体部分130限定上游沟槽138，所述上游沟槽被配置为容纳第二环形构件150b。如上所述，基体部分130包括接合组件136，所述接合组件被配置为便于与第一盖110和第二盖120连接。接合组件136可以是基体部分130的一体形成的部分。在一个示例性实施例中，基体部分130限定与基体入口132流体连通的基体出口134，并且接合组件136在基体出口134的每一侧上呈突出边缘/套环的形式。此外，第一盖110和第二盖120中的每一个可以限定槽，所述槽被配置为接收接合组件136的对应的突出边缘/套环。因此，第一盖110和第二盖120(例如，经由它们的远端)可以与基体部分130的接合组件136互锁(同时还彼此对接)，以形成囊体100的壳体。
例如，第一盖110和第二盖120可以由液晶聚合物、PEEK(聚醚醚酮)或铝制成。
可以切割或以其他方式处理(例如，冲压、电化学蚀刻、模切、激光切割)片材，以生产加热器336。片材可以由一个或更多个导体形成，所述导体被配置为经历焦耳加热(也称为欧姆/电阻加热)。用于片材的合适的导体包括铁基合金(例如，不锈钢、铁铝化物)、镍基合金(例如，镍铬合金)和/或陶瓷(例如，涂覆有金属的陶瓷)。例如，不锈钢可以是本领域已知的SS316L类型，但是示例实施例不限于此。片材可以具有约0.1至0.3mm(例如，0.15至0.25mm)的厚度。加热器336可以具有在0.5至2.5欧姆(例如，1至2欧姆)之间的电阻。
加热器336具有第一端部分142、中间部分144和第二端部分146。第一端部分142和第二端部分146被配置为在加热器336的激活期间从电源接收电流。当加热器336被激活时(例如，以便经受焦耳加热)，第一气雾形成基质160a和第二气雾形成基质160b的温度可以升高，并且气雾可以产生并被抽吸或以其他方式被释放通过囊体100的下游通路166。第一端部分142和第二端部分146可以各自包括叉式端子，以便于与电源电连接(例如，经由连接螺栓)，但示例性实施例不限于此。此外，因为加热器336可以由片材生产，所以第一端部分142、第二端部分146和中间部分144可以共面。另外，加热器336的中间部分144可以具有平面且卷绕的形式，其类似于压缩振荡或具有多个平行段(例如，八到十六个平行段)的锯齿形。然而，应该理解的是，加热器336的中间部分144的其他形式也是可能的(例如，螺旋形式、花状形式)。
在示例性实施例中，加热器336延伸穿过基体部分130。在这种情况下，第一端部分142和第二端部分146中的每一个的端子可以被视为加热器336的从基体部分130的相对侧突出的外部段。特别地，加热器336的中间部分144可以在基体部分130的下游侧上并且与基体出口134对准。在制造期间，加热器336可以经由注射成型(例如，插入成型、包覆成型)嵌入在基体部分130内。例如，加热器336可以被嵌入，使得中间部分144均匀地间隔在接合组件136的一对突出边缘/套环之间。
尽管加热器336的第一端部分142和第二端部分146在图中被示为从基体部分130的侧面延伸的突起(例如，翅片)，但应该理解的是，在一些示例性实施例中，加热器336的第一端部分142和第二端部分146可以被配置为构成囊体100的侧表面的部分。例如，加热器336的第一端部分142和第二端部分146的暴露部分的尺寸和取向可以被设置成用于抵靠基体部分130的侧面(例如，同时还遵循基体部分130下面的轮廓)定位/折叠。因此，第一端部分142和第二端部分146可以分别构成第一电触点和第二电触点，以及囊体100的侧表面的部分。
图2C是图1A至图1C的气雾产生装置的部分分解视图。图2D是图2的气雾产生装置的部分分解视图。参见图2C至图2D，框架1208(例如，金属底盘)用作气雾产生装置10的内部部件的基础，所述内部部件可以直接或间接地附接到其上。关于图中所示和上面已经讨论的结构/部件，应该理解的是，这样的相关教导也适用于本节，并且为了简洁可以不重复。在示例性实施例中，底部壳体1206被固定到框架1208的上游端部。此外，接收器1228(用于接收囊体100)可以安装在框架1208的前侧上。在接收器1228与底部壳体1206之间的是入口通道1230，其被配置为将进入的环境空气流引导到接收器122中的囊体100。进入的空气可以流经其中的入口插入件1222(例如，图1C)可以设置在入口通道1230的远端中。另外，接收器1228和/或入口通道1230可以包括流量传感器(例如，集成式流量传感器)。
覆盖物1232和其中的电源1234(例如，图2E)可以安装在框架1208的后侧上。为了建立与囊体100的电连接(例如，囊体100在接收器1228中并被嘴部件1100的囊体端部段1106覆盖)，可以提供第一功率端子块1236a和第二功率端子块1236b，以便于电流的供应。例如，第一功率端子块1236a和第二功率端子块1236b可以经由加热器336的第一端部分142和第二端部分146在电源1234与囊体100之间建立必要的电连接。第一功率端子块1236a和/或第二功率端子块1236b可以由黄铜形成。
气雾产生装置10还可以包括多个印刷电路板(PCB)，其被配置为便于其操作。在示例性实施例中，第一印刷电路板1238(例如，用于电源和I2C的桥接PCB)安装在用于电源1234的覆盖物1232的下游端部上。此外，第二印刷电路板1240(例如，HMI PCB)安装在覆盖物1232的后部上。在另一种情况下，第三印刷电路板1242(例如，串行端口PCB)固定到框架1208的前部并且位于入口通道1230的后面。另外，第四印刷电路板1244(例如，USB-C PCB)设置在框架1208的后部与用于电源1234的覆盖物1232之间。然而，应该理解的是，本文中关于印刷电路板的示例性实施例不应被解释为限制性的，因为其尺寸、形状和位置可以根据气雾产生装置10的所需特征而改变。
图2E是图1A至图1C的气雾产生装置的横截面图。图2F是图1A至图1C的气雾产生装置的另一个横截面图。关于图中所示和上面已经讨论的结构/部件，应该理解的是，这样的相关教导也适用于本节，并且为了简洁可以不重复。参见图2E至图2F，嘴部件1100的嘴端部段1104被示为限定单个出口形式的气雾出口1102。然而，应该理解的是，示例性实施例不限于此。例如，替代地，气雾出口102可以是多个较小出口(例如，两至六个出口)的形式。在一种情况下，所述多个出口可以是四个出口的形式。出口可以径向布置和/或向外倾斜，以便释放发散的气雾流。
在示例性实施例中，过滤件或风味介质中的至少一个可以可选地设置在嘴部件1100的嘴端部段1104内。在这种情况下，过滤件和/或风味介质将在腔室164的下游，使得其中产生的气雾在通过所述至少一个气雾出口1102离开之前穿过过滤件或风味介质中的至少一个。过滤件可以减少或防止来自气雾形成基质(例如，气雾形成基质160a和/或气雾形成基质160b)的颗粒被无意地从囊体100中抽出。过滤件还可以帮助降低气雾的温度，以便提供所需的口腔感觉。风味介质(例如，风味珠)可以在气雾穿过其时释放调味剂(flavorant)，以便赋予气雾所需的风味。调味剂可以与上面结合气雾形成基质所描述的相同。另外，过滤件和/或风味介质可以具有如上结合气雾形成基质所描述的固结的形式或松散的形式。
气雾产生装置10还可以包括坐置于接收器1228内的第三环形构件150c。第三环形构件150c(例如，弹性O形环)被配置为当囊体100的基体部分130完全插入到接收器1228中时建立空气密封。因此，被吸入接收器1228中的大部分(如果不是全部的话)空气将穿过囊体100，并且围绕囊体100的任何旁通流将是微小的(如果有的话)。在示例性实施例中，第一环形构件150a、第二环形构件150b和/或第三环形构件150c可以由透明硅树脂形成。
除了上面已经讨论的印刷电路板之外，气雾产生装置10还可以包括设置在框架1208与电源1234之间的第五印刷电路板1246(例如，主PCB)。电源1234可以是900mAh电池，但是示例性实施例不限于此。另外，传感器1248可以设置在囊体100的上游，以增强气雾产生装置10的操作。例如，传感器1248可以是空气流传感器。鉴于传感器1248以及第一按钮1218和第二按钮1220，气雾产生装置10的操作可以是自动操作(例如，抽吸激活)或手动操作(例如，按钮激活)。在至少一个示例性实施例中，传感器可以是微机电系统(MEMS)流量或压力传感器或被配置为测量空气流量的其他类型的传感器，诸如热线风速计。
在激活气雾产生装置10时，装置主体1200内的囊体100可被加热以产生气雾。在示例性实施例中，气雾产生装置10的激活可以通过由传感器1248对气流的检测和/或与第一按钮1218和/或第二按钮1220的按压相关联的信号的产生来触发。关于气流的检测，在嘴部件1100的气雾出口1102上抽吸或施加负压将经由入口通道1230将环境空气抽吸到装置主体1200中，其中，空气可以初始地穿过入口插入件1222(例如，图1C)。一旦在装置主体1200内部，空气就通过入口通道1230行进到接收器1228，在那里它被传感器1248检测到。在传感器1248之后，空气继续通过接收器1228，并经由基体部分130进入囊体100。具体地，空气将在穿过上游通路162并进入腔室164中之前流经囊体100的基体入口132。此外，控制电路(例如，控制器2105)可以指示电源向加热器336供应电流，以在抽吸之间保持囊体100的温度。
由传感器1248对气流的检测可以使控制电路让电源1234经由加热器336的第一端部分142和第二端部分146向囊体100供应电流。因此，加热器336的中间部分144的温度将升高，这进而将使腔室164内的气雾形成基质(例如，气雾形成基质160a和/或气雾形成基质160b)的温度升高，使得气雾形成基质释放挥发物以产生气雾。所产生的气雾将被流经腔室164的空气夹带。特别地，在腔室164中产生的气雾将在从嘴部件1100的气雾出口1102离开气雾产生装置10之前穿行通过囊体100的下游通路166。
可以在本文的讨论中找到的气雾产生装置、囊体和/或气雾形成基质的附加细节和/或替代方案也可以在标题为“HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATING DEVICES ANDCAPSULES”的美国申请No.XX/XXX，XXX，与此同时提交的Atty.Dkt.No.24000NV-000717-US；标题为“HEAT-NOT-BURN AEROSOL GENERATING DEVICE WITH A FLIP-TOP LID”的美国申请No.XX/XXX，XXX，与此同时提交的Atty.Dkt.No.24000NV-000719-US；标题为“CAPSULESINCLUDING EMBEDDED HEATERS AND HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATING DEVICES”的美国申请No.XX/XXX,XXX，与此同时提交的Atty.Dkt.No.24000NV-000667-US；标题为“CLOSED SYSTEM CAPSULE WITH AIRFLOW,HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATINGDEVICES,AND METHODS OF GENERATING AN AEROSOL”的美国申请No.XX/XXX,XXX，与此同时提交的Atty.Dkt.No.24000NV-000630-US；标题为“AEROSOL-GENERATING CAPSULES”的美国申请No.XX/XXX.XXX，与此同时提交的Atty.Dkt.No.24000NV-000716-US；以及标题为“HEAT-NOT-BURN(HNB)AEROSOL-GENERATING DEVICES AND CAPSULES”的美国申请No.XX/XXX,XXX，与此同时提交的Atty.Dkt.No.24000NV-000734-US中找到，上述文献中的每一个的公开内容通过引用整体并入本文。
图3示出了根据一个或多个示例性实施例的气雾产生装置和囊体的电气系统。
参见图3，电气系统包括气雾产生装置电气系统2100和囊体电气系统2200。气雾产生装置电气系统2100可以包括在气雾产生装置10中，并且囊体电气系统2200可以包括在囊体100中。
在图3所示的示例性实施例中，囊体电气系统2200包括加热器336。
囊体电气系统2200可以进一步包括用于在气雾产生装置10与囊体100之间传输功率和/或数据的主体电气/数据接口(未示出)。根据至少一个示例性实施例，例如，图2B中所示的电触点可以用作主体电接口，但是示例性实施例不限于此。
气雾产生装置电气系统2100包括控制器2105、电源1234、装置传感器或测量电路2125、加热发动机控制电路2127、气雾指示器2135、产品上的控制器2150(例如，图1B中所示的按钮1218和1220)、存储器2130和时钟电路2128。在一些示例性实施例中，控制器2105、电源1234、装置传感器或测量电路2125、加热发动机控制电路2127、存储器2130和时钟电路2128在同一PCB(例如，主PCB 1246)上。气雾产生装置电气系统2100可以进一步包括用于在气雾产生装置10与囊体100之间传输功率和/或数据的囊体电气/数据接口(未示出)。
电源1234可以是用于向气雾产生装置10和囊体100供电的内部电源。来自电源1234的供电可以由控制器2105通过功率控制电路(未示出)控制。功率控制电路可以包括一个或多个开关或晶体管，以调节来自电源1234的电力输出。电源1234可以是锂离子电池或其变体(例如，锂离子聚合物电池)。
控制器2105可以被配置为控制气雾产生装置10的整体操作。根据至少一些示例性实施例，控制器2105可以包括处理电路，诸如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，诸如执行软件的处理器；或其组合。例如，更具体地，处理电路可以包括但不限于，中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。
在图3所示的示例性实施例中，控制器2105被示为微控制器，其包括：输入/输出(I/O)接口，诸如通用输入/输出接口(GPIO)、集成电路间(I2C)接口、串行外围接口总线(SPI)接口等；多通道模数转换器(ADC)；以及时钟输入端子。然而，示例性实施例不应限于该示例。在至少一个示例性实施中，控制器2105可以是微处理器。
存储器2130被示为在控制器2105的外部，在一些示例性实施例中，存储器2130可以在控制器2105的板上。
控制器2105通信地耦合到装置传感器2125、加热发动机控制电路2127、气雾指示器2135、存储器2130、产品上的控制器2150、时钟电路2128和电源1234。
加热发动机控制电路2127经由GPIO(通用输入/输出)引脚连接到控制器2105。存储器2130经由SPI(串行外围接口)引脚连接到控制器2105。时钟电路2128连接到控制器2105的时钟输入引脚。气雾指示器2135经由I2C(集成电路间)接口引脚和SPI/GPIO引脚连接到控制器2105。装置传感器2125通过多通道ADC的相应引脚连接到控制器2105。
时钟电路2128可以是定时机构，诸如振荡器电路，以使控制器2105能够跟踪气雾产生装置10的空闲时间、预热长度、气雾产生(抽吸)长度、空闲时间和气雾产生(抽吸)长度的组合、用于确定热囊体警报的电力使用时间(例如，实例结束后30秒)等。时钟电路2128还可以包括专用外部时钟晶体，其被配置为产生用于气雾产生装置10的系统时钟。
存储器2130可以是非易失性存储器，其存储用于控制器2105的操作参数和计算机可读指令，以执行本文所描述的算法。在一个示例中，存储器2130可以是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，诸如闪存等。
仍然参见图3，装置传感器2125可以包括多个传感器或测量电路，其被配置为向控制器2105提供指示传感器或测量信息的信号。在图3所示的示例中，装置传感器2125包括加热器电流测量电路21258、加热器电压测量电路21252和补偿电压测量电路21250。图3的电气系统可以进一步包括参考图1A至图2F所讨论的传感器。
加热器电流测量电路21258可以被配置为输出指示通过加热器336的电流的(例如，电压)信号。稍后将关于图5更详细地讨论加热器电流测量电路21258的示例性实施例。
加热器电压测量电路21252可以被配置为输出指示加热器336两端的电压的(例如，电压)信号。稍后将关于图4更详细地讨论加热器电压测量电路21252的示例性实施例。
补偿电压测量电路21250可以被配置为输出指示囊体100与气雾产生装置10之间的电力接口(例如，电连接器)的电阻的(例如，电压)信号。在一些示例性实施例中，补偿电压测量电路21250可以向控制器2105提供补偿电压测量信号。稍后将关于图6A至图6B更详细地讨论补偿电压测量电路21250的示例性实施例。
如以上讨论的，补偿电压测量电路21250、加热器电流测量电路21258和加热器电压测量电路21252经由多通道ADC的引脚连接到控制器2105。为了测量气雾产生装置10和囊体100的特性和/或参数(例如，加热器336的电压、电流、电阻、温度等)，控制器2105处的多通道ADC可以以适合于由相应装置传感器测量的参数和/或给定特性的采样率对来自装置传感器2125的输出信号进行采样。
气雾产生装置电气系统2100可以包括传感器1248，以测量通过气雾产生装置10的气流。在至少一个示例性实施例中，传感器可以是微机电系统(MEMS)流量或压力传感器或被配置为测量空气流量的其他类型的传感器，诸如热线风速计。在示例性实施例中，用于测量气流的传感器到控制器2105的输出是经由数字接口或SPI的流量(以ml/s或cm3/s为单位)的瞬时测量。在其他示例性实施例中，传感器可以是热线风速计、数字MEMS传感器或其他已知传感器。流量传感器可以通过在流量值大于或等于1mL/s时检测抽吸、并在流量值随后降至0mL/s时终止抽吸来作为抽吸传感器操作。在示例性实施例中，传感器1248可以是基于MEMS流量传感器的压差传感器，其中，使用曲线拟合校准函数或(每个压差读数的流量值的)查找表将压差(以帕斯卡为单位)转换为瞬时流量读数(以mL/s为单位)。在另一个示例性实施例中，流量传感器可以是电容式压降传感器。
加热发动机控制电路2127经由GPIO引脚连接到控制器2105。加热发动机控制电路2127被配置为通过控制至加热器336的电力来控制(启用和/或禁用)气雾产生装置10的加热器336。
控制器2105可以控制气雾指示器2135，以向成年操作者指示气雾产生装置10的状态和/或操作。气雾指示器2135可以至少部分地经由光导实现，并且可以包括功率指示器(例如，LED)，所述功率指示器可以在控制器2105感测到成年操作者按下按钮时被激活。气雾指示器2135还可以包括振动器、扬声器或其他反馈机构，并且可以指示成年操作者控制的气雾产生参数(例如，气雾体积)的当前状态。
仍然参见图3，控制器2105可以控制至加热器336的功率，以根据加热曲线(例如，基于体积、温度、风味等的加热)加热气雾形成基质。加热曲线可以基于经验数据来确定，并且可以存储在气雾产生装置10的存储器2130中。
图4示出了加热器电压测量电路21252的示例性实施例。
参见图4，加热器电压测量电路21252包括电阻器3702和电阻器3704，所述电阻器以分压器配置连接在被配置为接收输入电压信号COIL_OUT的端子与地之间。电阻器3702和电阻器3704的电阻可以分别为8.2千欧姆和3.3千欧姆。输入电压信号COIL_OUT是输入到加热器336的电压(输入端子处的电压)。电阻器3702与电阻器3704之间的节点N3716耦合到运算放大器(Op-Amp)3708的正输入。电容器3706连接在节点N3716与地之间，以形成低通滤波器电路(R/C滤波器)，以稳定至Op-Amp3708的正输入的电压输入。例如，电容器3706的电容可以是18纳法拉。滤波器电路还可以减少由用于激励加热器336的PWM信号引起的切换噪声引起的不准确度，并且对于电流和电压两者具有相同的相位响应/组延迟。
加热器电压测量电路21252进一步包括电阻器3710和3712以及电容器3714。电阻器3712连接在节点N3718与被配置为接收输出电压信号COIL_RTN的端子之间，并且例如可以具有8.2千欧姆的电阻。输出电压信号COIL_RTN是从加热器336输出的电压(其输出端子处的电压)。
电阻器3710和电容器3714并联连接在节点N3718与Op-Amp 3708的输出之间。例如，电阻器3710可以具有3.3千欧姆的电阻，而电容器3714可以具有18纳法拉的电容。Op-Amp 3708的负输入也连接到节点N3718。电阻器3710和3712以及电容器3714以低通滤波器电路配置连接。
加热器电压测量电路21252利用Op-Amp 3708测量输入电压信号COIL_OUT与输出电压信号COIL_RTN之间的电压差，并输出表示加热器336两端的电压的缩放的加热器电压测量信号COIL_VOL。加热器电压测量电路21252将缩放的加热器电压测量信号COIL_VOL输出到控制器2105的ADC引脚，用于由控制器2105进行数字采样和测量。
Op-Amp 3708的增益可以基于周围的无源电气元件(例如，电阻器和电容器)来设置，以改进电压测量的动态范围。在一个示例中，Op-Amp 3708的动态范围可以通过缩放电压使得最大电压输出匹配ADC的最大输入范围(例如，大约2.5V)来实现。在至少一个示例性实施例中，缩放可以为大约402mV每V，因此，加热器电压测量电路21252可以测量高达大约2.5V/0.402V＝6.22V。
电压信号COIL_OUT和COIL_RTN分别由二极管3720和3722箝位，以降低由于静电放电(ESD)事件造成的损坏风险。
在一些示例性实施例中，可以使用四线/开尔文测量，并且可以在测量触点(也称为电压感测连接(与主电源接触相反))处测量电压信号COIL_OUT和COIL_RTN，以考虑加热器336与气雾产生装置10之间的电功率接口(例如，电连接器)的接触电阻和体积电阻。
图5示出了图3中所示的加热器电流测量电路21258的示例性实施例。
参见图5，输出电流信号COIL_RTN_I被输入到连接到地的四端子(4T)测量电阻器3802。四端子测量电阻器3802两端的差分电压由Op-Amp 3806缩放，所述Op-Amp输出指示通过加热器336的电流的加热器电流测量信号COIL_CUR。加热器电流测量信号COIL_CUR被输出到控制器2105的ADC引脚，用于在控制器2105处对通过加热器336的电流进行数字采样和测量。
在图5中所示的示例性实施例中，四端子测量电阻器3802可以用于使用四线/开尔文电流测量技术减少电流测量中的误差。在这个示例中，电流测量路径与电压测量路径的分离可以减少电压测量路径上的噪声。
可以设置Op-Amp 3806的增益以改进测量的动态范围。在这个示例中，Op-Amp3806的缩放可以是大约0.820V/A，因此，加热器电流测量电路21258可以测量高达大约2.5V/(.820V/A)＝3.05A。
更详细地参见图5，四端子测量电阻器3802的第一端子连接到加热器336的端子，以接收输出电流信号COIL_RTN_I。四端子测量电阻器3802的第二端子连接到地。四端子测量电阻器3802的第三端子连接到包括电阻器3804、电容器3808和电阻器3810的低通滤波器电路(R/C滤波器)。例如，电阻器3804的电阻可以是100欧姆，电阻器3810的电阻可以是8.2千欧姆，并且电容器3808的电容可以是3.3纳法拉。
低通滤波器电路的输出连接到Op-Amp 3806的正输入。低通滤波器电路可以减少由于由施加以激励加热器336的PWM信号引起的切换噪声而引起的不准确度，并且对于电流和电压也可以具有相同的相位响应/组延迟。
加热器电流测量电路21258进一步包括电阻器3812和3814以及电容器3816。在低通滤波器电路配置中，电阻器3812和3814以及电容器3816连接到四端子测量电阻器3802的第四端子、Op-Amp 3806的负输入和Op-Amp 3806的输出，其中，低通滤波器电路的输出连接到Op-Amp 3806的负输入。例如，电阻器3812和3814可以分别具有100欧姆和8.2千欧姆的电阻，而电容器3816可以具有3.3纳法拉的电容。
Op-Amp 3806将差分电压作为加热器电流测量信号COIL_CUR输出到控制器2105的ADC引脚，用于由控制器2105对通过加热器336的电流进行采样和测量。
根据至少该示例性实施例，加热器电流测量电路21258的配置与加热器电压测量电路21252的配置类似，除了包括电阻器3804和3810以及电容器3808的低通滤波器电路连接到四端子测量电阻器3802的端子，以及包括电阻器3812和3814以及电容器3816的低通滤波器电路连接到四端子测量电阻器3802的另一个端子之外。
控制器2105可以在与气雾产生装置10中使用的‘滴答’时间(控制回路的迭代时间)相对应的时间窗口(例如，大约1ms)内对多个样本(例如，电压)进行平均，并通过应用缩放值将平均值转换为加热器336两端的电压和电流的数学表示。缩放值可以基于在相应的Op-Amp处实现的增益设置来确定，其可以是气雾产生装置10的硬件所特有的。
控制器2105可以使用例如三抽头移动平均滤波器对转换的电压和电流测量进行滤波，以衰减测量噪声。然后，控制器2105可以使用滤波后的测量值来计算：加热器336的电阻RHEATER(RHEATER＝COIL_VOL/COIL_CUR)、施加到加热器336的功率PHEATER(PHEATER＝COIL_VOL*COIL_CUR)等等。
根据一个或多个示例性实施例，可以调整图4和/或图5中所示的电路的无源元件的增益设置，以使输出信号范围与控制器2105的输入范围匹配。
图6A示出了根据一个或多个示例性实施例的包括单独的补偿电压测量电路的气雾产生装置的电气系统。
如图6A所示，加热器336与气雾产生装置电气系统2100之间的接触界面包括具有输入功率触点6100、输入测量触点6200、输出测量触点6300和输出功率触点6400的四线/开尔文布置。
电压测量电路21252A接收输入测量触点6200处的测量电压COIL_OUT_MEAS以及输出测量触点6300处的输出测量电压COIL_RTN_MEAS。电压测量电路21252A是与图4中所示的电压测量电路21252相同的电路，并且输出缩放的加热器电压测量信号COIL_VOL。虽然在图4中示出了COIL_OUT和COIL_RTN，但是应该理解的是，在没有单独的补偿电压测量电路的示例性实施例中，电压测量电路21252可以接收输入和输出测量触点6200、6300处的电压，而不是输入和输出功率触点6100、6400处的电压。
图6A所示的系统进一步包括补偿电压测量电路21250。除了补偿电压测量电路21250在输入功率触点6100处接收电压COIL_OUT并且在输出功率触点6400处接收电压COIL_RTN并且输出补偿电压测量信号VCOMP之外，补偿电压测量电路21250与电压测量电路21252A相同。
电流测量电路21258在输出功率触点6400处接收输出电流信号COIL_RTN_I，并输出加热器电流测量信号COIL_CUR。
图6B示出了根据示例性实施例的使用补偿电压测量信号来调节加热器的目标功率的方法。
控制器2105可以执行图6B中所示的方法。
在S6500，控制器启动用于加热器的功率输送回路。在6505处，控制器从存储器提取操作参数(例如，加热发动机控制电路阈值电压、功率损失阈值和润湿定时器限制)。
在6510处，控制器确定触点PCONTACT处的功率损失是否超过损失阈值。控制器可以如下确定触点PCONTACT处的功率损失：
PCONTACT＝abs((VCOMP*COIL_CUR)-(COIL_VOL*COIL_CUR))
损失阈值可以是绝对值(例如，3W)或施加到加热器的功率的百分比(例如，25％)。
如果控制器确定功率损失PCONTACT等于或小于损失阈值，则在S6515，控制器清除润湿标志。在S6520，控制器监测补偿电压测量信号VCOMP，并在S6525确定补偿电压测量信号VCOMP是否超过阈值电压VMAX。阈值电压VMAX可以是加热发动机控制电路2127的额定电压。
如果控制器确定补偿电压测量信号VCOMP没有超过阈值电压VMAX，则在S6530，控制器进行到下一次迭代(即，下一个滴答时间)。如果控制器确定补偿电压测量信号VCOMP超过阈值电压VMAX，则在S6532，控制器降低下一次迭代的加热器功率目标，并在6530继续进行到下一次迭代。
因此，如果功率损失PCONTACT小于损失阈值，则控制器可以减小施加的功率，以减小接触加热效应。
返回到S6510，如果控制器确定功率损失PCONTACT大于损失阈值，则在6535处，控制器确定润湿标志是否被设置。如果在S6535控制器确定润湿标志被设置，则在S6550控制器终止加热(例如，不向加热器供电)。
如果在S6535控制器确定润湿标志未被设置，则在S6540，控制器确定润湿定时器是否正在运行。润湿时间用于允许在所需的/选择的时间段(例如，200ms)内增加功率损失。
如果控制器确定润湿定时器没有运行，则在S6545，控制器启动润湿定时器，然后在6520处继续监测补偿电压测量信号VCOMP。
如果在S6540控制器确定润湿定时器正在运行，则在S6555，控制器确定润湿定时器是否已经到时间。如果控制器确定润湿定时器未到时间，则在S6520，控制器继续监测补偿电压测量信号VCOMP。因此，如果润湿定时器仍在运行，则允许触点PCONTACT中的功率损失高于功率损失阈值。
如果控制器确定润湿定时器到时间，则在6560处，控制器设置润湿标志。然后在S6565，控制器降低加热器功率目标，使得触点PCONTACT中的功率损失下降到损失阈值以下，并且在6520处，控制器继续监测补偿电压测量信号VCOMP。更具体地，控制器设置PID控制器可以使用的功率上限(即，PID回路不能使用全功率范围，而是被限制在较低范围，诸如6W而不是12W)。控制器继续使用相同的温度误差输入，但由于功率上限降低，因此响应更慢。
在其他示例性实施例中，控制器可以改变温度目标。
接触电阻随温度变化(并且替代地，可以由于“润湿电流”去除触点的氧化层而下降)，因此，在使用期间，功率触点中损失的功率的比例可能变化。通过补偿触点处的功率损失，电气系统改进了向加热器的功率输送(例如，一旦发生润湿效应，就可以通过增加功率来减少达到加热器温度的延迟)。
在图6B所示的功率输送回路的每个后续迭代中，控制器2105可以重新进入‘润湿’过程(例如，响应于接触力的变化)，然而，润湿标志用于确保控制器不连续地重新启动该过程。
图7A至图7C是示出根据示例性实施例的加热发动机控制电路的电路图。图7A至图7C所示的加热发动机控制电路是图3所示的加热发动机控制电路2127的示例。
加热发动机控制电路包括升压转换器电路7020(图7A)、第一级7040(图7B)和第二级7060(图7C)。
升压转换器电路7020被配置为基于第一电源使能信号PWR_EN_VGATE(也称为关断信号)，创建源自电压源BATT的电压信号VGATE(例如，9V电源)(也称为电源信号或输入电压信号)以向第一级7040供电。当气雾产生装置准备好使用时，控制器可以产生具有逻辑高电平的第一电源使能信号PWR_EN_VGATE。换句话说，当至少控制器检测到囊体被正确地连接到气雾产生装置时，第一电源使能信号PWR_EN_VGATE具有逻辑高电平。在其他示例性实施例中，当控制器检测到囊体被正确地连接到气雾产生装置并且控制器检测到诸如按钮被按下的动作时，第一电源使能信号PWR_EN_VGATE具有逻辑高电平。
第一级7040利用来自升压转换器电路7020的输入电压信号VGATE来驱动加热发动机控制电路2127。第一级7040和第二级7060形成降压-升压转换器电路。
在图7A所示的示例性实施例中，仅在第一使能信号PWR_EN_VGATE被断言(存在)的情况下，升压转换器电路7020产生输入电压信号VGATE。控制器2105可以VGATE，以通过取消断言(停止或终止)第一使能信号PWR_EN_VGATE来切断对第一级7040的供电。第一使能信号PWR_EN_VGATE可以用作装置状态功率信号，用于在装置1000处执行气雾产生关闭操作。在这个示例中，控制器2105可以通过取消断言第一使能信号PWR_EN_VGATE来执行气雾产生关闭操作，由此禁止对第一级7040、第二级7060和加热器336的供电。然后，控制器2105可以通过再次向升压转换器电路7020断言第一使能信号PWR_EN_VGATE来允许在装置1000处产生气雾。
控制器2105可以产生逻辑电平的第一使能信号PWR_EN_VGATE，使得升压转换器电路7020输出具有高电平(9V或大约9V)的输入电压信号VGATE，以响应于装置1000处的气雾产生条件允许对第一级7040和加热器336的供电。控制器2105可以产生另一逻辑电平的第一使能信号PWR_EN_VGATE，使得升压转换器电路7020输出具有低电平(0V或大约0V)的输入电压信号VGATE，以禁止对第一级7040和加热器336的供电，由此执行加热器关闭操作。
更详细地参见图7A中的升压转换器电路7020，电容器C36连接在电压源BATT与地之间。电容器C36可以具有10微法的电容。
电感器L1006的第一端子连接到电压源BATT与电容器C36之间的节点Node1。电感器L1006用作升压转换器电路7020的主存储元件。电感器L1006可以具有10微亨的电感。
节点1连接到升压转换器芯片U11的电压输入引脚A1。在一些示例性实施例中，升压转换器芯片可以是TPS61046。
电感器L1006的第二端子连接到升压转换器芯片U11的开关引脚SW。升压转换器芯片U11的使能引脚EN被配置为接收来自控制器2105的第一使能信号PWR_EN_VGATE。
在图7A所示的示例中，升压转换器芯片U11用作升压转换器电路7020的主切换元件。
电阻器R53连接在升压转换器芯片U11的使能引脚EN与地之间，以用作下拉电阻器，以确保当第一使能信号PWR_EN_GATE处于不确定状态时阻止加热器336的操作。在一些示例性实施例中，电阻器R53可以具有100千欧姆的电阻。
升压转换器芯片U11的电压输出引脚VOUT连接到电阻器R49的第一端子和电容器C58的第一端子。电容器C58的第二端子接地。由电压输出引脚VOUT输出的电压是输入电压信号VGATE。
电阻器R49的第二端子和电阻器R51的第一端子连接在第二节点Node2处。第二节点Node2连接到升压转换器芯片U11的反馈引脚FB。升压转换器芯片U11被配置为使用电阻器R49的电阻与电阻器R51的电阻的比率来产生大约9V的输入电压信号VGATE。在一些示例性实施例中，电阻器R49可以具有680千欧姆的电阻，并且电阻器R51可以具有66.5千欧姆的电阻。
电容器C36和C58作为平滑电容器，并且可以分别具有10微法和4.7微法的电容。电感器L1006可以具有基于所需的输出电压(例如，9V)选择的电感。
现在参见图7B，第一级7040接收输入电压信号VGATE和第二使能信号COIL_Z。第二使能信号是脉宽调制(PWM)信号，并且是第一级7040的输入。
除其他外，第一级7040包括集成栅极驱动器U6，所述集成栅极驱动器被配置为将来自控制器2105的低电流信号转换成高电流信号，用于控制第一级704O的晶体管的切换。集成栅极驱动器U6还被配置为将来自控制器2105的电压电平转换成第一级7040的晶体管所需的电压电平。在图7B所示的示例性实施例中，集成栅极驱动器U6是半桥驱动器。然而，示例性实施例应不限于该示例。
更详细地，来自升压转换器电路7020的输入电压信号VGATE通过包括电阻器R22和电容器C32的滤波器电路被输入到第一级7040。电阻器R22可以具有10欧姆的电阻，而电容器C32可以具有1微法的电容。
包括电阻器R22和电容器C32的滤波器电路在节点Node3处连接到集成栅极驱动器U6的VCC引脚(引脚4)和齐纳二极管D2的阳极。电容器C32的第二端子接地。齐纳二极管D2的阳极在节点Node7处连接到电容器C32的第一端子和集成栅极驱动器U6的升压引脚BST(引脚1)。电容器C31的第二端子连接到集成栅极驱动器U6的切换节点引脚SWN(引脚7)并且在节点Node8处连接在晶体管Q2与Q3之间。在图7B所示的示例性实施例中，齐纳二极管D2和电容器C31形成连接在集成栅极驱动器U6的输入电压引脚VCC与升压引脚BST之间的自举充电泵电路的一部分。因为电容器C31连接到来自升压转换器电路7020的输入电压信号VGATE，所以电容器C31通过二极管D2充电到几乎等于输入电压信号VGATE的电压。电容器C31可以具有220纳法的电容。
仍然参见图7B，电阻器R25连接在高侧栅极驱动器引脚DRVH(引脚8)与切换节点引脚SWN(引脚7)之间。电阻器R29的第一端子在节点Node9处连接到低侧栅极驱动器引脚DRVL。电阻器R29的第二端子接地。
电阻器R23和电容器C33形成连接到集成栅极驱动器U6的输入引脚IN(引脚2)的滤波器电路。滤波器电路被配置为从输入到输入引脚IN的第二加热器使能信号COIL_Z去除高频噪声。第二加热器使能信号COIL_Z是来自控制器2105的PWM信号。因此，滤波器电路被设计为滤除PWM方波脉冲串的高频分量，略微减少方波边缘的上升和下降时间，使得晶体管逐渐打开和关闭。
电阻器R24连接到滤波器电路和节点Node10处的输入引脚IN。电阻器R24用作下拉电阻器，使得如果第二加热器使能信号COIL_Z是浮动的(或不确定的)，则集成栅极驱动器U6的输入引脚IN被保持在逻辑低电平，以防止加热器336的激活。
电阻器R30和电容器C37形成连接到集成栅极驱动器U6的引脚OD(引脚3)的滤波器电路。该滤波器电路被配置为从输入到引脚OD的输入电压信号VGATE去除高频噪声。
电阻器R31在节点Node11处连接到滤波器电路和引脚OD。电阻器R31用作下拉电阻器，使得如果输入电压信号VGATE是浮动的(或不确定的)，则集成栅极驱动器U6的引脚OD保持在逻辑低电平，以防止加热器336的激活。由电阻器R30和电容器C37形成的滤波器电路输出的信号被称为滤波信号GATEON。R30和R31也是分频器电路，使得信号VGATE被下分到～2.5V，用于晶体管驱动器芯片输入。
晶体管Q2和Q3场效应晶体管(FET)串联连接在电压源BATT与地之间。此外，电感器L3的第一端子连接到电压源BATT。电感器L3的第二端子在节点Node12处连接到电容器C30的第一端子和晶体管Q2的漏极。电容器C30的第二端子接地。电感器L3和电容器C30形成滤波器，以减少和/或防止来自电压源BATT的瞬态尖峰。
晶体管Q3的栅极连接到集成栅极驱动器U6的低侧栅极驱动器引脚DRVL(引脚5)，晶体管Q3的漏极在节点Node8处连接到集成栅极驱动器U6的切换节点引脚SWN(引脚7)，并且晶体管Q3的源极连接到地GND。当从低侧栅极驱动器引脚DRVL输出的低侧栅极驱动信号为高时，晶体管Q3处于低阻抗状态(ON)，由此将节点Node8连接到地。
如上所述，因为电容器C31连接到来自升压转换器电路7020的输入电压信号VGATE，所以电容器C31通过二极管D2充电到等于或基本上等于输入电压信号VGATE的电压。
当从低侧栅极驱动器引脚DRVL输出的低侧栅极驱动信号为低时，晶体管Q3切换到高阻抗状态(OFF)，并且高侧栅极驱动器引脚DRVH(引脚8)在内部连接到集成栅极驱动器U6内的升压引脚BST。因此，晶体管Q2处于低阻抗状态(ON)，由此将切换节点SWN连接到电压源BATT，以将切换节点SWN(节点8)拉到电压源BATT的电压。
在这种情况下，节点Node7被升高到自举电压V(BST)≈V(VGATE)+V(BATT)，这允许晶体管Q2的栅极-源极电压与输入电压信号VGATT(例如，V(VGATE))的电压相同或基本上相同，而与来自电压源BATT的电压无关(或独立)。电路布置确保BST电压不随着电压源的电压下降而改变，即，即使电压源BATT的电压改变，晶体管也被有效地切换。
因此，切换节点SWN(节点8)提供了高电流切换信号，其可以用于产生输出到第二级7060的电压(以及输出到加热器336的电压)，该电压具有等于电池电压源BATT的最大值，但在其他方面基本上独立于从电池电压源BATT输出的电压。
电容器C34的第一端子和齐纳二极管D4的阳极在节点Node13处连接到第二级7060的输出端子。电容器C34和电阻器R28串联连接。电容器C34的第二端子和电阻器R28的第一端子连接。齐纳二极管D4的阴极和电阻器R28的第二端子接地。
电容器C34、齐纳二极管D4和电阻器R28形成反EMF(电场和磁场)防止电路，所述反EMF防止电路防止来自电感器L4(图7C所示)的能量流回到第一级7040中。
电阻器R25连接在晶体管Q2的栅极与晶体管Q3的漏极之间。电阻器R25用作下拉电阻器，以确保晶体管Q2更可靠地切换到高阻抗。
第一级7040的输出基本上独立于电压源的电压，并且小于或等于电压源的电压。当第二加热器使能信号COIL_Z处于100％ PWM时，晶体管Q2总是被激活，并且第一级7040的输出是电压源的电压或者基本上是电压源的电压。
图7C示出了第二级7060。第二级7060提升来自第一级7040的输出信号的电压。更具体地，当第二加热器使能信号COIL_Z处于恒定逻辑高电平时，第三使能信号COIL_X可以被激活，以提升第一级7040的输出。第三使能信号COIL_X是来自控制器2105的PWM信号。控制器2105控制第三使能信号COIL_X的脉冲宽度，以提升第一级7040的输出并产生输入电压信号COIL_OUT。当第三使能信号COIL_X处于恒定低逻辑电平时，第二级7060的输出是第一级7040的输出。
第二级7060接收输入电压信号VGATE、第三使能信号COIL_X和滤波信号GATEON。
除其他外，第二级7060包括集成栅极驱动器U7，所述集成栅极驱动器被配置为将来自控制器2105的低电流信号转换成高电流信号，用于控制第二级706O的晶体管的切换。集成栅极驱动器U7还被配置为将来自控制器2105的电压电平转换成第二级7060的晶体管所需的电压电平。在图7B所示的示例性实施例中，集成栅极驱动器U7是半桥驱动器。然而，示例性实施例应不限于该示例。
更详细地，来自升压转换器电路7020的输入电压信号VGATE通过包括电阻器R18和电容器C28的滤波器电路被输入到第二级7060。电阻器R18可以具有10欧姆的电阻，而电容器C28可以具有1微法的电容。
包括电阻器R18和电容器C28的滤波器电路在节点Node14处连接到集成栅极驱动器U7的VCC引脚(引脚4)和齐纳二极管D1的阳极。电容器C28的第二端子接地。齐纳二极管D2的阳极在节点Node15处连接到电容器C27的第一端子和集成栅极驱动器U7的升压引脚BST(引脚1)。电容器C27的第二端子连接到集成栅极驱动器U7的切换节点引脚SWN(引脚7)并且在节点Node16处连接在晶体管Q1与Q4之间。
在图7C所示的示例性实施例中，齐纳二极管D1和电容器C27形成连接在集成栅极驱动器U7的输入电压引脚VCC与升压引脚BST之间的自举充电泵电路的一部分。因为电容器C27连接到来自升压转换器电路7020的输入电压信号VGATE，所以电容器C27通过二极管D1充电到几乎等于输入电压信号VGATE的电压。电容器C31可以具有220纳法的电容。
仍然参见图7C，电阻器R21连接在高侧栅极驱动器引脚DRVH(引脚8)与切换节点引脚SWN(引脚7)之间。晶体管Q4的栅极连接到集成栅极驱动器U7的低侧栅极驱动器引脚DRVL(引脚5)。
电感器L4的第一端子连接到第一级7040的输出，并且电感器L4的第二端子连接到节点Node16。电感器L4用作第一级7040的输出的主存储元件。在示例性操作中，当集成栅极驱动器U7从低侧栅极驱动器引脚DRVL(引脚5)输出低电平信号时，晶体管Q4切换到低阻抗状态(ON)，由此允许电流流过电感器L4和晶体管Q4。这在电感器L4中存储能量，电流随时间线性增加。电感器中的电流与晶体管的切换频率成比例(其由第三加热器使能信号COIL_X控制)。
电阻器R10和电容器C29形成连接到集成栅极驱动器U7的输入引脚IN(引脚2)的滤波器电路。滤波器电路被配置为从输入到输入引脚IN的第三加热器使能信号COIL_X去除高频噪声。
电阻器R20在节点Node17处连接到滤波器电路和输入引脚IN。电阻器R20用作下拉电阻器，使得如果第三加热器使能信号COIL_X是浮动的(或不确定的)，则集成栅极驱动器U7的输入引脚IN保持在逻辑低电平，以防止加热器336的激活。
电阻器R30和电容器C37形成连接到集成栅极驱动器U6的引脚OD(引脚3)的滤波器电路。滤波器电路被配置为从输入到引脚OD的输入电压信号VGATE去除高频噪声。
集成栅极驱动器U7的引脚OD接收滤波后的信号GATEON。
晶体管Q1和Q4是场效应晶体管(FET)。晶体管Q1的栅极和电阻器R21的第一端子在节点Node18处连接到集成栅极驱动器U7的高侧栅极驱动器引脚DRVH(引脚8)。
晶体管Q1的源极在节点Node16处连接到电阻器R21的第二端子、齐纳二极管D3的阳极、晶体管Q4的漏极、电容器C35的第一端子、电容器C27的第二端子以及集成栅极驱动器U7的切换节点引脚SWN(引脚7)。
晶体管Q4的栅极在节点Node19处连接到集成栅极驱动器U7的低侧栅极驱动器引脚DRVL(引脚5)和电阻器R27的第一端子。晶体管Q4的源极和电阻器R27的第二端子接地。
电容器C35的第二端子连接到电阻器R29的第一端子。电阻器R29的第二端子接地。
晶体管Q1的漏极在节点Node20处连接到电容器C36的第一端子、齐纳二极管D3的阴极和齐纳二极管D5的阴极。电容器C36的第二端子和齐纳二极管D5的阳极接地。第二级7060的输出端子7065连接到节点Node20，并输出输入电压信号COIL_OUT。输出端子7065用作加热发动机控制电路2127的输出。
电容器C35可以是平滑电容器，并且电阻器限制浪涌电流。齐纳二极管D3是阻塞二极管，以停止节点Node20中的电压向电容器C35中放电。电容器C36是由第二级7060充电的输出电容器(并且减少COIL_OUT中的波动)，并且齐纳二极管D5是ESD(静电放电)保护二极管。
当从低侧栅极驱动器引脚DRVL输出的低侧栅极驱动信号为高时，晶体管Q4处于低阻抗状态(ON)，由此将节点Node16连接到地，并增加存储在电感器L4的磁场中的能量。
如上所述，因为电容器C27连接到来自升压转换器电路7020的输入电压信号VGATE，所以电容器C27通过二极管D1充电到等于或基本上等于输入电压信号VGATE的电压。
当从低侧栅极驱动器引脚DRVL输出的低侧栅极驱动信号为低时，晶体管Q4切换到高阻抗状态(OFF)，并且高侧栅极驱动器引脚DRVH(引脚8)在内部连接到集成栅极驱动器U7内的自举引脚BST。因此，晶体管Q1处于低阻抗状态(导通)，由此将切换节点SWN连接到电感器L4。
在这种情况下，节点Node15被升高到自举电压V(BST)≈V(VGATE)+V(INDUCTOR)，这允许晶体管Q1的栅极-源极电压与输入电压信号VGATT(例如，V(VGATE))的电压相同或基本上相同，而与来自电感器L4的电压无关(或独立)。由于第二级7060是升压电路，所以自举电压也可以被称为升压电压。
切换节点SWN(节点8)连接到电感器电压，并且输出电容器C36被充电，产生基本上独立于从第一级7040输出的电压的电压输出信号COIL_OUT(输出到加热器336的电压)。
图8A至8B示出了根据示例性实施例的控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的方法。
许多不燃烧装置在使用前使用有机材料(例如，烟草)的预热。预热用于将材料的温度升高到感兴趣的化合物开始挥发的点，使得由成年操作者施加的第一负压包含合适体积和组成的气雾。
在至少一些示例性实施例中，所施加的能量被用作在预热期间控制加热器的基础。使用施加的能量来控制加热器提高了成年操作者施加的第一负压的质量和一致性。相比之下，时间和温度通常被用作控制预热的基础。
图8A至图8B的方法可以在控制器2105处实现。在一个示例中，图8A至图8B的方法可以被实现为在控制器2105处执行的装置管理器有限状态机(FSM)软件实现的一部分。
如图8A所示，所述方法包括在S805基于第一目标预热温度施加第一功率。在图8B中进一步示出了S805的示例性实施例。
如图8B所示，控制器检测到囊体被插入到气雾产生装置中。在一些示例性实施例中，控制器从耦合到门(其在图1A至图1C中示出)的打开关闭开关获得信号。在其他示例性实施例中，气雾产生装置进一步包括(或可替代地包括)囊体检测开关。囊体检测开关检测囊体是否被正确地插入(例如，当囊体被正确地插入时，囊体检测开关被按下/关闭)。在囊体被正确地插入时，控制器可以产生信号PWR_EN_VGATE(如图7A所示)作为逻辑高电平。此外，控制器可以执行加热器连续性检查，以确定囊体已被插入并且加热器电阻在规定范围内(例如，±20％)。
在囊体被插入后(如被开关检测到的)和/或当气雾产生装置10(例如，通过按钮的操作)被打开时，加热器336可以用来自加热发动机控制电路的低功率信号(～1W)供电短的持续时间(～50ms)，并且可以根据在该能量的脉冲期间测量的电压和电流来计算电阻。如果测量的电阻在规定范围内(例如，标称2100mΩ±20％)，则囊体被认为是可接受的，并且系统可以继续产生气雾。
低功率和短的持续时间意在为囊体提供最小量的加热(以防止任何气雾的产生)。
在S825，控制器从存储器获得操作参数。操作参数可以包括识别最大功率水平(Pmax)、初始预热温度、后续预热温度和预热能量阈值的值。例如，操作参数可以基于经验数据预先确定，或者基于从囊体获得的测量值(例如，电压和电流)进行调整。然而，示例性实施例不限于此。附加地或替代地，操作参数可以包括用于多实例装置的后续实例的不同初始预热温度。例如，控制器可以获得用于初始实例的操作参数和用于后续的第二实例的操作参数。
在S830，控制器可以使气雾产生装置显示“打开”状态。控制器可以使气雾产生装置产生视觉指示信号和/或触觉反馈以显示“打开”状态。
在S835，控制器确定预热是否已经开始。在一些示例性实施例中，控制器可以在接收来自产品上控制的指示消费者已经按下按钮以启动预热的输入时开始预热。在一些示例性实施例中，该按钮可以与为气雾产生装置供电的按钮分离，并且在其他示例性实施例中，该按钮可以是为气雾产生装置供电的相同按钮。在其他示例性实施例中，预热可以基于另一输入开始，诸如感测高于阈值水平的气流。在其他示例性实施例中，产品上控制可以允许成年操作者选择一个或更多个温度分布(每个温度分布相关联的操作参数存储在存储器中)。
如果控制器确定没有开始预热，则所述方法进行到S880，在此控制器确定关闭定时器是否已经到时间。如果关闭定时器未到时间，则所述方法返回到S830，并且如果控制器确定关闭定时器已经到时间，则在S885，控制器使气雾产生装置显示“关闭”状态，并且在S890使电源关闭。当检测到的空气流量低于阈值水平时，关闭定时器启动。关闭定时器用于基于一段时间(诸如15分钟)内的不作为显示“关闭”状态。然而，示例性实施例不限于15分钟。例如，关闭定时器的持续时间可以是2分钟或10分钟。
如果在S835控制器确定预热已经开始(例如，检测到来自产品上控制的输入)，则控制器从存储器获得与来自产品上控制的输入相关联的操作参数。在气雾产生实例不是囊体的初始实例的示例中，控制器可以获得与实例编号相关联的操作参数。例如，存储器可以基于实例数量存储不同的温度目标(例如，分别针对实例编号的不同温度目标)和基于实例编号的用于预热的不同目标能量水平。
当控制器在检测到囊体已经被移除并且已经插入囊体之后第一次启动预热算法时，发生初始实例。此外，如果实例超时(例如，8分钟后)或消费者在实例期间关闭装置，则实例编号增加。
当在S840获得操作参数时，控制器可以使气雾产生装置经由气雾指示器显示预热已经开始的指示。
在S850，控制器(通过提供给加热发动机控制电路2127的VGATE、COIL_Z和COIL_X信号)斜坡上升到加热器的最大可用功率(例如，控制器在200ms内提供10W的最大可用功率)。更详细地，控制器请求最大功率，但是斜坡上升到最大功率以减少电源上的瞬时负载。在示例性实施例中，最大可用功率是基于电池的容量的设定值，并且用于最小化过冲，使得气雾形成基质不被加热器燃烧(即，在不燃烧的情况下可以将多少能量投入到气雾形成基质中)。最大可用功率可以基于经验证据来设置，并且可以在10至15W之间。在S855，控制器提供最大可用功率，直到控制器确定加热器的目标初始预热温度(例如，320℃)接近为止。虽然320℃被用作包含烟草的气雾形成基质的示例性目标初始预热温度，但应该理解的是，示例性实施例不限于此。例如，用于包含烟草的气雾形成基质的目标初始预热温度可以低于400℃，诸如350℃。此外，目标初始预热温度基于气雾形成基质中的材料。控制器可以使用来自加热器电压测量电路(例如，COIL_VOL)和补偿电压测量电路的测量的电压来确定加热器的温度，并且可以确定来自加热器电流测量电路的测量的电流(例如，COIL_RTN_I)。控制器可以以任何已知的方式(例如，基于加热器336的电阻与温度之间的相对线性关系)来确定加热器336的温度。
另外，控制器可以使用测量的电流COIL_RTN_I和测量的电压COIL_RTN来确定加热器336的电阻、加热器电阻RHeater(例如，使用欧姆定律或其他已知方法)。例如，根据至少一些示例性实施例，控制器可以将测量的电压COIL_RTN(或补偿电压VCOMP)除以测量的电流COIL_RTN_I作为加热器电阻RHeater。
在一些示例性实施例中，在用于电阻计算的测量触点处测量的测量的电压COIL_RTN可以用于温度控制。
例如，控制器2105可以使用以下等式来确定(即，估计)温度：
RHeater＝R0[1+α(T-T0)]
其中，α是加热器的材料的电阻温度系数(TCR)值，R0是启动电阻，并且T0是启动温度，RHeater是当前电阻确定值，并且T是估计的温度。
在初始预热期间，控制器2105将启动电阻R0存储在存储器2130中。更具体地，当施加到加热器336的功率已经达到测量误差对温度计算的影响减小的值时，控制器2105可以测量启动电阻R0。例如，当供应到加热器336的功率是1W(其中，电阻测量误差大致小于1％)时，控制器2105可以测量启动电阻R0。
启动温度T0是当控制器2105测量启动电阻R0时的环境温度。控制器2105可以使用测量启动温度T0的板载热敏电阻器或任何温度测量装置来确定启动温度T0。
根据至少一个示例性实施例，10ms(毫秒)的测量间隔可以用于取自加热器电流测量电路21258和加热器电压测量电路21252的测量(因为这可以是最大采样率)。然而，在至少一个其他示例性实施例中，对于基于电阻的加热器测量，可以使用1ms的测量间隔(系统的节拍率)。
在其他示例性实施例中，加热器温度值的确定可以包括基于所确定的电阻从查找表(LUT)获得加热器温度值。在一些示例性实施例中，可以使用由电阻相对于启动电阻的变化索引的LUT。
LUT可以存储分别对应于多个加热器电阻的多个温度值，所获得的加热器温度值可以是存储在LUT中的多个气温值中对应于所确定的电阻的温度值。
此外，气雾产生装置10可以(例如，在存储器2130中)存储查找表(LUT)，所述查找表存储多个加热器电阻值作为用于也存储在LUT中的多个分别对应的加热器温度值的索引。因此，控制器可以通过使用先前确定的加热器电阻RHeater作为LUT的索引来估计加热器336的当前温度，以从存储在LUT中的加热器温度之中识别(例如，查找)对应的加热器温度T。
一旦控制器确定目标初始预热温度正在接近，则在S855，控制器开始将施加到加热器的功率降低到中间功率水平以避免温度过冲。
比例积分微分(PID)控制器(图9中所示)基于误差信号(即，目标温度减去当前确定的温度)应用比例控制，因此，当误差信号朝向零减小时，控制器2105开始回到所施加的功率(这在很大程度上由PID控制器的比例项(P)控制，但是积分项(I)和导数项也有贡献)。
P、I和D值相互平衡过冲、延迟和稳态误差，并控制PID控制器如何调整其输出。P、I和D值可以根据经验或通过模拟得出。
图9示出了根据至少一些示例性实施例的示出温度加热发动机控制算法的框图。
参见图9，温度加热发动机控制算法900使用PID控制器970来控制施加到加热发动机控制电路2127的功率量，以实现所需的温度。例如，如下面更详细地讨论的，根据至少一些示例性实施例，温度加热发动机控制算法900包括：获得确定的温度值974(例如，如上所述确定的)；从存储器2130获得目标温度值(例如，目标温度976)；以及通过PID控制器(例如，PID控制器970)、基于所确定的加热器温度值和目标温度值来控制提供给加热器的功率水平。
另外，根据至少一些示例性实施例，目标温度976用作由PID控制器970控制的PID控制回路中的设定点(即，温度设定点)。
因此，PID控制器970连续校正功率控制信号972的电平，以便控制由功率电平设置操作944输出到加热发动机控制电路2127的功率波形930(即，COIL_X和COIL_Z)，以使得目标温度976与所确定的温度974之间的差(例如，差的大小)减小，或者最小化。目标温度976与所确定的温度974之间的差也可以被视为PID控制器970工作以减小或最小化的误差值。
例如，根据至少一些示例性实施例，功率电平设置操作944输出功率波形930，使得功率波形930的电平由功率控制信号972控制。加热发动机控制电路2127使由电源1234提供给加热器336的功率量增加或减少，其方式为与输出到加热发动机控制回路2127的功率电平波形的功率电平的幅度的增加或减少成比例。因此，通过控制功率控制信号972，PID控制器970控制(例如，由电源1234)提供给加热器336的功率的水平，使得目标温度值(例如，目标温度976)与所确定的温度值(例如，所确定的温度974)之间的差的大小减小，或者替代地最小化。
根据至少一些示例性实施例，PID控制器970可以根据已知的PID控制方法操作。根据至少一些示例性实施例，PID控制器970可以从比例项(P)、积分项(I)和导数项(D)之中生成2个或更多项，并且PID控制器970可以根据已知的方法使用这两个或更多项来调整或校正功率控制信号972。在一些示例性实施例中，可以使用用于初始和后续预热阶段的相同PID设置。
在其他示例性实施例中，不同的PID设置可以用于每个阶段(例如，如果用于初始和后续预热的温度目标基本上不同)。
图10示出了当PID控制器970连续校正提供给功率电平设置操作944的功率控制信号972时,功率波形930的电平可以随时间变化的示例性方式。图10示出了功率波形930的电平可以随着达到温度阈值和能量阈值而变化的示例性方式。图10中的功率是COIL_VOL*COIL_CUR。在图10中，随着温度接近设定点，PID回路将开始从最大功率Pmax降低所施加的功率，这减少了目标温度的过冲。
下面更详细地讨论图10。
返回参考图8A，在S810，控制器确定作为施加第一电力的一部分的已经输送到加热器的估计能量。
如图8B所示和先前所讨论的，在S855,控制器控制供应到加热器的功率。在S860，控制器确定施加到加热器的估计能量是否已经达到预热能量阈值。更具体地，控制器对自启动预热以来输送到加热器的功率进行积分(或对样本求和)，以估计输送到加热器的能量。在示例性实施例中，控制器确定每毫秒施加到加热器的功率(功率＝COIL_VOL*COIL_CUR)，并将所确定的功率用作积分(或总和)的一部分。
如果控制器确定未满足预热能量阈值，则所述方法继续到S855，在此，作为加热器的预热过程的一部分，向加热器供电。
当控制器确定施加的能量达到预热能量阈值(例如，75J)时，在S865，控制器使气雾产生装置经由气雾指示器输出预热完成指示。
参见图8A和图8B，当满足预热能量阈值时，在S815，控制器向加热器施加第二功率。第二功率可以小于第一功率。
控制器将加热器的目标初始预热温度改变为后续的预热温度(例如，300℃)，并且控制器使用图9中描述的温度控制算法将输入功率相应地减小到第二功率。随后的预热温度可以基于经验数据并且小于目标初始预热温度。在一些示例性实施例中，后续的预热温度可以基于在囊体处于装置中的情况下向装置施加负压的次数。
虽然图8B和图10示出了预热到后续的预热温度目标，但是成年操作者可以在达到初始预热温度目标后开始气雾产生。更具体地，控制器2105可以在检测到由成年操作者施加的负压并且在达到初始预热温度目标时启动气雾产生(即，向加热器供电，使得加热器达到足以产生气雾的温度)。
预热能量阈值可以基于经验数据来确定，并且在施加高于压力阈值的负压时被确定为有足够的能量产生所需/选定量的气雾。
在S875，成年操作者可以向气雾产生装置施加负压。作为响应，气雾产生装置加热囊体中的预气雾制剂，以产生气雾。
通过使用所施加的能量作为用于控制加热器的温度和/或在加热期间的因素，改进了感官体验和能量效率，从而节约了电池电量。
图10示出了图8A至图8B中所示的方法的时序图。在T1，预热开始，并且控制器使功率斜坡上升以向加热器施加第一功率，所述第一功率在该示例中是最大功率Pmax。在T2，控制器确定加热器正在接近初始预热目标温度Temp1(由于PID控制回路中误差信号的减少)，并开始将施加的功率从Pmax减少到中间功率Pint，以避免温度过冲。减小到中间功率Pint包括至少两个间隔Int1和Int2。控制器以比间隔Int2期间更快的速率(即，更大的斜率)减小功率。间隔Int2具有较小的改变率，以允许在基本上与控制器确定已经达到初始预热温度Temp1的同时达到中间功率Pint。用于预热的PID设置对于间隔Int1和Int2可以是相同的(例如，P＝100，I＝0.25和D＝0)。在间隔Int1和Int2期间，功率施加的改变是温度误差信号减小的结果。
在T3，控制器确定已经达到初始预热温度Temp1。在T4，控制器确定施加的能量达到预热能量阈值，并将功率降低到第二功率P2，以将加热器的温度保持在后续的预热温度Temp2。
从中间功率Pint到第二功率P2的转换包括两个间隔Int3和Int4。在间隔Int3中，控制器以第一斜率减小功率。在间隔Int4中，控制器以幅度小于第一斜率的幅度的斜率增加功率。当功率处于Pdip时，控制器开始间隔Int4，Pdip小于第二功率P2。
虽然本文已经公开了许多示例性实施例，但是应该理解，其他变体是可能的。这样的变体不应当被视为背离本公开的精神和范围，并且对于本领域技术人员来说明显的是，所有此类修改都意在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种用于控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的系统，所述系统包括：
存储器，所述存储器存储计算机可读指令；以及
控制器，所述控制器被配置为执行所述计算机可读指令，以使所述不燃烧气雾产生装置:
基于第一预热温度将第一功率施加到所述加热器，
确定在第一功率的施加期间施加到所述加热器的估计能量，以及
基于所述估计能量、能量阈值和第二预热温度，将第二功率施加到所述加热器，所述第二功率小于所述第一功率。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一预热温度和所述第二预热温度是320℃或更低。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置在所述第一功率的施加之前获得与所述第一功率、所述第一预热温度、所述第二预热温度和所述能量阈值相对应的值。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置获得用于第一实例的值和用于第二实例的值，与所述第一功率、所述第一预热温度、所述第二预热温度和所述能量阈值相对应的值是用于第一实例的。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置确定所述估计能量是否大于所述能量阈值，其中，当所述估计能量大于所述能量阈值时，所述第二功率的施加将所述第二功率施加到所述加热器。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置在施加所述第二功率时使用人机接口输出指示信号。
7.如权利要求1所述的系统，进一步包括：
电压测量电路，所述电压测量电路被配置为测量第一接触点两端的第一电压，所述第一接触点连接到所述加热器；以及
补偿电压测量电路，所述补偿电压测量电路被配置为测量第二接触点两端的第二电压，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置基于所述第一电压和所述第二电压来确定施加到所述加热器的所述估计能量。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置基于所述第二电压调节所述第一功率。
9.一种不燃烧气雾产生装置，所述装置包括：
电路，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置：
基于第一预热温度将第一功率施加到加热器，
确定在所述第一功率的施加期间施加到所述加热器的估计能量，以及
基于所述估计能量、能量阈值和第二预热温度，将第二功率施加到所述加热器，所述第二功率小于所述第一功率。
10.如权利要求9所述的不燃烧气雾产生装置，其中，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置在所述第一功率的施加之前获得与所述第一功率、所述第一预热温度、所述第二预热温度和所述能量阈值相对应的值。
11.如权利要求10所述的不燃烧气雾产生装置，其中，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置获得用于第一实例的值和用于第二实例的值，与所述第一功率、所述第一预热温度、所述第二预热温度和所述能量阈值相对应的值是用于第一实例的。
12.如权利要求9所述的不燃烧气雾产生装置，其中，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置在施加所述第一功率时使用人机接口输出指示信号。
13.如权利要求9所述的不燃烧气雾产生装置，其中，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置确定所述估计能量是否大于所述能量阈值，其中，当所述估计能量大于所述能量阈值时，所述第二功率的施加将所述第二功率施加到所述加热器。
14.如权利要求9所述的不燃烧气雾产生装置，其中，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置在施加所述第二功率时使用人机接口输出指示信号。
15.如权利要求9所述的不燃烧气雾产生装置，进一步包括：
电压测量电路，所述电压测量电路被配置为测量第一接触点两端的第一电压，所述第一接触点连接到所述加热器；以及
补偿电压测量电路，所述补偿电压测量电路被配置为测量第二接触点两端的第二电压，其中，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置基于所述第一电压和所述第二电压来确定施加到所述加热器的所述估计能量。
16.如权利要求15所述的不燃烧气雾产生装置，其中，所述电路被配置为使所述不燃烧气雾产生装置基于所述第二电压调节所述第一功率。
17.如权利要求9所述的不燃烧气雾产生装置，所述装置包括：
可移除的囊体，所述可移除的囊体包括所述加热器，其中，所述可移除的囊体被配置为沿着所述囊体的纵向轴线引导气流。
18.一种用于控制不燃烧气雾产生装置中的加热器的系统，所述系统包括：
存储器，所述存储器存储计算机可读指令；以及
控制器，所述控制器被配置为执行所述计算机可读指令，以使所述不燃烧气雾产生装置：
基于第一预热温度将第一功率施加到所述加热器，
确定在施加所述第一功率期间施加到所述加热器的电压和施加到所述加热器的电流，所述第一功率的施加持续了一段时间，以及
基于在所述一段时间内施加到所述加热器的电压和施加到所述加热器的电流、阈值和第二预热温度，将第二功率施加到所述加热器，所述第二功率小于所述第一功率。
19.如权利要求18所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置在所述第一功率的施加之前获得与所述第一功率、所述第一预热温度、所述第二预热温度和所述阈值相对应的值。
20.如权利要求20所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置获得用于第一实例的值和用于第二实例的值，与所述第一功率、所述第一预热温度、所述第二预热温度和所述阈值相对应的值是用于第一实例的。
21.如权利要求18所述的系统，其中，所述控制器被配置为使所述不燃烧气雾产生装置：
确定在施加所述第一功率期间施加到所述加热器的电压和施加到所述加热器的电流的乘积的总和，以及
确定所述总和是否大于所述阈值，其中，当所述总和大于所述阈值时，所述第二功率的施加将所述第二功率施加到所述加热器。
CN202180092861.5A 2021-01-18 2021-11-24 包括基于能量的加热器控制的加热不燃烧（hnb）气雾产生装置及控制加热器的方法 Pending CN116801750A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/151,375 US20220225685A1 (en) 2021-01-18 2021-01-18 Heat-not-burn (hnb) aerosol-generating devices including energy based heater control, and methods of controlling a heater
US17/151,375 2021-01-18
PCT/US2021/060690 WO2022154866A1 (en) 2021-01-18 2021-11-24 Heat-not-burn (hnb) aerosol-generating devices including energy based heater control, and methods of controlling a heater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116801750A true CN116801750A (zh) 2023-09-22

Family

ID=78918717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180092861.5A Pending CN116801750A (zh) 2021-01-18 2021-11-24 包括基于能量的加热器控制的加热不燃烧（hnb）气雾产生装置及控制加热器的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220225685A1 (zh)
EP (1) EP4277487A1 (zh)
JP (1) JP2024503098A (zh)
KR (1) KR20230134520A (zh)
CN (1) CN116801750A (zh)
CA (1) CA3204904A1 (zh)
WO (1) WO2022154866A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201721610D0 (en) 2017-12-21 2018-02-07 British American Tobacco Investments Ltd Circuitry for an induction element for an aerosol generating device
GB201721612D0 (en) * 2017-12-21 2018-02-07 British American Tobacco Investments Ltd Circuitry for a plurality of induction elements for an aerosol generating device
BR112020011521A2 (pt) * 2018-01-12 2020-11-17 Philip Morris Products S.A. dispositivo gerador de aerossol compreendendo múltiplos sensores
US11789476B2 (en) 2021-01-18 2023-10-17 Altria Client Services Llc Heat-not-burn (HNB) aerosol-generating devices including intra-draw heater control, and methods of controlling a heater
US20240090589A1 (en) * 2022-09-19 2024-03-21 Altria Client Services Llc Power control system
US20240090587A1 (en) * 2022-09-19 2024-03-21 Altria Client Services Llc Capsule monitoring system for aerosol-generating device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040560A (en) * 1996-10-22 2000-03-21 Philip Morris Incorporated Power controller and method of operating an electrical smoking system
CN112790443A (zh) * 2015-03-26 2021-05-14 菲利普莫里斯生产公司 加热器管理
KR102148827B1 (ko) * 2018-06-26 2020-08-27 주식회사 이엠텍 미세 입자 발생 장치의 예열완료 시간 제어 방법 및 미세 입자 발생 장치
DE112019004753T5 (de) * 2018-10-19 2021-12-16 Juul Labs, Inc. Verdampfer-Energieversorgungssystem
EP3711530A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-23 Nerudia Limited Smoking substitute system

Also Published As

Publication number Publication date
US20220225685A1 (en) 2022-07-21
WO2022154866A1 (en) 2022-07-21
JP2024503098A (ja) 2024-01-24
KR20230134520A (ko) 2023-09-21
CA3204904A1 (en) 2022-07-21
EP4277487A1 (en) 2023-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116801750A (zh) 包括基于能量的加热器控制的加热不燃烧（hnb）气雾产生装置及控制加热器的方法
JP6854940B2 (ja) 電子喫煙物品用加熱制御構成、ならびに関連するシステムおよび方法
US11789476B2 (en) Heat-not-burn (HNB) aerosol-generating devices including intra-draw heater control, and methods of controlling a heater
EP4093222A1 (en) Hot wire anemometer air flow measurement, puff detection and ambient temperature tracking
CA3232342A1 (en) Heat-not-burn (hnb) aerosol-generating devices with capsule authentication
CA3232338A1 (en) Capsule validation for heat-not-burn (hnb) aerosol-generating devices
US20230085955A1 (en) Heat-not-burn (hnb) aerosol-generating devices with capsule reuse detection
WO2024064660A1 (en) Heat-not-burn (hnb) aerosol-generating devices with capsule reuse detection
JP2023534250A (ja) 非ニコチンプレベイパー製剤のレベル検出機能および自動シャットダウン機能を備える非ニコチン電子ベイピング装置
RU2816312C2 (ru) Управление мощностью для устройства доставки аэрозоля
JP7390483B2 (ja) 電極を含むエアロゾル生成装置
US20240090587A1 (en) Capsule monitoring system for aerosol-generating device
EP4178381A1 (en) Aerosol provision system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination