CN117243427A - 电源组件、电子雾化装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电源组件、电子雾化装置及其控制方法，该电子雾化装置包括储液腔，用于存储液体基质；电源，用于提供电力；磁场产生电路，与所述电源电性连接；所述磁场产生电路被配置为产生变化的磁场；感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以对所述液体基质进行加热生成气溶胶；控制器，与所述磁场产生电路电性连接；所述控制器被配置为监控所述磁场产生电路的电特性参数，并且基于所述磁场产生电路的电特性参数确定所述液体基质的类型。以上电子雾化装置，通过磁场产生电路的电特性参数确定液体基质的类型，进一步可提供适于该液体基质类型的功率输出曲线，提升了用户的使用体验。

Description

电源组件、电子雾化装置及其控制方法

技术领域

本申请涉及电子雾化技术领域，尤其涉及一种电源组件、电子雾化装置及其控制方法。

背景技术

作为一示例的电子雾化装置，通常包含液体基质，该液体基质被加热元件加热以使其发生雾化，从而产生可吸入的气溶胶；该液体基质可包含尼古丁和/或芳香剂和/或气溶胶生成物质(例如，甘油)。

由于不同种类的液体基质组分不同，因此不同液体基质雾化的沸点不同，若电子雾化装置在工作过程中始终以相同的温度对液体基质执行雾化操作，对沸点较低的液体基质进行高温雾化容易破坏液体基质中的相关组分，存在液体基质雾化效果不佳的缺陷。

另外，一些不法商家会仿造正规厂商的烟弹(或者雾化器)在市场上进行销售，这些烟弹品质无法保证，不仅可能导致电子雾化装置损坏，更严重的是，其内部的不符合相关标准的液体基质、不能有效雾化的电器件可能会对身体健康造成很大伤害。

发明内容

本申请一方面提供一种电子雾化装置，包括：

储液腔，用于存储液体基质；

电源，用于提供电力；

磁场产生电路，与所述电源电性连接；所述磁场产生电路被配置为产生变化的磁场；

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以对所述液体基质进行加热生成气溶胶；

控制器，与所述磁场产生电路电性连接；所述控制器被配置为监控所述磁场产生电路的电特性参数，并且基于所述磁场产生电路的电特性参数确定所述液体基质的类型。

本申请另一方面提供一种电源组件，用于对电子雾化装置的雾化器供电；所述雾化器包括用于存储液体基质的储液腔、和用于加热所述液体基质以生成气溶胶的感受器；所述电源组件包括：

电源，用于提供电力；

磁场产生电路，与所述电源电性连接；所述磁场产生电路被配置为产生变化的磁场；

控制器，与所述磁场产生电路电性连接；所述控制器被配置为监控所述磁场产生电路的电特性参数，并且基于所述磁场产生电路的电特性参数确定所述液体基质的类型。

本申请另一方面还提供一种电子雾化装置的控制方法，所述电子雾化装置包括：

储液腔，用于存储液体基质；

电源，用于提供电力；

磁场产生电路，与所述电源电性连接；所述磁场产生电路被配置为产生变化的磁场；

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以对所述液体基质进行加热生成气溶胶；

所述方法包括：

监控所述磁场产生电路的电特性参数，并且基于所述磁场产生电路的电特性参数确定所述液体基质的类型。

以上电子雾化装置，通过磁场产生电路的电特性参数确定液体基质的类型，进一步可提供适于该液体基质类型的功率输出曲线，提升了用户的使用体验。

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定。

图1是本申请实施方式提供的电子雾化装置示意图；

图2是本申请实施方式提供的电子雾化装置的框图；

图3是本申请实施方式提供的开关电路和谐振电路示意图；

图4是本申请实施方式提供的检测电路示意图；

图5是本申请实施方式提供的抽吸时间与谐振电压峰值之间的关系示意图。

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。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1是本申请实施方式提供的电子雾化装置示意图。

如图1所示，电子雾化装置100包括雾化器10和电源组件20。雾化器10与电源组件20一体形成。

雾化器10包括感受器11以及储液腔(未示出)。储液腔用于存储可雾化的液体基质；感受器11配置为与电感器21感应耦合，在被变化磁场穿透下发热，进而对液体基质进行加热，以生成供吸食的气溶胶。

液体基质优选地包含含烟草的材料，所述含烟草的材料包含在加热时从液体基质释放的挥发性烟草香味化合物。替代地或另外，液体基质可以包含非烟草材料。液体基质可以包括水、乙醇或其它溶剂、植物提取物、尼古丁溶液和天然或人造的调味剂。优选的是，液体基质进一步包含气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例是甘油和丙二醇。

一般的，感受器11可选用以下至少之一材料制成：铝、铁、镍、铜、青铜、钴、普通碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢。

电源组件20包括电感器21、电路22以及电源23。

电感器21在交变电流下产生变化的磁场，电感器21包括但不限于感应线圈。

电源23提供用于操作电子雾化装置100的电力。电源23可以是可反复充电电芯或一次性电芯。

电路22可以控制电子雾化装置100的整体操作。电路22不仅控制电源23和电感器21的操作，而且还控制电子雾化装置100中其它元件的操作。

可以理解的，除了图1中给出的部分器件外，电子雾化装置100还可以包括其它部件，例如：液体基质传递元件等等，液体传递单元可以为如棉纤维、金属纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、多孔陶瓷等，液体传递单元可以是棒状或管状或杆状等形状，还可以是板状、片状或者是表面具有凹腔的凹型块状、或者是拱形结构的拱形形状等等。

与图1示例不同的是，在其它示例中，雾化器10与电源组件20可分体形成，例如：雾化器10与电源组件20可以是卡扣连接、磁性连接等等。

图2和图3示出了电路22一个实施例的基本组件的示意图；该电路22包括：

磁场产生电路，包括开关电路221和谐振电路222。

开关电路221，即为由晶体管开关组成的半桥电路；包括开关管Q1和开关管Q2，用于通过交替的通断切换使谐振电路222产生谐振。

谐振电路222，由电感器21(图中的L所示)与第一电容C1和第二电容C2组成的；谐振电路222用于在谐振的过程中形成流过电感器L的交变电流，从而使电感器L产生交变磁场诱导感受器11发热。

驱动器223，用于根据控制器的控制信号控制开关电路221的开关管Q1和开关管Q2交替的导通和断开。

驱动器223采用的是常用的FD2204型号的开关管驱动器，其是由控制器以PWM方式控制的，根据PWM的脉冲宽度分别由第3和第10I/O口交替发出高电平/低电平进而驱动开关管Q1、开关管Q2的导通时间，以控制谐振电路222产生谐振。在其它示例中，驱动器223集成在控制器中或者由控制器来实现，也是可行的。

在连接上，第一电容C1的第一端与Vbat(Vbat可以是电源23或者电源23经过调压后的电源)连接、第二端与第二电容C2的第一端连接；第二电容C2的第二端通过电阻R1接地；

开关电路221的开关管Q1的第一端与Vbat的正极连接、第二端与开关管Q2的第一端连接，开关管Q2的第二端通过电阻R1接地；当然，开关管Q1和开关管Q2的控制端均是连接至驱动器223的，进而由驱动器223的驱动下进行导通和断开；开关管Q1和开关管Q2包括但不限于IGBT、MOS管等等。

电感器L的第一端与开关管Q1的第二端连接、第二端与第一电容C1的第二端连接。同时，在谐振电路222的硬件选择上，第一电容C1和第二电容C2的耐压值远大于电源23的输出电压值。例如，在通常的实施中，采用的电源23的输出电压基本大约在4V左右，而采用的第一电容C1和第二电容C2的耐压值为30～80V。

以上结构的谐振电路222在开关管Q1和开关管Q2的切换状态下，第一电容C1和第二电容C2与电感器L的连接状态是变化的。当开关管Q1导通、开关管Q2断开时，第一电容C1与电感器L它们共同形成一个闭合的LC串联回路、而第二电容C2与电感器L形成两端分别与Vbat和地连接的LC串联回路(该回路始于Vbat、依次经过电感器L和第二电容C2后，止于接地端)；而当开关管Q1断开、开关管Q2导通时，所构成的回路与上述状态相反，第一电容C1与电感器L形成两端分别与Vbat和地连接的LC串联回路、而第二电容C2与电感器L共同形成一个闭合的LC串联回路。在各自的不同状态下，第一电容C1和第二电容C2均能与电感器L形成各自的LC串联回路。

为了准确检测谐振电路222的振荡过程和周期等细节，参见图4所示，在实施中还包括一检测电路，作用是用于同步检测谐振电路222的谐振过程中的电流、电压或周期等变化的物理参数。具体在图4所示的实施例中，同步检测电路包括运算放大器U1，检测的信号输入端是与电感器L的第二端连接的(图中的JC连接端所示)。在可选的实施中，将运算放大器U1的基准信号端直接设定为0，使其成为一个过零比较器，用于检测谐振电路222的谐振电流为0的时刻，而后控制器根据这一检测结果结合过零的时间点获取谐振电路222的电流、电压或周期等变化的物理参数。需要说明的是，谐振电路222的电流采样，还可以采用高端电流检测方法(采样电阻设置在Vbat与谐振电路222之间)或者低端电流检测方法(采样电阻设置在谐振电路222与接地端之间)。

可以通过改变感受器11的尺寸大小、厚度、体积等，或者改变掺杂材料比例，使得不同感受器11之间的电导率和磁导率不同。不同尺寸(厚度或者体积)或者不同磁导率的感受器11，与电感器21之间的磁耦合程度是不一样的。例如：较大尺寸的感受器11由于与电感器21的耦合程度较深，因此磁场产生电路的谐振电压值较小，磁场产生电路的电流值也较小；反之则谐振电压值较大，电流值也较大。感受器11的磁导率较大时，与电感器21的磁耦合程度越深，因此磁场产生电路的谐振电压值较小，电流值也较小；反之磁耦合程度越浅，谐振电压值较大，电流值也较大。基于以上原理，通过预先对不同的感受器11进行测试，记录不同的感受器11对应的电特性参数，例如磁场产生电路的谐振电压值或者电流值，将此记录值预先存储于控制器的存储器或者单独的存储器中。进一步地，将不同的感受器11与不同的液体基质一一对应起来；这样，基于所述磁场产生电路的电特性参数，即可确定感受器11加热的液体基质类型。

以图5为例，图5中横坐标表示抽吸时间，纵坐标表示磁场产生电路的谐振电压峰值；S1表示某一类型液体基质对应的抽吸时间与谐振电压峰值的关系曲线，该数据是预先存储于存储器中的；S2表示当前使用的液体基质对应的抽吸时间与谐振电压峰值的关系曲线，该数据是实时监控得到的；曲线S1和曲线S2的工作环境是相同的，例如谐振频率等工作参数相同；t0～t2持续时间段，可以是电子雾化装置100被抽吸一口或多口的时间。在t1时刻，控制器监控到当前使用的液体基质对应的谐振电压峰值为V2，而查询预先存储于存储器中的曲线数据得知对应的谐振电压峰值为V1。将V2与V1进行比较，即可确定当前使用的液体基质是否为某一类型液体基质。

在一个实施例中，所述控制器被配置为根据磁场产生电路的谐振电压先确定感受器11的类型，然后再确定所述液体基质的类型。具体地，根据磁场产生电路的谐振电压值，查询预先建立的电特性参数与感受器类型的对应关系数据，根据查询到的结果确定感受器11的类型；然后再查询预先建立的感受器类型与液体基质类型的对应关系数据，确定所述液体基质的类型。

在一个实施例中，所述控制器被配置为根据磁场产生电路的谐振电压，可直接查询预先建立的电特性参数与液体基质类型的对应关系数据，确定所述液体基质的类型。

其中，若在预先建立的电特性参数与感受器类型的对应关系数据中查询到相应的结果，可认定含有该感受器11的雾化器10为合格的雾化器10，因此可以控制电源23向其提供电力供给。否则，可认定含有该感受器11的雾化器10为不合格的雾化器10，或者使用中雾化器10内不含有感受器，此时可停止电源23的电力供给。

在确定感受器11加热的液体基质类型之后，控制器可响应于确定的液体基质类型。例如控制电源23的电力供给，提供适于所述液体基质类型的功率输出曲线，进而提升用户的抽吸体验。还例如显示出确定的液体基质类型及其主要成分、厂商信息、销售商信息等等。

在一实施例中，控制器被配置为根据预先建立的电特性参数与功率输出曲线的对应关系数据，确定适于所述液体基质类型的功率输出曲线。

预先建立的电特性参数与功率输出曲线的对应关系数据中，包括多个不同的功率输出曲线。不同的功率输出曲线之间，可以是功率输出曲线中的某一个或多个参数值不同，例如：功率、电压、电流、温度等等。一个电特性参数可以对应一个或多个不同的功率输出曲线，多个电特性参数可以对应一个功率输出曲线。

在不能确定感受器11加热的液体基质类型的情形下，可停止电源23的电力供给或者提供通用的温度曲线。

在一个实施例中，所述控制器被配置为根据所述磁场产生电路的电特性参数与预设阈值或者预设阈值范围的比较结果，确定所述液体基质的类型。具体地，预设阈值或者预设阈值范围可以从上述对应关系数据中得到，也可以从其它途径得到。例如：预先建立的电特性参数与液体基质类型的对应关系数据为(A，B)，即若电特性参数为A，则液体基质类型为B，此时可将监控到的所述磁场产生电路的电特性参数与A进行比较，若两者相同则可确定液体基质类型为B；或者若两者的差值在预设范围内，也可确定液体基质类型为B；或者若两者的比值在预设范围内，也可确定液体基质类型为B。再例如：预先建立的电特性参数与液体基质类型的对应关系数据为(A1～A2，B)，即若电特性参数在A1～A2范围内，则液体基质类型为B，此时可将监控到的所述磁场产生电路的电特性参数与A1和A2分别进行比较，进而确定液体基质类型。

需要说明的是，以上示例仅以LCC串联谐振电路进行说明；在其它示例中，还可以为LC串联谐振电路(包括但不限于半桥串联谐振、全桥串联谐振)、LC并联谐振电路等等。

需要说明的是，以上示例仅以磁场产生电路的谐振电压为例进行说明。可以想象得到的是，所述磁场产生电路的电特性参数包括以下至少之一：电流值、品质因子Q、谐振频率、电感值、基于前述参数衍生出来的电特性参数。这些电特性参数可以是直接(或者被动)测量得到或者通过计算得到。

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，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；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 (12)

1.一种电子雾化装置，其特征在于，包括：

储液腔，用于存储液体基质；

电源，用于提供电力；

磁场产生电路，与所述电源电性连接；所述磁场产生电路被配置为产生变化的磁场；

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以对所述液体基质进行加热生成气溶胶；

控制器，与所述磁场产生电路电性连接；所述控制器被配置为监控所述磁场产生电路的电特性参数，并且基于所述磁场产生电路的电特性参数确定所述液体基质的类型。

2.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述磁场产生电路的电特性参数包括以下至少之一：

电流值、谐振电压值、品质因子、谐振频率、电感值、基于前述参数衍生出来的电特性参数。

3.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述磁场产生电路的电特性参数、以及预先建立的电特性参数与液体基质类型的对应关系数据，确定所述液体基质的类型。

4.如权利要求3所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为在根据所述磁场产生电路的电特性参数、以及预先建立的电特性参数与液体基质类型的对应关系数据，无法确定所述液体基质的类型时，停止所述电源对所述磁场产生电路的电力供给。

5.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为响应于确定的所述液体基质类型，以控制所述电源对所述磁场产生电路的电力供给。

6.如权利要求5所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器能够控制所述电源对所述磁场产生电路的电力供给，以提供适于所述液体基质类型的功率输出曲线。

7.如权利要求6所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述磁场产生电路的电特性参数、预先建立的电特性参数与功率输出曲线的对应关系数据，确定适于所述液体基质类型的功率输出曲线。

8.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述磁场产生电路的电特性参数与预设阈值或者预设阈值范围的比较结果，确定所述液体基质的类型。

9.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述磁场产生电路包括开关电路和谐振电路；所述谐振电路包括电感器和电容器；

所述开关电路被配置为在脉冲信号的驱动下交替地导通和断开，以使得所述谐振电路中的电感器流过交变电流并产生变化的磁场。

10.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述电子雾化装置包括电源组件、以及可移除地连接至所述电源组件的雾化器；

其中，所述电源、所述磁场产生电路和所述控制器均设置在所述电源组件中；所述感受器设置在所述雾化器中，且所述雾化器包含液体基质。

11.一种电源组件，用于对电子雾化装置的雾化器供电；所述雾化器包括用于存储液体基质的储液腔、和用于加热所述液体基质以生成气溶胶的感受器；其特征在于，所述电源组件包括：

电源，用于提供电力；

磁场产生电路，与所述电源电性连接；所述磁场产生电路被配置为产生变化的磁场；

控制器，与所述磁场产生电路电性连接；所述控制器被配置为监控所述磁场产生电路的电特性参数，并且基于所述磁场产生电路的电特性参数确定所述液体基质的类型。

12.一种电子雾化装置的控制方法，所述电子雾化装置包括：

储液腔，用于存储液体基质；

电源，用于提供电力；

磁场产生电路，与所述电源电性连接；所述磁场产生电路被配置为产生变化的磁场；

感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以对所述液体基质进行加热生成气溶胶；

其特征在于，所述方法包括：

监控所述磁场产生电路的电特性参数，并且基于所述磁场产生电路的电特性参数确定所述液体基质的类型。