CN214431831U - 气雾生成装置 - Google Patents

气雾生成装置 Download PDF

Info

Publication number
CN214431831U
CN214431831U CN202022975947.8U CN202022975947U CN214431831U CN 214431831 U CN214431831 U CN 214431831U CN 202022975947 U CN202022975947 U CN 202022975947U CN 214431831 U CN214431831 U CN 214431831U
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
aerosol
switching tube
inductance coil
generating device
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.)
Active
Application number
CN202022975947.8U
Other languages
English (en)
Inventor
李新军
胡瑞龙
徐中立
李永海
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.)
Shenzhen FirstUnion Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen FirstUnion Technology Co Ltd
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 Shenzhen FirstUnion Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen FirstUnion Technology Co Ltd
Priority to CN202022975947.8U priority Critical patent/CN214431831U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN214431831U publication Critical patent/CN214431831U/zh
Priority to KR1020237022486A priority patent/KR20230116034A/ko
Priority to JP2023534232A priority patent/JP2023553025A/ja
Priority to US18/256,214 priority patent/US20240016220A1/en
Priority to PCT/CN2021/136484 priority patent/WO2022121948A1/zh
Priority to EP21902653.1A priority patent/EP4260737A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A24F40/465—Shape or structure of electric heating means specially adapted for induction heating
    • 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
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/53—Monitoring, e.g. fault detection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Magnetic Treatment Devices (AREA)

Abstract

本申请提出一种气雾生成装置，包括：腔室，用于接收气雾生成制品；电芯包括第一电极和第二电极；第一开关管和第二开关管；LCC振荡器，包括电感线圈、第一电容和第二电容；第一电容的第一端与第一电极连接、第二端与第二电容的第一端连接；第二电容的第二端与第二电极连接；电感线圈的第一端与第一电容的第二端连接，第二端通过第一开关管与第一电极连接、以及通过第二开关管与第二电极连接；第一开关管和第二开关管交替导通和断开，以引导交变电流流经电感线圈产生变化的磁场；感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热接收于腔室内的气雾生成制品。以上气雾生成装置通过LCC振荡器形成逆变，与LC振荡器具有更低的谐振频率和更高的效率。

Description

气雾生成装置
技术领域
本申请实施例涉及电磁感应式加热不燃烧烟具领域，尤其涉及一种气雾生成装置。
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。
实用新型内容
本申请的一个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：
腔室，用于接收气雾生成制品；
电芯，包括第一电极和第二电极；
第一开关管和第二开关管；
LCC振荡器，包括电感线圈、第一电容和第二电容；所述第一电容的第一端与所述第一电极连接、第二端与所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端与所述第二电极连接；所述电感线圈的第一端与所述第一电容的第二端连接，第二端通过所述第一开关管与所述第一电极连接、以及通过所述第二开关管与所述第二电极连接；
所述第一开关管和第二开关管被配置为交替地导通和断开，以引导交变电流流经所述电感线圈，进而驱动所述电感线圈产生变化的磁场；
感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热接收于所述腔室内的气雾生成制品。
以上气雾生成装置通过LCC振荡器形成逆变，与LC振荡器具有更低的谐振频率和更高的效率。
在优选的实施中，所述第一开关管和第二开关管被配置为循环地引导所述交变电流；每个所述循环包括：
正半部分，导通所述第一开关管并断开所述第二开关管，以同时对所述第一电容放电和对所述第二电容充电后，再对所述第一电容充电，进而在所述电感线圈正方向上引导电流；
负半部分，断开所述第一开关管并导通所述第二开关管，以同时对所述第一电容充电和对所述第二电容放电后，再对所述第二电容充电，进而在所述电感线圈负方向上引导电流。
在优选的实施中，所述第一开关管和第二开关管根据零电流开关逆变器拓扑进行导通和断开，以引导交变电流流经所述电感线圈。
在优选的实施中，所述LCC振荡器始终被保持呈弱感性。
在优选的实施中，所述第一开关管与所述第二开关管的切换是不同时的。
在优选的实施中，所述第一开关管和第二开关管的其中一个被断开的时间比另一个被导通的时间要更早。
在优选的实施中，所述第一电容和第二电容具有相等的电容值。
在优选的实施中，所述第一电容和/或第二电容的最大电压高于所述电芯的输出电压。
在优选的实施中，所述第一电容包括至少两个并联的电容器；
和/或，所述第二电容包括至少两个并联的电容器。
在优选的实施中，还包括：
控制器，被配置为通过PWM方式控制所述晶体管开关导通和断开。
在优选的实施中，还包括：
电阻，所述第二电容的第二端和第二开关管的第二端通过该电阻与所述电芯的第二电极连接；
过流监测单元，用于监测流过所述电阻的电流；
控制器，被配置为当流过所述电阻的电流大于阈值时，控制所述第一开关管和第二开关管断开。
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：
腔室，用于接收气雾生成制品；
电感线圈、第一电容和第二电容；所述第一电容与所述电感线圈串联组成第一LC振荡器，所述第二电容与电感线圈串联组成第二LC振荡器；
晶体管开关，被配置为通过零电流开关逆变器拓扑来引导所述第一LC振荡器和第二LC振荡器振荡，以形成流经所述电感线圈的交变电流，进而驱动所述电感线圈产生变化的磁场；
感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热接收于所述腔室内的气雾生成制品。
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3中LCC振荡器的一个阶段中正向电流的示意图；
图5是图3中LCC振荡器的一个阶段中反向电流的示意图；
图6是图3中LCC振荡器振荡过程中流过电感线圈的电流示意图；
图7是图3中LCC振荡器的振荡过程中测试的电流和电压变化的示意图。
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。
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：
LCC振荡器24，该LCC振荡器24是由以上电感线圈L与第一电容C1和第二电容C2组成的；LCC振荡器24用于在振荡的过程中形成流过电感线圈L的交变电流，从而使电感线圈L产生交变磁场诱导感受器30发热；
半桥23，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LCC振荡器24振荡；
半桥驱动器22，用于根据MCU控制器21的控制信号控制半桥23的开关管Q1和开关管Q2交替的导通和断开。
以上实施例的LCC振荡器24完整连接方式和详细的振荡过程参见图3所示；具体，
在连接上，第一电容C1的第一端与电芯10的正极连接、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；
半桥23的开关管Q1的第一端与电芯10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的受控端均是连接至半桥驱动器22的，进而由半桥驱动器22的驱动下进行导通和断开；
电感线圈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LCC振荡器24的硬件选择上，第一电容C1和第二电容C2的最大电压值远大于电芯10的输出电压值。例如，在通常的实施中，采用的电芯10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最大电压为30～80V。
以上结构的LCC振荡器24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与电感线圈L的连接状态是变化的。具体在图3中当开关管Q1导通、开关管Q2断开时，第一电容C1与电感线圈L它们共同形成一个闭合的串联LC回路、而第二电容C2电感线圈L形成两端分别与电芯10的正负极连接的串联LC回路；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与电感线圈L形成两端分别与电芯10的正负极连接的串联LC回路、而第二电容C2电感线圈L它们共同形成一个闭合的串联LC回路。在各自的不同状态下，第一电容C1和第二电容C2它们均能与电感线圈L形成各自的LC回路。但是它们各自的LC回路在振荡过程中，产生的流过电感线圈L的电流方向和周期是相同的，进而它们共同形成流过电感线圈L的交变电流。
具体对于具有以上LCC振荡器24的振荡过程的控制步骤不同于常规的串联或并联LC振荡器。进一步在本申请的优选的实施中，以开关管Q1和开关管Q2切换的动作来描述LCC振荡器24的完整振荡过程；包括：
S10，导通开关管Q1、并保持开关管Q2断开状态，此状态下LCC振荡器24完成以下两个过程。具体，
S11：如图4所示，开关管Q1导通、开关管Q2断开时，电芯10通过电流i1对第二电容C2形成充电、同时第一电容C1会通过电流i2形成放电，在该过程中形成图4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S11中，第一电容C1由开关管Q1导通时开始放电直至两端电压差为0放电完成、以及第二电容C2两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。
S12：在阶段S11完成之后继续保持开关管Q1导通、开关管Q2断开状态，电感线圈L会以图1中电流i2相同的方向放电给第一电容C1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S11中第一电容C1放电完，则电感线圈L与通过开关管Q1与第一电容C1形成的回路基本没有阻抗，因而此阶段S12中电感线圈L主要是放电给第一电容C1充电，放电过程中流过电感线圈L的电流与阶段S11中电流i2相同。而第二电容C2在阶段S11已经基本上充电至与电芯10的输出电压相同，此阶段S12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S11和阶段S12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。
S20，步骤S10完成之后，断开开关管Q1、导通开关管Q2，完成以下两个阶段的过程。具体，
S21：开关管Q2导通开始，LCC振荡器24内产生图5中所示的电流i3和电流i4的回路。根据图5中所示的电流路径，电流i3由电芯10的正极依次经第一电容C1、电感线圈L、开关管Q2后通过接地回到电芯10的负极形成回路；同时，电流i4由第二电容C2的正端沿图中所示逆时针方向依次经电感线圈L、开关管Q2后回到第二电容C2的负端形成回路。在该过程中形成如图5所示从右向左流过电感线圈L的电流，与图4中电流方向相反，则可以记为负方向的电流。
阶段S21中的同时包含有对第一电容C1的充电、以及第二电容C2的放电；当第一电容C1电压增大至与电芯10的输出电压相等时、以及第二电容C2两端的压差为0时，电感线圈L的电流达到谐振峰值最大。
S22：在阶段S21完成之后继续保持开关管Q2导通，电感线圈L会反向给第二电容C2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S20的阶段S21和阶段S22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。
以上LCC振荡器24在振荡中的换流是由开关管Q1和开关管Q2组成的半桥23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24的振荡。
因此在以上LCC振荡器24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6所示，一个完整的电流周期包括有在图6中分别对应以上阶段S11/S12/S21/S22的四个部分。以上步骤S10和步骤S20循环交替的地切换开关管Q1和开关管Q2的通断状态，则可以在LCC振荡器24内循环地产生以上阶段S11/S12/S21/S22的振荡过程，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，本申请的LCC振荡器24是以ZCS(零电流开关)逆变器拓扑产生逆变的，不同于现有的LC振荡器的ZVS(零电压开关)逆变器拓扑；并且开关管Q1和开关管Q2被配置为当流过电感线圈L的电流为0时进行通/断切换。
在图3所示的优选实施中，第一电容C1和第二电容的数量均为1个。在其他的可选实施中，第一电容C1或第二电容C2各自可以包括相互并联的2个、3个相对容值更小的电容组成。例如通过将第一电容C1采用多个较小的电容替换原本所需相对大的电容时，它们的电容是相等或者大致相等的；则各自之间可以随着LCC振荡器24的振荡频率的变化，相应呈现出比仅单个电容时大幅降低并变化的ESR(等效电阻值)，具体是当低频时ESR呈相对高的表现、高频时ESR呈相对低的表现，对于防止尖峰脉冲可能是有利的。并且采用多个较小的电容替换原本所需相对大的电容时，降低LCC振荡器24的谐振频率是有利的。
采用以上LCC振荡器24的电路20，在实施中通过ZCS技术形成逆变，相比目前单个电容的LC串联/并联振荡具有基本减半的谐振频率。通常LC串联/并联振荡频率大约380Hz时，以上LCC振荡器24的振荡频率大约在190KHz，对于同步检测和MCU控制器21的控制上都是有利的。
并且以上振荡的过程中，通过检测得到的LCC振荡器24的谐振电压和电流的变化参见图7所示；谐振电压是超前谐振电流的，为1/4个周期，整体LCC振荡器24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24)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。
在更加优选的实施中，以上步骤S12和步骤S22的执行过程中，可以将原本需要电感线圈L放电至电流为0时关闭的开关管Q1/开关管Q2微微提前关断，而另一个不同时导通。比如参见图6中所示，当步骤S12电感线圈L放电至电流接近0但是还未达到0的时刻t2，提前关断开关管Q1，而后续开关管Q2仍然在电感线圈L放电结束至电流为0的时刻t3处导通，实施中大约可以提前0.1～0.5μs关断，则电感线圈L由于还没有完全放电至0，则开关管Q2转变为续流状态，则电感线圈L剩余少量电能可以对第二电容C2充电。经过以上0.1～0.5μs的续流(俗称死区)后，开关管Q2两端的压差基本会完全接近于0，此时再导通开关管Q2则损耗程度大大降低和安全效果则大大提升。
通过以上提前关断的方式，是针对以上图7电压超前电流、以及LCC呈弱感性的特点进行的；当准确采用电流为0时关断，则电压超过电流的LCC振荡器24呈现容性；而提前关断开关管可以形成保护或缓冲区间，有利于消除容性或超前等的不利因素。一方面可以使得开关管Q1/开关管Q2的通断切换不是同时进行的，而是前者关断、后者导通之间具有以上0.1～0.5μs的保护时间差，保护即将导通的开关管的安全；另一方面始终使LCC振荡器24处于弱感性的状态，而不会变成容性或强感性提升效率。
进一步为了准确检测LCC振荡器24的振荡过程和周期等细节，参见图2和图3所示，在实施中还包括有一个同步单元25，作用是用于同步检测LCC振荡器24的振荡过程中的电流、电压或周期等变化的物理参数。具体在图3所示的实施例中，该同步单元25主要是包括一个运算放大器U1，检测的信号输入端是与电感线圈L的第二端连接的，则通过二极管整流等处理之后，运算放大器U1可以对此处的电信号进行采样检测。
或者在可选的实施中，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LCC振荡器24的振荡电流为0的时刻，而后MCU控制器21根据这一检测结果结合图6所示的过零的时间点获取LCC振荡器24的电流、电压或周期等变化的物理参数。
进一步参见图3所示的实施例，半桥驱动器22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Q1、开关管Q2的导通时间，以控制LCC振荡器24的振荡。
从以上详细的控制步骤中，LCC逆变的过程是对称的，占空比接近50％，则对应MCU控制器21以50％占空比的PWM控制信号发送至半桥驱动器22即可驱动半桥23按照这一方式切换。
进一步参见图2和图3所示的优选实施例，电路20还包括有过流监测单元26，该过流监测单元26用于监测电芯10与LCC振荡器24构成的回路即主电路的电流值，防止当电流过大时产生安全问题。
在图3的实施中，过流监测单元26首先是基于电阻R1实施的，在LCC的振荡过程中始终都是通过电阻R1接地进而与电芯10的负极形成回路的，则在振荡的过程中电阻R1始终是与有LCC振荡器24接通的；进而通过检测电阻R1的对地电压即可获取主电路的电流。具体，
在图3中，过流检测单元26包括有两个运算放大器即运算放大器U2和运算放大器U3。在实施中，其中之一用于比较运算、另一个用于放大输出。在图3的优选实施上，运算放大器U2主要用于采样电阻R1两端的电压值，并运算生成主电路的电流值的输出信号；而后运算放大器U3对运算放大器U2输出的信号进一步信号放大后，由MCU控制器21采样获取。
或者在其他的可变实施中，运算放大器U3还可以被用于作为比较的功能，将运算放大器U2输出的电压信号与阈值比较；当比较的结果为未超过阈值则向MCU控制器21输出低电平的结果信号，表示主电路的电流处于预设的安全阈值之下；而当比较的结果高于阈值时，MCU控制器21输出高电平，表示主电路的电流高于预设的安全阈值，则MCU控制器21根据这一结果控制半桥23断开停止振荡，保证主电路的安全。
进一步图3所示的电路20中，还包括有若干未标记的电阻、电容等，它们在电路20中是充当限流、滤波等常规的通用元器件功能，技术人员能很容易理解，不做冗余描述。
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 (12)

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：
腔室，用于接收气雾生成制品；
电芯，包括第一电极和第二电极；
第一开关管和第二开关管；
LCC振荡器，包括电感线圈、第一电容和第二电容；所述第一电容的第一端与所述第一电极连接、第二端与所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端与所述第二电极连接；所述电感线圈的第一端与所述第一电容的第二端连接，第二端通过所述第一开关管与所述第一电极连接、以及通过所述第二开关管与所述第二电极连接；
所述第一开关管和第二开关管被配置为交替地导通和断开，以引导交变电流流经所述电感线圈，进而驱动所述电感线圈产生变化的磁场；
感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热接收于所述腔室内的气雾生成制品。
2.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管被配置为循环地引导所述交变电流；每个所述循环包括：
正半部分，导通所述第一开关管并断开所述第二开关管，以同时对所述第一电容放电和对所述第二电容充电后，再对所述第一电容充电，进而在所述电感线圈正方向上引导电流；
负半部分，断开所述第一开关管并导通所述第二开关管，以同时对所述第一电容充电和对所述第二电容放电后，再对所述第二电容充电，进而在所述电感线圈负方向上引导电流。
3.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管根据零电流开关逆变器拓扑进行导通和断开，以引导交变电流流经所述电感线圈。
4.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述LCC振荡器始终被保持呈弱感性。
5.如权利要求2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一开关管与所述第二开关管的切换是不同时的。
6.如权利要求5所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管的其中一个被断开的时间比另一个被导通的时间要更早。
7.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一电容和第二电容具有相等的电容值。
8.如权利要求7所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一电容和/或第二电容的最大电压高于所述电芯的输出电压。
9.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一电容包括至少两个并联的电容器；
和/或，所述第二电容包括至少两个并联的电容器。
10.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，还包括：
控制器，被配置为通过PWM方式控制所述第一开关管和第二开关管的导通和断开。
11.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，还包括：
电阻，所述第二电容的第二端和第二开关管的第二端通过该电阻与所述电芯的第二电极连接；
过流监测单元，用于监测流过所述电阻的电流；
控制器，被配置为当流过所述电阻的电流大于阈值时，控制所述第一开关管和第二开关管断开。
12.一种气雾生成装置，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：
腔室，用于接收气雾生成制品；
电感线圈、第一电容和第二电容；所述第一电容与所述电感线圈串联组成第一LC振荡器，所述第二电容与电感线圈串联组成第二LC振荡器；
晶体管开关，被配置为通过零电流开关逆变器拓扑来引导所述第一LC振荡器和第二LC振荡器振荡，以形成流经所述电感线圈的交变电流，进而驱动所述电感线圈产生变化的磁场；
感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，以加热接收于所述腔室内的气雾生成制品。
CN202022975947.8U 2020-12-08 2020-12-08 气雾生成装置 Active CN214431831U (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202022975947.8U CN214431831U (zh) 2020-12-08 2020-12-08 气雾生成装置
KR1020237022486A KR20230116034A (ko) 2020-12-08 2021-12-08 에어로졸 생성 장치
JP2023534232A JP2023553025A (ja) 2020-12-08 2021-12-08 エアロゾル発生装置
US18/256,214 US20240016220A1 (en) 2020-12-08 2021-12-08 Aerosol generating apparatus
PCT/CN2021/136484 WO2022121948A1 (zh) 2020-12-08 2021-12-08 气雾生成装置
EP21902653.1A EP4260737A1 (en) 2020-12-08 2021-12-08 Aerosol generating apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202022975947.8U CN214431831U (zh) 2020-12-08 2020-12-08 气雾生成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN214431831U true CN214431831U (zh) 2021-10-22

Family

ID=78188448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202022975947.8U Active CN214431831U (zh) 2020-12-08 2020-12-08 气雾生成装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240016220A1 (zh)
EP (1) EP4260737A1 (zh)
JP (1) JP2023553025A (zh)
KR (1) KR20230116034A (zh)
CN (1) CN214431831U (zh)
WO (1) WO2022121948A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022121948A1 (zh) * 2020-12-08 2022-06-16 深圳市合元科技有限公司 气雾生成装置
WO2024055883A1 (zh) * 2022-09-16 2024-03-21 深圳市合元科技有限公司 电子雾化装置及其控制方法
WO2024061198A1 (zh) * 2022-09-19 2024-03-28 深圳市合元科技有限公司 电子雾化装置及其控制方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201947520U (zh) * 2011-03-08 2011-08-24 海洋王照明科技股份有限公司 半桥式逆变电路
CN203691665U (zh) * 2013-11-18 2014-07-02 亿夫曼（北京）科技有限公司 一种用于电磁加热的串联谐振装置
US11375754B2 (en) * 2017-08-09 2022-07-05 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating device having an elastic susceptor
KR102631224B1 (ko) * 2018-11-08 2024-01-29 엘지전자 주식회사 음전압 보호 회로가 구비된 유도 가열 장치
CN210404849U (zh) * 2019-08-14 2020-04-24 东莞市钜大电子有限公司 一种半桥谐振逆变型磁耦合谐振式无线充电电源
CN214431831U (zh) * 2020-12-08 2021-10-22 深圳市合元科技有限公司 气雾生成装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022121948A1 (zh) * 2020-12-08 2022-06-16 深圳市合元科技有限公司 气雾生成装置
WO2024055883A1 (zh) * 2022-09-16 2024-03-21 深圳市合元科技有限公司 电子雾化装置及其控制方法
WO2024061198A1 (zh) * 2022-09-19 2024-03-28 深圳市合元科技有限公司 电子雾化装置及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240016220A1 (en) 2024-01-18
JP2023553025A (ja) 2023-12-20
EP4260737A1 (en) 2023-10-18
WO2022121948A1 (zh) 2022-06-16
KR20230116034A (ko) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN214431831U (zh) 气雾生成装置
US20220183377A1 (en) Apparatus for aerosol generating device
EP4052597A1 (en) Aerosol-producing device and control method
WO2022121946A1 (zh) 气雾生成装置及其控制方法
US20220183390A1 (en) Aerosol provision device
CN112741375B (zh) 气雾生成装置及控制方法
CN215603181U (zh) 同步振荡电路及电子烟
WO2022121947A1 (zh) 气雾生成装置及控制方法
CN113966875A (zh) 气雾生成装置
CN113925223A (zh) 气溶胶生成装置及其控制方法
CN115736387A (zh) 气溶胶生成装置及其控制方法
CN115005511A (zh) 气雾生成装置及控制方法
WO2024055883A1 (zh) 电子雾化装置及其控制方法
WO2023236934A1 (zh) 电源组件、电子雾化装置及其控制方法
CN116406866A (zh) 气溶胶生成装置及其控制方法
CA3169948A1 (en) Apparatus for supplying a varying current to an inductive element of an aerosol generating device

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant