ES2235229T3 - Controlador de potencia y metodo para hacer funcionar un sistema electrico para fumar. - Google Patents

Abstract

Nuevodispositivo de control en un mechero que sirve para encender un cigarrillo y `procedimiento que consiste en establecer un trayecto térmico preferido a recorre en cada puesta en servicio del elemento de calentamiento en reacción a una bocanada dada a un cigarrillo calentado eléctricamente; en establecer la configuración de un ciclo de energía en función del trayecto térmico deseado; en dividir este ciclo de energía en al menos una primera y una segunda fase que poseen cada una un periodo de tiempo predeterminado respectivo y una entrada total de energía para cada fase; en ajustar un ciclo de servicio respectivo (u otro factor de ajuste de energía) en cada fase del ciclo de energía en reacción a la detección de una tensión por parte de la fuente de energía, para llevar a cabo la entrada total de energía establecida respectiva de cada fase durante la duración de cada ciclo de energía.

Description

Controlador de potencia y método para hacer funcionar un sistema eléctrico para fumar.

Esta invención se refiere a artículos para fumar accionados eléctricamente y, en particular, a métodos y a aparatos para controlar el suministro de energía a artículos para fumar accionados eléctricamente.

Antecedentes de la invención

Las Patentes norteamericanas asignadas en común Nos. 5.388.594, 5.505.214 y 5.591.368 describen diversos encendedores y cigarrillos que funcionan eléctricamente, los cuales cooperan con el fin de reducir significativamente el humo de corriente lateral al tiempo que permiten al fumador suspender y reiniciar el acto de fumar de manera selectiva. La Serie norteamericana Nº 08/380.718 vino precedida por una Solicitud de Patente asignada en común, que se expidió como la Patente norteamericana Nº 5.388.594 (PM 1697).

La realización preferida del encendedor de la Patente norteamericana Nº 5.388.594 incluye una pluralidad de calentadores de serpentina metálicos, dispuestos en una configuración que recibe de manera deslizante una porción de barra de tabaco del cigarrillo del sistema. El cigarrillo y el encendedor están configurados de tal manera que, cuando el cigarrillo se inserta en el encendedor, y conforme se activan los calentadores individuales para cada aspiración o calada, se produce una combustión parcial en ciertos puntos del entorno del cigarrillo, en las posiciones en que cada calentador se apoya contra el cigarrillo (a las que se hará referencia en lo sucesivo como "huella de calentador").

En la Patente norteamericana Nº 5.388.594, la secuencia y la cantidad de energía que se aplican a cada elemento calentador durante un ciclo de calada se regulan por medio de un circuito lógico de un controlador, el cual lleva a cabo una subrutina de potencia al recibir una señal procedente de un sensor de calada, que indica que se ha iniciado una calada. La subrutina de potencia incluye las etapas de leer la tensión de la fuente de potencia (baterías) al comienzo de la calada, y generar una señal de corte para un temporizador de energía en julios constante, de tal manera que la duración del impulso (el periodo de su ciclo) se ajuste con respecto a la tensión de la fuente de potencia, con el fin de proporcionar la misma cantidad total de energía (julios) a través del intervalo de tensiones del ciclo de descarga de la batería. Se ha descubierto que este tipo de subrutina de potencia puede proporcionar al fumador la experiencia de fumar con un sabor diferente en los extremos del ciclo de descarga de la batería. Para la tensión íntegra de la batería, este tipo de circuito de control calentará un cigarrillo más intensamente y durante un intervalo de impulso más corto que lo que lo es un cigarrillo que se fuma cerca o en la conclusión del ciclo de descarga de la batería, en la cual el cigarrillo será calentado a una potencia inferior y durante un periodo de tiempo más largo (ciclo del impul-
so).

En consecuencia, se ha constatado la necesidad de un controlador dispuesto dentro de un encendedor de cigarrillos accionado eléctricamente, que reproduzca el tratamiento térmico de un cigarrillo a través del ciclo de descarga de sus baterías / fuente de potencia.

En la Patente norteamericana asignada en común con el Nº 5.372.148 a McCafferty et al., se describe un controlador para un sistema eléctrico para fumar, que tiene una subrutina de potencia que incluye las etapas de leer la tensión de la batería y ajustar una longitud de duración de impulso estimada (por ejemplo, 1 segundo), y dividir el ciclo en un cierto número de intervalos (por ejemplo, 10 intervalos, cada uno de ellos de 100 milisegundos), de tal manera que la cantidad de energía requerida para generar el aerosol se proporciona repartida entre los intervalos, en cantidades fraccionales substancialmente iguales. Durante la ejecución del ciclo, el controlador supervisa la cantidad de energía suministrada al elemento calentador seleccionado durante cada intervalo de potencia, y continúa la aplicación de potencia hasta que se haya suministrado la cantidad de energía proporcional correcta durante el intervalo.

Debido a que el esquema de potencia de la Patente norteamericana Nº 5.372.148 cambia la duración del ciclo en respuesta a la tensión en la batería, la subrutina de potencia cambiará el tratamiento térmico del cigarrillo conforme las baterías prosiguen con sus ciclos de tensión de descarga.

En la Patente norteamericana Nº 4.947.874, expedida a Brooks et al., un artículo para fumar incluye un único elemento calentador de resistencia eléctrica, el cual está impregnado de material que forma un aerosol y es calentado en una sucesión de ciclos de potencia. El artículo incluye un circuito regulador de corriente que proporciona un flujo de corriente ininterrumpido de manera inmediata con una aspiración de entre aproximadamente 1,5 y aproximadamente 2 segundos de duración, seguido de un periodo "de interrupción" de entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 1 segundo. La Patente propone también una alternativa a un circuito basado en tiempo de conexión-desconexión, alternativa que incluirá medios de conexión-desconexión y medios moduladores de corriente, conectados a sensores de temperatura o a otros sensores que detectarán bien directamente la temperatura del elemento calentador, o bien la temperatura del aire que pasa por el elemento calentador o la temperatura de una segunda resistencia que tiene una característica que está en relación con la del elemento calentador que porta o incorpora el aerosol.

El artículo descrito en la Patente norteamericana Nº 4.947.874 se ve afectado desventajosamente por el hecho de calentar repetitivamente un único calentador y el material impregnado sobre el mismo, lo que crea una situación en la que el material de tabaco casi agotado es calentado una y otra vez. Adicionalmente, establecer un objetivo de temperatura para diferentes tensiones de la batería puede afectar a la velocidad a la que se suministra energía al calentador, lo que, a su vez, podría afectar a la manera en que el artículo trata térmicamente al material que forma el aerosol.

La presente invención se define en las reivindicaciones independientes, a las cuales se hará referencia.

Ciertas realizaciones de la invención pueden tener la ventaja de que es posible establecer la cadena o secuencia térmica para incrementar la cantidad de suministro o entrega de humo, y repetirla a continuación de manera precisa a lo largo del ciclo de descarga de la batería del encendedor eléctrico.

Un encendedor que incorpora la presente invención puede suministrar un humo consistente a través del ciclo de descarga de sus baterías. Una realización preferida de la presente invención puede proporcionar, en conexión con el diseño de un encendedor de un sistema eléctrico para fumar, una metodología para determinar un histograma térmico que ofrezca la ventaja de incrementar el aporte de humo sin imponer temperaturas excesivas a los elementos del calentador, conjuntamente con una metodología para configurar el controlador del encendedor para la ejecución precisa de los histogramas térmicos previamente determinados. Este tratamiento térmico de cada cigarrillo por parte del encendedor se repite con precisión calada tras calada y cigarrillo tras cigarrillo, y de una manera tal, que se prolonga la vida útil de los elementos del calentador.

Ciertas realizaciones de la presente invención proporcionan adicionalmente un ciclo de aplicación de potencia segmentado en el encendedor de un sistema eléctrico para fumar. Esto puede tener la ventaja de que es posible manipular parámetros del ciclo y hacerlos coincidir con las geometrías del calentador, a fin de conseguir los resultados subjetivos deseados en cuanto a sabor, impacto y aroma del humo producido por el sistema de cigarrillo eléctrico, de tal modo que pueden satisfacerse las preferencias del consumidor.

Un aparato y un método que incorporan la presente invención pueden tener la ventaja de que el sistema para fumar proporciona una cantidad de suministro consistente de una a otra caladas y a lo largo de todo un ciclo de descarga de sus baterías (o de otra fuente de potencia). Preferiblemente, el sistema eléctrico para fumar incluye un encendedor que comprende una fuente de potencia eléctrica, una pluralidad de elementos calentadores y un controlador, destinado a comunicar de forma controlable al menos uno de dichos elementos calentadores con la fuente de potencia eléctrica durante un ciclo de potencia.

La presente invención incluye las etapas de: establecer una cadena o secuencia térmica preferida (o "histograma térmico") para que sea llevado a cabo con cada activación del calentador en respuesta a una aspiración o calada; y configurar el ciclo de potencia de acuerdo con el histograma térmico deseado. La última etapa incluye dividir el ciclo de potencia en al menos unas primera y segunda fases, cada una de las cuales tiene un periodo de tiempo respectivo predeterminado, así como una entrada total de energía para cada fase. El método comprende adicionalmente las etapas de predeterminar un ciclo de descarga de la fuente de potencia (sus límites superior e inferior de variación de la tensión de funcionamiento), y ejecutar repetidamente, en respuesta a la demanda, el ciclo de potencia configurado, determinando la tensión instantánea o en tiempo real de la fuente de potencia y ajustando un ciclo de trabajo respectivo (u otro factor de ajuste de la potencia) de cada fase del ciclo de potencia en respuesta al valor de lectura de la tensión, de tal manera que se consigue la respectiva entrada total de energía de cada fase durante la ejecución de cada ciclo de potencia.

En consecuencia, el controlador procura una repetición precisa del histograma térmico deseado a través del ciclo de descarga de la fuente de potencia.

En una realización de la presente invención, puede llevarse a cabo un ciclo de potencia de acuerdo con un histograma térmico preestablecido, al leer la tensión en tiempo real o instantánea aplicada por la fuente de potencia y la corriente en tiempo real que circula a través del elemento calentador, y ajustar un ciclo de trabajo respectivo (preferiblemente mediante el ajuste de la densidad de impulsos) de cada fase del ciclo de potencia en respuesta a los valores leídos de tensión y de corriente, de tal manera que se logre la respectiva potencia promedio establecida para cada fase durante la ejecución de cada ciclo de potencia.

En una realización de la presente invención, las primera y segunda (o más) fases del ciclo de potencia pueden ser configuradas de tal modo que se eviten los picos de temperatura excesiva en el elemento calentador y se prolonguen sus expectativas de vida en servicio.

Breve descripción de los dibujos

Otros objetos, ventajas y características nuevas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la presente invención, al considerarlas en combinación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema para fumar de acuerdo con una realización preferida de la presente invención, en el que un cigarrillo del mismo está insertado en el encendedor accionado eléctricamente;

la Figura 2 es una vista en perspectiva del sistema para fumar que se ilustra en la Figura 1, pero con el cigarrillo retirado del encendedor por haber terminado de fumar;

la Figura 3 es un detalle en perspectiva, parcialmente recortado, de un elemento de soporte calentador preferido del encendedor que se muestra en la Figura 1, el cual incluye elementos calentadores de serpentina;

la Figura 4 es una vista lateral en corte de un elemento de soporte calentador alternativo preferido, el cual incluye elementos calentadores de horquilla o pasador de pelo ondulado;

la Figura 5 es una vista lateral en corte de otro elemento de soporte calentador preferido que incluye elementos calentadores de horquilla de pelo recta;

la Figura 6 es una vista en perspectiva detallada del cigarrillo que se muestra en las Figuras 1 y 2, en la que ciertos componentes del cigarrillo han sido parcialmente desenrollados o desenvueltos;

la Figura 7 es un diagrama de bloques esquemático de un circuito de control del encendedor que se muestra en las Figuras 1 y 2;

la Figura 8 es una representación gráfica de un ciclo de descarga de batería típico, asociado a la fuente de potencia del encendedor que se muestra en las Figuras 1 y 2;

la Figura 9 es una representación gráfica de la relación existente entre la temperatura de pico (ºC) y la entrada de energía (julios) en el elemento calentador del tipo que se muestra en la Figura 5;

la Figura 10 es una representación gráfica de la relación existente entre la materia total en partículas (TPM -"Total Particulate Matter"), en miligramos por cigarrillo, y la entrada total de energía (julios) para ciclos de potencia que se llevan a cabo con un perfil de potencia constante y un impulso de un segundo, utilizando un elemento calentador de horquilla de pelo recta de 10 milímetros x 12 milímetros (del tipo que se muestra en la Figura 5) y un elemento calentador de horquilla de pelo ondulada de 8 milímetros x 16 milímetros (del tipo que se muestra en la Figura 4);

la Figura 11 es una representación gráfica de un histograma térmico de dos fases preferido;

la Figura 12 es una ilustración de la temperatura de calentamiento en función del tiempo a lo largo de un ciclo de potencia por fases, durante una primera fase de modulación de potencia con potencia elevada, a la que sigue una segunda fase de modulación de potencia con potencia baja.

la Figura 13 es un diagrama que ilustra las diversas características de un perfil o forma de onda en impulsos producida por el circuito lógico de la realización preferida;

la Figura 14 es otro histograma preferido para un ciclo de potencia según se establece siguiendo la metodología englobada en una realización preferida de la presente invención;

la Figura 15 es una representación gráfica de los vatios de pico en función del tiempo, tal y como se detectan por un analizador digital del ciclo de potencia producido por el circuito de control de la realización preferida cuando la tensión de la batería se encuentra en un estado completamente cargado de 5,2 voltios;

la Figura 16 es una representación gráfica de los vatios de pico en función del tiempo, tal y como se detectan por un analizador digital del ciclo de potencia producido por el circuito de control de la realización preferida cuando la tensión de la batería se encuentra en un estado cercano al agotamiento, de 3,8 voltios;

la Figura 17 es una representación gráfica de los ciclos de trabajo de las primera y segunda fases de un ciclo de potencia preferido, en función de la tensión en la batería, v_{in};

la Figura 18 es una representación gráfica de la energía (la cantidad total de julios y la cantidad de julios en las fases 1 y 2) en función de v_{in}; y

la Figura 19 es un diagrama de bloques esquemático de un circuito de control del encendedor que se muestra en las Figuras 1 y 2, en el que el circuito de control se ha dispuesto de acuerdo con otra realización preferida de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, una realización preferida de la presente invención proporciona un sistema para fumar 21 que incluye, preferiblemente, un cigarrillo con relleno 23, parcialmente rellenado, y un encendedor reutilizable 25. El cigarrillo 23 está diseñado para ser introducido en un receptáculo 27 situado en una porción de extremo frontal 29 del encendedor 25, y extraído de la misma. Una vez que el cigarrillo 23 ha sido insertado, el sistema para fumar 21 se utiliza de una manera muy similar a un cigarrillo más tradicional, pero sin el encendido o quemado sin llama del cigarrillo 23. El cigarrillo 23 es desechado después de uno o más ciclos de aspiraciones o caladas. Preferiblemente, cada cigarrillo 23 proporciona un total de ocho caladas (ciclos de caladas) o más por cada acto de fumar; sin embargo, es una cuestión de convención de diseño el hecho de ajustar las caladas disponibles a un número total menor o mayor.

El sistema para fumar se describe con mayor detalle en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.388.594 y en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.388.594. El cigarrillo con relleno 23, parcialmente rellenado, se describe adicionalmente en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.499.636.

El encendedor 25 incluye un alojamiento 31 que tiene porciones de alojamiento frontal y trasera 33 y 35. Se han dispuesto una o más baterías 35a de manera extraíble dentro de la porción de alojamiento trasera 35, las cuales suministran energía a una pluralidad de elementos calentadores 37 de resistencia eléctrica (que se muestran en la Figura 2), que están dispuestos en el interior de la porción de alojamiento frontal 33, adyacentes al receptáculo 27. Un circuito de control 41, situado en la porción de alojamiento frontal 33, establece una comunicación eléctrica entre las baterías 35a y los elementos calentadores 37. La realización preferida de la presente invención incluye detalles concernientes al circuito de control 41 que se explican con mayor detalle comenzando con la referencia a la Figura 7.

Aún en relación con las Figuras 1 y 2, la porción trasera 35 del alojamiento 31 del encendedor se ha diseñado, preferiblemente, de manera que se abra y cierre con facilidad, tal como por tornillos o componentes de ajuste por salto elástico, a fin de facilitar el reemplazo de las baterías. Si se desea, es posible proporcionar un enchufe o contactos eléctricos con el fin de cargar las baterías con corriente doméstica o similar. De manera preferida, la porción de alojamiento frontal 33 está unida de forma retirable o desmontable a la porción de alojamiento trasera 35, tal como por una junta de cola de milano o un ajuste de enchufe.

Las baterías 35a se han dimensionado con el fin de proporcionar la suficiente potencia a los calentadores 37 para que funcionen como se desea, y comprenden, preferiblemente, un tipo reemplazable y recargable. Hay otras fuentes de potencia alternativas adecuadas, tales como condensadores. En la realización preferida, la fuente de potencia comprende cuatro celdas de batería de níquel-cadmio, conectadas en serie y con una tensión total en vacío o sin carga comprendida en el intervalo entre aproximadamente 4,8 y 5,6 voltios. Las características de la fuente de potencia se seleccionan, sin embargo, a la vista de las características de otros componentes del sistema para fumar 21, en particular las características de los elementos calentadores 37. La Patente norteamericana Nº 5.144.962, asignada en común, describe varios tipos de fuentes de potencia de utilidad en relación con el sistema para fumar de la presente invención, como son las fuentes de baterías recargables y las disposiciones de potencia que comprenden una batería y un condensador que es recargado por la batería.

Haciendo referencia concretamente a la Figura 2, de manera preferida, el circuito 41 es activado por un sensor 45 accionado por una calada, que es sensible ya sea a los cambios en la presión, ya sea a los cambios en la velocidad del aire que fluye, que se producen con el inicio de una aspiración en el cigarrillo 23 por parte de un fumador. El sensor 45 accionado por calada está situado, preferiblemente, en el interior de la porción de alojamiento frontal 33 del encendedor 25, y está en comunicación con un espacio situado dentro del elemento de soporte calentador 39 adyacente al cigarrillo 23, a través de un paso que se extiende a través de un tope 182 situado en la base del elemento de soporte calentador 39. Un sensor 45 accionado por calada y adecuado para ser utilizado en el sistema para fumar 21 se describe en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.060.671 y en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.388.594. El sensor de calada 45 comprende, preferiblemente, un sensor de silicio modelo 163PCO1D35, fabricado por la división MicroSwitch de la Honeywell, Inc., de Freeport, Illinois. Los dispositivos de detección de flujo, tales como los que se sirven de los principios de anemometría de hilo caliente, han demostrado también con éxito su utilidad para activar uno apropiado de los elementos calentadores 37 con la detección de un cambio en el flujo de aire. Una vez activado por el sensor 45, el circuito de control 41 envía corriente eléctrica a uno apropiado de los elementos calentadores 37.

Se ha proporcionado un indicador 51 en una posición a lo largo del exterior del encendedor 25, preferiblemente sobre la porción de alojamiento frontal 33, a fin de indicar el número de caladas que restan en el acto de fumar un cigarrillo 23. El indicador 51 incluye, preferiblemente, un dispositivo de presentación visual de cristal líquido de siete segmentos. En la realización preferida, el indicador 51 presenta visualmente el dígito "8" cuando un detector de cigarrillos 53 detecta la presencia de un cigarrillo en el elemento de soporte calentador 39. El detector 53 comprende, preferiblemente, un sensor de luz adyacente al extremo abierto del receptáculo 27 para cigarrillo, el cual detecta la reflexión de un haz de luz en un cigarrillo insertado 23 (o, alternativamente, la transmisión a través del mismo). Al producirse esto, el detector de cigarrillos 53 proporciona una señal al circuito 41, el cual, a su vez, proporciona como respuesta una señal al indicador 51. La presentación visual del dígito "8" en el indicador 51 refleja el hecho de que se dispone de las ocho caladas que proporciona cada cigarrillo 23, es decir, que no se ha activado ninguno de los elementos calentadores 37 para calentar el cigarrillo 23. Una vez que se ha fumado por completo el cigarrillo 23, el indicador presenta visualmente el dígito "0". Cuando el cigarrillo 23 se extrae del encendedor 25, el detector de cigarrillos 53 ya no detecta la presencia de un cigarrillo 23 y indicador 51 es desconectado. El detector de cigarrillos 53 se modula de tal manera que no emita constantemente un haz de luz, lo que, de otro modo, crearía un gasto innecesario en la fuente de potencia 35a. Un detector de cigarrillos 53 preferido, adecuado para uso en el sistema para fumar 21, es el Sensor de Luz del Tipo OPR5005, fabricado por la OPTEX Technology, Inc., 1215 West Crosby Road, Carrollton, Texas 75006. Como alternativa, el detector 53 puede comprender una fuente de luz infrarroja y un sensor opuesto a la misma que detecte los cambios en la transmisividad infrarroja a través del receptáculo 27.

Como alternativa a presentar visualmente lo que resta del cómputo de caladas, el dispositivo de presentación visual del detector puede disponerse, en lugar de ello, de manera que indique si el sistema se encuentra activo o inactivo (en "conexión" o en "desconexión").

Como una o varias alternativas posibles al uso del detector de cigarrillos 53 anteriormente mencionado, puede proporcionarse un conmutador mecánico (no mostrado) que detecte la presencia o ausencia de un cigarrillo 23, y es posible proporcionar un botón de restablecimiento (no mostrado) para restablecer o reiniciar el circuito 41 cuando se inserta un nuevo cigarrillo en el encendedor 25, por ejemplo, para hacer que el indicador 51 presente visualmente el dígito "8", etc. En la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.060.671 (PM 1337), en la Patente norteamericana Nº 5.388.594 y en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.505.214, se describen fuentes de potencia, circuitos, sensores accionados por calada e indicadores de utilidad con el sistema para fumar 21 de la presente invención.

Haciendo referencia, a continuación, también a la Figura 8, las cuatro celdas preferidas de baterías de níquel-cadmio 35a tienen, típicamente, un ciclo de descarga de la tensión tal como el que se ha designado generalmente con la referencia 40 en la Figura 8. El ciclo de descarga es representativo del cambio en la tensión de salida (v_{in}) de las baterías 35a a lo largo de su uso, desde un estado complemente cargado v_{in-max} (preferiblemente a, o aproximadamente a, 5,1 voltios en la realización preferida) hasta una tensión mínima preseleccionada v_{in-min}, preferiblemente a, o aproximadamente a, 4,1 voltios en la realización preferida. De preferencia, la tensión v_{in-min} "de corte" inferior se establece ligeramente por encima de una tensión "de subsuelo" v_{in-bsmnt}, de la que se sabe que es demasiado baja para un funcionamiento consistente del encendedor 25.

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 3, la porción de alojamiento frontal 33 del encendedor 25 soporta un elemento de soporte calentador substancialmente cilíndrico 39 que recibe de manera deslizante el cigarrillo 23. El elemento de soporte calentador 39 aloja los elementos calentadores 37 y está diseñado para soportar un cigarrillo insertado 23 en una relación de posiciones fija con respecto a los elementos calentadores 37, de tal manera que los elementos calentadores 37 quedan situados a lo largo del cigarrillo 23, aproximadamente en la misma posición a lo largo de cada cigarrillo. Se hace referencia aquí a las posiciones en las que cada elemento calentador 37 se apoya contra (o se encuentra en contacto térmico con) un cigarrillo completamente insertado 23, como la huella de calentador.

Con el fin de garantizar la colocación consistente de los elementos calentadores 37 con respecto a cada cigarrillo 23 de un cigarrillo a otro, el elemento de soporte calentador 39 está provisto de un tope 182 contra el que es forzado el cigarrillo durante su inserción en el encendedor 25. En su lugar, es posible utilizar otros métodos para encuadrar el cigarrillo 23 con respecto al encendedor 25.

La porción de alojamiento frontal 33 del encendedor 25 incluye también un circuito de control eléctrico 41 que suministra una cantidad predeterminada de energía desde la fuente de potencia 35a a los elementos calentadores 37. En la realización preferida, el elemento de soporte calentador 39 incluye ocho elementos calentadores 37 separados entre sí circunferencialmente, los cuales están alineados concéntricamente con el receptáculo 27 con el fin de recibir de forma deslizante un cigarrillo 23. Éstos incluyen, preferiblemente, una forma de serpentina. En las Patentes norteamericanas Nos. 5.388.594, 5.505.214 y 5.591.368, asignadas en común, se ilustran y describen detalles de la construcción y el establecimiento de conexiones eléctricas en el elemento de soporte calentador 39.

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 4, de la forma más preferida, los elementos calentadores 37 son de un diseño al que se hace referencia aquí como pasador u horquilla de pelo ondulada 37', de tal manera que cada elemento calentador 37' incluye al menos unos primer y segundo miembros alargados 50a y 50b en forma de serpentina, que están unidos por una porción de extremo 118. Se establece un camino eléctrico a través de cada elemento de soporte calentador 37', respectivamente a través de un pasador 104, una conexión 122 entre el pasador 104 y uno de los miembros de serpentina 50a, a través de al menos una parte de la porción de extremo 118, hacia el otro miembro de serpentina 50b, y de vuelta a una porción de base 110 del elemento calentador 37'. La porción de base 110 proporciona una conexión común para todos los miembros de serpentina 50b con un segundo pasador 105, a través de una conexión 123 entre la porción de base 110 y el pasador 105. Detalles adicionales de este elemento de soporte calentador 39' se exponen en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.591.368.

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 5, otro diseño preferido incluye elementos calentadores con la forma de una horquilla de pelo recta 37'' que está conectada y estructurada de manera similar al elemento de horquilla de pelo ondulado 37' de la Figura 4, con la excepción de que los miembros alargados 50a'' y 50b'' son generalmente rectos en lugar de en forma de serpentina. Los miembros alargados de ambos tipos de calentadores de horquilla de pelo están preferiblemente desviados hacia dentro con el fin de acoplarse más positivamente a un cigarrillo 23. En la misma Patente norteamericana Nº 5.591.368 se exponen detalles de este elemento de soporte calentador
39''.

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 3, aún otro elemento de soporte calentador preferido 39 incluye elementos "de una única serpentina" 37, cada uno de los cuales está conectado eléctricamente, por sus extremos opuestos, a un circuito de control a través de terminales de contacto 186 y 187. En la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.388.594 (PM 1697) se exponen detalles relativos a este elemento de soporte calentador 37.

Elementos de soporte calentadores adicionales 37 que pueden hacerse funcionar como parte del encendedor 25 incluyen los que se describen en las Patentes norteamericanas asignadas en común Nos. 5.665.262 y 5.498.855.

De forma preferida, los calentadores 37 son alimentados con energía individualmente por la fuente de potencia 35a bajo el control del circuito 41, a fin de calentar el cigarrillo 23 preferiblemente ocho veces en posiciones separadas en torno a la periferia del cigarrillo 23. El calentamiento proporciona ocho aspiraciones o caladas del cigarrillo 23, como habitualmente se consigue al fumar un cigarrillo más convencional. Puede preferirse activar más de un calentador simultáneamente para una o más caladas o para todas ellas.

Haciendo referencia ahora a la Figura 6, el cigarrillo 23 se ha construido, preferiblemente, de acuerdo con la realización preferida que se expone en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.499.636.

El cigarrillo 23 comprende una barra de tabaco 60 y una pieza extrema de filtro 62, las cuales se unen entre sí mediante un papel de pieza extrema 64.

La barra de tabaco 60 del cigarrillo 23 incluye, preferiblemente, una banda de tabaco que ha sido doblada en forma tubular (cilíndrica) alrededor de un filtro de flujo libre 74, situado en uno de sus extremos, y de un tapón de tabaco 80, situado en el otro.

Una sobre-envuelta 71 se ha arrollado íntimamente en torno a la banda de tabaco 66 y se mantiene unida a lo largo de una junta de unión longitudinal, como es habitual en la construcción de cigarrillos más tradicionales. La sobre-envuelta 71 retiene la banda de tabaco 66 en un estado arrollado en torno a un filtro de flujo libre 74 y a un tapón de tabaco 80.

La banda de tabaco 66 comprende en sí misma, preferiblemente, una banda de base 68 y una capa de material 70 con sabor a tabaco, situada a lo largo de la superficie interna de la banda de base 68. En el extremo 72, dotado de la pieza extrema, de la barra de tabaco 60, la banda de tabaco 66 se envuelve, conjuntamente con la sobre-envuelta 71, alrededor del tapón de filtro de flujo libre tubular 74. Preferiblemente, el tapón de tabaco 80 se ha construido independientemente de la banda de tabaco 66 y comprende una columna relativamente corta de relleno de tabaco cortado que ha sido envuelta dentro de un envoltorio de tapón 84 y queda retenida por éste.

Como aspecto general, la longitud del tapón de tabaco 80 se ajusta preferiblemente en relación con la longitud total de la barra de tabaco 60 de tal manera que se establece un espacio vacío 90 a lo largo de la barra de tabaco 60, entre el filtro de flujo libre 74 y el tapón de tabaco 80. El espacio vacío 90 corresponde a una porción sin llenar de la barra de tabaco 60, y se encuentra en comunicación de fluido inmediata con la pieza extrema 62, a través del filtro de flujo libre 74 de la barra de tabaco 60.

La pieza extrema 62 comprende, preferiblemente, un filtro de flujo libre 92, situado adyacente a la barra de tabaco 60, y un tapón de filtro de boquilla 94, situado en el extremo más alejado, o distal, de la pieza extrema 62, desde la barra de tabaco 60. De preferencia, el filtro de flujo libre 102 es tubular y transmite el aire con una caída de presión muy pequeña. Sin embargo, pueden emplearse en su lugar otros filtros de baja eficiencia y de configuración estándar. El diámetro interior del filtro de flujo libre 92 es, preferiblemente, de entre 2 y 6 milímetros, ambos valores extremos incluidos, y es, preferiblemente, mayor que el del filtro de flujo libre 74 de la barra de tabaco 60.

El tapón de filtro de boquilla 104 cierra el extremo libre de la pieza extrema 62 con fines de apariencia y, si se desea, para llevar a cabo un cierto filtrado, si bien se prefiere que el tapón de filtro de boquilla 104 comprenda un filtro de baja eficiencia, preferiblemente con una eficacia de entre aproximadamente el 15 y el 25 por ciento.

Haciendo referencia, a continuación, a las Figuras 1 y 7, el circuito de control eléctrico 41 del encendedor 25 incluye un circuito lógico 195, el cual comprende, preferiblemente, un microcontrolador o un circuito integrado de aplicación específica (o "ASIC" -"Application Specific Integrated Circuit"). El circuito de control incluye también el sensor de luz 53 para la detección de la inserción de un cigarrillo 23 en el encendedor 25, el sensor de caladas 45, destinado a detectar una aspiración en el cigarrillo insertado 23, el indicador de LCD (dispositivo de presentación visual de cristal líquido -"Liquid Cristal Display") 51, destinado a indicar el número de caladas que quedan en un cigarrillo, la fuente de potencia 37 y una red de regulación de secuencia temporal 197.

El circuito lógico 195 puede comprender cualquier circuito convencional capaz de implementar las funciones expuestas aquí. Puede programarse una matriz o conjunto ordenado de puertas programables por campo (por ejemplo, uno del tipo ACTEL A 1280A FPGA PQFP 160, disponible en la Actel Corporation, Sunnyvale, California) o un microcontrolador con el fin de llevar a cabo las funciones lógicas digitales, llevándose a cabo las funciones analógicas por otros componentes. Un ASIC o un microcontrolador puede llevar a cabo tanto las funciones analógicas como las digitales en un solo componente. Características de circuitos de control y de circuitos lógicos similares al circuito de control 41 y al circuito lógico 195 de la presente invención se describen, por ejemplo, en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.060.671 y en la Patente norteamericana Nº 5.505.214.

En la realización preferida, se han conectado ocho elementos calentadores individuales 43 (no mostrados en la Figura 7) a un terminal positivo de la fuente de potencia 37 y a tierra, a través de conmutadores de calentador correspondientes 201-208 de transistor de efecto de campo (FET -"Field Effect Transistor"). Se conectarán ciertos conmutadores individuales (o seleccionados) de entre los conmutadores de calentador 201-208 bajo el control del circuito lógico 195, a través de los terminales 211-218, respectivamente, durante la ejecución de un ciclo de potencia por parte del circuito lógico 195. El circuito lógico 195 proporciona señales para activar y desactivar ciertos conmutadores concretos de entre los conmutadores de calentador 201-208, a fin de activar y desactivar los calentadores correspondien-
tes.

El circuito lógico 195 coopera con el circuito de regulación de secuencia temporal 197 con el fin de ejecutar con precisión la activación y la desactivación de cada elemento calentador 37 de acuerdo con un periodo de ciclo total predeterminado ("t_{total}"), y para dividir con precisión cada periodo de ciclo total en un número predeterminado de fases, de manera que cada fase tenga su propio periodo de tiempo predeterminado ("t_{fase}"). En la realización preferida, el periodo de ciclo total t_{total} se ha seleccionado de manera que sea 1,6 segundos (de tal modo que sea menor que la duración de dos segundos que se asocia normalmente a la aspiración que efectúa un fumador en un cigarrillo, más la provisión de un cierto margen) y el periodo de ciclo total t_{total} se divide, preferiblemente, en dos fases, una primera fase que tiene un periodo de tiempo predeterminado ("t_{fase 1}") de 1,0 segundos, y una segunda fase que tiene un periodo de tiempo predeterminado ("t_{fase 2}") de 0,6 segundos. El periodo de ciclo total t_{total}, el número total de fases y los respectivos periodos de fase son parámetros que, entre otros, se determinan de acuerdo con las enseñanzas que siguen, a fin de establecer, dentro del circuito de control 41, la facultad de llevar a cabo un ciclo de potencia que reproduzca con exactitud una interacción térmica preferida ("histograma térmico") entre el elemento calentador respectivo 37 y las porciones adyacentes del cigarrillo 23. De manera adicional, una vez establecido el histograma térmico preferido, se ajustan ciertos parámetros (preferiblemente, los ciclos de trabajo dentro de cada fase) dinámicamente por el circuito de control 41 con el fin de reproducir con precisión el histograma térmico predeterminado con cada ciclo de potencia, a través de todo el intervalo de tensiones v_{in} abarcado por el ciclo de descarga de la batería anteriormente
mencionado.

El sensor 45 accionado por calada suministra una señal al circuito lógico 195 que es indicativa de la activación por parte del fumador (es decir, una caída continua en la presión del flujo de aire a lo largo de un periodo de tiempo suficientemente sostenido). El circuito lógico 195 incluye una rutina de supresión de oscilaciones para distinguir entre pequeñas variaciones en la presión del aire y aspiraciones más sostenidas en el cigarrillo, con el fin de evitar la activación inadvertida de los elementos calentadores en respuesta a una señal errática procedente del sensor 45 accionado por calada. El sensor 45 accionado por calada puede incluir un sensor de presión piezo-resistivo o un sensor óptico de pestaña que se utiliza para accionar un amplificador operacional, cuya salida se emplea, a su vez, para suministrar una señal lógica al circuito lógico 195. Los sensores accionados por calada que resultan adecuados para uso en relación con el sistema para fumar incluyen un sensor de silíceo Modelo 163PC01 D35, fabricado por la división MicroSwitch de la Honeywell, Inc., de Freeport, Ill., o un sensor del tipo NPH-5-02.5G NOVA, disponible en la Lucas-Nova, de Freemont, California, o bien un sensor del tipo SLP004D, disponible en la SenSym Incorporated, de Sunnyvale, California.

El sensor de luz 53, situado en posición adyacente al tope 182, suministra una señal al circuito lógico 195 que es indicativa de la inserción de un cigarrillo 23 en el encendedor 25 hasta una profundidad adecuada (es decir, el cigarrillo se encuentra dentro de una distancia de varios milímetros del sensor de luz, según se detecta por medio de un haz de luz reflejado). Un sensor de luz adecuado para uso en relación con el sistema para fumar es un Sensor de Luz del Tipo OPR5005, fabricado por la OPTEK Technology, Inc., 1215 West Crosby Road, Carrollton, Texas 75006.

Con el fin de conservar energía, se prefiere que el sensor 45 accionado por calada y el sensor de luz 53 sean activados y desactivados cíclicamente en ciclos de trabajo bajos (por ejemplo, un ciclo de trabajo de entre aproximadamente un 2 y un 10%). Por ejemplo, se prefiere que el sensor 45 accionado por calada sea activado o conectado durante un periodo de 1 milisegundo de duración cada 10 milisegundos. Si, por ejemplo, el sensor 45 accionado por calada detecta una caída de presión o flujo de aire indicativo de una aspiración en un cigarrillo durante cuatro impulsos consecutivos (es decir, durante un periodo de tiempo de 40 milisegundos), el sensor accionado por calada envía una señal a través de un terminal 221 al circuito lógico 195. El circuito lógico 195 envía entonces una señal a través de un terminal apropiado de entre los terminales 211-218, a fin de conectar un conmutador apropiado de entre los conmutadores calentadores de FET 201-208.

De manera similar, el sensor de luz 53 se conecta, preferiblemente, durante un periodo de 1 milisegundo de duración cada 10 milisegundos. Si, por ejemplo, el sensor de luz 53 detecta cuatro impulsos reflejados consecutivos, que indican la presencia de un cigarrillo 23 en el encendedor 25, el sensor de luz envía una señal a través de un terminal 223 al circuito lógico 195. El circuito lógico 195 envía entonces una señal a través del terminal 225 al sensor 45 accionado por calada, a fin de conectar el sensor accionado por calada. El circuito lógico 195 también envía una señal a través del terminal 227 al indicador 51, al objeto de activarlo. Las técnicas de modulación anteriormente mencionadas reducen la corriente promediada en el tiempo que se requiere por parte del sensor 45 accionado por calada y del sensor de luz 53, y prolongan de este modo la vida de la fuente de potencia 37.

El circuito lógico 195 incluye una PROM (memoria de sólo lectura programable -"Programmable Read-Only Memory"), la cual incluye, preferiblemente, al menos dos bases de datos o "tablas de consulta" 302 y 304, y, opcionalmente, una tercera base de datos (tabla de consulta) 306. Cada una de las tablas de consulta 302, 304 (y, opcionalmente, 306) convierte una señal indicativa de la tensión en la batería, v_{in}, en una señal indicativa del ciclo de trabajo ("dc_{1}" para la primera fase y "dc_{2}" para la segunda fase), que se ha de utilizar en la ejecución de la fase respectiva del ciclo de potencia inmediato.

Al iniciarse un ciclo de potencia, el circuito lógico recibe una señal indicativa de la tensión de batería v_{in}, y refiere entonces la lectura inmediata o instantánea v_{in} a la primera tabla de consulta 302, al objeto de establecer un ciclo de trabajo dc_{1} para el inicio de la primera fase del ciclo de potencia. La primera fase se prosigue hasta que la red de regulación de secuencia temporal 197 proporciona una señal que indica que el periodo de tiempo predeterminado de la primera fase, t_{fase 1}, ha expirado, con lo que el circuito lógico 195 refiere v_{in} a la segunda tabla de consulta 304 y establece un ciclo de trabajo dc_{2} para el inicio de la segunda fase. La segunda fase se prosigue hasta que la red de regulación de secuencia temporal 197 proporciona una señal que indica que el periodo de tiempo predeterminado de la segunda fase, t_{fase 2}, ha expirado, con lo que la red de regulación de secuencia temporal 197 proporciona una señal de corte al circuito lógico 195 situado en el terminal 229. De manera opcional, el circuito lógico 195 podría iniciar una tercera fase y establecer un tercer ciclo de trabajo dc_{3}, y la señal de corte no se generaría hasta que hubiera transcurrido el periodo predeterminado de la tercera fase (t_{fase 3}). La presente invención podría llevarse a la práctica también con fases adicionales.

Si bien la presente invención puede ponerse en práctica limitando la referencia a las tablas de consulta a una porción inicial de cada fase con el fin de establecer un ciclo de trabajo para que sea aplicado a lo largo de substancialmente la totalidad de cada fase, un perfeccionamiento y la práctica preferida consisten en disponer del circuito lógico 195 configurado para referir o relacionar de manera continua v_{in} conjuntamente con las respectivas tablas de consulta 302, 303 y 306, a fin de ajustar dinámicamente los valores establecidos para los ciclos de trabajo en respuesta a las fluctuaciones en la tensión de la batería, a medida que el circuito de control prosigue a través de cada fase. Dicho dispositivo proporciona una repetición más precisa del histograma térmico deseado.

La red de regulación de secuencia temporal 197 ha sido también diseñada para impedir la actuación de uno de los elementos calentadores 43 sobre el siguiente a medida que se descarga la batería. Es posible utilizar también otras configuraciones de circuito de red de regulación de secuencia temporal, tales como las que se describen en la Patente norteamericana asignada en común Nº 5.505.214.

Durante el funcionamiento, un cigarrillo 23 se inserta en el encendedor 25 y la presencia del cigarrillo es detectada por el sensor de luz 53. El sensor de luz 53 envía una señal al circuito lógico 195 a través del terminal 223. El circuito lógico 195 averigua si la fuente de potencia 37 está cargada o si la tensión instantánea se encuentra por debajo de un mínimo aceptable v_{in-min}. Si, tras la inserción de un cigarrillo 23 en el encendedor 25, el circuito lógico 195 detecta que la tensión de la fuente de potencia es demasiado baja, inferior a v_{in-min}, el indicador 51 parpadea y se bloqueará todo funcionamiento ulterior del encendedor hasta que la fuente de potencia haya sido recargada o reemplazada. La tensión de la fuente de potencia 37 se supervisa también durante el encendido de los elementos calentadores 37, y el encendido de los elementos calentadores se interrumpe si la tensión cae por debajo de un valor predeterminado.

Si la fuente de potencia 37 está cargada y la tensión es suficiente, el circuito lógico 195 envía una señal a través del terminal 225 al sensor de caladas 45, a fin de determinar si un fumador está aspirando del cigarrillo 23. Al mismo tiempo, el circuito lógico 195 envía una señal a través del terminal 227 al indicador 51, de tal manera que el LCD presentará visualmente el dígito "8", reflejando que hay ocho caladas disponibles.

Cuando el circuito lógico 195 recibe una señal, a través del terminal 221 y procedente del sensor 45 accionado por calada, que indica que se ha detectado una caída sostenida de la presión o un flujo de aire, el circuito lógico deja inactivo el sensor de luz 53 durante la calada, a fin de conservar la potencia. El circuito lógico 195 envía una señal a través del terminal 231 a la red de regulación de secuencia temporal 197, a fin de activar la red de regulación de secuencia temporal, la cual comienza a funcionar fase por fase de la manera que se ha descrito anteriormente. El circuito lógico 195 determina también, mediante una rutina de cuenta atrás, cuál de los ocho elementos calentadores es el que ha de calentarse, y envía una señal a través de un terminal adecuado 211-218 para conectar el conmutador apropiado de entre los conmutadores de calentador de FET 201-208. El calentador apropiado permanece conectado mientras avanza el temporizador.

Cuando la red de regulación de secuencia temporal 197 envía una señal, a través del terminal 229 al circuito lógico 195, que indica que el temporizador ha dejado de correr, el conmutador de calentador de FET 211-218 particular activado se desconecta, por lo que se extrae potencia del elemento calentador. El circuito lógico 195 también efectúa una cuenta atrás y envía una señal al indicador 51 a través del terminal 227, de tal manera que el indicador presentará visualmente que queda una calada menor (es decir, "7" después de la primera calada). Cuando el fumador da la siguiente calada al cigarrillo 23, el circuito lógico 195 conectará otro conmutador predeterminado de entre los conmutadores de calentador de FET 211-218, con lo que se suministrará potencia a otro elemento predeterminado de entre los elementos calentadores. El procedimiento se repetirá hasta que el indicador 51 presente visualmente un "0", lo que significará que ya no quedan más caladas en el cigarrillo 23. Cuando el cigarrillo 23 se extrae del encendedor 25, el sensor de luz 53 indica que no hay ningún cigarrillo, y el circuito lógico 195 es restablecido o reiniciado.

Otras características, tales como las que se describen en la Patente norteamericana Nº 5.505.214, pueden incorporarse al circuito de control 41 en lugar de las características descritas anteriormente, o además de ellas. Por ejemplo, si se desea, pueden proporcionarse varias características inhabilitadoras. Un tipo de característica inhabilitadora incluye circuitos de regulación de secuencia temporal (no mostrados), a fin de evitar que se produzcan las sucesivas caladas demasiado cerca unas de otras, para que así la fuente de potencia 37 tenga tiempo de recuperarse. Otra característica inhabilitadora incluye medios para incapacitar los elementos calentadores 43 en el caso de que se inserte un producto no autorizado en el elemento de soporte calentador 39. Por ejemplo, el cigarrillo 23 puede dotarse de una característica de identificación que el encendedor 25 debe reconocer antes de que se suministre energía a los elementos calentadores 43.

Establecimiento de un histograma térmico preferido

Como se ha explicado anteriormente con referencia a la Figura 7, el circuito de control 41 se ha configurado para ejecutar un ciclo de potencia que comprende unas primera y segunda fases de periodos de tiempo predeterminados t_{1} y t_{2}.

Fundamentalmente, la tarea que se emprende aquí es establecer un régimen para la aplicación de potencia eléctrica a cada elemento calentador 37, de tal manera que se logren los atributos o propiedades subjetivas deseadas al fumar cada cigarrillo 23, tales como la inmediatez del suministro o entrega, el impacto, el sabor, el aroma y el volumen.

Al principio, cuando se determina un periodo de tiempo total para el ciclo de potencia, se toma en consideración la apreciación general de que un fumador aspira de un cigarrillo durante aproximadamente un periodo de tiempo de dos segundos, y de que los procedimientos de ensayo de FTC incluyen una calada estándar de dos segundos.

Se ha descubierto también que si el ciclo de potencia de un sistema eléctrico para fumar se prosigue más allá de una marca temporal de dos segundos, una porción del aerosol producido en la última parte del ciclo de calada puede retrasarse o persistir dentro del sistema para fumar a la conclusión de la aspiración por parte del fumador, situación que intensifica la concentración de aerosol en los calentadores.

En consecuencia, el funcionamiento del sistema eléctrico para fumar debe restringirse, preferiblemente, a la conclusión de un ciclo de calada de dos segundos, o aproximadamente en ésta, de tal manera que se mitigue la producción de excedente de aerosol.

Además, el placer de fumar se incrementa si se proporciona al fumador una respuesta subjetiva más inmediata con el inicio de una calada. Con este fin, es necesario configurar una aplicación de potencia tal, que el calentador sea "elevado en rampa" hasta su temperatura de funcionamiento tan rápido como sea posible. Sin embargo, las temperaturas de pico excesivas en el calentador son extremadamente perjudiciales para las expectativas de vida de los elementos calentadores 37. Si la etapa de elevación en rampa se lleva a cabo con demasiado entusiasmo, los calentadores pueden ser llevados a temperaturas de 900ºC o superiores, incluso cuando el calentador está cargado con un cigarrillo. Preferiblemente, el elemento calentador es calentado a temperaturas comprendidas en el intervalo entre 680 y 780ºC, y, más preferiblemente, se mantiene en el intervalo entre 700 y 760ºC.

La Figura 9 muestra la relación existente entre la temperatura de pico en grados Celsius y la entrada de energía total para una duración de impulso de un segundo con un elemento calentador 37 de horquilla de pelo recta de 10 milímetros x 12 milímetros (del tipo que se muestra en la Figura 5) en un estado cargado (con un cigarrillo). Como se indica por la línea horizontal, que representa una temperatura de objetivo para el calentador de 750ºC, una entrada de energía de 16,5 julios durante el impulso de un segundo consigue el extremo superior del intervalo deseado de temperaturas del calentador para ese tipo y sección transversal de calentador particulares.

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 10, la línea designada por "a" muestra la relación existente entre el material total en partículas suministrado por un cigarrillo 23 (en miligramos por cigarrillo), y la entrada de energía al calentador, en julios, en el mismo elemento calentador 37 de horquilla de pelo recta de 10 milímetros x 12 milímetros (en sección transversal). La línea a indica que si el aporte de energía se limita a 16,5 julios durante un impulso de un segundo, la cantidad de suministro esperada, en TPM, será de 3,75 miligramos, o aproximadamente este valor. Sin embargo, haciendo referencia de nuevo a la Figura 9, si la entrada de energía se incrementase para aumentar la cantidad de suministro sin ninguna otra manipulación del ciclo de potencia, entonces la temperatura de pico en el calentador alcanzaría extremos inaceptables.

Otro aspecto de los ciclos de potencia que tienen perfiles de potencia constante en los niveles superiores de entrada total de energía, es que tienden a forzar térmicamente al tabaco y a producir una nota de aspereza en el humo.

Se ha puesto de manifiesto que un ciclo de potencia y un calentador tienen que ser configurados para conseguir propiedades competitivas, como son la capacidad de alcanzar una rápida elevación en rampa de la temperatura del calentador al tiempo que se evitan temperaturas de pico excesivas en el calentador y se obtiene la entrada total de energía suficiente como para alcanzar los niveles de objetivo, "tar" ("target"), sin forzar al tabaco y conferir con ello una nota áspera al humo del tabaco. Como se ha explicado anteriormente, la práctica anterior de aplicar un único impulso tendía a crear temperaturas de pico excesivas y, a los niveles de energía total superiores, a forzar térmicamente (a pirolizar, o romper térmicamente, en exceso) al tabaco.

Especificaciones de los histogramas térmicos preferidos

Con el fin de satisfacer los requisitos en conflicto o contrapuestos identificados en lo anterior, se determinó dividir el ciclo de potencia total en dos fases, de tal manera que la primera fase del ciclo de potencia se dedicaba a la rápida consecución de la temperatura de funcionamiento deseada para el calentador, en tanto que se dedicaba la segunda fase a completar el suministro de la energía total deseada para la consecución de los valores de objetivo, tar, de una forma que evitase los picos en la temperatura del calentador y eludiese un crecimiento incontrolado de la pirólisis.

Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 11, esta solución ha dado lugar a la generación de un histograma térmico en el cual el ciclo de potencia es dividido en dos o más fases, cada una de las cuales tiene una entrada total de energía predeterminada (J_{1} y J_{2}) y periodos de tiempo (t_{1} y t_{2}). Se ha encontrado experimental y analíticamente que se obtienen buenos resultados subjetivos con un histograma térmico que produce una entrada de energía total de 22 julios y que comprende una primera fase de 1 segundo de duración (t_{1}) y una energía total de 15 julios, seguida de una segunda fase de 0,6 segundos y una entrada de energía total de 7 julios.

Ha de constatarse que los periodos de tiempo de las fases y el nivel de energía pueden manipularse en función de cómo se alteren los diseños de elemento calentador o se modifiquen sus tipos. Las soluciones analíticas y experimentales anteriormente descritas, así como los detalles adicionales que siguen, proporcionarán una guía para determinar qué combinación de geometría y tipo del calentador, y qué histograma térmico pueden proporcionar una cantidad de suministro o entrega subjetivamente agradable y satisfactoria al fumador, a la vez que se evita la carga térmica excesiva de los calentadores. Más concretamente, el ciclo de precalentamiento eleva la cantidad de suministro de la primera calada, de tal manera que la primera calada es más consistente con las caladas subsiguientes en cuanto a aroma y sabor.

Un método simple para determinar un histograma térmico para hacer funcionar un calentador dado con un cigarrillo dado 23, a fin de alcanzar un cierto grado de suministro de tar, consiste en determinar la cantidad total de energía necesaria para lograr el nivel de tar deseado (tal como determinando la relación que se muestra en la Figura 10) y dividir esa energía total, J_{t}, entre dos fases de un ciclo de potencia, de tal manera que dos tercios de la entrada total de energía se consigan en la primera fase y se logre un tercio de la energía total en la segunda fase. Esta solución es rudimentaria, pero ofrecerá normalmente resultados favorables en muchas aplicaciones.

Otra técnica para configurar un histograma térmico preferido consiste en determinar el número total de fases, la duración de cada fase y la energía total J_{t}, de tal manera que la relación entre la potencia promedio de la primera fase (Vatios_{1}) y la potencia promedio de la segunda fase (Vatios_{2}) se encuentre comprendida en el intervalo entre aproximadamente 2,1 y 2,7, y, más preferiblemente, en el intervalo entre aproximadamente 2,4 y 2,5.

En general, es posible formular un histograma térmico preferido con una duración de la primera fase comprendida en el intervalo entre aproximadamente 0,5 y 1,0 segundos, y una energía de la primera fase de 12 a 18 julios aproximadamente, conjuntamente con una duración de la segunda fase comprendida en el intervalo entre aproximadamente 1,0 y 1,5 segundos, una energía de la segunda fase de 5 a 13 julios aproximadamente, y una entrada de energía total (J_{t}) elevada, comprendida en el intervalo entre 23 y 26 julios aproximadamente.

Más específicamente, un histograma térmico con propiedades subjetivas agradables incluye una entrada total absoluta o global de energía (J_{t}), de entre 23 y 25 julios aproximadamente, una primera fase con una duración de aproximadamente 0,8 segundos y una energía total de primera fase de aproximadamente entre 14 y 16 julios, así como una segunda fase de 1,2 segundos y una energía total de segunda fase de entre 8 y 9 julios.

Un aspecto adicional de la presente invención es que, una vez que se ha establecido el histograma térmico deseado, el circuito de control 41 puede ser configurado para reproducir con precisión el histograma térmico deseado una y otra vez, cuando se adoptan las prácticas que se preconizan en la explicación que sigue.

Configuración del circuito lógico para la repetición precisa del histograma térmico deseado

Haciendo referencia, a continuación, a las Figuras 12 y 13, conjuntamente con la referencia a la Figura 7, el circuito lógico 195 del circuito de control 41 se ha dispuesto de manera que divide cada ciclo de potencia ejecutado por el circuito lógico 195 en unas primera y segunda fases, cada una de ellas de una duración que coincide con la establecida en el histograma térmico preferido, según se ha descrito en lo anterior. Con el fin de llegar a los suministros de energía total deseados que se han determinado para cada una de las fases del histograma térmico, el circuito lógico 195 modula la aplicación de potencia durante cada fase del ciclo de potencia.

De manera preferida, la modulación de la potencia se da en la forma de una modulación de la densidad de los impulsos en la cual el circuito lógico 195 genera repetitivamente impulsos de potencia de un periodo de tiempo incremental predeterminado, "t_{on}", y cuya duración de impulso es fija. Preferiblemente, la anchura "t_{on}" de los impulsos es aproximadamente 0,008 segundos (8 milisegundos), si bien pueden utilizarse en su lugar otros valores. Se prefiere modular de acuerdo con duraciones de impulso fijas (t_{on}) porque ello facilita la ejecución precisa de los ciclos de potencia, particularmente por cuanto que cada impulso de potencia incremental es una repetición y no se ajusta dinámicamente. En lugar de ello, se ajusta el tiempo entre los impulsos de potencia incrementales (t_{off}).

El circuito lógico 195 determina el número de tales impulsos que se ha de generar por segundo (frecuencia "f"), de acuerdo con una subrutina que se detallará en la explicación que sigue, de tal manera que, para una fase dada, la energía total suministrada en esa fase (J_{1}, J_{2} o, opcionalmente, J_{3}) queda determinada por la potencia de pico durante cada uno de los impulsos incrementales, multiplicada por el periodo de cada impulso incremental "t_{on}", multiplicado a su vez por la frecuencia establecida por el circuito lógico 195, multiplicada por el tiempo total asignado a esa fase (t_{1}, t_{2} o, opcionalmente, t_{3}).

Con estas relaciones, puede establecerse que, para una fase dada, por ejemplo, la primera fase, la frecuencia para la modulación de potencia en la fase uno ("f_{1}") puede determinarse de acuerdo con la siguiente ecuación:

(1)f_{1} = (J_{1}/[t_{on}\cdot t_{fase 1}])\cdot (R_{h}/[v_{in}\cdot (R_{h}/(R_{h} + R_{c}))]^{2});

donde R_{h} es la resistencia del calentador; R_{c} es la resistencia del circuito; J_{1} es la energía total deseada para la fase 1 (según se determina por el histograma térmico); t_{on} es el periodo de tiempo de cada impulso de potencia modulado; t_{fase \ 1} es el periodo de tiempo total de la fase 1; y v_{in} es el nivel de tensión instantáneo en las baterías. El término R_{c} utilizado en la ecuación anterior es la resistencia del circuito incluyendo conductores, FET's, contactos y fusibles / protectores contra sobre-intensidades (habitualmente entre aproximadamente 0,15 y 0,20 ohmios). El término R_{n} se refiere a la resistencia del calentador, que, en la realización preferida, está próxima a un valor medio de aproximadamente 0,65 ohmios.

El término de ciclo de trabajo ("dc") es el porcentaje de la potencia / energía suministrado al calentador, en comparación con la potencia / energía máxima que podría suministrarse al calentador (un perfil de energía constante). Haciendo referencia a la Figura 13, durante la ejecución de una fase, por ejemplo, la primera fase, el circuito lógico 195 determina la frecuencia de la primera fase y establece a continuación esa frecuencia ajustando un contador que establece el tiempo requerido ("t_{off}") entre cada uno de los impulsos modulados.

El ciclo de trabajo (dc) se relaciona con la frecuencia (f) de la forma que sigue, para cada fase:

(2)dc = t_{on}\cdot f/t_{fase} = t_{on}/t_{on} + t_{off}

La anterior modulación de potencia se mejora disponiendo el circuito lógico 195 de tal manera que supervise dinámicamente la tensión de batería (v_{in}) durante la ejecución de cada impulso modulado, y compensando los cambios en la v_{in} más inmediatamente detectada, con cambios en el contador que establece t_{off}. En consecuencia, si el circuito lógico 195 detecta una caída en v_{in} durante la ejecución de la primera fase de un ciclo de potencia, éste reducirá el periodo de t_{off} de tal manera que el ciclo de trabajo de la primera fase se incremente para mantener la potencia total de objetivo (J_{1}) que había sido establecida para la primera fase de acuerdo con el histograma térmico predeterminado que se desea.

Haciendo referencia, en concreto, a la Figura 7, otro recurso operativo en la configuración de un ciclo de potencia consiste en incluir dentro del circuito lógico 41 una subrutina que se remite o "sondea" el calentador una o varias veces cuando se recarga y/o reemplaza una batería, con el fin de obtener del elemento calentador 37 una lectura de ensayo de la tensión. La lectura de tensión resultante se utiliza entonces para determinar el nivel inmediato o instantáneo de la resistencia del elemento calentador 37, haciendo referencia o remitiéndose a una tabla de consulta 308. A partir de esta determinación de la resistencia del calentador (R_{calentador}), el circuito lógico 195 se remite entonces a una segunda tabla de consulta de PROM 309, a fin de determinar una energía de corrección "\DeltaJ_{trim}", cuya lectura se utiliza para ajustar el valor de la energía total predeterminada para cada fase (J_{1 adj'd} = J_{1} + \DeltaJ_{trim}). El circuito de control acomete entonces el cálculo de la frecuencia (f_{1}) para esa fase utilizando J_{1 adj'd}.

Logro de la consistencia en la cantidad de suministro o entrega de calada a lo largo del ciclo de descarga de las baterías

Otro aspecto importante de la presente invención radica es configurar el circuito de control 41 de tal manera que, a lo largo del ciclo de descarga de las baterías anteriormente mencionado, el circuito de control 41 lleve a cabo de forma consistente un ciclo de potencia que logre el histograma térmico predeterminado que se desea. Dicha característica procura el suministro de un humo subjetivamente agradable de calada en calada, pero también asegura que se procure al cliente que fuma una experiencia de fumar consistente de cigarrillo en cigarrillo y de paquete en paquete, tal y como se espera con los cigarrillos más tradicionales.

Esta propiedad se logra por medio de la manipulación por parte del circuito lógico 195, a fin de ajustar los ciclos de trabajo de cada fase a medida que las baterías progresan a lo largo de sus ciclos de descarga, con el fin de mantener la aplicación de energía total predeterminada para cada fase (J_{1} y J_{2}) a través del ciclo de descarga.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 7, este aspecto se lleva a cabo mediante el circuito lógico 195 cuando se inicia la acción de fumar un cigarrillo, al leer por primera vez la tensión de batería v_{in} y hacer referencia a una relación de correspondencia 302 de consulta de ciclo de trabajo para la primera fase del ciclo de potencia, a fin de establecer un ciclo de trabajo, dc_{1}, para esa tensión v_{in}. Esta operación es un equivalente de la efectuada por el circuito lógico 195 al establecer la frecuencia (f_{1}) de acuerdo con la ecuación (1) expuesta anteriormente. El circuito lógico 195 prosigue a través de la fase y se remite entonces, preferiblemente, a una lectura de v_{in} antes de hacer referencia a la tabla de consulta 304 de ciclo de trabajo, a fin de establecer un valor del ciclo de trabajo dc_{2} para la nueva lectura de v_{in}. El circuito lógico 195 prosigue entonces con la ejecución de la segunda fase del ciclo de potencia y alcanza la entrada total de energía predeterminada (J_{2}), tal y como se ha predeterminado mediante el histograma térmico deseado. Se realizan ajustes dinámicamente en función de las fluctuaciones de tensión en las baterías durante la ejecución de cada fase, como se ha expuesto anteriormente, y se realizan ajustes en función de los cambios en la resistencia del calentador, como también se ha descrito en lo
anterior.

\newpage

El circuito lógico 195 lleva a cabo etapas similares en el caso de que se establezca una tercera (o cuarta) fase opcional para el histograma térmico deseado.

De manera preferida, se establece un punto de diseño para el circuito lógico 195 con el fin de establecer ciclos de trabajo a la tensión más baja v_{in-bsmnt} (véase la Figura 8) que pueda esperarse de la fuente de potencia. Preferiblemente, este punto de diseño se da para una tensión de batería (v_{in-bsmnt}) situada en un cierto margen por debajo de v_{in-min}, de tal manera que el circuito lógico 195 no se aproxime típicamente a la tensión más inferior ni al extremo de la tabla de consulta 302 ó 304. En la realización preferida, el circuito lógico desactiva el encendedor a una tensión de aproximadamente 4,1 voltios, incluso aunque las tablas de consulta continúen hacia abajo hasta 3,6 voltios.

Realizaciones preferidas a modo de ejemplo

De acuerdo con las enseñanzas anteriores, se ha establecido, con un calentador de horquilla de pelo ondulada y de sección transversal de 8 x 16, y una entrada total de energía de 23 julios, que la primera fase se configura preferiblemente de manera que tenga un periodo de tiempo de 1,0 segundos y una entrada total de energía en la primera fase de 15,5 julios. La segunda fase está configurada de modo que tenga una duración de 0,6 segundos e incluya un suministro total de energía de 7,5 julios. Con un suministro de potencia de una batería de cuatro celdas, se determinó v_{in-max} con un valor de 5,1 voltios, de tal manera que la batería experimentaba un ciclo de descarga de tensión que alcanzaba su verdadera tensión mínima de funcionamiento (v_{in-bsmnt}) en 3,6 voltios, valor que se utilizó como un punto de diseño. De manera operativa, y con el fin de establecer la tabla de consulta 302 para el circuito de control 41, la tensión mínima de funcionamiento (v_{in-min}) se estableció en 4,3 voltios, valor por debajo del cual el circuito lógico 195 producirá una indicación de que la batería necesita ser recargada y pondrá un límite al funcionamiento ulterior del encendedor.

Como se ha establecido por las enseñanzas anteriores, se establecieron los siguientes valores por el circuito de control 41, tal y como se expone en la tabla que sigue.

TABLA I

1

La disposición anterior se ha obtenido de un punto de diseño en el cual v_{in-bsmnt} se estableció de manera que fuese 3,6 voltios, con un ciclo de trabajo del 100% en la fase 1.

Para una comprensión adicional del modo como se dispone la modulación del presente Solicitante para reproducir un histograma térmico deseado a lo largo del ciclo de descarga de la batería, la Figura 14 presenta un histograma térmico deseado de 15,5 julios en la primera fase, que tiene una duración de 1,0 segundos, conjuntamente con una entrada de 7,5 julios durante una segunda fase, en la que la duración del impulso es 6 segundos. Una vez que se ha configurado el circuito de control 41 de acuerdo con las anteriores enseñanzas, y en relación con la Figura 15, un analizador de señal digital muestra la naturaleza del ciclo de potencia establecido por el circuito de control 41 cuando ejecuta un ciclo de potencia a 5,2 voltios (v_{in}). Haciendo referencia, a continuación, a la Figura 16, cuando la tensión de la batería cae a 3,8 voltios, el valor de pico en vatios cae por debajo de 20 vatios y el ciclo de trabajo se incrementa en compensación, con el fin de reproducir el histograma térmico de la Figura 14.

Haciendo referencia, a continuación, a las Figuras 17 y 18, puede averiguarse fácilmente la precisión con la que el circuito de control 41 de la realización preferida reproduce la aplicación de energía por etapas deseada, de una fase a la siguiente, a través del intervalo de tensiones asociado al ciclo de descarga de la batería.

Realizaciones alternativas de tres fases preferidas

Los ciclos de potencia de dos fases son disposiciones efectivas cuando la cantidad total de julios del ciclo de potencia (J_{t}) se encuentra en el intervalo de aproximadamente 22 a 26 julios. En el extremo superior de este intervalo de energías, puede mostrarse provechoso reconfigurar el ciclo de potencia de acuerdo con un histograma de tres fases.

Por ejemplo, se dispuso un sistema para fumar 21 de manera que reprodujese exactamente el sabor y la cantidad de suministro o entrega de un conocido cigarrillo de contenidos bajos ("light") que presentaba una cantidad de suministro tar de 11 miligramos. El circuito de control 41 del sistema para fumar 21 se configuró para funcionar de acuerdo con el siguiente histograma térmico y en coincidencia con el siguiente ciclo de potencia:

TABLA II

3

Se establecieron un ciclo de potencia de dos fases y un histograma térmico equivalentes de la manera que sigue:

Una primera fase de 10,3 julios a 20,6 vatios en un t_{fase \ 1} de 0,5 segundos, conjuntamente con una segunda fase de 13,6 julios y 1,0 segundos. Éste último es un caso en el que tanto el periodo de tiempo de cada fase como la cantidad total de julios suministrada fueron manipulados hasta que se consiguió un histograma que ofrecía un nivel deseado de suministro, conjuntamente con las cualidades subjetivas deseadas (sabor e impacto).

Control de potencia verdadera

En las realizaciones anteriores, el ciclo de potencia se divide en al menos unas primera y segunda fases, cada de las cuales tiene un periodo de tiempo respectivo predeterminado, así como una entrada total de energía para cada fase. Éstas se adaptan al ciclo de descarga de la fuente de potencia (a sus límites superior e inferior de variación de la tensión de funcionamiento) mediante la ejecución repetitiva con la demanda del ciclo de potencia configurado, al determinar la tensión aplicada en tiempo real, o instantánea, de la fuente de potencia, y ajustar un ciclo de trabajo respectivo (u otro factor de ajuste de la potencia) en cada fase del ciclo de potencia, en respuesta al valor leído de la tensión, de tal manera que se alcance la entrada total de energía respectiva establecida para cada fase. Se leyó la tensión v_{in} en la batería y se determinó el ciclo de trabajo respectivo remitiéndose a una tabla de consulta (ROM).

Las realizaciones anteriores resultan particularmente adecuadas para el caso en el que pueden fabricarse varios elementos calentadores 37 de tal manera que sus resistividades eléctricas caigan dentro de tolerancias aceptablemente estrechas. Sin embargo, con ciertos materiales de calentador y/o técnicas de fabricación, las resistencias pueden variar de calentador a calentador. El siguiente ciclo de control de potencia verdadera se estableció para proporcionar una ejecución precisa de los ciclos de potencia con independencia de las diferencias de resistencia entre los elementos calentadores 37. La disposición incluye también unas primera y segunda matrices o conjuntos ordenados de fase de potencia, de tal manera que la primera fase está dividida en tres sub-fases. Cada una tiene su propia duración de fase definida: t_{1a}, t_{1b}, t_{1c} y t_{2}; cada una de ellas tiene su propio nivel de potencia promedio predeterminado ("de objetivo"): p_{1a}, p_{1b}, p_{1c} y p_{2}; y, en consecuencia, cada una de ellas tiene su propia energía total resultante: J_{1a}, J_{1b}, J_{1c} y J_{2}.

Haciendo referencia a las Figuras 13 a 19, la modulación de potencia es en la forma de una modulación de la densidad de impulsos, de tal manera que el circuito lógico 195' genera repetidamente impulsos de potencia de un periodo de tiempo incremental predeterminado, "t_{on}", cuya duración de impulso es fija. Preferiblemente, la anchura de los impulsos, "t_{on}", es aproximadamente 0,008 segundos (8 milisegundos), si bien pueden utilizarse en su lugar otros valores. El circuito lógico 195' determina los tiempos de desconexión o inactivos entre los impulsos de acuerdo con una subrutina que se detallará en la exposición que sigue, de tal forma que, para una fase dada, la ejecución de los impulsos de potencia con tiempos de desconexión establecidos por el circuito lógico 195' proporciona la potencia promedio de objetivo para esa fase (por ejemplo, p_{1a}).

Haciendo particular referencia a la Figura 19, se han dispuesto una resistencia en derivación 410 y un amplificador 420 de regulación de escala en el circuito de control 41', con el fin de proporcionar al circuito lógico 195' una señal indicativa de la corriente ("i_{calentador}") que está pasando a través de cualquiera de los elementos calentadores 37 que experimenta un ciclo de potencia. Como en las realizaciones anteriores, el circuito lógico 195' se ha dispuesto de manera que reciba una señal indicativa del nivel de tensión v_{in} de la fuente de potencia 35a, el cual es indicativo de la tensión a través del elemento calentador 37 que experimenta el ciclo de potencia.

En el circuito de control 41', el circuito lógico 195' se ha dispuesto de manera que se dirija a una tabla de consulta 440 que establece, para cada fase (1a, 1b, 1c y 2), equivalentes digitales de los niveles de potencia promedio de objetivo, p_{1a}, p_{1b}, p_{1c} y p_{2}, y las duraciones de fase predeterminadas t_{1a}, t_{1b}, t_{1c} y t_{2}.

Con el inicio de un ciclo de potencia, el circuito lógico 195' se remite a la tabla de consulta 440 con el fin de registrar el respectivo nivel de potencia promedio de objetivo para la fase (por ejemplo, p_{1a}) y su duración de fase (por ejemplo, t_{1a}); ajusta un temporizador digital o equivalente de acuerdo con el valor proporcionado para la duración de fase (por ejemplo, t_{1a}); inicia el primer impulso de potencia (de 8 milisegundos) para el elemento calentador 37 seleccionado; y obtiene señales instantáneas indicativas de la tensión en la batería (v_{in}) y de la corriente en el calentador (i_{calentador}). Puesto que el producto matemático de los valores de señal para la tensión en la batería v_{in} y la corriente en el calentador i_{calentador} es proporcionar a la potencia instantánea en el elemento calentador 37 seleccionado, el circuito lógico 41' puede determinar rápidamente un t_{off} (o ciclo de trabajo dc_{1a}) para el que la potencia promedio de objetivo de la fase particular (por ejemplo, p_{1a}) se logra para esas corriente de calentador (i_{calentador}) y tensión de batería (v_{in}) instantáneas dentro del tiempo proporcionado por la duración de la fase (por ejemplo, t_{1a}). El circuito lógico 195' se ha programado para ejecutar esta etapa de acuerdo con la siguiente relación fundamental:

(3)t_{off} = (i_{calentador}\cdot v_{in}\cdot t_{on}/p_{fase})\cdot t_{on}

donde p_{fase} es el respectivo nivel de potencia de objetivo (p_{1a}, p_{1b}, p_{1c} o p_{2}).

En consecuencia, t_{off} se determina primeramente durante la ejecución del primer impulso de potencia incremental de la fase (por ejemplo, la fase 1a). Preferiblemente, se determina nuevamente, una y otra vez, de la misma manera, durante cada uno de los impulsos de potencia subsiguientes de la fase, de tal modo que el ciclo de trabajo puede ajustarse dinámicamente a lo largo de la fase en ejecución.

Con la expiración de la duración de la fase temporizada (por ejemplo, t_{1a}), el circuito lógico 41' entra en la siguiente fase (por ejemplo, la fase 1b); consulta la respectiva potencia promedio de objetivo para la nueva fase (por ejemplo, p_{1b}) y su duración de fase (t_{1b}); inicia un primer impulso de potencia (de 8 milisegundos) para el mismo elemento calentador 37 seleccionado; y determina el t_{off} (o ciclo de trabajo dc_{1b}) de la misma manera que se ha descrito en lo anterior. El procedimiento se repite para cada una de las fases subsiguientes, hasta que se haya completado el ciclo de potencia.

Esta forma de gestión de potencia proporciona una reproducción precisa del perfil de potencia que se desea y compensa de forma automática las diferencias de resistencia eléctrica entre los elementos calentadores 37, así como las fluctuaciones intermitentes en la tensión de la batería durante la ejecución de un ciclo de potencia. Mantiene también un suministro preciso de potencia / energía con independencia de la temperatura de la carga o de las variaciones dinámicas en la resistencia de los elementos calentadores 37.

De manera preferida, cuando el ciclo de trabajo (por ejemplo, dc_{1a}) de cualquiera de las fases o sub-fases (a excepción de la última) alcanza el 100% debido a la disminución de la tensión en la batería cargada (v_{in}), se da inicio a la siguiente fase (por ejemplo, la fase 1b) a un ciclo de trabajo elevado, preferiblemente a un ciclo de trabajo del 100%, y se prosigue en el ciclo de trabajo elevado (100%) a lo largo de un incremento de tiempo Tx, de tal manera que la energía total suministrada durante Tx no sólo compensa la energía perdida en la fase precedente, sino que también aplica el incremento de energía tal como fue programado inicialmente para la porción Tx de la fase subsiguiente. Con la conclusión de Tx, el ciclo de trabajo se ajusta como se ha descrito anteriormente, de tal manera que se haya entregado la potencia promedio (por ejemplo, p_{1b}) al término de la fase, si es posible, o se haga en las fases que
restan.

Si la tensión aplicada es tal, que se requiere un ciclo de trabajo del 100% para todas las fases, el funcionamiento puede continuar (con una energía total disminuida) siempre y cuando la tensión de carga de la batería (v_{in}) permanezca en la tensión de corte baja o por encima de esta. Se pone un límite a la ejecución de los ciclos de calada si la tensión de carga (v_{in}) cae por debajo de la tensión de corte baja.

Ha de comprenderse que el valor de la energía total en una fase dada (por ejemplo, J_{1a} para la fase 1) y la potencia promedio de objetivo de la fase (por ejemplo, p_{1a}) son indicativas una de otra / proporcionales entre sí, debido a que la última es igual a la primera dividida por el tiempo, y el tiempo es una cantidad fija para cada fase (por ejemplo, t_{1a}). En consecuencia, las actuaciones digitales del circuito lógico 195' para la determinación dinámica de t_{off} (o ciclo de trabajo) pueden emprenderse como se ha descrito anteriormente, utilizando valores dados de la potencia de objetivo y de la duración de la fase, o, alternativamente, con valores dados de la energía total por fase, conjuntamente con el conjunto de duraciones de fase dadas.

Un perfil de potencia preferido

Como en las realizaciones preferidas anteriores, el presente perfil de potencia preferido se divide en unas primera y segunda fases, de tal manera que se aplica una porción mayor del total absoluto o global de energía en la primera fase, y de forma que la segunda fase es más larga que la primera. Sin embargo, en el perfil de potencia que se establece en lo que sigue, la primera fase se divide en tres sub-fases 1a, 1b y 1c de niveles de objetivo para la energía y la potencia totales progresivamente decrecientes. Este esquema de potencia en sub-fases 1a, 1b y 1c aplica la mayor cantidad de energía en la primera sub-fase (1a), a fin de iniciar rápidamente un ascenso de la temperatura del calentador. Las sub-fases subsiguientes (1b, 1c) proporcionan cantidades cada vez más pequeñas de energía, de modo que el sistema no fuerza térmicamente los elementos calentadores ni provoca temperaturas de pico excesivas. Si bien las sub-fases 1a, 1b y 1c del ciclo de potencia se han dispuesto para favorecer un rápido ascenso de la temperatura del calentador, la segunda fase se ha configurado más hacia el mantenimiento de una temperatura elevada en el calentador que hacia una elevación rápida de la temperatura del calentador. En consecuencia, tiene una duración más prolongada que cualquiera de las primeras sub-fases, y aplica un nivel de potencia promedio mucho más bajo que cualquiera de las sub-fases 1a, 1b y 1c, consideradas individualmente.

TABLA III

4

Si bien el esquema de potencia anterior es el preferido, una persona con conocimientos medios en la técnica pertinente constatará fácilmente, a partir de una lectura de esta descripción, que es posible confeccionar otros perfiles de potencia que tengan unos valores completamente diferentes de los que se proporcionan específicamente en lo anterior, y que, con todo, por las proporciones entre sus valores, proporcionen efectos funcionales comparables, incluyendo la provisión de un rápido calentamiento de un elemento calentador sin incurrir en temperaturas de pico excesivas, así como la aplicación de calor a un cigarrillo de tal manera que se actúe térmicamente en el cigarrillo de acuerdo con un histograma térmico preferido, tal como se ha preconizado aquí.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 19, el circuito lógico 195' incluye, opcionalmente, una segunda tabla de consulta 460 ("tabla de corrección de energía") que comprende una lista de valores de compensación ("\DeltaJ_{e-trim}") para cada uno de los elementos calentadores 37. Los valores de compensación comprenden ligeros ajustes en las energías totales de objetivo (J_{1a}, J_{1b}, J_{1c} o J_{2}) para cada elemento calentador 37, de tal manera que, a medida que un elemento calentador experimenta la realización de un ciclo de potencia, las energías totales de objetivo encontradas en la tabla anterior (J_{1a}, J_{1b}, J_{1c} y J_{2}) se ajustan, cada una de ellas, hacia arriba o hacia abajo con \DeltaJ_{e-trim}, dependiendo de si las conexiones ("trazas") con el circuito lógico de control 41' del elemento calentador son más largas (con mayores pérdidas de circuito) o más cortas (con menores pérdidas de circuito) que la media. Para los elementos calentadores con mayores pérdidas de circuito, los niveles de energía de objetivo (o potencias promedio de objetivo) se ajustan hacia arriba, con el fin de compensar las pérdidas adicionales. Lo opuesto se hace para los elementos calentadores con menores pérdidas de circuito. En consecuencia, la aplicación de los valores de compensación \DeltaJ_{e-trim} mejora la uniformidad del comportamiento del elemento de soporte calentador de elemento calentador a elemento calentador. Ésta también mejora la precisión en la ejecución de los ciclos de potencia de acuerdo con el perfil de potencia prescrito. En la realización preferida, los valores de \DeltaJ_{e-trim} para los diversos elementos calentadores se encuentran en el intervalo comprendido entre -0,05 julios y 0,08 julios, si bien aplicaciones de circuito diferentes podrían requerir un intervalo de valores distinto.

Ciclo de potencia de precalentamiento

Como se ha explicado anteriormente, el circuito lógico 195' coopera con el detector de cigarrillos 57 para detectar el instante en que se inserta un cigarrillo 23 en el elemento de soporte calentador 39 del encendedor 25. Al ocurrir esto, el circuito lógico 195' se apresta para la ejecución de los ciclos de potencia accionados por calada como se ha descrito en lo anterior, en cooperación con el sensor de caladas 45.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 19, se prefiere que se proporcione un circuito lógico 195' con una rutina de ciclo de precalentamiento 480, que sea operativa entre el instante en que el sensor de luz 57 detecta la inserción de un cigarrillo y el momento en que el sensor de caladas 45 es habilitado para ejecutar ciclos de potencia accionados por calada.

Preferiblemente, la subrutina de precalentamiento incluye la configuración de una porción del circuito lógico 195' de manera que lleve a cabo un encendido de 1/8 de segundo de cada elemento calentador 37, en sucesión, preferiblemente uno inmediatamente después de otro. Para la realización preferida que tiene ocho elementos calentadores 37, el ciclo de precalentamiento se lleva a cabo dentro de un tiempo total absoluto o global de aproximadamente un (1) segundo. De manera preferida, el circuito lógico se ha configurado de modo que complete una ejecución del ciclo de precalentamiento antes de iniciar ningún ciclo de potencia accionado por calada. La duración relativamente corta del ciclo de precalentamiento (un segundo) evita el retardo en el encendedor, ya preparado y habilitado para llevar a cabo ciclos de potencia accionados por calada. Sin embargo, es posible emplear en la práctica tiempos totales más largos o más cortos para el ciclo de precalentamiento (t_{precalentamiento}) si se desea, y no es necesario que el impulso de potencia suministrado a cada calentador sea una fracción idéntica del tiempo del ciclo de precalentamiento total, t_{precalentamiento}.

De manera preferida, el ciclo de precalentamiento completo proporciona un nivel de energía total de objetivo (J_{precalentamiento}) comprendido en el intervalo de aproximadamente 5 a 25 julios, más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 10 a 25 julios, y, de la forma más preferida, de aproximadamente 17 julios por ciclo de precalentamiento.

La rutina de precalentamiento 480 se lleva a cabo, de manera preferida, aproximadamente 1 segundo después de la confirmación, por parte del detector de cigarrillos 57, de que se ha insertado un cigarrillo en el encendedor 25.

Se ha encontrado que el ciclo de precalentamiento efectúa un tratamiento térmico previo en la barra de tabaco del cigarrillo 23, de tal manera que se obtiene una respuesta más plena y subjetivamente agradable del cigarrillo 23 al llevar a cabo los ciclos de potencia accionados por calada.

Opcionalmente, la ejecución de cada impulso de potencia puede controlarse utilizando técnicas de modulación de potencia como las descritas anteriormente, de tal manera que la cantidad total de julios (J_{precalentamiento}) sea fija, la duración del ciclo de impulso de precalentamiento (t_{precalentamiento}) sea fija, y de modo que se lea la tensión de batería (v_{in}) o, alternativamente, tanto la tensión de batería (v_{in}) como la corriente de calentador (i_{calentador}) y se ajuste el ciclo de trabajo por parte del circuito lógico 195' en respuesta a los valores leídos, a fin de obtener la energía de precalentamiento deseada (J_{precalentamiento}).

Si bien esta invención se ha ilustrado y descrito de acuerdo con realizaciones preferidas, se tiene constancia de que pueden realizarse en la misma variaciones y cambios que no se aparten de la invención, tal y como es abarcada por las reivindicaciones. A este respecto, el tipo de los elementos calentadores 37 puede, en su lugar, comprender láseres o elementos inductivos, o bien cualquier otro dispositivo que transfiera calor a un cigarrillo durante un ciclo de calada. De manera adicional, el dispositivo puede emplear fuentes de potencia distintas de las baterías. Además, los ajustes dinámicos para cada fase en respuesta a los cambios en el ciclo de trabajo y/o en la resistencia de los calentadores, pueden llevarse a cabo mediante disposiciones distintas de las tablas de consulta de PROM. Por ejemplo, es posible variar parámetros de acuerdo con la ecuación 1 expuesta en la memoria, mediante cálculos analógicos u otros equivalentes conocidos para lograr el ajuste de señales electrónicas con respecto a las lecturas de una segunda señal electrónica.

Claims (55)

1. Un método para controlar la aplicación de potencia eléctrica procedente de una fuente de potencia a elementos calentadores de un sistema para fumar accionado eléctricamente, comprendiendo dicho método las etapas de:

establecer, en un controlador del sistema eléctrico para fumar, un ciclo de potencia susceptible de llevarse a cabo o ejecutable, que comprende al menos unas primera y segunda fases, de tal manera que dicha etapa de establecimiento proporciona a cada una de dichas primera y segunda fases, respectivamente, un periodo de tiempo preseleccionado (t_{fase}), un ciclo de trabajo ajustable (dc_{fase}) y una energía total preseleccionada (J_{fase}); y modular, en respuesta a una aspiración o calada en el sistema para fumar, la aplicación de potencia a un elemento calentador durante cada una de dichas primera y segunda fases, de acuerdo con dicho ciclo de potencia establecido, al:

referir una tensión instantánea de una fuente de potencia a un ciclo de trabajo correspondiente por medio de una tabla de consulta; y

ajustar dicho ciclo de trabajo para cada fase a dicho ciclo de trabajo correspondiente, de tal forma que dicho respectivo nivel de energía total preseleccionado para cada fase se alcance dentro de dicho periodo de tiempo respectivo preseleccionado de dicha fase.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha etapa de ejecutar repetidamente dicho ciclo de potencia configurado incluye la etapa de modular una aplicación de potencia mediante la generación repetitiva de impulsos de potencia, de manera que cada impulso de potencia tiene un periodo de tiempo fijo (t_{on}) a lo largo de una porción substancial de dicho ciclo de potencia, y dicha etapa de ajustar el ciclo de trabajo para cada fase respectiva incluye la etapa de ajustar un número total de impulsos de potencia que se han de llevar a cabo durante la fase respectiva en respuesta a dicha etapa de referencia de la tensión.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dicha etapa de modular la aplicación de potencia incluye suministrar la energía respectiva (J_{i}) de cada fase respectiva de acuerdo con las siguientes relaciones analíticas:

f_{i} = (J_{i}/[t_{on}\cdot t_{fase \ i}])\cdot (R_{h}/[v_{in}\cdot(R_{h}/(R_{h} + R_{c}))]^{2});

y

dc_{i} = t_{on}\cdot f_{i}/t_{fase \ i};

donde f_{i} es el número de impulsos de potencia que se han de generar por segundo en la fase respectiva; J_{i} es el nivel de energía preseleccionado de la fase respectiva; t_{on} es el periodo de cada impulso de potencia; R_{h} es una resistencia eléctrica del elemento calentador; R_{c} es una resistencia eléctrica de los circuitos del controlador; t_{fase} es el periodo de tiempo preseleccionado de la fase respectiva; v_{in} es un nivel de tensión que es referido en dicha etapa de referencia múltiple de tensión; y dc_{i} es el ciclo de trabajo de la fase respectiva.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende adicionalmente la etapa de remitirse eléctricamente a al menos uno de los elementos calentadores para obtener una lectura indicativa de una resistencia eléctrica detectada de dicho elemento calentador, y ajustar el valor de J_{i} en dichas relaciones analíticas en compensación de los cambios en dicha resistencia eléctrica detectada de dicho calentador.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual dicha etapa de modular la aplicación de potencia incluye una ejecución múltiple de dicha etapa de referencia durante cada fase respectiva, de tal manera que dicha etapa de ajustar el ciclo de trabajo en dicha fase respectiva constituye una respuesta a dichas etapas múltiples de referencia.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende adicionalmente la etapa de establecer un intervalo predeterminado de tensiones en correlación con un ciclo de descarga de tensión de dicha fuente de potencia, de manera que dicho intervalo predeterminado incluye un nivel de tensión de funcionamiento superior y un nivel de tensión de funcionamiento inferior.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende adicionalmente la etapa de limitar la ejecución de dicho ciclo de potencia configurado, entre dicho nivel de tensión de funcionamiento superior y dicho nivel de tensión de funcionamiento inferior.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 6 ó la reivindicación 7, en el cual dicha etapa de establecer o configurar un ciclo de potencia incluye la etapa de preseleccionar un valor máximo de ciclo de trabajo a un nivel de tensión situado en una porción inferior de dicho ciclo de descarga de tensión.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual dicha etapa de preseleccionar dicho valor máximo de ciclo de trabajo se establece a un nivel de tensión menor que dicho nivel de tensión de funcionamiento inferior.

10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el cual dicha etapa de establecer un ciclo de potencia incluye dividir una energía total absoluta o global entre dichas primera y segunda fases, de tal forma que dicha energía total de dicha primera fase es mayor que dicha energía total de dicha segunda fase, y dicho periodo de tiempo de dicha segunda fase es más largo que dicho periodo de tiempo de dicha primera fase.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha etapa de establecimiento comprende configurar dicho ciclo de potencia de acuerdo con un histograma térmico deseado, incluyendo dicha etapa de configuración dividir dicho ciclo de potencia en dichas primera y segunda fases y establecer un periodo de tiempo respectivo para cada fase, así como establecer una energía total respectiva para cada fase.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual dicha etapa de configurar un ciclo de potencia incluye dividir una energía total entre las primera y segunda fases, de tal forma que dicho nivel de energía respectivo de dicha primera fase es dos tercios de dicha energía total y dicho nivel de energía respectivo de dicha segunda fase es un tercio de dicha energía total.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 11, en el cual dicha etapa de referencia comprende la etapa de referir tanto la tensión de dicha fuente de potencia (v_{in}) como la corriente a través de dicho elemento calentador (i_{calentador}) mientras se aplica potencia a dicho elemento calentador durante dicha fase.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en el cual dicha etapa de ajuste del ciclo de trabajo comprende modular una densidad de impulsos durante dicha fase.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual dicha etapa de modular una densidad de impulsos comprende las etapas de:

generar repetidamente impulsos de potencia, de manera que cada impulso de potencia tiene una duración predeterminada de tiempo de conexión o activo (t_{on}), incluyendo dicha etapa de generar repetidamente la etapa de interponer una duración de tiempo de desconexión o inactivo (t_{off}) entre impulsos de potencia consecutivos; y

ajustar dicha duración de tiempo de desconexión (t_{off}), durante cada una de dichas fases, en respuesta a dicha etapa de referencia.

16. El método de acuerdo con la reivindicación 15, en el cual dicho tiempo de conexión (t_{on}) de dichos impulsos de potencia es menor que aproximadamente 0,010 segundos.

17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual dicho tiempo de conexión (t_{on}) de dichos impulsos de potencia es aproximadamente 0,008 segundos.

18. El método de acuerdo con las reivindicaciones 15, 16 ó 17, en el cual dicho controlador está provisto de:

un primer conjunto de valores indicativos de dichos periodos de tiempo preseleccionados (t_{fase}) de dichas primera y segunda fases, respectivamente; y

un segundo conjunto de valores relativos a dichas energías totales preseleccionadas (J_{fase}) de dichas primera y segunda fases, respectivamente, siendo dicho segundo conjunto de valores indicativo de un nivel de potencia promedio (p_{fase}) de objetivo preseleccionado para dichas primera y segunda fases, respectivamente;

accediendo dicho controlador a respectivos valores de t_{fase} y p_{fase} durante cada una de dichas primera y segunda fases, respectivamente; y llevando a cabo dicho controlador dicha etapa de modular una densidad de impulsos durante cada una de dichas fases, respectivamente, mediante el ajuste de dicha duración de tiempo inactivo o de desconexión (t_{off}) de tal manera que dicho controlador aplica potencia a dicho elemento calentador, para el periodo de tiempo respectivo (t_{fase}) a un nivel que se aproxima a dicho nivel de potencia promedio de objetivo (p_{fase}) respectivo.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 18, que comprende adicionalmente las etapas:

cuando dicho ciclo de trabajo de cualquier primera fase alcanza un valor del 100%, dicho controlador ejecuta dicha segunda fase a un ciclo de trabajo del 100% hasta un tiempo Tx tal, que una energía total suministrada durante Tx iguala aproximadamente a cualquier diferencia entre la energía total preseleccionada de dicha primera fase (J_{fase \ 1}) y el suministro real de energía durante dicha primera fase conjuntamente con un incremento de energía según puede determinarse inicialmente para la porción Tx de dicha segunda fase.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 18 ó la reivindicación 19, en el cual dicha etapa de modular una densidad de impulsos incluye determinar dicha duración de tiempo de desconexión (t_{off}) de acuerdo con la siguiente relación:

t_{off} = (i_{calentador}\cdot v_{in}\cdot t_{on}/p_{fase})-t_{on}.

21. El método de acuerdo con las reivindicaciones 17, 18, 19 ó 20, en el cual dicha etapa de modular la aplicación de potencia incluye una ejecución múltiple de dicha etapa de referencia durante cada fase respectiva, siendo dicha etapa de ajustar el t_{off} en dicha fase respectiva una respuesta a dichas múltiples etapas de referencia.

22. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, que comprende adicionalmente la etapa de establecer un intervalo predeterminado de tensiones en correlación con un ciclo de descarga de tensión de dicha fuente de potencia, de tal manera que dicho intervalo predeterminado incluye un nivel de tensión de funcionamiento superior y un nivel de tensión de funcionamiento inferior, comprendiendo dicho método adicionalmente la etapa de limitar la ejecución de dicho ciclo de potencia entre dicho nivel de tensión de funcionamiento superior y dicho nivel de tensión de funcionamiento inferior.

23. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 11 ó 12, en el cual dicha etapa de establecer un ciclo de potencia incluye dividir una energía total absoluta o global entre dichas primera y segunda fases, de manera que dicha energía total de dicha primera fase es mayor que dicha energía total de dicha segunda fase y dicho periodo de tiempo de dicha segunda fase es más largo que dicho periodo de tiempo de dicha primera fase.

24. El método de acuerdo con la reivindicación 23, en el cual dicha etapa de establecer un ciclo de potencia incluye dividir dicha primera fase en una pluralidad de sub-fases, de tal manera que cada sub-fase tiene una energía total respectiva que disminuye progresivamente.

25. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende adicionalmente la etapa de establecer en dicho controlador un ciclo de precalentamiento susceptible de llevarse a cabo o ejecutable al recibir dicho controlador una señal indicativa de que un cigarrillo ha sido insertado en el encendedor, de tal manera que dicho ciclo de precalentamiento comprende las etapas de comunicar potencia eléctrica a al menos algunos de dichos elementos calentadores en sucesión, al objeto de suministrar la energía suficiente durante dicho ciclo de precalentamiento para precalentar térmicamente una porción del cigarrillo insertado.

26. El método de acuerdo con la reivindicación 25, en el cual dicha energía de dicho ciclo de precalentamiento se encuentra comprendida en el intervalo entre 5 y 25 julios aproximadamente.

27. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en el cual dicha energía de dicho ciclo de precalentamiento está comprendida en el intervalo entre 10 y 25 julios aproximadamente.

28. El método de acuerdo con la reivindicación 27, en el cual dicha energía de dicho ciclo de precalentamiento es aproximadamente 17 julios.

29. Un encendedor eléctrico (25) de cigarrillos, que comprende:

una fuente de potencia eléctrica (35a), que tiene un intervalo predeterminado de tensiones en correlación con un ciclo de descarga de dicha fuente de potencia (35a), de manera que dicho intervalo predeterminado incluye un nivel de tensión superior y un nivel de tensión inferior;

una pluralidad de elementos calentadores (37), destinados a recibir un cigarrillo (23); y

un controlador (41), destinado a comunicar de forma controlable al menos uno de dichos elementos calentadores (37) con dicha fuente de potencia eléctrica (35a) en respuesta a una aspiración o calada en dicho cigarrillo (23);

estando configurado dicho controlador (41) para suministrar energía eléctrica a dicho al menos un elemento calentador (37) de acuerdo con un ciclo de potencia predeterminado que incluye al menos unas primera y segunda fases, un periodo de tiempo preseleccionado para cada fase y un nivel de energía preseleccionado para cada fase;

incluyendo dicho controlador (41) medios (195, 195') para llevar a cabo repetidamente dicho ciclo de potencia configurado, de tal forma que dichos medios (195, 195') para llevar a cabo repetidamente dicho ciclo de potencia configurado comprenden:

medios para referir una tensión instantánea de dicha fuente de potencia (35a) a un ciclo de trabajo correspondiente por medio de una tabla de consulta (302, 304, 306); y

medios para ajustar un ciclo de trabajo respectivo para cada fase a dicho ciclo de trabajo correspondiente, en respuesta a una salida de dichos medios de referencia de tensión, de tal forma que se logra el nivel de energía preseleccionado de cada fase dentro de dicho periodo de tiempo preseleccionado para cada fase, durante la ejecución de dicho ciclo de potencia, por lo que se consigue la repetición o reproducción de dicho ciclo de potencia predeterminado a lo largo de dicho ciclo de descarga de dicha fuente de potencia (35a).

30. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 29, en el cual dichos medios (195, 195') para llevar a cabo repetidamente dicho ciclo de potencia configurado comprenden adicionalmente medios para referir la corriente que pasa a través de dicho elemento calentador (37) (i_{calentador}); comprendiendo dichos medios para ajustar un ciclo de trabajo medios para modular una densidad de impulsos durante cada una de dichas fases en respuesta a dichos medios de referencia de tensión y a dichos medios de referencia de corriente.

31. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 30, en el cual dichos medios para modular una densidad de impulsos comprenden:

medios para generar repetidamente impulsos de potencia, de tal manera que cada impulso de potencia tenga una duración predeterminada de tiempo activo o de conexión (t_{on}), conjuntamente con una duración de tiempo inactivo o de desconexión (t_{off}) que se interpone entre impulsos de potencia consecutivos; y

medios para ajustar dicha duración de tiempo de desconexión (t_{off}) durante cada una de dichas fases en respuesta a dichos medios de referencia de tensión y de corriente.

32. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 31, en el cual dicho tiempo activo o de conexión (t_{on}) de dichos impulsos de potencia es menor que aproximadamente 0,010 segundos.

33. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 32, en el cual dicho tiempo de conexión (t_{on}) de dichos impulsos de potencia es aproximadamente 0,008 segundos.

34. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 31, en el cual dicho controlador (41) comprende adicionalmente medios para acceder a:

un primer conjunto de valores indicativos de dichos periodos de tiempo preseleccionados (t_{fase}) de dichas primera y segunda fases, respectivamente; y

un segundo conjunto de valores que tienen relación con dichas energías totales preseleccionadas (J_{fase}) de dichas primera y segunda fases, respectivamente, siendo dicho segundo conjunto de valores indicativo de un nivel de potencia promedio (p_{fase}) de objetivo preseleccionado para dichas primera y segunda fases, respectivamente;

accediendo dicho controlador (41) a valores respectivos de t_{fase} y p_{fase} durante cada una de dichas primera y segunda fases, respectivamente; y ajustando dichos medios moduladores de densidad de impulsos dicha duración de tiempo de desconexión (t_{off}) de tal manera que dicho controlador (41) aplica potencia durante el periodo de tiempo respectivo (t_{fase}) a dicho elemento calentador (37) a un nivel que se aproxima a dicho respectivo nivel de potencia promedio de objetivo (p_{fase}) durante cada una de dichas fases, respectivamente.

35. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 34, en el cual dicho controlador (41) está configurado para llevar a cabo dicha segunda fase a un ciclo de trabajo del 100% si dicho ciclo de trabajo de dicha primera fase ha alcanzado un valor del 100%, hasta un tiempo Tx tal, que una energía total suministrada durante Tx iguala aproximadamente a cualquier diferencia entre la energía total preseleccionada de dicha primera fase (J_{fase \ 1}) y el suministro real de energía durante dicha primera fase conjuntamente con un incremento de energía según puede determinarse inicialmente para la porción Tx de dicha segunda fase.

36. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 30, en el cual dicho controlador (41) está configurado para limitar la ejecución de dicho ciclo de potencia entre dicho nivel de tensión de funcionamiento superior y dicho nivel de tensión de funcionamiento inferior.

37. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 30, en el cual dicha etapa de establecer un ciclo de potencia incluye dividir una energía total absoluta o global entre dichas primera y segunda fases, de tal manera que dicha energía total de dicha primera fase es mayor que dicha energía total de dicha segunda fase, y dicha duración de tiempo de dicha segunda fase es más larga que dicha duración de tiempo de dicha primera fase.

38. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 20, en el cual dicho ciclo de potencia incluye dicha primera fase dividida en una pluralidad de sub-fases, de tal manera que cada sub-fase tiene una energía total respectiva que disminuye progresivamente.

39. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 20, en el cual dicho controlador (41) incluye medios para generar repetidamente impulsos de potencia, de tal manera que cada impulso de potencia tiene un periodo de tiempo fijo (t_{on}) a lo largo de una porción sustancial de dicho ciclo potencia, y dichos medios de ajuste de ciclo de trabajo incluyen medios para modular un número total de impulsos de potencia que se han de llevar a cabo durante la fase respectiva en respuesta a la salida de dichos de referencia de tensión.

40. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 39, en el cual dicho periodo fijo de dichos impulsos de potencia es menor que aproximadamente 0,010 segundos.

41. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 40, en el cual dicho periodo fijo de dichos impulsos de potencia es menor que aproximadamente 0,008 segundos.

42. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 39, en el cual dichos medios de referencia de tensión refieren inicialmente la tensión de dicha fuente de potencia (35a) conforme se inicia cada fase respectiva, de tal manera que dichos medios de modulación actúan en respuesta a dicha referencia inicial por parte de dichos medios de referencia de tensión.

43. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 33, en el cual dichos medios de referencia de tensión refieren la tensión de dicha fuente de potencia (35a) una pluralidad de veces dentro de cada fase respectiva, de tal manera que dichos medios de modulación actúan en respuesta a dicha pluralidad de referencias efectuadas por dichos medios de referencia de tensión.

44. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 43, en el cual dichos medios de modulación suministran la energía respectiva (J_{1}) de cada fase respectiva de acuerdo con las siguientes relaciones analíticas:

f_{i} = (J_{i}/[t_{on}\cdot t_{fase \ i}])\cdot (R_{h}/[v_{in}\cdot(R_{h}/(R_{h} + R_{c}))]^{2});

y

dc_{i} = t_{on}\cdot f_{i}/t_{fase \ i};

donde f_{i} es el número de impulsos de potencia que se han de generar por segundo en la fase respectiva; J_{i} es el nivel de energía preseleccionado de la fase respectiva; t_{on} es el periodo de cada impulso de potencia; R_{h} es una resistencia eléctrica del elemento calentador (37); R_{c} es una resistencia eléctrica de los circuitos del controlador (41); t_{fase} es el periodo de tiempo preseleccionado de la fase respectiva; v_{in} es un nivel de tensión que es referido en dicha etapa de referencia múltiple de tensión; y dc_{i} es el ciclo de trabajo de la fase respectiva.

45. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 44, que comprende adicionalmente medios para referirse o remitirse eléctricamente a al menos uno de los elementos calentadores (37) con el fin de obtener una lectura indicativa de una resistencia eléctrica detectada de dicho elemento calentador (37) y ajustar el valor del nivel de energía preseleccionado de la fase respectiva J_{i} en dichas relaciones analíticas, en compensación de los cambios en dicha resistencia eléctrica detectada de dicho elemento calentador (37).

46. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 39, que comprende adicionalmente medios que limitan la ejecución de dicho ciclo de potencia entre dicho nivel de tensión de funcionamiento superior y dicho nivel de tensión de funcionamiento inferior.

47. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 46, en el cual dichos medios de modulación establecen un valor máximo de ciclo de trabajo a un nivel de tensión comprendido en una porción inferior de dicho ciclo de descarga de tensión.

48. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 47, en el cual dicha etapa de preseleccionar dicho valor máximo de ciclo de trabajo se establece en un nivel de tensión menor que dicho nivel de tensión de funcionamiento inferior.

49. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 39, en el cual dicho controlador (41) se ha configurado para ejecutar una energía total con dichas primera y segunda fases, de tal manera que dicho nivel de energía de dicha primera fase es dos tercios de dicha energía total y dicho nivel de energía de dicha segunda fase es un tercio de dicha energía total.

50. El encendedor (25) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 49, que comprende adicionalmente un detector de cigarrillos (53), destinado a proporcionar a dicho controlador (41) una señal que es indicativa de la existencia de un cigarrillo (23) insertado en dicho encendedor (25), y un sensor de caladas (45), destinado a proporcionar a dicho controlador (41) una señal indicativa de una aspiración, por parte de un fumador, en el cigarrillo insertado
(23);

de tal manera que dicho controlador (41) está configurado para llevar a cabo un ciclo de potencia de precalentamiento en respuesta a la recepción por dicho controlador (41) de dicha señal indicativa de que se ha insertado un cigarrillo (23) en el encendedor (25), comprendiendo dicho ciclo de precalentamiento las etapas de comunicar potencia eléctrica a al menos algunos de dichos elementos calentadores (37) en sucesión, a fin de suministrar la suficiente energía, durante dicho ciclo de potencia de precalentamiento, para efectuar un tratamiento térmico previo en una porción del cigarrillo insertado (23).

51. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 50, en el cual dicho controlador (41) se ha configurado para completar una ejecución de dicho ciclo de precalentamiento antes de iniciar dicho ciclo de potencia accionado por calada.

52. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 50, en el cual dicha energía de dicho ciclo de precalentamiento está comprendida en el intervalo entre aproximadamente 5 y 25 julios.

53. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 52, en el cual dicha energía de dicho ciclo de precalentamiento está comprendida en el intervalo entre aproximadamente 10 y 25 julios.

54. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 53, en el cual dicha energía de dicho ciclo de precalentamiento es aproximadamente 17 julios y la duración temporal de cada comunicación o transmisión de potencia es aproximadamente 1/8 de segundo.

55. El encendedor (25) de acuerdo con la reivindicación 54, en el cual dicha duración temporal de cada comunicación de potencia es aproximadamente 1/8 de segundo para cada uno de los ocho elementos calentadores (37).