JP2021000122A - 喫煙材を加熱する装置とともに使用するための制御回路 - Google Patents

喫煙材を加熱する装置とともに使用するための制御回路 Download PDF

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Abstract

【課題】喫煙材を加熱して喫煙材の成分を揮発させるための装置とともに用いる局所的な加熱を生じさせることができる誘導加熱構成体を提供する。【解決手段】加熱構成体は、サセプタ２０２ａ，ｂと、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６と、これらのコイルを制御する制御回路３００とを備え、サセプタは変動磁場によって加熱され、喫煙材を加熱する。第１のコイルは、第１の変動磁場を発生させてサセプタの第１の部分を加熱し、第２のコイルは、第２の変動磁場を発生させてサセプタの第２の部分を加熱する。制御回路は、第１及び第２のコイルの一方が、変動磁場を発生させるように動作しているとき、第１及び第２のコイルの他方は動作しないように構成され、第１及び第２のコイルのうちの動作していない一方には、第１及び第２のコイルのうちの動作している他方によって誘導された電流が、サセプタを加熱させるほど流れないように構成される。【選択図】図３

Description

本発明は誘導加熱構成体に関し、特に喫煙材を加熱する装置とともに使用するための制御回路に関する。
紙巻タバコ、葉巻タバコ等の物品は、使用の間、タバコを燃焼してタバコ煙を発生させる。燃焼せずに化合物を放出する製品を創出することによって、タバコを燃焼させるこれらの物品に代わるものを提供する試みがなされている。そのような製品の例としては、タバコ加熱製品又はタバコ加熱装置としても知られているいわゆる非燃焼加熱式（ｈｅａｔ−ｎｏｔ−ｂｕｒｎ）製品がある。これらは、材料を燃焼するのではなく加熱することで化合物を放出する。その材料は、例えば、タバコでもよいし、他の非タバコ製品でもよいし、ブレンドされた混合物等の組み合わせたものでもよく、それらは、ニコチンを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
本発明の第１の態様によれば、喫煙材を加熱して前記喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるための装置とともに使用するための誘導加熱構成体が提供される。この誘導加熱構成体は、喫煙材を加熱するために変動磁場を与えることによって加熱可能であるサセプタ構成体と、第１の変動磁場を発生させてサセプタ構成体の第１の部分を加熱するための少なくとも第１のインダクタコイル、及び第２の変動磁場を発生させてサセプタ構成体の第２の部分を加熱するための少なくとも第２のインダクタコイルと、第１のインダクタコイル及び第２のインダクタコイルを制御するための制御回路とを備え、この制御回路は、第１及び第２のコイルのうちの一方が、変動磁場を発生させるように活発に駆動されているとき、第１及び第２のコイルのうちの他方は動作しないように構成され、また、第１及び第２のインダクタコイルのうちの動作していない一方には、第１及び第２のインダクタコイルのうちの動作している他方によって誘導された電流が、サセプタ構成体を有意に加熱させるほど十分には流れないように構成されている。
本発明の第２の態様によれば、吸引可能なエアロゾルを供給するためのエアロゾル供給装置が提供され、この装置は、第１の態様による加熱構成体を備える。
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を単なる例として説明する。
喫煙材を加熱するように構成された装置の概略図である。 図１の装置の加熱構成体の断面図である。 図２の加熱構成体を制御するための第１の回路の図である。 時間の関数の、図３の第１の回路の構成部品の両端間の電圧のトレースである。 図２の加熱構成体を制御するための第２の代替の回路の図である。 追加の回路に接続された図３に示した第１の回路の、概略的に示された、図である。
本書で用いられる場合、用語「喫煙材」は、加熱されると揮発成分を、典型的にはエアロゾルの形態で供する材料を含む。「喫煙材」は任意のタバコ含有材料を含み、例えば、タバコ自体、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、又はタバコ代替品のうちの一つ以上を含んでもよい。「喫煙材」はまた、他の非タバコ製品を含んでいてもよい。この非タバコ製品は、製品によってニコチンを含んでもよいし、含まなくてもよい。「喫煙材」は、例えば、固体、液体、ゲル、又は蝋等の形態をとることができる。「喫煙材」はまた、例えば、材料を組み合わせたもの、又はブレンドしたものであってもよい。
典型的には、喫煙材を燃やさずに又は燃焼させずに吸引することができるエアロゾルを形成するために、喫煙材を加熱して喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させる装置が知られている。このような装置は、「非燃焼加熱式」装置、又は「タバコ加熱製品」、又は「タバコ加熱装置」、又はこれらと類似するものとしても説明される。同様に、いわゆるｅシガレット装置（電子タバコ装置）もあり、これは、典型的には、液体の形態の喫煙材（ニコチンを含むものも含まないものあり得る）を気化する。喫煙材は、装置内に挿入され得るロッド、カートリッジ又はカセット等の形態をとる場合や、これらの一部として提供される場合もある。喫煙材を加熱し揮発させるためのヒータは装置の「永久」部品として提供されてもよく、或いは喫煙品の一部、又は使用後破棄され交換される消耗品として提供されてもよい。これに関連して「喫煙品」は、使用時に喫煙材を含み又は収容しており、使用時に加熱されて、喫煙材及び任意選択的に他の成分を揮発させる装置、物品又は他の構成部品である。
図１を参照すると、喫煙材を加熱するように構成された装置１００が示されている。装置１００は、喫煙材（図１に示さず）を加熱して喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるために使用することができる。この例では、装置１００は、細長い外側ハウジング１０１を備えている。装置１００は、任意の適切な材料（複数可）を含んでもよく、例えば、外側ハウジング１０１はプラスチック又は金属を含んでもよい。装置１００は、装置１００内で揮発された材料を使用者が引き込むことができる吸い口１０１ａを有する。
装置１００は、喫煙材（図示せず）を加熱するための加熱構成体１０３を収納する加熱チャンバ１０２を有する。加熱チャンバ１０２は吸い口１０１ａと流体的に連通している。
装置１００は、コントローラ１０６及びＤＣ電源１０８をさらに備える。コントローラ１０６は、下記でさらに説明するように、加熱構成体１０３を制御するように構成されて配置された制御回路及びマイクロプロセッサ構成体を備えることができる。
電源１０８はバッテリーであってもよく、このバッテリーは、充電式バッテリー又は非充電式バッテリーであってもよい。例としては、ニッケルカドミウムバッテリーを挙げることができるが、適切ならばどのようなバッテリーを使用してもよい。電源１０８は、加熱構成体１０３に電気的に結合されて、必要なときに、コントローラ１０６の制御の下、電力を供給して（前述したように、エアロゾル発生材料を燃焼させずに、又は熱分解させずにエアロゾル発生材料を揮発させるために）喫煙材を加熱する。
装置１００は、ハウジング１０１の外側にて使用者が操作することができ、コントローラ１０６に結合された押しボタン１１０等のアクチュエータ１１０をさらに備えるとよい。
装置１００は、ハウジング１０１を貫通して加熱チャンバ１０２に入るように形成された一つ以上の空気入口１１２をさらに備えてもよい。
使用時、加熱構成体１０３によって生成された熱は、加熱チャンバ１０２内の喫煙材を加熱してエアロゾル及び／又は気体又は蒸気を発生させる。使用者が吸い口１０１ａで吸引すると、空気は、一つ以上の空気入口１１２を通って加熱チャンバ１０２内に引き込まれ、引き込まれた空気とエアロゾル及び／又は気体蒸気との混合物が、吸い口１０１ａを通過して使用者によって吸引される。
次に、図２を参照すると、加熱構成体１０３の例が描かれており、この例では、加熱構成体１０３は、誘導加熱によって加熱する誘導加熱構成体である。
加熱構成体１０３はサセプタ２０２を備える。サセプタ２０２は、第１のサセプタ領域２０２ａ及び第２のサセプタ領域２０２ｂを備える。この例では、サセプタ２０２は、誘導加熱することができる材料から作られた単一の管状部材である（すなわち、サセプタ２０２は、変動磁場の近くにあるとき熱を発生する）。いくつかの例では、サセプタ２０２は、円形以外の断面形状、例えば、方形、矩形、三角形、又は任意の他の適切な形状を有することができる。いくつかの例では、サセプタ２０２は管状でなくてもよく、ブレードサセプタであってもよい。いくつかの例では、サセプタ２０２は透磁性材料を含んでもよい。変動磁場はサセプタ２０２内に渦電流を発生させ、その渦電流は、サセプタ２０２の電気抵抗に抗して流れて熱を発生する。いくつかの例では、サセプタ２０２は、鉄、鋼、アルミニウム等から作ることができる。
サセプタ２０２が磁性材料から構成されている例では、変動磁場は、よく知られているヒステレシス効果による加熱をさらに引き起こす。
加熱構成体１０３はまた、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６を備える。第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は導電性材料から作られる。一例では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は銅から作られる。別の例では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は、特に、銅リッツ線から作られる。この例では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は、サセプタ２０２の長手方向中心軸線の周りに螺旋状に巻かれる。また、この例では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は、サセプタ２０２の周りに同軸に巻かれる。すなわち、巻かれている第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６の長手方向中心軸線とサセプタ２０２の長手方向中心軸線とは一致している。この例では、管状のサセプタ２０２の周りに巻かれた第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６もまた管状である。サセプタ２０２が異なる断面形状のものである他の例では、サセプタ２０２の周りに巻かれた第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は、サセプタ２０２と同じ断面形状とすることができる。第１のインダクタコイル２０４は、第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂを備え、第２のインダクタコイル２０６は、第１の端部２０６ａ及び第２の端部２０６ｂを備える。第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａは、サセプタ２０２の中央よりも第１のサセプタ領域２０２ａに対応するサセプタ２０２の端部に近く、第１のインダクタコイル２０４の第２の端部２０４ｂは、第１のサセプタ領域２０２ａに対応するサセプタ２０２の端部よりもサセプタ２０２の中央に近い。一方、第２のインダクタコイル２０６の第１の端部２０６ａは、サセプタ２０２の中央よりも第２のサセプタ領域２０２ｂに対応するサセプタ２０２の端部に近く、第２のインダクタコイル２０６の第２の端部２０６ｂは、第２のサセプタ領域２０２ｂに対応するサセプタ２０２の端部よりもサセプタ２０２の中央に近い。
図２の例では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は、変動電流がそこを流れると変動磁場を発生する。この例では、変動電流が第１のインダクタコイル２０４を通って流れると、それに対応した変動磁場を発生し、その変動磁場によって、第１のインダクタコイル２０４の実質的にすぐ近くのサセプタ２０２の部分だけが熱を発生する。言い換えれば、第１のインダクタコイル２０４によって発生させられた変動磁場は、サセプタ２０２の第１のサセプタ領域２０２ａで実質的に局所的な加熱を生じさせる。同様に、変動電流が第２のインダクタコイル２０６を通って流れると、それに対応した変動磁場を発生し、その変動磁場によって、第２のインダクタコイル２０６の実質的にすぐ近くのサセプタ２０２の部分だけが熱を発生する。言い換えれば、第２のインダクタコイル２０６によって発生させられた変動磁場は、サセプタ２０２の第２のサセプタ領域２０２ｂで実質的に局所的な加熱を生じさせる。したがって、サセプタ２０２の実質的に全長を加熱するように第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６を動作させることができる。より詳細には、第１のサセプタ領域２０２ａを加熱するために第１のインダクタコイル２０４を動作させることができ、第２のサセプタ領域２０２ｂを加熱するために第２のインダクタコイル２０６を動作させることができる。
一例では、インダクタコイルの一方を長時間動作させて、対応のサセプタ領域を実質的に局所的に加熱するようにすることができる。いくつかの例では、インダクタコイル２０４、２０６を二者択一的に動作させて、各インダクタコイルを対応の所与の時間間隔で動作させ、他方のインダクタコイルは動作させないようにようすることができる。各インダクタコイルに対する所与の時間間隔は、サセプタ２０２の実質的に全長を均等に加熱するようなもの、又は、サセプタ２０２を不均等に加熱するようなものとすることができる。装置１００の例では、喫煙材は、管状のサセプタ２０２内の容積部内に配置することができる。いくつかの例では、喫煙材は、喫煙材ラッパ又は容器（図示せず）に収容することができ、この容器を、管状のサセプタ２０２内の容積部内に挿入することができる。喫煙材容器は、喫煙材を加熱するために、サセプタ２０２からの所望の量の熱を喫煙材に届けることができる材料から構成することができる。別の例では、喫煙材は、長いひも又はロープのような要素となるように形成されてもよく、それを管状のサセプタ２０２内の容積部内に挿入することができる。別の例では、喫煙材は、管状のサセプタ２０２内の容積部内に挿入することができる喫煙材のペレット又はタブレットの形態であってもよい。装置１００の例には、空気が管状のサセプタ２０２を通るように導くための適切な手段が含まれてもよい。
加熱構成体１０３の例において、サセプタ２０２によって発生された熱は、喫煙材を加熱して喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させる。サセプタ２０２の加熱は局所的にすることができるので、喫煙材を局所的な態様で加熱することができる。例えば、第１のサセプタ領域２０２ａが加熱された場合、第１のサセプタ領域２０２ａの容積部内の喫煙材だけが加熱されると考えることができる。同様に、第２のサセプタ領域２０２ｂが加熱された場合、第２のサセプタ領域２０２ｂの容積部内の喫煙材だけが加熱されると考えることができる。
この例では、加熱構成体１０３は、第１の温度検知素子２０８及び第２の温度検知素子２１０をさらに備える。第１の温度検知素子２０８は、図２に示すように、第１のインダクタコイル２０４の実質的に中央近くの位置で、すなわち、第１のサセプタ領域２０２ａの中央でサセプタ２０２と接触して配置される。同様に、第２の温度検知素子２１０は、図２に示すように、第２のインダクタコイル２０６の実質的に中央近くの位置で、すなわち、第２のサセプタ領域２０２ｂの中央でサセプタ２０２と接触して配置される。したがって、温度検知素子２０８は、第１のサセプタ領域２０２ａの中央のサセプタ２０２の温度を検出し、温度検知素子２１０は、第２のサセプタ領域２０２ｂの中央のサセプタ２０２の温度を検出する。他の例では、二つ以外の数の温度検知素子を使用してもよい。他の例では、温度検知素子を異なるように配置してもよい。
図２の例では、加熱構成体１０３はまた、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６を取り囲む磁気導体２１２を備えている。この例では、磁気導体２１２は、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６に対して同軸に配置された管状の部材である。磁気導体２１２は、高透磁率、低損失材料から作られ、磁気導体２１２によって囲まれた容積部内に第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６によって発生させられた磁場を実質的に閉じ込めるように働く。いくつか例では、磁気導体は、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６のうちの一つだけ、例えば、装置１００の開口端に最も近いコイルを取り囲んでもよい。いくつかの例では、第１及び第２の磁気導体はそれらの間に隙間を有して、第１の磁気導体は第１のインダクタコイル２０４を取り囲んで、第２の磁気導体は第２のインダクタコイル２０６を取り囲んでもよい。他の例では、加熱構成体１０３は、いかなるこのような磁気導体も備えていなくてもよい。
この例では、コントローラ１０６は、加熱構成体１０３を制御するように構成されている。コントローラ１０６は、加熱構成体１０３を制御するために、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６の動作を制御する回路を備える。
次に、図３を参照すると、コントローラ１０６内に備えられた回路の例が示されている。この例では、回路３００は、図３に示すように、回路３００内で接続された第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６を通る電流を制御するように構成されている。回路３００は、所与の時間に第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６のうちの一方だけを動作させて、対応のサセプタ領域２０２ａ、２０２ｂを有意に加熱するように、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６の両方を制御するように構成されている。言い換えれば、回路３００のこの接続形態によって、同じ回路を使って、二つの別々のインダクタコイルを異なる時間に動作させてサセプタ２０２を加熱することができる。
第１のインダクタコイル２０４が変動磁場を発生するように制御されているときに、第２のインダクタコイル２０６に電圧が誘導され、また、その逆もあることは理解されるであろう。しかしながら、この例では、回路３００の接続形態は、インダクタコイルのうちの一方が、変動磁場を発生させる、すなわち、サセプタ２０２を加熱するように制御されているとき、他方のインダクタコイルにはサセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な誘導電流が流れないようにしている。より詳細には、第１のインダクタコイル２０４を動作させているとき、第２のインダクタコイル２０６にはサセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な電流が流れず、第２のインダクタコイル２０６を動作させているとき、第１のインダクタコイル２０４にはサセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な電流が流れない。概して述べるならば、装置１００の例では、コントローラ１０６は、インダクタコイル２０４、２０６のうちの一方を動作させてサセプタ２０２を加熱しているとき、他方のインダクタコイル２０４、２０６にはサセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な電流が流れないように構成された回路を備えている。したがって、インダクタコイルのうちの一方を動作させてサセプタ２０２を加熱しているとき、他方のインダクタコイルがサセプタ２０２を有意には加熱しないようになっている。その結果、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は、サセプタ領域２０２ａ、２０２ｂをそれぞれ実質的に局所的に加熱するように動作するので、サセプタ２０２の局所加熱を達成することができる。
図３の例では、回路３００は、第１及び第２の共振器部分３０２、３０４を含む。第１のインダクタコイル２０４は、回路３００の第１の共振器部分３０２の一部分を形成するように構成され、第２のインダクタコイル２０６は、回路３００の第２の共振器部分３０４の一部分を形成するように構成される。第１の共振器部分３０２はまた、第１の端子３０６ａ及び第２の端子３０６ｂを備える第１のキャパシタ３０６、並びに第１のスイッチ３０８を備える。同様に、第２の共振器部分３０４は、第１の端子３１０ａ及び第２の端子３１０ｂを備える第２のキャパシタ３１０、並びに第２のスイッチ３１２をさらに備える。第１のスイッチ３０８は、第１の共振器部分３０２をオン・オフするように構成され、第２のスイッチ３１２は、第２の共振器部分３０４をオン・オフするように構成される。いくつかの例では、回路３００の構成部品は、図３に示したものとは異なるように（異なる接続形態で）構成することができる。いくつかの例では、追加又は代替の構成部品を含むことがある。
この例では、回路３００の第１及び第２のスイッチ３０８、３１２は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。より詳細には、この特定の例では、第１及び第２のＦＥＴ３０８、３１２はＮチャネルＦＥＴである。当業者であれば理解されるであろうが、第１のＦＥＴ３０８は、ドレイン端子３０８ａ、ソース端子３０８ｂ及びゲート端子３０８ｃを備え、第２のＦＥＴ３１２は、ドレイン端子３１２ａ、ソース端子３１２ｂ及びゲート端子３１２ｃを備える。
第１及び第２の共振器部分３０２、３０４は、この特定の例では、ＬＣ（インダクタ／キャパシタ）共振器部分である。言い換えれば、各共振器部分３０２、３０４は、ＬＣ共振器回路と均等である。
電力供給接続部３１４は、第１のコイル２０４の第２の端部２０４ｂ、第１のキャパシタ３０６の第２の端子３０６ｂ、第２のコイル２０６の第２の端部２０６ｂ、及び第２のキャパシタ３１０の第２の端子３１０ｂを（ＤＣ）電源１０８（図３には示されていない）の正端子に接続する。第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａ及び第１のキャパシタ３０６ａの第１の端子３０６ａは、第１のＦＥＴ３０８のドレイン端子３０８ａに接続され、同様に、第２のインダクタコイル２０６の第１の端部２０６ａ及び第２のキャパシタ３１０の第１の端子３１０ａは、第２のＦＥＴ３１２のドレイン端子３１２ａに接続される。負端子接続部３１６は、第１のＦＥＴ３０８のソース端子３０８ｂ及び第２のＦＥＴ３１２のソース端子３１２ｂを電源１０８の負端子に接続する。
当業者であれば理解されるであろうが、ＮチャネルＦＥＴは、適切な制御電圧がそのゲートにかけられているときは「オン」状態となってそのドレインとソースとの間に導電路が存在する。しかしながら、これもまた当業者であれば理解されるであろうが、ＮチャネルＦＥＴは「オフ」状態のとき（すなわち、適切な制御電圧がそのゲートにかけられていないとき）、ダイオードとして有効に働く。図３では、オフ状態のときに第１のＦＥＴ３０８が示すダイオード機能性は、第１のダイオード３０８ｄによって表され、オフ状態のときに第２のＦＥＴ３１２が示すダイオード機能性は、第２のダイオード３１２ｄによって表される。第１のダイオード３０８ｄは、第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａ及び第１のキャパシタ３０６の第１の端子３０６ａに接続されたそのカソード、並びに負端子接続部３１６に接続されたそのアノードを有し、第２のダイオード３１２ｄは、第２のインダクタコイル２０６の第１の端部２０６ａ及び第１のキャパシタ３１０の第１の端子３１０ａに接続されたそのカソード、並びに負端子接続部３１６に接続されたそのアノードを有する。
この例では、第１及び第２のＦＥＴ３０８、３１２、並びに回路３００の接続形態に関しては、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６の互いに対する位相は、第１のインダクタコイル２０４を動作させているときには第２のインダクタコイル２０６にサセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な電流が流れないように選ばれ、第２のインダクタコイル２０６を動作させているときには第１のインダクタコイル２０４にサセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な電流が流れないように選ばれる。
この例では、第１のインダクタコイル２０４及び第２のインダクタコイル２０６のうちの一方は、対応する第１のスイッチ３０８又は第２のスイッチ３１２（そのときの場合による）を繰り返し速いスイッチング速度でオン・オフさせることによってサセプタを加熱し、一方、第１のインダクタコイル２０４及び第２のインダクタコイル２０６のうちの他方は、動作しないままで、対応する第１のスイッチ３０８又は第２のスイッチ３１２（そのときの場合による）はオフのままとなるように制御される。より詳細には、第１のインダクタコイル２０４は、第２のスイッチ３１２がオフのままの間、第１のスイッチ３０８が第１のスイッチング速度でオン・オフされるときにサセプタ２０２を加熱するように制御され、第２のインダクタコイル２０６は、第１のスイッチ３０８がオフのままの間、第２のスイッチ３１２が第２のスイッチング速度でオン・オフされるときにサセプタ２０２を加熱するように制御される。コントローラ３１８は、第１のＦＥＴ３０８及び第２のＦＥＴ３１２のどちらのスイッチングのオン・オフでも動作させるように制御するように回路３００内に設けられている。第１及び第２のスイッチング速度は異なっていてもよいし、同じであってもよい。
この高速スイッチング中での第１のインダクタコイル２０４及び第２のインダクタコイル２０６の動作を以下でより詳細に説明する。
次に、コントローラ３１８によって第１のＦＥＴ３０８を高速でオン・オフさせているときに第１のインダクタコイル２０４を動作させてサセプタ２０２を加熱している状況での例の回路３００の機能をより詳細に説明する。
第１のＦＥＴ３０８がオンのとき、ＤＣ電流が、電力供給接続部３１４と負端子接続部３１６との間を流れ、第１のインダクタコイル２０４を通る。このＤＣ電流は、電力供給部１０８によって駆動される。電流が第１のインダクタコイル２０４を通って流れると、第１のインダクタコイル２０４は、電流の結果として、磁場を発生することは理解されるであろう。第１のインダクタコイル２０４は、発生させた磁場にエネルギーを蓄える。第１のＦＥＴ３０８がオンのとき、第１のＦＥＴ３０８の両端間の電圧はゼロである。第１のキャパシタ３０６は、オンとなっている第１のＦＥＴ３０８によって短絡させられる。言い換えれば、第１のＦＥＴ３０８がオンのとき、電力供給接続部３１４と負端子接続部３１６との間の電流は第１のＦＥＴ３０８を通って流れる。
第１のＦＥＴ３０８が所与の時間の間、オンであることにより、第１のインダクタ２０４は磁場を発生することができ、第１のＦＥＴ３０８が続いてオフになった後、第１のインダクタコイル２０４を通る電力供給部１０８によって駆動される電流は下がり始める。第１のインダクタコイル２０４は電流のこの変化に抵抗し、第１のＦＥＴ３０８がオンで、直流電流が第１のインダクタコイル２０４を通って流れていたときに第１のインダクタコイル２０４によって発生させられた磁場に蓄えられたエネルギーを使用して誘導電圧を発生する。したがって、第１のＦＥＴ３０８がオンの後にオフになったとき、第１のキャパシタ３０６と第１のインダクタコイル２０４とは互いと共振する。
図４は、第１のインダクタ２０４を動作させてサセプタ２０２を加熱している時間間隔中に、第１のＦＥＴ３０８が２度、オフとオンになるときの、電圧トレース４００によって示した、第１のＦＥＴ３０８の両端間の電圧を示す。
電圧トレース４００は、第１のＦＥＴ３０８がオンのときの第１の部分４００ａと、第１のＦＥＴ３０８がオフに切り替わったときの第２の部分４００ｂ〜４００ｄと、第１のＦＥＴ３０８が再びオンに切り替わったときの第３の部分４００ｆと、第１のＦＥＴ３０８が再びオフに切り替わったときの第４の部分４００ｇと、第１のＦＥＴ３０８がその後再びオンに切り替わったときの第５の部分４００ｈとを含む。
第１のＦＥＴ３０８の両端間の電圧は、部分４００ａ、４００ｆ、４００ｈにおいて第１のＦＥＴ３０８がオンのときにゼロである。
第１のＦＥＴ３０８が、部分４００ｂ〜４００ｄ、及び部分４００ｇによって示されるようにオフにされると、第１のインダクタ２０４は、その磁場（この磁場は、第１のＦＥＴ３０８がオンのときに電流が流れた結果である）に蓄えられたエネルギーを使用して、第１のＦＥＴ３０８がオフになった結果としての第１のインダクタコイル２０４を通って流れる電流の低下に抵抗する電圧を誘導する。第１のインダクタコイル２０４の誘導された電圧は、第１のＦＥＴ３０８の両端間に、対応する電圧の変化を引き起こす。この電圧の変化の間、第１のインダクタコイル２０４と第１のキャパシタ３０６とは互いと共振する。電圧４００は、最初、第１のＦＥＴ３０８がオフになることによる電流の低下に対抗するように第１のインダクタコイル２０４の誘導電圧が増大するにつれて増大し（例えば、４００ｂ参照）、最大値に達し（例えば４００ｃ参照）、次いで、第１のインダクタコイル２０４の磁場に蓄えられたエネルギーが減少するにつれて低下してゼロに戻る（例えば、４００ｄ参照）。
変動電圧４００ｂ〜４００ｄ、及び４００ｇは、それに対応した変動電流を発生させ、第１のＦＥＴ３０８がオフのとき、第１のキャパシタ３０６と第１のインダクタ２０４とは共振ＬＣ回路として働くので、第１の共振器部分３０２の全インピーダンスはこの時には最低である。したがって、第１の共振器部分３０２を通って流れる変動電流の最大値は比較的大きいことは理解されるであろう。
したがって、この比較的大きな変動電流は、サセプタ２０２に熱を発生させる第１のインダクタ２０４に比較的大きな変動磁場を生じさせる。第１のＦＥＴ３０８の両端間の電圧が、この例の部分４００ｂ〜ｄ及び部分４００ｇによって示すように変化する時間間隔は、第１の共振器部分３０２の共振周波数に依存する。当業者であれば理解されるであろうが、第１の共振器部分３０２の共振周波数は、第１のインダクタコイル２０４のインダクタンスと第１のキャパシタ３０６のキャパシタンスとに依存する。
再び図４を参照すると、第１のＦＥＴ３０８がオフとなって、それに続いて、第１のＦＥＴ３０８の両端間の電圧が下降して０Ｖに戻るとき（例えば、電圧が点４００ｅで実質的にレベル４０２にあるとき）、コントローラ３１８は、第１のＦＥＴ３０８をオンに戻し、その結果、電源供給部１０８によって駆動されるｄｃ電流が、再び、第１のインダクタコイル２０４を通って流れ、第１のインダクタコイル２０４が、部分４００ｇに示すように、第１のＦＥＴ３０８がオフに切り替わって共振器部分３０２をオンにする次の時のために、磁場の形態のエネルギーを蓄えることができる。
コントローラ３１８が第１のＦＥＴ３０８をオンに保つ時間（例えば、部分４００ｆ）は、第１のインダクタコイル２０４に蓄えることが望まれるエネルギー量に従って選択することができ、そのエネルギーの一部分は、４００ｇに示すように第１のＦＥＴ３０８の次のオフの時間（共振部分２０２のオンの時間）の間、サセプタ２０２を加熱するために使用される。第１のＦＥＴ３０８の所与のオンの時間４００ｆに第１のインダクタコイル２０４に蓄えられることができるエネルギーの量は、例えば、電力供給部１０８によって供給される電圧、及び第１のインダクタコイル２０４をオンにする回数などの要因に依存する。この例で、第１のＦＥＴ３０８の両端間の電圧が０Ｖに達したとき、第１のＦＥＴ３０８のドレイン３０８ａの電圧もまた０Ｖに達することは理解されるであろう。
コントローラ３１８が、このように、あるスイッチング速度で第１のＦＥＴ３０８をオンとオフに繰り返し切り替えると、上記のプロセスが連続して繰り返されてサセプタ２０２を加熱する。
回路３００の機能についての上の説明は、第１のインダクタコイル２０４を動作させてサセプタ２０２を加熱している状況で提示されたが、第２の共振器部分３０４の一部分を形成する第２のインダクタコイル２０６を、第２のＦＥＴ３１２が第１のＦＥＴ３０８と同等な機能を実行し、第２のキャパシタ３１０が第１のキャパシタ３０６と同等な機能を実行して、実質的に同じように動作させることは理解されるであろう。
上ですでに述べたように、回路３００によって、第１及び第２のコイル２０４、２０６のうちの一方だけを動作させて所与の時間にサセプタ２０２を有意に加熱するように、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６を動作させることができる。これは、まず、第１のＦＥＴ３０８又は第２のＦＥＴ３１２のうちの一方を所与のスイッチング速度で切り替え、他方のＦＥＴをオフのままにすることによって達成される。
次に、（第１のコイル２０４に対して上述したように）第１のインダクタコイル２０４及び第２のインダクタコイル２０６のうちの一方を動作させてサセプタ２０２を加熱しているとき、回路３００は特に、動作しているコイルの変動磁場によって、他方の動作していないコイルに誘導された電圧が、それ自体サセプタを加熱することができる変動磁場を生じるが、著しい電流を動作していないコイルに流さないように構成される。より詳細には、第１のインダクタコイル２０４を動作させてサセプタ２０２を加熱しているとき、サセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な電流が第２のインダクタコイル２０６を通って流れず、第２のインダクタコイル２０６を動作させてサセプタ２０２を加熱しているとき、サセプタ２０２を有意に加熱させるほど十分な電流が第１のインダクタコイル２０４を通って流れない。
上記のように、第１のＦＥＴ３０８及び第２のＦＥＴ３１２が、オフに切り替わったときダイオードとして有効に働き、したがって、順方向バイアスをかけられた場合導電する（すなわち、ＦＥＴが完全なスイッチではない）ことができるために、このことは必要である。したがって、回路３００は、第１のインダクタコイル２０４及び第２のインダクタコイル２０６のうちの一方を動作させてサセプタ２０２を加熱しているとき、他方の動作していないインダクタコイルの両端間に誘導された電圧が、動作していないインダクタコイルに関係したＦＥＴの真性ダイオードに順方向バイアスをかけず、その代わりに逆方向バイアスをかけるように構成されることが重要である。
磁気結合した二つのインダクタを考えたとき、互いに対する巻き方が、一方のインダクタによって発生させられた変動磁場が他方のインダクタの電流を駆動する／電圧を誘導する方向を決めることを当業者は理解されよう。
コイルに電流が駆動される／電圧が誘導される方向は、磁場の方向に対する電流の方向に関する、周知の「右手の法則」を適用することによって決めることができる。第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６の相対的な巻き方は、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６の位相合わせと呼ぶことができる。
図３の回路３００の接続形態では、第１のインダクタコイル２０４と第２のインダクタコイル２０６は、第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａで現れている点、及び第２のインダクタコイル２０６の第１の端部２０６ａで現れている点によって示されているように、反対方向に巻かれている。加熱構成体１０３の例もまた、回路３００に接続されているように示されて、この例では、第１のインダクタコイル２０４と第２のインダクタコイル２０６が物理的に反対方向に巻かれていることを表している。
したがって、例えば、第１のインダクタコイル２０４にサセプタ２０２を加熱させるために、コントローラ３１８が、（上記のように）第１のＦＥＴ３０８をオンとオフに繰り返し切り替えると、第１のＦＥＴ３０８がオフに切り替えられるたびに、第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａに正電圧が発生し、磁気結合により第２のインダクタコイル２０６の第１の端部２０６ａにそれに対応した小さな正電圧が誘導される。この結果、第２のＦＥＴ３１２の真性ダイオードは逆方向バイアスをかけられ、したがって、電流が第２のＦＥＴ３１２を通って流れることが実質的に防がれる。電流は第２のインダクタコイル２０６と第２のキャパシタ３１０との間をいくらか流れることができるが、第２のＦＥＴ３１２が逆方向バイアスをかけられていることにより、サセプタ２０２を有意に加熱するのに十分強い変動磁場を発生させるほど十分な電流は第２のインダクタコイル２０６を通って流れない。また、第１のＦＥＴ３０８がオンとオフに繰り返し切り替えられて、第２のＦＥＴ３１２がオフのままのとき、第２のＦＥＴ３１２が逆方向バイアスをかけられ、電流が第２のＦＥＴ３１２を通って流れない結果として、第２のインダクタコイル２０６には著しい量のエネルギーは貯まらず、その結果、サセプタ２０２を加熱するように動作させられている第１のインダクタコイル２０４から著しい量のエネルギーは引き出されない。
同様に、例えば、第２のインダクタコイル２０６にサセプタ２０２を加熱させるために、コントローラ３１８が、第２のＦＥＴ３１２をオンとオフに繰り返し切り替えると、第２のＦＥＴ３１２がオフに切り替えられるたびに、第２のインダクタコイル２０６の第１の端部２０６ａに正電圧が発生し、磁気結合により第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａにそれに対応した小さな正電圧が誘導される。この結果、第１のＦＥＴ３０８の真性ダイオードは逆方向バイアスをかけられ、したがって、電流が第１のＦＥＴ３０８を流れることが実質的に防がれる。電流は第１のインダクタコイル２０４と第１のキャパシタ３０６との間をいくらか流れることができるが、第１のＦＥＴ３０８が逆方向バイアスをかけられていることにより、サセプタ２０２を有意に加熱するのに十分強い変動磁場を発生させるほど十分な電流は第１のインダクタコイル２０４を通って流れない。また、第２のＦＥＴ３１２がオンとオフに繰り返し切り替えられて、第１のＦＥＴ３０８がオフのままのとき、第１のＦＥＴ３０８が逆方向バイアスをかけられ、電流が第１のＦＥＴ３０８を通って流れない結果として、第１のインダクタコイル２０４には著しい量のエネルギーが貯まらず、その結果、サセプタ２０２を加熱するように動作させられている第２のインダクタコイル２０６から著しい量のエネルギーは引き出されない。
したがって、このようにサセプタを有意に加熱するほど十分な電流が、動作していないインダクタコイルに流れないようにすることは、動作していないインダクタコイルが、それ自体の磁場を発生するために動作しているコイルからは著しい量のエネルギーが引き出されないというさらなる利点を提供し、このエネルギーは、サセプタ２０２を加熱するために、動作しているコイルによって変動電流、したがって変動磁場を発生させるために使用される。
次に、図５を参照すると、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６を制御するように構成された、コントローラ１０６内に備えられた第２の回路５００が示されている。
回路５００の構成部品の多くは、回路３００の対応する構成部品と同一であり、同じように機能する。これらの構成部品は、図３と同じ参照符号が与えられており、簡潔にするために、再び詳細に説明することはしない。いくつかの例では、回路５００の構成部品は、図５に示すものとは異なるように（異なる接続形態で）構成することができる。いくつかの例では、追加又は代替の構成部品を含むことがある。
この例では、回路５００を使用して加熱構成体を制御しており、この加熱構成体では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６の両方は、第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａで現れている点及び第２のコイル２０６の第２の端部２０６ｂで現れている点によって示されているように、互いに対して同じ方向に巻かれている（同じ位相を有している）。加熱構成体１０３の例は、回路５００に接続されているように示されて、この例では、第１のインダクタコイル２０４と第２のインダクタコイル２０６が物理的に同じ方向に巻かれていることを表している。回路３００と比べて、回路５００の回路接続形態の一つの違いは、第２のインダクタコイル２０６を回路の残りの部分に接続する配線の構成である。上記のように、回路３００では、第２のコイル２０６の第２の端部２０６ｂは、電力供給接続部３１４によって電源１０８の正端子に接続し、第２のコイル２０６の第１の端部２０６ａは、第２のＦＥＴ３１２のドレイン端子３１２ａに接続している。対照的に、回路５００では、第２のコイル２０６の第１の端部２０６ａは、電力供給接続部３１４によって電源１０８の正端子に接続し、第２のコイル２０６の第２の端部２０６ｂは、第２のＦＥＴ３１２のドレイン端子３１２ａに接続している。
この例では、インダクタコイル２０４、２０６が同じ方向に巻かれているが、回路５００の接続形態は、第１のインダクタコイル２０４を動作させているとき、第１のＦＥＴ３０８がオフに切り替えられるたびに、第２のインダクタコイル２０６の両端間に誘導される電圧は、第２のＦＥＴ３１２の真性ダイオード３１２ｄに逆方向バイアスをかけ、第２のインダクタコイル２０６を動作させているとき、第２のＦＥＴ３１２がオフに切り替えられるたびに、第１のインダクタコイル２０４の両端間に誘導される電圧は、第１のＦＥＴ３０８の真性ダイオード３０８ｄに逆方向バイアスをかけるようなものである。回路３００の場合のように、第１のインダクタコイル２０４にサセプタ２０２を加熱させるために、第１のＦＥＴ３０８をオンとオフに繰り返し切り替えるコントローラ３１８の例では、第１のＦＥＴ３０８がオフに切り替えられるたびに、第１のインダクタコイル２０４の第１の端部２０４ａに正電圧が発生する。しかしながら、回路３００とは対照的に、回路５００では、磁気結合により第２のインダクタコイル２０６の（回路３００の場合のように、第１の端部２０６ａではなく）第２の端部２０６ｂにそれに対応した小さな正電圧が誘導される。回路５００では、第２のインダクタコイル２０６の第２の端部２０６ｂは、第２のＦＥＴ３１２のドレイン端子３１２に接続し、第１のＦＥＴ３０８がオフに切り替えられるたびに、第２のＦＥＴ３１２は逆方向バイアスをかけられる。したがって、電流が第２のＦＥＴ３１２を通って流れることが実質的に防がれる。逆に、コントローラ３１８が、第２のインダクタコイル２０６にサセプタ２０２を加熱させるために、第２のＦＥＴ３１２をオンとオフに繰り返し切り替えるとき、第２のＦＥＴ３１２がオフに切り替えられるたびに、第１のＦＥＴ３０８は同様に逆方向バイアスをかけられ、したがって、電流が第１のＦＥＴ３０８を通って流れることが実質的に防がれる。したがって、回路５００では、インダクタコイル２０４、２０６は同じ方向に物理的に巻かれているが、回路５００は、実質的な電流が、動作していないインダクタコイルを流れることを防ぐようにインダクタコイル２０４、２０６を回路に接続させることによって、回路３００に関する上記の利点を提供する。
しかしながら、回路５００の接続形態は、高電流トレースを有する、より困難なプリント回路基板設計を必要とすることがある。いくつかの例では、回路３００のより簡単な接続形態が好ましいことがある。
次に、図６を参照して、図３の回路３００を制御するための例のコントローラ３１８ａ、３１８ｂを説明する。図６では、コントローラ３１８が二つの異なる部分、すなわち、ゼロ電圧検出器部分３１８ａ及びスイッチング部分３１８ｂとして示され、例の加熱構成体１０３が回路に接続されて示されていないことを除いて、図３の回路３００が再現されている。
図３に関して上述したように、第１のＦＥＴ３０８及び第２のＦＥＴ３１２のうちの一方がオンとオフに繰り返し切り替えられて、第１のインダクタコイル２０４及び第２のインダクタコイル２０６のうちの対応する一方を動作させるとき、ゼロ電圧検出器部分３１８ａは、それぞれのＦＥＴがオフに切り替えられた後、そのＦＥＴの両端間の電圧がゼロ（例えば、図４の点４００ｅ）に戻ったとき、又はゼロに近くなったときを検出し、ゼロ電圧検出器部分３１８ａがこれを検出したことに応答して、スイッチング部分３１８ｂはそれぞれのＦＥＴを再びオンに切り替える。
スイッチコントローラ部分３１８ａは、第１の小信号ダイオード６００及び第２の小信号ダイオード６０２と、プルアップ抵抗６０４と、ロジック電源６０６とを備えたゼロ電圧検出回路である。次に、第２のインダクタコイル２０６を動作させてサセプタ２０２を加熱している例を取り上げて、スイッチコントローラ部分３１８ａの機能を説明する。
第２のインダクタコイル２０６を動作させてサセプタ２０２を加熱しているとき、第１のＦＥＴ３０８はオフのままである。第１のＦＥＴ３０８がオフのままのとき、第１の小信号ダイオード６００は、ロジック電源６０６及び電力供給接続部３１４での電圧に応じて、バイアスを有せず、又は逆方向バイアスもかけられていない、すなわち、第１の小信号ダイオード６００のカソード端の電圧は、第１の小信号ダイオード６００のアノード端の電圧と実質的に等しいか、又はそれより高い。
第２のＦＥＴ３１２があるスイッチング速度で切り替えられている間、第２のＦＥＴ３１２はオフで、図４の４ｂ〜ｄで示すようにその両端間の電圧が変わるとき、第２の小信号ダイオード６０２には逆方向バイアスがかかる。この電圧の変化の終わりに、４００ｅで示すように電圧が０Ｖに達したとき、又は０Ｖに近くなったとき、第２の小信号ダイオード６０２には順方向バイアスがかかる。この例では、第２のスイッチコントローラ部分３１８ｂは、第１及び第２のＦＥＴ３０８、３１８をオン又はオフに切り替えるように設定することができる一つ以上のフリップフロップ手段（図示せず）を含む。したがって、第２の小信号ダイオード６０２が、４００ｅにおいて順方向バイアスをかけられているとき、第２の小信号ダイオード６０２からの信号は、第２のＦＥＴ３１２をオンに切り替えるように設定するために、第２のスイッチコントローラ部分３１８ｂに含まれるフリップフロップ手段（図示せず）に供給される。第２のＦＥＴ３１２がオンのとき、第２の小信号ダイオード６０２は逆方向バイアスをかけられている。
図３の回路を参照してすでに上述したように、第２のＦＥＴ３１２は、関係するインダクタコイル２０６に必要な量のエネルギーが蓄えられるまでオンのままである。この例では、第２のインダクタコイル２０６を流れる電流の大きさは、第２のスイッチコントローラ手段３１８ｂ内に含まれることがある適切な電流測定手段（図示せず）によって測定することができる。第２のインダクタコイル２０６の電流の大きさが、第２のインダクタ２０６に蓄えられる所望の量のエネルギーに相当するレベルになると、第２のＦＥＴ３１２をオフに切り替え、第１のキャパシタ３１０の両端間の電圧４００ｇの別の変化を起こすために、フリップフロップはリセットされる。
一つの特定の例では、ロジック電源６０６は２．５Ｖの電圧を供給し、第２の小信号ダイオード６０２からの信号は、第２のスイッチコントローラ部分３１８ｂに含まれる上記のフリップフロップ手段に供給される。フリップフロップ手段は、ロジック電源６０６の電圧の半分、すなわち、この例では、１．２５Ｖで切り替わる。これは、第２の小信号ダイオード６０２の順方向バイアス電圧と第２のＦＥＴ３１２のドレインでの電圧の和が、デジタルロジック回路が第２のＦＥＴ３１２をオンにするために、１．２５Ｖでなければならないことを意味する。したがって、この例では、第２のＦＥＴ３１２は、そのドレイン３１２ａが、上記で言及したように０Ｖではなくて０．５５Ｖであるとき、オンに切り替えられる。理想的には、スイッチングは、ＦＥＴ３１２の両端間で０Ｖのとき最大効率で起こることを留意すべきである。このゼロ電圧スイッチングによって、第２のＦＥＴ３１２が第２のキャパシタに放電せず、それによって、第２のキャパシタ３１０に蓄えられたエネルギーを無駄にせず、有利である。
しかしながら、例えば、アナログコンパレータ回路に対して、このデジタルロジック回路の使用による効率の低下は、回路部品及び費用を節約するという利点によって相殺されると考えることができる。この例では、０．５５Ｖは、第２のＦＥＴ３１２をオンに戻すように切り替える第２のＦＥＴ３１２の両端間の電圧として許容できる。
この例では、上記のようなゼロ電圧スイッチングは、定常状態で、すなわち、第２のＦＥＴ３１２を繰り返し切り替えているときに起こることに留意すべきである。第２のＦＥＴ３１２の繰り返しスイッチングを始めることによって第２のインダクタコイル２０６の動作を始めさせるために、さらなる信号が第２のＦＥＴ３１２に送られてもよい。
上の説明では、ゼロ電圧検出回路３１８ａの機能が、第２のＦＥＴ３１２のスイッチングの制御に関して説明されているが、ゼロ電圧検出回路３１８ａは、第１のＦＥＴ３０８を制御するために第２の小信号ダイオード６０２の代わりに第１の小信号ダイオード６００を使用して同じように機能することが理解されるであろう。
いくつかの例では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は、互いに異なる少なくとも一つの特性を有することができることは認識されるであろう。例えば、第１のインダクタ２０４は、第２のインダクタコイル２０６と異なる少なくとも一つの特性を有することができる。より詳細には、一例では、第１のインダクタコイル２０４は、第２のインダクタコイル２０６と異なるインダクタンス値を有することができる。別の例では、第１のインダクタコイル２０４が、サセプタ２０２のより大きな部分にわたって巻かれるように、第１及び第２のインダクタコイルは異なる長さである、又はその逆の場合もある。別の例では、第１のインダクタコイル２０４は、第２のインダクタコイル２０６とは異なる巻き数とすることができる。さらに別の例では、第１のインダクタコイル２０４は、第２のインダクタコイル２０６とは異なる材料から構成することができる。第１のインダクタコイル２０４が、例えば、サセプタの容積部内の喫煙材を加熱したい仕方に基づいて、第２のインダクタコイル２０６とは異なる一つ以上の特性を有することができることが考えられる。いくつかの例では、第１及び第２のインダクタコイル２０４、２０６は実質的に同一にすることができる。
上記の例は、ＮチャネルＦＥＴを備える回路３００、５００を用いて説明された。しかしながら、いくつかの例では、代わりに、ＰチャネルＦＥＴを備える回路を用いることができる。例えば、図３に示した接続部３１４が、代わりに電源１０８の負端子に接続され、接続部３１６が、代わりに電源１０８の正端子に接続される場合、回路３００にＰチャネルＦＥＴを使用することができる。
本書で説明した様々な実施形態は、特許請求される特徴の理解と教示を助けるためだけに提示されている。これらの実施形態は、実施形態の単なる代表的な例として供され、すべての実施形態を網羅するものでもなければ、他の実施形態を排除するものでもない。本書で説明した利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び／又は他の側面は、特許請求の範囲によって規定されたように本発明の範囲を限定するものと考えるべきではなく、或いは特許請求の範囲に対する均等物を制限するものと考えるべきではなく、特許請求される本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を利用し、変形を施すことができることを理解されたい。本発明の様々な実施形態は、本書で詳細に説明されたもの以外の、開示された要素、構成、特徴、部品、ステップ、手段などの適切な組合せを適切に含み、それらのみから構成され、或いは実質的にそれらから構成されてもよい。さらに、本開示は、現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性のある他の発明を含むことができる。
発明の項目
［項目１］
喫煙材を加熱して前記喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるための装置とともに使用するための誘導加熱構成体であって、
前記喫煙材を加熱するために変動磁場を与えることによって加熱可能であるサセプタ構成体と、
第１の変動磁場を発生させて前記サセプタ構成体の第１の部分を加熱するための少なくとも第１のインダクタコイル、及び第２の変動磁場を発生させて前記サセプタ構成体の第２の部分を加熱するための少なくとも第２のインダクタコイルと、
前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルを制御するための制御回路と
を備え、
前記制御回路は、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの一方が変動磁場を発生させるように動作しているとき、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの他方は動作しないように構成されており、
前記制御回路は、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの動作していない一方には、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの動作している他方によって誘導された電流が、前記サセプタ構成体を有意に加熱させるほど十分には流れないように構成されている、誘導加熱構成体。
［項目２］
前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルに電力を供給するための電力供給部をさらに備える、項目１に記載の誘導加熱構成体。
［項目３］
前記第１のインダクタコイルが、前記制御回路の第１の共振器部分の一部を形成するように構成され、前記第２のインダクタコイルが、前記制御回路の第２の共振器部分の一部を形成するように構成されている、項目１に記載の誘導加熱構成体。
［項目４］
前記制御回路の前記第１の共振器部分及び前記第２の共振器部分が、それぞれ、少なくとも第１のキャパシタ及び第２のキャパシタをさらに備えたＬＣ共振器部分である、項目３に記載の誘導加熱構成体。
［項目５］
前記制御回路が、前記制御回路の前記第１の共振器部分に第１のスイッチ、及び前記制御回路の前記第２の共振器部分に第２のスイッチをさらに備え、前記制御回路が、前記第２のスイッチがオフのままのとき、前記第１のスイッチを第１のスイッチング速度でオン・オフして電力供給部から電力を前記第１のインダクタコイルに供給して前記サセプタ構成体を加熱し、前記制御回路が、前記第１のスイッチがオフのままのとき、前記第２のスイッチを第２のスイッチング速度でオン・オフして前記電力供給部から電力を前記第２のインダクタコイルに供給して前記サセプタ構成体を加熱する、項目３又は４に記載の誘導加熱構成体。
［項目６］
前記第１のスイッチが第１の電界効果トランジスタであり、前記第２のスイッチが第２の電界効果トランジスタである、項目５に記載の誘導加熱構成体。
［項目７］
前記第１の電界効果トランジスタがオフのときは第１のダイオードとして働き、前記第２の電界効果トランジスタがオフのときは第２のダイオードとして働き、前記第１のインダクタコイルが駆動されて前記サセプタ構成体を加熱しているとき、前記第１のインダクタコイルによって前記第２のインダクタコイルに誘導された電圧が、前記第２のダイオードに逆方向バイアスをかけて、前記サセプタ構成体を有意に加熱させるほど十分な電流が前記第２のインダクタコイルに流れないように、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルの互いに対する位相が構成され、前記第２のインダクタコイルが駆動されて前記サセプタ構成体を加熱しているとき、前記第２のインダクタコイルによって前記第１のインダクタコイルに誘導された電圧が、前記第１のダイオードに逆方向バイアスをかけて、前記サセプタ構成体を有意に加熱させるほど十分な電流が前記第１のインダクタコイルに流れないように、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルの互いに対する前記位相が構成される、項目６に記載の誘導加熱構成体。
［項目８］
前記第１のインダクタコイルと前記第２のインダクタコイルとが、前記サセプタ構成体の周りに反対方向に巻かれている、項目７に記載の誘導加熱構成体。
［項目９］
前記第１のインダクタコイルと前記第２のインダクタコイルとが、前記サセプタ構成体の周りに同じ方向に巻かれている、項目７に記載の誘導加熱構成体。
［項目１０］
前記制御回路は、前記第１のスイッチング速度で前記第１のスイッチをオン・オフするとき、前記第１のスイッチをオンにするたびに、前記第１のスイッチの両端間の電圧がゼロ又はゼロ近くになり、前記第２のスイッチング速度で前記第２のスイッチをオン・オフするとき、前記第２のスイッチをオンにするたびに、前記第２のスイッチの両端間の電圧がゼロ又はゼロ近くになるように構成されている、項目５〜９のいずれか一項に記載の誘導加熱構成体。
［項目１１］
前記制御回路は、前記第１のスイッチ又は前記第２のスイッチの両端間の電圧がゼロ又はゼロ近くのときを検出するためのゼロ電圧検出器を備える、項目１０に記載の誘導加熱構成体。
［項目１２］
前記第１のインダクタコイルが、前記第２のインダクタコイルとは異なる少なくとも一つの特性を有する、項目１〜１１のいずれか一項に記載の誘導加熱構成体。
［項目１３］
吸引可能なエアロゾルを供給するためのエアロゾル供給装置であって、項目１〜１２のいずれか一項に記載の誘導加熱構成体を備えるエアロゾル供給装置。
［項目１４］
吸い口をさらに備える、項目１３に記載のエアロゾル供給装置。

Claims (13)

  1. 喫煙材を加熱して前記喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるための装置とともに使用するための制御回路であって、
    当該制御回路は、第１の変動磁場を発生させてサセプタ構成体の第１の部分を加熱するための少なくとも第１のインダクタコイル、及び第２の変動磁場を発生させて前記サセプタ構成体の第２の部分を加熱するための少なくとも第２のインダクタコイルを備え、
    当該制御回路は、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルを制御するためのものであり、当該制御回路は、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの一方が変動磁場を発生させるように動作しているとき、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの他方は動作しないように構成されており、当該制御回路は、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの動作していない一方には、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルのうちの動作している他方によって誘導された電流が、前記サセプタ構成体を有意に加熱させるほど十分には流れないように構成されている、制御回路。
  2. 前記第１のインダクタコイルが、当該制御回路の第１の共振器部分の一部を形成するように構成され、前記第２のインダクタコイルが、当該制御回路の第２の共振器部分の一部を形成するように構成されている、請求項１に記載の制御回路。
  3. 当該制御回路の前記第１の共振器部分及び前記第２の共振器部分が、それぞれ、少なくとも第１のキャパシタ及び第２のキャパシタをさらに備えたＬＣ共振器部分である、請求項２に記載の制御回路。
  4. 当該制御回路は、当該制御回路の前記第１の共振器部分に第１のスイッチ、及び当該制御回路の前記第２の共振器部分に第２のスイッチをさらに備え、当該制御回路は、前記第２のスイッチがオフのままのとき、前記第１のスイッチを第１のスイッチング速度でオン・オフして電力供給部から電力を前記第１のインダクタコイルに供給して前記サセプタ構成体を加熱し、当該制御回路は、前記第１のスイッチがオフのままのとき、前記第２のスイッチを第２のスイッチング速度でオン・オフして前記電力供給部から電力を前記第２のインダクタコイルに供給して前記サセプタ構成体を加熱する、請求項２又は３に記載の制御回路。
  5. 前記第１のスイッチが第１の電界効果トランジスタであり、前記第２のスイッチが第２の電界効果トランジスタである、請求項４に記載の制御回路。
  6. 前記第１の電界効果トランジスタがオフのときは第１のダイオードとして働き、前記第２の電界効果トランジスタがオフのときは第２のダイオードとして働き、前記第１のインダクタコイルが駆動されて前記サセプタ構成体を加熱しているとき、前記第１のインダクタコイルによって前記第２のインダクタコイルに誘導された電圧が、前記第２のダイオードに逆方向バイアスをかけて、前記サセプタ構成体を有意に加熱させるほど十分な電流が前記第２のインダクタコイルに流れないように、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルの互いに対する位相が構成され、前記第２のインダクタコイルが駆動されて前記サセプタ構成体を加熱しているとき、前記第２のインダクタコイルによって前記第１のインダクタコイルに誘導された電圧が、前記第１のダイオードに逆方向バイアスをかけて、前記サセプタ構成体を有意に加熱させるほど十分な電流が前記第１のインダクタコイルに流れないように、前記第１のインダクタコイル及び前記第２のインダクタコイルの互いに対する前記位相が構成される、請求項５に記載の制御回路。
  7. 前記第１のインダクタコイルと前記第２のインダクタコイルとが、前記サセプタ構成体の周りに反対方向に巻かれている、請求項６に記載の制御回路。
  8. 前記第１のインダクタコイルと前記第２のインダクタコイルとが、前記サセプタ構成体の周りに同じ方向に巻かれている、請求項６に記載の制御回路。
  9. 当該御回路は、前記第１のスイッチング速度で前記第１のスイッチをオン・オフするとき、前記第１のスイッチをオンにするたびに、前記第１のスイッチの両端間の電圧がゼロ又はゼロ近くになり、前記第２のスイッチング速度で前記第２のスイッチをオン・オフするとき、前記第２のスイッチをオンにするたびに、前記第２のスイッチの両端間の電圧がゼロ又はゼロ近くになるように構成されている、請求項４〜８のいずれか一項に記載の制御回路。
  10. 当該制御回路は、前記第１のスイッチ又は前記第２のスイッチの両端間の電圧がゼロ又はゼロ近くのときを検出するためのゼロ電圧検出器を備える、請求項９に記載の制御回路。
  11. 前記第１のインダクタコイルが、前記第２のインダクタコイルとは異なる少なくとも一つの特性を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の制御回路。
  12. 吸引可能なエアロゾルを供給するためのエアロゾル供給装置であって、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の制御回路を備えるエアロゾル供給装置。
  13. 吸い口をさらに備える、請求項１２に記載のエアロゾル供給装置。
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