JP2021536238A - エアロゾル生成システムのための共鳴回路 - Google Patents

エアロゾル生成システムのための共鳴回路 Download PDF

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Abstract

エアロゾル生成システムのための共鳴回路は、サセプタ構成体を誘導加熱してエアロゾル生成材料を加熱し、以てエアロゾルを生成するための誘導性素子を備える。本回路はまた、使用中、第１の状態と第２の状態とを交互に繰り返して、変動電流がＤＣ電圧源から生成されて誘導性素子に流れることを可能にして、サセプタ構成体の誘導加熱を引き起こすスイッチング構成体を備える。スイッチング構成体は、共鳴回路の共鳴周波数で動作する共鳴回路内の電圧振動に応答して第１の状態と第２の状態とを交互に繰り返すように構成され、これにより、変動電流が、共鳴回路の共鳴周波数に維持される。【選択図】 図２

Description

関連出願
本出願は、２０１９年８月３１日に出願された英国特許出願第１８１４２０２．６号に対する優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、エアロゾル生成システムのための共鳴回路、より詳細には、サセプタ構成体を誘導加熱してエアロゾルを生成するための共鳴回路に関する。
シガレット、シガー、及び同様のものなどの喫煙品は、使用中にタバコを燃焼させてタバコ煙を作り出す。燃焼なしに化合物を放出する製品を作り出すことによって、これらの物品の代替物を提供するための試みがなされてきた。そのような製品の例は、材料を燃焼させるのではなく、加熱することによって化合物を放出する、いわゆる「非燃焼加熱式」製品、又はタバコ加熱デバイス若しくは製品である。材料は、例えば、タバコ、又は他の非タバコ製品であり得、これはニコチンを含有する場合としない場合とがある。
本発明の第１の態様によると、エアロゾル生成システムのための共鳴回路であって、サセプタ構成体を誘導加熱してエアロゾル生成材料を加熱し、以てエアロゾルを生成するための誘導性素子と、使用中、第１の状態と第２の状態とを交互に繰り返して、変動電流がＤＣ電圧源から生成されて誘導性素子に流れることを可能にして、サセプタ構成体の誘導加熱を引き起こすスイッチング構成体とを備え、スイッチング構成体は、共鳴回路の共鳴周波数で動作する共鳴回路内の電圧振動に応答して第１の状態と第２の状態とを交互に繰り返すように構成され、これにより、変動電流が、共鳴回路の共鳴周波数に維持される、共鳴回路が提供される。
共鳴回路は、誘導性素子及び容量素子を備えるＬＣ回路であり得る。
誘導性素子及び容量素子は、並列で配置され得、電圧振動は、誘導性素子及び容量素子にわたる電圧振動であり得る。
スイッチング構成体は、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを備え得、これらは、スイッチング構成体が第１の状態にあるとき、第１のトランジスタはオフであり、第２のトランジスタはオンであり、スイッチング構成体が第２の状態にあるとき、第１のトランジスタはオンであり、第２のトランジスタはオフであるように配置される。
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは各々、そのトランジスタをオン及びオフにするための第１の端子、第２の端子、並びに第３の端子を備え得、スイッチング構成体は、第２のトランジスタの第２の端子における電圧が第１のトランジスタのスイッチング閾値電圧以下であるときに、第１のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成され得る。
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは各々、そのトランジスタをオン及びオフにするための第１の端子、第２の端子、並びに第３の端子を備え得、スイッチング構成体は、第１のトランジスタの第２の端子における電圧が第２のトランジスタのスイッチング閾値電圧以下であるときに、第２のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成され得る。
共鳴回路は、第１のダイオード及び第２のダイオードをさらに備え得、第１のトランジスタの第１の端子は、第１のダイオードを介して第２のトランジスタの第２の端子に接続され得、第２のトランジスタの第１の端子は、第２のダイオードを介して第１のトランジスタの第２の端子に接続され得、これにより、第２のトランジスタがオンであるときに、第１のトランジスタの第１の端子が低電圧でクランプされ、第１のトランジスタがオンであるときに、第２のトランジスタの第１の端子が低電圧でクランプされる。
第１のダイオード及び／又は第２のダイオードは、ショットキーダイオードであり得る。
スイッチング構成体は、第２のトランジスタの第２の端子における電圧が、第１のトランジスタのスイッチング閾値電圧に第１のダイオードのバイアス電圧を足したもの以下であるときに、第１のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成され得る。
スイッチング構成体は、第１のトランジスタの第２の端子における電圧が、第２のトランジスタのスイッチング閾値電圧に第２のダイオードのバイアス電圧を足したもの以下であるときに、第２のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成され得る。
第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは各々、トランジスタをオン及びオフにするための第１の端子、第２の端子、並びに第３の端子を備え得、本回路は、第３のトランジスタ及び第４のトランジスタをさらに備え得る。第１のトランジスタの第１の端子は、第３のトランジスタを介して第２のトランジスタの第２の端子に接続され得、第２のトランジスタの第１の端子は、第４のトランジスタを介して第１のトランジスタの第２の端子に接続され得る。第３及び第４のトランジスタは、電界効果トランジスタであり得る。
第３のトランジスタ及び第４のトランジスタの各々は、トランジスタをオン及びオフにするための第１の端子を有し得、第３のトランジスタ及び第４のトランジスタの各々は、閾値電圧以上の電圧がそのそれぞれの第１の端子に印加されるとき、オンに切り替えられるように構成され得る。
共鳴回路は、第３のトランジスタ及び第４のトランジスタの両方の第１の端子への閾値電圧以上の電圧の印加によって活性化されて、以て第３及び第４のトランジスタをオンにするように構成され得る。
いくつかの例では、共鳴回路は、スイッチング構成体を作動させるように構成される制御装置を備えない。
共鳴回路の共鳴周波数は、エネルギーが誘導性素子からサセプタ構成体へ移動されることに応答して変化し得る。
共鳴回路は、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタの第１の端子に制御電圧を供給するためのトランジスタ制御電圧を備え得る。
共鳴回路は、第１のトランジスタの第１の端子とトランジスタ制御電圧との間に直列接続される第１のプルアップ抵抗器、及び第２のトランジスタの第１の端子とトランジスタ制御電圧との間に直列接続される第２のプルアップ抵抗器を備え得る。
第３のトランジスタは、制御電圧と第１のトランジスタの第１の端子との間に接続され得、第４のトランジスタは、制御電圧と第２のトランジスタとの間に接続され得る。
第１のトランジスタ及び／又は第２のトランジスタは、電界効果トランジスタであり得る。
ＤＣ電圧源の第１の端子は、共鳴回路内の第１及び第２の点に接続され得、第１の点及び第２の点が、誘導性素子のいずれかの側に電気的に位置する。
ＤＣ電圧源の第１の端子は、共鳴回路内の第１の点に接続され得、第１の点から流れる電流が、誘導性素子の第１の部分を通る第１の方向、及び誘導性素子の第２の部分を通る第２の方向に流れることができるように、第１の点が、誘導性素子の中心点に電気接続される。
共鳴回路は、ＤＣ電圧源と誘導性素子との間に位置付けられる少なくとも１つのチョークインダクタを備え得る。
共鳴回路は、第１のチョークインダクタ及び第２のチョークインダクタを備え得、第１のチョークインダクタが、第１の点と誘導性素子との間に直列接続され、第２のチョークが、第２の点と誘導性素子との間に直列接続される。
共鳴回路は、第１のチョークインダクタを備え得、第１のチョークインダクタが、共鳴回路内の第１の点と誘導性素子の中心点との間に直列接続される。
本発明の第２の態様によると、第１の態様に従う共鳴回路を備えるエアロゾル生成デバイスが提供される。
エアロゾル生成デバイスは、第１のサセプタ構成体を有する第１の消耗品構成要素を受容するように構成され得、エアロゾル生成デバイスは、第２のサセプタ構成体を有する第２の消耗品構成要素を受容するように構成され得、変動電流は、第１の消耗品構成要素がデバイスに結合されるとき共鳴回路の第１の共鳴周波数に、第２の消耗品構成要素がデバイスに結合されるとき共鳴回路の第２の共鳴周波数に維持される。
エアロゾル生成デバイスは、受容部を備え得、受容部は、第１又は第２のサセプタ構成体が誘導性素子の近くに設けられるように、第１の消耗品構成要素又は第２の消耗品構成要素のうちのいずれか一方を受容するように構成される。
誘導性素子は、電導性コイルであり得、本デバイスは、コイル内に第１又は第２のサセプタ構成体の少なくとも一部を受容するように構成される。
本発明の第３の態様によると、第２の態様に従うエアロゾル生成デバイス及びサセプタ構成体を備えるシステムが提供される。
サセプタ構成体は、アルミニウムで形成され得る。
サセプタ構成体は、サセプタ構成体及びエアロゾル生成材料を備える消耗品内に配置され得る。
本発明の第４の態様によると、第１のエアロゾル生成材料及び第１のサセプタ構成体を備える第１の消耗品構成要素、並びに第２のエアロゾル生成材料及び第２のサセプタを備える第２の消耗品構成要素を具備する部品のキットであって、第１及び第２の消耗品構成要素が、第２の態様に従うエアロゾル生成デバイスと共に使用するように構成される、部品のキットが提供される。
第１の消耗品構成要素は、第２の消耗品構成要素と比較して異なる形状を有し得る。
第１のサセプタ構成体は、第２の消耗品構成要素と比較して、異なる形状を有し得るか、又は異なる材料から形成され得る。
第１及び第２の消耗品構成要素は、スティック、ポッド、カトマイザ、及び平らなシートを含む群から選択され得る。
第１のサセプタ構成体又は第２のサセプタ構成体は、アルミニウムで形成され得る。
例に従うエアロゾル生成デバイスを概略的に例証する図である。 例に従う共鳴回路を概略的に例証する図である。 第２の例に従う共鳴回路を概略的に例証する図である。 第３の例に従う共鳴回路を概略的に例証する図である。 第４の例に従う共鳴回路を概略的に例証する図である。
誘導加熱は、電磁誘導によって導電性物体（又はサセプタ）を加熱するプロセスである。誘導加熱器は、誘導性素子、例えば、誘導コイル、及び交流電流などの変動電流を誘導性素子に流すためのデバイスを備え得る。誘導性素子内の変動電流は、変動磁場をもたらす。変動磁場は、誘導性素子に対して好適に位置付けられているサセプタに侵入し、サセプタの内側に渦電流を生成する。サセプタは、渦電流に対する電気抵抗を有し、故に、この抵抗に対する渦電流の流れが、サセプタがジュール加熱によって加熱されることを引き起こす。サセプタが、鉄、ニッケル、又はコバルトなどの強磁性材料を含む場合、熱はまた、サセプタ内の磁気ヒステリシス損失によって、即ち、磁性材料内の磁気双極子の、変動磁場とのそれらの整列の結果としての変動配向によって、生成され得る。
誘導加熱においては、例えば、伝導による加熱と比較して、熱はサセプタの内側に生成されるため、迅速な加熱を可能にする。さらには、誘導加熱器とサセプタとのいかなる物理的接触も必要としないため、構造及び応用におけるより一層の自由度を可能にする。
誘導加熱器は、誘導素子、例えば、サセプタを誘導加熱するように配置され得る電磁石、によって提供されるインダクタンスＬ、及びコンデンサによって提供される静電容量Ｃを有するＬＣ回路を備え得る。回路は、いくつかの場合においては、抵抗器によって提供される抵抗Ｒを含む、ＲＬＣ回路として表され得る。いくつかの場合において、抵抗は、インダクタ及びコンデンサを接続する回路の部分のオーム抵抗によって提供され、故に、回路は、そのようなものとして必ずしも抵抗器を含む必要はない。そのような回路は、例えば、ＬＣ回路と称され得る。そのような回路は、回路素子のインピーダンス又はアドミタンスの虚数部が互いに相殺するときに特定の共鳴周波数で発生する電気共鳴を呈し得る。
電気共鳴を呈する回路の一例は、インダクタ、コンデンサ、及び任意選択的に抵抗器を備えるＬＣ回路である。ＬＣ回路の一例は、インダクタ及びコンデンサが直列接続される直列回路である。ＬＣ回路の別の例は、インダクタ及びコンデンサが並列接続される並列ＬＣ回路である。共鳴は、インダクタの崩壊磁場が、コンデンサを充電するその巻線内に電流を生成する一方で、放電コンデンサが、インダクタ内の磁場を構築する電流を提供することが理由で、ＬＣ回路内に発生する。本開示は、並列ＬＣ回路に焦点を合わせる。並列ＬＣ回路が、共鳴周波数で駆動されるとき、回路の動的インピーダンスは、最大であり（インダクタのリアクタンスがコンデンサのリアクタンスに等しいため）、回路電流は、最小である。しかしながら、並列ＬＣ回路の場合、並列インダクタ及びコンデンサループは、電流乗算器として機能する（ループ内の電流を効果的に乗算し、こうして電流がインダクタに流れる）。したがって、共鳴周波数で、又はその近くで、ＲＬＣ又はＬＣ回路を駆動することは、サセプタに侵入する磁場の最大値を提供することによって、効果的及び／又は効率的な誘導加熱を提供し得る。
トランジスタは、電気信号を切り替えるための半導体デバイスである。トランジスタは、典型的には、電子回路への接続のための少なくとも３つの端子を備える。いくつかの先行技術例では、交流は、既定の周波数、例えば、回路の共鳴周波数で、トランジスタが切り替わるようにする駆動信号を供給することによって、トランジスタを使用して回路に供給され得る。
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、電場印加の効果がトランジスタの実効コンダクタンスを変化させるために使用され得るトランジスタである。電界効果トランジスタは、本体Ｂ、ソース端子Ｓ、ドレイン端子Ｄ、及びゲート端子Ｇを備え得る。電界効果トランジスタは、半導体を備えるアクティブチャネルを具備し、このアクティブチャネルを通じて、電荷キャリア、電子、又は正孔が、ソースＳとドレインＤとの間を流れ得る。チャネルの導電率、即ち、ドレインＤ端子とソースＳ端子との間の導電率は、例えばゲート端子Ｇに印加される電位によって生成される、ゲートＧ端子とソースＳ端子との間の電位差の関数である。強化モードＦＥＴにおいて、ＦＥＴは、実質的にゼロのゲートＧ−ソースＳ電圧が存在するとき、オフであり得（即ち、そこに電流が流れることを実質的に防ぐ）、実質的に非ゼロのゲートＧ−ソースＳ電圧が存在するとき、オンにされ得る（即ち、そこに電流が流れることを実質的に可能にする）。
ｎチャネル（又はｎ型）電界効果トランジスタ（ｎ−ＦＥＴ）は、チャネルがｎ型半導体を備える電界効果トランジスタであり、この場合、電子が多数キャリアであり、正孔が少数キャリアである。例えば、ｎ型半導体は、ドナー不純物（例えば、リンなど）をドープした真性半導体（例えば、シリコンなど）を含み得る。ｎチャネルＦＥＴにおいて、ドレイン端子Ｄは、ソース端子Ｓよりも高い電位に置かれる（即ち、正のドレイン−ソース電圧、又は言い換えると、負のソース−ドレイン電圧が存在する）。ｎチャネルＦＥＴを「オン」にするため（即ち、そこに電流が流れることを可能にするため）、ソース端子Ｓにおける電位よりも高いスイッチング電位が、ゲート端子Ｇに印加される。
ｐチャネル（又はｐ型）電界効果トランジスタ（ｐ−ＦＥＴ）は、チャネルがｐ型半導体を備える電界効果トランジスタであり、この場合、正孔が多数キャリアであり、電子が少数キャリアである。例えば、ｐ型半導体は、アクセプタ不純物（例えば、ボロンなど）をドープした真性半導体（例えば、シリコンなど）を含み得る。ｐチャネルＦＥＴにおいて、ソース端子Ｓは、ドレイン端子Ｄよりも高い電位に置かれる（即ち、負のドレイン−ソース電圧、又は言い換えると、正のソース−ドレイン電圧が存在する）。ｐチャネルＦＥＴを「オン」にするため（即ち、そこに電流が流れることを可能にするため）、ソース端子Ｓにおける電位よりも低い（及び、例えば、ドレイン端子Ｄにおける電位よりも高い場合がある）スイッチング電位が、ゲート端子Ｇに印加される。
金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）は、ゲート端子Ｇが絶縁層によって半導体チャネルから電気絶縁される電界効果トランジスタである。いくつかの例では、ゲート端子Ｇは、金属であり得、絶縁層は、酸化物（例えば、二酸化ケイ素など）であり得、故に、「金属−酸化物−半導体」である。しかしながら、他の例では、ゲートは、ポリシリコンなどの金属以外の材料から作製され得、及び／又は、絶縁層は、他の誘電材料などの酸化物以外の材料から作製され得る。それにもかかわらず、そのようなデバイスは、典型的には、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と称され、本明細書で使用される場合、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ又はＭＯＳＦＥＴという用語は、そのようなデバイスを含むものと解釈されるべきであるということを理解されたい。
ＭＯＳＦＥＴは、半導体がｎ型であるｎチャネル（又はｎ型）ＭＯＳＦＥＴであり得る。ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（ｎ−ＭＯＳＦＥＴ）は、ｎチャネルＦＥＴについて上に説明されるのと同じ手法で動作され得る。別の例として、ＭＯＳＦＥＴは、半導体がｐ型であるｐチャネル（又はｐ型）ＭＯＳＦＥＴであり得る。ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（ｐ−ＭＯＳＦＥＴ）は、ｐチャネルＦＥＴについて上に説明されるのと同じ手法で動作され得る。ｎ−ＭＯＳＦＥＴは、典型的には、ｐ−ＭＯＳＦＥＴのものよりも低いソース−ドレイン抵抗を有する。故に、「オン」状態において（即ち、電流がそこに流れている）、ｎ−ＭＯＳＦＥＴは、ｐ−ＭＯＳＦＥＴと比較して少ない熱を生成し、故に、ｐ−ＭＯＳＦＥＴよりも動作におけるエネルギーの無駄が小さいことがある。さらに、ｎ−ＭＯＳＦＥＴは、典型的には、ｐ−ＭＯＳＦＥＴと比較して、より短いスイッチング時間（即ち、ゲート端子Ｇに提供されるスイッチング電位を変更することから、電流がそこに流れるか否かをＭＯＳＦＥＴが変更するまでの特徴的な反応時間）を有する。これにより、より高いスイッチング速度及び改善されたスイッチング制御を可能にし得る。
図１は、例に従うエアロゾル生成デバイス１００を概略的に例証する。エアロゾル生成デバイス１００は、ＤＣ電源１０４、この例では、バッテリー１０４と、誘導性素子１５８を備える回路１５０と、サセプタ構成体１１０と、エアロゾル生成材料１１６とを具備する。
図１の例では、サセプタ構成体１１０は、エアロゾル生成材料１１６と一緒に消耗品１２０内に位置する。ＤＣ電源１０４は、回路１５０に電気接続され、ＤＣ電力を回路１５０に提供するように配置される。デバイス１００はまた、制御回路１０６を備える。この例では、回路１５０は、制御回路１０６を介してバッテリー１０４に接続される。
制御回路１０６は、例えばユーザ入力に応答して、デバイス１００をオン及びオフで切り替えるための手段を備え得る。制御回路１０６は、例えば、本来周知のように、パフ検出器（図示せず）を備え得、及び／又は、少なくとも１つのボタン又はタッチ制御（図示せず）を介したユーザ入力をとり得る。制御回路１０６は、デバイス１００の構成要素、又はデバイスに挿入される消耗品１２０の構成要素の温度をモニタするための手段を備え得る。誘導性素子１５８に加えて、回路１５０は、以下に説明される他の構成要素を備える。
誘導性素子１５８は、例えば、コイルであり得、これは、例えば、平面であり得る。誘導性素子１５８は、例えば、銅（比較的低い抵抗率を有する）から形成され得る。回路１５０は、誘導性素子１５８を通じて、ＤＣ電源１０４からの入力ＤＣ電流を、変動する、例えば交流の、電流へ変換するように配置される。回路１５０は、誘導性素子１５８を通じて変動電流を駆動するように配置される。
サセプタ構成体１１０は、誘導性素子１５８からサセプタ構成体１１０への誘導エネルギー移動のために、誘導性素子１５８に対して配置される。サセプタ構成体１１０は、誘導加熱され得る任意の好適な材料、例えば、金属又は金属合金、例えば、鋼から形成され得る。いくつかの実装形態において、サセプタ構成体１１０は、鉄、ニッケル、及びコバルトなど、例となる金属のうちの１つ又はその組合せを含み得る強磁性材料を含み得るか、又はこれから全体的に形成され得る。いくつかの実装形態において、サセプタ構成体１１０は、非強磁性材料、例えば、アルミニウムを含み得るか、又はこれから全体的に形成され得る。変動電流が通っている誘導性素子１５８は、上に説明されるように、サセプタ構成体１１０がジュール加熱によって、及び／又は磁気ヒステリシス加熱によって加熱されることを引き起こす。サセプタ構成体１１０は、例えば、伝導、対流、及び／又は輻射加熱によって、エアロゾル生成材料１１６を加熱して、使用時にエアロゾルを生成するように配置される。いくつかの例では、サセプタ構成体１１０及びエアロゾル生成材料１１６は、エアロゾル生成デバイス１００に挿入され得、及び／又はそこから取り外され得る一体型ユニットを形成し、また使い捨てであり得る。いくつかの例では、誘導性素子１５８は、例えば交換のために、デバイス１００から取り外し可能であり得る。エアロゾル生成デバイス１００は、携帯用であり得る。エアロゾル生成デバイス１００は、エアロゾル生成材料１１６を加熱して、ユーザによる吸入のためにエアロゾルを生成するように配置され得る。
本明細書で使用される場合、用語「エアロゾル生成材料」は、加熱時に、揮発した成分を、典型的には蒸気又はエアロゾルの形態で提供する材料を含むことが留意される。エアロゾル生成材料は、非タバコ含有材料、又はタバコ含有材料であり得る。例えば、エアロゾル生成材料は、タバコであり得るか、又はそれを含み得る。エアロゾル生成材料は、例えば、タバコそのもの、タバコ派生物、拡張タバコ、再生タバコ、タバコ抽出物、均質化タバコ、又はタバコ代替品のうちの１つ又は複数を含み得る。エアロゾル生成材料は、挽きタバコ、刻みラグタバコ、押出タバコ、再生タバコ、再生材料、液体、ゲル、ゲル化シート、粉末、又は塊等の形態にあり得る。エアロゾル生成材料はまた、他の非タバコ製品を含み得、製品に応じて、ニコチンを含有する場合とそうでない場合とがある。エアロゾル生成材料は、グリセロール又はプロピレングリコールなど、１つ又は複数の保湿剤を含み得る。
図１に戻ると、エアロゾル生成デバイス１００は、ＤＣ電源１０４、制御回路１０６、及び誘導性素子１５８を備える回路１５０を収容する外側本体１１２を具備する。この例ではサセプタ構成体１１０及びエアロゾル生成材料１１６を備える消耗品１２０もまた、使用のためにデバイス１００を構成するために本体１１２へ挿入される。外側本体１１２は、使用時に生成されたエアロゾルがデバイス１００から出ることを可能にするためにマウスピース１１４を備える。
使用時、ユーザは、例えば、ボタン（図示せず）又はパフ検出器（図示せず）を介して回路１０６を活性化して、変動する、例えば交流の、電流を誘導性素子１０８に通し、以て、サセプタ構成体１１０を誘導加熱することができ、今度はこのサセプタ構成体１１０が、エアロゾル生成材料１１６を加熱し、以てエアロゾル生成材料１１６にエアロゾルを生成させる。エアロゾルは、吸入口（図示せず）からデバイス１００内へ引き込まれる空気内へ生成され、以てマウスピース１０４へ運ばれ、ここでエアロゾルは、ユーザによる吸入のためにデバイス１００から出る。
誘導性素子１５８を備える回路１５０、並びにサセプタ構成体１１０及び／又はデバイス１００全体は、エアロゾル生成材料を燃焼することなくエアロゾル生成材料１１６の少なくとも１つの成分を揮発させるためにある温度範囲までエアロゾル生成材料１１６を加熱するように配置され得る。例えば、温度範囲は、約５０℃〜約３００℃の間、約１００℃〜約３００℃の間、約１５０℃〜約３００℃の間、約１００℃〜約２００℃の間、約２００℃〜約３００℃の間、又は約１５０℃〜約２５０℃の間など、約５０℃〜約３５０℃であり得る。いくつかの例では、温度範囲は、約１７０℃〜約２５０℃の間であり得る。いくつかの例では、温度範囲は、この範囲以外のものであってもよく、温度範囲の上限は、３００℃より大きい場合がある。
例えば加熱の速度が大きい、例えばサセプタ構成体１１０の加熱中、サセプタ構成体１１０の温度とエアロゾル生成材料１１６の温度とには差がある場合があるということを理解されたい。したがって、いくつかの例では、サセプタ構成体１１０が加熱されて達する温度は、例えば、エアロゾル生成材料１１６が加熱されて達することが望まれる温度よりも高い場合がある。
これより図２を参照すると、サセプタ構成体１１０の誘導加熱のための、共鳴回路である、例となる回路１５０が例証される。共鳴回路１５０は、並列接続されている誘導性素子１５８及びコンデンサ１５６を備える。
共鳴回路１５０は、この例では第１のトランジスタＭ１及び第２のトランジスタＭ２を備えるスイッチング構成体Ｍ１、Ｍ２を具備する。第１のトランジスタＭ１及び第２のトランジスタＭ２は各々、それぞれの第１の端子Ｇ１、Ｇ２、第２の端子Ｄ１、Ｄ２、及び第３の端子Ｓ１、Ｓ２を備える。第１のトランジスタＭ１及び第２のトランジスタＭ２の第２の端子Ｄ１、Ｄ２は、以下により詳細に説明されるように、並列の誘導性素子１５８及びコンデンサ１５６の組合せのいずれかの側に接続される。第１のトランジスタＭ１及び第２のトランジスタＭ２の第３の端子Ｓ１、Ｓ２は各々、アース１５１に接続される。図２に例証される例では、第１のトランジスタＭ１及び第２のトランジスタＭ２は共にＭＯＳＦＥＴであり、第１の端子Ｇ１、Ｇ２はゲート端子であり、第２の端子Ｄ１、Ｄ２はドレイン端子であり、第３の端子Ｓ１、Ｓ２はソース端子である。
代替の例では、他のタイプのトランジスタが、上に説明されるＭＯＳＦＥＴの代わりに使用され得るということを理解されたい。
共鳴回路１５０は、インダクタンスＬ及び静電容量Ｃを有する。共鳴回路１５０のインダクタンスＬは、誘導性素子１５８によって提供され、誘導性素子１５８による誘導加熱のために配置されるサセプタ構成体１１０のインダクタンスによっても影響を受け得る。サセプタ構成体１１０の誘導加熱は、誘導性素子１５８によって生成される変動磁場を介するものであり、誘導性素子１５８は、上に説明される様式で、サセプタ構成体１１０内にジュール加熱及び／又は磁気ヒステリシス損失を誘導する。共鳴回路１５０のインダクタンスＬの一部は、サセプタ構成体１１０の透磁率に起因し得る。誘導性素子１５８によって生成される変動磁場は、誘導性素子１５８を流れる、変動する、例えば交流の、電流によって生成される。
誘導性素子１５８は、例えば、コイル状の導電素子の形態にあり得る。例えば、誘導性素子１５８は、銅コイルであり得る。誘導性素子１５８は、例えば、リッツ線などの多糸線、例えば、一緒に撚り合わせられているいくつかの個々に絶縁された線を含む線、を備え得る。多糸線のＡＣ抵抗は、周波数の関数であり、多糸線は、誘導性素子の電力吸収が駆動周波数で減少されるような手法で構成され得る。別の例として、誘導性素子１５８は、例えば、印刷回路基板上のコイル状トラックであり得る。印刷回路基板上のコイル状トラックを使用することが有用であり得るのは、それが、低費用で高い再現性で大量生産され得る、多糸線（高価であり得る）のいかなる必要性も取り除く断面を有する剛性且つ自立式のトラックを提供するためである。１つの誘導性素子１５８が示されるが、１つ又は複数のサセプタ構成体１１０の誘導加熱のために配置される２つ以上の誘導性素子１５８が存在し得ることは容易に理解されるものとする。
共鳴回路１５０の静電容量Ｃは、コンデンサ１５６によって提供される。コンデンサ１５６は、例えば、Ｃｌａｓｓ１セラミックコンデンサ、例えば、ＣＯＧ型コンデンサであり得る。合計静電容量Ｃはまた、共鳴回路１５０の浮遊静電容量を含み得るが、しかしながら、これは、コンデンサ１５６によって提供される静電容量と比較して、取るに足りないものであるか、又は取るに足りないものにされ得る。
共鳴回路１５０の抵抗は図２に示されないが、回路の抵抗は、共鳴回路１５０の構成要素を接続するトラック若しくは線の抵抗、インダクタ１５８の抵抗、及び／又は、インダクタ１５８とのエネルギー移動のために配置されるサセプタ構成体１１０によって提供される共鳴回路１５０を流れる電流に対する抵抗によって提供され得ることを理解されたい。いくつかの例では、１つ又は複数の専用抵抗器（図示せず）が、共鳴回路１５０に含まれ得る。
共鳴回路１５０は、ＤＣ電源１０４（図１を参照）から、例えば、バッテリーから提供されるＤＣ供給電圧Ｖ１を供給される。ＤＣ電圧源Ｖ１の正端子は、第１の点１５９及び第２の点１６０において共鳴回路１５０に接続される。ＤＣ電圧源Ｖ１の負端子（図示せず）は、アース１５１、故に、この例では、ＭＯＳＦＥＴ Ｍｌ及びＭ２両方のソース端子Ｓに接続される。例では、ＤＣ供給電圧Ｖ１は、バッテリーから直接、又は中間素子を介して、共鳴回路に供給され得る。
したがって、共鳴回路１５０は、電気ブリッジとして接続され、ブリッジの２つのアームの間に誘導性素子１５８及びコンデンサ１５６が並列接続されている状態にあると考えられ得る。共鳴回路１５０は、以下に説明されるスイッチング効果をもたらすように作用し、これにより、誘導性素子１５８を通って、変動電流、例えば交流、が引き込まれることを結果としてもたらし、こうして交流磁場を作り出し、サセプタ構成体１１０を加熱する。
第１の点１５９は、誘導性素子１５８及びコンデンサ１５６の並列の組合せの第１の側に位置する第１のノードＡに接続される。第２の点１６０は、誘導性素子１５８及びコンデンサ１５６の並列の組合せの第２の側に、第２のノードＢに接続される。第１のチョークインダクタ１６１は、第１の点１５９と第１のノードＡとの間に直列接続され、第２のチョークインダクタ１６２は、第２の点１６０と第２のノードＢとの間に直列接続される。第１及び第２のチョーク１６１及び１６２は、ＡＣ周波数を第１の点１５９及び第２の点１６０それぞれから回路に入ることからフィルタアウトするが、ＤＣ電流がインダクタ１５８内へと、そこを通って引き込まれることを可能にするように作用する。チョーク１６１及び１６２は、Ａ及びＢにおける電圧が、第１の点１５９又は第２の点１６０におけるほとんど又は全く目に見えない効果により振動することを可能にする。
この特定の例では、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、ｎチャネル強化モードＭＯＳＦＥＴである。第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレイン端子は、導線又は同様のものを介して第１のノードＡに接続される一方、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレイン端子は、導線又は同様のものを介して第２のノードＢに接続される。各ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１、Ｍ２のソース端子は、アース１５１に接続される。
共鳴回路１５０は、第２の電圧源Ｖ２、ゲート電圧源（又は、時に、本明細書では制御電圧と称される）を備え、その正端子が、第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及びＭ２のゲート端子Ｇ１、Ｇ２に電圧を供給するために使用される第３の点１６５に接続されている。この例での第３の点１６５において供給される制御電圧Ｖ２は、制御電圧Ｖ２に影響を及ぼすことなく電圧Ｖ１の変動を可能にする第１及び第２の点１５９、１６０において供給される電圧Ｖ１とは無関係である。第１のプルアップ抵抗器１６３は、第３の点１６５と第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲート端子Ｇ１との間に接続される。第２のプルアップ抵抗器１６４は、第３の点１６５と第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲート端子Ｇ２との間に接続される。
他の例では、異なるタイプのＦＥＴなど、異なるタイプのトランジスタが使用され得る。以下に説明されるスイッチング効果は、「オン」状態から「オフ」状態へ切り替えることができる異なるタイプのトランジスタの場合も等しく達成され得るということを理解されたい。供給電圧Ｖ１及びＶ２の値及び極性は、使用されるトランジスタのプロパティ、及び回路内の他の構成要素と併せて選択され得る。例えば、供給電圧は、ｎチャネルトランジスタが使用されるか、ｐチャネルトランジスタが使用されるかに応じて、又は、トランジスタが接続される構成、若しくは、トランジスタがオン又はオフのいずれかであることを結果としてもたらす、トランジスタの端子にわたって印加される電位差の違いに応じて選択され得る。
共鳴回路１５０は、第１のダイオードｄ１及び第２のダイオードｄ２をさらに備え、これは、この例では、ショットキーダイオードであるが、他の例では、任意の他の好適なタイプのダイオードが使用され得る。第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲート端子Ｇ１は、第１のダイオードｄ１の順方向が第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレインＤ２の方を向いた状態で、第１のダイオードｄ１を介して第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレイン端子Ｄ２に接続される。
第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲート端子Ｇ２は、第２のダイオードｄ２の順方向が第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１の方を向いた状態で、第２のダイオードｄ２を介して第１の第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１に接続される。第１及び第２のショットキーダイオードｄ１及びｄ２は、およそ０．３Ｖのダイオード閾値電圧を有し得る。他の例では、シリコンダイオードは、およそ０．７Ｖのダイオード閾値電圧を有して使用され得る。例では、使用されるダイオードのタイプは、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及びＭ２の所望の切り替えを可能にするように、ゲート閾値電圧と併せて選択される。ダイオードのタイプ及びゲート供給電圧Ｖ２はまた、プルアップ抵抗器１６３及び１６４の値、並びに共鳴回路１５０の他の構成要素と併せて選択され得る。
共鳴回路１５０は、第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及びＭ２の切り替えに起因する変動電流である、誘導性素子１５８を通る電流を支持する。この例では、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及びＭ２が強化モードＭＯＳＦＥＴであるため、第１及び第２のＭＯＳＦＥＴのうちの一方のゲート端子Ｇ１、Ｇ２において印加される電圧が、ゲート−ソース電圧がそのＭＯＳＦＥＴのための既定の閾値よりも高いようなものであるとき、ＭＯＳＦＥＴは、オン状態にされる。次いで電流が、ドレイン端子Ｄ１、Ｄ２から、接地１５１に接続されるソース端子Ｓ１、Ｓ２へ流れ得る。このようなオン状態にあるＭＯＳＦＥＴの直列抵抗は、回路の動作の目的にとっては取るに足りないものであり、ドレイン端子Ｄは、ＭＯＳＦＥＴがオン状態にあるとき接地電位にあると考えられ得る。ＭＯＳＦＥＴのためのゲート−ソース閾値は、共鳴回路１５０のための任意の好適な値であり得、また、電圧Ｖ２の大きさ、並びに抵抗器１６４及び１６３の抵抗は、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及びＭ２のゲート−ソース閾値電圧に応じて選択され、本質的にその結果として、電圧Ｖ２はゲート閾値電圧（複数可）よりも大きい、ということを理解されたい。
誘導性素子１５８を流れる変動電流を結果としてもたらす共鳴回路１５０のスイッチング手順は、第１のノードＡにおける電圧が高く、第２のノードＢにおける電圧が低い状態から始まって、これより説明される。
ノードＡにおける電圧が高いとき、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレイン端子Ｄ１における電圧も高いが、これは、Ｍ１のドレイン端子Ｄ１が、導線により、この例では直接、ノードＡに接続されることが理由である。同時に、ノードＢにおける電圧は低く保たれ、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレイン端子Ｄ２における電圧は、それに応じて低い（Ｍ２のドレイン端子は、導線により、この例では直接、ノードＢに接続される）。
したがって、この時、Ｍ１のドレイン電圧の値は高く、Ｍ２のゲート電圧よりも大きい。したがって、第２のダイオードｄ２は、この時、逆バイアスされる。この時のＭ２のゲート電圧は、Ｍ２のソース端子電圧よりも大きく、電圧Ｖ２は、Ｍ２におけるゲート−ソース電圧がＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のためのオン閾値よりも大きいようなものである。したがって、Ｍ２はこの時オンである。
同時に、Ｍ２のドレイン電圧は低く、第１のダイオードｄ１は、Ｍ１のゲート端子へのゲート電圧源Ｖ２に起因して順方向バイアスされる。したがって、Ｍ１のゲート端子は、順方向バイアスされた第１のダイオードｄ１を介して、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２の低電圧ドレイン端子に接続され、したがって、Ｍ１のゲート電圧も低い。言い換えると、Ｍ２がオンであるため、それは、接地クランプとして機能し、このことが、第１のダイオードｄ１が順方向バイアスされること、及びＭ１のゲート電圧が低いことを結果としてもたらす。そのようなものとして、Ｍ１のゲート−ソース電圧は、オン閾値未満であり、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１はオフである。
要するに、この時点で、回路１５０は、
ノードＡにおける電圧が高い、
ノードＢにおける電圧が低い、
第１のダイオードｄ１が順方向バイアスされる、
第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオンである、
第２のダイオードｄ２が逆バイアスされる、及び
第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオフである、
という、第１の状態にある。
第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオン状態にあり、且つ第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオフ状態にあるという、この時から、電流は、供給源Ｖ１から第１のチョーク１６１を通り、誘導性素子１５８を通って引き込まれる。誘導チョーク１６１の存在に起因して、ノードＡにおける電圧は、自由に振動する。誘導性素子１５８がコンデンサ１５６と並列であるため、ノードＡにおける観察電圧は、半正弦波電圧プロファイルのものに倣う。ノードＡにおける観察電圧の周波数は、回路１５０の共鳴周波数ｆ０に等しい。
ノードＡのエネルギー減衰の結果として、ノードＡにおける電圧は、その最大値から０に向かって次第に正弦曲線状に減少する。ノードＢにおける電圧は、低く保たれ（ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオンであるため）、インダクタＬは、ＤＣ供給源Ｖ１から充電される。ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、ノードＡにおける電圧がＭ２のゲート閾値電圧にｄ２の順方向バイアス電圧を足したものに等しいか、それ未満である時点においてオフに切り替えられる。ノードＡにおける電圧が最終的にゼロに達したとき、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、完全にオフになる。
同時に、又は直後に、ノードＢにおける電圧が高くなる。これは、誘導性素子１５８とコンデンサ１５６との間のエネルギーの共鳴移動に起因して発生する。ノードＢにおける電圧が、このようなエネルギーの共鳴移動に起因して高くなるとき、ノードＡ及びＢ並びにＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及びＭ２に関して上に説明される状況は逆にされる。即ち、Ａにおける電圧がゼロに向かって減少すると、Ｍ１のドレイン電圧が減少される。Ｍ１のドレイン電圧は、第２のダイオードｄ２がもはや逆バイアスされず、順方向バイアスされるようになるところまで減少する。同様に、ノードＢにおける電圧は、その最大値まで上昇し、第１のダイオードｄ１は、順方向バイアスから逆バイアスへと切り替わる。これが起こると、Ｍ１のゲート電圧は、Ｍ２のドレイン電圧にもはや結合されず、したがってＭ１のゲート電圧は、ゲート供給電圧Ｖ２の印加のもとで、高くなる。したがって、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は、そのゲート−ソース電圧が、ここではスイッチオンの閾値を上回ることから、オン状態へと切り替えられる。Ｍ２のゲート端子はこのとき、順方向バイアスされた第２のダイオードｄ２を介してＭ１の低電圧ドレイン端子に接続されているため、Ｍ２のゲート電圧は低い。したがって、Ｍ２は、オフ状態に切り替えられる。
要するに、この時点で、回路１５０は、
ノードＡにおける電圧が低い、
ノードＢにおける電圧が高い、
第１のダイオードｄ１が逆バイアスされる、
第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオフである、
第２のダイオードｄ２が順方向バイアスされる、及び
第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオンである、
という、第２の状態にある。
この時点で、電流は、供給電圧Ｖ１から第２のチョーク１６２を通じて誘導性素子１５８を通って引き込まれる。したがって、電流の方向は、共鳴回路１５０のスイッチング動作に起因して逆にされている。共鳴回路１５０は、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオフであり、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオンである上記の第１の状態と、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオンであり、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオフである上記の第２の状態とで切り替わり続ける。
動作の安定状態において、エネルギーは、静電領域（即ち、コンデンサ１５６内）と磁気領域（即ち、インダクタ１５８）との間で移動され、また逆も然りである。
正味のスイッチング効果は、静電領域（即ち、コンデンサ１５６内）と磁気領域（即ち、インダクタ１５８）との間でエネルギーを移動させる共鳴回路１５０内の電圧振動に応答しており、こうして、回路の共鳴周波数によって変化する並列ＬＣ回路内の時間的に変動する電流を作り出す。これは、回路１５０がその最適効率レベルで動作し、したがって、オフ共鳴で動作する回路と比較してエアロゾル生成材料１１６のより効率的な加熱を達成することから、誘導性素子１５８とサセプタ構成体１１０との間のエネルギー移動に有利である。説明されたスイッチング構成体は、それが、回路１５０が、変動負荷条件下において、例えば、異なるサセプタが誘導性素子に結合されるとき共鳴周波数で自ら駆動することを可能にするため、有利である。これが意味することは、回路１５０のプロパティが変化する場合（例えば、サセプタ１１０が存在するか否か、又はサセプタの温度が変化するかどうか、或いはサセプタ素子１１０の物理的運動）、回路１５０の動的性質が、その共鳴点を連続的に適合させて、最適な方式でエネルギーを移動させるということであり、したがって、回路１５０が常に共鳴で駆動されることを意味する。さらに、回路１５０の構成は、制御電圧信号をＭＯＳＦＥＴのゲートに印加してスイッチングをもたらすために外部制御装置又は同様のものが必要とされないようなものである。
図２を参照した上に説明される例では、ゲート端子Ｇ１、Ｇ２には、ソース電圧Ｖ１のための電源とは異なる第２の電源によりゲート電圧が供給される。しかしながら、いくつかの例では、ゲート端子は、ソース電圧Ｖ１と同じ電圧源により供給され得る。そのような例では、回路１５０内の第１の点１５９、第２の点１６０、及び第３の点１６５は、例えば、同じ電源レールに接続され得る。そのような例では、回路の構成要素のプロパティは、説明されたスイッチング動作が発生することを可能にするように選択されなければならないということを理解されたい。例えば、ゲート供給電圧及びダイオード閾値電圧は、回路の振動が適切なレベルでＭＯＳＦＥＴの切り替えをトリガするように選択されなければならない。ゲート供給電圧Ｖ２及びソース電圧Ｖ１のための別個の電圧値の提供は、ソース電圧Ｖ１が、回路のスイッチング機序の動作に影響を及ぼすことなく、ゲート供給電圧Ｖ２とは無関係に変動されることを可能にする。
回路１５０の共鳴周波数ｆ０は、ＭＨｚ範囲内、例えば、範囲０．５ＭＨｚ〜４ＭＨｚ、例えば、範囲２ＭＨｚ〜３ＭＨｚにあり得る。共鳴回路１５０の共鳴周波数ｆ０は、上述のように、回路１５０のインダクタンスＬ及び静電容量Ｃに依存し、そしてこのインダクタンスＬ及び静電容量Ｃは、誘導性素子１５８、コンデンサ１５６、及び追加的にサセプタ構成体１１０に依存するということを理解されたい。即ち、共鳴周波数は、エネルギーが誘導性素子からサセプタ構成体へ移動されることに応答して変化すると考えられ得る。そのようなものとして、回路１５０の共鳴周波数ｆ０は、実装ごとに様々であり得る。例えば、周波数は、範囲０．１ＭＨｚ〜４ＭＨｚ内、又は０．５ＭＨｚ〜２ＭＨｚの範囲内、又は範囲０．３ＭＨｚ〜１．２ＭＨｚ内にあり得る。他の例では、共鳴周波数は、上に説明されるものとは異なる範囲内にあり得る。一般的に、共鳴周波数は、サセプタ構成体１１０を含む、使用する構成要素の電気的及び／又は物理的プロパティなど、回路の特性に依存する。
共鳴回路１５０のプロパティは、所与のサセプタ構成体１１０のための他の因子に基づいて選択され得るということも理解されたい。例えば、誘導性素子１５８からサセプタ構成体１１０へのエネルギーの移動を向上させるためには、サセプタ構成体１１０の材料プロパティに基づいて表皮深さ（即ち、少なくとも周波数の関数である、１／ｅ倍だけ電流密度が入るサセプタ構成体１１０の表面からの深さ）を選択することが有用であり得る。表皮深さは、サセプタ構成体１１０の異なる材料では異なり、駆動周波数が増加するにつれて減少する。その一方で、例えば、電子装置内で熱として損失される共鳴回路１５０及び／又は駆動素子１０２に供給される電力の割合を減少させるためには、比較的低い周波数で自ら駆動する回路を有することが有益な場合がある。この例では駆動周波数は共鳴周波数に等しいため、駆動周波数に関するここでの検討事項は、例えば、サセプタ構成体１１０を設計すること、及び／又は特定の静電容量を有するコンデンサ１５６及び特定のインダクタンスを有する誘導性素子１５８を使用することによって、適切な共鳴周波数を獲得することに関する。いくつかの例では、したがって、これらの因子の折衷案が、必要に応じて及び／又は所望の通りに選択され得る。
図２の共鳴回路１５０は、電流Ｉが最小限にされ、且つ動的抵抗が最大限にされる共鳴周波数ｆ０を有する。共鳴回路１５０は、この共鳴周波数で自ら駆動し、したがって、インダクタ１５８によって生成される振動磁場は最大であり、誘導性素子１５８によるサセプタ構成体１１０の誘導加熱は最大限にされる。
いくつかの例では、共鳴回路１５０によるサセプタ構成体１１０の誘導加熱は、共鳴回路１５０に提供される供給電圧を制御することによって制御され得、そしてこれにより、共鳴回路１５０内を流れる電流を制御することができ、故に、共鳴回路１５０によってサセプタ構成体１１０へ移動されるエネルギー、及び故にサセプタ構成体１１０が加熱される度合いを制御することができる。他の例では、サセプタ構成体１１０の温度は、例えば、サセプタ構成体１１０がより大きい度合いまで加熱されるべきか、より小さい度合いまで加熱されるべきかに応じて、誘導性素子１５８への電圧供給を変更することによって（例えば、供給される電圧の大きさを変更することによって、又はパルス幅変調電圧信号のデューティサイクルを変更することによって）、モニタ及び制御され得るということを理解されたい。
上で述べたように、共鳴回路１５０のインダクタンスＬは、サセプタ構成体１１０の誘導加熱のために配置される誘導性素子１５８によって提供される。共鳴回路１５０のインダクタンスＬの少なくとも一部は、サセプタ構成体１１０の透磁率に起因する。したがって、インダクタンスＬ、及び故に共鳴回路１５０の共鳴周波数ｆ０は、時折変わり得る、使用される特定のサセプタ（複数可）及び誘導性素子（複数可）１５８に対するその位置付けに依存し得る。さらに、サセプタ構成体１１０の透磁率は、サセプタ１１０の変動温度と共に変化し得る。
図３は、共鳴回路２５０の第２の例を示す。第２の共鳴回路２５０は、共鳴回路１５０と同じ構成要素の多くを備え、共鳴回路１５０、２５０の各々における同様の構成要素には、同じ参照番号が設けられ、再度詳細に説明されないものとする。
第２の回路２５０が、ダイオードｄ１、ｄ２であって、これらを介して、トランジスタＭ１、Ｍ２の各々のゲート端子Ｇ１、Ｇ２がトランジスタＭ１、Ｍ２の他方のドレイン端子Ｄ１、Ｄ２にそれぞれ接続される、ダイオードｄ１、ｄ２を備えないという点で、第２の回路２５０は、第１の回路１５０とは異なる。第１の回路１５０に含まれるダイオードｄ１、ｄ２の代わりに、第２の回路２５０は、第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４を備える。
第２の回路２５０において、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲートＧ１は、第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３を介して第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレインＤ２に接続される。第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲートＧ２は、同様に、第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４を介して第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１に接続される。制御電圧Ｖ２は、点１６５から第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４の両方のゲート端子Ｇ３、Ｇ４に供給される。図３によって表される例などの例では、第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４のゲート端子Ｇ３、Ｇ４は、導電体、例えば、電気トラックを介して互いに接続され、電圧Ｖ２が導電体上の点に供給される。第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４の各々は、閾値電圧より大きい電圧がそのゲート端子Ｇ３、Ｇ４に印加されるとき、それぞれのＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４が「オン」にされ、その結果として、電流がそのドレイン端子からそのソース端子へ流れ得るように、ゲート閾値電圧を有するということを理解されたい。例では、電圧Ｖ２は、制御電圧Ｖ２を印加することにより第３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４をオン状態にするように、第３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４の閾値電圧よりも大きい。例では、第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３の閾値電圧は、第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４の閾値電圧に等しい。いくつかの例では、第２の回路２５０は、第１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１、Ｍ２のゲートＧ１、Ｇ２と接地との間に接続される１つ又は複数のプルダウン抵抗器（図３には示されない）を備え得る。
第２の回路２５０は、変動電流が、図２を参照して第１の例となる回路１５０に関連して説明される様式で、誘導性素子１５８に流れることを引き起こす自己振動回路として動作する。ダイオードｄ１、ｄ２ではなくＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４を使用することに起因する、第１の例となる回路１５０の挙動との第２の回路２５０の挙動の違いは、以下の説明から明らかになる。
誘導性素子１５８を流れる変動電流を結果としてもたらす第２の回路２５０のスイッチング手順は、これより説明される。
電圧Ｖ２が第３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４のゲートＧ３、Ｇ４に印加されるとき、第３及び第４のＭＯＳＦＥＴは、「オン」にされる。電圧Ｖ１であるならば、この点において、第１、第２、第３、及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１〜Ｍ４の各々は、オン状態にある。この点において、ノードＡ及びＢにおける電圧は降下し始める。特定の不均衡、例えば、ＭＯＳＦＥＴ Ｍ１〜Ｍ４間の抵抗、又は回路内に存在するインダクタの値のプロパティの違いが、回路２５０内に存在し得る。これらの不均衡は、ノードＡ又はＢのうちの一方における電圧が、これらノードＡ、Ｂのうちの他方における電圧よりも早く降下し始めるように作用する。電圧が早く降下する方のノードＡ、Ｂに対応するＭＯＳＦＥＴ Ｍ１、Ｍ２は、オン状態のままである。ノードＡ、Ｂのうちの他方に対応するＭＯＳＦＥＴ Ｍ１、Ｍ２のうちの他方は、オフ状態に切り替えられる。以下は、ノードＡにおける電圧が振動し始め、ノードＢにおける電圧がゼロのままである状況について説明する。しかしながら、等しく、振動し始めるのがノードＢにおける電圧である一方で、ノードＡにおける電圧がゼロボルトのままであるということもあり得る。
ノードＡにおける電圧が上昇するとき、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレイン端子Ｄ１が導線を介してノードＡに接続されていることから、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレイン端子Ｄ１における電圧も上昇する。同時に、ノードＢにおける電圧は低く保たれ、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレイン端子Ｄ２における電圧は、それに応じて低い（第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレイン端子Ｄ２は、この例では、導線を介して直接ノードＢに接続される）。
ノードＡ及び第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１における電圧が上昇すると、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲートＧ２における電圧が上昇する。これは、ドレインＤ１が第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４を介して第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲートＧ２に接続されていること、及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４が、電圧Ｖ２がそのゲート端子Ｇ４に印加されていることにより「オン」状態にあることに起因する。
第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１における電圧が上昇すると、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲートＧ２における電圧は、最大電圧値Ｖｍａｘに到達するまで上昇し続ける。第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲートＧ２において到達される最大電圧値Ｖｍａｘは、制御電圧Ｖ２及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４のゲート−ソース電圧（ＶｇｓＭ４）に依存する。最大値Ｖｍａｘは、Ｖｍａｘ＝Ｖ２−ＶｇｓＭ４として表現され得る。
回路２５０の共鳴周波数での振動の半サイクル後、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１における電圧は降下し始める。第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１における電圧は、０Ｖに到達するまで降下する。この点において、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は、「オフ」から「オン」になり、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、「オン」から「オフ」になる。
このとき、回路は、ノードＡがゼロボルトのままである一方、ノードＢが自由に振動することができること以外は、上に説明されるものと同様の様式で振動し続ける。即ち、このとき、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２ のドレインＤ２及びノードＢにおける電圧が上昇し始める一方、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のドレインＤ１及びノードＡにおける電圧はゼロのままである。
ノードＢ及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレインＤ２における電圧が上昇すると、ドレインＤ２が第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３を介して第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１にゲートＧ１に接続されていることから、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲートＧ１における電圧は上昇し、第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３は、電圧Ｖ２がそのゲート端子Ｇ３に印加されていることに起因して「オン」である。
第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレインＤ２における電圧が上昇すると、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１のゲートＧ１における電圧は、最大電圧値Ｖｍａｘに到達するまで上昇し続ける。ゲートＧ１において到達される最大電圧値Ｖｍａｘは、制御電圧Ｖ２及び第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３のゲート−ソース電圧（ＶｇｓＭ３）に依存する。最大値Ｖｍａｘは、Ｖｍａｘ＝Ｖ２−ＶｇｓＭ３として表現され得る。この例では、第３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４のゲート−ソース電圧は、互いに等しく、即ち、ＶｇｓＭ３＝ＶｇｓＭ４である。
第２の回路２５０の共鳴周波数での振動の半サイクル後、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレインＤ２における電圧は降下し始める。第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のドレインＤ２における電圧は、０Ｖに到達するまで降下する。この点において、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２は、「オフ」から「オン」になり、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１は、「オン」から「オフ」になる。
第１の例となる回路１５０に関連して説明される様式では、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオン状態にあり、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオフ状態にあるとき、電流は、供給源Ｖ１から第１のチョーク１６１を通り、誘導性素子１５８を通って引き込まれる。第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオン状態にあり、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオフ状態にあるとき、電流は、供給源Ｖ１から第２のチョーク１６２を通り、誘導性素子１５８を通って引き込まれる。したがって、第２の例となる回路２５０は、図２の第１の例となる回路１５０に説明されるものと同じ様式で振動し、電流の方向が回路２５０のスイッチング動作ごとに逆転する。
第３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４の使用は、いくつかの例では、それがより低いエネルギー損失を可能にし得ることが理由で、有利であり得る。即ち、第１の例となる回路１５０は、プルアップ抵抗器１６３、１６４を通って接地１５１に引き込まれるいくらかの電流に起因して抵抗損失をもたらし得る。例えば、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオン状態にあるとき、第２のダイオードｄ２は、順方向バイアスされ、したがって、微小電流が、第２のプルアップ抵抗器１６４を通って引き込まれ得、結果として抵抗損失をもたらす。同様に、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオン状態にあるとき、第１のプルアップ抵抗器１６３を通って引き込まれる電流に起因する抵抗損失が存在し得る。例における第２の例となる回路は、抵抗器１６３、１６４を省き得る。第２の例となる回路２５０は、プルアップ抵抗器１６３、１６４及びダイオードｄ１、ｄ２を第３及び第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３、Ｍ４の代わりに使うことによってそのような損失を低減し得る。例えば、第２の例となる回路２５０において、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１がオフ状態にあるとき、第３のＭＯＳＦＥＴ Ｍ３を通って引き込まれる電流は、本質的にゼロであり得る。同様に、第２の例となる回路２５０において、第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２がオフ状態にあるとき、第４のＭＯＳＦＥＴ Ｍ４を通って引き込まれる電流は、本質的にゼロであり得る。したがって、抵抗損失は、第２の回路２５０に示される構成体の使用により低減され得る。さらに、エネルギーは、第１のＭＯＳＦＥＴ Ｍ１及び第２のＭＯＳＦＥＴ Ｍ２のゲートＧ１、Ｇ２を充電及び放電することが必要とされ得る。第２の回路２５０は、このエネルギーがノードＡ及びＢから効果的に提供されることをもたらし得る。
上記の例となる回路は、２つのチョークインダクタ１６１、１６２を備えると説明されている。別の例では、例となる誘導加熱回路は、１つのチョークインダクタのみを備え得る。そのような例となる回路において、インダクタコイル１５８は、「センタータップ付き」であり得る。
図４は、第１の例となる回路１５０を変形させたものであり、コイル１５８が、センタータップ付きのコイルであり、単一のチョークインダクタ４６１が、第１及び第２のチョークインダクタ１６１、１６２に置き換わる、第３の例となる回路３５０を示す。サセプタ１１０は、明白性の目的のため、図４から省かれる。ここでも、図２に例証される回路１５０内のものと同じである構成要素には、図１にあるものと同じ参照番号が図４で付与される。
第３の回路３５０において、電圧Ｖ１は、第１の例となる回路１５０における第１及び第２の点１５９、１６０とは対照的に単一の点４５９において、チョークインダクタ４６１を介してインダクタコイル１５８の中心に印加される。第１及び第２の例となる回路１５０、２５０のように、回路内の電流が回路の共鳴振動に起因して方向を変えると、電流が第１のチョーク１６１及び第２のチョーク１６２を交互に通って引き込まれるのではなく、回路３５０内の電流振動がＭＯＳＦＥＴ Ｍ１、Ｍ２のスイッチング動作に起因して方向を変えると、電流は、単一のチョークインダクタ４６１を通って引き込まれ、インダクタ１５８の第１の部分１５８ａ及びインダクタ１５８の第２の部分１５８ｂを交互に通って引き込まれる。第３の回路３５０は、他の点では第１の回路１５０と同等の様式で動作する。
第４の例となる回路は、図５に示される。ここでも、図２に例証される回路１５０内のものと同じである構成要素には、図１にあるものと同じ参照番号が図４で付与される。第４の回路４５０は、第３の回路３５０の単一のコンデンサ１５６を備えるのではなく、第４の回路４５０には、第１のコンデンサ１５６ａ及び第２のコンデンサ１５６ｂが設けられるという点で、第３の回路３５０とは異なる。第４の回路４５０は、第３の回路３５０と同様に、インダクタが第１の部分１５８ａ及び第２の部分１５８ｂを備えているセンタータップ付きの構成体を備える。電圧Ｖ１は、チョークインダクタ４６１を介してインダクタコイル１５８の中心に印加され（図４の構成体のように）、さらに、インダクタコイル１５８の中心は、第１のコンデンサ１５６ａと第２のコンデンサ１５６ｂとの間の点に電気接続される。したがって、２つの隣り合う回路ループが設けられ、一方は第１のインダクタ部分１５８ａ及び第１のコンデンサ１５６ａを備え、他方は第２のインダクタ部分１５８ｂ及び第２のコンデンサ１５６ｂを備える。第４の回路４５０は、他の点では第３の回路３５０と同等の様式で動作する。
図４及び図５に関連して説明されるセンタータップ付きの構成体は、図３に関連して説明される様式で、ダイオードの代わりに第３及び第４のＭＯＳＦＥＴを使用する構成体に等しく適用され得る。センタータップ付きの構成体の使用は、回路を組み立てるために必要とされる部品の数が低減され得ることから有利であり得る。例えば、チョークインダクタの数は、２つから１つへ低減され得る。
本明細書に説明される例では、サセプタ構成体１１０は、消耗品内に含まれ、したがって交換可能である。例えば、サセプタ構成体１１０は、使い捨てであり得、例えば、加熱するように配置されるエアロゾル生成材料１１６と一体型であり得る。共鳴回路１５０は、サセプタ構成体１１０が交換される限り、異なるサセプタ構成体１１０間の構造及び／若しくは材料タイプの違い、並びに／又は誘導性素子１５８に対するサセプタ構成体１１０の配置の違いに自動的に対応して、回路が共鳴周波数で駆動されることを可能にする。さらには、共鳴回路は、特定の誘導性素子１５８、又は実際には、使用される共鳴回路１５０のいかなる他の構成要素にもかかわらず、共鳴で自ら駆動するように構成される。これは、サセプタ構成体１１０に関してだけでなく回路１５０の他の構成要素に関しても、両方の製造における変動を受容するのに特に有用である。例えば、共鳴回路１５０は、異なる値のインダクタンスを有する異なる誘導性素子１５８の使用、及び／又はサセプタ構成体１１０に対する誘導性素子１５８の配置の違いにかかわらず、回路が共鳴周波数で自ら駆動したままであることを可能にする。回路１５０はまた、構成要素がデバイスの寿命にわたって交換されるとしても、共鳴で自ら駆動することができる。
いくつかの例では、エアロゾル生成デバイス１００は、複数の異なるタイプの消耗品であって、それらの各々が他の消耗品とは異なるタイプのサセプタ構成体を備える、複数の異なる消耗品と使用可能であるように構成される。
異なるサセプタ構成体は、例えば、異なる材料で形成され得るか、又は異なる形状若しくは異なるサイズ、又は異なる材料若しくは形状若しくはサイズの組合せであり得る。
使用中、回路１５０の共鳴周波数は、どのタイプの消耗品の特定のサセプタ構成体がデバイス１００に結合されるか、例えば、挿入されるかに依存する。しかしながら、共鳴回路の誘導性素子１５８を通る交流周波数は、回路１５０の自己振動構成体に起因して、異なるサセプタ／消耗品の誘導性素子への結合によって引き起こされる共鳴周波数における変化に一致するように自己調整するように構成される。したがって、本回路は、所与のサセプタ構成体を、その消耗品がデバイス１００に結合されるとき、サセプタ構成体又は消耗品のプロパティに関係なく、回路１５０の共鳴周波数で加熱するように構成される。
いくつかの例では、エアロゾル生成デバイス１００は、第１のサセプタ構成体を有する第１の消耗品を受容するように構成され、本デバイスはまた、第１のサセプタ構成体とは異なる第２のサセプタ構成体を有する第２の消耗品を受容するように構成される。
例えば、デバイス１００は、特定のサイズのアルミニウムサセプタを備える第１の消耗品を受容するように構成され得、また、アルミニウムサセプタとは異なる形状及び／又はサイズのものであり得る鋼サセプタを備える第２の消耗品を受容するように構成され得る。
回路１５０内の変動電流は、第１の消耗品がデバイスに結合されるとき共鳴回路１５０の第１の共鳴周波数に維持され、第２の消耗品がデバイス１００に結合されるとき共鳴回路の第２の共鳴周波数に維持される。
例におけるエアロゾル生成デバイス１００は、消耗品を受容するための受容部を備える。受容部は、第１の消耗品又は第２の消耗品などの複数のタイプの消耗品を受容するように構成され得る。図１は、エアロゾル生成デバイス１００の受容部１３０に受容されて概略的に示される消耗品１２０を受容した状態のエアロゾル生成デバイス１００を示す。受容部１３０は、デバイスの本体１１２内の空洞又はチャンバであり得る。消耗品１２０が受容部１３０内にあるとき、消耗品１２０のサセプタ構成体１１０は、誘導性素子１５８による誘導結合及び加熱のために近くに配置される。
デバイス１００は、異なる形状の複数の異なる消耗品を受容するように構成され得る。
例では、上で述べたように、誘導性素子１５８は電導性コイルである。そのような例では、消耗品のサセプタ構成体の少なくとも一部は、コイル内に受容されるように構成され得る。これは、サセプタ構成体と誘導性素子との効率的な誘導結合をもたらし、そのようなものとしてサセプタ構成体の効率的な加熱をもたらし得る。
共鳴回路１５０を備えるエアロゾル生成デバイス１００の動作が、これより例に従って説明される。デバイス１００がオンにされる前、デバイス１００は、‘オフ’状態にあり得、即ち、共鳴回路１５０に電流は流れていない。デバイス１５０は、例えば、ユーザがデバイス１００をオンにすることによって‘オン’状態へ切り替えられる。デバイス１００をオンに切り替えると、共鳴回路１５０は、電圧源１０４から電流を引き込み始め、誘導性素子１５８を通る電流は、共鳴周波数ｆ０で変動する。デバイス１００は、さらなる入力が制御装置１０６によって受信されるまで、例えば、ユーザがもはやボタン（図示せず）を押さなくなるまで、又はパフ検出器（図示せず）がもはや活性化されていない、又は最大加熱持続時間が経過するまで、オン状態のままであり得る。共鳴周波数ｆ０で駆動されている共鳴回路１５０は、交流Ｉが共鳴回路１５０及び誘導性素子１５８内に流れるようにし、故に、サセプタ構成体１１０が誘導加熱されるようにする。サセプタ構成体１１０が誘導加熱されると、その温度（及び故に、エアロゾル生成材料１１６の温度）は上昇する。この例では、サセプタ構成体１１０（及びエアロゾル生成材料１１６）は、それが安定した温度ＴＭＡＸに到達するように加熱される。温度ＴＭＡＸは、相当量のエアロゾルがエアロゾル生成材料１１６によって生成される温度に実質的にあるか、又はそれを上回る、温度であり得る。温度ＴＭＡＸは、例えば、およそ２００〜およそ３００℃の間であり得る（当然ながら、材料１１６、サセプタ構成体１１０、デバイス１００全体の構成、並びに／又は他の要件及び／若しくは条件に応じて、異なる温度であり得る）。したがって、デバイス１００は、‘加熱’状態又はモードにあり、エアロゾル生成材料１１６は、エアロゾルが実質的に生産されている、又は相当量のエアロゾルが生産されている温度に到達する。すべての場合でないにしろ、大半の場合、サセプタ構成体１１０の温度が変化すると、共鳴回路１５０の共鳴周波数ｆ０も変化するということを理解されたい。これは、サセプタ構成体１１０の透磁率が温度の関数であり、また上で説明されるように、サセプタ構成体１１０の透磁率が、誘導性素子１５８とサセプタ構成体１１０との結合、及び故に共鳴回路１５０の共鳴周波数ｆ０に影響を与えるためである。
本開示は、主に、ＬＣ並列回路構成を説明する。上で述べたように、共鳴でのＬＣ並列回路の場合、インピーダンスは最大であり、電流は最小である。電流が最小であることは、概して、電流が、並列ＬＣループの外側、例えば、チョーク１６１の左側、又はチョーク１６２の右側で観察されることを指すということに留意されたい。逆に、直列ＬＣ回路において、電流は最大であり、一般的に言うと、電流を安全な値に制限するために抵抗器が挿入されることが必要とされ、さもなければ、回路内の特定の電気構成要素に損傷を及ぼし得る。これは、一般的には、エネルギーが抵抗器を通じて失われることから、回路の効率を低下させる。共鳴で動作する並列回路は、そのような制限を必要としない。
いくつかの例では、サセプタ構成体１１０は、アルミニウムを含むか、又はこれからなる。アルミニウムは、非鉄材料の例であり、そのようなものとして１に近い相対透磁率を有する。これが意味することは、アルミニウムが、印加された磁場に応答して全体的に低い度合いの磁化を有するということである。故に、エアロゾル提供システムに使用されるものなどの低電圧では特に、アルミニウムを誘導加熱することは困難であると一般的に考えられている。共鳴周波数で回路を駆動することは、これが、誘導性素子１５８とサセプタ構成体１１０との最適結合を提供することから有利であるということも一般的に分かっている。アルミニウムの場合、共鳴周波数からの僅かな逸脱が、サセプタ構成体１１０と誘導性素子１５８との誘導結合における目立った減少、及び故に、加熱効率の目立った減少（いくつかの場合においては、加熱がもはや観察されない程度まで）を引き起こすことが観察される。上で述べたように、サセプタ構成体１１０の温度が変化すると、回路１５０の共鳴周波数も変化する。したがって、サセプタ構成体１１０が、アルミニウムなどの非鉄サセプタを含む、又はこれからなる場合、本開示の共鳴回路１５０は、回路が常に共鳴周波数で駆動される（いかなる外部制御機序とも無関係に）ということにおいて有利である。これは、最大誘導結合及び故に最大加熱効率が常に達成され、アルミニウムが効率的に加熱されることを可能にすることを意味する。アルミニウムサセプタを含む消耗品は、消耗品が、閉電気回路を形成する、及び／又は５０ミクロン未満の厚さを有するアルミニウムラップを含むときに、効率的に加熱され得るということが分かっている。
サセプタ構成体１１０が消耗品の部分を形成する例では、消耗品は、国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０７０１７８に説明されるものの形態をとり得、この全体が参照により本明細書に組み込まれる。
上記の例は、本発明の例証的な例として理解されるべきである。任意の１つの例に関連して説明される任意の特徴は、単独で、又は説明される他の特徴と組み合わせて使用され得、また、その例のうちの任意の他のものの１つ若しくは複数の特徴と組み合わせて、又は他の例のうちの任意の他のものの任意の組合せで使用され得るということを理解されたい。さらに、上に説明されない等価物及び変更形態もまた、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく用いられ得る。

Claims (36)

  1. エアロゾル生成システムのための共鳴回路であって、
    サセプタ構成体を誘導加熱してエアロゾル生成材料を加熱し、以てエアロゾルを生成するための誘導性素子と、
    使用中、第１の状態と第２の状態とを交互に繰り返して、変動電流がＤＣ電圧源から生成されて前記誘導性素子に流れることを可能にして、前記サセプタ構成体の誘導加熱を引き起こすスイッチング構成体とを備え、
    前記スイッチング構成体は、前記共鳴回路の共鳴周波数で動作する前記共鳴回路内の電圧振動に応答して前記第１の状態と前記第２の状態とを交互に繰り返すように構成され、これにより、前記変動電流が、前記共鳴回路の前記共鳴周波数に維持される、共鳴回路。
  2. 前記共鳴回路が、前記誘導性素子及び容量素子を備えるＬＣ回路である、請求項１に記載の共鳴回路。
  3. 前記誘導性素子及び前記容量素子が、並列で配置され、前記電圧振動が、前記誘導性素子及び前記容量素子にわたる電圧振動である、請求項２に記載の共鳴回路。
  4. 前記スイッチング構成体が、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを備え、前記スイッチング構成体が前記第１の状態にあるとき、前記第１のトランジスタはオフであり、前記第２のトランジスタはオンであり、前記スイッチング構成体が前記第２の状態にあるとき、前記第１のトランジスタはオンであり、前記第２のトランジスタはオフである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  5. 前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタが各々、そのトランジスタをオン及びオフにするための第１の端子、第２の端子、並びに第３の端子を備え、前記スイッチング構成体は、前記第２のトランジスタの前記第２の端子における電圧が前記第１のトランジスタのスイッチング閾値電圧以下であるときに、前記第１のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成される、請求項４に記載の共鳴回路。
  6. 前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタが各々、そのトランジスタをオン及びオフにするための第１の端子、第２の端子、並びに第３の端子を備え、前記スイッチング構成体は、前記第１のトランジスタの前記第２の端子における電圧が前記第２のトランジスタのスイッチング閾値電圧以下であるときに、前記第２のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成される、請求項４又は５に記載の共鳴回路。
  7. 前記共鳴回路が、第１のダイオード及び第２のダイオードをさらに備え、前記第１のトランジスタの前記第１の端子が、前記第１のダイオードを介して前記第２のトランジスタの前記第２の端子に接続され、前記第２のトランジスタの第１の端子が、前記第２のダイオードを介して前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続され、これにより、前記第２のトランジスタがオンであるときに、前記第１のトランジスタの前記第１の端子が低電圧でクランプされ、前記第１のトランジスタがオンであるときに、前記第２のトランジスタの前記第１の端子が低電圧でクランプされる、請求項５又は６に記載の共鳴回路。
  8. 前記第１のダイオード及び／又は前記第２のダイオードが、ショットキーダイオードである、請求項７に記載の共鳴回路。
  9. 前記スイッチング構成体は、前記第２のトランジスタの前記第２の端子における電圧が、前記第１のトランジスタのスイッチング閾値電圧に前記第１のダイオードのバイアス電圧を足したもの以下であるときに、前記第１のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成される、請求項７又は８に記載の共鳴回路。
  10. 前記スイッチング構成体は、前記第１のトランジスタの前記第２の端子における電圧が、前記第２のトランジスタのスイッチング閾値電圧に前記第２のダイオードのバイアス電圧を足したもの以下であるときに、前記第２のトランジスタがオンからオフに切り替えられるように適合されるように構成される、請求項７〜９のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  11. 前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタが各々、そのトランジスタをオン及びオフにするための第１の端子、第２の端子、並びに第３の端子を備え、前記回路が、第３のトランジスタ及び第４のトランジスタをさらに備え、前記第１のトランジスタの前記第１の端子が、前記第３のトランジスタを介して前記第２のトランジスタの前記第２の端子に接続され、前記第２のトランジスタの前記第１の端子が、前記第４のトランジスタを介して前記第１のトランジスタの前記第２の端子に接続される、請求項４に記載の共鳴回路。
  12. 前記第３のトランジスタ及び前記第４のトランジスタの各々が、そのトランジスタをオン及びオフにするための第１の端子を有し、前記第３のトランジスタ及び前記第４のトランジスタの各々が、閾値電圧以上の電圧がそのそれぞれの第１の端子に印加されるとき、オンに切り替えられるように構成され、前記第３及び第４のトランジスタが、電界効果トランジスタであり得る、請求項１１に記載の共鳴回路。
  13. 前記共鳴回路が、前記第３のトランジスタ及び前記第４のトランジスタの両方の前記第１の端子への前記閾値電圧以上の電圧の印加によって活性化されて、以て前記第３及び第４のトランジスタをオンにするように構成される、請求項１２に記載の共鳴回路。
  14. 前記共鳴回路が、前記スイッチング構成体を作動させるように構成される制御装置を備えない、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  15. 前記共鳴回路の前記共鳴周波数は、エネルギーが前記誘導性素子から前記サセプタ構成体へ移動されることに応答して変化する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  16. 前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの前記第１の端子に制御電圧を供給するためのトランジスタ制御電圧を備える、請求項４〜１５のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  17. 前記第１のトランジスタの前記第１の端子と前記トランジスタ制御電圧との間に直列接続される第１のプルアップ抵抗器、及び前記第２のトランジスタの前記第１の端子と前記トランジスタ制御電圧との間に直列接続される第２のプルアップ抵抗器を備える、請求項１６に記載の共鳴回路。
  18. 前記第３のトランジスタが、前記制御電圧と前記第１のトランジスタの前記第１の端子との間に接続され、前記第４のトランジスタが、前記制御電圧と前記第２のトランジスタとの間に接続される、請求項１１〜１３のいずれか一項に従属する場合の請求項１７に記載の共鳴回路。
  19. 前記第１のトランジスタ及び／又は前記第２のトランジスタが、電界効果トランジスタである、請求項４〜１８のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  20. 前記ＤＣ電圧源の第１の端子が、前記共鳴回路内の第１及び第２の点に接続され、前記第１の点及び前記第２の点が、前記誘導性素子のいずれかの側に電気的に位置する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  21. 前記ＤＣ電圧源の第１の端子が、前記共鳴回路内の第１の点に接続され、前記第１の点から流れる電流が、前記誘導性素子の第１の部分を通る第１の方向、及び前記誘導性素子の第２の部分を通る第２の方向に流れることができるように、前記第１の点が、前記誘導性素子の中心点に電気接続される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  22. 前記ＤＣ電圧源と前記誘導性素子との間に位置付けられる少なくとも１つのチョークインダクタを備える、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の共鳴回路。
  23. 第１のチョークインダクタ及び第２のチョークインダクタを備え、前記第１のチョークインダクタが、前記第１の点と前記誘導性素子との間に直列接続され、前記第２のチョークが、前記第２の点と前記誘導性素子との間に直列接続される、請求項２０に従属する場合の請求項２２に記載の共鳴回路。
  24. 第１のチョークインダクタを備え、前記第１のチョークインダクタが、前記共鳴回路内の前記第１の点と前記誘導性素子の前記中心点との間に直列接続される、請求項２１に従属する場合の請求項２２に記載の共鳴回路。
  25. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の共鳴回路を備えるエアロゾル生成デバイス。
  26. 前記エアロゾル生成デバイスが、第１のサセプタ構成体を有する第１の消耗品構成要素を受容するように構成され、前記エアロゾル生成デバイスが、第２のサセプタ構成体を有する第２の消耗品構成要素を受容するように構成され、変動電流は、前記第１の消耗品構成要素が前記デバイスに結合されるとき前記共鳴回路の第１の共鳴周波数に、前記第２の消耗品構成要素が前記デバイスに結合されるとき前記共鳴回路の第２の共鳴周波数に維持される、請求項２５に記載のエアロゾル生成デバイス。
  27. 前記エアロゾル生成デバイスが、受容部を備え、前記受容部は、前記第１又は第２のサセプタ構成体が前記誘導性素子の近くに設けられるように、前記第１の消耗品構成要素又は前記第２の消耗品構成要素のうちのいずれか一方を受容するように構成される、請求項２６に記載のエアロゾル生成デバイス。
  28. 前記誘導性素子が、電導性コイルであり、前記デバイスが、前記コイル内に前記第１又は第２のサセプタ構成体の少なくとも一部を受容するように構成される、請求項２７に記載のエアロゾル生成デバイス。
  29. 請求項２５〜２８のいずれか一項に記載のエアロゾル生成デバイス及びサセプタ構成体を備えるシステム。
  30. 前記サセプタ構成体がアルミニウムで形成される、請求項２９に記載のシステム。
  31. 前記サセプタ構成体が、前記サセプタ構成体及びエアロゾル生成材料を備える消耗品内に配置される、請求項２９又は３０に記載のシステム。
  32. 第１のエアロゾル生成材料及び第１のサセプタ構成体を備える第１の消耗品構成要素、並びに第２のエアロゾル生成材料及び第２のサセプタを備える第２の消耗品構成要素を具備する部品のキットであって、前記第１及び第２の消耗品構成要素が、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載のエアロゾル生成デバイスと共に使用するように構成される、部品のキット。
  33. 前記第１の消耗品構成要素が、前記第２の消耗品構成要素と比較して異なる形状を有する、請求項３２に記載の部品のキット。
  34. 前記第１のサセプタ構成体が、前記第２の消耗品構成要素と比較して、異なる形状を有するか、又は異なる材料から形成される、請求項３２又は３３に記載の部品のキット。
  35. 前記第１及び第２の消耗品構成要素が、スティック、ポッド、カトマイザ、及び平らなシートを含む群から選択される、請求項３２〜３４のいずれか一項に記載の部品のキット。
  36. 前記第１のサセプタ構成体又は前記第２のサセプタ構成体が、アルミニウムで形成される、請求項３２〜３５のいずれか一項に記載の部品のキット。
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