KR20210135586A

KR20210135586A - 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치

Info

Publication number: KR20210135586A
Application number: KR1020217032542A
Authority: KR
Inventors: 토마스 폴 블란디노; 키이스 조지 베이델만
Original assignee: 니코벤처스 트레이딩 리미티드
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-11-15
Also published as: AU2020238495A1; US20220183377A1; EP3939381A1; BR112021018056A2; CA3132764A1; WO2020182731A1; TW202038770A; CN113557793A; AU2023229613A1; IL286072A; JP2022524428A

Abstract

에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치가 설명된다. 이 장치는: 유도 가열 회로를 포함하며, 이 회로는: 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트; 용량성 엘리먼트; 및 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 스위칭 어레인지먼트를 포함한다. 이 회로는 또한, 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하도록, 그리고 회로에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성된 제어 어레인지먼트를 포함한다.

Description

에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치

본 발명은 에어로졸(aerosol) 생성 디바이스를 위한 장치에 관한 것이다.

시가레트들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 담배를 태우는 이런 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 그러한 제품들의 예들은 재료를 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스들이다. 재료는, 예컨대, 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.

본 개시내용의 제1 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 유도 가열 회로를 포함하고, 이 회로는: 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트(susceptor arrangement)를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트; 용량성 엘리먼트; 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 스위칭 어레인지먼트; 및 제어 어레인지먼트를 포함하며, 제어 어레인지먼트는 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하도록 구성되고, 제어 어레인지먼트는 회로에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성된다.

제1 전압 조건은 DC 전류가 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것으로 인해 유도성 엘리먼트에 저장되는 자기 에너지의 양을 표시할 수 있다.

제1 상태의 스위칭 어레인지먼트는 DC 전류가 유도성 엘리먼트를 통해 흐르게 할 수 있고 이로써 자기 에너지가 유도성 엘리먼트에 저장되게 할 수 있으며, 제2 상태의 스위칭 어레인지먼트는, 스위칭 어레인지먼트가 제2 상태에 있을 때, 유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트 사이에서 전류가 진동할 수 있도록, DC 전류가 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것을 방지할 수 있다.

제어 어레인지먼트는 전압 비교기를 포함할 수 있고, 전압 비교기는 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 DC 전류의 양을 표시하는 전압을 제어 전압과 비교함으로써 제1 전압 조건을 검출하도록 구성될 수 있다.

회로는 저항기를 더 포함할 수 있고, 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 DC 전류의 양을 표시하는 전압은 저항기 양단의 전압에 의존한다.

제어 전압은 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 수정 가능할 수 있다.

이 장치는, 회로에 공급되는 전력을 결정하고 회로에 공급되는 전력을 목표 전력과 비교하도록, 그리고 회로에 공급되는 전력과 목표 전력 간의 비교에 기초하여 제어 전압을 제어하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.

제2 전압 조건은, 스위칭 어레인지먼트가 제1 상태에서 제2 상태로 구성된 이후 유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트 사이의 전류 진동 사이클의 주어진 비율이 완료되었음을 표시할 수 있다.

제어 어레인지먼트는 영전압 검출기를 포함할 수 있고, 영전압 검출기는 제2 전압 조건을 검출하도록 구성될 수 있으며, 제2 전압 조건은 영전압 검출기에 의해 검출될 때, 스위칭 어레인지먼트가 제1 상태에서 제2 상태로 구성된 이후 유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트 사이의 전류 진동의 하프 사이클이 완료되었음을 표시하는, 스위칭 어레인지먼트에 걸친 영전압 조건 또는 거의 영전압 조건일 수 있다.

제어 어레인지먼트는 2개의 상태들 사이에서 구성 가능한 플립-플롭(flip-flop)을 포함할 수 있으며, 스위칭 어레인지먼트의 상태는 플립-플롭의 상태에 의존할 수 있고, 제어 어레인지먼트는 제1 전압 조건 및 제2 전압을 검출하고 플립-플롭의 상태를 변경하여 스위칭 어레인지먼트의 상태를 변경하도록 구성될 수 있다.

제어 어레인지먼트는 제1 전압 조건을 검출하도록 구성된 비교기를 포함할 수 있으며, 플립-플롭은, 비교기가 제1 전압 조건을 검출한다면 비교기로부터 제1 입력을 수신하고, 영전압 검출기가 제2 전압 조건을 검출한다면 영전압 검출기로부터 제2 입력을 수신하도록 구성될 수 있다.

스위칭 어레인지먼트는 FET을 포함할 수 있다.

제어 어레인지먼트는, 선택적으로 FET의 게이트 단자에 전압이 제공되게 함으로써 FET의 상태를 스위칭하도록 구성될 수 있다.

유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트는 유도 가열 회로에서 서로 병렬로 배열될 수 있다.

유도성 엘리먼트, 용량성 엘리먼트 및 스위칭 어레인지먼트가 제1 공진기 섹션에 배열될 수 있고, 이 장치는 제2 유도성 엘리먼트, 제2 용량성 엘리먼트 및 제2 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제2 공진기 섹션을 더 포함할 수 있으며, 여기서: 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하도록 구성되고; 제2 스위칭 어레인지먼트는, 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 제2 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하며; 제어 어레인지먼트는 제1 공진기 섹션이 활성일 때: 제1 공진기 섹션 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 제1 스위칭 어레인지먼트를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하고; 그리고 제1 공진기 섹션에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 제1 스위칭 어레인지먼트를 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성될 수 있고; 그리고 제어 어레인지먼트는 제2 공진기 섹션이 활성일 때: 제2 공진기 섹션 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 제2 스위칭 어레인지먼트를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하고; 그리고 제2 공진기 섹션에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 제2 스위칭 어레인지먼트를 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성될 수 있다.

이 장치는, 임의의 한 시점에 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션 중 하나만이 활성화되게 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션을 선택적으로 활성화하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.

본 개시내용의 제2 양상에 따르면, 본 개시내용의 제1 양상에 따른 장치를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스가 제공된다.

디바이스는 비연소식 가열(heat-not-burn) 디바이스로도 알려진 담배 가열 디바이스일 수 있다.

본 개시내용의 제3 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스의 유도 가열 회로를 제어하기 위한 제어 어레인지먼트가 제공되며, 여기서: 제어 어레인지먼트는 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 유도성 가열 회로의 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 유도 가열 회로 내의 스위칭 어레인지먼트가 제1 상태와 제2 상태 간에 스위칭하게 스위칭 어레인지먼트를 제어하도록 구성되고; 그리고 제어 어레인지먼트는 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하도록 구성되며, 제어 어레인지먼트는 회로에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성된다.

제어 어레인지먼트는: 유도 가열 회로에서 제1 전압 조건 및 제2 전압 조건을 검출하고; 그리고 제1 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하고; 제2 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성될 수 있다.

본 개시내용의 제4 양상에 따르면, 제3 양상에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및 사용 중에 디바이스에 의해 가열됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 제공된다.

에어로졸화 가능한(aerosolisable) 재료는 담배 재료를 포함할 수 있다.

본 개시내용의 제5 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 유도 가열 회로 ― 이 회로는: 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트; 용량성 엘리먼트; 및 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 스위칭 어레인지먼트를 포함함 ―; 및 DC 전압 공급부에 의해 유도 가열 회로에 공급되는 DC 전압 및 DC 전류를 측정하고 측정된 DC 전압 및 DC 전류로부터 회로에 공급되는 전력을 결정하며; 그리고 회로에 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.

제어기는 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어함으로써 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다.

스위칭 어레인지먼트는 제1 상태에서, DC 전류가 유도성 엘리먼트를 통해 흐르게 할 수 있고 이로써 자기 에너지가 유도성 엘리먼트에 저장되게 할 수 있으며, 제2 상태의 스위칭 어레인지먼트는, 스위칭 어레인지먼트가 제2 상태에 있을 때, 유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트 사이에서 전류가 진동할 수 있도록, DC 전류가 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것을 방지할 수 있다.

제어기는, 제어기가 스위칭 어레인지먼트의 상태를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하기 전에, 유도성 엘리먼트에 축적되도록 허용되는 DC 전류의 양을 제어함으로써 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다.

장치는, 회로에서 제1 전압 조건을 검출함으로써, 주어진 양의 DC 전류가 유도성 엘리먼트에 축적되도록 허용된 것을 검출하도록 구성된 제어 어레인지먼트를 포함할 수 있다.

제어 어레인지먼트는 회로 내의 전압을 제어 전압과 비교함으로써 제1 전압 조건을 검출하도록 구성된 비교기를 포함할 수 있고, 제어기는 제어 전압을 조정하여, 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다.

제어 전압은 제어기에 의해 출력되는 시변(time varying) 전압의 결과일 수 있고, 시변 전압은 듀티 사이클을 가지며, 제어기는 시변 전압의 듀티 사이클을 조정함으로써 제어 전압을 조정하도록 구성된다.

제어기는, 제1 시간 간격 동안 회로에 공급되는 전력을 결정하고 제1 미리 결정된 시간 간격 동안 회로에 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 후속 시간 간격 동안 회로에 공급되는 전력을 조정함으로써, 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다.

제어기는, 회로에 공급되는 결정된 전력을 목표 전력과 미리 결정된 간격마다 한 번씩 비교함으로써 복수의 미리 결정된 간격들을 포함하는 사용 세션 전반에 걸쳐 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다.

제1 미리 결정된 시간 간격 및/또는 후속하는 미리 결정된 시간 간격은 1/80s 내지 1/20s의 길이 또는 약 1/64s의 길이일 수 있다.

제어기는, 제1 미리 결정된 시간 간격 동안 공급되는 전력이 목표 전력 미만이라면, 후속 시간 간격 동안 회로에 공급되는 전력을 증가시키도록 구성될 수 있다.

제어기는, 제1 미리 결정된 간격에 걸쳐 DC 전압 공급부로부터 인출된 전류를 표시하는 측정된 전압에 기초하여 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 구성될 수 있다.

DC 전압 공급부로부터 인출된 전류를 표시하는 전압은 제1 미리 결정된 간격의 지속기간에 걸쳐 실질적으로 일정할 수 있다.

제어기는 미리 결정된 양만큼 제어 전압을 조정함으로써 후속 시간 간격 동안 공급되는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다.

제어기는 제1 미리 결정된 간격 동안 제1 값으로 제어 전압을 설정하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제1 값은 목표 전력에 대응하는 것으로 밝혀진 제어 전압에 대한 값 미만이다.

목표 전력은 목표 전력 범위, 예를 들어 10W 내지 30W의 범위 또는 15W 내지 25W의 범위일 수 있고, 제어기는 공급되는 결정된 전력이 목표 전력 범위 이내라면 스위칭 어레인지먼트의 제어를 조정하지 않도록 구성될 수 있다.

제어기는 디바이스의 사용 세션 전반에 걸쳐 목표 전력을 조정하도록 구성될 수 있다.

제어기는, 서셉터 어레인지먼트의 온도를 모니터링하고, 사용 세션 동안 서셉터 어레인지먼트의 온도가 미리 결정된 목표 온도에 도달했을 때의 포인트에서 목표 전력을 감소시키도록 구성될 수 있다.

목표 전력은, DC 전압 공급부에 의해 공급되는 전압이 변화한다면, 회로에 공급되는 실질적으로 일정한 전력을 유지하게 스위칭 어레인지먼트를 제어하도록 제어기가 구성되게 일정하게 유지될 수 있다.

유도성 엘리먼트, 용량성 엘리먼트 및 스위칭 어레인지먼트가 제1 공진기 섹션에 배열될 수 있고, 이 장치는 제2 유도성 엘리먼트, 제2 용량성 엘리먼트 및 제2 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제2 공진기 섹션을 더 포함할 수 있으며, 여기서: 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하도록 구성되고; 제2 스위칭 어레인지먼트는, 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 제2 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하며; 제어기는 임의의 한 시점에 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션 중 하나만이 활성화되게 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션을 선택적으로 활성화하도록 구성될 수 있고, 제어기는: 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션 중 하나에 공급되는 DC 전압 및 DC 전류를 측정하고 측정된 DC 전압 및 DC 전류로부터 회로에 공급되는 전력을 결정하며; 그리고 회로에 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 활성 공진기 섹션의 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어하도록 구성될 수 있다.

제어기는 사용 세션 전반에 걸쳐, 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션 중 하나에 공급되는 전력을 결정함으로써 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 구성될 수 있다.

제어기는 사용 세션의 제1 부분에서는 제1 공진기 섹션에 공급되는 전력을 결정함으로써 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 그리고 사용 세션의 제2 부분에서는 제2 공진기 섹션에 공급되는 전력을 결정함으로써 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 구성될 수 있다.

본 개시내용의 제6 양상에 따르면, 본 개시내용의 제1 양상에 따른 장치를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스가 제공된다.

디바이스는 비연소식 가열 디바이스로도 알려진 담배 가열 디바이스일 수 있다.

본 개시내용의 제7 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치의 제어기를 위한 방법이 제공되며, 이 장치는: 유도 가열 회로 ― 이 회로는: 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트; 용량성 엘리먼트; 및 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 스위칭 어레인지먼트를 포함함 ―; 및 제어기를 포함하고; 이 방법은: DC 전압 공급부에 의해 유도 가열 회로에 공급되는 DC 전압 및 DC 전류를 측정하고 측정된 DC 전압 및 DC 전류로부터 회로에 공급되는 전력을 결정하는 단계; 및 회로에 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 제8 양상에 따르면, 실행될 때 제3 양상에 따른 방법이 수행되게 하는 한 세트의 기계 판독 가능 명령들이 제공된다.

본 개시내용의 제9 양상에 따르면, 제4 양상에 따른 한 세트의 명령들을 포함하는 기계 판독 가능 매체가 제공된다.

본 개시내용의 제10 양상에 따르면, 제2 양상에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및 사용 중에 디바이스에 의해 가열됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 제공된다.

에어로졸 생성 시스템에서, 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함한다.

본 개시내용의 다른 예들에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 가열 회로 ― 가열 회로는: 사용 중에, 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 배열된 가열 어레인지먼트; 및 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해 가열 회로에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 장치를 포함함 ―; 및 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해 가열 회로에 공급되는 전력을 결정하고; 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 가열 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고, 여기서 제어기는 디바이스의 사용 세션 전반에 걸쳐 목표 전력을 조정하도록 구성된다.

제어기는 사용 세션 동안 목표 전력을 감소시키도록 구성될 수 있다. 제어기는 사용 세션의 제1 부분 동안의 제1 값에서 사용 세션의 제2 부분 동안의 제2 값으로 목표 전력을 감소시키도록 구성될 수 있다. 가열 어레인지먼트는 하나 이상의 가열 구역들을 포함할 수 있고, 사용 세션의 제1 부분은 디바이스가 가열 구역들 중 하나 이상의 가열 구역들의 온도를 실질적으로 증가시키도록 전력을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 사용 세션의 제2 부분은 디바이스가 가열 구역들의 온도를 실질적으로 유지하도록 전력을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 목표 전력에 대한 제1 값은 15W 내지 23W일 수 있다. 목표 전력에 대한 제2 값은 9W 내지 13W일 수 있다. 목표 전력은 범위일 수 있다. 목표 전력에 대한 제1 값은 약 20W일 수 있거나, 20W 내지 21W의 범위일 수 있다. 목표 전력에 대한 제2 값은 약 12W일 수 있거나, 12W 내지 13W의 범위일 수 있다.

제어기는, 공급되는 전력이 목표 전력을 초과한다면 공급되는 전력을 감소시키고, 공급되는 전력이 목표 전력 미만이라면 공급되는 전력을 감소시키도록 구성될 수 있다. 목표 전력이 범위인 경우, 제어기는 공급되는 전력이 목표 범위 내에 있는 것으로 결정되면, 공급되는 전력을 조정하지 않도록 구성될 수 있다. 가열 어레인지먼트는 하나 이상의 저항성 가열 엘리먼트들 또는 하나 이상의 유도성 가열 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 가열 엘리먼트들은 하나 이상의 가열 구역들을 가열하도록 배열될 수 있다. 결정된 전력은 가열 엘리먼트들 중 어느 하나 또는 둘 다에 공급되는 전력일 수 있다.

본 개시내용의 제11 양상에서 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트를 포함하는 유도 가열 회로 ― 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열함 ―; 및 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트의 활성화를 제어하기 위한 제어기를 포함하고, 제어기는 임의의 한 시점에 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 하나만이 활성화되게 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트를 선택적으로 활성화하도록 구성되며; 그리고 제어기는 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 간격들로 결정하도록 구성된다.

제어기는, 복수의 미리 결정된 간격들 중 제1 미리 결정된 간격 동안 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 복수의 미리 결정된 간격들 각각에 대해 한 번씩 결정함으로써, 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 간격들로 결정하도록 구성될 수 있다.

서셉터는 제1 서셉터 구역 및 제2 서셉터 구역을 포함할 수 있고, 제1 유도성 엘리먼트는 제1 서셉터 구역을 가열하도록 배열될 수 있고, 제2 유도성 엘리먼트는 제2 서셉터 구역을 가열하도록 배열될 수 있으며, 제어기는 제1 미리 결정된 간격 동안 제1 서셉터 구역 및 제2 서셉터 구역 중 어느 것이 가열될지의 결정에 기초하여 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 결정하도록 구성될 수 있다.

제어기는, 제1 서셉터 구역의 측정된 온도와 제1 목표 온도의 비교 및 제2 서셉터 구역의 측정된 온도와 제2 목표 온도의 비교에 기초하여, 제1 미리 결정된 간격 동안 제1 서셉터 구역 및 제2 서셉터 구역 중 어느 것이 가열될지를 결정하도록 구성될 수 있다.

제어기는: 제1 서셉터 구역의 온도가 제1 목표 온도 미만인지 여부를 결정하고; 제2 서셉터 구역의 온도가 제2 목표 온도 미만인지 여부를 결정하고; 제어기가 제1 서셉터 구역의 온도가 제1 목표 온도 미만이고 제2 서셉터 구역의 온도는 제2 목표 온도 미만이 아니라고 결정한다면, 제1 미리 결정된 간격 동안 제1 유도성 엘리먼트를 활성화하고; 제어기가 제2 서셉터 구역의 온도가 제2 목표 온도 미만이고 제1 서셉터 구역의 온도는 제1 목표 온도 미만이 아니라고 결정한다면, 제1 미리 결정된 간격 동안 제2 유도성 엘리먼트를 활성화하고; 그리고 제어기가 제1 서셉터 구역의 온도가 제1 목표 온도 미만이고 제2 서셉터 구역의 온도가 제2 목표 온도 미만이라고 결정한다면, 제1 미리 결정된 간격 동안 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 하나를 활성화하도록 구성될 수 있다.

제어기는, 제1 미리 결정된 간격들에 후속하는 하나 이상의 미리 결정된 간격들 동안 제1 서셉터 구역의 측정된 온도가 제1 목표 온도 미만으로 유지될 뿐만 아니라 제2 서셉터 구역의 측정된 온도가 제2 목표 온도 미만으로 유지된다면, 제1 미리 결정된 간격에 후속하는 하나 이상의 간격들의 각각의 미리 결정된 간격 동안 제1 유도성 엘리먼트와 제2 유도성 엘리먼트가 교대로 활성화되도록, 각각의 미리 결정된 간격 동안 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 하나를 활성화하도록 구성될 수 있다.

미리 결정된 간격들은 1/80s 내지 1/20s 또는 약 1/64s의 길이일 수 있다.

이 회로는: 제1 유도성 엘리먼트, 제1 용량성 엘리먼트, 및 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 제1 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 제1 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제1 공진기 섹션; 및 제2 유도성 엘리먼트, 제2 용량성 엘리먼트, 및 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 제2 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 제2 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제2 공진기 섹션을 포함할 수 있으며; 제어기는 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트를 선택적으로 활성화하기 위해, 임의의 한 시점에 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션 중 하나만이 활성화되게 제1 공진기 섹션 및 제2 공진기 섹션을 선택적으로 활성화하도록 구성될 수 있다.

회로는 제1 스위칭 어레인지먼트 및 제2 스위칭 어레인지먼트를 제어하도록 구성된 제어 수단을 포함할 수 있다.

제어 수단은 제1 스위칭 어레인지먼트를 동작시키기 위한 제1 드라이버 및 제2 스위칭 어레인지먼트를 동작시키기 위한 제2 드라이버를 포함할 수 있고, 제어기는 제1 드라이버에 신호를 선택적으로 제공함으로써 제1 공진기 섹션을 활성화하도록 그리고 제2 드라이버에 신호를 선택적으로 제공함으로써 제2 공진기 섹션을 활성화하도록 구성된다.

제어 수단은, 제어 수단이 활성 공진기 섹션에서 제1 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로, 활성 공진기 섹션의 스위칭 수단을 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하도록 구성될 수 있다.

제어 수단은, 제어 수단이 활성 공진기 섹션에서 제2 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로, 활성 공진기 섹션의 스위칭 수단을 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성될 수 있다.

제1 전압 조건은 DC 전류가 활성 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것으로 인해 활성 유도성 엘리먼트에 저장되는 자기 에너지의 양을 표시할 수 있다.

제2 전압 조건은, 활성 공진기 섹션의 스위칭 어레인지먼트가 제1 상태에서 제2 상태로 구성된 이후 활성 공진기 섹션의 유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트 사이의 전류 진동 사이클의 주어진 비율이 완료되었음을 표시할 수 있다.

본 개시내용의 제12 양상에 따르면, 본 개시내용의 제1 양상에 따른 장치를 포함하는 에어로졸 생성 디바이스가 제공된다.

본 개시내용의 제13 양상에 따르면, 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치의 제어기를 위한 방법이 제공되며, 이 장치는: 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트를 포함하는 유도 가열 회로 ― 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열함 ―; 및 제어기를 포함하고, 제어기는 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위해 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트의 활성화를 제어하도록 구성되며; 이 방법은: 임의의 한 시점에 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 하나만이 활성화되게 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트를 선택적으로 활성화하는 단계; 및 제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 간격들로 결정하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 제14 양상에 따르면, 실행될 때 제3 양상에 따른 방법이 수행되게 하는 한 세트의 기계 판독 가능 명령들이 제공된다.

본 개시내용의 제15 양상에 따르면, 제4 양상에 따른 한 세트의 명령들을 포함하는 기계 판독 가능 매체가 제공된다.

본 개시내용의 제16 양상에 따르면, 제2 양상에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및 사용 중에 디바이스에 의해 가열됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는 에어로졸 생성 시스템이 제공된다.

선택적으로, 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함한다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 제공되는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 자명해 질 것이다.

도 1은 에어로졸 생성 디바이스의 예의 정면도를 도시한다.
도 2는 외부 커버가 제거된, 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 에어로졸 생성 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 에어로졸 생성 디바이스의 분해도를 도시한다.
도 5a는 에어로졸 생성 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 가열 조립체의 일부의 확대도를 도시한다.
도 6은 도 1 - 도 5b의 에어로졸 생성 디바이스에 대한 예시적인 유도 가열 회로의 개략적인 표현을 도시한다.
도 7a는 도 6의 예시적인 유도 가열 회로의 인덕터를 통과하는 전류의 개략적인 표현을 도시한다.
도 7b는 도 6의 예시적인 유도 가열 회로의 전류 감지 저항기에 걸친 전압의 개략적인 표현을 도시한다.
도 8은 도 6의 회로의 스위칭 어레인지먼트에 걸친 전압의 개략적인 표현을 도시한다.
도 9는 도 1 - 도 5b의 디바이스에 대한 예시적인 유도 가열 회로의 다른 개략적인 표현을 도시한다.
도 10 - 도 13은 이전 도면들에 의해 표현된 예시적인 유도 가열 회로에 대한 예시적인 제어 어레인지먼트의 다양한 부분들을 도시한다.
도 14는 예시적인 유도 가열 회로의 양상들을 제어하는 예시적인 방법의 흐름도 표현을 도시한다.
도 15는 예시적인 유도 가열 회로의 양상들을 제어하는 다른 예시적인 방법의 흐름도 표현을 도시한다.
도 16은 에어로졸 생성 디바이스의 예시적인 사용 세션 전반에 걸쳐 서셉터를 가열하기 위해 공급될 목표 전력 및 서셉터의 온도의 개략적인 표현을 도시한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "에어로졸 생성 재료"라는 용어는 통상적으로 에어로졸의 형태로, 가열 시에 휘발되는 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. 에어로졸 생성 재료는 임의의 담배 보유 재료를 포함하며, 예를 들어 담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있는데, 제품에 따라 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다. 에어로졸 생성 재료는, 예컨대, 고체, 액체, 겔, 왁스 등의 형태일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한, 예컨대, 재료들의 조합 또는 블렌드일 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 또한 "흡연 가능 재료"로도 알려질 수 있다.

통상적으로 에어로졸 생성 재료를 태우거나 연소시키지 않고도 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위해, 에어로졸 생성 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키도록 에어로졸 생성 재료를 가열하는 장치가 알려져 있다. 이러한 장치는 간혹 "에어로졸 발생 디바이스", "에어로졸 제공 디바이스", "비연소식 가열 디바이스", "담배 가열 제품 디바이스" 또는 "담배 가열 디바이스" 등으로 설명된다. 유사하게, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 액체 형태의 에어로졸 생성 재료를 통상적으로 기화시키는 소위 전자 시가레트 디바이스들도 또한 존재한다. 에어로졸 생성 재료는 장치에 삽입될 수 있는 막대, 카트리지 또는 카세트 등의 형태이거나 이들의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 생성 재료를 가열하여 기화시키기 위한 히터가 장치의 "영구적(permanent) 부품"으로서 제공될 수 있다.

에어로졸 제공 디바이스는 가열하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 수용할 수 있다. 이런 맥락에서 "물품"은, 사용 중에 에어로졸 생성 재료를 포함하거나 보유하고 그 에어로졸 생성 재료를 기화시키기 위해 가열되는 컴포넌트, 및 선택적으로는 사용 중인 다른 컴포넌트이다. 사용자는 물품이 가열되기 전에 그 물품을 에어로졸 제공 디바이스에 삽입하여 에어로졸을 생성할 수 있고, 이어서 사용자는 에어로졸을 흡입한다. 물품은 예를 들어, 그 물품을 수용하도록 크기가 정해지는 디바이스의 가열 챔버 내에 배치되도록 구성되는 미리 결정된 또는 특정 크기일 수 있다.

본 명세서에서, 에어로졸 생성 재료의 유도 가열에 의해 에어로졸을 발생시키도록 구성되는 에어로졸 생성 시스템을 위한 장치의 예들이 설명된다. 예들에서, 이 장치는 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위한 유도성 엘리먼트를 포함하며, 이는 인덕터 코일일 수 있다. 서셉터 어레인지먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열하여 에어로졸을 생성하도록 배열된다. 예들에서, 이 장치는 배터리와 같은 DC 전압 공급부로부터 유도성 엘리먼트를 통해 가변 전류가 생성될 수 있게 한다. DC 전압 공급부로부터 가변 전류를 제공하기 위해, 제1 상태와 제2 상태 간에 스위칭 가능한 스위칭 어레인지먼트가 제공된다. 제1 상태와 제2 상태 간의 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제공하기 위해, 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제1 상태에서 제2 상태로 스위칭하도록 구성되는 제어 어레인지먼트가 제공된다. 제어 어레인지먼트는 또한, 회로에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 제2 상태에서 제1 상태로 스위칭하도록 구성된다.

이에 따라, 사용자에 의한 흡인을 위한 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 시스템을 위한 유도 가열 장치가 제공되며, 이는 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 유도성 가열을 발생시킬 수 있게 한다. 회로에서 검출된 전압 조건들에 대한 응답으로 스위칭 어레인지먼트를 동작시키는 제어 어레인지먼트는, 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 회로가 가변 전류를 발생시키기 위해 "자기-진동(self-oscillate)"할 수 있게 한다. 본 명세서의 예들은 가변 전류를 발생시키기 위한 인버터와 같은 전용 컴포넌트의 사용 없이 발생될 가변 전류를 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 제1 전압 조건 및 제2 전압 조건 중 적어도 하나는 회로의 공진 주파수에 적어도 부분적으로 의존하며, 이에 따라 공진 주파수가 제어기 등에 의해 결정될 필요 없이, 회로의 자기-진동 동작이 회로의 공진 주파수를 고려한다.

일부 예들에서, 제어 어레인지먼트는 회로에서 전압 조건들을 검출하고 그에 따라 스위칭 어레인지먼트를 제어한다. 일부 예들에서, 이 장치는 또한 제어 어레인지먼트에 의한 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어하는 제어기를 포함한다. 제어기는 예를 들어, 회로에 공급되는 전력을 결정하고, 회로에 공급되는 전력의 그러한 결정들에 기반하여 스위칭 어레인지먼트를 제어할 수 있다. 에어로졸 생성 디바이스를 위한 예시적인 장치의 추가 특징들은 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 이제 에어로졸 생성 디바이스의 일례가 상세히 설명될 것이다.

도 1은 에어로졸 생성 매질/재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 디바이스(100)의 예를 도시한다. 전반적인 개요에서, 디바이스(100)는 에어로졸 생성 매질을 포함하는 교체 가능 물품(110)을 가열하여, 디바이스(100)의 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸 또는 다른 흡입 가능 매질을 생성하는 데 사용될 수 있다.

디바이스(100)는, 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 둘러싸고 수용하는 하우징(102)(외부 커버의 형태)을 포함한다. 디바이스(100)는 일 단부에 개구(104)를 가지며, 물품(110)이 가열 조립체에 의한 가열을 위해서 그 개구(104)를 통해 삽입될 수 있다. 사용 중에, 물품(110)은 가열 조립체에 완전히 또는 부분적으로 삽입될 수 있고, 여기서 그 물품(110)은 가열 조립체의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 가열될 수 있다.

이 예의 디바이스(100)는 덮개(108)를 포함하는 제1 단부 부재(106)를 포함하며, 이 덮개(108)는 물품(110)이 제자리에 없을 때 개구(104)를 닫도록 제1 단부 부재(106)에 대해 이동 가능하다. 도 1에서, 덮개(108)는 열림 구성으로 도시되어 있지만, 덮개(108)는 닫힘 구성으로 이동할 수 있다. 예컨대, 사용자는 덮개(108)를 화살표 "A"의 방향으로 미끄러지게 할 수 있다.

디바이스(100)는 눌렸을 때 디바이스(100)를 작동시키는 버튼 또는 스위치와 같은 사용자 조작 가능 제어 엘리먼트(112)를 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자는 스위치(112)를 동작시킴으로써 디바이스(100)를 켤 수 있다.

디바이스(100)는 또한, 디바이스(100)의 배터리를 충전하기 위한 케이블을 수용할 수 있는 전기 컴포넌트, 이를테면 소켓/포트(114)를 포함할 수 있다. 예컨대, 소켓(114)은 충전 포트, 이를테면 USB 충전 포트일 수 있다. 일부 예들에서, 소켓(114)은 디바이스(100)와 다른 디바이스, 이를테면 컴퓨팅 디바이스 간에 데이터를 전송하는 데 추가로 또는 대안으로 사용될 수 있다.

도 2는 외부 커버(102)가 제거된, 도 1의 디바이스(100)를 묘사한다. 디바이스(100)는 종축(134)을 정의한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단부 부재(106)는 디바이스(100)의 일 단부에 배열되고 제2 단부 부재(116)가 디바이스(100)의 반대쪽 단부에 배열된다. 제1 단부 부재(106)와 제2 단부 부재(116)는 함께 디바이스(100)의 단부 표면들을 적어도 부분적으로 정의한다. 예컨대, 제2 단부 부재(116)의 하단면은 디바이스(100)의 하단면을 적어도 부분적으로 정의한다. 외부 커버(102)의 에지들은 또한 단부 표면들의 일부를 정의할 수 있다. 이 예에서, 덮개(108)는 또한 디바이스(100)의 상단면의 일부를 정의한다. 도 2는 또한 제어 엘리먼트(112) 내에 연관된 제2 인쇄 회로 기판(138)을 도시한다.

개구(104)에 가장 가까운 디바이스의 단부는 사용 중에 사용자의 입에 가장 가깝기 때문에 디바이스(100)의 근위 단부(또는 마우스 단부)로 알려질 수 있다. 사용 중에, 사용자는 물품(110)을 개구(104)에 삽입하고, 에어로졸 생성 재료의 가열을 시작하도록 사용자 제어부(112)를 조작하고, 디바이스에서 생성된 에어로졸을 흡인한다. 이것은 에어로졸이 유로를 따라 디바이스(100)의 근위 단부 쪽으로 디바이스(100)를 통해 흐르게 한다.

개구(104)로부터 가장 멀리 떨어져 있는 디바이스의 다른 단부는 사용 중에 사용자의 입으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 단부이기 때문에 디바이스(100)의 원위 단부로 알려질 수 있다. 사용자가 디바이스에서 생성된 에어로졸을 흡인함에 따라, 에어로졸은 디바이스(100)의 원위 단부로부터 멀어지게 흐른다.

디바이스(100)는 전원(118)을 추가로 포함한다. 전원(118)은, 예컨대, 배터리, 이를테면 재충전가능 배터리 또는 비-재충전가능 배터리일 수 있다. 적절한 배터리들의 예들은, 예컨대, 리튬 배터리(이를테면, 리튬-이온 배터리), 니켈 배터리(예컨대, 니켈-카드뮴 배터리), 및 알카라인 배터리를 포함한다. 배터리는 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해 (도시되지 않은) 제어기의 제어 하에 그리고 필요한 경우 전기 전력을 공급하도록 가열 조립체에 전기적으로 결합된다. 이 예에서, 배터리는 배터리(118)를 제자리에 유지하는 중앙 지지부(120)에 연결된다.

디바이스는 적어도 하나의 전자 모듈(122)을 더 포함한다. 전자 모듈(122)은, 예컨대, PCB(printed circuit board)를 포함할 수 있다. PCB(122)는 적어도 하나의 제어기, 이를테면 프로세서, 및 메모리를 지원할 수 있다. PCB(122)는 또한 디바이스(100)의 다양한 전자 컴포넌트들을 전기적으로 서로 연결하기 위한 하나 이상의 전기 트랙들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전력이 디바이스(100) 전체에 걸쳐 분배될 수 있도록, 배터리 단자들이 PCB(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 소켓(114)이 또한 전기 트랙들을 통해 배터리에 전기적으로 결합될 수 있다.

예시적인 디바이스(100)에서, 가열 조립체는 유도성 가열 조립체이며, 유도성 가열 프로세스를 통해 물품(110)의 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함한다. 유도 가열은 전자기 유도에 의해 전기 전도성 물체(이를테면, 서셉터)를 가열하는 프로세스이다. 유도 가열 조립체는 유도성 엘리먼트, 예컨대 하나 이상의 인덕터 코일들, 및 그 유도성 엘리먼트를 통해 교류 전류와 같은 가변 전류를 전달하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 유도 엘리먼트의 가변 전류는 가변 자기장을 생성한다. 가변 자기장은 유도성 엘리먼트에 대해 적절하게 포지셔닝된 서셉터를 침투하고, 서셉터 내부에서 와전류들을 생성한다. 서셉터는 와전류들에 대한 전기 저항을 갖고, 그로 인해 이 저항에 대한 와전류들의 흐름이 서셉터를 줄 가열(Joule heating)에 의해 가열되게 한다. 서셉터가 강자성 재료, 이를테면 철, 니켈 또는 코발트를 포함하는 경우들에는, 서셉터에서의 자기 히스테리시스 손실들에 의해, 즉 가변 자기장에 의한 자기 쌍극자들의 정렬의 결과로 자기 재료에서의 자기 쌍극자들의 가변 배향에 의해 열이 또한 생성될 수 있다. 유도성 가열에서는, 예컨대 전도에 의한 가열에 비해, 서셉터 내부에서 열이 생성되어 급속 가열을 가능하게 한다. 더욱이, 유도성 히터와 서셉터 간의 어떤 물리적 접촉도 필요하지 않아 구성 및 응용의 개선된 자유가 허용된다.

예시적인 디바이스(100)의 유도 가열 조립체는 서셉터 어레인지먼트(132)(본 명세서에서 "서셉터"로 지칭됨), 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 포함한다. 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 전기 전도성 재료로 만들어진다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 나선형 인덕터 코일들(124, 126)을 제공하기 위해 나선 방식으로 감기는 리츠(Litz) 와이어/케이블로 만들어진다. 리츠 와이어는, 개별적으로 절연되고 함께 꼬여 단일 와이어를 형성하는 복수의 개별 와이어들을 포함한다. 리츠 와이어들은 전도체에서의 표피 효과 손실을 감소시키도록 설계된다. 디바이스(100)의 예에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 실질적으로 원형 단면을 갖는 구리 리츠 와이어로 만들어진다. 다른 예들에서, 리츠 와이어는 직사각형과 같은 다른 형상의 단면을 가질 수 있다.

제1 인덕터 코일(124)은 서셉터(132)의 제1 섹션을 가열하기 위한 제1 가변 자기장을 생성하도록 구성되고, 제2 인덕터 코일(126)은 서셉터(132)의 제2 섹션을 가열하기 위한 제2 가변 자기장을 생성하도록 구성된다. 본 명세서에서, 서셉터(132)의 제1 섹션은 제1 서셉터 구역(132a)으로 지칭되고, 서셉터(132)의 제2 섹션은 제2 서셉터 구역(132b)으로 지칭된다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 디바이스(100)의 종축(134)을 따른 방향으로 제2 인덕터 코일(126)에 인접한다(즉, 제1 인덕터 코일(124)과 제2 인덕터 코일(126)은 겹치지 않음). 이 예에서, 서셉터 어레인지먼트(132)는 2개의 구역들을 포함하는 단일 서셉터를 포함하지만, 다른 예들에서 서셉터 어레인지먼트(132)는 2개 이상의 별개의 서셉터들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 2개보다 많은 가열 구역들이 존재할 수 있다. 각각의 구역은 서셉터 어레인지먼트의 단일 서셉터의 개개의 부분들에 의해 또는 서셉터 어레인지먼트의 별개의 서셉터들에 의해 형성될 수 있다. 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)의 단부들(130)은 PCB(122)에 연결된다.

제1 인덕터 코일(124)과 제2 인덕터 코일(126)은 일부 예들에서, 서로 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다고 인식될 것이다. 예컨대, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다. 보다 구체적으로는, 일례로, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과는 다른 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 도 2에서, 제1 인덕터 코일(124)이 제2 인덕터 코일(126)보다 서셉터(132)의 더 작은 섹션에 감기도록, 제1 인덕터 코일(124)과 제2 인덕터 코일(126)은 서로 다른 길이들이다. 따라서 (개별 턴들 간의 간격이 실질적으로 동일하다고 가정하면) 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 수의 턴들을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 일부 예들에서, 제1 인덕터 코일(124)과 제2 인덕터 코일(126)은 실질적으로 동일할 수 있다.

이 예에서, 인덕터 코일들(124, 126)은 서로 동일한 방향으로 감긴다. 즉, 제1 인덕터 코일(124)과 제2 인덕터 코일(126) 둘 다 좌측 나선들이다. 다른 예에서, 두 인덕터 코일들(124, 126) 모두 우측 나선들일 수 있다. (도시되지 않은) 또 다른 예에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 반대 방향들로 감긴다. 이것은, 인덕터 코일들이 상이한 시점들에 활성화되는 경우에 유용할 수 있다. 예를 들어, 초기에는, 제1 인덕터 코일(124)이 물품(110)의 제1 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있고, 나중에는, 제2 인덕터 코일(126)이 물품(110)의 제2 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있다. 코일을 반대 방향들로 감는 것은, 특정 타입의 제어 회로와 함께 사용될 때 비활성 코일에서 유도되는 전류를 감소시키는 것을 돕는다. 코일들(124, 126)이 (도시되지 않은) 상이한 방향들로 감기는 일례에서, 제1 인덕터 코일(124)은 우측 나선일 수 있고, 제2 인덕터 코일(126)은 좌측 나선일 수 있다. 다른 그러한 실시예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 좌측 나선일 수 있고, 제2 인덕터 코일(126)은 우측 나선일 수 있다.

이 예의 서셉터(132)는 중공형이고, 따라서 에어로졸 생성 재료가 수용되는 리셉터클을 정의한다. 예컨대, 물품(110)은 서셉터(132)에 삽입될 수 있다. 이 예에서, 서셉터(132)는 원형 단면을 갖는 관형이다.

도 2의 디바이스(100)는, 일반적으로 관형이고 서셉터(132)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있는 절연 부재(128)를 더 포함한다. 절연 부재(128)는 예를 들어, 플라스틱 재료와 같은 임의의 절연 재료로 구성될 수 있다. 이 특정 예에서, 절연 부재는 PEEK(polyether ether ketone)로 구성된다. 절연 부재(128)는 서셉터(132)에서 생성된 열로부터 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 절연시키는 것을 도울 수 있다.

절연 부재(128)는 또한 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 완전히 또는 부분적으로 지지할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 절연 부재(128) 둘레에 포지셔닝되고, 절연 부재(128)의 방사상 외측 표면과 접촉한다. 일부 예들에서, 절연 부재(128)는 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)과 접하지 않는다. 예컨대, 절연 부재(128)의 외부 표면과 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)의 내부 표면 사이에 작은 갭이 존재할 수 있다.

특정 예에서, 서셉터(132), 절연 부재(128), 그리고 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 서셉터(132)의 중앙 종축을 중심으로 동축이다.

도 3은 디바이스(100)의 측면도를 부분 단면으로 도시한다. 이 예에서는 외부 커버(102)가 다시 존재하지 않는다. 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)의 원형 단면 형상이 도 3에는 더 명확하게 보인다.

디바이스(100)는 서셉터(132)를 제자리에 유지하기 위해 서셉터(132)의 일 단부와 맞물리는 지지부(136)를 더 포함한다. 지지부(136)는 제2 단부 부재(116)에 연결된다.

디바이스(100)는 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 배열된, 제2 덮개/캡(140) 및 스프링(142)을 더 포함한다. 스프링(142)은 서셉터(132)로의 접근을 제공하도록 제2 덮개(140)가 열릴 수 있게 한다. 사용자는 예를 들어, 제2 덮개(140)를 열어 서셉터(132) 및/또는 지지부(136)를 청소할 수 있다.

디바이스(100)는 서셉터(132)의 근위 단부로부터 멀리 디바이스의 개구(104)를 향해 연장하는 확장 챔버(144)를 더 포함한다. 디바이스(100) 내에 수용될 때 물품(110)에 접하여 이를 유지하기 위한 유지 클립(146)이 확장 챔버(144) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 확장 챔버(144)는 단부 부재(106)에 연결된다.

도 4는 외부 커버(102)가 또 생략된, 도 1의 디바이스(100)의 분해도이다.

도 5a는 도 1의 디바이스(100)의 일부의 단면을 묘사한다. 도 5b는 도 5a의 영역의 확대를 묘사한다. 도 5a 및 도 5b는 서셉터(132) 내에 수용된 물품(110)을 도시하며, 여기서 물품(110)은 물품(110)의 외부 표면이 서셉터(132)의 내부 표면에 접하도록 치수가 정해진다. 이것은 가열이 가장 효율적임을 보장한다. 이 예의 물품(110)은 에어로졸 생성 재료(110a)를 포함한다. 에어로졸 생성 재료(110a)는 서셉터(132) 내에 포지셔닝된다. 물품(110)은 또한 필터, 포장 재료들 및/또는 냉각 구조와 같은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

도 5b는, 서셉터(132)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(150)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(150)는 약 3㎜ 내지 4㎜, 약 3㎜ 내지 3.5㎜, 또는 약 3.25㎜이다.

도 5b는, 절연 부재(128)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(152)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 추가로 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(152)는 약 0.05㎜이다. 다른 예에서, 거리(152)는 실질적으로 0㎜이어서, 인덕터 코일들(124, 126)이 절연 부재(128)와 접하고 접촉하게 된다.

일례로, 서셉터(132)는 약 0.025㎜ 내지 1㎜, 또는 약 0.05㎜의 벽 두께(154)를 갖는다.

일례로, 서셉터(132)는 약 40㎜ 내지 60㎜, 약 40㎜ 내지 45㎜, 또는 약 44.5㎜의 길이를 갖는다.

일례로, 절연 부재(128)는 약 0.25㎜ 내지 2㎜, 0.25㎜ 내지 1㎜, 또는 약 0.5㎜의 벽 두께(156)를 갖는다.

위에서 설명된 바와 같이, 예시적인 디바이스(100)의 가열 조립체는 유도 가열 프로세스를 통해 물품(110)의 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함하는 유도성 가열 조립체이다. 특히, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 에어로졸 생성 재료를 가열하고 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터(132)의 각각의 제1 구역(132a) 및 제2 구역(132b)을 가열하는 데 사용된다. 아래에서, 도 6 - 도 12를 참조하여, 서셉터 어레인지먼트(132)를 유도 가열하기 위해 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 사용할 때의 디바이스(100)의 동작이 상세히 설명될 것이다.

디바이스(100)의 유도성 가열 조립체는 LC 회로를 포함한다. LC 회로는 유도 엘리먼트에 의해 제공되는 인덕턴스(L), 및 커패시터에 의해 제공되는 커패시턴스(C)를 갖는다. 디바이스(100)에서, 아래에서 논의되는 바와 같이, 인덕턴스(L)는 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)에 의해 제공되고, 커패시턴스(C)는 복수의 커패시터들에 의해 제공된다. 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)를 포함하는 유도 히터 회로는 일부 경우들에는, 저항기에 의해 제공되는 저항(R)을 포함하는 RLC 회로로서 표현될 수 있다. 일부 경우들에서, 저항은 인덕터와 커패시터를 연결하는 회로의 부분들의 옴 저항에 의해 제공되며, 따라서 회로는 반드시 그와 같이 저항기를 포함할 필요는 없다. 그러한 회로들은 전기 공진을 나타낼 수 있는데, 이는 회로 엘리먼트들의 임피던스들 또는 어드미턴스들의 허수부들이 서로 상쇄될 때 특정 공진 주파수에서 발생한다.

LC 회로의 일례는 인덕터와 커패시터가 직렬로 연결되는 직렬 회로이다. LC 회로의 다른 예는 인덕터와 커패시터가 병렬로 연결되는 병렬 LC 회로이다. 인덕터의 붕괴 자기장은 커패시터를 충전하는 전류를 인덕터의 권선들에 생성하는 한편, 방전 커패시터는 인덕터에 자기장을 구축하는 전류를 제공하기 때문에 LC 회로에서 공진이 발생한다. 공진 주파수에서 병렬 LC 회로가 구동될 때, 회로의 동적 임피던스는 (인덕터의 리액턴스가 커패시터의 리액턴스와 동일하기 때문에) 최대이고, 회로 전류는 최소이다. 그러나 병렬 LC 회로의 경우, 병렬 인덕터 및 커패시터 루프는 (루프 내의 전류 및 그에 따라 인덕터를 통과하는 전류를 효과적으로 곱하는) 전류 증배기(current multiplier)로서 작용한다. 따라서 회로가 서셉터를 가열하기 위해 동작하는 시간의 적어도 일부 동안 RLC 또는 LC 회로가 공진 주파수에서 동작하게 하는 것은 서셉터를 관통하는 자기장의 가장 큰 값을 제공함으로써 효과적이고 그리고/또는 효율적인 유도성 가열을 제공할 수 있다.

서셉터(132)를 가열하기 위해 디바이스(100)에 의해 사용되는 LC 회로는 아래에서 설명되는 바와 같이 스위칭 어레인지먼트로서 작용하는 하나 이상의 트랜지스터들을 사용할 수 있다. 트랜지스터는 전자 신호들을 스위칭하기 위한 반도체 디바이스이다. 트랜지스터는 통상적으로 전자 회로에 대한 연결을 위한 적어도 3개의 단자들을 포함한다. 전계 효과 트랜지스터(FET: field effect transistor)는 인가된 전기장의 효과가 트랜지스터의 유효 컨덕턴스를 변화시키는 데 사용될 수 있는 트랜지스터이다. 전계 효과 트랜지스터는 바디, 소스 단자(S), 드레인 단자(D) 및 게이트 단자(G)를 포함할 수 있다. 전계 효과 트랜지스터는 전하 캐리어들, 전자들 또는 정공(hole)들이 소스(S)와 드레인(D) 사이에서 흐를 수 있는 반도체를 포함하는 활성 채널을 포함한다. 채널의 전도도, 즉 드레인(D) 단자와 소스(S) 단자 사이의 전도도는 예를 들어, 게이트 단자(G)에 인가된 전위에 의해 생성되는, 게이트(G) 단자와 소스(S) 단자 사이의 전위차의 함수이다. 증가 모드(enhancement mode) FET들에서, 실질적으로 0인 게이트(G) - 소스(S) 전압이 있을 때, FET은 OFF(즉, 전류가 이를 통과하는 것을 실질적으로 방지)일 수 있고, 실질적으로 0이 아닌 게이트(G) - 소스(S) 전압이 존재할 때 ON(즉, 전류가 이를 실질적으로 통과하는 것을 허용)으로 전환될 수 있다.

디바이스(100)의 회로에서 사용될 수 있는 트랜지스터의 하나의 타입은 n-채널(또는 n-타입) 전계 효과 트랜지스터(n-FET)이다. n-FET은 채널이 n-타입 반도체를 포함하는 전계 효과 트랜지스터이며, 여기서 전자들은 다수의 캐리어들이고 정공들은 소수의 캐리어들이다. 예를 들어, n-타입 반도체들은 (예를 들어, 인과 같은) 도너 불순물들로 도핑된 (예를 들어, 실리콘과 같은) 진성 반도체를 포함할 수 있다. n-채널 FET들에서, 드레인 단자(D)는 소스 단자(S)보다 더 높은 전위에 배치된다(즉, 양의 드레인-소스 전압, 또는 다시 말해서 음의 소스-드레인 전압이 있다). n-채널 FET을 "온"으로 전환하기 위해(즉, 전류가 이를 통과할 수 있게 하기 위해), 소스 단자(S)에서의 전위보다 더 높은 스위칭 전위가 게이트 단자(G)에 인가된다.

디바이스(100)에서 사용될 수 있는 다른 타입의 트랜지스터는 p-채널(또는 p-타입) 전계 효과 트랜지스터(p-FET)이다. p-FET은 채널이 p-타입 반도체를 포함하는 전계 효과 트랜지스터이며, 여기서 정공들은 다수의 캐리어들이고 전자들은 소수의 캐리어들이다. 예를 들어, p-타입 반도체들은 (예를 들어, 붕소와 같은) 수용체(acceptor) 불순물들로 도핑된 (예를 들어, 실리콘과 같은) 진성 반도체를 포함할 수 있다. p-채널 FET들에서, 소스 단자(S)는 드레인 단자(D)보다 더 높은 전위에 배치된다(즉, 음의 드레인-소스 전압, 또는 다시 말해서 양의 소스-드레인 전압이 있다). p-채널 FET을 "온"으로 전환하기 위해(즉, 전류가 이를 통과할 수 있게 하기 위해), 소스 단자(S)에서의 전위보다 더 낮은(그리고 예를 들어, 드레인 단자(D)에서의 전위보다 더 높을 수 있는) 스위칭 전위가 게이트 단자(G)에 인가된다.

예들에서, 디바이스(100)에 사용되는 FET들 중 하나 이상은 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET: metal-oxide-semiconductor field effect transistor)일 수 있다. MOSFET은 게이트 단자(G)가 절연 층에 의해 반도체 채널로부터 전기적으로 절연되는 전계 효과 트랜지스터이다. 일부 예들에서, 게이트 단자(G)는 금속일 수 있고, 절연 층은 (예를 들어, 실리콘 이산화물과 같은) 산화물일 수 있으며, 그러므로 "금속 산화물 반도체"일 수 있다. 그러나 다른 예들에서, 게이트는 금속 이외의 재료들, 이를테면 폴리실리콘으로 제조될 수 있고, 그리고/또는 절연 층은 산화물 이외의 재료들, 이를테면 다른 유전체 재료들로 제조될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 디바이스들은 통상적으로 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)들로 지칭되며, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터들 또는 MOSFET들이라는 용어는 그러한 디바이스들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다고 이해되어야 한다.

MOSFET은 반도체가 n-타입인 n-채널(또는 n-타입) MOSFET일 수 있다. n-채널 MOSFET(n-MOSFET)은 n-채널 FET에 대해 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 동작될 수 있다. 다른 예로서, MOSFET은 반도체가 p-타입인 p-채널(또는 p-타입) MOSFET일 수 있다. p-채널 MOSFET(p-MOSFET)은 p-채널 FET에 대해 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 동작될 수 있다. n-MOSFET은 통상적으로 p-MOSFET의 소스-드레인 저항보다 더 낮은 소스-드레인 저항을 갖는다. 따라서 "온" 상태(즉, 전류가 이들을 통과하고 있는 경우)에서, n-MOSFET들은 p-MOSFET들에 비해 더 적은 열을 생성하고, 따라서 동작 시에 p-MOSFET들보다 더 적은 에너지를 낭비할 수 있다. 추가로, n-MOSFET들은 통상적으로 p-MOSFET들과 비교하여 더 짧은 스위칭 시간들(즉, 게이트 단자(G)에 제공되는 스위칭 전위를 변화시키는 것에서부터 MOSFET이 전류가 이를 통과하는지 여부를 변화시키는 특성 응답 시간)를 갖는다. 이는 더 높은 스위칭 레이트들 및 개선된 스위칭 제어를 가능하게 할 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 디바이스(100)에 의한 유도 가열을 위한 회로가 설명될 것이다. 도 6은 에어로졸 생성 디바이스(100)의 유도 가열 회로(600)의 일부의 단순화된 개략적인 표현을 도시한다. 도 6은 가변 전류가 제1 인덕터 코일(124)을 통해 흐를 때 제1 서셉터 구역(132a)을 가열하기 위한 제1 인덕터 코일(124)을 포함하는 유도 가열 회로(600)의 일부를 도시한다. 제1 서셉터 구역(132a)은 도 6에서, 서셉터(132)가 어떻게 제1 인덕터(124)와 유도 결합되고 와전류들의 생성을 통해 가열되는지를 표현하기 위해 유도성 엘리먼트 및 저항성 엘리먼트를 갖는 것으로 표현된다. 디바이스(100)는 도 6에 도시되지 않은 제2 인덕터 코일(126)을 추가로 포함한다는 점이 주목될 것이다. 제2 인덕터 코일(126)은 또한 유도 가열 회로(600)의 일부이고, 아래에서 설명되는 바와 같이 제2 서셉터 구역(132b)을 가열하도록 제어된다. 그러나 명확성을 위해, 회로(600)는 먼저 도 6에 도시된 특징들을 참조하여 설명될 것이다.

회로(600)는 제1 공진기 섹션(601), 제1 공진기 섹션(601)에 DC 전압을 공급하기 위한 DC 전압 공급부(118)뿐만 아니라, 회로(600)를 제어하기 위한 제어 어레인지먼트를 포함한다. 제1 공진기 섹션(601)은 제1 FET(608)을 포함하는 스위칭 어레인지먼트 및 제1 인덕터(124)를 포함하고, 제어 어레인지먼트는 제1 인덕터(124)를 동작시키기 위해, 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 회로(600)에서 검출된 전압 조건들에 대한 응답으로 제1 상태와 제2 상태 사이에서 FET(608)을 스위칭하도록 구성된다. 회로(600)는 서셉터(132)를 제외하고, 디바이스(100)의 PCB(122) 상에 배열되며, 인덕터 코일(124)은 제1 단부(130a) 및 제2 단부(130b)에서 PCB(122)에 연결된다.

제1 공진기 섹션(601)은 제1 커패시터(606) 및 제2 커패시터(610)를 포함하며, 이 둘 다 제1 인덕터(124)와 병렬로 배열되어, 제1 공진기 섹션(601)이 공진하도록 허용될 때, 제1 커패시터(606)와 제2 커패시터(610) 사이에서 그리고 인덕터(124)를 통해 교류가 흐른다. 위에서 언급된 바와 같이, 제1 FET(608), 이 예에서는 n-채널 MOSFET은 제1 공진기 섹션(601)에서 스위칭 어레인지먼트로서 동작하도록 배열된다.

다른 예들에서, 공진기 섹션(601)은 예를 들어, 제1 커패시터(606)의 포지션에 또는 제2 커패시터(610)의 포지션에 단 하나의 커패시터를 포함할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 다른 예들에서, 공진기 섹션(601)은 임의의 다른 수의 커패시터들, 이를테면 3개 이상의 커패시터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 커패시터(606) 및 제2 커패시터(610) 중 어느 하나 또는 둘 다는 서로 병렬로 배열된 2개 이상의 커패시터들로 대체될 수 있다. 잘 이해되는 바와 같이, 공진기 섹션(601)은 공진기 섹션(601)의 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)에 의존하는 공진 주파수를 갖는다. 공진 섹션(601) 내의 커패시터들의 수, 타입 및 어레인지먼트는 회로(600)에서 사용될 전력 레벨들 및 회로(600)의 원하는 동작 주파수의 고려사항들에 기반하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 개별 커패시터들 및 상기 커패시터들의 어레인지먼트는, 전류를 취급하는 상기 커패시터들의 능력에 대한 제한뿐만 아니라 ESR(equivalent series resistance)을 갖는 것으로 고려될 수 있다고 이해될 것이다. 이러한 특징들은 공진기 섹션(601)에 커패시턴스를 제공하기 위해 커패시터들의 어레인지먼트를 결정할 때 고려될 수 있다. 예를 들어, 원하는 전력 레벨들 및 동작 주파수에 따라, 더 높은 커패시턴스 또는 더 낮은 ESR을 제공하기 위해 복수의 커패시터들을 병렬로 제공하는 것에 대한 이점이 있을 수 있다. 이 예에서, 제1 커패시터(606)와 제2 커패시터(610) 둘 다 각각 약 100㎋의 커패시턴스를 갖는 세라믹(C0G) 커패시터들이다. 다른 예들에서, 이 단락에서 개요가 서술된 고려사항들에 따라, 다른 타입들의 커패시터 및/또는 다른 커패시턴스 값들을 갖는 커패시터들, 예컨대 동일하지 않은 커패시턴스 값들을 갖는 커패시터들이 사용될 수 있다.

제1 공진기 섹션(601)에는 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같이, 배터리에 의해 공급되는 전압인 DC 전압이 DC 전압 공급부(118)에 의해 공급된다. 도 6에 도시된 바와 같이, DC 전압 공급부(118)는 양의 단자(118a) 및 음의 단자(118b)를 포함한다. 일례로, DC 전압 공급부(118)는 약 4.2V의 DC 전압을 제1 공진기 섹션(601)에 공급한다. 다른 예들에서, DC 전압 공급부(118)는 예를 들어, 2V 내지 10V, 또는 약 3V 내지 5V의 전압을 공급할 수 있다.

제어기(1001)는 회로(600)의 동작을 제어하도록 구성된다. 제어기(1001)는 복수의 입력들 및 출력들을 포함하는 마이크로컨트롤러, 예컨대 마이크로 프로세싱 유닛(MPU: micro-processing unit)을 포함할 수 있다. 일례로, 제어기(1001)는 STM32L051C8T6 모델 MPU이다. 일부 예들에서, 회로(600)에 제공되는 DC 전압 공급부(118)는, 그 자체가 배터리 또는 다른 전력 원으로부터 전력을 수신하는 제어기(1001)로부터의 출력에 의해 제공된다.

DC 전압 소스(118)의 양의 단자(118a)는 제1 노드(600A)에 전기적으로 연결된다. 일례로, DC 전압 소스(118)는, DC 전압 소스(118)로부터 전력을 수신하고 DC 전압 소스에 의해 공급되는 전압을 회로(600)를 포함하는 디바이스의 컴포넌트들에 공급하는 노드(600A)에 제어기(1001)를 통해 연결된다. 제1 노드(600A)는 제1 커패시터(606)의 제1 단부(606a) 및 제1 인덕터(124)의 제1 단부(130a)에 전기적으로 연결된다. 제1 인덕터(124)의 제2 단부(130b)는 제2 노드(600B)에 전기적으로 연결되며, 제2 노드(600B)는 도 6에서 회로도의 2개의 전기적으로 등가 지점들에 표현된다. 제2 노드(600B)는 FET(608)의 드레인 단자(608D)에 전기적으로 연결된다. 이 예에서, 제2 노드(600B)는 또한 제2 커패시터(610)의 제1 단부(610a)에 전기적으로 연결된다. 회로 주위에서 계속하면, 제1 FET(608)의 소스 단자(608S)가 제3 노드(600C)에 전기적으로 연결된다. 제3 노드(600C)는 접지(616)에 전기적으로 연결되고, 이 예에서는 제2 커패시터(610)의 제2 단부(610b)에 연결된다. 제3 노드(600C)는 전류 감지 저항기(615)를 통해 제4 노드(600D)에 전기적으로 연결되고, 제4 노드(600D)는 DC 전압 소스(118)의 음의 단자(118b)에 전기적으로 연결되며, 이는 일례로, 양의 단자와 마찬가지로 제어기(1001)를 통해 공급된다.

제2 커패시터(610)가 존재하지 않는 예들에서, 제3 노드(600C)는 제1 FET 소스 단자(608S), 접지(616) 및 전류 감지 저항기(615)에 대한 단지 3개의 전기 연결들을 가질 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

위에서 언급된 바와 같이, 제1 FET(608)은 제1 공진기 섹션(601)에서 스위칭 어레인지먼트로 작용한다. 제1 FET(608)은 제1 상태, 즉 'ON' 상태와 제2 상태, 즉 'OFF' 상태 사이에서 구성 가능하다. 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 잘 이해되는 바와 같이, n-채널 FET이 OFF 상태에 있을 때(즉, 적절한 제어 전압이 n-채널 FET의 게이트에 인가되지 않을 때), 이는 다이오드로서 효과적으로 작용한다. 도 6에서, 제1 FET(608)이 OFF 상태에 있을 때 나타내는 다이오드 기능이 제1 다이오드(608a)에 의해 표현된다. 즉, FET(608)이 OFF 상태에 있을 때, 제1 다이오드(608a)는 전류가 드레인 단자(608D)로부터 소스 단자(608S)로 흐르는 것을 대부분 방지하도록 작용하지만, 다이오드(608a)가 적절하게 순방향 바이어스된다면 전류가 소스 단자(608S)에서 드레인 단자(608D)로 흐를 수 있게 한다. n-채널 FET은, 드레인(D)과 소스(S) 사이에 전도성 경로가 존재하도록 적절한 제어 전압이 게이트에 인가될 때 ON 상태에 있다. 이에 따라, 제1 FET(608)이 ON 상태에 있을 때, 이는 제1 공진기 섹션(601)에서 폐쇄 스위치처럼 작용한다.

위에서 언급된 바와 같이, 회로(600)는 제1 공진기 섹션(601) 및 추가 제어 어레인지먼트를 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 제어 어레인지먼트는 비교기(618), 영전압 검출기(621) 및 플립-플롭(622)을 포함하며, 제1 공진기 섹션(601) 내의 전압 조건들을 검출하도록 그리고 검출된 전압 조건들에 대한 응답으로 제1 FET(608)을 제어하도록 구성된다. 제어 어레인지먼트에 의한 제1 FET(608)의 이러한 제어가 이제 보다 상세히 설명될 것이다.

제2 노드(600B)에서, 영전압 검출기(621)가 전기적으로 연결되는데, 이는 영전압 검출기(621)가 연결되는 회로(600)의 포인트에서 전압 조건, 즉 접지 전압에 대해 0V 또는 그에 근접한 전압을 검출하도록 구성된다. 영전압 검출기(621)는 FET(608)의 상태의 스위칭을 제어하기 위한 신호를 출력하도록 구성된다. 즉, 영전압 검출기(621)는 신호를 플립-플롭(622)에 출력하도록 구성된다. 플립-플롭(622)은 2개의 안정 상태들 사이에서 구성 가능한 전기 회로이다. 플립-플롭(622)은 플립-플롭의 상태에 따라 제1 FET 게이트 단자(608G)에 전압을 제공하도록 구성되는 제1 게이트 드라이버(623)에 전기적으로 연결된다. 즉, 제1 게이트 드라이버(623)는 플립-플롭이 하나의 상태에 있을 때는 FET(608)을 ON 상태로 스위칭하기 위해 제1 FET 게이트 단자(608G)에 적절한 전압을 제공하도록 구성되지만, 플립-플롭(622)이 다른 상태에 있을 때는 FET(608)을 ON 상태로 유지하기 위한 적절한 전압을 제공하지 않도록 구성된다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(623)는 플립-플롭(622)이 '1' 상태에 있을 때는 FET(608)을 ON으로 스위칭하기 위해 제1 FET 게이트(608G)에 적절한 게이트-소스 전압을 제공하도록 구성될 수 있고, 제1 게이트 드라이버(623)는 플립-플롭(622)이 상태 '0'에 있을 때 게이트-소스 전압을 제공하지 않도록 구성될 수 있다. 따라서 플립-플롭 수단(622)의 상태는 제1 FET(608)이 온인지 또는 오프인지를 제어한다.

이 예에서, 제어 어레인지먼트의 영전압 검출기(621) 및 제1 게이트 드라이버(623)는 제어기(1001)로부터 개개의 신호들(1011, 1021)을 수신하도록 구성되며, 그 신호들에 의해 제어기(1001)는 아래에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 회로(600)의 동작을 개시 및 제어할 수 있다.

제4 노드(600D)에서, 제어 전압 라인(619)이 전기적으로 연결된다. 제어 전압 라인(619)은 저항기(617a)를 통해 제5 노드(600E)에 전기적으로 연결되고, 제5 노드(600E)는 전압 비교기(618) ― 이하 비교기(618)에 전기적으로 연결된다. 제5 노드(600E)는 비교기(618)의 양의 단자에 전기적으로 연결된다. 비교기(618)의 음의 단자는 접지(616)에 연결된다. 이 예에서, 비교기(618)는 제5 노드(600E)에서의 전압과 접지 전압의 비교에 기초하여 신호를 출력하도록 구성된다. 비교기(618)의 출력 신호는 플립-플롭(622)에 전송된다. 제어 전압(1031)은 이 예에서 제어기(1001)로부터 제2 저항기(617b)를 통해 제어 전압 라인(619)에 공급된다.

위에서 언급된 바와 같이, 비교기(618)는 플립-플롭(622)에 출력을 제공하도록 전기적으로 연결된다. 플립-플롭(622)은, 비교기(618)로부터의 출력 신호가 플립-플롭(622)의 상태를 변화시킬 수 있고, 이로써 제1 드라이버(623)가 제1 FET(608)의 상태를 변화시킬 수 있게 하도록 구성된다.

예시적인 회로(600)의 기능은 이제, 제1 인덕터 코일(124)이 제1 서셉터 구역(132a)을 가열하도록 동작되도록 제1 공진기 섹션(601)이 제어기(1001)에 의해 활성화되는 것과 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.

시작하자면, 제1 FET(608)은 OFF 상태로 구성되고, 따라서 인덕터(124)를 통해 전류가 흐르는 것을 막는 다이오드(608a)로서 작용하고 있다. 제어기(1001)는 FET(608)이 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭하게 함으로써 제1 서셉터 구역(132a)을 가열하도록 회로(600)의 동작을 개시한다. 이 예에서, 제어기는 영전압 검출기(621)에 START 신호(1011)를 제공함으로써 회로(600)의 동작을 개시한다. 이로써 플립-플롭(622)은, 상태들을 변화시키고 제1 게이트 드라이버(623)가 FET 게이트 단자(608G)에 신호를 제공하게 함으로써 FET을 ON 상태로 스위칭하게 된다.

FET(608)이 ON 상태로 스위칭되면, 회로(600)의 자기-진동 가열 사이클로 지칭될 수 있는 것이 시작된다. 이제 ON 상태에 있는 FET(608)은, DC 전류가 DC 전압 소스 양의 단자(118a)로부터 제1 인덕터(124)를 통해 흐르고 전류 감지 저항기(615)를 통해 DC 전압 소스 음의 단자(118b)로 리턴되기 시작하는 것을 가능하게 하는 폐쇄 스위치로서 작용한다. 제1 인덕터(124)는 잘 알려진 바와 같이 전류의 이러한 초기 증가에 대항하여, 패러데이(Faraday) 및 렌츠(Lenz)의 법칙들을 통해 역기전력(back emf)을 생성한다. ON 상태에서, 드레인 단자(608D)와 소스 단자(608S) 사이의 전압은 실질적으로 0이다.

도 7a는 t₀ 시점에 FET(608)이 온으로 스위칭되는 시점에서 시작하여 시간(t)에 대해 제1 인덕터(124)를 통해 흐르는 전류의 개략적인 그래픽 표현을 도시한다. t₀ 시점에서부터, DC 전류는 인덕터(124)의 인덕턴스(L1), 회로(600)의 DC 저항 및 DC 공급 전압에 의존하는 레이트로 0에서부터 인덕터(124)에 축적되기 시작한다. 일례로, 전류 감지 저항기(615)는 약 2mΩ의 저항을 갖는 한편, 인덕터(124)는 2mΩ 내지 15mΩ, 또는 4mΩ 내지 10mΩ 또는 이 예에서는 약 5.2mΩ의 DC 저항을 갖는다. 인덕터에서의 이러한 전류 축적은 인덕터(124)가 자기 에너지를 저장하는 것에 대응하고, 잘 이해되는 바와 같이, 인덕터(124)에 의해 저장될 수 있는 자기 에너지의 양은 인덕터(124)의 인덕턴스(L1)에 의존한다.

도 7b는 FET(608)이 온으로 전환되는 t₀ 시점에서부터 다시, 시간(t)에 대해 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압의 단순화된 표현을 도시한다. FET(608)이 온으로 전환된 직후, 인덕터(124)에 걸쳐 전압이 발생하며, 이는 인덕터(124)가 전류의 증가에 대항할 때 인덕터에 의해 생성된 역기전력이다. 따라서 이 시점에서, 도 7b에 도시된 바와 같은 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압은 작은데, 이는 DC 공급부(118)에 의해 제공되는 전압차의 거의 전부가 인덕터(124)에 걸쳐 강하하기 때문이다. 그 다음, 인덕터(124)를 통하는 전류가 증가하고 인덕터(124)의 역기전력이 감쇠됨에 따라, 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압이 증가한다. 이는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 전류 감지 저항기(615)에 걸친 음의 전압의 발생으로서 보인다. 즉, 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압은 FET(608)이 온인 시간 길이에 따라 점점 더 음이 된다.

전류 감지 저항기(615)에 걸쳐 점점 음이 되는 전압은 인덕터(124)를 통해 증가하는 전류에 대응하기 때문에, 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압의 크기는 인덕터(124)를 통해 흐르는 전류를 표시한다. FET(608)이 온으로 유지되는 동안, 인덕터(124)를 통하는 전류 및 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압은 회로(600)의 DC 저항 및 인덕턴스(L1)에 의존하는 시정수에 따라 (DC 공급부(118)에 의해 공급되는 DC 전압 및 회로(600)의 DC 저항에 의존하는) 개개의 최대 값들(I_max, V_max)을 향해 실질적으로 선형으로 증가한다. t₀ 시점 이후에 인덕터(124)를 통하는 전류가 변화하고 있을 때, 제1 인덕터(124)를 통하는 DC 전류가 축적되는 동안 서셉터(132)의 어떤 유도성 가열이 발생할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

회로(600)는, FET(608)이 온으로 스위칭되는 시간에 제1 인덕터(124)에 저장되는 에너지의 양이 제어 어레인지먼트에 의해 결정되고 제어기(1001)에 의해 제어될 수 있도록 구성된다. 즉, 제어기(1001)는 이제 설명되는 바와 같이, 인덕터(124)에 축적되도록 허용되는 DC 전류의 양(및 그에 따른 자기 에너지의 양)을 제어한다.

위에서 설명된 바와 같이, 제어 전압 라인(619)에 제어 전압(1031)이 인가된다. 이 예에서, 제어 전압(1031)은 양의 전압이고, 임의의 한 시점에 비교기(618)의 양의 단자에 입력되는 전압(즉, 제5 노드(600E)에서의 전압)은 제어 전압(1031)의 값 및 제4 노드(600D)에서의 전압에 의존한다. 전류 감지 저항기(615)에 걸친 음의 전압이 특정 값에 도달할 때, 이는 제5 노드(600E)에서 양의 제어 전압(1031)을 상쇄시키고 제5 노드(600E)에서 0V의 전압(즉, 접지 전압)을 제공한다. 이 예에서, 저항기(617a)는 2㏀의 저항을 갖는다. 저항기(617b)는 제어기(1001)에 대한 70㏀의 유효 저항을 나타낸다. 전류 감지 저항기(615)에 걸친 음의 전압이 제어 전압(1031)과 동일한 크기를 가질 때, 제5 노드(600E)에서의 전압은 0V에 도달한다.

비교기(618)는 양의 단자에서의 전압을 음의 단자에 연결된 접지(616)의 전압과 비교하고, 그 결과로서 신호를 출력하도록 구성된다. 일례로, 비교기는 온-반도체(On-Semiconductor)로부터 획득될 수 있는 표준 컴포넌트인 FAN156이다. 이에 따라, 제5 노드(600E)에서의 전압이 0V에 도달할 때, 비교기(618)는 양의 단자에서 0V 신호를 수신하고, 비교기(618)에 의한 비교의 결과는 양의 단자에서의 전압이 음의 단자에서의 전압과 동일하다는 것이다. 결과적으로, 비교기(618)는 플립-플롭(622)에 신호를 출력하고, FET(608)이 오프로 스위칭되게 한다. 이에 따라, FET(608)의 오프로의 스위칭은 회로(600)에서 검출된 전압 조건에 의존한다. 즉, 이 예에서, 비교기(618)가 자신의 단자들에 걸친 전압의 비교에 의해, 전류 감지 저항기(615)에 걸친 음의 전압이 t₁ 시점에 발생하는 제어 전압(1031)과 동일한 크기에 도달했음을 검출할 때, FET(608)은 오프로 스위칭된다. 도 7a에서, FET(608)이 오프로 스위칭되는 t₁ 시점에 인덕터(124)를 통해 흐르는 DC 전류는 I₁로 라벨링된다.

FET(608)이 오프로 전환될 때, t₁ 시점에 FET(608)은 공진기 섹션(601)에서 폐쇄 스위치처럼 작용하는 것으로부터 다이오드(608a)와 같이 작용하는 것으로, 그리고 DC 공급부(118)로부터의 공급을 위해 개방 스위치와 같이 효과적으로 작용하는 것으로 스위칭한다. t₁ 시점에, 인덕터(124)를 통한 접지(616)로의 DC 전류의 경로는 FET(608)에 의해 중단된다. 이는 제1 인덕터(124)에 흐르는 전류가 강하(drop off)하도록 트리거하고(이는 도 7a에는 도시되지 않음), 인덕터(124)는 유도 전압을 생성함으로써 전류의 이러한 변화에 대항한다. 이에 따라, 전류는 제1 공진기 섹션(601)의 공진 주파수에서 인덕터(124)와 커패시터들(606, 608) 사이에서 앞뒤로 진동하기 시작한다.

유사하게, 인덕터(124)에 걸친 그리고 이로써 제1 FET 드레인 단자(608D)와 소스 단자(608S) 사이의 전압이 제1 공진기 섹션(601)의 공진 주파수에서 진동하기 시작한다. 인덕터(124)를 통하는 전류 및 인덕터(124)에 걸친 전압이 진동하기 시작함에 따라, 서셉터(132)가 유도 가열된다. 따라서 FET(608)을 OFF 상태로 스위칭하는 것은, 서셉터(132)를 가열하기 위해 t₁ 시점에 인덕터(124)에 저장된 자기 에너지를 방출하도록 작용한다.

도 8은, FET(608)이 t₀ 시점에서 t₁ 시점까지 ON 상태에 있는 것으로부터 시작하여, 제1 FET(608)에 걸친 전압의 자취(800)를 도시한다. 도 8에 예시된 시간 경과에 따라, 제1 FET(608)은 오프 및 온으로 두 번 전환된다.

전압 자취(800)는 제1 FET(608)이 ON일 때 t₀ 시점과 t₁ 시점 사이의 제1 섹션(800a), 및 제1 FET(608)이 오프로 스위칭될 때 제2 섹션(800b 내지 800d)을 포함한다. 800e에서, FET(608)이 다시 온으로 스위칭되고, 제1 섹션(800a)과 동등한 제3 섹션(800f)이 시작되는 한편, 제1 FET(608)이 온으로 유지되고 인덕터(124)를 통한 DC 전류의 축적의 위에서 설명된 프로세스가 반복된다. 도 8은 또한, FET(608)에 걸친 전압의 진동을 가능하게 하도록 제1 FET(608)이 다시 오프로 스위칭될 때의 제4 섹션(800g) 및 제1 FET(608)이 후속하여 다시 온으로 스위칭될 때의 제5 섹션(800h)을 도시한다.

섹션들(800a, 800f, 800h)에서 제1 FET(608)이 온일 때, 제1 FET(608)에 걸친 전압은 0이다. 섹션(800b 내지 800d)에 의해 그리고 또한 섹션(800g)에 의해 표시된 바와 같이 제1 FET(608)이 오프로 전환될 때, 제1 인덕터(124)는 자신의 자기장(이 자기장은 제1 FET(608)이 온이었을 때 구축된 DC 전류의 결과였음)에 저장된 에너지를 사용하여, 제1 FET(608)이 오프인 결과로서 제1 인덕터(124)를 통해 흐르는 전류의 강하에 대항하는 전압을 유도한다. 제1 인덕터(124)에 유도된 전압은 제1 FET(608)에 걸친 전압의 대응하는 변동을 야기한다. 이러한 전압 변동 동안, 제1 인덕터(124) 및 커패시터들(606, 610)은 정현파 파형으로 서로 공진하기 시작한다. 전압 자취(800)에 의해 도시된 전압은 초기에는, 제1 FET(608)이 오프인 것으로 인한 전류 강하에 대항하도록 제1 인덕터(124)에서의 유도 전압이 증가함에 따라 증가하고(예를 들어, 800b 참조), 피크에 도달하며(예를 들어, 800c 참조), 그런 다음, 제1 인덕터(124)의 자기장에 저장된 에너지가 감소함에 따라, 다시 0으로 감소한다(예를 들어, 800d 참조).

가변 전압(800b 내지 800d 및 800g)은 (도시되지 않은) 대응하는 가변 전류를 발생시키며, 제1 FET(608)의 오프 시간 동안, 커패시터들(606, 610) 및 제1 인덕터(124)가 공진 LC 회로로서 작용하기 때문에, 제1 인덕터(124)와 커패시터들(606, 610)의 조합의 총 임피던스는 이 시간 동안 최소이다. 따라서 제1 인덕터(124)를 통해 흐르는 가변 전류의 최대 크기는 비교적 클 것이라고 이해될 것이다. 이에 따라, 이러한 비교적 큰 가변 전류는 제1 인덕터(124)에 비교적 큰 가변 자기장을 야기하며, 이는 서셉터(132)가 열을 생성하게 한다. 제1 FET(608)에 걸친 전압이 이 예에서 섹션(800b 내지 800d)에 의해 그리고 섹션(800g)에 의해 표시된 바와 같이 변화하는 시간 기간은 제1 공진기 섹션(601)의 공진 주파수에 좌우된다.

이제 도 6 및 도 8을 참조하면, 회로(600)는, 제1 FET(608)이 오프이고 제1 FET(608)에 걸친 전압이 다시 0V를 향해 감소될 때, 영전압 검출기(621)가 이 전압 조건을 검출하고 플립-플롭(622)에 신호를 출력하여, 제1 FET(608)이 다시 ON 상태로 스위칭되게 하도록 구성된다. 즉, 제1 공진기 섹션(601) 내에서 검출된 이러한 전압 조건에 대한 응답으로, FET(608)은 OFF 상태로부터 ON 상태로 스위칭된다. 영전압 검출기(621)는, FET(608)이 오프로 스위칭된 이후 유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트 사이의 전류 진동 사이클의 주어진 비율이 완료되었음을 표시하는 전압 조건을 검출하는 것으로 간주될 수 있다. 즉, 영전압 검출기(621)는 제1 공진기 섹션(601)의 공진 주파수에서의 전류(및 전압) 진동의 하프 사이클이 영전압 검출기(621)에 의해 완료되었음을 검출하여, FET(608)에 걸친 전압이 0V 또는 거의 0V로 리턴했음을 검출한다.

일부 예들에서, 영전압 검출기(621)는, 제1 FET(608)에 걸친 전압이 전압 레벨(801) 이하로 리턴한 시점을 검출할 수 있고, 그에 따라 FET(608)에 걸친 전압이 정확히 0V에 도달하기 전에 FET(608)의 상태의 스위칭을 야기하기 위한 신호를 출력할 수 있다. 도 8에 의해 예시된 바와 같이, 영전압 검출기(621)의 동작은 하나의 하프 사이클 이후 공진기 섹션(601)에서의 전압의 진동들을 줄이고, 그에 따라, 제1 FET(608)에 걸쳐 실질적으로 반-사인파 전압 프로파일을 야기한다. 영전압 검출기(621)의 동작의 추가 세부사항들은 도 9를 참조하여 아래에서 설명될 것이다.

제1 FET(608)이 다시 온으로 스위칭될 때, 포인트(800e)에서, DC 소스(118)에 의해 구동되는 DC 전류가 제1 인덕터(124)를 통해 다시 축적된다. 그 다음, 제1 인덕터(124)는 제1 공진기 섹션(601) 내에서 공진을 개시하기 위해 제1 FET(608)이 다음에 오프로 스위칭될 때 해제될 자기장의 형태로 에너지를 다시 저장할 수 있다. 제1 FET(608)이 이러한 방식으로 반복적으로 온 및 오프로 스위칭됨에 따라, 위에서 설명된 프로세스가 연속적으로 반복되어 서셉터(132)를 가열한다.

도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명된 인덕터(124)를 통한 전류의 위에서 설명된 축적은, 제어기(1001)로부터의 START 신호(1011)에 대한 응답으로 FET(608)이 초기에 온으로 전환될 때 그리고 영전압 검출기(621)에 의해 검출된 영전압 조건에 의해 FET(608)이 후속하여 온으로 스위칭될 때 발생한다는 점이 주목되어야 한다. 첫 번째 경우에, START 신호(1011)에 대한 응답으로, 인덕터(124)의 전류는 0에서부터 실질적으로 선형으로 축적된다. 두 번째 경우에, 포인트(800e)에서 검출된 영전압 조건에 대한 응답으로 FET(608)이 다시 온으로 전환될 때, (예컨대, FET(608)의 온 및 오프 스위칭의 이전 사이클들로부터) 일부 과잉 전류가 회로(600)에서 순환하고 있다. 영전압 조건의 검출 후에 FET(608)이 다시 온으로 전환될 때, FET(608)을 통해 재순환 전류가 초기 음의 전류를 발생시킨다. 그 다음, FET(608)이 온으로 유지되는 동안, FET(608) 및 인덕터(124)를 통한 전류는 재순환 전류에 의해 발생된 초기 음의 전류 값으로부터 실질적으로 선형으로 축적된다. 인덕터(124)를 통하는 전류가 축적됨에 따라, 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압은 위에서 설명된 방식으로, 대응하게 점점 더 음이 된다.

예들에서, FET(608)의 온 및 오프 스위칭은 약 100㎑ 내지 2㎒, 또는 약 500㎑ 내지 1㎒, 또는 약 300㎑의 주파수에서 발생할 수 있다. FET(608)의 온 및 오프 스위칭이 발생하는 주파수는 인덕턴스(L), 커패시턴스(C), 공급부(618)에 의해 공급되는 DC 공급 전압에, 그리고 추가로 공진기 섹션(601)을 통해 전류가 계속 재순환되는 정도 및 서셉터(132)의 로딩 효과에 따라 좌우된다. 예를 들어, DC 공급 전압이 3.6V와 같고, 인덕터(124)의 인덕턴스는 140nH이며, 공진기 섹션(601)의 커패시턴스는 100㎋인 경우, FET(608)이 온으로 유지되는 시간은 약 2700㎱일 수 있고, FET(608)이 오프일 때 진동의 하프 사이클이 완료할 시간은 약 675㎱일 수 있다. 이러한 값들은 DC 전압 공급부(118)로부터 공진기 섹션(601)으로 공급되는 약 20W의 전력에 대응한다. 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 재순환 전류는 FET(608)의 온 스위칭 시에 인덕터를 통해 초기 음의 전류를 야기하기 때문에, FET(608)이 온으로 유지되는 시간의 상기 값은 회로에서 재순환되는 전류의 양에 의해 영향을 받는다. 전류가 FET(608)의 오프 스위칭을 야기하는 값까지 축적되는 시간은 또한 인덕터(124)의 저항에 적어도 부분적으로 의존하지만, 이는 공진기 섹션(601)의 인덕턴스의 효과와 비교할 때 시간에 비교적 적은 영향을 갖는다는 점이 또한 주목되어야 한다. 진동의 하프 사이클이 완료되는 (이 예에서는 675㎱의) 시간은 각각 인덕터(124) 및 커패시터들(606, 610)의 인덕턴스 및 커패시턴스의 값들뿐만 아니라, 인덕터(124)에 서셉터(132)를 로딩함으로써 제공되는 유효 저항에 의해서도 영향을 받는 공진기 섹션(601)의 공진 주파수에 의존한다.

지금까지, 회로(600)는 하나의 인덕터인 제1 인덕터(124)에 의해 서셉터(132)를 가열하기 위한 동작의 관점에서 설명되었고, 따라서 디바이스(100)에 의해 사용되는 회로(600)의 일부만이 설명되었다. 그러나 위에서 설명된 바와 같이, 디바이스(100)는 또한 서셉터(132)의 제2 구역(132b)을 가열하기 위한 제2 인덕터(126)를 포함한다. 도 9는 제1 인덕터(124)에 추가로 제2 인덕터(126)를 포함하는 회로(600)의 단순화된 개략도를 도시한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 도 6 - 도 8을 참조하여 설명된 특징들에 추가로, 회로(600)는 제2 인덕터 코일(126), 제3 커패시터(706), 제4 커패시터(710), 및 드레인 단자(708D), 소스 단자(708S) 및 게이트 단자(708G)를 갖는 제2 FET(708)를 포함하는 제2 공진기 섹션(701)을 포함한다. 추가로, 회로(600)는 제2 FET 게이트 단자(708G)에 게이트-소스 전압을 제공하도록 구성된 제2 게이트 드라이버(723)를 포함한다. 제어기(1001)는 도 9에 도시되지 않지만, 제어기(1001)는 도 6 - 도 8을 참조하여 설명된 방식으로 회로(600)를 제어하고, 추가로 제어 신호(1012)를 제2 게이트 드라이버(723)에 제공하도록 구성된다. 도 6을 참조하여 이미 설명된 회로(600)의 특징들의 일부 참조 번호들은 명확성을 위해 도 9로부터 생략되었다.

위에서 설명된 바와 같이, 제1 인덕터(124)는 서셉터(132)의 제1 구역(132a)을 가열하도록 배열되고, 제2 인덕터(126)는 서셉터(132)의 제2 구역(132b)을 가열하도록 배열된다. 제2 인덕터(126), 제3 커패시터(706)와 제4 커패시터(710), 및 제2 FET(708)은 제1 인덕터(124), 제1 커패시터(606)와 제2 커패시터(610), 및 제1 FET(608))가 제1 공진기 섹션(601)을 형성하도록 배열되는 것과 동일한 방식으로 제2 공진기 섹션(701)을 형성하도록 배열된다. 일례로, 제3 커패시터(706)와 제4 커패시터(710)는 또한 C0G 커패시터들이며, 약 100㎋의 커패시턴스를 가질 수 있다. 일례로, 제2 인덕터(126)는 약 8mΩ의 DC 저항을 갖는다. 활성화될 때, 제2 공진기 섹션(701)은 제1 공진기 섹션(601)에 대해 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 서셉터(132)를 가열하도록 동작하며, 이에 대한 설명은 여기서 반복되지 않을 것이다.

더 높은 DC 저항이 인덕터(124, 126)에서 더 높은 저항성 손실들을 야기할 것이고 이에 따라, 예를 들어 인덕터들(124, 126)의 단면 또는 권선들의 수를 변경함으로써 인덕터 DC 저항을 최소화하는 것이 바람직할 수 있을 것이므로, 인덕터들(124, 126)의 DC 저항의 값은 회로(600)의 효율에 대한 영향을 가질 것이라고 인식될 것이다. 게다가, 인덕터(124)의 AC 저항은 표피 효과로 인해 DC 저항과 비교하여 증가된다고 인식될 것이다. 이에 따라, 예들에서의 리츠선(Litz wire)의 사용은, 표피 효과의 감소, 및 이로써 인덕터들(124, 126)로부터의 AC 저항 및 연관된 저항성 손실들의 감소를 제공한다. 예를 제공하자면, 제1 인덕터(124)는 약 5mΩ의 DC 저항을 갖고, 제2 인덕터(126)는 약 8mΩ의 DC 저항을 가지며, 회로는 약 300㎑에서 동작하는 경우, 코일들을 형성하는 리츠선의 특정 어레인지먼트는 이들의 DC 저항 값들의 약 1.14배의 인덕터들(124, 126)에 대한 유효 저항들을 야기한다.

제2 공진기 섹션(701)의 노드(700A)는 제1 공진기 섹션(601)의 제1 노드(600A)와 등가이며, 제1 노드(600A)에 그리고 이로써 DC 공급부(118)의 양의 단자(118a)에 전기적으로 연결된다. 노드(700C)는 제1 공진기 섹션(601)의 제3 노드(600C)와 제2 공진기 섹션(701)에서 동등한 포지션에 있고, 노드(700C)는 접지(616)에 유사하게 연결된다.

회로(600)는, 임의의 한 시점에 공진기 섹션들(601, 701) 중 하나만이 활성화되게 제어기(1001)에 의해 동작되도록 구성된다는 점을 주목하는 것이 중요하다. 이러한 동작의 예들은 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다.

공진기 섹션들(601, 701) 중 하나의 공진기 섹션의 활성화 동안, 영전압 검출기(621)는 활성 공진기 섹션(601, 701)에서 영전압 조건을 검출하고, 이에 따라 활성 공진기 섹션(601, 701)의 개개의 FET(608, 708)의 스위칭을 제어하도록 구성된다. 영전압 검출기(621)는 활성 공진기 섹션(601, 701)의 개개의 FET(608, 708)이 (이를테면, 포인트(800e)에서) 다시 온으로 스위칭되는 시점을 제어하며, 이에 대한 예가 이제 도 8 내지 도 10을 참조로 보다 상세히 설명될 것이다.

회로(600)에서, 영전압 검출기(621)는 제1 공진기 섹션(601)의 제2 노드(600B)에서 또는 제2 공진기 섹션(701)의 등가 노드(700B)에서 영전압 조건을 검출하도록 구성된다. 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701) 중 하나가 활성일 때, 영전압 검출기(621)는, 개개의 FET(608, 708)이 오프로 스위칭될 때마다, 해당 FET(608, 708)에 걸친 전압이 0(예컨대, 도 8의 포인트(800e))으로 리턴했거나 0에 가까움, 예컨대 레벨(801) 미만임을 검출한다. 예를 들어, 영전압 검출기(621)가 이러한 검출을 수행하는 것에 대한 응답으로, 플립-플롭(622)의 상태를 변경하기 위한 신호가 출력된다. 이어서, 동작 중인 개개의 게이트 드라이버(623)는 개개의 FET을 다시 ON 상태로 스위칭하기 위해 게이트-소스 전압을 출력한다.

제1 소신호 다이오드(small signal diode)(725)는 제1 공진기 섹션 제2 노드(600B)에 영전압 검출기(621)를 연결하고, 제2 소신호 다이오드(726)는 제2 공진기 섹션(701)의 등가 노드(700B)에 영전압 검출기(621)를 연결한다. 구체적으로, 제1 소신호 다이오드(725) 및 제2 소신호 다이오드들의 애노드들은 공통 노드(701B)를 통해 영전압 검출기(621) 입력에 연결되는 한편, 다이오드들(725, 726)의 캐소드들은 노드들(600B, 700B)에 각각 연결된다.

특정 예에서, 영전압 검출기(621)의 동작은 이제, 영전압 검출기(621) 및 플립-플롭(622)을 도시하는 도 10을 참조하여 설명될 것이다. 도 10에서, 영전압 검출기(621)를 구성하는 컴포넌트들은 점선 박스로 둘러싸인다. 제1 소신호 다이오드(725) 및 제2 소신호 다이오드(726)의 애노드들에 연결된 노드(701B)가 도시된다. 제어기(1001)로부터 영전압 검출기(621)로의 START 신호(1011)는 또한 도 13에서 확인될 수 있다.

이 예에서, 영전압 검출기(621)는 노드(701B)로부터의 입력(2) 및 플립-플롭(622)의 입력에 연결된 출력(4)을 갖는 인버터 게이트(U103)를 포함한다. 인버터 게이트(U103)는 연결부들(5, 3)에 의해 전력을 공급 받고, 커패시터(C108)는 연결부(5)를 접지로부터 격리시킨다. 이 예에서, 2.5V의 로직 전력 공급 장치(621a)는 입력(5)에 그리고 풀업(pull-up) 저항기(R111)를 통해 인버터 게이트(U103)의 입력(2)에 인가된다. 로직 전력 공급 장치(621a)는 이 예에서 제어기(1001)로부터 공급된다. 인버터 게이트(U103)는 노드(701B)로부터의 영전압 검출 신호 및 START 신호(1011)에 대한 OR 게이트로서 작용하도록 구성된다. 즉, 인버터 게이트(U103)는 회로(600a)의 동작을 개시하기 위해 제어기(1001)로부터 START 신호(1011)의 형태로 로직 로우(low) 신호를 수신하도록 구성된다. START 신호(1011)는 제어기(1001)의 "개방 드레인" 신호 핀(pin)에 의해 제공될 수 있다. 인버터 게이트(U103)는 또한, 아래에서 설명되는 바와 같이, 노드들(600B, 700B) 중 하나가 0볼트이거나 그 근처에 있는 것으로 인해 제1 신호 다이오드(725) 및 제2 신호 다이오드(726) 중 하나가 순방향 바이어스될 때, 노드(701B)로부터 로직 로우 신호를 수신하도록 구성된다. 이러한 로직 로우 신호들 중 하나 또는 둘 다 인버터 게이트 입력(2)에 의해 수신될 때, 인버터 게이트(U103)는 수신된 신호를 반전시키고 플립-플롭(622)에 로직 하이 신호를 출력한다.

제1 인덕터(124)가 서셉터(132)를 가열하도록 동작되고 있을 때, 제2 FET(708)은 오프로 유지된다. 제2 FET(708)이 오프로 유지될 때, 제2 소신호 다이오드(726)는 로직 전원 및 DC 공급부(118)에서의 전압들에 따라 어떠한 바이어스도 갖지 않거나 역방향 바이어스되는데, 즉 제2 소신호 다이오드(726)의 (노드(700B)에 가장 가까운) 캐소드 단부에서의 전압이 제2 소신호 다이오드(726)의 (영전압 검출기(621)에 가장 가까운) 애노드 단부에서의 전압과 실질적으로 동일하거나 그보다 더 높다.

제1 공진기 섹션(601)의 동작 동안, 제1 FET(608)이 오프이고 그에 걸친 전압이 도 8의 800b-d로 표시된 바와 같이 변할 때, 제1 소신호 다이오드(725)는 역방향 바이어스된다. 전압의 이러한 변동의 종료 시에, 전압이 800e로 표시된 바와 같이 0V에 도달하거나, (예컨대, 레벨(801) 이하에서) 0V에 근접할 때, 제1 소신호 다이오드(725)는 순방향 바이어스된다. 이에 따라, 제1 소신호 다이오드(725)가 800e에서 순방향 바이어스될 때, 로직 신호(621a)로부터 저항기(R111)에 걸쳐 전압 강하가 발생되기 때문에 인버터 게이트(U103)의 입력(2)에 제공되는 신호는 로직 로우 신호가 된다. 이에 따라, 이 로직 로우 신호가 인버터 게이트(U103)에 의해 반전되면, 인버터 게이트(U103)의 출력(4)에서 로직 하이 신호가 제공된다.

위의 설명에서, 제1 FET(608)의 스위칭을 제어하는 것과 관련하여 영전압 검출기(621)의 기능이 설명되지만, 영전압 검출기(621)는 제1 소신호 다이오드(725) 대신 제2 소신호 다이오드(726)를 사용하여, 동일한 방식으로 제2 FET(708)을 제어하도록 기능한다고 이해될 것이다.

계속 도 10을 참조하면, 플립-플롭(622)은 클록 입력(CLK), 리셋 입력(/RST) 및 출력(Q)을 포함한다. 플립-플롭(622)은 또한 전력을 공급하기 위한 추가 입력들(D, VCC)을 포함하며, 이 예에서, 플립-플롭은 인버터 게이트(U103)가 수신하는 것과 동일한 2.5V 로직 전력 공급 장치(621a)를 제어기(1001)로부터 수신한다. 클록 입력(CLK)은 인버터 게이트(U103)의 출력(4)에 연결되고, 그로부터 신호를 수신하도록 구성된다. 인버터 게이트(U103)의 출력(4)이 (위에서 설명된 바와 같이 인버터 게이트(U103)의 입력(2)이 검출된 영전압 조건 또는 START 신호(1011)를 수신하는 것에 기인하여) 로직 로우에서 로직 하이로 스위칭할 때, 플립-플롭(622)의 클록 입력(CLK)은 플립-플롭(622)을 "클록킹"하고 플립-플롭 출력(Q)의 상태를 하이로 만드는 로직 하이 상승 에지 신호를 수신한다. 플립-플롭(622)은 비교기(618)의 출력으로부터 신호를 수신하도록 구성된 추가 입력(/RST)을 포함하며, 이것에 의해 비교기(618)는 플립-플롭(621)의 상태를 변경하여 플립-플롭 출력(Q)을 로우가 되게 할 수 있다. 플립-플롭 출력(Q)은 제1 게이트 드라이버(623) 및 제2 게이트 드라이버(723)에 연결되고, 플립-플롭 출력(Q)으로부터 하이 출력을 수신할 때, (위에서 설명된 바와 같이 신호(1021, 1022)의 수신으로 인해 게이트 드라이버들(623, 723) 중 어느 것이 활성이든, 그 개개의 FET(608, 708)에 게이트 드라이버 신호를 제공한다.

하나의 특정 예에서, 플립-플롭(622)은 로직 전원(621a)의 전압의 절반에서, 즉 이 예에서는 1.25V에서 스위칭할 수 있다. 이는, 제1 FET(608)이 온으로 스위칭되는 순서로 제1 소신호 다이오드(725)의 순방향 바이어스 전압과 제1 FET 드레인(608D)에서의 전압이 1.25V로 합산되어야 함을 의미한다. 따라서 이 예에서, 제1 FET(608)은 그 드레인(608D)이 정확히 0V가 아니라 0.55V일 때 온으로 스위칭된다. 이상적으로, 최대 효율을 위해 FET(608)에 걸쳐 0V에서 스위칭이 발생할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 영전압 스위칭은 유리하게는, 제1 FET(608)이 커패시터들(606, 610)을 방전시키고 이로써 상기 커패시터들(606, 610)에 저장된 에너지를 낭비하는 것을 방지한다.

도 11은 제1 게이트 드라이버(623)와 제2 게이트 드라이버(723) 그리고 이들 개개의 FET들(608, 708)의 게이트들(608G, 708G)에 대한 이들의 연결을 보다 상세히 도시한다. 게이트 드라이버들(623, 723) 각각은 제어기(1001)로부터 공급되는 히터 활성화 신호들(1021, 1022)에 의존하는 신호를 수신하도록 구성되는 입력(IN)을 갖는다. 추가로, 게이트 드라이버들(623, 723)의 입력들(IN)에 의해 수신된 신호들은 플립-플롭 출력(Q)에 의해 출력된 신호가 하이인지 여부에 의존한다. 입력들(IN)은 개개의 저항기들(R125, R128)을 통해 플립-플롭(622)의 출력(Q)에 연결되며, 이러한 개개의 저항기들(R125, R128)은 이 예에서 각각 2㏀의 값을 갖는다.

게이트 드라이버들(623, 723)은 각각 2개의 추가 입력들(VDD, XREF)을 가지며, 여기서 각각의 입력(VDD)은 제어기(1001)로부터 6V 전력 공급을 수신하고, XREF는 2.5V 로직 전압을 수신하는데, 이 전압은 이 예에서 제어기(1001)에 의해 플립-플롭(622) 및 인버터 게이트(U103)에 공급되는 것과 동일한 로직 전압이다. 제1 게이트 드라이버(623) 및 제2 게이트 드라이버(723) 각각의 입력들(VDD)은 6V 공급 전압에 연결되고, 입력들(VDD)은 2개의 버퍼링 커패시터들(C120, C121)을 통해 접지에 연결된다. 게이트 드라이버들(623, 723)은 또한 각각, 접지에 연결된 단자(GND)를 가지며, 여기서 단자들(VDD, GND)은 게이트 드라이버들(623, 723)에 전력을 공급하도록 작용한다. 이 예에서, 커패시터들(C120, C121)은 각각 1㎌의 값을 갖는다. 게이트 드라이버들(623, 723)은 개개의 출력들(OUT)로부터 게이트 드라이브 전압들을 출력하도록 구성된다. 게이트 드라이버들(623, 723)의 출력들(OUT)은, 이 예에서는 각각 4.99Ω의 저항을 갖는 저항기들(R114, R115)을 통해 FET 게이트들(608G, 708G)에 각각 연결된다.

각각의 게이트 드라이버(623, 723)는, 플립-플롭 출력(Q)으로부터 로직 하이 신호가 제공되고 제어기(1001)로부터 히터 활성화 신호(1021, 1022)가 수신되는 동안에만 게이트 드라이버가 활성화되게 하기 위해 자신의 입력(IN)에서 신호를 수신하도록 구성된다. 신호들(1021, 1022)을 제공하도록 구성되는 "개방 드레인" 신호 핀이 제어기(1001) 상에 제공될 수 있다.

예들에서, 공진기 섹션들(601, 701) 중 하나에 의한 가열을 위한 회로(600)의 개시는, 제어기(1001)가 먼저 히터 개시 신호들(1021, 1022) 중 개개의 신호에 의해 게이트 드라이버들(623, 723) 중 원하는 게이트 드라이버를 개시하는 것으로 진행된다. 이어서, 제어기(1001)는 영전압 검출기(621)에 START 신호(1011)를 공급한다. START 신호(1011)의 지속기간은 활성 공진기 섹션(601, 701)에 의한 진동 사이클의 절반의 기간(이 기간은 "공진 플라이백(fly-back) 기간"으로 지칭될 수 있음)보다 짧아야 한다. 이는, 검출된 영전압 조건에 대한 응답으로 회로가 자기-진동을 적절히 시작할 수 있게 한다. 다른 예에서, START 신호(1011)가 먼저 인가되어 플립-플롭(Q) 출력을 하이로 설정하고, 다음에 히터 개시 신호(1021, 1022) 중 하나가 인가되어, 신호(1021, 1022)가 공급되는 히터에 대응하는 공진기 섹션(601, 701)의 자기-진동을 시작하도록 START 신호(1011) 및 개개의 히터 인에이블(enable) 신호(1021, 1022)의 순서가 반전될 수 있다.

회로(600)를 제어하기 위한 제어 어레인지먼트의 보다 상세한 설명을 계속하자면, 도 12는 비교기(618) 및 연관된 컴포넌트들을 포함하는 제어 어레인지먼트의 일부를 도시한다. 도 12에서, DC 전력 공급 장치(118)의 양의 단자(118a)는 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701)의 노드들(600A, 700A)에 각각 연결되는 노드(1500A)에 연결되는 것으로 도시된다. DC 전력 공급 장치의 음의 단자(118b)는 도 6에 도시된 노드(600D)와 동등한 노드(1500B)에 연결된다. 노드(1500B)는 전류 감지 저항기(615)를 통해 접지(616)에 연결된다. 노드들(1500A, 1500B) 사이에서, 이 예에서는 각각 100㎌의 커패시턴스를 갖는 커패시터들(C111, C112, C115, C116)의 어레인지먼트가 병렬로 연결되어, 노드들(1500A, 1500B) 사이에 버퍼링을 제공한다.

도 12는 활성 인덕터(124 또는 126)를 통한 전류가 주어진 레벨에 도달했음을 검출하기 위한 비교기(618)의 기능과 연관된 컴포넌트들을 보다 상세히 도시한다. 이전 도면들을 참조하여 설명된 바와 같이, 비교기(618)는 활성 인덕터(124 또는 126)에서 흐르는 DC 전류의 양을 표시하는 전압을 제어기(1001)로부터 발생하는 제어 전압(1031)과 비교하도록 작용한다. 비교기(618)는, 이 예에서는 제어기(1001)에 의해 공급되는 2.5V 로직 전력 신호 및 플립-플롭(622)에 의해 수신된 신호(621a)와 동일한 로직 신호에 100Ω 저항기(R116)를 통해 연결되는 입력(6)을 통해 전력을 수신한다. 비교기 전력 입력(6)은 10㎋ 커패시터(C119)를 통해 접지에 연결된다. 비교기(618)의 추가 단자(2)는 접지에 직접 연결된다.

일부 예들에서, 제어기(1001)는 제어 전압(1031)을 발생시키는 신호를 생성하기 위한 (도시되지 않은) 타이머를 포함하는 마이크로 프로세싱 유닛이다. 이 예에서, 제어 전압(1031)은 제어기(1001)에 의해 생성된 펄스 폭 변조된 신호(PWM_DAC)에 의해 발생된다. 제어기(1001)의 타이머는 예를 들어, 약 2.5V의 크기 및 약 20㎑의 주파수를 가지며 특정 듀티 사이클을 갖는 펄스 폭 변조된 구형파 파형을 생성한다. 펄스 폭 변조된 신호(PWM_DAC)는, 제어기(1001)가 (예컨대, 예들에서 약 64㎐의) 제어 전압(1031)을 제어하는 주파수에서 실질적으로 일정한 제어 전압(1031)을 제공하기 위해, 10㎋ 커패시터들(C127, C128)에 의해, 그리고 2개의 49.9㏀ 저항기들(R121, R123) 및 10㏀ 저항기(R124)에 의해 필터링된다. 제어 전압(1031)을 조정하기 위해, 예들에서 제어기(1001)는 회로(600)에 인가되는 펄스 폭 변조된 신호(PWM_DAC)의 듀티 사이클을 조정하도록 구성된다. 이에 따라, 입력(PWM_DAC)과 비교기(618)의 양의 단자 사이에 포지셔닝된 컴포넌트들은, 펄스파 변조된 신호에 의해 생성될 제어 전압(1031) 및 이 펄스파 변조된 신호의 듀티 사이클을 조정함으로써 조정될 제어 전압(1031)을 효과적으로 제공한다. 따라서 도 6 및 도 9에 도시된 제어 전압 라인(619)은 이러한 컴포넌트들로 대체될 수 있다. 그러나 다른 예들에서, 제어 전압(1031)은 예를 들어, 제어기(1001)에 의해 공급되는 실질적으로 일정한 전압에 의해 발생될 수 있다. 그러한 예들에서, 신호(PWM_DAC)를 필터링하기 위한 도 12에 도시된 컴포넌트들 중 일부 또는 전부는 존재하지 않을 수 있다.

비교기(618) 양의 입력에 입력되는 노드(1500B)는 위에서 언급된 바와 같이, 회로(600)의 노드(600D)와 등가이다. 도 12로부터, 도 6에 도시된 단순화된 개략도를 참조하여 설명된 바와 같이, 노드(1500B)가 저항기(617a)를 통해 비교기(618)의 양의 입력에 연결된다는 것이 확인될 수 있다. 이에 따라, 비교기(618)의 동작은 위에서 설명된 바와 같이: 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압 및 제어 전압(1031)에 의존하는 입력을 그의 양의 단자에서 수신하는 것이다. 비교기(618)의 양의 단자에서의 전압이 접지 전압에 도달할 때, 신호(/FF RST)가 저항기(R118)를 통해 플립-플롭(622) 입력(/RST)에 출력되어 플립-플롭(622)의 상태를 변화시키고 이로써 활성 FET(608/708)을 오프로 스위칭한다.

도 13은 회로(600)에 대한 제어 어레인지먼트의 특정 예에 대한 추가 컴포넌트들을 도시한다. 도 13에 도시된 컴포넌트들은 회로(600)의 동작 동안 DC 전압 공급부(118)로부터 인출된 전류량을 표시하는 신호(I_SENSE)를 제공하기 위한 전류 감지 장치(1300)를 정의한다. 이 신호로부터, 제어기(1001)는 전압 공급부(118)로부터 인출된 전류를 결정할 수 있고, 이를 DC 전압 공급부(118)에 의해 공급되는 전압의 값과 함께 사용하여, 회로(600)에 공급되는 전력에 대한 값을 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 아래에서 설명되는 바와 같이, 결정된 전력 값은 회로(600)를 제어하기 위해 제어기(1001)에 의해 사용될 수 있다.

전류 감지 장치(1300)에 대한 입력(1301)은 도 12에 도시된 저항기(R120)를 통해 제공된다. 따라서 입력은 저항기(R120)를 통해 노드(1500B)에 연결되고, 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압을 표시하는 전압을 수신한다. 전류 감지 장치(1300)는 회로(600)에 대한 로우 측 전류 감지 장치로서 동작한다. 그와 관련하여, 전류 감지 장치(1300)는 op-amp(U110)를 포함하며, 이는 잘 이해되는 바와 같이, 전류 감지 저항기(615)를 사용하여 로우 측 전류 감지를 위해 설정된 op-amp(U110)(컴포넌트 타입 TS507)의 입력(5)에 공급되는 3.8V의 전압 상에서 실행된다. 내장 바이어스 저항기(컴포넌트 타입 RN4986)를 갖는 트랜지스터(U109)는 제어기(1001)에 의해 공급되는 2.5V를 op-amp(U110)에 대한 3.8V 공급까지 스위칭하도록 작용한다. 트랜지스터 컴포넌트(U109)로부터의 전력 공급 라인은 10㎋ 커패시터(C132)를 통해 접지에 연결된다. 추가로, 1㏀ 저항기(R130)가 op-amp(U110)의 양의 입력과 접지 사이에 연결되고, 412㏀ 저항기(R129)가 제어기(1001)로부터의 2.5V 입력과 비교기(U110)의 양의 입력 사이에 연결된다. op-amp(U110)의 음의 단자는 전류 감지 저항기(615)에 걸친 전압에 따른 전압을 수신한다. 직렬인 저항기(R131) 및 커패시터(C133)는 입력(1301)을 통해 수신된 전압 신호의 필터링을 제공한다. (이 예에서는 97.6㏀의 저항을 갖는) 추가 저항기(R133) 및 10㎋ 커패시터(C134)가 op-amp(U110)의 음의 단자에 대한 입력과 op-amp(U110)의 출력 사이에 병렬로 연결되어, op-amp는 폐쇄 루프 모드로 동작한다.

위에서 언급된 바와 같이, 일례로 2mΩ 저항기인 전류 감지 저항기(615)의 포지션은 이 회로에서, 하나의 전류 감지 저항기로 복수의 파라미터들이 측정될 수 있게 하며, 이는 양호한 효율을 가능하게 할 수 있다. 즉, 회로에서의 전류 감지 저항기(615)의 포지션은: 예를 들어, 회로의 유도 가열 전력의 제어에 사용될 수 있는 FET 피크 전류; 배터리의 방전을 모니터링하고 유도 전력을 설정하는 데 사용될 수 있는, 배터리에서 나오는 평균 전류; 및 예를 들어, 배터리의 충전을 모니터링하는 데 사용될 수 있는, 배터리로의 평균 전류의 측정을 가능하게 한다.

op-amp(U110)는 전류 감지 저항기(615)를 통한 전류를 표시하는 전압 신호(I_SENSE)를 제어기(1001)에 출력하도록 동작하고, 따라서 제어기(1001)가 회로(600)를 통해 DC 전압 공급부(118)로부터 인출된 전류를 결정할 수 있게 한다.

제1 FET(608) 및 제2 FET(708), 그리고 회로(600)의 토폴로지를 고려하면, 서로에 대한 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)의 위상 조정(phasing)은, 제1 인덕터 코일(124)이 동작되고 있을 때는, 서셉터(132)의 상당한 가열을 야기하기에 충분한 전류가 제2 인덕터 코일(126)에 흐르는 것이 방지되고, 제2 인덕터 코일(126)이 동작되고 있을 때는, 서셉터(132)의 상당한 가열을 야기하기에 충분한 전류가 제1 인덕터 코일(124)에서 유동하는 것이 방지되도록 선택될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

위에서 설명된 바와 같이, 제1 FET(608) 및 제2 FET(708)은 오프로 스위칭될 때 다이오드들(608a, 708a)로서 효과적으로 작용하고, 따라서 이들이 순방향 바이어스된다면(즉, FET들이 완벽한 스위치들이 아니라면) 전류를 전도할 수 있다. 이에 따라, 예들에서 회로(600)는, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126) 중 하나가 서셉터(132)를 가열하기 위해 활성일 때, 다른 비활성 인덕터 코일에 걸쳐 유도된 전압이 그 비활성 인덕터 코일과 연관된 FET의 진성 다이오드를 순방향 바이어스하는 것이 아니라 대신 이를 역방향 바이어스하도록 구성될 수 있다.

위에서 설명된 제어 어레인지먼트가 검출된 전압 조건들에 대한 응답으로 회로(600)의 스위칭 어레인지먼트들(608, 708)을 제어하도록 구성되는 것의 효과는, 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701) 중 하나가 활성일 때(즉, 그의 게이트 드라이버(623, 723)가 제어기(1001)에 의해 활성화될 때), 그 공진기 섹션이 "자기-진동"하는 한편, 다른 섹션은 비활성 상태로 유지되는 것이다. 즉, (비교기(618)에 의해 검출된) 제1 전압 조건은 FET을 온에서 오프로 스위칭되게 하고, (영전압 검출기(621)에 의해 검출된) 제2 전압 조건은 FET을 오프에서 온으로 스위칭되게 하므로, 공진기 섹션(601, 701)에서의 개개의 FET(608, 708)의 스위칭은 높은 주파수로 반복된다.

제어기(1001)는 임의의 한 시점에 제1 인덕터(124) 및 제2 인덕터(126) 중 하나만이 활성화되게 디바이스(100)의 유도 가열 회로(600)를 제어하도록 구성된다. 제어기(1001)는 제1 인덕터(124) 및 제2 인덕터(126) 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 주파수에서 결정하도록 구성된다.

예들에서, 디바이스(100)의 사용 동안, 제어기(1001)는 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701) 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 주파수에서, 즉 복수의 미리 결정된 시간 간격들 각각에 대해 1회 결정한다. 일례로, 제어기(1001)가 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701) 중 어느 것을 활성화할지를 결정할 때마다, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격의 지속기간 동안 서셉터(132)를 가열하기 위해 그 공진기 섹션을 활성화하는 것으로 결정할 수 있다. 즉, 예를 들어, ("인터럽트 레이트(interrupt rate)"로 지칭될 수 있는) 미리 결정된 주파수가 64㎐인 경우, 제어기(1001)는 제어기가 후속 1/64s 간격의 종료 시에 공진기 섹션(601, 701)의 다음 결정을 할 때까지 1/64s의 후속 지속기간 동안 어느 공진기 섹션(601, 701)을 활성화할지를 1/64s의 미리 결정된 간격들로 결정할 수 있다. 다른 예들에서, 인터럽트 레이트는 예를 들어, 20㎐ 내지 80㎐일 수 있거나, 대응하게 미리 결정된 간격들은 1/80s 내지 1/20s의 길이일 수 있다. 미리 결정된 간격 동안 어느 인덕터(124, 126)가 활성화될지를 결정하기 위해, 제어기(1001)는 그 미리 결정된 간격 동안 어느 서셉터 구역(132a, 132b)이 가열되어야 하는지를 결정한다. 예들에서, 제어기(1001)는 아래에서 설명되는 바와 같이, 서셉터 구역들(132a, 132b)의 측정된 온도를 참조하여 어느 서셉터 구역(132a, 132b)이 가열되어야 하는지를 결정한다.

도 14는 특정 미리 결정된 간격 동안 2개의 공진기 섹션들(601, 701) 중 어느 것이 활성화되어야 하는지를 결정하는 예시적인 방법의 흐름도 표현을 도시한다. 이 예에서, 제어기(1001)는 제1 인덕터(124)에 의해 가열된 제1 서셉터 구역(132a)의 현재 온도(T1) 및 제2 인덕터(126)에 의해 가열된 제2 서셉터 구역(132b)의 현재 온도(T2)에 기초하여, 미리 결정된 간격 동안 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701) 중 어느 것을 활성화할지를 결정한다. 일례로, 제1 서셉터 구역(132a) 및 제2 서셉터 구역(132b)의 현재 온도들(T1, T2)은 서셉터(132)의 각각의 구역에 부착된 (도시되지 않은) 개개의 열전쌍들에 의해 측정될 수 있다. 열전쌍들은 제어기(1001)에 입력을 제공하여, 제어기(1001)가 온도들(T1, T2)을 결정할 수 있게 한다. 다른 예들에서, 서셉터 구역들(132a, 132b)의 개개의 온도들을 결정하기 위해 다른 적절한 수단이 사용될 수 있다.

블록(1051)에서, 제어기(1001)는 온도의 현재 값(T1)을 결정하고, 이를 제1 인덕터(124)에 의해 가열되도록 배열된 제1 구역(132a)에 대한 목표 온도(target1)와 비교한다. 제1 구역(132a)의 목표 온도(target1)는 회로(600)를 이용하는 디바이스의 사용 세션 전반에 걸쳐 변할 수 있는 값을 갖는다. 예를 들어, 디바이스(100)의 사용 세션 전반에 걸쳐 target1에 대한 값들을 정의하는 제1 구역에 대해 온도 프로파일이 정의될 수 있다.

블록(1052)에서, 제어기(1001)는 블록(1051)에서 제1 인덕터(124)에 대해 수행된 것과 동일한 동작을 수행하고, 이 시점에 제2 구역(132b)의 현재 온도(T2)가 제2 구역(132b)에 대한 목표 온도(target2) 미만인지 여부를 결정한다. 또한, 제2 구역(132b)의 목표 온도는 사용 세션 전반에 걸쳐 target2의 값들을 정의하는 온도 프로파일에 의해 정의될 수 있다. 제2 구역(132b)의 온도는 제1 구역(132a)과 유사하게, 임의의 적절한 수단에 의해, 이를테면 열전쌍에 의해 측정될 수 있다.

블록(1051) 및 블록(1052)에서의 대답들이 둘 다 "아니오"라면, 즉 서셉터 구역들(132a, 132b) 둘 다 현재 이들 개개의 목표 온도들(target1, target2)에 또는 그 이상에 있다면, 제어기(1001)는 다음의 미리 결정된 간격 동안 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701) 중 어느 것도 활성화되지 않아야 한다고 결정한다.

블록(1051)에서의 대답이 "아니오"이고 블록(1052)에서의 대답이 "예"라면, 즉 제1 구역(132a)이 자신의 목표 온도(target1) 이상이지만 제2 구역(132b)은 자신의 목표 온도(target2) 미만이라면, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격 동안 제2 구역(132b)을 가열하기 위해 제2 공진기 섹션(701)이 활성화되어야 한다고 결정한다.

블록(1051)에서의 대답이 "예"이고 블록(1052)에서의 대답이 "아니오"라면, 즉 제1 구역(132a)이 자신의 목표 온도(target1) 미만이고 제2 구역(132b)이 자신의 목표 온도(target2) 이상이라면, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격 동안 제1 구역(132a)을 가열하기 위해 제1 공진기 섹션(601)이 활성화되어야 한다고 결정한다.

블록(1051)에서의 대답이 "예"이고 블록(1052)에서의 대답이 "예"라면, 즉 제1 구역(132a)과 제2 구역(132b) 둘 다 이들 개개의 목표 온도들(target1, target2) 미만이라면, 제어기(1001)는 블록(1053)으로 계속된다. 블록(1053)에서, 제어기(1001)는 두 구역들(132a, 132b) 모두가 이들 개개의 타깃 온도들 미만으로 유지되는 각각의 미리 결정된 간격 동안 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701)의 활성화를 교번하도록 효과적으로 동작한다.

일례로, 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701)을 교대로 활성화하기 위해, 블록(1053)에서 제어기(1001)는 일부 예들에서, 세션의 시작 이후 짝수 개의 미리 결정된 간격들이 경과되었는지 여부를 결정한다. 세션의 시작 이후 짝수 개의 미리 결정된 간격들이 경과했다면, 제어기(1001)는 다음 간격 동안 제1 공진기 섹션(601)이 활성화되어야 한다고 결정한다. 세션의 시작 이후 홀수 개의 미리 결정된 간격들이 경과했다면, 제어기(1001)는 다음 간격 동안 제2 공진기 섹션(701)이 활성화되어야 한다고 결정한다. 다른 예들에서, 제어기(1001)는 대신에, 짝수 개의 간격들이 경과했을 때는 제2 공진기 섹션(701)을 그리고 홀수 개의 간격들이 경과했을 때는 제1 공진기 섹션(601)을 활성화할 수 있다고 이해되어야 한다.

특정 예들에서, 회로(600)는, 공진기 섹션들(601, 701) 중 하나가 게이트 드라이버들(623, 624) 중 하나에서 신호(1021 또는 1022)의 수신에 의해 활성화되면, 그 공진기 섹션(601/701)이 예를 들어, 그 공진기 섹션(601/701)의 게이트 드라이버에 상이한 신호를 제공함으로써 제어기(1001)에 의해 비활성화될 때까지 계속 동작하도록, 즉 자기-진동하도록 구성된다. 이에 따라, 주어진 간격 동안 공진기 섹션들(601, 701) 중 어느 것을 활성화할지를 결정할 때, 제어기(1001)는 이러한 활성화를 개시하기 위해, 공진기 섹션들(601, 701) 중 이전 간격 동안 활성이었던 공진기 섹션을 비활성화할 수 있다.

도 14에 도시된 방법(1050)이 1/64s의 간격들로 수행되는 블록(1053)의 예를 예시하자면, 제어기(1001)가 두 구역들(132a, 132b) 모두가 이들 개개의 목표 온도들(target1, target2) 미만이라고 결정하고, 디바이스(100)의 사용 세션의 시작 이후 홀수 개의 1/64s 간격들이 경과했다면, 제어기(1001)는 다음 1/64s 간격 동안 제1 공진기 섹션(601)을 활성화하는 한편, 제2 공진기 섹션(701)은 비활성으로 렌더링되며, 이는 예들에서 제어기(1001)가 제2 공진기 섹션(701)을 비활성화하는 것을 요구한다. 1/64s의 이러한 다음 간격 이후, 두 구역들(132a, 132b) 모두가 이들 개개의 타깃 온도들(target1, taget2) 미만으로 유지된다면, 후속 1/64s 간격 동안 제어기(1001)는 제2 공진기 섹션(701)을 활성화하는 한편, 제1 공진기 섹션(601)은 비활성으로 렌더링되며, 이는 예들에서, 제어기(1001)가 제2 공진기 섹션(701)을 비활성화하는 것을 요구한다. 두 구역들(132a, 132b) 모두가 이들 개개의 목표 온도들 미만으로 유지되는 각각의 간격 동안, 제1 공진기 섹션(601)을 활성화하는 것과 제2 공진기 섹션(701)을 활성화하는 것 간의 이러한 교번이 계속된다.

대체로, 이 방법(1050)은 2개의 인덕터들(124, 126)이 결코 동시에 활성화되지 않는다는 효과를 갖는다. 두 인덕터들(124, 126) 모두가 이들 개개의 구역들(132a, 132b)을 목표 온도로 만들기 위해 활성화를 필요로 한다고 결정되는 경우, 제어기(1001)는 두 구역들(132a, 132b) 모두를 이들 개개의 목표 온도까지 되게 하도록 미리 결정된 주파수로 인덕터들(124, 126)로의 전력의 공급을 교번한다. 따라서 사용 세션 동안, 두 서셉터 구역들(132a, 132b) 모두 사용 세션의 특정 포인트에서 에어로졸을 발생시키기 위한 온도에 있을 수 있지만, 사용 세션의 그러한 포인트에서, 개개의 서셉터 구역(132a, 132b)을 가열하기 위한 인덕터 코일들(124, 126)의 활성화는 64㎐와 같은 특정 주파수로 교번하고 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 구역(132a)이 실질적으로 자신의 목표 온도 미만이고 제2 구역(132b)은 자신의 목표 온도 이상인 복수의 간격들을 포함하는 사용 세션의 기간 동안, 방법(1050)은 전력이 이 기간의 거의 100% 동안 제1 공진기 섹션(601)에 공급될 수 있다는 효과를 갖는 것으로 확인될 수 있다. 그러나 두 구역들(132a, 132b) 모두가 이들의 목표 온도들 미만인 복수의 간격들을 포함하는 사용 세션의 기간 동안, 각각의 인덕터는 이 기간의 대략 50% 동안 전력을 수신할 수 있다.

예들에서, 제어기(1001)는 또한, 예들에서 방법(1050)이 수행되는 미리 결정된 간격들과 일치하는 미리 결정된 간격들로, DC 공급부(118)로부터 공진기 섹션들(601, 701) 중 하나에 공급되는 전력을 결정하도록 구성된다.

위에서 설명된 바와 같이, 특히 도 9 - 도 11을 참조하면, 임의의 한 시점에 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701) 중 어느 것이 활성인지를 제어하기 위해, 제어기(1001)는 START 신호(1011)를 송신하여 회로(600)의 동작을 개시하는 것뿐만 아니라, 선택적으로 제1 히터 동작 신호(1011)를 제1 게이트 드라이버(623)에 송신하여 제1 공진기 섹션(601)을 활성화하거나 제2 히터 동작 신호(1012)를 제2 게이트 드라이버(723)에 송신하여 제2 공진기 섹션(701)을 활성화하도록 구성된다.

예를 들어, 제어기(1001)가 회로(600)의 동작을 개시하고 제어기(1001)가 제1 히터 동작 신호(1011)를 송신할 때, 회로(600)는 위에서 설명된 바와 같이 제1 인덕터(124)를 활성화하여 제1 서셉터 구역(132a)을 가열하도록 동작한다. 제어기(1001)가 제2 히터 동작 신호(1012)를 송신할 때, 회로(600)는 제2 인덕터(126)를 활성화하여 제2 서셉터 구역(132b)을 가열하도록 동작한다. 제어기(1001)가 제1 히터 신호(1011) 및 제2 히터 신호(1012) 중 어느 것도 송신하지 않는다면, 인덕터(124, 126)도 활성화되지 않고 서셉터(132)는 가열되지 않는다.

제어기(1001)는 회로(600)에 공급되는 전력과 목표 전력의 측정치의 비교에 기초하여 서셉터(132)의 유도성 가열을 위해 DC 전압 공급부(118)로부터 회로(600)에 공급되는 전력을 제어하도록 구성된다. 제어기(1001)는 회로(600)의 스위칭 어레인지먼트를 제어함으로써, 즉 FET들(608, 708)의 스위칭을 제어함으로써 회로(600)에 공급되는 전력을 제어하도록 구성된다. 제어기(1001)는, FET(608, 708)이 오프로 스위칭되기 전에 해당 FET(608, 708)에 대응하는 인덕터(124, 126)에 축적되도록 허용되는 DC 전류를 결정하는 제어 전압(1031)을 설정함으로써 FET들(608, 708)의 스위칭을 제어할 수 있다.

도 15는 회로(600)에 공급되는 전력을 제어하기 위해 제어기(1001)에 의해 수행되는 예시적인 방법(1100)을 도시한다. 블록(1101)에서, 제어기(1001)는 DC 공급부(118)로부터 회로(600)에 공급되는 전력(P)을 결정한다. 예를 들어, 제어기(1001)는 이전의 미리 결정된 간격 동안 회로(600)에 공급되는 전력의 평균을 결정할 수 있다. 예들에서, 간격 동안 회로(600)에 공급되는 전력(P)은 공진기 섹션들(601, 701) 중 주어진 공진기 섹션을 통해 구동되는 DC 전류 및 양단의 전압의 측정에 의해 결정될 수 있다. 그 다음, 제어기(1001)는 공진기 섹션들(601, 701) 중 주어진 공진기 섹션을 통하는 DC 전류와 양단의 전압의 곱을 결정하여 그 공진기 섹션(601, 701)에 공급되는 전력(P)을 결정할 수 있다.

예들에서, 결정된 전력(P)은 이전 간격에 걸쳐 DC 공급부(118) 양단의 평균 DC 전압과 DC 공급부(118)로부터 인출된 평균 DC 전류의 곱을 결정함으로써 결정될 수 있는 미리 결정된 간격에 걸쳐 DC 공급부(118)로부터 공급되는 평균 전력이다.

예시적인 디바이스(100)에서, DC 공급부(118)는 제어기(1001)에 연결되는 배터리이고, 제어기(1001)는 다음에, DC 공급부(118)의 전압을 회로(600)에 출력한다. 제어기(1001)는 배터리(118)에 의해 공급되는 DC 전압을 결정하도록 구성된다. 배터리(118)로부터 인출된 전류는 전류 감지 장치(1300)의 동작에 의해 결정된다. 제어기(1001)는 1/64s 간격마다 한 번씩 DC 전압 및 DC 전류를 결정한다. DC 전압은 이 짧은 시간 기간에 걸쳐 본질적으로 일정한 것으로 간주될 수 있다. 그러나 전류는 회로의 신속한 온 및 오프 스위칭 레이트에 의존하는 레이트로 변화하고 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 일부 예들에서 약 300㎑이다. 도 13을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 전류 감지 장치(1300)는, 이러한 약 300㎑ 신호를 제거하도록 필터링되는 신호(I_SENSE)를 출력한다. 따라서 1/64s 간격 동안의 평균 DC 전류는 이 필터링된 신호(I_SENSE)의 측정을 취함으로써 획득되며, I_SENSE의 측정은 필터로부터의 신호가 안정될 수 있게 하기 위해 1/64s 간격의 종료 직전에 취해진다. 이로써, 제어기(1001)는 1/64s 간격 동안 DC 전압 및 DC 전류 측정치를 획득하고, 이러한 값들의 곱을 계산하여 결정된 전력(P)을 획득할 수 있다. 이러한 결정된 전력(P)은 1/64s 간격에 걸쳐 DC 공급부(118)에 의해 공급되는 전력의 평균인 것으로 간주될 수 있다.

블록(1102)에서는, 블록(1101)에서 결정된 공급 전력(P)이 목표 전력과 비교된다. 결정된 전력(P)이 미리 결정된 간격에 걸친 평균 전력인 경우, 목표 전력은 동일한 간격에 걸친 목표 평균 전력이다. 일례로, 목표 전력은 미리 결정된 간격에 걸쳐 공급되는 평균 전력에 대한 목표이고, 10W 내지 25W, 또는 15W 내지 23W, 또는 약 20W의 값을 가질 수 있다. 이 예에서, 목표 전력은 예를 들어, 20-21W 또는 15-25W의 범위이다. 이에 따라, 블록(1102)에서 제어기(1001)는 블록(1101)에서 결정된 공급 전력 값(P)을 목표 범위와 비교하고, 공급 전력이 범위 미만인지, 목표 범위 이내인지, 또는 목표 범위를 초과하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 타깃 범위가 20-21W인 경우, 블록(1102)에서 제어기(1001)는 P < 20W인지 또는 20W ≤ P ≤ 21W인지 또는 P > 21W인지를 결정한다.

공급 전력(P)과 목표 범위의 비교에 기초하여, 제어기(1001)는 목표 전력 범위를 향해 미리 결정된 다음 간격 동안 활성 인덕터(124 또는 126)에 실제 전력이 공급되게 하는 것을 목표로, 미리 결정된 다음 간격 동안 전력을 조정하는지 여부 및 어떻게 조정하는지를 결정한다. 즉, 공급 전력(P)이 목표 범위 미만이라면, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격에 걸쳐 회로(600)에 공급되는 전력을 증가시키기로 결정한다. 공급 전력(P)이 목표 범위를 초과한다면, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격에 걸쳐 회로(600)에 공급되는 전력을 감소시키기로 결정한다. 공급 전력(P)이 목표 범위 미만이라면, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격에 걸쳐 회로(600)에 공급되는 전력을 조정하지 않기로 결정한다.

위에서 설명된 회로(600)의 구성으로 인해, 주어진 미리 결정된 간격 동안의 공급 전력(P)은 그 간격 동안 제어 전압(1031)의 값에 의존한다. 제1 공진기 섹션(601)이 활성인 하나의 1/64s 간격의 예를 들면, 이 1/64s 간격은 전압 자취(800)의 섹션들(800a 내지 800e) 및 이들의 반복들을 포함하는 많은 반복 사이클들을 포함한다. t₁ 내지 t₀의 시간 기간 동안의 사이클마다, 공진기 섹션(601)은 공진하도록 허용되고, 이 기간 동안 FET(608)이 오프이기 때문에, DC 공급부(118)로부터 제1 공진기 섹션(601)을 통해 어떠한 전력도 인출되지 않는다. 따라서 인덕터(124)에 전류로 "에너지가 공급"되고 있는 동안, 즉 FET(608)이 온인 동안 t₀과 t₁ 사이의 시간 기간 동안, 공진기 섹션(601)에 전력을 공급하기 위해 주어진 1/64s 간격 동안 DC 공급부(118)로부터 인출된 전력의 실질적인 전부가 인출된다. 제1 공진기 섹션(601)의 공진 주파수에 의해 t₁과 t₀ 사이의 시간이 결정된다. 이러한 공진 주파수는 (코일 및 서셉터 온도와 배터리 전압에 대한 의존성으로 인해 회로(600)의 동작 기간에 걸쳐 변할 수 있지만) 적어도 주어진 1/64s 간격에 걸쳐 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. t₀ 내지 t₁ 시간의 길이는 제어 전압(1031)의 값뿐만 아니라, DC 공급부(118)에 의해 공급되는 DC 전압 및 제1 공진기 섹션(601)의 저항 및 인덕턴스(제2 공진기 섹션(701)에 대해 동일하게 적용됨)에 의해 결정된다. 즉, 주어진 DC 공급 전압에 대해, 제어 전압(1031)은 t₀과 t₁ 사이에 인덕터(124)에 축적되도록 허용되는 전류(I₁)를 설정하지만, DC 공급 전압이 감소되는 경우, 주어진 값의 I₁을 축적하는 데 필요한 시간이 증가된다. 이에 따라, 1/64s 간격 동안 공급되는 평균 전력은 제어 전압(1031)의 값에 의존한다.

따라서 예들에서, 다음 간격 동안 회로(600)에 공급되는 전력을 제어하기 위해, 제어기(1001)는 다음 간격 동안 제어 전압(1031)의 값을 설정한다. 예들에서, 공진기 섹션들(601, 701) 중 하나가 활성인 미리 결정된 간격에 걸쳐 주어진 DC 공급부(118)의 경우, 제어 전압(1031)의 더 큰 양의 값은 더 큰 값의 전력(P)이 회로(600)에 전달되게 한다. 따라서 제어기(1001)가 마지막 간격에 걸친 공급 전력(P)이 목표 범위를 초과했다고 결정하는 그러한 예들에서, 제어기(1001)는 다음 간격 동안 제어 전압(1031)을 감소시킨다. 제어기(1001)가 마지막 간격에 걸쳐 공급 전력(P)이 목표 범위 미만이었다고 결정하는 경우, 제어기(1001)는 다음 간격 동안 제어 전압(1031)을 증가시킨다. 그리고 제어기(1001)가 마지막 간격에 걸쳐 공급 전력(P)이 목표 범위를 초과했다고 결정하는 경우, 제어기(1001)는 다음 간격 동안 제어 전압(1031)을 변하지 않게 한다.

위의 방법(1100)의 일례로, 공급되는 전력(P)은 블록(1101)에서, 공진기 섹션들(601, 701) 중 특정 공진기 섹션에 공급되는 전력인 것으로 결정된다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 전력(P)은 제1 공진기 섹션(601)에 걸친 전압 및 제1 공진기 섹션(601)을 통한 DC 전류를 측정함으로써 결정될 수 있다. 그러한 예에서, 이는 제어 전압(1031)을 제어하는 데 사용되는 제1 공진기 섹션(601)에 공급되는 전력(P)이다. 주어진 제어 전압(1031)에 대해, 일부 예들에서, 개개의 공진기 섹션들(601, 701)이 활성일 때 인덕터들(124, 126) 각각에 공급되는 전력은 상이할 수 있다는 점이 또한 주목되어야 한다. 이는 예를 들어, 인덕터들(124, 126)이 상이한 값들의 인덕턴스 또는 DC 저항을 갖거나, 2개의 공진기 섹션들(601, 701)의 커패시턴스가 동일하지 않기 때문일 수 있다. 따라서 이 예에서, 주어진 미리 결정된 간격 동안, 목표 전력 범위 밖의 목표 전력이 제2 공진기 섹션(701)에 공급될 수 있지만, 제어 전압(1031)은 제1 공진기 섹션(601)에 공급되는 전력(P)에 기초하여 제어되기 때문에, 이 예에서 제어기(1001)는 제어 전압(1031)을 조정하지 않을 수 있다.

예를 들어, 제어 전압(1031)의 주어진 값에 대해, 제어기(1001)는 블록(1101)에서, 주어진 간격에 걸쳐 20W의 평균 전력이 제1 공진기 섹션(601)에 공급되었다고 결정할 수 있으며, 이 예에서 목표 전압은 20-21W이다. 블록(1102)에서, 제어기(1001)는 공급된 전압이 목표 범위 내에 있었다고 결정하고, 그에 따라 제어기(1001)는 제어 전압(1031)을 조정하지 않기로 결정한다. 미리 결정된 다음 간격 동안, 제어기(1001)는 제1 공진기 섹션(601)이 아니라 제2 공진기 섹션(701)이 활성화될 것이라고 (예시적인 방법(1050)에 의해) 결정한다는 것을 고려한다. 제어 전압(1031)의 주어진 값에 대해, 이 예에서 제1 공진기 섹션(601) 및 제2 공진기 섹션(701)의 전기적 특성들의 차이들로 인해 22.5W가 전달된다. 그러나 이 예에서, 제어기(1001)는 블록(1102)에서, 제1 공진기 섹션(601)에 전달된 전력(P)의 마지막 측정된 값을 비교하고, 따라서 블록(1103)에서 제어 전압(1031)을 조정하지 않기로 결정한다. 이에 따라, 방법(1100)의 예에서, 회로(600)에 공급되는 실제 전력은 목표 범위 밖에 있을 수 있다. 그러나 이는 공진기 섹션들(601, 701) 중 하나에 공급되는 전력(P)만을 측정함으로써 인덕터들(124, 126)에 공급되는 전력을 제어하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이는, 예를 들어 공진기 섹션들(601, 701) 및 이들의 컴포넌트들이 대략적으로 유사한 전기적 특성들을 갖는다면, 회로(600)에 공급되는 전력을 허용 가능한 범위 내로 유지하기 위한 간단하고 유용한 솔루션을 제공할 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 일부 예들에서, DC 공급부(118)는 약 2V 내지 10V, 또는 3V 내지 5V, 또는 일례로 약 4.2V의 전압을 갖는 배터리이다. 일부 예들에서, DC 공급부(118)에 의해 발생된 DC 전압은 회로(600)가 동작되는 시간에 걸쳐 변화, 예를 들어 감소될 수 있다. 예를 들어, DC 전압 소스(118)가 배터리인 경우, 배터리는 초기에 4.2V의 전압을 공급할 수 있지만, 배터리에 의해 공급되는 전압은 배터리가 고갈됨에 따라 감소될 수 있다. 따라서 주어진 기간 후에, DC 전압 소스(118)는 예를 들어, 초기 4.2V 대신에 3.5V를 공급할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 주어진 공급 전압에서, 제어 전압(1031)의 값은 개개의 FET(608/708)이 오프로 스위칭되기 전에 활성 인덕터(124/126)에 축적되도록 허용되는 전류의 양을 제어한다. FET(608, 708)이 온일 때 DC 전류의 축적을 허용함으로써 활성 인덕터(124/126)에 "에너지를 공급"하기 위해 DC 전압 공급부(118)로부터 전력이 공급된다. 위에서 또한 설명된 바와 같이, FET(608/708)의 스위칭을 야기하는 값까지 전류가 축적되기 위한 시간(t₁)은 DC 전압 공급부에 의존한다. 따라서 예를 들어, DC 공급부(118)에 의해 공급되는 전압이 감소된다면, 인덕터 코일(124)에서 전류가 축적되는 레이트가 감소되어, 감소된 전력(P)이 회로(600)에 공급되게 한다.

예시적인 방법(1100)은 DC 공급부(118)로부터 공급되는 전압이 변하는 경우에도 유지될 목표 전력을 제공할 수 있다. 즉, 실제 공급 전력(P)이 결정되고 제어 전압(1031)을 제어하는 데 사용되기 때문에, 제어기(1001)는 제어 전압(1031)을 조정함으로써 목표 전력을 유지하도록 작용할 수 있다. 예를 들어, 배터리 레벨이 고갈된 경우, 제어기(1001)는 주어진 제어 전압(1031)에서 회로(600)에 공급되는 전력(P)이 감소되었음을 측정하고, 제어 전압(1031)을 증가시킴으로써 회로에 공급되는 전력(P)을 증가시키도록 작용한다. 이에 따라, 회로(600)에 전력을 공급하기 위해 사용되는 배터리가 고갈되는 동안 목표 전력 레벨이 유지될 수 있다. 이는, 목표 전력 레벨을 유지하는 것이 유도 가열 회로(600)의 동작의 최적의 효율을 제공할 수 있기 때문에 유리하다. 예를 들어, 공급되는 실질적으로 일정한 전력을 유지하는 것은 공급 전압에 관계없이 에어로졸화 가능한 재료(110a)의 일관된 가열을 가능하게 한다. 유사하게, 예시적인 방법(1100)은 전달되는 전력의 양에 영향을 미칠 수 있는 회로의 다른 변화 팩터들, 이를테면 서셉터(132) 온도가 증가할 때 서셉터(132)에 의해 제공되는 회로(600) 상의 상이한 로딩에 관계없이 실질적으로 일정한 전력의 제공을 제공한다. 이는, 예를 들어 제1 퍼프(puff)에 대한 일관된 시간, 즉 디바이스(100)가 활성화되는 것과 사용자에 의해 흡인될 에어로졸을 제공할 준비가 되는 것 사이의 일관된 시간을 제공함으로써, 소비자에게 일관되게 양호한 경험을 제공한다.

다른 예에서, 제어 전압(1031)의 제어의 기초가 되는 측정된 전력 값(P)은 사용 세션 전반에 걸쳐 변화된다. 예를 들어, 특정 사용 세션 동안, 사용 세션의 제1 부분(예컨대, 사용 세션의 처음 ~60s) 동안, 온도 프로파일은 제1 인덕터(124)가 주로 활성인 한편, 제2 인덕터(126)는 비활성인 것이 될 수 있다. 사용 세션의 이러한 제1 부분 동안, 제어 전압(1031)의 제어를 제1 공진기 섹션(601)에 전달되는 전력의 측정들에 기반하게 하는 것이 적절할 수 있다. 그러나 세션의 나중에, 다시 예컨대, 세션에 대한 온도 프로파일로 인해, 제2 인덕터(126)는 주로 활성인 한편, 제1 인덕터(124)는 더 짧은 시간 동안 활성일 수 있다. 따라서 사용 세션의 제2 부분(예컨대, ~60s 이후) 동안, 제2 공진기 섹션(701)에 전달된 전력의 측정들에 기반하여 제어 전압(1031)을 제어하는 것이 유리할 수 있다. 이에 따라, 제어기(1001)는 제1 공진기 섹션(601)에 공급되는 전력의 측정들에 대한 제어 전압(1031)의 제어를 바이어스하는 것에서 제2 공진기 섹션(701)에 공급되는 전력의 측정들에 대한 제어 전압(1031)의 제어를 바이어스하는 것으로 스위칭할 수 있다. 이런 방식으로, 예를 들어, 제어 전압(1031)이 활성 인덕터(124, 126)에 전달되는 실제 전력과 목표 전력 범위의 비교에 기반하여 설정되고 있기 때문에, 사용 세션 전반에 걸쳐 목표 전력이 더 밀접하게 고수될 수 있다.

일부 예들에서는, 제어기(1001)가 블록(1103)에서 전력이 조정되어야 한다고 결정하는 경우, 제어기(1001)는 미리 결정된 단계들에서 제어 전압(1031)을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(1001)는 미리 결정된 시간 간격당 미리 결정된 양만큼 제어 전압(1031)을 조정하도록 구성될 수 있다. 블록(1102)에서, 제어기(1001)는 공급 전력(P)이 목표 전력 범위 미만이었다고 결정하는 경우, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격 동안 미리 결정된 수의 볼트만큼 제어 전압(1031)을 증가시킬 수 있다. 반대로, 블록(1102)에서, 제어기(1001)는 공급 전력이 목표 전력 범위를 초과했다고 결정하는 경우, 제어기(1001)는 미리 결정된 다음 간격 동안 미리 결정된 양만큼 제어 전압(1031)을 증가시킬 수 있다.

특히 도 12를 참조하여 위에서 설명된 예에서, 제어 전압(1031)은 펄스파 변조된 신호(PWM_DAC)에 의해 발생된다. 위에서 설명된 바와 같은 신호(PWM_DAC)는 2.5V에서 직사각형 파형을 갖는다. 신호(PWM_DAC)의 듀티 신호는 PWM_DAC 듀티 사이클에 대해 0 내지 800의 값을 설정하는 제어기(1001)에 의해 제어 가능하며, 이 값은 0에서 0% 및 800에서 100%의 듀티 사이클에 대응한다. 필터링될 때 신호(PWM_DAC)는 실질적으로 일정한 제어 전압(1031)을 제공하고, 따라서 신호(PWM_DAC)의 듀티 사이클의 0 내지 800의 설정들은 제어 전압(1031)이 0 내지 2.5V의 크기를 갖는 것을 제공한다. 이 예에서, 제어기(1001)는 각각의 미리 결정된 간격 동안, 신호(PWM_DAC)의 듀티 사이클 설정을 설정된 양, 이를테면 800 중 8만큼 조정하거나, 설정을 변경되지 않은 채로 둘 수 있다. 다른 예에서, 제어기(1001)는 제어 전압(1031)이 일부 다른 수단에 의해 조정되는 것을 제공할 수 있으며, 제어기(1001)가 제어 전압(1031)이 조정되어야 한다고 결정한다면, 제어기(1001)는 예컨대, 미리 결정된 다음 간격 동안 제어 전압(1031)의 최대 값의 1% 또는 2% 또는 5%만큼 제어 전압(1031)을 조정할 수 있다.

일부 예들에서, 예컨대 회로(600)를 포함하는 디바이스(100)의 사용 세션을 시작하기 위해, 제어기(1001)에 의해 회로(600)의 동작이 개시될 때, 제어 전압(1031)은 미리 결정된 초기 값으로 설정된다. 일례로, 회로(600)의 설정 동안, 목표 전력 레벨에 부합하는 제어 전압(1031)의 값(예를 들어, 제어 전압(1031)의 이러한 값을 발생시키는 신호(PWM_DAC)의 듀티 사이클 설정)이 결정된다. 즉, 회로(600)에 전달되는 전력은 예를 들어, 교정 곡선을 발생시키기 위해, 제어 전압(1031)의 다수의 값들에 대해 결정(예컨대, 이론적으로 측정 또는 결정)될 수 있다. 이어서, 목표 전력에 대응하는 제어 전압(1031)의 값이 결정될 수 있다. 일례로, DC 공급부(118)는 4.2V를 공급할 수 있고, 20W의 목표 전력을 달성하기 위해, 제어기(1001)는 예시적인 교정에서, 800 중 약 344의 PWM_DAC 신호 설정의 듀티 사이클에 대한 값을 결정할 수 있다.

일례로, 제어기(1001)는 제어 전압(1031)의 이러한 결정된 값에 기초하는 초기 값으로 제어 전압(1031)을 설정하도록 구성된다. 예를 들어, 제어 전압(1031)을 결정하는 PWM_DAC의 듀티 사이클의 초기 값은 목표 전력에 대응하는 결정된 값의 절반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 목표 전력에 부합하는 것으로 밝혀진 제어 전압(1031)에 대한 듀티 사이클 설정이 800 중 344인 경우, 제어기(1001)는 설정이 800 중 152로 설정되는 세션을 시작하고, 측정된 전력(P)이 목표 범위 내에 있을 때까지 미리 결정된 간격마다 미리 결정된 양만큼 설정을 증가시킬 수 있다. 이는, 사용 세션의 시작 시에, 전달된 전력이 목표 전력보다 훨씬 낮고, 이어서, 전달된 전력이 목표 전력 범위에 도달할 때까지 이 전력이 (제어 전압(1031)의 제어기(1001)에 의해 램프업(ramp up)함으로써) 램프업(ramp up)될 수 있다는 효과를 가질 수 있다. 전달되는 전력의 이러한 초기 램프업은 회로(600)의 동작에서 개선된 안전성을 제공하여, 세션의 시작 시에 서셉터의 과열을 방지하고, 회로(600)가 제어기(1001)에 의해 결정된 대로 공급되는 실제 전력에 응답할 수 있게 할 수 있다.

일례로, 미리 결정된 간격은 제1 인덕터(124) 및 제2 인덕터(126) 중 어느 것을 활성화할지를 결정하는 방법(1050)에서 제어기(1001)에 의해 사용되는 것과 동일한 미리 결정된 간격이다. 하나의 그러한 예에서, 위에서 언급된 바와 같이, 미리 결정된 간격들은 1/64s의 길이이다. 미리 결정된 간격(또는 동등하게 인터럽트 레이트)의 길이는, 제어기가 회로를 모니터링하고 그에 따라 파라미터들을 조정할 수 있는 유리한 시간 간격을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 64㎐의 또는 대략 10-100㎐의 범위 내의 인터럽트 레이트가 사용될 수 있다. 이러한 예시적인 인터럽트 레이트들에서, 제어기(1001)는 서셉터(132)의 구역(132a, 132b)이 그 목표 온도보다 훨씬 더 높게 증가될 수 있기 전에, 특정 인덕터(124, 126)에 의한 가열을 중단하기로 결정할 수 있는 충분히 높은 레이트로 서셉터 구역들의 온도의 증가들을 측정할 수 있다. 유사하게, 인터럽트 레이트에 대해 주어진 예들은, 안전한 목표 범위 내로 인덕터들(124, 126)에 공급되는 전력의 적절한 제어를 가능하게 하도록 제어 전압(1031)이 조정될 수 있는 유리한 주파수를 제공할 수 있다.

회로(600)의 예시적인 동작 방법에서, 회로(600)에 전달되는 전력을 제어할 때 제어기(1001)에 의해 사용하기 위한 목표 전력은 계획된 사용 세션의 특성들에 기반하여 미리 결정된다. 예를 들어, 목표 전력 범위는 사용 세션 전반에 걸쳐 조정될 수 있다.

도 16은 사용 세션의 일부에 대한 온도 프로파일(target1)의 개략적인 예를 도시하며, 이는 이 예에서는 단일 서셉터 구역(132a)에 대한 목표 온도이다. 이 예에서, 처음에, 사용 세션의 일부의 제1 부분(1201)에서, 제1 구역(132a)은 그 목표 온도(target1)보다 실질적으로 낮다. 이 제1 부분(1201)에서, 회로(600)는 제1 구역(132a)을 목표 온도(target1)까지 올리도록 동작하고 있다. 사용 세션의 그러한 예시적인 부분에서, 목표 전력(P1)은 예를 들어, 20-21W의 값들의 범위를 가질 수 있다. 세션의 제1 부분(1201) 동안의 목표 전력은, 서셉터(132) 및 그에 따라 에어로졸화 가능한 재료(110a)를 사용자에 의한 흡인을 위한 에어로졸을 발생시키기에 적합한 온도까지 신속하게 올리기 위해 비교적 높을 수 있다.

사용 세션이 진행됨에 따라, 제1 구역(132a)은 실질적으로 자신의 목표 온도(target1)에 도달한다. 사용 세션의 제2 부분(1202)은 제1 구역(132a)이 자신의 목표 온도(target1)에 도달한 직후에 시작하는 것으로 정의될 수 있다. 예컨대, 사용 세션의 이 부분(1202) 동안, 제1 구역(132a)은 실질적으로 예컨대, 250℃의 그 목표 온도(target1)에 있을 수 있고, 방법(1050)에 따라 목표 온도(target1)로 유지되고 있을 수 있다. 유사하게, 이것이 도 16에 도시되지 않지만, 제2 구역(132b)은 방법(1050)에 의해 자신의 목표 온도(target2)로 유지되고 있을 수 있다(그리고 제2 구역(132b)의 목표 온도(target2)는 target1에 의해 정의된 것과 상이한 온도 프로파일을 정의할 수 있다).

제1 구역(132a)이 실질적으로 온도(target1)에 도달한 이후 사용 세션의 부분(1202)은, 제1 부분(1201)에서와 같이, 제어기(1001)가 제1 구역(132a)의 온도를 그 목표 값(target1)까지 올리기보다는 제1 구역(132a)의(또는 두 구역들(132a, 132b) 모두)의 온도를 유지하도록 동작하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이에 따라, 사용 세션의 부분(1202) 동안, 서셉터 구역(132a)을 목표 온도(target1)까지 올리는 데 요구되는 전력과 비교할 때, 목표 온도(target1)를 유지하기 위해, 비교적 적은 전력이 서셉터 구역(132a)에 공급되는 것이 요구될 수 있다. 사용 세션의 제2 부분(1202)에서, 목표 전력(P1)의 값을 부분(1201)에서의 값과 비교하여 감소시키는 것이 유리할 수 있다. 일례로, 목표 전력 레벨(P1)은 부분(1201)에서의 20-21W로부터 사용 세션의 부분(1202) 동안 약 15W로 감소될 수 있다. 다른 예에서, 목표 전력(P1)은 약 12-13W로 또는 약 9W로 감소될 수 있다. 이런 식으로 목표 전력(P1)을 감소시키는 것은 일부 예들에서 유리할 수 있는데, 이는 더 낮은 레벨의 전력을 사용함으로써 회로에서의 에너지 손실들이 감소될 수 있고, 그에 따라 효율이 증가될 수 있기 때문이다.

사용 세션의 제3 부분(1203) 동안, 타깃 온도(target1)의 값은 0인데, 즉 제1 인덕터(124)는 활성화되지 않을 것이다. 이 포인트에서, 목표 전력(P1)은 또한, 사용 세션이 종료되었다면 0으로 감소될 수 있거나, 제2 인덕터(126)가 여전히 활성화되고 있다면, 제2 인덕터(126)가 활성화되는 동안 목표 전력(P1)은 0이 아닌 값으로 유지될 수 있다. 이에 따라, 목표 전력은 사용 세션의 임의의 하나의 포인트에서 두 구역들(132a, 132b) 모두의 온도 프로파일을 고려할 수 있다. 예를 들어, 사용 세션의 일부가 구역들 중 한 구역의 온도가 상당히 증가될 것을 요구한다면, 비교적 높은 목표 전력이 적절할 수 있다. 반대로, 구역(132a, 132b) 중 어느 것도 상당한 가열을 요구하지 않는 사용 세션의 부분들 동안, 비교적 낮은 목표 전력이 사용될 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 사용 세션의 특정 기간들 동안 더 낮은 전력 레벨들의 사용은 세션의 지속기간에 걸쳐 에너지 절감이 달성될 수 있다는 점에서 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 목표 전력 레벨이 제1 기간의 20-21W로부터 제2 기간의 약 15W로 감소되는 경우, 일부 예들에서는 더 낮은 전력으로 동작할 때 회로(600)에서의 감소된 에너지 손실들로 인해 약 5-10%의 에너지 절감이 달성될 수 있다. 일례로, 약 260s 길이의 통상적인 세션 과정에 걸쳐, 세션의 전체 지속기간 동안 약 20W로 목표 전력을 유지하는 것은 약 1000J의 에너지 사용을 야기할 수 있다. 그러나 제1 구역(132a)의 설정 온도에 먼저 도달할 때 목표 전력을 약 15W로 감소시키고, 실질적으로 동일한 길이의 세션의 나머지 동안 목표 전력 레벨을 15W로 유지하는 것은 900J 내지 950J의 에너지 사용을 야기할 수 있다. 예들에서, 디바이스에 의해 사용되는 거의 모든 전력은 서셉터(132)를 가열하기 위해 공급되는 에너지에 기인한다. 가열 회로 이외의 전기 컴포넌트들, 예컨대 LED 표시기들 및 마이크로컨트롤러의 전력 사용량은 약 0.1W 미만일 수 있고, 일부 예들에서는 약 0.01W 미만일 수 있다.

공급되는 전력을 결정하고 목표 전력과 비교하고 이러한 비교에 기초하여, 공급되는 전력을 조정하는 방법은 본 명세서의 예들에서 설명된 것들 이외의 에어로졸 생성 디바이스에 대한 예시적인 가열 회로들에 적용될 수 있다고 인식되어야 한다. 더욱이, 사용 세션 전반에 걸쳐 목표 전력을 조정하는 방법의 원리들은 또한 다른 예시적인 회로들에, 예를 들어 유도성 엘리먼트보다는 에어로졸화 가능한 재료를 가열하기 위해 저항성 가열 엘리먼트를 사용하는 예시적인 회로에 적용될 수 있다. 즉, 특정 예들에서는, 에어로졸화 가능한 재료를 가열하기 위해 가열 어레인지먼트에 공급될 목표 전력을 감소시킴으로써, 예를 들어 약 5-10%의 에너지 절감이 달성될 수 있다는 것이 상기 개시내용으로부터 인식될 것이다. 특히, 예들에서, 예시적인 디바이스가 저항성 가열 엘리먼트와 같은 가열 어레인지먼트의 온도를 증가시키기보다는 유지하도록 동작하도록, 사용 세션에서 주어진 포인트에 대한 목표 온도에 도달하면 목표 전력의 이러한 감소가 유리하게 구현될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 특정 방법들은 비-일시적 저장 매체 상에 저장 가능한 비-일시적 컴퓨터 프로그램 코드에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 특정 예들에서, 제어기(1001)는 저장된 한 세트의 컴퓨터 판독 가능 명령들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및 제어기(1001)에 의해 실행될 때 본 명세서에서 설명된 방법을 수행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 제어기(1001)는 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 위에서 설명된 바와 같이, 제어기(1001)는 프로그래밍 가능 마이크로 프로세싱 유닛이다. 제어기(1001)는 예컨대, 컴퓨터 코드 형태의 한 세트의 기계 판독 가능 명령들을 포함하는 저장 매체를 포함할 수 있으며, 이러한 명령들은 제어기(1001)에 의해 실행될 때, 본 명세서에서 설명된 방법이 수행되게 한다.

2개의 인덕터 코일들을 포함하는 회로가 위에서 설명되었지만, 위에서 설명된, 이를테면 유도성 가열 회로에 공급되는 전력을 제어하기 위한 양상들은 하나 또는 2개보다 많은 코일들과 같은 상이한 수의 코일들을 갖는 회로에 적용될 수 있다는 점이 주목해야 한다. 또한, 본 명세서의 설명들은 인덕터 코일들을 포함하는 유도성 회로를 설명하였지만, 본 명세서에서 설명되는 양상들은, 인덕턴스를 갖고 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위해 가변 자기장을 생성하기에 적합한 다른 타입들의 유도성 엘리먼트를 사용하는 유도성 회로에 동일하게 적용될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 예시적인 회로들 중 일부는 특정 스위칭 기능들을 위해 실리콘 FET들을 사용하지만, 그러한 FET들 대신에 다른 적절한 컴포넌트들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 탄화물, SiC 또는 갈륨 질화물, GaN과 같은 넓은 밴드갭 재료들을 포함하는 컴포넌트들이 사용될 수 있다. 이러한 컴포넌트들은 일부 예들에서는 FET들일 수 있지만, 다른 예들에서는 HEMT(high electron mobility tra㎱istor)들일 수 있다. 그러한 컴포넌트들은 실리콘 FET들보다 더 빠르고 더 높은 항복 전압들을 가질 수 있으며, 이는 일부 예들에서 유리할 수 있다.

위의 실시예들은 본 발명의 예시적인 예들로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가 실시예들이 예상된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 실시예들 중 임의의 다른 것의 하나 이상의 특징들, 또는 실시예들 중 임의의 다른 것들의 임의의 조합과 조합하여 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 첨부된 청구항들에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 위에서 설명되지 않은 등가물 및 수정들이 또한 이용될 수 있다.

Claims

유도 가열 회로를 포함하며,
상기 회로는:
에어로졸(aerosol) 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트(susceptor arrangement)를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트;
용량성 엘리먼트;
가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 상기 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 상기 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 스위칭 어레인지먼트; 및
제어 어레인지먼트를 포함하며,
상기 제어 어레인지먼트는 상기 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 스위칭 어레인지먼트를 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 스위칭하도록 구성되고,
상기 제어 어레인지먼트는 상기 회로에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 스위칭 어레인지먼트를 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 스위칭하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 전압 조건은 상기 DC 전류가 상기 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것으로 인해 상기 유도성 엘리먼트에 저장되는 자기 에너지의 양을 표시하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 제1 상태의 상기 스위칭 어레인지먼트는 DC 전류가 상기 유도성 엘리먼트를 통해 흐르게 하고 이로써 자기 에너지가 상기 유도성 엘리먼트에 저장되게 하며,
상기 제2 상태의 상기 스위칭 어레인지먼트는, 상기 스위칭 어레인지먼트가 상기 제2 상태에 있을 때, 상기 유도성 엘리먼트와 상기 용량성 엘리먼트 사이에서 전류가 진동할 수 있도록, DC 전류가 상기 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것을 방지하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제어 어레인지먼트는 전압 비교기를 포함하며, 상기 전압 비교기는 상기 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 DC 전류의 양을 표시하는 전압을 제어 전압과 비교함으로써 상기 제1 전압 조건을 검출하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회로는 저항기를 더 포함하고, 상기 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 DC 전류의 양을 표시하는 전압은 상기 저항기 양단의 전압에 의존하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제4 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 제어 전압은 상기 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 수정 가능한,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제6 항에 있어서,
상기 회로에 공급되는 전력을 결정하고 상기 회로에 공급되는 전력을 목표 전력과 비교하도록, 그리고 상기 회로에 공급되는 전력과 상기 목표 전력 간의 비교에 기초하여 상기 제어 전압을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제2 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전압 조건은, 상기 스위칭 어레인지먼트가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 구성된 이후 상기 유도성 엘리먼트와 상기 용량성 엘리먼트 사이의 전류 진동 사이클의 주어진 비율이 완료되었음을 표시하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제어 어레인지먼트는 영전압 검출기를 포함하고, 상기 영전압 검출기는 상기 제2 전압 조건을 검출하도록 구성되며,
상기 제2 전압 조건은 상기 영전압 검출기에 의해 검출될 때, 상기 스위칭 어레인지먼트가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 구성된 이후 상기 유도성 엘리먼트와 상기 용량성 엘리먼트 사이의 전류 진동의 하프 사이클이 완료되었음을 표시하는, 상기 스위칭 어레인지먼트에 걸친 영전압 조건 또는 거의 영전압 조건인,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 어레인지먼트는 2개의 상태들 사이에서 구성 가능한 플립-플롭(flip-flop)을 포함하며,
상기 스위칭 어레인지먼트의 상태는 상기 플립-플롭의 상태에 의존하고,
상기 제어 어레인지먼트는 상기 제1 전압 조건 및 상기 제2 전압을 검출하고 상기 플립-플롭의 상태를 변경하여 상기 스위칭 어레인지먼트의 상태를 변경하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제9 항에 따른 제10 항에 있어서,
상기 제어 어레인지먼트는 상기 제1 전압 조건을 검출하도록 구성된 비교기를 포함하며,
상기 플립-플롭은, 상기 비교기가 상기 제1 전압 조건을 검출한다면 상기 비교기로부터 제1 입력을 수신하고, 상기 영전압 검출기가 상기 제2 전압 조건을 검출한다면 상기 영전압 검출기로부터 제2 입력을 수신하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위칭 어레인지먼트는 FET을 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제12 항에 있어서,
상기 제어 어레인지먼트는, 선택적으로 상기 FET의 게이트 단자에 전압이 제공되게 함으로써 상기 FET의 상태를 스위칭하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유도성 엘리먼트와 상기 용량성 엘리먼트는 상기 유도 가열 회로에서 서로 병렬로 배열되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유도성 엘리먼트, 상기 용량성 엘리먼트 및 상기 스위칭 어레인지먼트는 제1 공진기 섹션에 배열되고, 상기 장치는 제2 유도성 엘리먼트, 제2 용량성 엘리먼트 및 제2 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제2 공진기 섹션을 더 포함하며,
상기 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 상기 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하도록 구성되고;
상기 제2 스위칭 어레인지먼트는, 가변 전류가 상기 DC 전압 공급부로부터 생성되고 상기 제2 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 상기 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하며; 그리고
상기 제어 어레인지먼트는 상기 제1 공진기 섹션이 활성일 때:
상기 제1 공진기 섹션 회로에서 상기 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 제1 스위칭 어레인지먼트를 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 스위칭하고; 그리고
상기 제1 공진기 섹션에서 상기 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 제1 스위칭 어레인지먼트를 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 스위칭하도록 구성되고; 그리고
상기 제어 어레인지먼트는 상기 제2 공진기 섹션이 활성일 때:
상기 제2 공진기 섹션 회로에서 상기 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 제2 스위칭 어레인지먼트를 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 스위칭하고; 그리고
상기 제2 공진기 섹션에서 상기 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 제2 스위칭 어레인지먼트를 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 스위칭하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제15 항에 있어서,
임의의 한 시점에 상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션 중 하나만이 활성화되게 상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션을 선택적으로 활성화하도록 구성된 제어기를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스.
제17 항에 있어서,
상기 디바이스는 비연소식 가열(heat-not-burn) 디바이스로도 또한 알려진 담배 가열 디바이스인,
에어로졸 생성 디바이스.
에어로졸 생성 디바이스의 유도 가열 회로를 제어하기 위한 제어 어레인지먼트로서,
상기 제어 어레인지먼트는, 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 유도성 가열 회로의 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 상기 유도 가열 회로 내의 스위칭 어레인지먼트가 제1 상태와 제2 상태 간에 스위칭하게 상기 스위칭 어레인지먼트를 제어하도록 구성되고; 그리고
상기 제어 어레인지먼트는 상기 회로에서 제1 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 스위칭 어레인지먼트를 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 스위칭하도록 구성되며,
상기 제어 어레인지먼트는 상기 회로에서 제2 전압 조건이 검출되는 것에 대한 응답으로 상기 스위칭 어레인지먼트를 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 스위칭하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스의 유도 가열 회로를 제어하기 위한 제어 어레인지먼트.
제19 항에 있어서,
상기 제어 어레인지먼트는:
상기 유도 가열 회로에서 상기 제1 전압 조건 및 상기 제2 전압 조건을 검출하고; 그리고
상기 제1 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로 상기 스위칭 어레인지먼트를 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 스위칭하고; 그리고
상기 제2 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로 상기 스위칭 어레인지먼트를 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 스위칭하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스의 유도 가열 회로를 제어하기 위한 제어 어레인지먼트.
제17 항 또는 제18 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및 사용 중에 상기 디바이스에 의해 가열됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는,
에어로졸 생성 시스템.
제21 항에 있어서,
상기 디바이스는 제18 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스이고, 상기 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함하는,
에어로졸 생성 시스템.
유도 가열 회로 ― 상기 회로는:
에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트;
용량성 엘리먼트; 및
가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 상기 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 상기 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 스위칭 어레인지먼트를 포함함 ―; 및
제어기를 포함하며,
상기 제어기는:
상기 DC 전압 공급부에 의해 상기 유도 가열 회로에 공급되는 DC 전압 및 DC 전류를 측정하고 측정된 DC 전압 및 DC 전류로부터 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하며; 그리고
상기 회로에 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 상기 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제23 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어함으로써 상기 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제23 항 또는 제24 항에 있어서,
상기 제1 상태의 상기 스위칭 어레인지먼트는 DC 전류가 상기 유도성 엘리먼트를 통해 흐르게 하고 이로써 자기 에너지가 상기 유도성 엘리먼트에 저장되게 하며,
상기 제2 상태의 상기 스위칭 어레인지먼트는, 상기 스위칭 어레인지먼트가 상기 제2 상태에 있을 때, 상기 유도성 엘리먼트와 상기 용량성 엘리먼트 사이에서 전류가 진동할 수 있도록, DC 전류가 상기 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것을 방지하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제24 항 또는 제25 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제어기가 상기 스위칭 어레인지먼트의 상태를 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 스위칭하기 전에, 상기 유도성 엘리먼트에 축적되도록 허용되는 DC 전류의 양을 제어함으로써 상기 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제26 항에 있어서,
상기 회로에서 제1 전압 조건을 검출함으로써, 주어진 양의 DC 전류가 상기 유도성 엘리먼트에 축적되도록 허용된 것을 검출하도록 구성된 제어 어레인지먼트를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제27 항에 있어서,
상기 제어 어레인지먼트는 상기 회로 내의 전압을 제어 전압과 비교함으로써 상기 제1 전압 조건을 검출하도록 구성된 비교기를 포함하고,
상기 제어기는 상기 제어 전압을 조정하여, 상기 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제28 항에 있어서,
상기 제어 전압은 상기 제어기에 의해 출력되는 시변(time varying) 전압의 결과이고, 상기 시변 전압은 듀티 사이클을 가지며,
상기 제어기는 상기 시변 전압의 듀티 사이클을 조정함으로써 상기 제어 전압을 조정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제24 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 제1 시간 간격 동안 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하고 제1 미리 결정된 시간 간격 동안 상기 회로에 공급되는 결정된 전력과 상기 목표 전력의 비교에 기초하여 후속 시간 간격 동안 상기 회로에 공급되는 전력을 조정함으로써, 상기 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제30 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 회로에 공급되는 결정된 전력을 상기 목표 전력과 미리 결정된 간격마다 한 번씩 비교함으로써 복수의 미리 결정된 간격들을 포함하는 사용 세션 전반에 걸쳐 상기 회로에 공급되는 전력을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제30 항 또는 제31 항에 있어서,
상기 제1 미리 결정된 시간 간격 및/또는 후속하는 미리 결정된 시간 간격은 1/80s 내지 1/20s의 길이 또는 약 1/64s의 길이인,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제30 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제1 미리 결정된 시간 간격 동안 공급되는 전력이 상기 목표 전력 미만이라면, 상기 후속 시간 간격 동안 상기 회로에 공급되는 전력을 증가시키도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제30 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제1 미리 결정된 간격에 걸쳐 상기 DC 전압 공급부로부터 인출된 전류를 표시하는 측정된 전압에 기초하여 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제34 항에 있어서,
상기 DC 전압 공급부로부터 인출된 전류를 표시하는 전압은 상기 제1 미리 결정된 간격의 지속기간에 걸쳐 실질적으로 일정한,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제30 항 내지 제35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 미리 결정된 양만큼 제어 전압을 조정함으로써 상기 후속 시간 간격 동안 공급되는 전력을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제30 항 내지 제36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 미리 결정된 간격 동안 제1 값으로 상기 제어 전압을 설정하도록 구성되며,
상기 제1 값은 상기 목표 전력에 대응하는 것으로 밝혀진 제어 전압에 대한 값 미만인,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제24 항 내지 제37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 전력은 목표 전력 범위, 예를 들어 10W 내지 30W의 범위 또는 15W 내지 25W의 범위이고,
상기 제어기는 상기 공급되는 결정된 전력이 상기 목표 전력 범위 이내라면 상기 스위칭 어레인지먼트의 제어를 조정하지 않도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제23 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 디바이스의 사용 세션 전반에 걸쳐 상기 목표 전력을 조정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제39 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 서셉터 어레인지먼트의 온도를 모니터링하고, 상기 사용 세션 동안 상기 서셉터 어레인지먼트의 온도가 미리 결정된 목표 온도에 도달할 때의 포인트에서 상기 목표 전력을 감소시키도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제23 항 내지 제40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 전력은, 상기 DC 전압 공급부에 의해 공급되는 전압이 변화한다면, 상기 회로에 공급되는 실질적으로 일정한 전력을 유지하게 상기 스위칭 어레인지먼트를 제어하도록 상기 제어기가 구성되게 일정하게 유지되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제23 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유도성 엘리먼트, 상기 용량성 엘리먼트 및 상기 스위칭 어레인지먼트는 제1 공진기 섹션에 배열되고,
상기 장치는 제2 유도성 엘리먼트, 제2 용량성 엘리먼트 및 제2 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제2 공진기 섹션을 더 포함하며,
상기 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 상기 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하도록 구성되고;
상기 제2 스위칭 어레인지먼트는, 가변 전류가 상기 DC 전압 공급부로부터 생성되고 상기 제2 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 상기 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하며; 그리고
상기 제어기는, 임의의 한 시점에 상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션 중 하나만이 활성화되게 상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션을 선택적으로 활성화하도록 구성되고,
상기 제어기는:
상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션 중 하나에 공급되는 DC 전압 및 DC 전류를 측정하고 측정된 DC 전압 및 DC 전류로부터 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하며; 그리고
상기 회로에 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 상기 활성 공진기 섹션의 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제42 항에 있어서,
상기 제어기는 사용 세션 전반에 걸쳐, 상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션 중 하나에 공급되는 전력을 결정함으로써 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제42 항에 있어서,
상기 제어기는, 사용 세션의 제1 부분에서는 상기 제1 공진기 섹션에 공급되는 전력을 결정함으로써 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 그리고 상기 사용 세션의 제2 부분에서는 상기 제2 공진기 섹션에 공급되는 전력을 결정함으로써 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제23 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스.
제45 항에 있어서,
상기 디바이스는 비연소식 가열 디바이스로도 또한 알려진 담배 가열 디바이스인,
에어로졸 생성 디바이스.
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치의 제어기를 위한 방법으로서,
상기 장치는:
유도 가열 회로 ― 상기 회로는:
에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트;
용량성 엘리먼트; 및
가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 상기 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 상기 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 스위칭 어레인지먼트를 포함함 ―; 및
상기 제어기를 포함하며;
상기 방법은:
상기 DC 전압 공급부에 의해 상기 유도 가열 회로에 공급되는 DC 전압 및 DC 전류를 측정하고 측정된 DC 전압 및 DC 전류로부터 상기 회로에 공급되는 전력을 결정하는 단계; 및
상기 회로에 공급되는 결정된 전력과 목표 전력의 비교에 기초하여 상기 스위칭 어레인지먼트의 스위칭을 제어하는 단계를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치의 제어기를 위한 방법.
실행될 때, 제47 항에 따른 방법이 수행되게 하는,
한 세트의 기계 판독 가능 명령들.
제48 항에 따른 한 세트의 명령들을 포함하는,
기계 판독 가능 매체.
제45 항 또는 제46 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및 사용 중에 상기 디바이스에 의해 가열됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는,
에어로졸 생성 시스템.
제50 항에 있어서,
상기 디바이스는 제46 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스이고,
상기 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함하는,
에어로졸 생성 시스템.
제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트를 포함하는 유도 가열 회로 ― 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열함 ―; 및
상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트의 활성화를 제어하기 위한 제어기를 포함하며,
상기 제어기는 임의의 한 시점에 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 하나만이 활성화되게 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트를 선택적으로 활성화하도록 구성되고; 그리고
상기 제어기는 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 간격들로 결정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제52 항에 있어서,
상기 제어기는, 복수의 미리 결정된 간격들 중 제1 미리 결정된 간격 동안 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 상기 복수의 미리 결정된 간격들 각각에 대해 한 번씩 결정함으로써, 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 간격들로 결정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제53 항에 있어서,
상기 서셉터는 제1 서셉터 구역 및 제2 서셉터 구역을 포함하고, 상기 제1 유도성 엘리먼트는 상기 제1 서셉터 구역을 가열하도록 배열되고, 상기 제2 유도성 엘리먼트는 상기 제2 서셉터 구역을 가열하도록 배열되며,
상기 제어기는 상기 제1 미리 결정된 간격 동안 상기 제1 서셉터 구역 및 상기 제2 서셉터 구역 중 어느 것이 가열될지의 결정에 기초하여 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 결정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제54 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제1 서셉터 구역의 측정된 온도와 제1 목표 온도의 비교 및 상기 제2 서셉터 구역의 측정된 온도와 제2 목표 온도의 비교에 기초하여, 상기 제1 미리 결정된 간격 동안 상기 제1 서셉터 구역 및 상기 제2 서셉터 구역 중 어느 것이 가열될지를 결정하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제55 항에 있어서,
상기 제어기는:
상기 제1 서셉터 구역의 온도가 상기 제1 목표 온도 미만인지 여부를 결정하고;
상기 제2 서셉터 구역의 온도가 상기 제2 목표 온도 미만인지 여부를 결정하고;
상기 제어기가 상기 제1 서셉터 구역의 온도가 상기 제1 목표 온도 미만이고 상기 제2 서셉터 구역의 온도는 상기 제2 목표 온도 미만이 아니라고 결정한다면, 상기 제1 미리 결정된 간격 동안 상기 제1 유도성 엘리먼트를 활성화하고;
상기 제어기가 상기 제2 서셉터 구역의 온도가 상기 제2 목표 온도 미만이고 상기 제1 서셉터 구역의 온도는 상기 제1 목표 온도 미만이 아니라고 결정한다면, 상기 제1 미리 결정된 간격 동안 상기 제2 유도성 엘리먼트를 활성화하고; 그리고
상기 제어기가 상기 제1 서셉터 구역의 온도가 상기 제1 목표 온도 미만이고 상기 제2 서셉터 구역의 온도가 상기 제2 목표 온도 미만이라고 결정한다면, 상기 제1 미리 결정된 간격 동안 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 하나를 활성화하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제56 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제1 미리 결정된 간격들에 후속하는 하나 이상의 미리 결정된 간격들 동안 상기 제1 서셉터 구역의 측정된 온도가 상기 제1 목표 온도 미만으로 유지될 뿐만 아니라 상기 제2 서셉터 구역의 측정된 온도가 상기 제2 목표 온도 미만으로 유지된다면, 상기 제1 미리 결정된 간격에 후속하는 하나 이상의 간격들의 각각의 미리 결정된 간격 동안 상기 제1 유도성 엘리먼트와 상기 제2 유도성 엘리먼트가 교대로 활성화되도록, 각각의 미리 결정된 간격 동안 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 하나를 활성화하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제52 항 내지 제57 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 결정된 간격들은 1/80s 내지 1/20s 또는 약 1/64s의 길이인,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제52 항 내지 제58 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회로는:
상기 제1 유도성 엘리먼트, 제1 용량성 엘리먼트, 및 가변 전류가 DC 전압 공급부로부터 생성되고 상기 제1 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 상기 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 제1 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제1 공진기 섹션; 및
상기 제2 유도성 엘리먼트, 제2 용량성 엘리먼트, 및 가변 전류가 상기 DC 전압 공급부로부터 생성되고 상기 제2 유도성 엘리먼트를 통해 유동하여 상기 서셉터 어레인지먼트의 유도성 가열을 야기하는 것을 가능하게 하도록, 사용 중에 제1 상태와 제2 상태 간에 교번하는 제2 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 제2 공진기 섹션을 포함하고; 그리고
상기 제어기는 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트를 선택적으로 활성화하기 위해, 임의의 한 시점에 상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션 중 하나만이 활성화되게 상기 제1 공진기 섹션 및 상기 제2 공진기 섹션을 선택적으로 활성화하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제59 항에 있어서,
상기 회로는 상기 제1 스위칭 어레인지먼트 및 상기 제2 스위칭 어레인지먼트를 제어하도록 구성된 제어 수단을 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제60 항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 제1 스위칭 어레인지먼트를 동작시키기 위한 제1 드라이버 및 상기 제2 스위칭 어레인지먼트를 동작시키기 위한 제2 드라이버를 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 드라이버에 신호를 선택적으로 제공함으로써 상기 제1 공진기 섹션을 활성화하도록 그리고 상기 제2 드라이버에 신호를 선택적으로 제공함으로써 상기 제2 공진기 섹션을 활성화하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제60 항 또는 제61 항에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 제어 수단이 상기 활성 공진기 섹션에서 제1 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로, 상기 활성 공진기 섹션의 스위칭 수단을 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 스위칭하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제60 항 내지 제62 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 제어 수단이 상기 활성 공진기 섹션에서 제2 전압 조건을 검출하는 것에 대한 응답으로, 상기 활성 공진기 섹션의 스위칭 수단을 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 스위칭하도록 구성되는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제62 항 또는 제63 항에 있어서,
상기 제1 전압 조건은 상기 DC 전류가 상기 활성 유도성 엘리먼트를 통해 흐르는 것으로 인해 상기 활성 유도성 엘리먼트에 저장되는 자기 에너지의 양을 표시하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제61 항 내지 제64 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전압 조건은, 상기 활성 공진기 섹션의 스위칭 어레인지먼트가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 구성된 이후 상기 활성 공진기 섹션의 유도성 엘리먼트와 용량성 엘리먼트 사이의 전류 진동 사이클의 주어진 비율이 완료되었음을 표시하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치.
제52 항 내지 제65 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스.
제66 항에 있어서,
상기 디바이스는 비연소식 가열 디바이스로도 또한 알려진 담배 가열 디바이스인,
에어로졸 생성 디바이스.
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치의 제어기를 위한 방법으로서,
상기 장치는:
제1 유도성 엘리먼트 및 제2 유도성 엘리먼트를 포함하는 유도 가열 회로 ― 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하도록 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열함 ―; 및
상기 제어기를 포함하며,
상기 제어기는 상기 서셉터 어레인지먼트를 가열하기 위해 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트의 활성화를 제어하도록 구성되고;
상기 방법은:
임의의 한 시점에 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 하나만이 활성화되도록 상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트를 선택적으로 활성화하는 단계; 및
상기 제1 유도성 엘리먼트 및 상기 제2 유도성 엘리먼트 중 어느 것을 활성화할지를 미리 결정된 간격들로 결정하는 단계를 포함하는,
에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치의 제어기를 위한 방법.
실행될 때, 제68 항에 따른 방법이 수행되게 하는,
한 세트의 기계 판독 가능 명령들.
제69 항에 따른 한 세트의 명령들을 포함하는,
기계 판독 가능 매체.
제66 항 또는 제67 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스, 및 사용 중에 상기 디바이스에 의해 가열됨으로써 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 생성 재료를 포함하는 물품을 포함하는,
에어로졸 생성 시스템.
제71 항에 있어서,
상기 디바이스는 제67 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스이고,
상기 에어로졸 생성 재료는 담배 재료를 포함하는,
에어로졸 생성 시스템.