KR20210140759A - 전기 가열 발연 시스템 및 휘발성 화합물의 방출 제어 방법 - Google Patents

전기 가열 발연 시스템 및 휘발성 화합물의 방출 제어 방법 Download PDF

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융하이 리
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센젠 퍼스트 유니온 테크놀러지 캄파니 리미티드
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Abstract

본원 발명은 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법을 제안하는데, 적어도 하나의 가열 소자에 정전류를 검출 전류로서 제공하고, 상기 검출 전류에서의 가열 소자의 양단의 전압값을 측정하며; 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하고, 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 검출 전류에서의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 한다. 본원 발명의 상기 제어 방법은, 전체 과정은 모두 온도의 검출 및 환산을 포함하지 않고, 정전류에서의 전압값만 검출하며, 가열 소자에 출력하는 전기 에너지를 대응되게 조정하고, 전압값을 임계값으로 유지시키면, 전기 가열 발연 시스템의 작동 상태를 잘 제어할 수 있으며; 제한된 컴퓨팅 자원의 컨트롤러의 온도값을 구하는 것을 단순화시키고, 전류 요인의 측정 및 계산을 감소시키며, 하드웨어 구조를 단순화시키는 동시에 결과의 정확성을 향상시킨다.

Description

전기 가열 발연 시스템 및 휘발성 화합물의 방출 제어 방법
본원 발명은 2019년 04월 03일에 중국 특허청에 제출한 출원 번호가 201910263891.2이고, 명칭이 "전기 가열 발연 시스템 및 휘발성 화합물의 방출 제어 방법"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 또한, 2019년 04월 03일에 중국 특허청에 제출한 출원 번호가 201910263795.8이고, 명칭이 "전기 가열 발연 시스템 및 휘발성 화합물의 방출 제어 방법"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 전체 내용은 인용을 통해 본원 발명에 통합된다.
본원 발명의 실시예는 전기 가열 발연 시스템 분야에 관한 것으로, 특히 전기 가열 발연 시스템 및 휘발성 화합물의 방출 제어 방법에 관한 것이다.
전기 가열 발연 시스템은 휘발성 화합물을 가열하여 흡입할 수 있는 에어로졸을 생성하여 흡입하는 전자 담배 제품의 일종이다. 전기 가열 발연 시스템의 사용에서 일반적으로 발열 부재의 실시간 온도를 모니터링하여야 하고, 온도에 근거하여 발열 부재의 작동 전력을 제어함으로써 발열 부재의 실시간 온도가 미리 설정된 범위에 있도록 확보한다.
현재, 실시간 온도 모니터링에 있어서, 일반적으로 두 가지 방법을 사용하고, 하나는 별도의 온도 센서를 설정하여 온도 센서를 통해 실시간 온도 정보를 수집하여 일정한 온도 제어를 달성하며; 다른 하나는 200980110074.8호 특허에서 제출된 저항률 방법이고, 가열 소자 작동 시의 실시간 저항률에 근거하여 실시간 온도 정보를 도출 및 획득한 후 제어한다.
상기 두 가지 실시간 방식에서, 온도 센서를 사용하여 온도를 감지하면 구조적으로 제품의 하드웨어 비용 및 조립 난이도를 증가하므로 거의 사용되지 않는다. 일반적으로 가열 소자 자체의 저항률 변화를 이용하여 실시간 온도를 획득하고, 이 방식의 구현에서 저항률 모니터링은 표준 분압 저항을 통해 검출하지만; 검출 과정에서, 배터리의 출력 전압, 부하, 전류 등 요인은 모두 변화 상태에 있어 모니터링이 복잡해고, 결과의 정확성에 영향을 미친다.
선행기술의 전기 가열 발연 시스템의 온도 검출 및 제어의 문제점을 해결하기 위하여, 본원 발명의 실시예는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출을 보다 편리하고 정확하게 제어할 수 있는 방법을 제공한다.
본원 발명은 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법을 제안하는데, 상기 전기 가열 발연 시스템은 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하고; 상기 방법은,
전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전기 에너지를 제어하여 적어도 하나의 휘발성 화합물이 상기 에어로졸 생성 매트릭스로부터 방출되는 것을 방지하는 단계를 포함하되, 상기 제어 단계는,
상기 적어도 하나의 가열 소자에 일정한 검출 전류를 제공하는 단계;
상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값을 측정하는 단계;
상기 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계; 및,
상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전기 에너지를 제어하여 적어도 하나의 휘발성 화합물의 방출을 방지하는 단계 이전에,
상기 검출 전류의 전류값에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 전압 임계값을 미리 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 검출 전류의 전류값에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 전압 임계값을 미리 결정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 가열 소자의 예정된 최고 작동 온도값에 근거하여 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 최고 작동 온도값의 저항값을 계산하되; 여기서, 상기 예정된 최고 작동 온도값은 휘발성 화합물 중 적어도 하나의 최저 방출 온도 이하인 단계;
상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 최고 작동 온도값의 저항값 및 상기 검출 전류의 전류값에 근거하여 상기 검출 전류의 전류값에 대응되는 전압 임계값을 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계는,
상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지의 듀티비를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 측정된 전압값이 상기 전압 임계값보다 클 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대한 전기 에너지 공급을 차단하도록 전원을 제어하고; 측정된 전압값이 상기 전압 임계값보다 작거나 같을 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대한 전기 에너지 공급을 유지하도록 전원을 제어한다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계는,
전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하의 하나의 범위 내로 유지되도록 하는 단계는,
상기 측정된 전압값이 상기 범위의 상한보다 클 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지의 전압을 감소시키는 단계;
상기 측정된 전압값이 상기 범위의 하한보다 작을 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지의 전압을 증가하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 가열 소자에 일정한 검출 전류를 간헐적으로 제공하도록 전원을 제어하고 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값을 측정하며, 상기 제어 단계는 100Hz~1000Hz의 주파수로 수행된다.
본원 발명은 다른 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법을 더 제안하는데, 상기 전기 가열 발연 시스템은 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하고; 상기 방법은,
상기 적어도 하나의 가열 소자의 작동 전류를 지속적으로 정전류로 유지하는 단계;
상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전원의 전압을 제어하고, 적어도 하나의 휘발성 화합물이 상기 에어로졸 생성 매트릭스로부터 방출되는 것을 방지하는 단계를 포함하되; 상기 제어 단계는,
상기 적어도 하나의 가열 소자의 작동 전압값을 측정하는 단계;
상기 측정된 작동 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계; 및,
상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전압을 조정하여 상기 적어도 하나의 가열 소자의 작동 전압이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함한다.
본원 발명은 또 다른 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법을 더 제공하는데, 상기 전기 가열 발연 시스템은 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하고; 상기 방법은,
전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전기 에너지를 제어하여 적어도 하나의 휘발성 화합물이 상기 에어로졸 생성 매트릭스로부터 방출되는 것을 방지하는 단계를 포함하되, 상기 제어 단계는,
제1 기간 동안 상기 적어도 하나의 가열 소자에 정전류를 제공하도록 전원을 제어하고, 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값을 측정하며; 상기 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계; 및,
제2 기간 동안 전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 출력하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함하고;
상기 제1 기간 동안 및 제2 기간 동안의 제어 단계는 일정한 주파수에 따라 교대로 수행된다.
상기 방법에 기반하여, 본원 발명은 전기 가열 발연 시스템을 더 제안하는데, 상기 전기 가열 발연 시스템은 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하고; 상기 전기 가열 발연 시스템은,
가열 소자에 출력하는 정전류를 제공하고, 상기 정전류에서의 상기 가열 소자의 양단의 전압값을 측정하기 위한 정전류 검출 모듈;
가열 소자에 출력하는 상기 전원의 전기 에너지를 조정하기 위한 전기 에너지 조정 모듈;
상기 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 가열 소자에 출력하는 상기 전원의 전기 에너지를 조정하도록 상기 전기 에너지 조정 모듈을 제어하여 상기 정전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하기 위한 제어 모듈을 더 포함한다.
본원 발명의 상기 전기 가열 발연 시스템 및 그 제어 방법에 있어서, 전체 과정은 모두 온도의 검출 및 환산을 포함하지 않고, 정전류에서의 전압값만 검출하며, 가열 소자에 출력하는 전기 에너지를 대응되게 조정하고, 전압값을 임계값으로 유지시키면, 전기 가열 발연 시스템의 작동 상태를 잘 제어할 수 있으며; 제한된 컴퓨팅 자원의 컨트롤러의 온도값을 구하는 것을 단순화시키고, 전류 요인의 측정 및 계산을 감소시키며, 하드웨어 구조를 단순화시키는 동시에 결과의 정확성을 향상시킨다.
다른 제어 방식에 기반하여, 본원 발명은 다른 전기 가열 발연 시스템을 더 제안하는데, 상기 전기 가열 발연 시스템은 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하고; 상기 전기 가열 발연 시스템은,
상기 가열 소자의 작동 상태를 측정하기 위한 검출 모듈;
가열 소자에 출력하는 상기 전원의 전기 에너지를 조정하기 위한 전기 에너지 조정 모듈;
상기 가열 소자의 작동 상태를 측정하도록 상기 검출 모듈을 제어하고, 상기 측정된 작동 상태에 근거하여 가열 소자에 출력하는 전원의 전기 에너지를 조정하도록 상기 전기 에너지 조정 모듈을 제어하기 위한 제어 모듈을 더 포함하며;
상기 검출 모듈 및 전기 에너지 조정 모듈은 일정한 주파수에 따라 교대로 작동되도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 가열 소자의 작동 상태는 가열 소자의 작동 전압값, 작동 전류값, 실시간 저항값, 실시간 비저항 계수 또는 작업 온도 중 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는, 상기 검출 모듈은 전기 입력단, 신호 검출단, 제어단 및 신호 출력단을 포함하고; 여기서, 상기 전기 입력단은 전원에 연결되며, 상기 신호 검출단은 발열 소자에 연결되고, 상기 제어단 및 신호 출력단은 모두 제어 모듈에 연결되며;
상기 전기 에너지 조정 모듈은 전기 에너지 입력단, 전기 에너지 출력단 및 제어단을 포함하고; 여기서, 상기 전기 에너지 입력단은 전원에 연결되며, 전기 에너지 출력단은 가열 소자에 연결되고, 제어단은 제어 모듈에 연결된다.
바람직하게는, 상기 전기 가열 발연 시스템은,
검출 모듈에 전기를 공급하도록 상기 전원을 제어하기 위한 제1 스위치를 더 포함하고; 상기 검출 모듈의 전기 입력단은 상기 제1 스위치를 통해 전원에 연결된다.
바람직하게는, 상기 전기 에너지 조정 모듈은 제2 스위치를 포함하고, 상기 제2 스위치의 일단은 전원에 연결되며, 타단은 발열 소자에 연결되고, 상기 제2 스위치의 온/오프를 통해 가열 소자에 출력하는 상기 전원의 전기 에너지를 조정하며; 상기 제2 스위치는 상기 측정된 가열 소자의 양단의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값보다 클 경우 차단되도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 제1 스위치 및 제2 스위치는 일정한 주파수에 따라 교대로 도통되도록 구성됨으로써 상기 검출 모듈 및 전기 에너지 조정 모듈이 일정한 주파수에 따라 교대로 작동되도록 한다.
바람직하게는, 상기 검출 모듈은,
상기 전원의 출력 전압을 정전류로 변환시켜 가열 소자에 출력하기 위한 정전류 변환 유닛;
상기 정전류에서의 상기 가열 소자의 양단의 전압값을 측정하기 위한 전압 검출 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 정전류 변환 유닛은 전압 안정기, 제1 저항, 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 포함하되;
상기 전압 안정기는 전압 입력단, 전압 출력단 및 공통 연결단을 갖고, 전압 입력단은 전원에 연결되며; 상기 제1 저항의 일단은 상기 전압 출력단에 연결되고, 타단은 상기 공통 연결단에 연결되며;
상기 제1 커패시터의 일단은 전압 입력단에 연결되고, 타단은 상기 공통 연결단에 연결되며; 상기 제2 커패시터의 일단은 전압 출력단에 연결되고, 타단은 상기 공통 연결단에 연결된다.
바람직하게는, 상기 전압 검출 유닛은 제어단, 전압 검출단 및 신호 출력단을 갖는 증폭기를 포함하되; 여기서,
상기 제어단은 제어 모듈에 연결되고, 상기 전압 검출단은 상기 가열 소자에 연결되며, 상기 신호 출력단은 제어 모듈에 연결된다.
바람직하게는, 상기 전기 에너지 조정 모듈은,
상기 측정된 가열 소자의 양단의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 범위보다 낮을 경우, 가열 소자에 공급하는 상기 전원의 공급 전압을 증가하기 위한 승압 유닛;
상기 측정된 가열 소자의 양단의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 범위보다 높을 경우, 가열 소자에 공급하는 상기 전원의 공급 전압을 감소시키기 위한 강압 유닛을 포함한다.
상기 전기 가열 발연 시스템은, 검출 및 전기 에너지 공급을 조정하는 하드웨어 모듈을 사용하여 일정한 주파수에 따라 교대로 작동되어 한편으로 하드웨어 구조를 크게 단순화시키고, 다른 한편으로 상호 간섭을 제거 및 감소시킨다.
하나 또는 복수개의 실시예는 이에 대응되는 첨부도면의 도면을 통해 예시적으로 설명되는데, 이러한 예시적인 설명은 실시예를 한정하지 않고, 첨부도면에서 동일한 참조번호를 갖는 소자는 유사한 소자로 표시되며, 달리 명시되지 않는 한, 첨부도면의 도면은 비율 제한을 구성하지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 가열 발연 시스템의 모식도이고;
도 2는 4A의 전류에서 니켈-크롬 합금의 가열 소자의 전압이 온도에 따라 변화되는 그래프이며;
도 3은 일 실시예에 따른 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법의 흐름 모식도이고;
도 4는 일 실시예에 따른 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 장치의 회로 블록도이며;
도 5는 도 4의 정전류 검출 모듈의 모식도이고;
도 6은 도 4의 실시예의 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 장치의 전기 개략도이며;
도 7은 다른 실시예의 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 장치의 회로 블록도이다.
본원 발명을 용이하게 이해하기 위하여, 이하 첨부도면 및 구체적인 실시형태를 결부하여 본원 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본원 발명은 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법을 제안하는데; 전기 가열 발연 시스템에 기반하여 시스템 구조는 일 실시예에서 도 1을 참조할 수 있고, 전원 장치(10), 전원 장치(10)에 연결되는 적어도 하나의 가열 소자(20), 및 에어로졸 생성 매트릭스(30)를 포함하며; 가열 소자(20)는 에어로졸 생성 매트릭스(30)를 가열함으로써 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하고, 이러한 휘발성 화합물은 단지 가열 처리를 통해 형성된다. 여기서, 여러 가지 휘발성 화합물 중 매 하나는 모두 최저 방출 온도를 갖고, 상기 최저 방출 온도 이상에서 휘발성 화합물이 방출된다. 제품의 사용을 용이하게 하기 위하여, 시스템은 가열 소자(20)에 출력하는 전원 장치(10)의 전기 에너지를 제어하기 위한 컨트롤러(40)를 더 포함한다.
본원 발명의 방법에 따르면, 미리 설정된 전류값에서의 전압 임계값을 선택하는 단계를 포함하고, 전류값에서 이러한 미리 설정된 작업 전압에서 가열 소자(20)의 작업 온도가 여러 가지 휘발성 화합물 중 적어도 하나의 최저 방출 온도보다 높도록 확보하여 에어로졸로부터 매트릭스를 형성하여 방출되는 것을 방지하며 작업 온도가 비교적 적합한 범위에 있도록 함으로써 일정한 고온을 초과하여 에어로졸 생성 매트릭스(30)가 젤라틴화되고휘발성 화합물의 휘발이 불안정한 것을 방지한다.
본원 발명의 상기 미리 설정된 전류값에서의 전압 임계값의 선택은, 상기 전류값에서 가열 소자(20)의 작업 전압이 구현할 수 있는 작업 온도에 기반한다. 구체적으로, 가열 소자(20)가 작동 시 양단의 전압값V=R×I이고, R은 가열 소자(20)의 실제 저항이며, I는 설정된 알려진 전류값이므로; 상기 전류값에서 가열 소자(20)의 양단의 전압값V는 가열 소자(20)의 실제 저항R에 따라 결정된다. 상기 실제 저항R은 가열 소자(20)의 자체의 재료와 형상 구조 및 실시간 온도에 따라 결정되고, 이하 관계식으로 표현된다. R=ρ(T)×L/S, 및 ρ(T)=ρ0×(1+α1T+α2T2). 구조적 형상에 따라 제조된 알려진 가열 소자(20)에 있어서, 길이L 및 단면적S는 고정된 것이고 검출 가능하며, 기준 저항률ρ0은 고정된 것이고, ρ(T)는 기준 저항률ρ0 및 온도T와 관련된 다항식 계수α1 및 α2에 근거하여 도출될 수 있다. 따라서, 도출한 후 알려진 전류값I에서의 가열 소자(20)의 양단의 전압과 온도의 관계식을 다음과 같이 얻을 수 있다.
V=ρ0×(1+α1T+α2T2)×L×I/S, 관계식의 변수는 전압V와 온도T 뿐이다. 이 관계식은 선정된 가열 소자(20)를 테스트하여 얻을 수 있고, 예를 들어 도 2는 니켈-크롬 합금 재질의 상온 저항값이 0.8옴인 가열 소자(20)이며, 이는 정전류가 4A일 때의 전압 및 온도 그래프를 예시로 사용한다.
나아가, 본원 발명에서 가열 시 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스의 제어에 기반하여 선정된 가열 소자(20)의 작업 온도가 최고 작업 온도 이하인 것에 근거하여 상기 전압 임계값을 계산하는데, 여기서 상기 최고 작업 온도는 휘발성 화합물 중 적어도 하나의 최저 방출 온도 이하로서, 상기 에어로졸 생성 매트릭스로부터 방출되는 것을 방지하므로; 흡연하는 과정에서 상기 최고 작업 온도를 초과할 경우 유해 휘발성 화합물이 방출되는 것을 방지한다. 동시에, 설명해야 할 부분으로는 상이한 브랜드 또는 매트릭스 함량의 에어로졸 생성 매트릭스에 있어서, 여기서 선정해야하는 최고 작업 온도는 상이할 수 있고, 상이한 브랜드 및 함량의 에어로졸 생성 매트릭스에서, 휘발성 화합물의 성분은 상이할 수 있으므로, 상이한 시나리오에서, 가열 소자(20)의 미리 설정된 전압 임계값은 상이한 최고 작업 온도에 근거하여 대응되게 계산 및 획득할 수 있다.
물론, 이러한 상관성의 관계를 보다 정확하게 하기 위하여, 가열 소자(20)는 니켈-크롬 합금, 니켈-철 합금, 철-크롬 합금과 같이 저항과 온도 사이에 강한 상관성을 갖는 재료를 사용하고; 강한 상관성을 사용하여 정전류 작동에서의 가열 소자(20)의 양단의 전압을 통해 가열 소자(20)의 실제 작업 온도를 도출하는 것이 더 높은 정확성과 안정성을 갖는다.
나아가, 상기 도 1에 도시된 전기 가열 발연 시스템의 가열 소자(20)는 에어로졸 생성 매트릭스(30)의 중심을 관통하는 가열 바늘/가열봉의 형태이고, 재질은 바람직하게는 전술한 강한 저항 온도 상관성 재질로부터 제조될 수 있다. 다른 실시형태에서, 재질은 상기 재료를 강성 캐리어 재료에 침적시켜 가열 소자(20)를 형성하고, 예를 들어 니켈을 세라믹 기재에 피복시켜 가열 소자(20)를 형성한다. 또는 다른 실시형태에서, 상기 재질로 제조된 세로형 수용 캐비티를 갖는 관형 가열 부재도 마찬가지로 적합한 가열 소자이다.
나아가 본원 발명의 제어 방법은 이하 단계를 더 포함한다. 적어도 하나의 가열 소자(20)가 열을 발생하도록 적어도 하나의 가열 소자(20)에 전기 에너지를 공급하는 전원 장치(10)를 제어하고 에어로졸 생성 매트릭스(30)를 가열하는 동시에 그 중 유해 휘발성 화합물 중 적어도 하나가 방출되는 것을 방지한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어 단계는,
가열 소자(20)에 검출 전류를 제공하고, 상기 검출 전류는 정전류이며, 전류값은 상기 미리 설정된 전류값인 단계(S10);
상기 검출 전류에서의 적어도 하나의 가열 소자(20)의 양단의 전압값을 측정하는 단계(S20);
측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계(S30);
적어도 하나의 가열 소자(20)에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 검출 전류에서의 적어도 하나의 가열 소자(20)의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계(S40)를 포함한다.
본원 발명은 가열 소자(20)가 작동할 경우, 검출 전류로 하나의 정전류를 사용하고, 가열 소자(20)에 제공한 후 이의 양단의 전압값을 검출하며, 상기 정전류에서 가열 소자(20)의 양단의 실시간 전압값을 설정된 미리 설정된 전압 임계값과 비교하고, 전기 에너지의 제어를 통해 전압을 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지시킨다. 상기 미리 설정된 전압 임계값의 설명에 근거하여 이는 가열 소자(20)가 필요한 작동 상태에 있도록 확보하는 것과 관련된 것이므로; 이후 적어도 하나의 가열 소자(20)에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 검출 전류에서의 전압이 미리 설정된 전압 임계값 범위 내로 유지시키면 가열 소자(20)의 작동 상태에 대한 우수한 제어를 달성할 수 있다. 또한, 상기 방법의 단계 및 내부 메커니즘으로부터 알 수 있다 시피, 전체 제어 및 검출 과정은 모두 온도에 대한 검출 및 환산을 포함하지 않고, 정전류에서의 전압값만 검출하며, 가열 소자(20)에 출력하는 전기 에너지를 대응되게 조정하여 전압값이 임계값에 있도록 유지시키면 전기 가열 발연 시스템의 작동 상태의 우수한 제어를 달성할 수 있다.
설명해야 할 부분으로는, 본원 발명에서 미리 결정된 가열 소자의 전압 임계값은, 가열 소자의 작동 상태에 대한 제어 요구에 근거하여 대부분의 경우 상기 전압 임계값은 결정된 포인트 값일 수 있고, 가열 소자(20)의 작동 상태에 대한 보다 정확한 제어를 달성할 수 있으며; 더 많은 구현에서, 제어하는 과정은 일정한 오차 또는 파동을 허용하므로 전압 임계값은 상기 전압 임계값보다 낮은 하나의 구간 범위로 확장 및 대체될 수 있다.
물론, 이상에서 미리 설정된 전압 임계값에 기반한 것은 원래 설정된 알려진 전류값에 기반하여 수행되는 것이므로 검출 과정에서 원래 미리 설정된 전압 임계값이 선택될 경우의 정전류와 동일하므로 단계(S10)에서 가열 소자(20)에 제공하는 검출 전류의 전류값의 크기로 하여금 이상에서 전압 임계값을 설정할 경우의 전류값이 되도록 한다.
나아가, 상기 방법의 원활한 구현을 위하여, 본원 발명의 도 1의 실시예에 도시된 전기 가열 발연 시스템은 컨트롤러(40)의 하드웨어 부분에 정전류 모듈(41)을 추가하여 상기 검출 단계(S10~S20)가 수행될 경우 전원 장치(10)에 의해 출력하는 전압을 정전류로 변환시켜 가열 소자(20)에 제공한다. 구현에서, 전기 가열 발연 시스템의 회로 구조 부하량 및 저항값을 제어할 수 있는 경우, 상기 정전류 모듈(41)을 전원 장치(10)에 집적시킬 수 있고, 전원 장치(10)는 정전류 전원을 사용하여 가열 소자(20)에 출력하는 전류를 정전류로 유지시킨다.
또는 다른 바람직한 실시형태에서, 전기 가열 발연 시스템은 가열 소자(20)와 직렬/병렬로 제어, 모니터링과 같은 하드웨어 구조를 더 포함하므로 일반적으로 전자 하드웨어 구조의 최적화 선택에 기반하여 일 실시형태에서 정전류 모듈(41)은 전류 안정기(CCR)를 사용하여 구현될 수 있고, 상기 전류 안정기를 통해 제어 과정의 출력 검출 전류를 제공하여 전류가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 확보한다.
나아가, 단계(S40)에서 가열 소자(20)에 공급하는 전기 에너지를 조정함으로써 검출 전류에서의 가열 소자(20)의 양단의 전압값을 변화시키고; 여기서 전기 에너지의 조정은 두 가지 방식을 통해 조정될 수 있다.
하나의 방식은 전기 에너지 공급의 듀티비를 조정하는 것으로, 측정된 가열 소자(20)의 양단의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 범위보다 낮으면, 전기 에너지 공급의 듀티비를 증가하고; 측정된 가열 소자(20)의 양단의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 범위보다 높으면 전기 에너지 공급의 듀티비를 감소시킨다. 구체적인 듀티비의 조정은 다음과 같이 제어될 수 있다. 측정된 전압값이 미리 설정된 전압 임계값보다 클 경우, 전원(10)은 적어도 하나의 가열 소자(20)에 대한 전기 에너지 공급을 차단하도록 제어되고; 측정된 전압값이 전압 임계값보다 작거나 같을 경우, 전원(10)은 적어도 하나의 가열 소자(20)에 대한 전기 에너지 공급을 유지하도록 제어된다.
다른 하나의 방식은 공급 전기 에너지의 전압 크기를 조정하여 측정된 가열 소자(20)의 양단의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 범위보다 낮을 경우, 승압 회로와 같은 방식을 사용하여 가열 소자(20)의 양단에 공급하는 전압을 증가시키고; 측정된 가열 소자(20)의 양단의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 범위보다 높을 경우, 강압 회로와 같은 방식을 사용하여 가열 소자(20)의 양단에 공급하는 전압을 감소시킨다.
본원 발명에 근거하여 흡입하는 동안 가열 소자(20)의 정확한 제어가 이루어지고, 상기 제어 단계(S10~S20)는 사용자 흡입 시 100Hz~1000Hz의 주파수로 수행된다.
본원 발명의 상기 동일한 사로에 기반하여 구현에서 다른 제어 방법 단계를 더 제안하는데,
가열 소자(20)의 작동 전류를 정전류로 유지하는 단계(S10a);
적어도 하나의 가열 소자(20)의 양단의 작동 전압값을 측정하는 단계(S20a);
측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값의 범위와 비교하는 단계(S30a);
적어도 하나의 가열 소자(20)에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 검출 전류에서의 적어도 하나의 가열 소자(20)의 전압값을 미리 설정된 전압 임계값 범위 이하로 유지되도록 하는 단계(S40a)를 포함한다.
상기 변형 실시형태에서, 상기 실시형태와 비교하면, 사용자가 전자 담배를 흡입하는 과정에서, 가열 소자(20)를 정전류에서 작동하도록 유지시키면 제어 과정에서 회로를 변환시켜 검출 전류를 제공하는 단계가 필요없이 상기 작동 전류의 전압값을 직접 측정하여 비교 및 제어하면 된다. 구현에서, 정전류 모듈(41)을 통해 전원 장치(10)에 의해 출력되는 전류를 정전류로 변환시킨 후 출력하여 전체 제어 과정이 보다 편리하도록 한다. 또한, 상기 제어 과정에서 검출 및 제어 과정은 마찬가지로 100Hz~1000Hz의 주파수로 수행된다.
본원 발명의 상기 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법 내용에 기반하여 본원 발명은 또한 상기 방법을 구현하는 전기 가열 발연 시스템을 더 제안하는데, 일 실시예에서 그 구조는 도 4에 도시되고; 컨트롤러(100), 상기 컨트롤러(100)에 연결되는 정전류 검출 모듈(200) 및 전기 에너지 조정 모듈(300)을 포함하며; 여기서,
정전류 검출 모듈(200)은 전원 장치(10)의 출력 전압을 정전류로 변환시켜 가열 소자(20)에 출력하고, 가열 소자(20)의 양단의 작동 전압값을 측정하기 위한 것이며;
전기 에너지 조정 모듈(300)은 가열 소자(20)에 출력하는 전기 에너지를 조정하기 위한 것이고;
컨트롤러(100)는 정전류 검출 모듈(200)에 의해 측정된 가열 소자(20)의 양단의 작동 전압값을 미리 설정된 전압 임계값 범위와 비교 연산을 수행하며, 연산 결과에 근거하여 가열 소자(20)에 공급할 출력 전기 에너지를 조정하도록 전기 에너지 조정 모듈(300)을 제어하기 위한 것이다.
상기 기능의 구현에 기초하여 정전류 검출 모듈(200) 및 전기 에너지 조정 모듈(300)의 상세한 회로 구조는 도 5 및 도 6을 참조하고; 정전류 검출 모듈(200)은 정전류 변환 유닛(210), 및 전압 검출 유닛(220)을 포함하며; 여기서,
정전류 변환 유닛(210)은 전압 안정기(U1) 및 제1 저항(R1)을 포함하고, 전압 안정기(U1)는 입력단, 출력단 및 공통 연결단을 가지며; 여기서 입력단은 전원 장치(10)에 연결되고, 출력단은 제1 저항(R1)의 일단에 연결되며, 공통 연결단은 제1 저항(R1)의 타단에 연결되고; 기능적으로, 전원 장치(10)의 출력 전압은 전압 안정기(U1)를 통해 일정한 전압으로 조정된 후, 제1 저항(R1)에 의해 정전류로 변환되어 가열 소자(20)에 출력한다.
나아가, 정전류 변환 유닛(210)의 전류 안정화 성능 및 정확성 효과를 향상시키기 위하여, 정전류 변환 유닛(210)은 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 더 포함한다. 여기서,
제1 커패시터(C1)의 일단은 전압 안정기(U1)의 입력단에 연결되고, 타단은 전압 안정기(U1)의 공통 연결단에 연결됨으로써 전원 장치(10)의 전압 입력을 필터링하며; 제2 커패시터(C2)의 일단은 전압 안정기(U1)의 출력단에 연결되고, 타단은 전압 안정기(U1)의 공통 연결단에 연결되어 출력된 정전류를 필터링한다.
전압 검출 유닛(220)은 주로 제어단, 검출단 및 출력단을 갖는 증폭기(U2)를 포함하되, 여기서 검출단은 가열 소자(20)에 연결되고, 출력단은 제2 저항(R2)을 통해 컨트롤러(100)에 연결되어 획득한 가열 소자(20)의 전압값을 컨트롤러(100)에 피드백하여 비교 연산을 수행한다. 증폭기(U2)의 제어단은 제1 트랜지스터(Q1)를 통해 컨트롤러(100)의 하나의 제어 리드에 연결됨으로써 컨트롤러(100)가 제1 트랜지스터(Q1)의 온/오프를 제어하여 전체 전압 검출 유닛(220)의 작동을 제어하도록 한다.
전기 에너지 조정 모듈(300)의 구조는 도 6을 참조하고, 스위치로 사용되는 하나의 제2 트랜지스터(Q2)를 포함하며, 연결 방식은 제2 트랜지스터(Q2)의 이미터는 전원 장치(10)에 연결되고, 베이스는 컨트롤러(100)의 하나의 제어 리드에 연결되며, 콜렉터는 가열 소자(20)에 연결되고; 컨트롤러(100)는 제2 트랜지스터(Q2)의 스위치를 제어하여 가열 소자(20)에 출력하는 전기 에너지를 제어한다.
이상 각 부분의 설명에 기반하여, 상기 전기 가열 발연 시스템의 전체 원리는 다음과 같다. 제2 트랜지스터(Q2)는 컨트롤러(100)에 의해 메인 전원 장치(10)로서 가열 소자(20)에 전기 에너지를 출력하는 제어 스위칭 전압 안정기(U1), 제1 저항(R1) 및 증폭기(U2)로 이루어진 정전류 검출 모듈(200)을 제어하고, 제1 트랜지스터(Q1)는 정전류 검출 모듈(200)의 전기 공급 스위치로 사용된다.
장치가 작동할 경우, 흐름은 주로 검출 모드 및 출력 모드 두 개의 작동 과정에 따라 제어되고,
컨트롤러(100)는 제2 트랜지스터(Q2)를 닫고, 제1 트랜지스터(Q1)를 열어 정전류 검출 모듈(200)을 작동시키며, 가열 소자(20)의 AB양단의 전압값을 검출하는 단계(S1);
컨트롤러(100)는 증폭기(U2)의 출력단에서 피드백한 전압값(즉 도면에서 Io_Ad 신호)을 획득하고, 저장된 미리 설정된 전압 임계값 범위와 비교하며; 전압 임계값 범위보다 작으면, 높은 레벨 신호를 출력하여 제2 트랜지스터(Q2)가 도통되도록 하고, 메인 전원 장치(10)가 가열 소자(20)에 출력하는 전기를 공급하여 발열 온도를 향상시키는 동시에 제1 트랜지스터(Q1)를 닫으며; 전압 임계값 범위보다 크면, 낮은 레벨 신호를 출력하여 제2 트랜지스터(Q2)가 닫기도록 하고, 가열 소자(20)의 AB양단의 전압값이 전압 임계값 범위보다 작을 때까지 검출하도록 정전류 검출 모듈(200)을 계속하여 제어하는 단계(S2)를 포함한다.
동시에, 본원 발명의 상기 회로 구조의 설계에 따르면, 컨트롤러(100)를 통해 검출 과정과 전기 에너지 조정 출력 과정이 동시에 수행되지 않고 시분할 다중화 수행되도록 하는 바, 즉 정전류 검출 모듈(200)이 작동할 경우 전원(10)은 검출 전류를 출력하는 과정, 및 전기 에너지 조정 모듈(300)이 작동할 경우 전원(10)이 가열 소자(20)에 출력하는 전기 에너지를 조정하는 과정은 동시에 수행되지 않고 교대로 수행되며; 상기 방법에 근거하여 검출 주파수 또는 교대로 수행되는 주파수로 하여금 100Hz~1000Hz에 따라 수행되도록 하는 것이 바람직하다. 한편으로 하드웨어 구조 단순화를 촉진시킬 수 있고, 다른 한편으로 이 두 개의 관련된 기능 모듈이 동시에 실행될 경우 상호 간섭을 방지할 수 있다.
상기 실시형태에서, 바람직한 정전류 변환 유닛(210) 즉 전류 안정기를 사용하여 가열 소자(20)에 출력하는 전류로 하여금 정전류가 되도록 하고; 다른 실시형태에서, 또한 전체 회로 구조가 갖는 부하를 정확하게 제어하는 경우, 전원 장치(10)는 정전류 전원을 사용하여 출력할 수 있어 회로 구조에서 정전류 변환 유닛(210)을 단순화시킬 수 있다.
물론, 상기 제1 트랜지스터(Q1) 및 제2 트랜지스터(Q2)의 스위칭 기능에 기반하여, 기술자는 구현 중에 이를 간단히 N-MOS 트랜지스터로 대체할 수 있다.
상기 실시형태에 기반한 제2 트랜지스터(Q2)의 스위치는 가장 단순한 전기 에너지 조정 모듈(300)을 구현한 것으로, 제2 트랜지스터(Q2)의 도통 또는 차단 상태에 따라 가열 소자(20)에 출력하는 전원의 시간을 조정하고, 측정된 전압값이 미리 설정된 임계값보다 높을 경우 제2 트랜지스터(Q2)는 차단되어 전원(10)이 가열 소자(20)에 출력하는 전기 에너지를 감소시키며, 측정된 전압값이 미리 설정된 임계값보다 낮을 경우 제2 트랜지스터(Q2)는 도통되어 가열 소자(20)에 출력하는 전원(10)의 전기 에너지를 증가하여 가열 소자(20)의 양의 전압값이 미리 설정된 임계값으로 유지되도록 확보함으로써 가열 소자(20)의 온도를 제어할 수 있다. 다른 보다 정확한 방식으로, 승압기 및 강압기를 포함하는 전기 에너지 조정 모듈(300)을 사용할 수 있고, 정전류에서 가열 소자(20)에 의해 공급하는 전압을 더 증가 또는 감소시킴으로써 구체적으로, 측정된 작동 전압이 미리 설정된 전압 임계값보다 높을 경우, 강압기를 통해 가열 소자(20)에 공급하는 전원(10)의 공급 전압을 감소시킴으로써 그 온도를 감소시키며; 측정된 작동 전압이 미리 설정된 전압 임계값보다 낮을 경우, 승압기를 통해 가열 소자(20)에 공급하는 전원(10)의 공급 전압을 증가함으로써 그 온도를 증가하므로; 가열 소자(20)의 가열 전력을 변화시킬 수 있어 실제 작업 온도가 미리 설정된 온도 임계값을 충족시키도록 조정한다. 동시에, 상기 승압기 및 강압기는 동일한 기능을 갖는 회로 모듈 또는 소프트웨어 모듈로 대체될 수 있다.
상기 전기 가열 발연 시스템의 하드웨어 설계에서, 가열 소자(20)의 검출 과정 및 전기 에너지 조정 제어 과정을 교대로 수행하는 사로에 기반하여 본원 발명의 실시예는 또 다른 제어 방법 단계를 더 제안하는데,
제1 기간 동안 가열 소자(20)에 제공하는 전원(10)의 검출 전류를 조정하되, 상기 검출 전류는 정전류이고, 전류값은 상기 미리 설정된 전류값이며; 상기 검출 전류에서의 적어도 하나의 가열 소자(20)의 양단의 전압값, 및 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계(S10b);
제2 기간 동안 전원(10)에 의해 적어도 하나의 가열 소자(20)에 출력하는 전기 에너지를 조정하여 검출 전류에서의 적어도 하나의 가열 소자(20)의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계(S20b)를 포함하고;
또한, 여기서 상기 단계(S10b) 및 단계(S20b)에서 전원(10)에 의해 가열 소자(20)에 검출 전류를 제공하는 단계 및 전기 에너지를 출력하는 단계는 교대로 수행된다.
동시에, 상기 교대로 수행되는 방식에서, 본원 발명의 실시예는 또 다른 제어 방법 단계를 더 제안하는데,
가열 소자(20)의 작동 전류를 정전류로 유지하는 단계(S10c);
제1 기간 동안 적어도 하나의 가열 소자(20)의 양단의 작동 전압값을 측정하고, 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값의 범위와 비교하는 단계(S20c);
제2 기간 동안 전원(10)에 의해 적어도 하나의 가열 소자(20)에 공급하는 전압을 조정하여 적어도 하나의 가열 소자(20)의 작동 전압이 미리 설정된 전압 임계값으로 유지되도록 하는 단계(S30c)를 포함하되;
여기서 단계(S20c)의 제1 기간 동안의 검출 과정 및 단계(S30c)의 제2 기간 동안의 전기 에너지 조정 과정은 이상에서 설명된 주파수에 따라 교대로 수행된다.
상기 전기 가열 발연 시스템의 하드웨어의 구조의 가열 소자(20)의 전체적으로 더 많은 작동 상태 검출 모듈 및 전기 에너지 공급 조정에 기반하여 일정한 주파수에 따라 교대로 수행되는 방식을 사용하고, 본원 발명의 실시예는 또한 다른 전기 가열 발연 시스템을 더 제안한다. 하드웨어 구조에서 상기 실시예와 상이한 점은 도 7을 참조하고,
상기 가열 소자(20)의 작동 상태를 측정하기 위한 검출 모듈(200a);
전원이 가열 소자에 출력하는 전기 에너지를 조정하기 위한 전기 에너지 조정 모듈(300a);
가열 소자(20)의 작동 상태를 측정하도록 검출 모듈(200a)을 제어하고, 측정된 작동 상태에 근거하여 가열 소자(20)에 출력하는 전원의 전기 에너지를 조정하도록 전기 에너지 조정 모듈(300a)을 제어하기 위한 컨트롤러(100a)를 포함하며,
물론, 상기 실시예의 설명 및 통상적인 하드웨어 연결 방식에 기반하여, 검출 모듈(200a)은 전기 입력단, 전압 검출단, 제어단 및 신호 출력단을 포함하고; 여기서, 전기 입력단은 전원에 연결되며, 전압 검출단은 발열 소자(20)에 연결되고, 제어단 및 신호 출력단은 모두 컨트롤러(100a)에 연결되며;
전기 에너지 조정 모듈(300a)은 마찬가지로 전기 에너지 입력단, 전기 에너지 출력단 및 제어단을 갖고; 여기서, 전기 에너지 입력단은 전원에 연결되며, 전기 에너지 출력단은 가열 소자(20)에 연결되고, 제어단은 컨트롤러(100a)에 연결되며;
여기서, 이 검출 모듈(200a)과 전기 에너지 조정 모듈(300a)은 각각 컨트롤러(100a)의 제어 하에서 작동되어 각각의 기능을 수행하고, 일정한 주파수에 따라 교대로 작동되도록 구성된다.
또한 상기 전압 검출의 더 많은 확장 구현에서, 상기 실시예에서 검출 모듈(200a)에 의해 검출된 가열 소자(20)의 작동 상태는 작동 전압값, 작동 전류값, 실시간 저항값, 실시간 비저항 계수 또는 작업 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 동일한 방식에 따라 각각 검출 모듈(200a) 및 전기 에너지 조정 모듈(300a)에 제1 트랜지스터(Q1) 및 제2 트랜지스터(Q2)와 동일한 스위치를 사용하고, 제1 트랜지스터(Q1) 및 제2 트랜지스터(Q2)를 일정한 주파수에 따라 각각 교대로 도통시킴으로써 검출 모듈(200a) 및 전기 에너지 조정 모듈(300a)을 일정한 주파수에 따라 교대로 작동시킨다. 한편으로 하드웨어 구조 단순화를 촉진시킬 수 있고, 다른 한편으로 이 두 개의 관련된 기능 모듈이 동시에 작동될 경우 상호 간섭을 방지할 수 있다.
본원 발명의 상기 실시형태의 기초 상에서, 본원 발명은 전기 가열 발연 시스템을 추가로 제안한다. 동시에, 제품의 일반적인 내용을 결부하여 사용되는 에어로졸 생성 매트릭스(30)는 바람직하게는 가열 시 매트릭스로부터 방출되는 휘발성 화합물의 담배 함유 재료를 사용하거나; 또는 가열 후 전기 가열 발연 시스템에 적합할 수 있는 비담배 재료일 수 있다. 에어로졸 생성 매트릭스(30)는 바람직하게는 바닐라 잎, 담배 잎, 균질화 담배 및 팽창 담배 중 한가지 또는 여러 가지 분말, 과립, 조각, 스트립 또는 시트 중 한가지 또는 여러 가지를 포함할 수 있는 고체 매트릭스를 사용하거나; 또는, 고체 매트릭스는 매트릭스가 가열될 때 방출되는 추가적인 담배 또는 비담배 휘발성 향미 화합물을 포함할 수 있다.
또는 다른 실시형태에서, 에어로졸 생성 매트릭스(30)는 또한 액체 매트릭스를 사용할 수 있고, 액체 매트릭스를 저장 캐비티에 넣으며, 다공성 재료에 흡수되고, 다공성 재료는 액체 매트릭스를 흡수하기에 적합한 임의의 발포 금속, 다공성 세라믹, 섬유면, 유리 섬유, 폴리프로필렌 등으로 제조될 수 있으며, 액체 매트릭스는 사용 전 다공성 재료에 보류될 수 있다. 바람직하게는, 액체 매트릭스를 사용할 경우, 전기 가열 발연 시스템은 e-액체 매트릭스에 적합한 적어도 하나의 가열 소자를 갖는 분무기를 더 포함할 수 있고, 분무기는 액체 매트릭스를 수용하는 오일 저장 캐비티, 및 액체 매트릭스를 흡입하고 가열 및 분무하는 분무 어셈블리를 갖는다.
동시에, 전기 가열 발연 시스템의 적어도 하나의 가열 소자(20)의 개수는 담배의 길이, 발연량 등 요구에 근거하여 적응적으로 사용할 수 있고, 에어로졸 생성 매트릭스(30)를 효과적으로 가열하여 우수한 휘발성 화합물의 방출을 형성하도록 적절하게 배치하지만, 가열 소자(20)는 도 1의 구현에서 에어로졸 생성 매트릭스(30)를 직접 삽입하여 가열하는 방식을 사용하고, 다른 변화 방식에서 열 전도 방식을 통해 에어로졸 생성 매트릭스(30)를 가열할 수 있다. 구체적으로, 가열 소자(20)는 에어로졸 생성 매트릭스(30)와 적어도 부분적으로 접촉하거나, 이에 에어로졸 생성 매트릭스(30)의 캐리어를 침적시킬 수 있고; 대안적으로 열 전도 소자를 통해 가열 소자(20)의 열을 에어로졸 생성 매트릭스(30)에 전달할 수 있다.
설명해야 할 부분으로는, 본원 발명의 명세서 및 첨부도면은 본원 발명의 바람직한 실시예를 개시하지만, 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 나아가, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 상기 설명에 기반하여 개선 또는 변형이 이루어질 수 있으며, 모든 이러한 개선 및 변형은 모두 본원 발명의 첨부된 특허청구범위의 보호범위에 속하여야 한다.

Claims (11)

  1. 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하는 전기 가열 발연 시스템에 있어서,
    전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전기 에너지를 제어하여 적어도 하나의 휘발성 화합물이 상기 에어로졸 생성 매트릭스로부터 방출되는 것을 방지하는 단계를 포함하되, 상기 제어 단계는,
    상기 적어도 하나의 가열 소자에 일정한 검출 전류를 제공하는 단계;
    상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값을 측정하는 단계;
    상기 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계; 및,
    상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전기 에너지를 제어하여 적어도 하나의 휘발성 화합물의 방출을 방지하는 단계 이전에,
    상기 검출 전류의 전류값에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 전압 임계값을 미리 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 검출 전류의 전류값에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 전압 임계값을 미리 결정하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 가열 소자의 예정된 최고 작동 온도값에 근거하여 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 최고 작동 온도값의 저항값을 계산하되; 상기 예정된 최고 작동 온도값은 휘발성 화합물 중 적어도 하나의 최저 방출 온도 이하인 단계;
    상기 적어도 하나의 가열 소자에 대응되는 최고 작동 온도값의 저항값 및 상기 검출 전류의 전류값에 근거하여 상기 검출 전류의 전류값에 대응되는 전압 임계값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지의 듀티비를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    측정된 전압값이 상기 전압 임계값보다 클 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대한 전기 에너지 공급을 차단하도록 전원을 제어하고; 측정된 전압값이 상기 전압 임계값보다 작거나 같을 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 대한 전기 에너지 공급을 유지하도록 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계는,
    전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하의 하나의 범위 내로 유지되도록 하는 단계는,
    상기 측정된 전압값이 상기 범위의 상한보다 클 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지의 전압을 감소시키는 단계;
    상기 측정된 전압값이 상기 범위의 하한보다 작을 경우, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전기 에너지의 전압을 증가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 가열 소자에 일정한 검출 전류를 간헐적으로 제공하도록 전원을 제어하고 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값을 측정하며, 상기 제어 단계는 100Hz~1000Hz의 주파수로 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  9. 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하는 전기 가열 발연 시스템에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가열 소자의 작동 전류를 지속적으로 정전류로 유지하는 단계;
    전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전압을 제어하여 적어도 하나의 휘발성 화합물이 상기 에어로졸 생성 매트릭스로부터 방출되는 것을 방지하는 단계를 포함하되; 상기 제어 단계는,
    상기 적어도 하나의 가열 소자의 작동 전압값을 측정하는 단계;
    상기 측정된 작동 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계; 및,
    상기 적어도 하나의 가열 소자에 공급하는 전압을 조정하여 상기 적어도 하나의 가열 소자의 작동 전압이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  10. 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하는 전기 가열 발연 시스템에 있어서,
    전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 제공하는 전기 에너지를 제어하여 적어도 하나의 휘발성 화합물이 상기 에어로졸 생성 매트릭스로부터 방출되는 것을 방지하는 단계를 포함하되, 상기 제어 단계는,
    제1 기간 동안 상기 적어도 하나의 가열 소자에 정전류를 제공하도록 전원을 제어하고, 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값을 측정하며; 상기 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하는 단계; 및,
    제2 기간 동안 전원이 상기 적어도 하나의 가열 소자에 출력하는 전기 에너지를 조정하여 상기 검출 전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하는 단계를 포함하고;
    상기 제1 기간 동안 및 제2 기간 동안의 제어 단계는 일정한 주파수에 따라 교대로 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템의 휘발성 화합물의 방출 제어 방법.
  11. 전원, 상기 전원에 연결되고 가열 시 여러 가지 휘발성 화합물을 방출하는 에어로졸 생성 매트릭스를 가열하기 위한 적어도 하나의 가열 소자를 포함하는 전기 가열 발연 시스템에 있어서,
    가열 소자에 출력하는 정전류를 제공하고, 상기 정전류에서의 상기 가열 소자의 양단의 전압값을 측정하기 위한 정전류 검출 모듈;
    가열 소자에 출력하는 상기 전원의 전기 에너지를 조정하기 위한 전기 에너지 조정 모듈;
    상기 측정된 전압값을 미리 설정된 전압 임계값과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 가열 소자에 출력하는 상기 전원의 전기 에너지를 조정하도록 상기 전기 에너지 조정 모듈을 제어하여 상기 정전류에서의 상기 적어도 하나의 가열 소자의 전압값이 미리 설정된 전압 임계값 이하로 유지되도록 하기 위한 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 가열 발연 시스템.
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