KR20220008852A - 에어로졸 생성 디바이스용 장치 - Google Patents

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줄리안 화이트
마틴 호로드
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니코벤처스 트레이딩 리미티드
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Abstract

방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램이 설명되며, 이 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램은 서셉터(16)를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트(43) 및 커패시터(46)를 포함하는 공진 회로(14)에 임펄스를 인가하는 것 ― 인가된 임펄스는 공진 회로의 커패시터와 유도성 엘리먼트 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 각각의 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 출력 신호를 생성하는 것을 포함한다.

Description

에어로졸 생성 디바이스용 장치
본 명세서는 에어로졸 생성 디바이스용 장치에 관한 것이다.
시가레트(cigarette)들, 시가(cigar)들 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 이들 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 예를 들어, 담배 가열 디바이스들은 담배와 같은 에어로졸 생성 기재를 가열하여, 그 기재를 가열하지만 태우지 않음으로써 에어로졸을 형성한다.
제1 양상에서, 본 명세서는, (서셉터를 유도 가열하기 위한) 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함하는 공진 회로에 임펄스를 인가하기 위한 임펄스 생성 회로 ― 인가된 임펄스는 공진 회로의 유도성 엘리먼트와 커패시터 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 (적어도 부분적으로) 의존하여 출력 신호를 제공하기 위한 출력 회로를 포함하는 장치를 설명한다. 서셉터는 착탈식 소모품의 일부로서 포함될 수 있다.
출력 신호는 출력 신호가 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타내도록 임펄스 응답의 발진들의 시간 기간들에 의존할 수 있다.
출력 회로는 임펄스 응답의 에지들을 식별하기 위한 에지 검출 회로를 포함할 수 있다. 에지 검출 회로는 예를 들어 CTMU(충전 시간 측정 유닛)의 일부로서 제공될 수 있다. 출력 신호는 임펄스 응답의 제1 에지와 나중에 임펄스 응답의 적어도 하나의 완전한 사이클인 제2 에지로부터의 시간 기간에 기반할 수 있다. 게다가, 출력 회로는 제1 에지가 식별될 때 개시되고 제2 에지가 식별될 때 종료되는 전압 램프를 포함할 수 있으며, 여기서 출력 신호는 전압 램프의 출력에 기반한다.
에지 검출 회로가 제공되는 경우에, 에지 검출 회로는 공진 회로에 대한 임펄스의 인가와 인가된 임펄스에 대한 응답으로 임펄스 응답의 검출 사이의 전파 지연을 결정하도록 구성될 수 있으며, 여기서 출력 신호는 전파 지연에 의존한다.
일부 실시예에서, 임펄스 검출 회로가 제공될 수 있으며, 여기서 임펄스 생성 회로는 제1 임펄스와 제2 임펄스를 공진 회로에 인가하도록 구성되며, 제1 임펄스는 제1 임펄스 응답을 유도하고 제2 임펄스는 제2 임펄스 응답을 유도하며, 각각의 임펄스 응답은 공진 주파수를 가지며; 임펄스 검출 회로는 제1 임펄스의 인가 이후의 제1 대기 기간의 끝으로부터 임펄스 응답의 개개의 임펄스 응답 기간의 끝까지의 제1 시간 기간 및 제2 임펄스의 인가 이후의 제2 대기 기간의 끝으로부터 임펄스 응답의 개개의 임펄스 기간의 끝까지의 제2 시간 기간을 결정하도록 구성되며; 그리고 출력 회로는 제1 대기 기간과 제2 대기 기간 간의 차이와 제1 시간 기간 및 제2 시간 기간 간의 차이의 합에 (적어도 부분적으로) 의존하여 임펄스 응답 기간을 결정하도록 구성된다.
임펄스 검출 회로를 포함하는 실시예들에서, 임펄스 검출 회로는 개개의 임펄스의 인가 이후의 대기 기간의 끝에서 전류 소스를 개시하고 임펄스 응답의 임펄스 응답 기간의 끝에서 전류 소스를 종료하기 위한 전류 소스 제어 회로를 포함할 수 있다. 아날로그-디지털 변환기가 제공되어 전류 소스에 커플링될 수 있으며, 여기서 아날로그-디지털 변환기는 제1 및/또는 제2 시간 기간들을 결정하는데 사용하기 위한 출력을 제공한다. 임펄스 응답 기간은 서셉터의 온도 측정치를 제공하는데 사용될 수 있다.
출력 신호는 임펄스 응답의 전압 발진들의 감쇠율(decay rate)에 의존할 수 있다.
일부 실시예들은 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하기 위한 프로세서를 더 포함하며, 여기서 출력 신호는 Q-팩터 측정치에 기반한다. 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하기 위한 프로세서는 진폭이 절반이 되도록 (또는 대략 절반이 되도록) (또는 일부 다른 미리 정의된 상대 값을 충족하도록) 임펄스 응답에 대한 발진 사이클들의 수를 결정하고 결정된 사이클들의 수에 미리 결정된 값을 곱함으로써 Q-팩터 측정치를 결정할 수 있다. Q-팩터는 (결정된 Q-팩터에 기반하여) 하나 이상의 성능 속성들을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들은 정의된 시간 기간에서 발진들의 수를 결정하기 위한 카운터를 더 포함한다. 출력 회로는 결정된 발진들의 수에 기반하여 제거 가능한 물품이 장치 내에 끼워 맞추어지는지 여부를 표시하기 위해 출력 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
출력 신호는 서셉터의 온도 측정치를 제공하는데 사용될 수 있다. 출력 신호는 온도 측정치를 제공하도록 스케일링될 수 있다.
임펄스 생성 회로는 포지티브 전압 소스와 네거티브 전압 소스 간을 스위칭함으로써 임펄스를 생성하는데 사용되는 제1 스위칭 어레인지먼트를 포함할 수 있다.
서셉터는 가열 동작 모드에서 물질을 에어로졸화하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들은 임펄스 응답에 오프셋을 제공하기 위한 신호 컨디셔닝 회로를 포함한다.
유도성 엘리먼트에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 센서가 제공될 수 있다.
출력 신호에 기반하여 장치의 성능을 결정하기 위한 제어 모듈이 제공될 수 있다.
제2 양상에서, 본 명세서는, 복수의 공진 회로들 ― 각각의 공진 회로는 (서셉터를 유도 가열하기 위한) 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함함 ―; 복수의 공진 회로들 중 적어도 하나에 임펄스를 인가하기 위한 임펄스 생성 회로 ― 인가된 임펄스는 선택된 공진 회로의 유도성 엘리먼트와 커패시터 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 (적어도 부분적으로) 의존하여 출력 신호를 제공하기 위한 출력 회로를 포함하는 시스템을 설명한다. 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들은 출력 신호가 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타내도록 임펄스 응답의 전압 발진들의 시간 기간을 포함할 수 있다.
제3 양상에서, 본 명세서는 에어로졸화 가능 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 시스템을 설명하며, 에어로졸 제공 시스템은 앞서 설명된 제1 양상의 특징들 중 임의의 특징을 포함하는 장치 또는 앞서 설명된 제2 양상의 특징들 중 임의의 특징을 포함하는 시스템을 포함하며, 에어로졸 제공 시스템은 출력 회로로부터의 출력 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로 액션을 수행하도록 구성된다.
제4 양상에서, 본 명세서는, (서셉터를 유도 가열하기 위한) 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함하는 공진 회로에 임펄스를 인가하는 단계 ― 인가된 임펄스는 공진 회로의 유도성 엘리먼트와 커패시터 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 각각의 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 (적어도 부분적으로) 의존하여 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법을 설명한다. 방법은 가열 동작 모드에서 물질을 에어로졸화하기 위해 유도성 엘리먼트를 사용하여 서셉터를 유도 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
출력 신호는 임펄스 응답의 발진들의 시간 기간에 의존할 수 있으며, 출력 신호는 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타낸다.
임펄스는 온도 측정 동작 모드에서 공진 회로에 인가될 수 있다.
일부 실시예들은 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하는 단계를 더 포함한다. 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하는 단계는 진폭이 절반이 되도록 (또는 대략 절반이 되도록) (또는 일부 다른 미리 정의된 상대 값을 충족하도록) 임펄스 응답에 대한 발진 사이클들의 수를 결정하는 단계 및 결정된 사이클들 수에 미리 결정된 값을 곱하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 결정된 Q-팩터에 기반하여 하나 이상의 성능 속성들이 결정될 수 있다.
방법은 제1 임펄스 응답을 유도하기 위해 공진 회로에 제1 임펄스를 인가하는 단계 ― 제1 임펄스는 제어 신호의 상승 에지에서 발생함 ―; 및 제2 임펄스 응답을 유도하기 위해 공진 회로에 제2 임펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있으며, 제2 임펄스는 제어 신호의 하강 에지에서 발생한다. 게다가, 방법은 제1 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 제1 출력 신호를 생성하는 단계; 및 제2 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 제2 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
제5 양상에서, 본 명세서는, 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때 컴퓨팅 장치로 하여금 제4 양상을 참조하여 설명된 바와 같은 임의의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터-판독가능 명령들을 설명한다.
제6 양상에서, 본 명세서는 불연성 에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품을 포함하는 부품들의 키트를 설명하며, 여기서 불연성 에어로졸 생성 시스템은 앞서 설명된 제1 양상의 특징들 중 임의의 특징을 포함하는 장치 또는 앞서 설명된 제2 양상의 특징들 중 임의의 특징을 포함하는 시스템을 포함한다. 물품은 예를 들어 에어로졸 생성 재료를 포함하는 제거 가능한 물품일 수 있다.
제7 양상에서, 본 명세서는 장치로 하여금 적어도 이하의 동작들을 수행하게 하는 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 설명하며, 그 동작들은 (서셉터를 유도 가열하기 위한) 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함하는 공진 회로에 임펄스를 인가하는 동작 ― 인가된 임펄스는 공진 회로의 유도성 엘리먼트와 커패시터 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 각각의 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 출력 신호를 생성하는 동작을 포함한다.
예시적인 실시예들은 이제 이하의 개략적인 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 시스템의 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 불연성 에어로졸 제공 디바이스를 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 불연성 에어로졸 제공 디바이스의 도면이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 불연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품의 도면이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 회로의 블록도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 시스템의 블록도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 예시적인 실시예들의 예시적인 사용들을 도시하는 플롯들이다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 도 10의 알고리즘의 예시적인 사용을 도시하는 플롯이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 13은 도 12의 알고리즘의 예시적인 사용을 도시하는 플롯이다.
도 14 내지 도 16은 예시적인 실시예에 따른 시스템들의 블록도들이다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 18은 도 17의 알고리즘의 예시적인 사용을 보여주는 플롯들이다.
도 19 내지 도 21은 예시적인 실시예들에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도들이다.
도 22 내지 도 24는 예시적인 실시예들에 따른 출력들을 도시하는 플롯들이다.
도 25는 예시적인 실시예에 따른 시스템의 블록도이다.
도 26은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 27은 예시적인 실시예들의 예시적인 사용들을 보여주는 플롯이다.
도 28은 예시적인 실시예에 따른 회로 스위칭 어레인지먼트의 블록도이다.
도 29는 예시적인 실시예에 따른 회로 스위칭 어레인지먼트의 블록도이다.
도 30 및 도 31은 예시적인 실시예들에 따른 알고리즘들을 도시하는 흐름도들이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "전달 시스템"이라는 용어는 사용자에게 물질을 전달하는 시스템들을 포함하는 것으로 의도되며, 전달 시스템은,
시가레트들, 시가릴로들(cigarillos), 시가들(cigars), 및 파이프들 또는 손으로 만(roll-your-own) 또는 직접 만든(make-your-own) 시가레트들을 위한 담배(담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배, 담배 대용품들, 또는 다른 흡연 가능 재료에 기반하든지 간에)와 같은 연소성 에어로졸 제공 시스템들;
에어로졸 재료들의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하는 전자 시가레트들, 담배 가열 제품들 및 하이브리드 시스템들과 같이 에어로졸화 가능 재료를 연소시키지 않고 에어로졸화 가능 재료로부터 화합물들을 방출하는 불연성 에어로졸 제공 시스템들;
에어로졸화 가능 재료를 포함하고 이러한 불연성 에어로졸 제공 시스템들 중 하나에 사용되도록 구성된 물품들; 및
에어로졸을 형성하지 않고 재료를 사용자에게 전달하는 로젠지들(lozenges), 껌들(gums), 패치들, 흡입성 분말들을 포함하는 물품들, 및 스누스(snus) 및 스누프(snuff)와 같은 무연 담배 제품들과 같은 에어로졸이 없는 전달 시스템들을 포함하며, 재료는 니코틴을 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다.
본 개시내용에 따르면, "연소성" 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸 제공 시스템(또는 이의 컴포넌트)의 구성 에어로졸화 가능 재료가 사용자에게 전달을 가능하게 하도록 연소 또는 발화되는 시스템이다.
본 개시내용에 따르면, "불연성" 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸 제공 시스템(또는 이의 컴포넌트)의 구성 에어로졸화 가능 재료가 사용자에게 전달을 가능하게 하도록 연소 또는 발화되지 않는 시스템이다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 전달 시스템은 동력(powered) 불연성 에어로졸 제공 시스템과 같은 불연성 에어로졸 제공 시스템이다.
일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 시스템은 베이핑 디바이스(vaping device) 또는 전자 니코틴 전달 시스템(END)으로서 또한 알려진 전자 시가레트이지만, 에어로졸화 가능 재료에 니코틴이 존재하는 것은 필수 조건이 아니라는 점이 유의된다.
일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 시스템은 비연소식 가열(heat-not-burn) 시스템으로서 또한 알려진 담배 가열 시스템이다.
일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸화 가능 재료들의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하기 위한 하이브리드 시스템이며, 에어로졸화 가능 재료들 중 하나 또는 복수가 가열될 수 있다. 에어로졸화 가능 재료들 각각은 예를 들어 고체, 액체 또는 겔 형태일 수 있고, 니코틴을 보유하거나 보유하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 하이브리드 시스템은 액체 또는 겔 에어로졸화 가능 재료, 및 고체 에어로졸화 가능 재료를 포함한다. 고체 에어로졸화 가능 재료는 예를 들어 담배 또는 비담배 제품을 포함할 수 있다.
전형적으로, 불연성 에어로졸 제공 시스템은 불연성 에어로졸 제공 디바이스 및 불연성 에어로졸 제공 시스템과 함께 사용하기 위한 물품을 포함할 수 있다. 그러나, 에어로졸 생성 컴포넌트에 전력을 공급하기 위한 수단을 자체적으로 포함하는 물품들은 자체적으로 불연성 에어로졸 제공 시스템을 형성할 수 있는 것으로 예상된다.
일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 디바이스는 전력 소스 및 제어기를 포함할 수 있다. 전력 소스는 전기 전력 소스 또는 발열 전력 소스일 수 있다. 일 실시예에서, 발열 전력 소스는 열의 형태의 전력을 에어로졸화 가능 재료에 분배하거나 또는 발열 전력 소스에 근접하게 열 전달 재료를 분배하도록 에너지가 제공될 수 있는 탄소 기재를 포함한다. 일 실시예에서, 발열 전력 소스와 같은 전력 소스는 불연성 에어로졸 제공을 형성하도록 물품에 제공된다.
일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 에어로졸화 가능 재료, 에어로졸 생성 컴포넌트, 에어로졸 생성 영역, 마우스피스, 및/또는 에어로졸화 가능 재료를 수용하기 위한 영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸 생성 컴포넌트는 에어로졸화 가능 재료로부터 하나 이상의 휘발성 물질들을 방출하여 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸화 가능 재료와 상호작용할 수 있는 히터이다. 일 실시예에서, 에어로졸 생성 컴포넌트는 가열 없이 에어로졸화 가능 재료로부터 에어로졸을 생성할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 컴포넌트는, 예를 들어 진동, 기계, 여압(pressurisation) 또는 정전기 수단 중 하나 이상을 통해, 에어로졸화 가능 재료에 열을 인가하지 않고도 에어로졸화 가능 재료로부터 에어로졸을 생성하는 것이 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 에어로졸화 가능 재료는 활성 재료, 에어로졸 형성 재료 및 선택적으로 하나 이상의 기능성 재료들을 포함할 수 있다. 활성 재료는 니코틴(담배 또는 담배 파생품에 선택적으로 보유됨) 또는 하나 이상의 다른 비후각(non-olfactory) 생리학적 활성 재료들을 포함할 수 있다. 비후각 생리학적 활성 재료는 후각 지각 이외의 생리적 반응을 달성하기 위해 에어로졸화 가능 재료에 포함되는 재료이다.
에어로졸 형성 재료는 글리세린, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 에리트리톨, 메조-에리트리톨, 에틸 바닐라레이트, 에틸 라우레이트, 디에틸 수베레이트, 트리에틸 시트레이트, 트리아세틴, 디아세틴 혼합물, 벤질 벤조에이트, 벤질 페닐 아세테이트, 트리부티린, 라우릴 아세테이트, 라우르산, 미리스트산 및 프로필렌 카보네이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나 이상의 기능성 재료들은 향미들, 캐리어들, pH 조절제들, 안정화제들, 및/또는 항산화제들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 에어로졸화 가능 재료 또는 에어로졸화 가능 재료를 수용하기 위한 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품은 마우스피스를 포함할 수 있다. 에어로졸화 가능 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸화 가능 재료를 저장하기 위한 저장 영역일 수 있다. 예를 들어, 저장 영역은 저장소일 수 있다. 일 실시예에서, 에어로졸화 가능 재료를 수용하기 위한 영역은 에어로졸 생성 영역과 분리되거나 이와 결합될 수 있다.
본원에서 에어로졸 생성 재료로 또한 지칭될 수 있는 에어로졸화 가능 재료는 예를 들어 임의의 다른 방식으로 가열, 조사 또는 에너지 공급될 때 에어로졸을 생성할 수 있는 재료이다. 에어로졸화 가능 재료는 예를 들어 니코틴 및/또는 가향제들을 보유하거나 또는 보유하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 겔 형태일 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어로졸화 가능 재료는 "모놀리식 고체"(즉, 비-섬유질)로서 대안적으로 지칭될 수 있는 "비정질 고체"를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 비정질 고체는 건조 겔일 수 있다. 비정질 고체는 액체와 같은 일부 유체를 내부에 유지할 수 있는 고체 재료이다.
에어로졸화 가능 재료는 기재 상에 존재할 수 있다. 기재는 예를 들어 종이, 카드, 판지, 카드보드, 재생 에어로졸화 가능 재료, 플라스틱 재료, 세라믹 재료, 복합 재료, 유리, 금속 또는 금속 합금이거나 이를 포함할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 10으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(10)은 직류(DC) 전압 공급장치(11)의 형태의 전력 소스, 스위칭 어레인지먼트(13), 공진 회로(14), 서셉터 어레인지먼트(16) 및 제어 회로(18)를 포함한다. 스위칭 어레인지먼트(13) 및 공진 회로(14)는 유도성 가열 어레인지먼트(12)에서 함께 커플링될 수 있다.
공진 회로(14)는 캐패시터, 및 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해 서셉터 어레인지먼트(16)를 유도 가열하기 위한 하나 이상의 유도성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 재료를 가열하면, 이에 의해 에어로졸이 생성될 수 있다.
스위칭 어레인지먼트(13)는 교류 전류가 DC 전압 공급장치(11)로부터 생성되는 것을 가능하게 할 수 있다. 교류 전류는 하나 이상의 유도성 엘리먼트들을 통해 흐를 수 있고, 서셉터 어레인지먼트(16)의 가열을 야기할 수 있다. 스위칭 어레인지먼트는 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 예시적인 DC-AC 변환기들은 H-브리지 또는 인버터 회로들을 포함하며, 이의 예들은 아래에서 논의된다. 의사 AC 신호를 생성하는 DC 전압 공급장치(11)의 제공은 필수 특징이 아니며; 예를 들어 제어 가능한 AC 공급장치 또는 AC-AC 변환기가 제공될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, AC 입력은 (이를테면, 주 공급장치 또는 인버터로부터) 제공될 수 있다.
스위칭 어레인지먼트(13) 및 공진 회로(14)의 예시적인 어레인지먼트들은 아래에서 더 상세히 논의된다.
시스템(10)의 DC 전압 공급장치(11)가 모든 예시적인 실시예들에 필수적인 것은 아니라는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, AC 입력은 (이를테면, 주 공급장치 또는 인버터로부터) 제공되어야 한다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 20으로 표시된 불연성 에어로졸 제공 디바이스를 도시한다. 도 2는 외부 커버를 갖는 에어로졸 제공 디바이스(20A)의 사시도이다. 에어로졸 제공 디바이스(20A)는 에어로졸 제공 디바이스(20A)에 삽입될 수 있는 교체 가능한 물품(21)을 포함하여, (아래에서 추가로 논의되는 바와 같이 교체 가능한 물품(21) 내에 포함될 수 있는) 서셉터의 가열을 가능하게 할 수 있다. 에어로졸 제공 디바이스(20A)는 에어로졸 제공 디바이스(20A)를 스위치-온 또는 스위치-오프하기 위해 사용될 수 있는 활성화 스위치(22)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 외부 커버가 제거된 에어로졸 제공 디바이스(20B)를 도시한다. 에어로졸 생성 디바이스(20B)는 물품(21), 활성화 스위치(22), 복수의 유도성 엘리먼트들(23a, 23b 및 23c), 및 하나 이상의 에어 튜브 확장기들(24 및 25)을 포함한다. 하나 이상의 에어 튜브 확장기들(24 및 25)은 선택적일 수 있다.
복수의 유도성 엘리먼트들(23a, 23b 및 23c)은 각각 공진 회로(14)와 같은 공진 회로의 일부를 형성할 수 있다. 유도성 엘리먼트(23a)는 나선형 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 일 예에서, 나선형 인덕터 코일은 나선형 인덕터 코일을 제공하기 위해 나선 형식으로 권취되는 Litz 와이어/케이블로 만들어진다. 인쇄 회로 기판 내에 형성된 인덕터들과 같은 많은 대안적인 인덕터 형성들이 가능하다. 유도성 엘리먼트들(23b 및 23c)은 유도성 엘리먼트(23a)와 유사할 수 있다. 3개의 유도성 엘리먼트들(23a, 23b 및 23c)의 사용은 모든 예시적인 실시예들에 필수적인 것은 아니다. 따라서, 에어로졸 생성 디바이스(20)는 하나 이상의 유도성 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
서셉터는 물품(21)의 일부로서 제공될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 에어로졸 생성 디바이스(20)에 물품(21)이 삽입될 때, 물품(21)의 삽입에 의해 에어로졸 생성 디바이스(20)가 턴-온(turn-on)될 수 있다. 이는, 예를 들어, 적절한 센서(예컨대, 광센서)를 사용하거나, 또는 서셉터가 물품(21)의 일부를 형성하는 경우들에서는 공진 회로(14)를 사용하여 서셉터의 존재를 검출함으로써, 에어로졸 생성 디바이스에서의 물품(21)의 존재를 검출하기 때문일 수 있다. 에어로졸 생성 디바이스(20)가 턴-온될 때, 유도성 엘리먼트들(23)은 물품(21)으로 하여금 서셉터를 통해 유도 가열되게 할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 서셉터는 에어로졸 생성 디바이스(20)의 일부로서 (예를 들어, 물품(21)을 수용하기 위한 홀더의 일부로서) 제공될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 불연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한 물품의 도면이며, 이 물품은 일반적으로 참조 번호 30으로 표시된다. 물품(30)은 도 2 및 도 3을 참조로 하여 앞서 설명된 교환가능 물품(21)의 예이다.
물품(30)은 마우스피스(31), 및 마우스피스(31)에 연결된 에어로졸 생성 재료(33)(본 경우에서는 담배 재료)의 실린더형 로드를 포함한다. 에어로졸 생성 재료(33)는 본원에서 설명되는 바와 같이, 예를 들어 에어로졸 생성 디바이스(20)와 같은 불연성 에어로졸 생성 디바이스 내에서, 가열될 때 에어로졸을 제공한다. 에어로졸 생성 재료(33)는 래퍼(wrapper)(32)로 래핑된다(wrapped). 래퍼(32)는 예를 들어 종이 또는 페이퍼-백(paper-backed) 포일 래퍼일 수 있다. 래퍼(32)는 공기에 대해 실질적으로 불투과성일 수 있다.
일 실시예에서, 래퍼(32)는 알루미늄 포일을 포함한다. 알루미늄 포일은 에어로졸 생성 재료(33) 내에서 에어로졸 형성을 향상시키는데 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 일 예에서, 알루미늄 포일은 약 6㎛의 두께를 갖는 금속 층을 갖는다. 알루미늄 포일은 종이 뒤판을 가질 수 있다. 그러나, 대안적인 어레인지먼트들에서, 알루미늄 포일은 다른 두께들, 예를 들어 4μm 내지 16μm의 두께를 가질 수 있다. 알루미늄 포일은 또한 종이 뒤판을 가질 필요가 없지만, 예를 들어 포일에 적절한 인장 강도를 제공하는데 도움이 되도록 다른 재료들로 형성된 뒤판을 가질 수 있거나 또는 뒤판 재료를 갖지 않을 수 있다. 알루미늄 이외의 금속 층들 또는 포일들이 또한 사용할 수 있다. 더욱이, 그러한 금속 층들이 물품(30)의 일부로서 제공되는 것이 필수적이지는 않으며; 예를 들어, 그러한 금속 층이 장치(20)의 일부로서 제공될 수 있다.
본원에서 에어로졸 생성 기재(33)로서 또한 지칭되는 에어로졸 생성 재료(33)는 적어도 하나의 에어로졸 형성 재료를 포함한다. 본 예에서, 에어로졸 형성 재료는 글리세롤이다. 대안적인 예들에서, 에어로졸 형성 재료는 또한 본원에서 설명된 바와 같은 다른 재료 또는 이들의 조합일 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 생성 재료로부터의 향미 화합물들과 같은 화합물들을 소비자에게 전달하는데 도움을 줌으로써 물품의 감각 성능을 향상시키는 것으로 밝혀졌다.
도 4에 도시된 바와 같이, 물품(30)의 마우스피스(31)는 에어로졸 생성 기재(33)에 인접한 업스트림 단부(31a) 및 에어로졸 생성 기재(33)로부터 먼 쪽에 있는 다운스트림 단부(31b)를 포함한다. 에어로졸 생성 기재는 담배를 포함할 수 있지만, 대안들이 가능하다.
본 예에서, 마우스피스(31)는 중공 관형 엘리먼트(34)의 상류에 있는, 본 예에서는 중공 관형 엘리먼트(34)의 근처에 있으면서 그것과 인접 관계에 있는 재료 본체(36)를 포함한다. 재료 본체(36) 및 중공 관형 엘리먼트(34) 각각은 실질적으로 원통형인 전체 외부 형상을 정의하고, 공통 길이방향 축을 공유한다. 재료 본체(36)는 제1 플러그 랩(37)으로 래핑된다. 제1 플러그 랩(37)은 50gsm 미만, 이를테면 약 20gsm 내지 40gsm의 평량을 가질 수 있다.
본 예에서, 중공 관형 엘리먼트(34)는 제1 중공 관형 엘리먼트(34)이고, 마우스피스는 제1 중공 관형 엘리먼트(34)의 상류에 있으며 냉각 엘리먼트로서 또한 지칭되는 제2 중공 관형 엘리먼트(38)를 포함한다. 본 예에서, 제2 중공 관형 엘리먼트(38)는 재료 본체(36)의 상류에 있고, 그것의 근처에 있으면서 그것과 인접 관계에 있다. 재료 본체(36) 및 제2 중공 관형 엘리먼트(38) 각각은 실질적으로 원통형인 전체 외부 형상을 정의하고, 공통 길이방향 축을 공유한다. 제2 중공 관형 엘리먼트(38)는 관형 엘리먼트(38)를 형성하기 위해 버티드 이음매(butted seam)들로 평행하게 권취되는 복수의 종이 층들로 형성된다. 본 예에서, 제1 및 제2 종이 층들은 2겹 튜브로 제공되지만, 다른 예들에서는 3개, 4개 또는 그 초과의 종이 층들은 3개, 4개 또는 그 초과 수의 겹 튜브들을 형성하는데 사용될 수 있다. 나선형으로 권취된 종이 층들, 카드보드 튜브들, papier-mache 타입 프로세스를 사용하여 형성된 튜브들, 성형 또는 압출 플라스틱 튜브들 등과 같은 다른 구성들이 사용될 수 있다. 제2 중공 관형 엘리먼트(38)는 또한 본원에서 설명된 제2 플러그 랩(39) 및/또는 티핑 종이(35)로서 강성 플러그 랩 및/또는 티핑 종이를 사용하여 형성될 수 있는데, 이는 별개의 관형 엘리먼트가 필요치 않다는 것을 의미한다.
제2 중공 관형 엘리먼트(38)는 냉각 세그먼트로서 작용하는, 마우스피스(31) 내의 에어 갭 주위에 위치되어 이를 정의한다. 에어 갭은 에어로졸 생성 재료(33)에 의해 생성된 가열된 휘발 성분들이 흐를 수 있게 하는 챔버를 제공한다. 제2 중공 관형 엘리먼트(38)는 에어로졸 축적을 위한 챔버를 제공하기 위해 중공이지만, 제조 동안 및 물품(21)이 사용되는 동안 발생할 수 있는 축방향 압축력들 및 굽힘 모멘트들에 견디기에 충분히 강성이다. 제2 중공 관형 엘리먼트(38)는 에어로졸 생성 재료(33)와 재료 본체(36) 사이에 물리적 변위를 제공한다. 제2 중공 관형 엘리먼트(38)에 의해 제공되는 물리적 변위는 제2 중공 관형 엘리먼트(38)의 길이에 걸쳐 열 구배를 제공할 것이다.
물론, 물품(30)은 단지 예시로서만 제공된다. 당업자는 본원에서 설명된 시스템들에서 사용될 수 있는 그러한 물품의 많은 대안적인 어레인지먼트들을 알고 있을 것이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 40으로 표시된 회로의 블록도이다. 회로(40)는 포지티브 단자(47) 및 네거티브 (접지) 단자(48)를 포함한다(이들은 앞서 설명된 시스템(10)의 DC 전압 공급장치(11)의 예시적인 구현이다). 회로(40)는 스위칭 어레인지먼트(44)(앞서 설명된 스위칭 어레인지먼트(13)를 구현함)를 포함하고, 여기서 스위칭 어레인지먼트(44)는 브리지 회로(예를 들어, FET H-브리지 회로와 같은 H-브리지 회로)를 포함한다. 스위칭 어레인지먼트(44)는 제1 회로 브랜치(44a) 및 제2 회로 브랜치(44b)를 포함하고, 여기서 제1 회로 브랜치(44a) 및 제2 회로 브랜치(44b)는 공진 회로(49)(앞서 설명된 공진 회로(14)를 구현함)에 의해 커플링될 수 있다. 제1 회로 브랜치(44a)는 스위치들(45a 및 45b)을 포함하고, 제2 회로 브랜치(44b)는 스위치들(45c 및 45d)을 포함한다. 스위치들(45a, 45b, 45c 및 45d)은 전계 효과 트랜지스터(FET)들과 같은 트랜지스터들일 수 있고, 시스템(10)의 제어 회로(18)와 같은 제어기로부터 입력들을 수신할 수 있다. 공진 회로(49)는 공진 회로(49)가 LC 공진 회로일 수 있도록 커패시터(46) 및 유도성 엘리먼트(43)를 포함한다. 회로(40)는 서셉터 등가 회로(42)(이에 의해 서셉터 어레인지먼트(16)를 구현함)를 추가로 도시한다. 서셉터 등가 회로(42)는 예시적인 서셉터 어레인지먼트(16)의 전기 효과를 표시하는 저항 및 유도성 엘리먼트를 포함한다. 서셉터가 존재할 때, 서셉터 어레인지먼트(42) 및 유도성 엘리먼트(43)는 변압기(41)로서 작용할 수 있다. 변압기(41)는 회로(40)가 전력을 수신할 때 서셉터가 가열되도록 가변 자기장을 발생할 수 있다. 서셉터 어레인지먼트(16)가 유도성 어레인지먼트에 의해 가열되는 가열 동작 동안, 스위칭 어레인지먼트(44)는 (예를 들어, 제어 회로(18)에 의해) 구동되어, 제1 및 제2 브랜치들 각각은 교류 전류가 공진 회로(14)를 통과하도록 교대로 커플링된다. 공진 회로(14)는 서셉터 어레인지먼트(16)에 부분적으로 기반한 공진 주파수를 가질 것이며, 제어 회로(18)는 공진 주파수 또는 공진 주파수에 가까운 주파수에서 스위칭하도록 스위칭 어레인지먼트(44)를 제어하도록 구성될 수 있다. 스위칭 회로를 공진에서 또는 거의 공진에서 구동시키면, 효율성이 개선되고, 스위칭 엘리먼트들에서 손실되는 에너지(이는 스위칭 엘리먼트들의 불필요한 가열을 유발함)가 감소된다. 알루미늄 포일을 포함하는 물품(21)이 가열되는 예에서, 스위칭 어레인지먼트(44)는 약 2.5MHz의 주파수에서 구동될 수 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 주파수는 예를 들어 500kHz 내지 4MHz 사이의 임의의 위치에 있을 수 있다.
서셉터는 교류 자기장과 같은 가변 자기장의 침투로 가열 가능한 재료이다. 가열 재료는 전기 전도성 재료일 수 있으며, 이 가열 재료에의 가변 자기장의 침투는 가열 재료의 유도 가열을 유발한다. 가열 재료는 자기 재료일 수 있으며, 이에 따라 가열 재료에의 가변 자기장의 침투는 가열 재료의 자기 히스테리시스 가열을 유발한다. 가열 재료는 전기 전도성 재료 및 자기 재료 둘 모두일 수 있으며, 이에 따라 가열 재료는 가열 메커니즘들 둘 모두에 의해 가열가능하다.
유도 가열은 가변 자기장을 전기 전도성 물체에 침투시킴으로써 전기 전도성 물체가 가열되는 프로세스이다. 이 프로세스는 패러데이의 유도 법칙과 옴의 법칙에 의해 설명된다. 유도 히터는 교류 전류와 같은 가변 전류를 전자석을 통해 통과시키기 위한 전자석 및 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석에 의해 발생된 결과적인 가변 자기장이 가열될 물체에 침투하도록 전자석 및 가열될 물체가 적절하게 상대적으로 포지셔닝될 때, 하나 이상의 와전류들이 그 물체 내에서 생성된다. 그 물체는 전류들의 흐름에 대한 저항을 갖고 있다. 따라서, 이러한 와전류들이 물체에서 생성될 때, 물체의 전기 저항에 대한 와전류들의 흐름으로 물체가 가열된다. 이러한 프로세스는 줄(Joule), 오믹(ohmic) 또는 저항 가열로 불린다. 유도 가열될 수 있는 물체는 서셉터로 알려져 있다.
일 실시예에서, 서셉터는 폐쇄 회로의 형태이다. 일부 실시예들에서, 서셉터가 폐쇄 회로의 형태일 때, 사용중인 전자석과 서셉터 사이의 자기 결합이 향상되며, 이는 결국 더 큰 또는 개선된 줄 가열을 초래한다는 것이 밝혀졌다.
자기 히스테리시스 가열은 자성 재료로 만들어진 물체에 가변 자기장을 침투시킴으로써 그 물체가 가열되는 프로세스이다. 자기 재료는 많은 원자 규모(atomic-scale)의 자석들 또는 자기 쌍극자들을 포함하는 것으로 고려될 수 있다. 자기장이 이러한 재료에 침투할 때, 자기 쌍극자들은 자기장과 정렬된다. 따라서, 예를 들어 전자석에 의해 발생된 교류 자기장과 같은 가변 자기장이 자기 재료에 침투할 때, 자기 쌍극자들의 배향은 인가된 가변 자기장에 따라 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재배향은 자성 재료에 열이 생성되게 한다.
물체가 전기 전도성과 자성 둘 모두를 가질 때, 가변 자기장이 물체에 침투하면, 물체에서 줄 가열과 자기 히스테리시스 가열 둘 모두가 유발될 수 있다. 더욱이, 자기 재료의 사용은 자기장을 강화할 수 있으며, 이는 줄 가열을 강화할 수 있다.
앞의 프로세스들 각각에서, 외부 열 소스에 의한 열 전도에 의해서 보다는 물체 자체 내부에서 열이 생성되기 때문에, 특히 적합한 물체 재료 및 기하학적 구조, 및 물체에 대한 적절한 가변 자기장 크기 및 배향의 선택을 통해, 물체 내부에서의 급격한 온도 상승과 보다 균일한 열 분포가 달성될 수 있다. 더욱이, 유도 가열 및 자기 히스테리시스 가열은 가변 자기장의 소스와 물체 사이에 물리적 연결이 제공될 필요가 없기 때문에, 가열 프로파일에 대한 설계 자유도 및 제어가 더 클 수 있고, 비용이 더 낮을 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 60으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(60)은 앞서 설명된 시스템(10)의 공진 회로(14) 및 서셉터(16)를 포함한다. 시스템은 임펄스 생성 회로(62) 및 임펄스 응답 프로세서(64)를 더 포함한다. 임펄스 생성 회로(62) 및 임펄스 응답 프로세서(64)는 시스템(10)의 제어 회로(18)의 일부로서 구현될 수 있다.
임펄스 생성 회로(62)는 포지티브 전압 소스와 네거티브 전압 소스 사이를 스위칭함으로써 임펄스를 생성하기 위해 제1 스위칭 어레인지먼트(예를 들어, H-브리지 회로)를 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하여 앞서 설명된 스위칭 어레인지먼트(44)가 사용될 수 있다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 임펄스 생성 회로(62)는 (스위칭 어레인지먼트가 접지되도록) 스위치들(45b 및 45d) 둘 모두가 온(ON)이고 스위치들(45a 및 45b)이 오프(OFF)인 상태로부터 제1 및 제2 회로 브랜치들(44a 및 44b) 중 하나의 스위치 상태들이 반전되는 상태로 스위치 어레인지먼트(44)의 FET들의 스위칭 상태들을 변경함으로써 임펄스를 생성할 수 있다. 임펄스 생성 회로(62)는 대안적으로 펄스 폭 변조(PWM) 회로를 사용하여 제공될 수 있다. 다른 임펄스 생성 어레인지먼트들이 또한 가능하다.
임펄스 응답 프로세서(64)는 임펄스 응답에 기반하여 공진 회로(14) 및 서셉터(16)의 하나 이상의 성능 메트릭들(또는 특성들)을 결정할 수 있다. 이러한 성능 메트릭들은 물품(이를테면, 제거 가능한 물품(21))의 속성들, 그러한 물품의 존재 또는 부재, 물품의 타입, 동작 온도 등을 포함한다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 70으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(70)은 시스템(60)의 예시적인 사용을 도시한다.
알고리즘(70)은 (임펄스 생성 회로(62)에 의해 생성된) 임펄스가 공진 회로(14)에 인가되는 동작(72)에서 시작한다. 도 8은, 일반적으로 참조 번호 80으로 표시되며, 동작(72)에서 인가될 수 있는 예시적인 임펄스를 도시하는 플롯이다.
임펄스는 공진 회로(14)에 인가될 수 있다. 대안적으로, (도 2 및 도 3을 참조하여 앞서 설명된 불연성 에어로졸 어레인지먼트(20)와 같은) 다수의 유도성 엘리먼트들을 갖는 시스템들에서, 임펄스 생성 회로(62)는 복수의 공진 회로들 중 하나를 선택할 수 있으며, 각각의 공진 회로는 커패시터 및 서셉터를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트를 포함하며, 인가된 임펄스는 선택된 공진 회로의 유도성 엘리먼트와 커패시터 사이에 임펄스 응답을 유도한다.
동작(74)에서, 동작(72)에서 인가된 임펄스에 대한 응답으로 생성되는 임펄스 응답에 기반하여 출력이 (임펄스 응답 프로세서(64)에 의해) 생성된다. 도 9는, 일반적으로 참조 번호 90으로 표시되며, 임펄스(80)에 대한 응답으로 임펄스 응답 프로세서(64)에서 수신될 수 있는 예시적인 임펄스 응답을 도시하는 플롯이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 임펄스 응답은 링잉 공진의 형태를 취할 수 있다. 임펄스 응답은 공진 회로(14)의 인덕터(들)와 커패시터 사이의 전하 바운싱(charge bouncing)의 결과이다. 하나의 어레인지먼트에서, 서셉터의 가열이 결과로서 유발되지 않는다. 즉, 서셉터의 온도는 (예를 들어, 임펄스를 인가하기 전의 온도의 ±1℃ 또는 ±0.1℃ 이내에서) 실질적으로 일정하게 유지된다.
(임펄스 응답의 주파수 및/또는 감쇠율과 같은) 임펄스 응답의 속성들 중 적어도 일부는 임펄스가 인가되는 시스템에 관한 정보를 제공한다. 따라서, 아래에서 더 논의되는 바와 같이, 시스템(60)은 임펄스가 인가되는 시스템의 하나 이상의 속성들을 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 결함 상태들, 삽입된 물품(21)의 속성들, 그러한 물품의 존재 또는 부재, 물품(21)이 진짜인지 여부, 동작 온도 등과 같은 하나 이상의 성능 속성들은 임펄스 응답으로부터 유도된 출력 신호에 기반하여 결정될 수 있다. 시스템(60)은 예를 들어 서셉터 어레인지먼트(16)의 가열을 수행하기 위해 시스템(10)을 사용하여 추가 액션들을 수행하기 위해서 (또는 원하는 경우 추가 액션들을 방지하기 위해) 시스템의 결정된 하나 이상의 속성들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 결정된 동작 온도에 기반하여, 시스템(60)은 서셉터 어레인지먼트의 추가 가열을 야기하기 위해 유도 어레인지먼트에 어떤 레벨의 전력이 공급되어야 하는지 또는 전력이 조금이라도 공급되어야 하는지 여부를 선택할 수 있다. 물품(21)이 진짜인지 여부를 결정하는 것 또는 결함 상태들과 같은 일부 성능 속성들의 경우에, (임펄스 응답을 사용하여 측정되는) 시스템의 측정된 속성은 속성에 대한 예상 값 또는 값들의 범위와 비교될 수 있으며, 시스템(60)에 의해 취해진 액션들은 그 비교의 결과에 기반하여 수행된다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 100으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(100)의 동작(102)에서, 임펄스는 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가된다. 동작(104)에서, 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된 제1 임펄스 응답까지의 시간은 임펄스 응답 프로세서(64)에 의해 결정된다. 마지막으로, 동작(106)에서, (제1 임펄스 응답까지의 시간에 기반하여) 출력이 생성된다.
도 11은 알고리즘(100)의 예시적인 사용을 도시하는, 일반적으로 참조 번호(110)로 표시된 플롯이다. 플롯(110)은 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가되는 임펄스(112)를 도시한다. 임펄스(112)의 인가는 알고리즘(100)의 동작(102)을 구현한다. 임펄스 응답(114)은 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된다. 임펄스(112)는 측정 지속기간 동안 (플롯(110)에서 높은) 그것의 최종 상태로 유지될 수 있지만, 이것은 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 하이-로우 임펄스가 인가될 수 있다(그리고 이후 로우로 유지될 수 있다).
임펄스 응답 프로세서(64)는 임펄스 응답(114)의 에지들을 표시하는 신호(116)를 생성한다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 신호(116)는 비교기에 의해 생성될 수 있고, 에지의 발생과 신호의 생성 사이에 지연이 존재할 수 있다. 일관성이 있는 경우에, 그 지연은 프로세싱에 중요하지 않을 수 있다.
알고리즘(100)의 동작(104)에서, 제1 임펄스 응답까지의 시간이 결정된다. 그 시간은 임펄스(112)와 신호(116)의 첫 번째 상승 사이의 시간이다. 예시적인 시간은 도 11에서 화살표(118)로 표시된다.
알고리즘(100)의 동작(106)에서, 결정된 시간 기간(118)에 기반하여 출력이 생성된다. 일부 실시예들에서, 시간 기간(118)은 온도에 의존한다. 따라서, 동작(106)에서 생성된 출력은 온도 추정치를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 120으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(120)의 동작(122)에서, 임펄스는 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가된다. 따라서, 동작(122)은 앞서 설명된 동작(102)과 동일하다.
알고리즘(120)의 동작(124)에서, 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된 임펄스 응답의 기간은 임펄스 응답 프로세서(64)에 의해 결정된다. 마지막으로, 동작(126)에서, (결정된 임펄스 응답 기간에 기반하여) 출력이 생성된다.
도 13은 알고리즘(120)의 예시적인 사용을 도시하는, 일반적으로 참조 번호(130)로 표시된 플롯이다. 플롯(130)은 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가되는 임펄스(132)를 도시한다. 임펄스(132)의 인가는 알고리즘(100)의 동작(122)을 구현한다. 임펄스 응답(134)은 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된다. 임펄스(132)는 측정 지속기간 동안 (플롯(130)에서 높은) 그것의 최종 상태로 유지될 수 있지만, 이것은 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 하이-로우 임펄스가 인가될 수 있다(그리고 이후 로우로 유지될 수 있다).
임펄스 응답 프로세서(64)는 임펄스 응답(134)의 에지들을 표시하는 신호(136)를 생성한다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 신호(136)는 비교기에 의해 생성될 수 있고, 에지의 발생과 신호의 생성 사이에 지연이 존재할 수 있다. 일관성이 있는 경우에, 그 지연은 프로세싱에 중요하지 않을 수 있다.
알고리즘(120)의 동작(124)에서, 임펄스 응답의 기간이 결정된다. 예시적인 기간은 도 13에서 화살표(138)로 표시된다.
알고리즘(100)의 동작(126)에서, 결정된 기간(138)에 기반하여 출력이 생성된다. 따라서, 출력 신호는 임펄스의 첫 번째 에지와 나중에 임펄스 응답의 하나의 완전한 사이클인 두 번째 에지로부터의 시간 기간에 기반한다. 따라서, 출력 신호는 출력 신호가 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타내도록 임펄스 응답의 전압 발진들의 시간 기간들에 의존한다.
일부 실시예들에서, 기간(138)은 온도에 의존한다. 하나의 예시적인 구현에서, 섭씨 250도의 온도 변화는 13ns의 기간(138)의 변화를 초래했다. 따라서, 동작(126)에서 생성된 출력은 측정된 기간에 기반하여 서셉터(16)의 온도 추정치를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 즉, (본 예에서 신호(136)로부터 결정되는) 임펄스 응답(134)의 기간(138)은 예를 들어 미리 결정된 룩업 테이블의 사용에 의해 서셉터(16)의 온도를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른, 일반적으로 참조 번호 140으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(140)은 앞서 설명된 알고리즘들(100 및 120)의 동작들(106 및 126)을 구현하는데 사용될 수 있다.
시스템(140)은 에지 검출 회로(142), 전류 소스(143) 및 샘플-앤-홀드 회로(sample-and-hold circuit)(144)를 포함한다.
에지 검출 회로(142)는 앞서 설명된 임펄스 응답 신호들(114 및 134)과 같은 신호들의 에지들을 결정하는데 사용될 수 있다. 따라서, 에지 검출 회로(142)는 앞서 설명된 신호들(116, 136)을 생성할 수 있다. 에지 검출 회로(142)는 예를 들어 비교기 또는 일부 유사한 회로를 사용하여 구현될 수 있다.
에지 검출 회로(142)는 전류 소스(143)에 인에이블 신호를 제공한다. 일단 인에이블되면, 전류 소스(143)는 출력(이를테면, 커패시터에 걸친 전압 출력)을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 전류 소스(143)는 리셋 입력으로서 작용하는 방전 입력을 갖는다. 전류 소스 출력은 에지 검출 회로(142)의 출력이 전류 소스(143)를 인에이블한 이후로부터의 시간 지속기간을 표시하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 전류 소스 출력은 시간 지속기간(예를 들어, 펄스 지속기간)의 표시로 사용될 수 있다.
샘플-앤-홀드 회로(144)는 특정 시간에 전류 소스(143)의 출력에 기반하여 출력 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 샘플-앤-홀드 회로(144)는 기준 입력을 가질 수 있다. 샘플-앤-홀드 회로(144)는 커패시터 전압을 디지털 출력으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)로서 사용될 수 있다. 다른 시스템들에서는, 전압계와 같은 임의의 다른 적절한 전자 컴포넌트들이 전압을 측정하기 위해 사용될 수 있다.
시스템(140)은 알고리즘(100)의 예시적인 구현에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 에지 검출 회로(142)는 임펄스 응답(114)의 에지를 검출하여, 신호(116)를 생성할 수 있다. 에지 검출 회로는 신호(116)가 생성될 때까지 임펄스가 생성될 때 전류 소스(143)를 인에이블할 수 있다. 따라서, 에지 검출 회로(142)는 공진 회로(14)에 대한 임펄스의 인가 사이의 전파 지연을 결정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 전류 소스는 도 11에 표시된 시간 기간(118) 동안 인에이블될 수 있다. 따라서 샘플-앤-홀드 회로(144)의 출력은 시간 기간(118)에 의존할 수 있다.
유사하게, 시스템(140)은 알고리즘(120)의 구현에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 에지 검출 회로(142) 임펄스 응답(134)의 에지들을 성공적으로 검출하여, 신호(136)를 생성할 수 있다. 에지 검출 회로는 2개의 에지들 사이의 기간 동안 전류 소스(143)를 인에이블할 수 있다. 따라서, 전류 소스는 도 13에 표시된 시간 기간(138) 동안 인에이블될 수 있다. 따라서 샘플-앤-홀드 회로(144)의 출력은 시간 기간(138)에 의존할 수 있다.
시스템(140)은 통합형 CTMU(충전 시간 측정 유닛)와 같은 CTMU(충전 시간 측정 유닛)를 사용하여 구현될 수 있다.
도 15는 예시적인 실시예들에 따른, 일반적으로 참조 번호 150으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(150)은 예시적인 실시예들에서 사용될 수 있는 CTMU의 특징들을 보여준다.
시스템(150)은 기준 전압 생성기(151), 비교기(152), 에지 검출 모듈(153), 전류 소스 제어기(154), 정전류 소스(155), 데이터 버스에 데이터 출력(157)을 제공하는 아날로그-디지털 변환기(156), 및 외부 커패시터(158)를 포함한다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 전압 생성기(151), 비교기(152) 및 에지 검출 모듈(153)은 앞서 설명된 에지 검출 회로(142)를 구현하는데 사용될 수 있고, 전류 소스 제어기(154) 및 정전류 소스(155)는 앞서 설명된 전류 소스(143)를 구현하는데 사용될 수 있으며, 아날로그-디지털 변환기(156)는 앞서 설명된 샘플-앤-홀드 회로(144)를 구현하는데 사용될 수 있다.
앞서 설명된 동작들(104 및 124)에서 생성된 임펄스 응답들은 비교기(152)의 입력에 제공되며, 여기서 임펄스 응답은 기준 전압 생성기(151)의 출력과 비교된다. 비교기는 임펄스 응답이 기준 전압보다 더 클 때 논리적 하이 신호를 출력하고, 임펄스 응답이 기준 전압보다 작을 때 논리적 로우 신호를 출력할 수 있다(이의 반대의 경우도 가능하다). 비교기(152)의 출력은 에지 검출 회로(153)의 입력(IN2)으로 공급된다. 에지 검출 회로(153)의 다른 입력(IN1)은 펌웨어 제어 입력이다. 에지 검출 회로(153)(이는 단순히 선택 가능한 RS 플립플롭일 수 있음)는 비교기(152)의 출력에서 에지들의 식별에 의존하여 인에이블 신호를 생성한다. 에지 검출 회로(153)는 검출될 에지들의 특질(예를 들어, 상승 또는 하강 에지들, 첫 번째 에지들 등)이 표시될 수 있도록 프로그래밍될 수 있다.
인에이블 신호는 전류 소스 제어기(154)에 대한 입력으로서 제공된다. 인에이블될 때, 전류 소스 제어기(154)는 외부 커패시터(158)를 충전하는데 사용되는 (정전류 소스(155)로부터의) 전류를 인가한다. 전류 소스 제어기에 대한 방전 입력은 외부 커패시터(158)를 방전하는데 사용될 수 있다(그리고 커패시터에 저장된 전하를 베이스라인 값으로 효과적으로 리셋한다).
아날로그-디지털 변환기(156)는 외부 커패시터(158)에 걸친 전압을 결정하는데 사용되며, 이 전압은 데이터 출력(157)을 제공하는데 사용된다. 이러한 방식으로, 시스템(150)은 식별된 에지에서 초기화되고 제2 에지가 식별될 때 종료되는 전압 램프를 제공한다.
도 16은 예시적인 실시예들에 따른, 일반적으로 참조 번호 160으로 표시된 신호 컨디셔닝 회로와 같은 회로의 블록도이다. 회로(160)는 비교기(152)가 기준 전압 생성기(151)의 출력과 임펄스 응답을 정확하게 비교할 수 있도록 임펄스 응답에 오프셋을 제공하는데 사용될 수 있다. 오프셋은 예를 들어 비교기 회로(152)의 임계 레벨이 오프셋 펄스 응답의 중간-지점에 있도록 프로그래밍될 수 있다.
신호 컨디셔닝 회로(160)는 적어도 3가지 목적들을 갖는다. 제1 목적은 전압 스파이크들로부터의 보호를 제공하는 것이다. 이는 다이오드들의 중간-지점들과 출력 사이의 저항기(도시안됨) 및 적층된 다이오드들에 의해 달성된다. 제2 목적은 신호 디커플링을 제공하는 것이며; 이는 회로(160)의 입력에 있는 커패시터의 목적이다. 제3 목적은, 앞서 설명한 바와 같이, 비교기가 임펄스 응답의 중간-지점에서 트리거하도록 보장하기 위해 임펄스 응답의 오프셋 전압을 비교기(152)의 입력의 그것과 매칭하도록 세팅하는 것이다. 이는 저항기들(R1 및 R2)을 사용하여 달성된다.
알고리즘들(100 및 120)은 본원에서 설명되는 원리들에 따른 많은 예시적인 알고리즘들 중 2개의 알고리즘들이다. 일부 실시예들에서, 알고리즘(100)은 정확하지 않을 수 있다. 더욱이, 일부 실시예들에서, 알고리즘(120)은 긴 시간 결정을 필요로 할 수 있으며, 이는 디지털 출력의 이용가능한 분해능을 감소시킬 수 있다. 도 17은 시스템(60)의 다른 예시적인 사용에 따른, 일반적으로 참조 번호 170으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
알고리즘(170)의 동작(171)에서, 제1 임펄스는 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가된다. 동작(172)에서, 제1 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된 임펄스 응답의 제1 임펄스 응답 기간은 임펄스 응답 프로세서(64)에 의해 결정된다.
동작(173)에서, 제2 임펄스는 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가된다. 동작(174)에서, 제2 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된 임펄스 응답의 제2 임펄스 응답 기간은 임펄스 응답 프로세서(64)에 의해 결정된다.
마지막으로, 동작(175)에서, 추정된 임펄스 응답 기간에 기반하여 출력이 생성된다. 추정된 임펄스 응답 기간은 예를 들어 동작 온도를 나타낼 수 있다. 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 추정된 임펄스 응답 기간은 동작들(172 및 174)에서 결정된 시간 기간들로부터 유도된다.
도 18은 일반적으로 참조 번호 180으로 표시된 제1 플롯 및 일반적으로 참조 번호 190으로 표시된 제2 플롯을 도시하며, 이것들은 알고리즘(170)의 예시적인 사용을 보여준다.
플롯(180)은 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가되는 제1 임펄스(181)를 도시한다. 제1 임펄스(181)의 인가는 알고리즘(170)의 동작(171)을 구현한다. 제1 임펄스 응답(182)은 제1 임펄스의 인가에 대한 응답으로 유도된다.
임펄스 응답 프로세서(64)는 제1 임펄스 응답(182)의 에지들을 표시하는 신호(183)를 생성한다. 본원의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이, 신호(183)는 (비교기(152)와 같은) 비교기에 의해 생성될 수 있다.
알고리즘(170)의 동작(172)에서, 제1 임펄스 시간 기간이 결정된다. 제1 시간 응답 기간은 제1 임펄스의 인가 후 제1 대기 기간(184)의 끝에서 시작하고, 관련 임펄스 응답의 임펄스 응답 기간의 끝에서 종료된다. 도 18에서, 제1 응답 시간 기간은 시간(185)에서 시작하여 시간(186)에서 종료되고, 화살표(187)로 표시된다. 제1 시간 기간(187) 동안, 전류 소스(143)가 인에이블되고, 샘플-앤-홀드 회로(144)에서 전압이 생성된다. 그 전압은 참조 번호 188로 표시된다. 라인(188)에 의해 도시된 전압은 시간에 따른 커패시터(158)의 충전에 대응한다(즉, 커패시터(158)의 전하는 정전류의 인가로 인해 시간에 따라 증가한다). 관련 임펄스 응답의 끝에서, 정전류가 더 이상 커패시터(156)에 공급되지 않을 때, 샘플-앤-홀드 회로에서의 전압은 제1 시간 기간(187)을 나타낸다. 제1 시간 기간(187)의 결정은 알고리즘(170)의 동작(172)을 구현한다.
플롯(190)은 임펄스 생성 회로(62)에 의해 공진 회로(14)에 인가되는 제2 임펄스(191)를 도시한다. 제2 임펄스(191)의 인가는 알고리즘(170)의 동작(173)을 구현한다. 제2 임펄스 응답(192)은 제1 임펄스의 인가에 대한 응답으로 유도된다.
임펄스 응답 프로세서(64)는 제2 임펄스 응답(192)의 에지들을 표시하는 신호(193)를 생성한다. 본원의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이, 신호(193)는 (비교기(152)와 같은) 비교기에 의해 생성될 수 있다.
알고리즘(170)의 동작(174)에서, 제2 임펄스 시간 기간이 결정된다. 제1 시간 응답 기간은 제2 임펄스의 인가 후 제2 대기 기간(194)의 끝에서 시작하고, 관련 임펄스 응답의 임펄스 응답 기간의 끝에서 종료된다. 일부 실시예들에서, 제2 대기 기간(194)은 제1 대기 기간(184)과 상이하며, 예를 들어 제1 대기 기간(184)보다 크다. 일부 추가 실시예들에서, 제2 대기 기간(194)은 대기 기간(184)보다 신호(182 또는 192)의 1/f 정도의 크기만큼 더 크다. 이는 예를 들어 경험적 테스트에 기반하여 미리 결정될 수 있다. 도 18에서, 제2 응답 시간 기간은 시간(195)에서 시작하여 시간(196)에서 종료되고, 화살표(197)로 표시된다. 시간 기간(197) 동안, 전류 소스(143)가 인에이블되고, 샘플-앤-홀드 회로(144)에서 전압이 생성된다. 그 전압은 참조 번호 198로 표시된다. 관련 임펄스 응답의 끝에서, 샘플-앤-홀드 회로의 전압은 시간 기간(197)을 나타낸다. 제2 시간 기간(197)의 결정은 알고리즘(170)의 동작(174)을 구현한다.
지연들(184 및 194)은 고정될 수 있고, 하드웨어 구성에 종속되어 이에 의해 결정될 수 있고, 그 다음 그 설계에 대해 고정된 채로 유지될 수 있다. 예를 들어, 지연(184)은 H-브리지가 스위칭할 시간을 갖고 응답 신호의 제1 절반 사이클이 완료할 기회를 갖도록 선택될 수 있다(이는 플롯에 도시된 바와 같이 왜곡된 사이클인 경향이 있다). 지연(194)은 지연(184)과 응답 신호의 예상 기간의 합에 의해 결정될 수 있다.
알고리즘(170)의 동작(175)에서, 추정된 임펄스 응답 기간에 기반하여 출력이 생성된다. 임펄스 응답 기간은 제1 임펄스 시간 기간과 제2 임펄스 시간 기간 간의 차이와 제1 대기 기간과 제2 대기 기간 간의 차이의 합에 기반하여 결정될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 제1 대기 기간(184)이 w1로 표시되고, 제2 대기 기간(194)이 w2로 표시되고, 제1 시간 시간(187)이 t1로 표시되고, 그리고 제2 시간 기간(197)이 t2로 표시되는 경우에, 임펄스 응답 기간은 다음과 같이 주어진다:
Figure pct00001
임펄스 응답 기간(그리고 그에 따른 임펄스 응답 주파수)은 온도에 의존하며, 따라서 (적절한 스케일링으로) 온도 표시로서 사용할 수 있다. 기간이 시간에 따라 (온도 변화에 따라) 변화하지만, 앞서 설명된 추정치를 생성하는데 사용된 연속 펄스들 간의 온도 차이는 무시가능하다는 점에 유의해야 한다.
앞서 언급된 바와 같이, 하나의 예시적인 구현에서, 섭씨 250도의 온도 변화는 13ns의 임펄스 응답 기간(138)의 변화를 초래했다. 그 예에서, 전체 기간은 390ns 정도이었다. 390ns의 기간에서 13ns의 변화를 측정하는 것은 간단하지 않다. 적어도 일부 실시예들에서, 도 17 및 도 18과 관련하여 설명된 예는 특히 데이터 저장이 제한될 때 더 정밀하게 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 대기 기간(184) 및 제2 대기 기간(194)은 CPU의 미리 결정된 수의 명령 사이클들이다. 예를 들어, 제1 대기 기간(184)은 9개의 명령 사이클들일 수 있고, 제2 대기 기간(194)은 14개의 명령 사이클들일 수 있다. 이러한 어레인지먼트는 구현하기 매우 간단하다. 하나의 예시적인 구현에서, 명령 사이클은 62.5ns의 기간을 갖는다. 2.5MHz 시스템에 대한 지연(184)과 지연(194) 간의 차이는 400ns 이하여야 한다. 이는 6개 이하의 명령 사이클들인 것으로 진행될 것이다. (대기 기간들(184 및 194) 각각에 대해) 9개 및 14개의 명령들의 예에서는 5 명령 사이클 차이가 있다. 이는 하나의 예시적인 구현에서 잘 작동하는 것으로 밝혀졌으며, 기간이 변경되는 경우(예를 들어, 가열로 인해 또는 삽입물이 제거됨으로 인해) 시스템이 계속 작동될 수 있게 한다.
도 19는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 260으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(260)은 임펄스가 생성되어 공진 회로(14)에 인가되는 동작(261)에서 시작한다. 동작(262)에서, 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된 임펄스 응답의 감쇠율이 결정된다. 감쇠율은 예를 들어 임펄스가 인가되는 회로에 관한 정보를 결정하는데 사용될 수 있다. 예로서, Q-팩터 측정치 형태의 감쇠율을 동작 온도를 추정하는데 사용될 수 있다. 동작(262)은 도 7의 동작(74)의 예이다. 즉, 감쇠율은 임펄스 응답에 기반한 출력의 예이다.
임펄스 응답들은 임펄스가 인가되는 회로 또는 시스템에 대한 다양한 정보를 추정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 에어로졸 제공 디바이스(20)의 변수들은 임펄스 응답 변수들에 기반하여 추정될 수 있다. 예로서, 이러한 변수들은 동작 온도, 서셉터 및/또는 제거 가능한 물품의 존재 또는 부재, 서셉터 및/또는 제거 가능한 물품의 다른 속성들, 결함 상태들 등을 포함한다. 예시적인 결함 상태들은 제거 가능한 물품이 에어로졸 생성 디바이스에서 올바른 방식으로 삽입되었는지 여부(이를테면, 둘레가 올바른 방향으로 삽입되고 그리고/또는 완전히 삽입되었는지 여부) 및 제거 가능한 물품이 양호한 상태에 있는지 여부를 포함한다.
도 20은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 270으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(270)은 임펄스 응답의 주어진 기간에 발진들의 수가 카운팅되는 동작(271)에서 시작한다. 동작(272)에서, 회로 정보(이를테면, 삽입된 물품 및/또는 서셉터의 존재 또는 부재, 동작 온도, 서셉터 및/또는 제거 가능한 물품의 다른 속성들 등)는 카운트된 발진들의 수에 기반하여 결정된다. 예로서, 임펄스 응답 신호의 주어진 시간 기간에 발진들의 수를 결정하기 위해 (임펄스 응답 프로세서(64)와 같은) 프로세서가 제공될 수 있다. 그러한 측정치는 예를 들어 결정된 발진들의 수에 기반하여 제거 가능한 물품이 장치 내에 끼워 맞추어지는지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 21은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 280으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(280)은 임펄스 응답의 Q-팩터가 결정되는 동작(281)에서 시작한다. 동작(282)에서, 회로 정보(이를테면, 삽입된 물품 및/또는 서셉터의 존재 또는 부재, 동작 온도, 서셉터 및/또는 제거 가능한 물품의 다른 속성들 등)는 카운트된 발진들의 수에 기반하여 결정된다. 예로서, 프로세서 (이를테면, 임펄스 응답 프로세서(64))는 진폭이 절반이 되도록 임펄스 응답에 대한 발진 사이클들의 수를 결정하고 결정된 사이클들의 수에 미리 결정된 값을 곱함으로써 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하기 위해 제공될 수 있다. 그러한 측정치는 예를 들어 결정된 Q-팩터에 기반하여 제거 가능한 물품이 장치 내에 끼워 맞추어지는지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 당업자는 관련 회로의 Q-팩터를 결정하거나 추정하기 위한 다른 어레인지먼트들을 알고 있을 것이다.
도 22는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 300으로 표시되고 출력을 도시하는 플롯이다. 플롯(300)은 물품(21)이 삽입되고 섭씨 약 176도의 온도에서 동작할 때(즉, '고온' 동작 모드) 에어로졸 제공 디바이스(20)의 동작 모드에서 임펄스 응답 프로세서(64)에 의해 검출되는 임펄스 응답을 도시한다. 플롯(300)의 Q-팩터는 약 7.9이다.
도 23은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 301로 표시되고 출력을 도시하는 플롯이다. 플롯(301)은 물품(21)이 삽입되고 섭씨 약 20도의 온도에서 동작할 때(즉, '저온' 동작 모드) 에어로졸 제공 디바이스(20)의 동작 모드에서 임펄스 응답 프로세서(64)에 의해 검출되는 임펄스 응답을 도시한다. 플롯(302)의 Q-팩터는 약 11.3이다.
도 24는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 302로 표시되고 출력을 도시하는 플롯이다. 플롯(302)은 물품(21)이 삽입되지 않았을 때 에어로졸 제공 디바이스(20)의 동작 모드(즉, '로드 없음' 동작 모드)에서 임펄스 응답 프로세서(64)에 의해 검출된 임펄스 응답을 도시한다. 플롯(300)의 Q-팩터는 약 31.7이다.
알고리즘(280)은 앞서 설명된 플롯들(300 내지 302)에 도시된 시나리오들 간을 구별하기 위해 사용될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 즉, 계산된 Q-팩터에 기반하여(이는 임펄스 응답 신호의 감쇠율 데이터의 예임), 서셉터의 존재 상태 또는 부재 상태(예를 들어, 물품(21)이 삽입되었는지 여부), 즉 '차가운' 서셉터와 '따뜻한' 서셉터를 구별하는 것이 가능하다. 더욱이, Q-값에 기반하여 서셉터의 온도를 결정하는 것이 또한 가능하다. (이들 예들에서) Q-팩터가 일반적으로 온도의 증가에 따라 감소한다는 것을, 앞의 플롯들로부터, 알 수 있다.
마찬가지로, 알고리즘(270)은 앞서 설명된 플롯들(301 및 302)에 도시된 시나리오들 간을 구별하기 위해 사용될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 알고리즘(270)에 따르면, 주어진 시간 기간에서 발진들의 수를 카운트하는 것은 서셉터의 특성 데이터, 예를 들어 온도를 제공한다. 실제로, 플롯(301)은 플롯(302)보다 주어진 시간 기간 동안 훨씬 더 낮은 발진 카운트를 갖는다. 다시 말해서, 주어진 시간 동안의 발진들의 수는 서셉터의 온도와 상관된다. (이들 예들에서) 발진들의 수가 일반적으로 온도의 증가에 따라 감소한다는 것을, 앞의 플롯들로부터, 알 수 있다.
도 25는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 350으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(350)은 직류(DC) 전압 공급장치(11), 스위칭 어레인지먼트(13), 공진 회로(14), 서셉터 어레인지먼트(16), 및 앞서 설명된 시스템(10)의 제어 회로(18)를 포함한다. 더욱이, 시스템(350)은 전류 센서(15)를 포함한다. 스위칭 어레인지먼트(13), 공진 회로(14) 및 전류 센서(15)는 유도성 가열 어레인지먼트(12)에서 함께 커플링될 수 있다.
도 26은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 360으로 표시된 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(360)은 시스템(350)의 예시적인 사용을 도시한다.
알고리즘(360)의 동작(361)에서, 에어로졸 생성 디바이스의 공진 회로가 제어될 수 있으며, 여기서 공진 회로는 하나 이상의 유도성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 유도성 엘리먼트들은 에어로졸 생성 재료를 가열하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위해 사용될 수 있다. 에어로졸 생성 재료를 가열하면, 이에 의해 에어로졸 생성 디바이스의 가열 동작 모드에서 에어로졸이 생성될 수 있다. 예를 들어, 시스템(350)의 공진 회로(14)는 제어 모듈(18)에 의해 제어될 수 있다.
동작(362)에서, 유도성 엘리먼트에서 흐르는 전류는 전류 센서에 의해 측정된다. 예를 들어, 공진 회로(14)의 하나 이상의 유도성 엘리먼트들에서 흐르는 전류는 전류 센서(15)에 의해 측정될 수 있다.
동작(363)에서, 에어로졸 생성 디바이스 및/또는 에어로졸 생성 디바이스용 장치의 하나 이상의 특성들이 측정된 전류에 적어도 부분적으로 기반하여 결정될 수 있다. 하나 이상의 특성들은 서셉터의 존재 또는 부재; 제거 가능한 물품의 존재 또는 부재; 제거 가능한 물품의 속성들; 결함 상태들(이를테면, 제거 가능한 물품이 에어로졸 생성 디바이스에 올바른 방식으로 삽입되었는지 여부(이를테면, 둘레가 올바른 방향으로 삽입되고 그리고/또는 완전히 삽입되었는지 여부) 그리고 제거 가능한 물품이 양호한 상태에 있는지 여부); 전류가 진짜 서셉터 및/또는 제거 가능한 물품의 전류와 매칭되는지 여부; 전류가 제1 온도 임계치를 초과하고 그리고/또는 제2 온도 임계치 미만인 온도를 갖는 서셉터와 일치하는지 여부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
회로 또는 시스템의 특성들을 결정하기 위해 전류 측정치를 사용하는 것은 본원에서 설명된 다른 방법들 중 임의의 방법(이를테면, Q-팩터 및/또는 공진 주파수 결정 어레인지먼트들 및/또는 발진 카운팅 어레인지먼트들)과 조합하여 사용될 수 있다. 서셉터의 존재 또는 부재를 결정하기 위해 전류 측정치를 사용하는 것은, 예를 들어, 오직 계산된 Q-팩터에 기반하여 서셉터의 존재 또는 부재를 결정하는 것이 가능하기 때문에 필요하지 않는다는 점에 유의해야 한다.
앞서 설명된 예시적인 실시예들에서, 임펄스 응답들 각각은 상승 임펄스 신호에 대한 응답으로 생성되었다. 예를 들어, 도 8은 공진 회로에 인가될 수 있는 상승 에지에 기반한 예시적인 임펄스(80)를 도시하며, 도 9는 그 임펄스에 대한 응답으로 수신될 수 있는 예시적인 임펄스 응답을 도시한다. 임펄스들이 상승 에지에서 생성되는 것이 모든 실시예들에서 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 회로(40)는 하강 에지로서 임펄스를 생성하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 상승 에지와 하강 에지 둘 모두가 사용될 수 있다. 예를 들어, 이는 주어진 시간 기간에 더 많은 임펄스 응답들을 제공하는 장점을 가질 수 있다(왜냐하면, 임펄스 응답들이 상승 및 하강 에지들 둘 모두에서 생성될 수 있기 때문이다).
예로서, 도 27은 예시적인 실시예들의 예시적인 사용들에 따른 예시적인 임펄스들의 쌍을 도시하는, 일반적으로 참조 번호 370으로 표시된 플롯이다. 플롯(370)은 상승 에지에서의 제1 임펄스 및 하강 에지에서의 제2 임펄스를 포함한다. 제1 임펄스는 순방향 핑(forward pin)으로 지칭될 수 있고, 제2 임펄스는 역방향 핑(backward ping)으로 지칭될 수 있다. 순방향 및 역방향 핑들 둘 모두의 사용은 예를 들어 2개의 핑들이 비교적 짧은 시간 기간에 생성될 수 있는 알고리즘(170)과 함께 유용할 수 있다.
도 28은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 380으로 표시된 회로 스위칭 어레인지먼트의 블록도이다. 스위칭 어레인지먼트(380)는 일반적으로 참조 번호 382로 표시된 제1 상태 및 일반적으로 참조 번호 383으로 표시된 제2 상태에서 회로(40)의 스위치 포지션들을 도시한다.
제1 상태(382)에서, 회로(40)의 스위치들(45a 및 45c)은 오프(off)이며(즉, 개방되며), 스위치들(45b 및 45d)은 온(on)이다(즉, 폐쇄된다). 제2 상태(383)에서, 스위치들(45a 및 45d)은 온이며(즉, 폐쇄되며), 스위치들(45b 및 45c)은 오프이다. 따라서, 제1 상태(382)에서, 공진 회로(49)의 양 측들은 접지에 연결된다. 제2 상태(383)에서, 전압 펄스(즉, 임펄스)가 공진 회로에 인가된다.
도 29는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 390으로 표시된 회로 스위칭 어레인지먼트의 블록도이다. 스위칭 어레인지먼트(390)는 일반적으로 참조 번호 392로 표시된 제1 상태 및 일반적으로 참조 번호 393으로 표시된 제2 상태에서 회로(40)의 스위치 포지션들을 도시한다.
제1 상태(392)에서, 스위치(45b)는 온이며(즉, 폐쇄되며), 스위치들(45a, 45c, 및 45d)은 오프이다(즉, 개방된다). 따라서, 공진 회로(49)의 일 측은 접지된다. 제2 상태(393)에서, 전압 펄스(즉, 임펄스)가 공진 회로에 인가된다.
스위칭 어레인지먼트(380)의 제2 상태(382)에서, 전류는 제1 스위치(45a), 공진 회로(49) 및 스위치(45d)를 통해 흐를 수 있다. 이러한 전류 흐름은 전원(이를테면, 배터리)의 열 생성 및 방전으로 이어질 수 있다. 반대로, 스위칭 어레인지먼트(390)의 제2 상태(393)에서, 전류는 스위치(45d)를 통해 흐르지 않을 것이다. 따라서, 열 생성 및 전원 방전이 감소될 수 있다. 더욱이, 각각의 임펄스의 생성 시 잡음 생성이 감소될 수 있다.
도 30은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 400으로 표시되며, 알고리즘은 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(400)은 본원에서 설명되는 시스템들의 예시적인 사용을 도시한다.
알고리즘(400)은 측정 동작(401)으로 시작한다. 측정 동작(401)은 예를 들어, 온도 측정을 포함할 수 있다. 다음으로, 동작(402)에서, 가열 동작이 수행된다. 가열 동작(402)의 구현은 측정 동작(401)의 출력에 의존할 수 있다. 가열 동작(402)이 완료되면, 알고리즘(400)은 동작(401)으로 되돌아가며, 여기서 측정 동작은 반복된다.
동작(401)은 임펄스가 임펄스 생성 회로(62)에 의해 인가되고 측정치(예를 들어, 온도 측정치)가 임펄스 응답 프로세서(64)의 출력에 기반하여 결정되는 시스템(60)에 의해 구현될 수 있다. 앞서 논의되는 바와 같이, 온도 측정은 예를 들어 감쇠율, 임펄스 응답 시간, 임펄스 응답 기간 등에 기반할 수 있다.
동작(402)은 시스템(10)의 서셉터(16)를 가열하기 위해 회로(40)를 제어함으로써 구현될 수 있다. 유도성 가열 어레인지먼트(12)는 효율적인 가열 프로세스를 야기하기 위해 공진 회로의 공진 주파수에서 또는 그 공진 주파수 근처에서 구동될 수 있다. 공진 주파수는 동작(401)의 출력에 기반하여 결정될 수 있다.
알고리즘(400)의 일 구현에서, 측정 동작은 제1 시간 기간 동안 수행되고, 가열 동작(402)은 제2 시간 기간 동안 수행되고, 그 후 프로세스가 반복된다. 예를 들어, 제1 시간 기간은 10ms일 수 있고, 제2 시간 기간은 250ms일 수 있지만, 다른 시간 기간들도 가능하다. 다시 말해서, 연속적인 가열 동작들 사이에서 측정 동작이 수행될 수 있다. 제2 시간 기간 동안 수행되는 가열 동작(402)은 제2 시간 기간의 전체 지속기간 동안 전력이 유도 코일에 공급된다는 것을 반드시 의미하지는 않는다는 점에 또한 유의해야 한다. 예를 들어, 전력은 단지 제2 시간 기간의 일부 동안만 공급될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 알고리즘(400)은 요구되는 가열 레벨에 의존하여 지속기간을 갖는 가열 동작(402)으로 구현될 수 있다(가열 지속기간은 더 많은 가열이 요구되는 경우 증가되고 더 적은 가열이 요구되는 경우 감소된다). 이러한 알고리즘에서, 측정 동작(401)은 가열이 수행되고 있지 않을 때 간단히 수행될 수 있으므로, 가열 동작(402)은 측정 동작(401)을 수행하기 위해 인터럽트될 필요가 없다. 이러한 인터리브 가열 어레인지먼트(interleaved heating arrangement)는 가열 제어에 대한 펄스-폭-변조 접근법으로 지칭될 수 있다. 예로서, 펄스-폭-변조 방식은 100Hz 정도의 주파수에서 제공될 수 있으며, 여기서 각각의 기간들은 (가변 길이의) 가열 부분과 측정 부분으로 분할된다.
도 31은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 410으로 표시되며, 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(410)은 앞서 설명된 시스템(60)을 사용하여 구현될 수 있다.
알고리즘(410)은 동작(411)에서 시작하며, 여기서 스위칭 회로(13)(예를 들어, 회로(40))에 의해 공진 회로(14)에 임펄스가 인가된다. 동작(413)에서, (예를 들어, 임펄스 응답 프로세서(64)를 사용하여 검출된) 임펄스 응답은 물품(이를테면, 물품(21))이 가열될 시스템에 존재하는지 여부를 결정하기 위해 사용된다. 앞서 논의된 바와 같이, 물품(21)의 존재는 검출될 수 있는 방식으로 임펄스 응답에 영향을 미친다.
동작(413)에서 물품이 검출되는 경우에, 알고리즘(410)은 동작(415)으로 이동하고; 그렇지 않으면 알고리즘은 동작(419)에서 종료된다.
동작(415)에서, 측정 및 가열 동작들이 구현된다. 예로서, 동작(415)은 앞서 설명된 알고리즘(400)을 사용하여 구현될 수 있다. 물론, 대안적인 측정 및 가열 어레인지먼트들이 제공될 수 있다.
다수의 가열 측정 및 가열 사이클들이 수행되면, 알고리즘(400)은 동작(417)으로 이동하고, 여기서 (예를 들어, 가열 기간이 만료된 경우에 또는 사용자 입력에 대한 응답으로) 가열이 중단되어야 하는지 여부가 결정된다. 만일 그렇다면, 알고리즘은 동작(419)에서 종료되고; 그렇지 않으면 알고리즘(400)은 동작(411)으로 되돌아간다.
유도성 어레인지먼트 또는 서셉터 어레인지먼트의 하나 이상의 속성들을 결정하기 위한 앞의 기술들은 개별 유도성 엘리먼트들에 적용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 3개의 유도성 엘리먼트들(23a, 23b 및 23c)을 포함하는 시스템(20)과 같이 다수의 유도성 엘리먼트들을 포함하는 시스템들의 경우에, 시스템은 온도와 같은 하나 이상의 파라미터들이 앞서 설명된 기술들을 사용하여 유도성 엘리먼트들 각각에 대해 결정될 수 있도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 시스템이 유도성 엘리먼트들 각각에 대해 별도의 측정들을 사용하여 동작하는 것이 유리할 수 있다. 다른 구현들에서, (예를 들어, 물품(21)이 존재하는지 여부를 결정하는 경우에) 시스템이 복수의 유도성 엘리먼트들에 대한 단일 측정만을 사용하여 동작하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 상황들에서, 시스템은 각각의 유도성 엘리먼트로부터 획득된 측정치들에 대응하는 평균 측정치를 결정하도록 구성될 수 있다. 다른 경우들에서, 복수의 유도성 엘리먼트들 중 하나만이 하나 이상의 속성들을 결정하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들은 예를 들어 교체 가능한 물품(21)의 온도를 제어하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 온도는 PID(proportional integral derivative) 제어의 원리들을 사용하여 제어될 수 있다. 이는 전형적으로 온도식 제어보다 더 나은 제어 성능을 제공하며, 예를 들어 온도 제어 단계 동안 교체 가능한 물품의 고장들(이를테면, 손상된 포일들)을 검출하는 능력과 같은 추가 제어 장점들로 이어질 수 있다.
본원에서 설명되는 다양한 실시예들은 청구된 특징들을 이해하고 교시하는 것을 돕기 위해 단지 제공된다. 이러한 실시예들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되며, 총망라하거나 배타적이지 않다. 본원에서 설명된 장점들, 실시예들, 예들, 기능들, 특징들, 구조들 및/또는 다른 양상들은 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 범위에 대한 제한들 또는 청구항들의 균등물들에 대한 제한들로 간주되지 않아야 하며, 청구된 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 활용될 수 있고 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은 본원에서 구체적으로 설명된 것들 이외의 개시된 엘리먼트들, 컴포넌트들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단 등의 적절한 조합들을 적합하게 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들을 필수적 요소로 하여 구성될 수 있다. 더욱이, 본 개시내용은 현재 청구되지 않지만 추후에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (40)

  1. 장치로서,
    서셉터를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함하는 공진 회로에 임펄스를 인가하기 위한 임펄스 생성 회로 ― 상기 인가된 임펄스는 상기 공진 회로의 커패시터와 유도성 엘리먼트 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 상기 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및
    상기 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 출력 신호를 제공하기 위한 출력 회로를 포함하는, 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 상기 출력 신호가 상기 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타내도록 상기 임펄스 응답의 발진들의 시간 기간에 의존하는, 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 출력 회로는 상기 임펄스 응답의 에지들을 식별하기 위한 에지 검출 회로를 포함하는, 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 에지 검출 회로는 충전 시간 측정 유닛의 일부로서 제공되는, 장치.
  5. 제3 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 상기 임펄스 응답의 제1 에지와 나중에 상기 임펄스 응답의 적어도 하나의 완전한 사이클인 제2 에지로부터의 시간 기간에 기반하는, 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 출력 회로는 상기 제1 에지가 식별될 때 개시되고 상기 제2 에지가 식별될 때 종료되는 전압 램프를 포함하며, 상기 출력 신호는 상기 전압 램프의 출력에 기반하는, 장치.
  7. 제3 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지 검출 회로는 상기 공진 회로에 대한 임펄스의 인가와 상기 인가된 임펄스에 대한 응답으로 상기 임펄스 응답의 검출 사이의 전파 지연을 결정하도록 구성되며,
    상기 출력 신호는 상기 전파 지연에 의존하는, 장치.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    임펄스 검출 회로를 더 포함하며,
    상기 임펄스 생성 회로는 제1 임펄스 및 제2 임펄스를 상기 공진 회로에 인가하도록 구성되며, 상기 제1 임펄스는 제1 임펄스 응답을 유도하고, 상기 제2 임펄스는 제2 임펄스 응답을 유도하며, 각각의 임펄스 응답은 공진 주파수를 가지며;
    상기 임펄스 검출 회로는 상기 제1 임펄스의 인가 이후의 제1 대기 기간의 끝으로부터 상기 임펄스 응답의 개개의 임펄스 응답 기간의 끝까지의 제1 시간 기간 및 상기 제2 임펄스의 인가 이후의 제2 대기 기간의 끝으로부터 상기 임펄스 응답의 개개의 임펄스 기간의 끝까지의 제2 시간 기간을 결정하도록 구성되며; 그리고
    상기 출력 회로는 상기 제1 대기 기간과 상기 제2 대기 기간 간의 차이와 상기 제1 시간 기간과 상기 제2 시간 기간 간의 차이의 합에 의존하여 임펄스 응답 기간을 결정하도록 구성되는, 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 임펄스 검출 회로는 개개의 임펄스의 인가 이후의 상기 대기 기간의 끝에서 전류 소스를 개시하고 상기 임펄스 응답의 임펄스 응답 기간의 끝에서 상기 전류 소스를 종료하기 위한 전류 소스 제어 회로를 포함하는, 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 전류 소스에 커플링되는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하며,
    상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 제1 및/또는 제2 시간 기간들을 결정하는데 사용하기 위한 출력을 제공하는, 장치.
  11. 제8 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답 기간은 상기 서셉터의 온도 측정치를 제공하는데 사용되는, 장치.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 상기 임펄스 응답의 전압 발진들의 감쇠율에 의존하는, 장치.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하기 위한 프로세서를 더 포함하며,
    상기 출력 신호는 상기 Q-팩터 측정치에 기반하는, 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하기 위한 상기 프로세서는 진폭이 절반이 되도록 상기 임펄스 응답에 대한 발진 사이클들의 수를 결정하고 상기 결정된 사이클들의 수에 미리 결정된 값을 곱함으로써 상기 Q-팩터 측정치를 결정하는, 장치.
  15. 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
    상기 결정된 Q-픽터에 기반하여 하나 이상의 성능 속성들을 결정하는 것을 더 포함하는, 장치.
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정의된 시간 기간에서 발진들의 수를 결정하기 위한 카운터를 더 포함하는, 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 출력 회로는 상기 결정된 발진들의 수에 기반하여 제거 가능한 물품이 상기 장치 내에 끼워 맞추어지는지 여부를 표시하기 위해 상기 출력 신호를 제공하도록 구성되는, 장치.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 상기 서셉터의 온도 측정치를 제공하는데 사용되는, 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 상기 온도 측정치를 제공하도록 스케일링되는, 장치.
  20. 제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펄스 생성 회로는 포지티브 전압 소스와 네거티브 전압 소스 간을 스위칭함으로써 상기 임펄스를 생성하는데 사용되는 제1 스위칭 어레인지먼트를 포함하는, 장치.
  21. 제1 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터는 가열 동작 모드에서 물질을 에어로졸화하도록 구성되는, 장치.
  22. 제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답에 오프셋을 제공하기 위한 신호 컨디셔닝 회로를 더 포함하는, 장치.
  23. 제1 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도성 엘리먼트에서 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 센서를 더 포함하는, 장치.
  24. 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터는 제거 가능한 소모품의 일부로서 포함되는, 장치.
  25. 제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 신호에 기반하여 상기 장치의 성능을 결정하기 위한 제어 모듈을 더 포함하는, 장치.
  26. 시스템으로서,
    복수의 공진 회로들 ― 각각의 공진 회로는 서셉터를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함함 ―;
    상기 복수의 공진 회로들 중 적어도 하나에 임펄스를 인가하기 위한 임펄스 생성 회로 ― 상기 인가된 임펄스는 선택된 공진 회로의 커패시터와 유도성 엘리먼트 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 상기 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및
    상기 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 출력 신호를 제공하기 위한 출력 회로를 포함하는, 시스템.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들은 상기 출력 신호가 상기 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타내도록 상기 임펄스 응답의 전압 발진들의 시간 기간을 포함하는, 시스템.
  28. 에어로졸화 가능 재료로부터 에어로졸을 생성하기 위한 에어로졸 제공 시스템으로서,
    상기 에어로졸 제공 시스템은 제1 항 내지 제25 항 중 어느 한 항의 장치 또는 제26 항 또는 제27 항의 시스템을 포함하며,
    상기 에어로졸 제공 시스템은 상기 출력 회로로부터의 출력 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로 액션을 수행하도록 구성되는, 에어로졸 제공 시스템.
  29. 방법으로서,
    서셉터를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함하는 공진 회로에 임펄스를 인가하는 단계 ― 상기 인가된 임펄스는 상기 공진 회로의 커패시터와 유도성 엘리먼트 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 각각의 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및
    상기 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 출력 신호는 상기 임펄스 응답의 발진들의 시간 기간에 의존하며,
    상기 출력 신호는 상기 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타내는, 방법.
  31. 제29 항 또는 제30 항에 있어서,
    상기 임펄스는 온도 측정 동작 모드에서 상기 공진 회로에 인가되는, 방법.
  32. 제29 항 내지 제31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가열 동작 모드에서 물질을 에어로졸화하기 위해 상기 유도성 엘리먼트를 사용하여 서셉터를 유도 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  33. 제29 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  34. 제33 항에 있어서,
    상기 임펄스 응답의 Q-팩터 측정치를 결정하는 단계는 진폭이 절반이 되도록 상기 임펄스 응답에 대한 발진 사이클들의 수를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 사이클들의 수에 미리 결정된 값을 곱하는 단계를 포함하는, 방법.
  35. 제33 항 또는 제34 항에 있어서,
    상기 결정된 Q-픽터에 기반하여 하나 이상의 성능 속성들을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  36. 제29 항 내지 제35 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 임펄스 응답을 유도하기 위해 상기 공진 회로에 제1 임펄스를 인가하는 단계 ― 상기 제1 임펄스는 제어 신호의 상승 에지에서 발생함 ―; 및
    제2 임펄스 응답을 유도하기 위해 상기 공진 회로에 제2 임펄스를 인가하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 임펄스는 제어 신호의 하강 에지에서 발생하는, 방법.
  37. 제36 항에 있어서,
    상기 제1 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 제1 출력 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 제2 출력 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  38. 불연성 에어로졸 생성 시스템에서 사용하기 위한 물품을 포함하는 부품들의 키트로서,
    상기 불연성 에어로졸 생성 시스템은 제1 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 따른 장치 또는 제26 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 포함하는, 부품들의 키트.
  39. 제38 항에 있어서,
    상기 물품은 에어로졸 생성 재료를 포함하는 제거 가능한 물품인, 부품들의 키트.
  40. 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 명령들은, 장치로 하여금 적어도,
    서셉터를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트 및 커패시터를 포함하는 공진 회로에 임펄스를 인가하는 동작 ― 상기 인가된 임펄스는 상기 공진 회로의 커패시터와 유도성 엘리먼트 사이에 임펄스 응답을 유도하며, 각각의 임펄스 응답은 공진 주파수를 가짐 ―; 및
    상기 임펄스 응답의 하나 이상의 속성들에 의존하여 출력 신호를 생성하는 동작을 수행하게 하는, 컴퓨터 프로그램.
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