KR20220009973A - 에어로졸 생성 디바이스용 장치 - Google Patents

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Abstract

전원(11)으로부터 교류 전류를 생성하도록 구성되는 제1 스위칭 어레인지먼트(13) ― 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 디바이스의 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트(16)를 유도 가열하기 위한 공진 회로(14)의 유도성 엘리먼트를 통해 교류 전류가 흐름 ― ; 제1 스위칭 어레인지먼트를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위한 구동기 회로(82); 및 전력 절약 동작 모드에서 구동기 회로의 적어도 일부를 전원으로부터 연결 해제하도록 구성된 전력 모드 스위칭 어레인지먼트(84)를 포함하는 장치 및 방법이 개시된다.

Description

에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치
본 명세서는 에어로졸 생성 디바이스를 위한 장치에 관한 것이다.
시가렛(cigarette)들, 시가(cigar)들 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 연소시키지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 이들 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 예컨대, 담배 가열 디바이스들은 담배와 같은 에어로졸 생성 기재를 가열하여, 그 기재를 가열하지만 태우지 않음으로써 에어로졸을 형성한다.
제1 양상에서, 본 명세서는, 전원으로부터 교류 전류를 생성하도록 구성되는 제1 스위칭 어레인지먼트 ― 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 디바이스의 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 공진 회로(이를테면, LC 공진 회로)의 유도성 엘리먼트를 통해 교류 전류가 흐름 ― ; 제1 스위칭 어레인지먼트를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위한 구동기 회로; 및 전력 절약 동작 모드에서 구동기 회로의 적어도 일부를 전원으로부터 연결 해제하도록 구성된 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 포함하는 장치를 설명한다. 이 장치는 상기 공진 회로를 더 포함할 수 있다.
부스트 변환기는 전원의 DC 레벨을 동작 DC 레벨로 부스트하기 위해 제공될 수 있고, 전력 모드 스위칭 어레인지먼트는 전력 절약 동작 모드에서 부스트 변환기를 전원으로부터 연결 해제하도록 구성된다.
제1 스위칭 어레인지먼트는 양의 전압원과 음의 전압원 사이에서 스위칭함으로써 교류 전류를 생성하는 데 사용되는 H-브리지 회로를 포함할 수 있다.
일부 실시예들은, 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 제어하기 위한 제어 모듈을 더 포함하며, 제어 모듈은 장치를 가열 동작 모드 또는 전력 절약 동작 모드로 설정하고 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 상응하게 제어한다. 제어 모듈은: 에어로졸 생성 디바이스가 제1 임계 시간 기간 동안 가열 동작 모드에서 비활성이었던 상태; 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 비활성이 된 상태; 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 디바이스가 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거된 상태; 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열된 물품이 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거된 상태; 또는 장치의 배터리가 배터리 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는 상태 중 하나 이상이 충족되는 경우, 장치를 전력 절약 동작 모드로 설정하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어 모듈은: 에어로졸 생성 디바이스가 제2 임계 시간 기간 동안 전력 절약 동작 모드에 있었던 상태; 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 활성이 된 상태; 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 디바이스가 에어로졸 생성 디바이스 내로 삽입된 상태; 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열된 물품이 에어로졸 생성 디바이스 내로 삽입된 상태; 또는 움직임 센서 출력이 에어로졸 생성 디바이스의 의도된 사용을 표시하는 상태 중 하나 이상이 충족되는 경우, 장치를 가열 동작 모드로 설정하도록 구성될 수 있다.
전력 모드 스위칭 어레인지먼트는 전력 절약 동작 모드에서 전원으로부터 하나 이상의 추가 모듈들을 연결 해제하도록 구성될 수 있다.
제2 양상에서, 본 명세서는, 가열 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 가열 회로부; 및 가열 동작 모드 및 전력 절약 동작 모드를 갖는 프로세서 엘리먼트를 포함하는 장치를 설명하며, 가열 동작 모드에서, 프로세서 엘리먼트는 전원으로부터 가열 회로부로 전력을 제공하도록 구성되며, 전력 절약 동작 모드는 가열 동작 모드보다 더 적은 전력을 사용하며, 가열 회로부의 적어도 일부는 전력 스위칭 어레인지먼트를 통해 전원에 전기적으로 결합되고, 프로세서 엘리먼트가 전력 절약 동작 모드에 있을 때 가열 회로부의 적어도 일부가 전원으로부터 전기적으로 연결 해제되도록, 프로세서 엘리먼트는 전력 스위칭 어레인지먼트를 동작시키도록 구성된다.
가열 엘리먼트는, 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 디바이스의 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 공진 회로의 유도성 엘리먼트를 포함할 수 있다.
일부 실시예들은, 제어 모듈을 더 포함하며, 제어 모듈은: 가열 회로부가 제1 임계 시간 기간 동안 가열 동작 모드에서 비활성이었던 경우; 가열 회로부가 사용자에 의해 비활성이 된 경우; 가열 회로부에 의해 가열되고 있는 물품이 제거되는 경우; 또는 장치의 배터리가 배터리 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는 경우, 프로세서 엘리먼트를 가열 모드로 설정하도록 구성되고, 그리고 제어 모듈은: 가열 회로부가 제2 임계 시간 기간 동안 전력 절약 동작 모드에 있었던 경우; 가열 회로부가 사용자에 의해 활성이 된 경우; 가열 회로부에 의해 가열될 물품이 삽입된 경우; 또는 움직임 센서 출력이 장치의 의도된 사용을 표시하는 경우, 프로세서 엘리먼트를 전력 절약 모드로 설정하도록 구성된다.
전력 스위칭 어레인지먼트를 통해 전원에 전기적으로 결합되는 하나 이상의 추가 모듈들이 제공될 수 있고, 프로세서 엘리먼트가 전력 절약 동작 모드에 있을 때, 하나 이상의 추가 모듈들 중 적어도 일부가 전원으로부터 전기적으로 연결 해제되도록, 프로세서 엘리먼트는 전력 스위칭 어레인지먼트를 동작시키도록 구성된다.
제3 양상에서, 본 명세서는, 전술한 제1 또는 제2 양상들의 특징들 중 임의의 특징을 포함하는 장치를 포함하는 불연성 에어로졸 생성 디바이스를 설명한다. 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 포함하는 제거 가능한 물품(제거 가능한 물품이 서셉터 어레인지먼트를 포함할 수 있음)을 수용하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 생성 기재 및 에어로졸 형성 재료를 포함할 수 있다. 상기 장치는 담배 가열 시스템을 포함할 수 있다.
제4 양상에서, 본 명세서는, 에어로졸 생성 디바이스의 동작 모드를 가열 동작 모드 또는 전력 절약 동작 모드로 설정하는 단계 ― 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트를 포함하는 공진 회로를 포함함 ― ; 및 가열 동작 모드에서 에어로졸 생성 디바이스의 구동기 회로를 인에이블하고 그리고 구동기 회로의 적어도 일부가 전력 절약 동작 모드에서 전원으로부터 연결 해제되도록 전력 절약 동작 모드에서 구동기 회로를 디스에이블하도록, 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 제어하는 단계를 포함하는 방법을 설명한다.
다음의 상황들: 에어로졸 생성 디바이스가 제1 임계 시간 기간 동안 가열 동작 모드에서 비활성이었던 경우; 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 비활성이 되는 경우; 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 물품이 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거되는 경우; 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열되는 교체 가능한 물품이 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거되는 경우; 또는 장치의 배터리가 배터리 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는 경우 중 하나 이상의 경우에, 에어로졸 생성 디바이스는 전력 절약 동작 모드로 설정될 수 있다.
다음의 상황들: 에어로졸 생성 디바이스가 제2 임계 시간 기간 동안 전력 절약 동작 모드에 있었던 경우; 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 활성이 되는 경우; 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 물품이 에어로졸 생성 디바이스로 삽입되는 경우; 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열되는 교체 가능한 물품이 에어로졸 생성 디바이스로 삽입되는 경우; 또는 움직임 센서 출력이 에어로졸 생성 디바이스의 의도된 사용을 표시하는 경우 중 하나 이상의 경우에, 에어로졸 생성 디바이스는 가열 동작 모드로 설정될 수 있다.
제5 양상에서, 본 명세서는, 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때, 컴퓨팅 장치가 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 또는 제2 양상들의 특징들 중 임의의 특징을 포함하는 장치 또는 앞서 설명된 제3 양상들의 특징들 중 임의의 특징을 포함하는 에어로졸 생성 디바이스를 포함한다. 물품은 에어로졸 생성 재료를 포함하는 제거 가능한 물품일 수 있다.
제7 양상에서, 본 명세서는, 장치로 하여금 적어도, 에어로졸 생성 디바이스의 동작 모드를 가열 동작 모드 또는 전력 절약 동작 모드로 설정하는 것 ― 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트를 포함하는 공진 회로를 포함함 ― ; 및 가열 동작 모드에서 에어로졸 생성 디바이스의 구동기 회로를 인에이블하고 그리고 구동기 회로의 적어도 일부가 전력 절약 동작 모드에서 전원으로부터 연결 해제되도록 전력 절약 동작 모드에서 구동기 회로를 디스에이블하도록, 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 제어하는 것을 수행하게 하기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 설명한다.
예시적인 실시예들이 이제 이하의 개략도들을 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 8은 예시적인 실시예에 따른 시스템의 블록도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 시스템의 블록도이다.
도 10 내지 도 12는 예시적인 실시예들에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도들이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 시스템의 블록도이다.
도 14는 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 15 및 도 16은 예시적인 실시예들의 예시적인 사용들을 보여주는 플롯들이다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 18은 예시적인 실시예들의 예시적인 사용을 보여주는 플롯이다.
도 19는 예시적인 실시예에 따른 시스템의 블록도이다.
도 20은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 21은 예시적인 실시예에 따른 회로 스위칭 어레인지먼트의 블록도이다.
도 22 및 도 23은 예시적인 실시예들에 따른 알고리즘들을 도시하는 흐름도들이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "전달 시스템"이라는 용어는 사용자에게 물질을 전달하는 시스템들을 포함하는 것으로 의도되며, 전달 시스템은:
시가렛들, 시가릴로들(cigarillos), 시가들(cigars), 및 파이프들 또는 손으로 만(roll-your-own) 또는 자가 제조(make-your-own) 시가렛들을 위한 담배(담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배, 담배 대용품들, 또는 다른 흡연 가능한 재료에 기초하든지 간에)와 같은 연소성 에어로졸 제공 시스템들;
에어로졸화 가능 재료들의 조합을 사용하여 에어로졸을 생성하기 위해 전자 시가렛들, 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
에어로졸이 없는 전달 시스템들, 이를테면 흡입 가능한 분말들을 포함하는 물품들, 로젠지들(lozenges), 껌들(gums), 패치들 및 무연 담배 제품들, 이를테면 스누스(snus) 및 스누프(snuff) ― 이들은 에어로졸을 형성하지 않고 재료를 사용자에게 전달하며, 이 재료는 니코틴을 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있음 ― 를 포함한다.
본 개시내용에 따르면, "가연성" 에어로졸 제공 시스템은, 에어로졸 제공 시스템(또는 이의 컴포넌트)의 구성 에어로졸화 가능 재료가 사용자에게 전달될 수 있도록 연소되거나 태워지는 시스템이다.
본 개시내용에 따르면, "불연성" 에어로졸 제공 시스템은 에어로졸 제공 시스템(또는 이의 컴포넌트)의 구성 에어로졸화 가능 재료가 사용자에게 전달될 수 있도록 연소되거나 태워지지 않는 시스템이다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 전달 시스템은 전력 공급식(powered) 불연성 에어로졸 제공 시스템과 같은 불연성 에어로졸 제공 시스템이다.
일 실시예에서, 불연성 에어로졸 제공 시스템은 전자 시가렛이며, 전자 시가렛은 베이핑 디바이스(vaping device) 또는 전자 니코틴 전달 시스템(END)으로서 또한 알려져 있지만, 에어로졸화 가능 재료에 니코틴이 존재하는 것은 필수 조건이 아니라는 점에 유의해야 한다.
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 예컨대 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 예컨대 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 전원 및 제어기를 포함할 수 있다. 전원은 전기 전원 또는 발열 전원일 수 있다. 일 실시예에서, 발열 전원은, 열의 형태로 전력을 에어로졸화 가능 재료 또는 발열 전원에 근접한 열 전달 재료에 분배하도록 에너지를 공급 받을 수 있는 탄소 기재를 포함한다. 일 실시예에서, 발열 전원과 같은 전원은 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. 예컨대, 에어로졸 생성 컴포넌트는, 예컨대 진동, 기계, 여압(pressurisation) 또는 정전기 수단 중 하나 이상을 통해, 에어로졸화 가능 재료에 열을 가하지 않고 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 파생 상품에 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. 예컨대, 저장 영역은 저장조일 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 예컨대 임의의 다른 방식으로 가열, 조사 또는 에너지 공급될 때 에어로졸을 생성할 수 있는 재료이다. 에어로졸화 가능 재료는 예컨대, 니코틴 및/또는 가향제들을 보유하거나 또는 보유하지 않을 수 있는 고체, 액체 또는 젤 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 내부에 액체와 같은 일부 유체를 함유할 수 있는 고체 재료이다.
에어로졸화 가능 재료는 기재에 존재할 수 있다. 기재는 예컨대 종이, 카드, 판지, 카드보드, 재구성된 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 전원, 스위칭 어레인지먼트(13), 공진 회로(14), 서셉터 어레인지먼트(16) 및 제어 회로(18)를 포함한다. 스위칭 어레인지먼트(13) 및 공진 회로(14)는 유도 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 어레인지먼트의 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; 예컨대 제어 가능한 AC 공급장치 또는 AC-AC 변환기가 제공될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 따라서, AC 입력은 (이를테면, 주 공급장치 또는 인버터로부터) 제공될 수 있다.
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)를 묘사한다. 에어로졸 제공 디바이스(20A)는 물품(21) 내에 포함되는(또는 다른 곳에 제공되는) 서셉터의 가열을 가능하게 하기 위해 에어로졸 제공 디바이스(20A)에 삽입될 수 있는 교체 가능한 물품(21)을 포함할 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. 에어로졸 제공 디바이스(20)의 추가의 요소들은 도 3에 예시된다.
도 3은 외부 커버가 제거된 에어로졸 제공 디바이스(20B)의 사시도이다. 에어로졸 생성 디바이스(20B)는 물품(21), 활성화 스위치(22), 복수의 유도성 엘리먼트들(23a, 23b 및 23c), 및 하나 이상의 에어 튜브 확장기들(24, 25)을 포함한다. 하나 이상의 에어 튜브 확장기들(24, 25)은 선택적일 수 있다.
복수의 유도성 엘리먼트들(23a, 23b, 23c)은 각각 공진 회로(14)와 같은 공진 회로의 일부를 형성할 수 있다. 예컨대, 유도성 엘리먼트(23a)는 나선형 인덕터 코일을 포함할 수 있다. 일례로, 나선형 인덕터 코일은 나선형 인덕터 코일을 제공하기 위해 나선 형식으로 권취되는 리츠 와이어/케이블로 만들어 진다. 인쇄 회로 기판 내에 형성된 인덕터들과 같은 많은 대안적인 인덕터 형태들이 가능하다. 유도성 엘리먼트들(23b 및 23c)은 유도성 엘리먼트(23a)와 유사할 수 있다. 3개의 유도성 엘리먼트들(23a, 23b, 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 디바이스에 물품(21)이 삽입될 때, 물품(21)의 삽입에 의해 에어로졸 생성 디바이스(20)가 턴-온(turn-on)될 수 있다. 이는, 예컨대, 적절한 센서(예컨대, 광 센서)를 사용하거나, 또는 서셉터가 물품(21)의 일부를 형성하는 경우들에서, 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)이 서셉터를 통해 유도 가열되게 할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 서셉터는 에어로졸 생성 디바이스(20)의 일부로서 (예컨대, 물품(21)을 수용하기 위한 홀더의 일부로서) 제공될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 불연성 에어로졸 제공 디바이스와 함께 사용하기 위한, 일반적으로 참조 번호 30으로 표시된 물품의 도면이다. 물품(30)은 도 2및 도 3을 참조로 하여 앞서 설명된 교체 가능한 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, 예컨대 에어로졸 생성 디바이스(20)와 같은 불연성 에어로졸 생성 디바이스 내에서 가열될 때 에어로졸을 제공한다. 에어로졸 생성 재료(33)는 래퍼(32)로 래핑된다(wrapped). 래퍼(32)는 예컨대 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 향상시키는 데 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 본 예에서, 알루미늄 포일은 약 6㎛의 두께를 갖는 금속층을 갖는다. 본 예에서, 알루미늄 포일은 종이 뒤판(backing)을 갖는다. 그러나, 대안적인 어레인지먼트들에서, 알루미늄 포일은 다른 두께들, 예컨대 4㎛ 내지 16㎛의 두께를 가질 수 있다. 알루미늄 포일은 또한 종이 뒤판을 가질 필요가 없지만, 예컨대 포일에 적절한 인장 강도를 제공하는 데 도움이 되도록 다른 재료들로 형성된 뒤판을 가질 수 있거나 또는 뒤판 재료를 갖지 않을 수 있다. 알루미늄 이외의 금속 층들 또는 포일들이 또한 사용될 수 있다. 더욱이, 그러한 금속 층들이 물품(30)의 일부로서 제공되는 것이 필수적이지는 않으며; 예컨대, 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 본원에서 설명된 바와 같은 다른 재료 또는 이들의 조합일 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 생성 재료로부터 소비자에게 향미 화합물들과 같은 화합물들을 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, 대안이 가능하다.
본 예에서, 마우스피스(31)는 중공 관형 엘리먼트(34)의 상류에 있고, 본 예에서는 중공 관형 엘리먼트(34)에 인접하고 그와 접하는 관계에 있는 재료 본체(36)를 포함한다. 재료 본체(36) 및 중공 관형 엘리먼트(34) 각각은 실질적으로 원통형인 전체 외부 형상을 한정하고, 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, 이에 인접하고 접하는 관계에 있다. 재료 본체(36) 및 제2 중공 관형 엘리먼트(38) 각각은 실질적으로 원통형인 전체 외부 형상을 한정하고, 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 튜브에 제공되지만, 다른 예들에서는 3개, 4개 또는 그 초과의 종이 층들은 3겹, 4겹 또는 그 초과의 튜브들을 형성하는 데 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 필수적이지 않다는 것을 의미한다.
제2 중공 관형 엘리먼트(38)는 냉각 세그먼트로서 작용하는, 마우스피스(31) 내의 공기 갭 주위에 위치되어 이를 한정한다. 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 모멘트들을 견딜 만큼 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 5은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 40으로 표시된 회로의 블록도이다. 회로(40)는 양극 단자(47) 및 음극 (접지) 단자(48)를 포함한다(이들은 앞서 설명된 시스템(10)의 DC 전압 공급장치(11)의 예시적인 구현이다). 회로(40)는 스위칭 에레인지먼트(44)(앞서 설명된 스위칭 어레인지먼트(13)를 구현함)를 포함하고, 여기서 스위칭 어레인지먼트(44)는 브리지 회로(예컨대, 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(42)를 구현함)를 추가로 도시한다. 서셉터 등가 회로(42)는 예시적인 서셉터 어레인지먼트(16)의 전기 효과를 나타내는 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 변동 자기장을 발생할 수 있다. 서셉터 어레인지먼트(16)가 유도성 어레인지먼트에 의해 가열되는 가열 동작 동안, 교류 전류가 공진 회로(14)를 통과하게 제1 및 제2 브랜치들 각각이 교대로 커플링되도록 스위칭 어레인지먼트(44)가 (예컨대, 제어 회로(18)에 의해) 구동된다. 공진 회로(14)는 서셉터 어레인지먼트(16)에 부분적으로 기초한 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, 효율성을 개선하고, 스위칭 엘리먼트들에서 손실되는 에너지(이는 스위칭 엘리먼트들의 불필요한 가열을 유발함)를 감소시킨다. 알루미늄 포일을 포함하는 물품(21)이 가열되는 예에서, 스위칭 어레인지먼트(44)는 약 2.5MHz의 주파수에서 구동될 수 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 주파수는 예컨대 500kHz에서 4MHz 사이일 수 있다.
서셉터는 교번 자기장과 같은 변동 자기장의 관통에 의해 가열 가능한 재료이다. 가열 재료는 전기 전도성 재료일 수 있어서, 변동 자기장의 가열 재료 관통은 가열 재료의 유도 가열을 유발한다. 가열 재료는 자기 재료일 수 있어서, 변동 자기장의 가열 재료 관통은 가열 재료의 자기 히스테리시스 가열을 유발한다. 가열 재료는 전기 전도성이면서 자성을 가질 수 있어서, 가열 재료는 가열 메커니즘들 둘 모두에 의해 가열가능하다.
유도 가열은 변동 자기장을 물체에 관통시킴으로써 전기 전도성 물체가 가열되는 프로세스이다. 이 프로세스는 패러데이의 유도 법칙과 옴의 법칙에 의해 설명된다. 유도 히터는 전자석 및 교류 전류와 같은 변동 전류를 전자석을 통해 통과시키기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 전자석에 의해 발생된 결과적인 변동 자기장이 물체를 관통하도록 전자석 및 가열될 물체가 적절하게 상대적으로 포지셔닝될 때, 하나 이상의 와전류들이 물체 내에서 생성된다. 물체는 전류들의 흐름에 대한 저항을 갖고 있다. 따라서, 이러한 와전류들이 물체에 생성될 때, 물체의 전기 저항에 거스르는 와전류들의 흐름으로 물체가 가열되게 된다. 이러한 프로세스는 줄(Joule) 가열, 옴(ohmic) 가열 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, 사용 중인 전자석과 서셉터 사이의 자기 결합이 향상되며, 이는 결국 더 큰 또는 개선된 줄 가열을 초래한다는 것이 밝혀졌다.
자기 히스테리시스 가열은 자성 재료로 만들어진 물체를 변동 자기장으로 관통시킴으로써 그 물체가 가열되는 프로세스이다. 자기 재료는 많은 원자 규모(atomic-scale)의 자석들 또는 자기 쌍극자들을 포함하는 것으로 여겨질 수 있다. 자기장이 이러한 재료를 관통할 때, 자기 쌍극자들은 자기장과 정렬된다. 따라서, 예컨대 전자석에 의해 생성된 교번 자기장과 같은 변동 자기장이 자기 재료를 관통할 때, 자기 쌍극자들의 배향은 인가된 변동 자기장에 따라 변한다. 이러한 자기 쌍극자 재배향은 자성 재료에 열이 생성되게 한다.
물체가 전기 전도성이면서 자성을 가질 때, 변동 자기장이 물체를 관통하면, 물체에서 줄 가열과 자기 히스테리시스 가열 둘 모두가 유발될 수 있다. 게다가, 자성 재료의 사용은 자기장을 강화시킬 수 있으며, 이는 줄 가열을 강화시킬 수 있다.
앞의 프로세스들 각각에서, 외부 열 소스에 의한 열 전도에 의해서 보다는 물체 자체 내부에서 열이 생성되기 때문에, 특히 적합한 물체 재료 및 지오메트리, 및 물체에 대한 적절한 변동 자기장 크기 및 배향의 선택을 통해, 물체 내부에서의 급격한 온도 상승과 더 균일한 열 분포가 달성될 수 있다. 더욱이, 유도 가열 및 자기 히스테리시스 가열은 변동 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 가열 회로부(62), 가열 엘리먼트(63) 및 프로세서 엘리먼트(64)를 포함한다. 가열 회로는 처리 엘리먼트(64)의 제어 하에서 가열 엘리먼트(63)의 가열(예컨대, 유도 가열)을 유발시키기 위해 사용될 수 있다.
가열 회로(62)는 전술한 시스템(10)의 DC 전압 공급장치(11), 스위칭 어레인지먼트(13) 및 공진 회로(14)를 포함할 수 있다. 가열 엘리먼트(63)는 시스템(10)의 서셉터 어레인지먼트(16)를 포함할 수 있다. 프로세서 엘리먼트(64)는 제어 회로(18)의 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있고, 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 가열 동작 모드 및 전력 절약 동작 모드를 포함한다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 70으로 표시된 흐름도이다. 예컨대, 알고리즘(70)은 시스템(60)을 사용하여 구현될 수 있다.
알고리즘(70)은 동작 모드가 결정되는 동작(71)에서 시작한다. 가열 동작 모드가 결정되면, 알고리즘(70)은 동작(72)으로 이동한다. 전력 절약 동작 모드가 결정되면, 알고리즘(70)은 동작(73)으로 진행한다.
가열 동작 모드에서, 프로세서 엘리먼트(64)는 전원으로부터 가열 회로부(62)로 전력을 제공하도록 구성된다. 가열 모드 동안 소모되는 전력은 상당할 수 있다. 전력 절약 동작 모드에서, 가열 회로(62)의 적어도 일부는 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 프로세서 엘리먼트(64)가 전력 절약 동작 모드에 있을 때 전원으로부터 전기적으로 연결 해제된다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 80으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(80)은 드라이버 회로(82) 및 전력 모드 제어기(84)를 포함한다. 구동기 회로(82)는 (전술한 시스템(10)의 스위칭 어레인지먼트(13)와 같은) 스위칭 어레인지먼트를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위한 제어 신호 생성기(86)를 포함한다. 따라서, 제어 신호 생성기의 출력은 시스템(10)의 DC 전력 공급장치(11)로부터 교류 전류를 발생시키는 데 사용된다. 시스템(80)은 전술된 시스템(10)의 제어 회로(18)의 일부로서 구현될 수 있다.
구동기 회로(82)는 또한 전력 공급장치(양의 및 음의 전력 공급장치들(Vdd 및 Vss)로 표시됨)로부터 제어 신호 생성기(86)를 연결 해제하도록 구성된 제1트랜지스터 스위치(87) 및 제2트랜지스터 스위치(88)를 포함하는 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 포함한다. 구동기 회로(82)의 전력 모드 스위칭 어레인지먼트는 전력 모드 제어기(84)의 제어 하에 있다.
따라서, 가열 동작 모드에서, 전력 모드 제어기(84)는, 제어 신호들이 스위칭 어레인지먼트(13)에 제공될 수 있도록 전력이 제어 신호 생성기(86)에 제공될 수 있게 한다. 전력 절약 동작 모드에서, 전력 모드 제어기(84)는 전력 공급장치로부터 제어 신호 생성기(86)(즉, 구동기 회로(82)의 일부)를 연결 해제한다.
일부 구현예들에서, 프로세서 엘리먼트(64)는 슬립 모드로 지칭되는 자체의 전력 절약 모드를 가질 수 있으며, 이 전력 절약 모드에서, 프로세서 엘리먼트의 기능들이 축소되는데, 예컨대, 프로세서 엘리먼트(64)는 비-슬립 모드에서 작동하는 것과 비교하여 훨씬 더 낮은 속도로 단지 체크를 수행하거나 액션들을 수행하거나, 단순히 특정 기능들을 수행하지 않을 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 그러나, 슬립 모드에서도, 프로세서 엘리먼트(64)에 연결되는 컴포넌트들은 전력 공급장치로부터 전력을 소모할 수 있으며, 따라서 전력 공급장치에 저장된 전력의 감소, 및 궁극적으로 시스템의 충전 당 라이프타임 감소로 이어진다. 따라서, 본 개시에 따라, 활성 상태가 아닐 때에도 전력 공급장치로부터 전력을 소모하는 구동기 회로와 같은 특정 전기 컴포넌트들은, 이러한 컴포넌트들이 전력 공급장치로부터 전력을 소모하는 것을 방지하기 위해 전력 절약 모드에서 전력 공급장치로부터 연결 해제된다.
일 실시예에서, 스위칭 어레인지먼트(44)의 하이 사이드 FET들을 위한 전하 펌프 회로는 사용 시에 특히 높은 전류를 소모한다. 시스템의 클록 생성기들은 또한 높은 전류들을 소모할 수 있다. 따라서, 본원에 설명되는 전력 모드 제어기 어레인지먼트은, 예컨대, 하이 사이드 N-채널 FET를 갖는 임의의 회로와 함께 사용될 수 있다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 90으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템은 전술한 시스템(10)의 DC 전원(11), 스위칭 어레인지먼트(13), 공진 회로(14) 및 서셉터 어레인지먼트(16)를 포함한다. 시스템(90)은 또한, 전술된 시스템(80)의 드라이버 회로(82) 및 전력 모드 제어기(84)를 포함한다.
시스템(90)은 전력 공급장치의 DC 레벨을 동작 DC 레벨로 부스팅하기 위한 DC 부스터(94)(예컨대, 부스트 변환기)를 더 포함한다. 시스템은, 전력 모드 제어기(84) 및 전력 모드 제어기(84)의 동작 모드를 제어하기 위해 전술한 프로세서 엘리먼트(64)와 통신하는 하나 이상의 다른 회로들(96)을 더 포함한다.
전술한 바와 같이, 전력 모드 제어기(84)는 제어 신호들이 가열 동작 모드에서 구동기 회로(82)에 의해 스위칭 어레인지먼트(13)에 제공되는 것을 가능하게 하고, 전력 절약 동작 모드에서 전력 공급장치로부터 구동기 회로(82)의 적어도 일부를 연결 해제한다(이에 의해 구동기 회로(82)에 의해 스위칭 어레인지먼트(13)로 제어 신호들이 제공되는 것을 방지함).
시스템(90)에서, 전력 모드 제어기(84)는 (구동기 회로(82)에 부가하여 또는 구동기 회로(82) 대신에) 하나 이상의 추가 모듈들에 유사한 제어 신호들을 제공한다. 따라서, 전력 모드 제어기(84)는, 전력 절약 동작 모드에서 전력 공급장치로부터 DC 부스터(94) 및/또는 하나 이상의 다른 회로들(96)을 연결 해제하도록 구성될 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 100으로 표시된 흐름도이다.
동작(101)에서, 알고리즘(100)은 가열 동작 모드에 있다. 상기에서 논의된 바와 같이, 가열 동작 모드에서, 구동기 회로(82)는, 예컨대, 서셉터 어레인지먼트(16)를 유도 가열하기 위해, 스위칭 어레인지먼트(13)에 제어 신호들을 제공하도록 인에이블됨으로써 공진 회로(14)에 신호들이 제공된다.
동작(102)에서, 전력 절약 모드에 진입할지의 여부가 결정된다. 전력 절약 모드에 진입하기로 결정되면, 구동기 회로(82)가 디스에이블되는 전력 절약 모드로 진입하며(하기에서 추가로 논의됨), 알고리즘은 동작(103)으로 이동한다. 전력 절약 모드에 진입하지 않기로 결정되면, 알고리즘은 동작(101)으로 되돌아 간다.
동작(103)에서, 가열 모드를 인에이블할지의 여부가 결정된다. 가열 모드를 인에이블하도록 결정되면, 알고리즘은 동작(101)으로 이동한다. 가열 모드를 인에이블하지 않기로 결정되면, 알고리즘은 동작(103)으로 되돌아 간다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 110으로 표시된 흐름도이다. 알고리즘(110)은 전술된 알고리즘(100)의 동작(102)의 예시적인 구현이다.
동작(111)에서, 시스템이 사용자에 의해 비활성이 되는지의 여부가 결정된다. 비활성이 된다고 결정되면, 알고리즘은 동작(116)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(112)으로 이동한다. 예컨대, 디바이스를 비활성이 되게 하기 위해, 사용자가 사용자 입력 메커니즘, 예컨대, 버튼(이를테면, 전술한 디바이스(20)의 활성화 스위치(22)), 터치스크린 등을 통해 신호를 공급함으로써 시스템이 비활성이 될 수 있다.
동작(112)에서, 시스템이 제1 임계 시간 기간(이를테면, 60초이지만, 상이한 시간 기간들이 용이하게 사용될 수 있음) 동안 가열 동작 모드에서 비활성이었는지의 여부가 결정된다. 비활성이었다고 결정되면, 알고리즘은 동작(116)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(113)으로 이동한다. 예컨대, 시스템은 기류 센서 등을 사용하여 사용자 흡입과 같은 사용자 상호작용을 모니터링할 수 있고, 시간 제한 내에 사용자 흡입의 부재 시에, 시스템은 전력 절약 모드로 진입한다.
동작(113)에서, 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열될 물품이 제거되었는지의 여부가 결정된다. 제거되었다면, 알고리즘은 동작(116)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(114)으로 이동한다.
동작(114)에서, 장치의 배터리가 배터리 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는지의 여부가 결정된다. 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는다면, 알고리즘은 동작(116)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(115)으로 이동한다.
동작(115)에서, 가열 모드가 유지되고, 알고리즘(110)이 종료된다(예컨대, 알고리즘(100)의 동작(102)이 부정으로 응답될 수 있음). 그 후, 알고리즘(100)의 동작(101)은 반복될 수 있다.
동작(116)에서, 전력 절약 모드가 설정되고, 알고리즘(110)이 종료된다(예컨대, 알고리즘(100)의 동작(102)은 긍정으로 응답될 수 있음). 그 후, 알고리즘(100)은 동작(103)으로 진행할 수 있다.
알고리즘(110)의 동작들 대신에 또는 그에 부가하여 다른 동작들이 포함될 수 있으며; 게다가, 동작들은 상이한 순서로 제공될 수 있다. 게다가, 알고리즘(110)의 동작들 중 하나 이상이 구현되는 다른 알고리즘들이 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 알고리즘(120)은 전술된 알고리즘(100)의 동작(103)의 예시적인 구현이다.
동작(121)에서, 시스템이 사용자에 의해 활성이 되는지의 여부가 결정된다. 활성이 되면, 알고리즘은 동작(126)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(122)으로 이동한다.
동작(122)에서, 시스템이 제2 임계 시간 기간(예컨대, 60초이지만, 상이한 시간 기간들이 용이하게 사용될 수 있음) 동안 전력 절약 동작 모드에서 비활성이었는지의 여부가 결정된다. 비활성이었다면, 알고리즘은 동작(126)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(123)으로 이동한다.
동작(123)에서, 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열될 물품이 삽입되었는지의 여부가 결정된다. 삽입되었다면, 알고리즘은 동작(126)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(124)으로 이동한다.
동작(124)에서, 움직임 센서 출력이 에어로졸 생성 디바이스의 의도된 사용을 표시하는지의 여부(즉, 사용자가 에어로졸 생성 디바이스를 사용하고자 하는지의 여부)가 결정된다. 의도된 사용을 표시한다면, 알고리즘은 동작(126)으로 이동하고; 그렇지 않다면, 알고리즘은 동작(125)으로 이동한다.
동작(125)에서, 전력 절약 모드가 유지되고, 알고리즘(120)이 종료된다(예컨대, 알고리즘(100)의 동작(103)은 부정으로 응답될 수 있음). 그 후, 알고리즘(100)의 동작(103)은 반복될 수 있다.
동작(126)에서, 가열 모드가 설정되고, 알고리즘(110)이 종료된다(예컨대, 알고리즘(100)의 동작(103)은 긍정으로 응답될 수 있음). 알고리즘(100)은 그 후, 동작(101)으로 되돌아 갈 수 있다.
알고리즘(120)의 동작들 대신에 또는 그에 부가하여 다른 동작들이 포함될 수 있으며; 게다가, 동작들은 상이한 순서로 제공될 수 있다. 게다가, 알고리즘(120)의 동작들 중 하나 이상이 구현되는 다른 알고리즘들이 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일부 구현예들에서, 전력 절약 모드 및 가열 모드 이외의 추가의 동작 모드들이 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 대기 모드가 구현될 수 있다. 대기 모드는 전력이 다양한 회로 컴포넌트들(이를테면, 구동 회로(82) 및/또는 DC 부스터(94))에 공급되는 것을 가능하게 할 수 있지만, 이러한 시간 동안 가열은 발생하지 않을 수 있다. 다시 말해서, 대기 모드는 전력 공급장치에 대한 다양한 회로 컴포넌트들의 연결을 가능하게 할 수 있지만, 다양한 회로 컴포넌트들은 가열을 수행하도록 제어되지 않을 수 있다. 이와 관련하여, 대기 동작 모드에 있을 때, 시스템은 사용자가 가열을 시작하기를 원하는 것을 나타내는 사용자 입력(예컨대, 버튼 누름)을 모니터링할 수 있고, 그 후, 이에 응답하여, 시스템은 상응하게 서셉터 엘리먼트의 가열을 수행할 수 있다. 동작들(112및 122)에서와 같이, 어떠한 활동도 대기 모드에서 검출되지 않으면, 대기 모드를 전력 절약 모드로 전이시키는 비활성 임계가 구현될 수 있다. 또한, 동작들(112및 122)과 같이, 비활성 임계가 구현될 수 있으며, 이는 어떠한 활동도 가열 모드에서 검출되지 않으면 가열 모드를 대기 모드 또는 전력 절약 모드로 전이시킨다. 그러나, 일부 구현예들에서, 가열 모드는 미리 설정된 시간, 예컨대, 4 내지 5분 동안 구현될 수 있다. 이러한 시간 후에, 동작의 모드는 대기 또는 전력 절약 모드로 전이할 수 있다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른, 일반적으로 참조 번호 200으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(200)은 앞서 설명된 시스템(10)의 공진 회로(14) 및 서셉터(16)를 포함한다. 시스템(200)은 임펄스 생성 회로(202) 및 임펄스 응답 프로세서(204)를 더 포함한다. 임펄스 생성 회로(202) 및 임펄스 응답 프로세서(204)는 시스템(10)의 제어 회로(18)의 일부로서 구현될 수 있다.
임펄스 생성 회로(202)는 양의 전압원과 음의 전압원 사이를 스위칭함으로써 임펄스를 생성하기 위해 제1 스위칭 어레인지먼트(이를테면, H-브리지 회로)를 사용하여 구현될 수 있다. 예컨대, 도 5를 참조하여 앞서 설명된 스위칭 어레인지먼트(44)가 사용될 수 있다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 임펄스 생성 회로(202)는 스위치들(45b 및 45d) 둘 모두가 온(ON)이고 스위치들(45a 및 45b)가 오프인 상태(따라서, 스위칭 어레인지먼트가 접지됨)로부터 제1 및 제2 회로 브랜치들(44a 및 44b) 중 하나의 스위치 상태들이 반전되는 상태로 스위치 어레인지먼트(44)의 FET들의 스위칭 상태를 변경함으로써 임펄스를 생성할 수 있다. 임펄스 생성 회로(202)는 대안적으로 펄스 폭 변조(PWM) 회로를 사용하여 제공될 수 있다. 다른 임펄스 생성 어레인지먼트들이 또한 가능하다.
도 14는 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 210으로 표시된 흐름도이다. 알고리즘(210)은 시스템(200)의 예시적인 사용을 도시한다.
알고리즘(210)은 (임펄스 생성 회로(202)에 의해 생성된) 임펄스가 공진 회로(14)에 인가되는 동작(212)에서 시작한다. 도 15는 일반적으로 참조 번호 220으로 표시되며, 동작(212)에서 인가될 수 있는 예시적인 임펄스를 도시하는 플롯이다.
임펄스는 공진 회로(14)에 인가될 수 있다. 대안적으로, (도 2 및 3을 참조하여 앞서 설명된 불연성 에어로졸 어레인지먼트(20)와 같은) 다수의 유도성 엘리먼트들을 갖는 시스템들에서, 임펄스 생성 회로(202)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 사이에서 임펄스 응답을 유도한다.
동작(214)에서, 동작(212)에서 인가된 임펄스에 대한 응답으로 생성되는 임펄스 응답에 기초하여 출력이 (임펄스 응답 프로세서(204)에 의해) 생성된다. 도 16은 일반적으로 참조 번호 225으로 표시되며, 임펄스 응답 프로세서(204)에서 수신될 수 있는 예시적인 임펄스 응답이 임펄스(220)에 대한 응답인 것을 도시하는 플롯이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 임펄스 응답은 링 공진(ringing resonance)의 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 (예컨대, 임펄스를 인가하기 전의 온도에서 ±1°C 또는 ±0.1°C 이내로) 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(200)은 임펄스가 인가되는 시스템의 하나 이상의 속성들을 결정하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 성능 속성들, 이를테면 결함 상태들, 삽입된 물품(21)의 속성들, 물품(21)이 진짜인지 여부, 그러한 물품의 존재 또는 부재, 동작 온도 등이 임펄스 응답으로부터 유도된 출력 신호에 기반하여 결정될 수 있다. 시스템(200)은 예컨대 서셉터 어레인지먼트(16)의 가열을 수행하도록 시스템(10)을 사용하여 추가 액션들을 수행하기 위해 (또는 원하는 경우 추가 액션들을 방지하기 위해) 시스템의 결정된 하나 이상의 속성들을 사용할 수 있다. 예컨대, 결정된 동작 온도에 기초하여, 시스템(200)은 서셉터 어레인지먼트의 추가 가열을 야기하기 위해 유도 어레인지먼트에 어떤 레벨의 전력이 공급되어야 하는지 또는 적어도 전력이 공급되어야 하는지 여부를 선택할 수 있다. 결함 상태들 또는 제품(21)이 진짜인지 여부를 결정하는 것과 같은 일부 성능 속성들의 경우에, (임펄스 응답을 사용하여 측정되는) 시스템의 측정된 속성은 속성에 대한 예상 값 또는 값들의 범위와 비교될 수 있으며, 시스템(200)에 의해 취해진 액션들은 이 비교에 기초하여 수행된다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 230으로 표시된 흐름도이다. 알고리즘(230)의 동작(232)에서, 임펄스는 임펄스 생성 회로(202)에 의해 공진 회로(14)에 인가된다. 따라서, 동작(232)은 앞서 설명한 동작(212)과 동일하다.
알고리즘(120)의 동작(234)에서, 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된 임펄스 응답의 기간은 임펄스 응답 프로세서(204)에 의해 결정된다. 마지막으로, 동작(236)에서, (결정된 임펄스 응답 기간에 기반하여) 출력이 생성된다.
도 18은 알고리즘(230)의 예시적인 사용을 도시하고, 일반적으로 참조 번호(240)로 표시된 플롯이다. 플롯(240)은 임펄스 생성 회로(202)에 의해 공진 회로(14)에 인가되는 임펄스(242)를 도시한다. 임펄스(242)의 인가는 알고리즘(230)의 동작(232)을 구현한다. 임펄스 응답(244)은 인가된 임펄스에 대한 응답으로 유도된다. 임펄스(242)는 측정 기간 동안 그 최종 상태(플롯(240)에서 하이)로 유지될 수 있지만, 이것은 필수적인 것은 아니다. 예컨대, 하이-로우 임펄스가 인가될 수 있다(이후 로우로 유지될 수 있다).
임펄스 응답 프로세서(204)는 임펄스 응답(134)의 에지들을 나타내는 신호(246)를 생성한다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 신호(246)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(230)의 동작(234)에서, 임펄스 응답의 기간이 결정된다. 예시적인 기간은 도 18에서 화살표(248)로 표시된다.
알고리즘(230)의 동작(236)에서, 결정된 기간(248)에 기초하여 출력이 생성된다. 따라서, 출력 신호는 임펄스의 첫 번째 에지와 나중에 상기 임펄스 응답의 하나의 완전한 사이클인 두 번째 에지로부터의 시간 기간에 기반한다. 따라서, 출력 신호는 임펄스 응답의 전압 발진들의 시간 기간들에 의존하여서, 출력 신호가 임펄스 응답의 공진 주파수를 나타낸다.
일부 실시예들에서, 기간(248)은 온도에 의존한다. 따라서, 동작(236)에서 생성된 출력은 측정된 기간에 기초한 서셉터(16)의 온도 추정치일 수 있다. 즉, (본 예에서 신호(246)로부터 결정되는) 임펄스 응답(244)의 기간(248)은 예컨대 미리 결정된 룩업 테이블의 사용에 의해 서셉터(16)의 온도를 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 19는 예시적인 실시예들에 따른, 일반적으로 참조 번호 250으로 표시된 시스템의 블록도이다. 시스템(250)은 전술된 알고리즘(230)의 동작들(236)을 구현하는 데 사용될 수 있다.
시스템(250)은 에지 검출 회로(252), 전류 소스(253) 및 샘플-앤-홀드 회로(sample-and-hold circuit)(254)를 포함한다.
에지 검출 회로(252)는 앞서 설명된 임펄스 응답 신호들(244)과 같은 신호들의 에지들을 결정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 에지 검출 회로(252)는 전술된 신호들(246)을 생성할 수 있다. 에지 검출 회로(252)는 예컨대 비교기 또는 일부 유사한 회로를 사용하여 구현될 수 있다.
에지 검출 회로(252)는 전류 소스(253)에 인에이블 신호를 제공한다. 일단 인에이블되면, 전류 소스(253)는 출력(이를테면, 커패시터에 걸리는 전압 출력)을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 전류 소스(253)는 리셋 입력으로서 작용하는 방전 입력을 갖는다. 전류 소스 출력은 에지 검출 회로(252)의 출력이 전류 소스(253)를 인에이블한 이후로부터의 시간 지속기간을 표시하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 전류 소스 출력은 시간 지속 기간(예컨대, 펄스 지속 기간)의 표시로서 사용될 수 있다.
샘플-앤-홀드 회로(254)는 특정 시간에 전류 소스(253)의 출력에 기초하여 출력 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 샘플-앤-홀드 회로(254)는 기준 입력을 가질 수 있다. 샘플-앤-홀드 회로(254)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(250)은 충전 시간 측정 유닛(CTMU: charge time measurement unit), 이를테면 통합 CTMU를 사용하여 구현될 수 있다.
본원에 설명된 시스템들의 많은 다른 예시적인 용도들이 있다. 예로서, 도 20은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 260으로 표시된 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 예컨대 임펄스가 인가되는 회로에 관한 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예로서, Q-팩터 측정 형태의 감쇠율을 동작 온도를 추정하는 데 사용될 수 있다. 동작(262)은 도 14의 동작(214)의 예이다. 즉, 감쇠율은 임펄스 응답에 기반한 출력의 예이다.
도 21은 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(즉, 개방)이며, 스위치들(45b 및 45d)은 온(on)(즉, 폐쇄)이다. 제2 상태(383)에서, 스위치들(45a 및 45d)은 온(즉, 폐쇄)이며, 스위치들(45b 및 45c)은 오프이다. 따라서, 제1 상태(382)에서, 공진 회로(49)의 양 측은 접지에 연결된다. 제2 상태(383)에서, 전압 펄스(즉, 임펄스)가 공진 회로에 인가된다.
도 22는 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 400으로 표시된 흐름도이다. 알고리즘(400)은 본원에서 설명되는 시스템들의 예시적인 사용을 도시한다.
알고리즘(400)은 측정 동작(401)으로 시작한다. 측정 동작(401)은 예컨대, 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(202)에 의해 인가되고 측정치(예컨대, 온도 측정치)가 임펄스 응답 프로세서(204)의 출력에 기초하여 결정되는 시스템(200)에 의해 구현될 수 있다. 앞서 논의되는 바와 같이, 온도 측정치는 예컨대 감쇠율, 임펄스 응답 시간, 임펄스 응답 기간 등에 기초할 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. 예컨대, 제1 시간 기간은 10ms일 수 있고, 제2 시간 기간은 250ms일 수 있지만, 다른 시간 기간들도 가능하다. 다시 말해, 측정 동작은 연속적인 가열 동작들 사이에서 수행될 수 있다. 제2 시간 기간 동안 수행되는 가열 동작(402)은 제2 시간 기간의 전체 기간 동안 전력이 유도 코일에 공급된다는 것을 반드시 의미하지는 않는다는 점에 유의해야 한다. 예컨대, 전력은 단지 제2 시간 기간의 일부 동안만 공급될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 알고리즘(400)은 요구되는 가열 레벨에 의존하는 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 수행되지 않을 때 간단히 수행될 수 있으므로, 가열 동작(402)은 측정 동작(401)을 수행하기 위해 중단될 필요가 없다. 이러한 인터리브드 가열 어레인지먼트(interleaved heating arrangemen)는 가열 제어에 대한 펄스-폭-변조 접근법으로 지칭될 수 있다. 예로서, 펄스-폭-변조 방식은 100Hz 정도의 주파수에서 제공될 수 있으며, 여기서 각각의 기간은 (가변 길이의) 가열 부분과 측정 부분으로 분할된다.
도 23은 예시적인 실시예에 따른 알고리즘을 도시하고, 일반적으로 참조 번호 410으로 표시된 흐름도이다. 알고리즘(410)은 앞서 설명된 시스템(10)을 사용하여 구현될 수 있다.
알고리즘(410)은 동작(411)에서 시작하며, 여기서 스위칭 회로(13)(예컨대, 회로(40))에 의해 공진 회로(14)에 임펄스가 인가된다. 동작(413)에서, (예컨대, 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 (예컨대, 가열 기간이 만료된 경우에 또는 사용자 입력에 대한 응답으로) 가열이 중단되어야 하는지 여부가 결정된다. 만일 가열이 중단되어야 한다면, 알고리즘은 동작(419)에서 종료하고; 그렇지 않으면 알고리즘(400)은 동작(411)으로 되돌아 간다.
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 같은 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 대한 별도의 측정치들을 사용하여 동작하는 것이 유리할 수 있다. 다른 구현들에서, (예컨대, 물품(21)이 존재하는지 여부를 결정하는 경우에) 시스템이 복수의 유도성 엘리먼트들에 대한 단일 측정치만을 사용하여 동작하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 상황들에서, 시스템은 각각의 유도성 엘리먼트로부터 획득된 측정들에 대응하는 평균 측정치를 결정하도록 구성될 수 있다. 다른 경우들에서, 복수의 유도성 엘리먼트들 중 하나만이 하나 이상의 속성들을 결정하는 데 사용될 수 있다.
본원에서 설명되는 다양한 실시예들은 청구된 특징들을 이해하고 교시하는 것을 단지 돕기 위해 제공된다. 이러한 실시예들은 단지 실시예들의 대표적인 샘플로서만 제공되며, 포괄적 및/또는 배타적이지 않다. 본원에 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 벗어남이 없이 수정들이 이루어질 수 있고 다른 실시예들이 활용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들은 여기에 구체적으로 설명된 것들 이외의 개시된 엘리먼트들, 컴포넌트들, 특징들, 부품들, 단계들, 수단들 등의 적절한 조합들을 적합하게 포함하거나, 이들로 구성되거나 이들을 필수적 요소로 하여 구성될 수 있다. 더욱이, 본 개시내용은 현재 청구되지 않지만 장래에 청구될 수 있는 다른 발명들을 포함할 수 있다.

Claims (31)

  1. 전원으로부터 교류 전류를 생성하도록 구성되는 제1 스위칭 어레인지먼트 ― 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 디바이스의 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 공진 회로의 유도성 엘리먼트를 통해 상기 교류 전류가 흐름 ― ;
    상기 제1 스위칭 어레인지먼트를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하기 위한 구동기 회로; 및
    전력 절약 동작 모드에서 상기 구동기 회로의 적어도 일부를 상기 전원으로부터 연결 해제하도록 구성된 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 소스의 DC 레벨을 동작 DC 레벨로 부스트하기 위한 부스트 변환기를 더 포함하며,
    상기 전력 모드 스위칭 어레인지먼트는 상기 전력 절약 동작 모드에서 상기 부스트 변환기를 상기 전원으로부터 연결 해제하도록 구성되는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 어레인지먼트는 양의 전압원과 음의 전압원 사이에서 스위칭함으로써 상기 교류 전류를 생성하는 데 사용되는 H-브리지 회로를 포함하는, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진 회로를 더 포함하는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 제어하기 위한 제어 모듈을 더 포함하며,
    상기 제어 모듈은 상기 장치를 상기 가열 동작 모드 또는 상기 전력 절약 동작 모드로 설정하고 상기 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 상응하게 제어하기 위한, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 모듈은:
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 제1 임계 시간 기간 동안 상기 가열 동작 모드에서 비활성이었던 경우;
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 비활성이 된 경우;
    상기 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 디바이스가 상기 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거된 경우;
    상기 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열된 물품이 상기 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거된 경우; 또는
    상기 장치의 배터리가 배터리 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는 경우,
    상기 장치를 상기 전력 절약 동작 모드로 설정하도록 구성되는, 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제어 모듈은:
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 제2 임계 시간 기간 동안 상기 전력 절약 동작 모드에 있었던 경우;
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 활성이 된 경우;
    상기 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 디바이스가 상기 에어로졸 생성 디바이스 내로 삽입된 경우;
    상기 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열된 물품이 상기 에어로졸 생성 디바이스 내로 삽입된 경우; 또는
    움직임 센서 출력이 상기 에어로졸 생성 디바이스의 의도된 사용을 표시하는 경우,
    상기 장치를 상기 가열 동작 모드로 설정하도록 구성되는, 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 모드 스위칭 어레인지먼트는 상기 전력 절약 동작 모드에서 상기 전원으로부터 하나 이상의 추가 모듈들을 연결 해제하도록 구성되는, 장치.
  9. 가열 엘리먼트의 가열을 유발하기 위한 가열 회로부; 및
    가열 동작 모드 및 전력 절약 동작 모드를 갖는 프로세서 엘리먼트를 포함하며,
    상기 가열 동작 모드에서, 상기 프로세서 엘리먼트는 전원으로부터 상기 가열 회로부로 전력을 제공하도록 구성되며,
    상기 전력 절약 동작 모드는 상기 가열 동작 모드보다 더 적은 전력을 사용하며,
    상기 가열 회로부의 적어도 일부는 전력 스위칭 어레인지먼트를 통해 상기 전원에 전기적으로 결합되고,
    상기 프로세서 엘리먼트가 상기 전력 절약 동작 모드에 있을 때 상기 가열 회로부의 적어도 일부가 상기 전원으로부터 전기적으로 연결 해제되도록, 상기 프로세서 엘리먼트는 상기 전력 스위칭 어레인지먼트를 동작시키도록 구성되는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가열 엘리먼트는, 상기 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 디바이스의 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 공진 회로의 유도성 엘리먼트를 포함하는, 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    제어 모듈을 더 포함하며,
    상기 제어 모듈은:
    상기 가열 회로부가 제1 임계 시간 기간 동안 상기 가열 동작 모드에서 비활성이었던 경우; 상기 가열 회로부가 사용자에 의해 비활성이 된 경우; 상기 가열 회로부에 의해 가열되고 있는 물품이 제거되는 경우; 또는 상기 장치의 배터리가 배터리 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는 경우, 상기 프로세서 엘리먼트를 상기 가열 모드로 설정하도록 구성되고, 그리고
    상기 제어 모듈은:
    상기 가열 회로부가 제2 임계 시간 기간 동안 상기 전력 절약 동작 모드에 있었던 경우; 상기 가열 회로부가 사용자에 의해 활성이 된 경우; 상기 가열 회로부에 의해 가열될 물품이 삽입된 경우; 또는 움직임 센서 출력이 상기 장치의 의도된 사용을 표시하는 경우, 상기 프로세서 엘리먼트를 상기 전력 절약 모드로 설정하도록 구성되는, 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 스위칭 어레인지먼트를 통해 상기 전원에 전기적으로 결합되는 하나 이상의 추가 모듈들을 더 포함하며,
    상기 프로세서 엘리먼트가 상기 전력 절약 동작 모드에 있을 때, 상기 하나 이상의 추가 모듈들 중 적어도 일부가 상기 전원으로부터 전기적으로 연결 해제되도록, 상기 프로세서 엘리먼트는 상기 전력 스위칭 어레인지먼트를 동작시키도록 구성되는, 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는, 불연성 에어로졸 생성 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 포함하는 제거 가능한 물품을 수용하도록 구성되는, 불연성 에어로졸 생성 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 재료는 에어로졸 생성 기재 및 에어로졸 형성 재료를 포함하는, 불연성 에어로졸 생성 디바이스.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 제거 가능한 물품은 상기 서셉터 어레인지먼트를 포함하는, 불연성 에어로졸 생성 디바이스.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 담배 가열 시스템을 포함하는, 불연성 에어로졸 생성 디바이스.
  18. 에어로졸 생성 디바이스의 동작 모드를 가열 동작 모드 또는 전력 절약 동작 모드로 설정하는 단계 ― 상기 에어로졸 생성 디바이스는 상기 가열 동작 모드에서, 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트를 포함하는 공진 회로 포함함 ―; 및
    상기 가열 동작 모드에서 상기 에어로졸 생성 디바이스의 구동기 회로를 인에이블하고 그리고 상기 구동기 회로의 적어도 일부가 상기 전력 절약 동작 모드에서 상기 전원으로부터 연결 해제되도록 상기 전력 절약 동작 모드에서 상기 구동기 회로를 디스에이블하도록, 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 제1 임계 시간 기간 동안 가열 동작 모드에서 비활성이었던 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 전력 절약 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 비활성이 되는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 전력 절약 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 물품이 상기 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거되는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 전력 절약 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열되는 교체 가능한 물품이 상기 에어로졸 생성 디바이스로부터 제거되는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 전력 절약 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치의 배터리가 배터리 임계치 미만의 충전 레벨을 갖는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 전력 절약 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 제2 임계 시간 기간 동안 상기 전력 절약 동작 모드에 있었던 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 가열 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  25. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 디바이스가 사용자에 의해 활성이 되는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 가열 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 어레인지먼트를 포함하는 물품이 상기 에어로졸 생성 디바이스로 삽입되는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 가열 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  27. 제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서셉터 어레인지먼트에 의해 가열되는 교체 가능한 물품이 상기 에어로졸 생성 디바이스로 삽입되는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 가열 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  28. 제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    움직임 센서 출력이 상기 에어로졸 생성 디바이스의 의도된 사용을 표시하는 경우, 상기 에어로졸 생성 디바이스를 상기 가열 동작 모드로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  29. 불연성 에어로졸 생성 시스템에 사용하기 위한 물품을 포함하는 부품들의 키트로서,
    상기 불연성 에어로졸 생성 시스템은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치 또는 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 생성 디바이스를 포함하는,
    부품들의 키트.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 물품은 에어로졸 생성 재료를 포함하는 제거 가능한 물품인, 부품들의 키트.
  31. 장치로 하여금 적어도,
    에어로졸 생성 디바이스의 동작 모드를 가열 동작 모드 또는 전력 절약 동작 모드로 설정하는 것 ― 상기 가열 동작 모드에서, 상기 에어로졸 생성 디바이스는 에어로졸 생성 재료를 가열함으로써 에어로졸을 생성하기 위해 서셉터 어레인지먼트를 유도 가열하기 위한 유도성 엘리먼트를 포함하는 공진 회로를 포함함 ― ; 및
    상기 가열 동작 모드에서 상기 에어로졸 생성 디바이스의 구동기 회로를 인에이블하고 그리고 상기 구동기 회로의 적어도 일부가 상기 전력 절약 동작 모드에서 전원으로부터 연결 해제되도록 상기 전력 절약 동작 모드에서 상기 구동기 회로를 디스에이블하도록, 전력 모드 스위칭 어레인지먼트를 제어하는 것을 수행하게 하기 위한 명령들을 포함하는,
    컴퓨터 프로그램.
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