KR20220157994A - 에어로졸 발생 장치용 공진 회로를 갖는 카트리지 - Google Patents

에어로졸 발생 장치용 공진 회로를 갖는 카트리지 Download PDF

Info

Publication number
KR20220157994A
KR20220157994A KR1020227035832A KR20227035832A KR20220157994A KR 20220157994 A KR20220157994 A KR 20220157994A KR 1020227035832 A KR1020227035832 A KR 1020227035832A KR 20227035832 A KR20227035832 A KR 20227035832A KR 20220157994 A KR20220157994 A KR 20220157994A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartridge
resonant circuit
aerosol
frequency
resonant
Prior art date
Application number
KR1020227035832A
Other languages
English (en)
Inventor
제롬 크리스티안 코우어밧
데이빗 머레이 크로스
블라드 레비치
Original Assignee
필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. filed Critical 필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
Publication of KR20220157994A publication Critical patent/KR20220157994A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/42—Cartridges or containers for inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/53—Monitoring, e.g. fault detection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50—Control or monitoring
    • A24F40/57—Temperature control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/60—Devices with integrated user interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/04—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/041—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters
    • A61M11/042—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters electrical
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A61M15/06—Inhaling appliances shaped like cigars, cigarettes or pipes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J1/00—Details of adjusting, driving, indicating, or mechanical control arrangements for resonant circuits in general
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
    • H04B5/0031—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
    • A61M2205/502—User interfaces, e.g. screens or keyboards
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

에어로졸 발생 장치(200)용 카트리지(100)로서, 카트리지(100)는: 에어로졸 형성 기재; 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터(120); 및 공진 회로(155)를 포함하고; 공진 회로(155)는 미리 결정된 공진 주파수에서 공명하도록 구성되고, 미리 결정된 공진 주파수는 카트리지(100)의 ID와 연관되고, 공진 회로(155)는 전기 히터(120)와 병렬로 연결된다.

Description

에어로졸 발생 장치용 공진 회로를 갖는 카트리지
본 개시는 에어로졸 발생 장치용 카트리지에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 카트리지 또는 그의 내용물을 식별하는 데 사용될 수 있는 공진 회로를 카트리지가 포함하는 에어로졸 발생 장치용 카트리지에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 카트리지와 함께 사용하기 위한 에어로졸 발생 장치 및 카트리지와 상기 장치 모두를 포함하는 에어로졸 발생 시스템에 관한 것이다.
핸드헬드 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템은 장치 및 탈착식 카트리지를 포함하는 모듈형 구성을 가질 수 있다. 공지된 에어로졸 발생 시스템에서, 장치는 전형적으로 배터리 및 제어 전자기기를 포함하고, 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재의 공급부 및 전기 히터를 보유하는 액체 저장부를 포함한다. 히터는 전형적으로 액체 에어로졸 형성 기재를 액체 저장 부분으로부터 히터로 전달하는 세장형 심지 둘레에 감긴 와이어의 코일을 포함한다. 전류는 와이어의 코일을 통해 통과하여 히터를 가열함으로써 에어로졸 형성 기재로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 카트리지는 일반적으로, 사용자가 에어로졸을 그들의 입 안으로 흡인할 수 있는 마우스피스도 포함한다.
카트리지는 전형적으로 상호 교환 가능하고 조성물, 향미, 강도 또는 다른 특징이 상당히 다를 수 있는 다양한 상이한 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 사용자는 임의로 카트리지를 상호 교환할 수 있다. 그러나, 특정 에어로졸 형성 기재를 에어로졸화시키거나 특정 사용자 경험을 생성하는 데 필요한 조건은 카트리지마다 다를 수 있다. 특히, 특정 카트리지에 요구되는 가열 프로파일은 에어로졸 형성 기재의 특징에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 에어로졸 발생 장치가 그에 따라 에어로졸화 조건을 적응시킬 수 있도록 카트리지를 자동적으로 식별하는 수단을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시의 예에 따라, 에어로졸 발생 장치용 카트리지가 제공된다. 카트리지는 에어로졸 형성 기재를 포함할 수 있다. 카트리지는 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 포함할 수 있다. 카트리지는 공진 회로를 포함할 수 있다. 공진 회로는 미리 결정된 공진 주파수에서 공명하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 공진 주파수는 카트리지 ID와 연관될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "공진 회로"는 공명 또는 공진 거동을 나타내는 전기 회로를 지칭한다. 즉, 회로는 다른 주파수에서보다 공진 주파수로 불리는 특정 주파수에서 더 큰 진폭으로 자연적으로 진동한다.
유리하게는, 미리 결정된 공진 주파수에서 공진 회로가 공진하도록 구성함으로써, 에어로졸 발생 장치는 공명이 발생하는 주파수를 결정함으로써 카트리지, 또는 카트리지에 함유된 에어로졸 형성 기재를 명확하게 식별할 수 있다. 즉, 공진 주파수는 카트리지의 특징적인 특징으로서 작용한다. 상이한 미리 결정된 공진 주파수가 상이한 카트리지를 구별할 수 있도록 상이한 카트리지에 사용될 수 있다. 일단 카트리지가 식별되면, 에어로졸 발생 장치는 카트리지에 함유된 에어로졸 형성 기재에 대한 적절한 가열 프로파일을 적용할 수 있다.
유리하게는, 공진 회로는 비교적 적은 수의 저렴한 전기 구성요소로 구성될 수 있고, 따라서 공진 회로는 메모리 칩 또는 RFID 태그와 같은 다른 식별 방법과 비교하여 카트리지를 식별하는 간단하고 비용 효율적인 방식을 나타낸다.
카트리지를 식별하기 위해 공진 회로를 사용하는 다른 장점은 공진 회로가 위조 방지 조치로서 사용될 수 있다는 점이다. 사용자가 공진 회로를 갖지 않는 자신의 에어로졸 발생 장치에 미-승인 카트리지를 연결하려고 시도하거나, 예상된 미리 결정된 공진 주파수를 갖지 않는 공진 회로가 사용된 경우, 에어로졸 발생 장치는 카트리지를 미-승인 또는 위조 가능성으로서 식별할 수 있고, 사용자에게 경고하거나 장치의 작동을 차단할 수 있다.
공진 회로는 전기 히터와 병렬로 연결될 수 있다. 전기 히터와 병렬로 공진 회로를 연결하는 장점은 히터와 직렬로 공진 회로의 수동 전기 구성요소의 연결을 피함으로써 가열 동안 공진 회로에서 에너지 손실의 감소를 돕는다는 점이다. 더 많은 에너지가 히터에 공급될 수 있도록 가열 동안 공진 회로에 의한 에너지 소비를 최소화하는 것이 바람직하다. 수동 구성요소가 히터와 직렬로 배열되는 경우, 히터에 공급된 전류는 또한 이들 구성요소를 통과할 것이고, 그 결과 이들 구성요소, 예를 들어 이들 구성요소의 기생 요소에서 에너지 손실, 예컨대 기생 저항의 손실이 초래될 것이다.
전기 히터와 병렬로 공진 회로를 연결하는 다른 이점은 히터에 전력을 공급하고 공진 회로에 입력 신호를 제공하고 공진 회로로부터 출력 신호를 수신하기 위해 카트리지가 두 개의 전기 접점만을 필요로 한다는 점이다. 공진 회로가 직렬로 연결된 경우, 공진 회로로부터 출력 신호를 수신하기 위해서는 적어도 하나의 추가 연결이 필요할 것이다.
공진 회로는 3개 이하의 구성요소를 포함할 수 있다. 공진 회로는 2개 이하의 구성요소를 포함할 수 있다. 이는 회로의 복잡도 및 비용을 감소시키고 또한 회로의 크기를 감소시키며, 즉 회로는 더 적은 인쇄 회로 기판 면적을 필요로 한다.
공진 회로는 커패시터 및 인덕터를 포함할 수 있다. 이는 가장 단순한 유형의 공진 회로이며, 2개의 수동 구성요소만으로 구현될 수 있다. 유리하게는, 공진 회로가 히터와 병렬로 배열되고 직류(DC) 전압이 카트리지에 인가되어 히터를 가열하는 경우, 커패시터는 DC 전압을 차단하고, 직류 전류가 공진 회로를 통해 흐르지 않도록 개방 회로로서 효과적으로 작용한다. 대신에, 직접 전류는 히터를 통해서만 흐르고, 따라서 공진 회로에서의 에너지 손실이 가열 동안 최소화된다.
인덕터 및 커패시터(소위, LC 회로)를 포함하는 공진 회로의 경우, 공명은 회로가 공진 주파수에서 교번 또는 진동하는 입력 교번 신호를 수신하거나 그에 의해 구동될 때 발생한다. 공진 주파수는 유도성 및 용량성 리액턴스가 동일한 크기인 주파수이다. 공진 회로의 공진 주파수는 식 (1)에 의해 결정될 수 있다:
Figure pct00001
(1)
여기서, f 0 은 공진 주파수이고, L은 인턱터의 인덕턴스이고, C는 커패시터의 커패시턴스이다.
커패시터 및 인덕터는 직렬로 연결될 수 있다. 커패시터 및 인덕터의 직렬 배열은 히터를 가로질러 병렬로 연결될 수 있다. 직렬 LC 회로에서, 2개의 리액턴스가 서로 상쇄되도록 용량성 리액턴스 및 유도성 리액턴스가 크기가 같지만 위상이 반대일 때 공명이 발생한다. 따라서, 커패시터와 인덕터의 직렬 배열이 공명되는 경우, 공진 회로의 임피던스는 최소이다.
전술한 바와 같이, 공진 회로가 히터와 병렬로 배열되고 직류(DC) 전압이 카트리지에 인가되어 히터를 가열하는 경우, 커패시터는 DC 전압을 차단하고, 직류 전류가 공진 회로를 통해 흐르지 않도록 개방 회로로서 효과적으로 작용한다. 따라서, 커패시터와 직렬로 인덕터를 연결함으로써, DC 전류가 또한 인덕터를 통해 흐르는 것이 방지되어, 에너지 손실을 감소시킨다.
공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스에 의해 결정될 수 있다. 이러한 상황에서, 인덕터의 인덕턴스는 고정될 수 있다. 임의의 적합한 인덕턴스 값이 미리 결정된 공진 주파수를 달성하는 데 사용될 수 있지만, 인덕터의 인덕턴스는 대략 1 μH로 고정될 수 있다. 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스를 변경함으로써 변경될 수 있다. 커패시터의 커패시턴스는 상이한 커패시턴스 값을 갖는 커패시터를 사용함으로써 변경될 수 있다. 유리하게는, 이는 단지 특정 공진 회로에 대한 단일 구성요소를 변경하는 것을 포함한다. 미리 결정된 공진 주파수를 달성하기 위한 적합한 커패시턴스 값을 갖는 임의의 커패시터가 사용될 수 있다. 커패시터의 커패시턴스는 0.1 nF 내지 10 μF의 범위일 수 있다. 커패시터의 커패시턴스는 표준 커패시터 값의 범위를 사용함으로써 변경될 수 있다. 예를 들어, 다음: 0.27 nF, 0.39 nF, 0.56 nF, 0.82 nF, 1.2 nF, 1.8 nF, 2.7 nF, 3.9 nF, 5.6 nF, 및 8.2 nF의 커패시터 값이 사용될 수 있다. 이들 값은 E12 시리즈의 표준 커패시터 값으로부터 취해진 것이므로 쉽게 이용 가능하다.
대안적으로, 공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 인덕터의 인덕턴스에 의해 결정될 수 있다. 공진 주파수는 인덕터의 인덕턴스를 변경함으로써 변경될 수 있다. 이러한 상황에서, 커패시터의 커패시턴스가 고정될 수 있다. 임의의 적합한 커패시턴스 값이 미리 결정된 공진 주파수를 달성하는 데 사용될 수 있지만, 커패시터의 커패시턴스는 270 나노패라드로 고정될 수 있다. 인덕터의 인덕턴스는 상이한 인덕턴스 값을 갖는 인덕터를 사용함으로써 가변될 수 있다. 유리하게는, 이는 단지 특정 공진 회로에 대한 단일 구성요소를 변경하는 것을 포함한다. 미리 결정된 공진 주파수를 달성하기 위한 적합한 인덕턴스 값을 갖는 임의의 인덕터가 사용될 수 있다. 인덕터의 인덕턴스는 0.1 나노헨리(nH) 내지 330 nH의 범위일 수 있다. 예를 들어, 다음 인덕터 값: 1 nH, 1.5 nH, 2.2 nH, 3.3 nH, 4.7 nH, 6.8 nH, 10 nH, 15 nH, 22 nH, 및 33 nH이 사용될 수 있다. 이들 값은 E12 시리즈의 표준 인덕터 값으로부터 취해진 것이므로 쉽게 이용 가능하다.
대안적으로, 공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스 및 인덕터의 인덕턴스 모두에 의해 결정될 수 있다. 커패시턴스 및 인덕턴스 값의 임의의 적합한 조합이 미리 결정된 공진 주파수를 달성하는 데 사용될 수 있다.
미리 결정된 공진 주파수는 10 kHz(kHz) 내지 100 MHz, 바람직하게는 100kHz 내지 20 MHz 범위, 더 바람직하게는 1 MHz 내지 11 MHz 범위일 수 있다. 비교적 높은 공진 주파수, 예를 들어 메가헤르츠 범위의 주파수를 사용하는 장점은 공명을 검출하는 데 필요한 측정 시간을 감소시킨다는 점이다. 본 발명자들은 고주파수의 주파수 스위프가 저주파수의 주파수 스위프보다 더 신속하게 수행될 수 있음을 발견하였다. MHz 범위의 주파수를 사용하는 다른 장점은 히터와 비교하여 공진 회로를 통과하는 측정 신호의 비율을 증가시킨다는 점이다. 공명을 검출하기 위해 카트리지에 교번 신호가 입력될 때, 이는 히터와 공진 회로 사이에서 분리된다. DC 신호와 대조적으로, 교번 신호는 공진 회로의 커패시터를 통과할 수 있다. 더 작은 비율의 신호가 더 낮은 주파수에서보다 더 높은 주파수에서 히터를 통해 흐르는 것으로 밝혀졌다. 유리하게는, 이는 낮은 주파수를 사용하는 것에 비해 공진 주파수의 검출을 용이하게 하고 또한 히터에서의 에너지 손실을 감소시킨다.
공진 회로는 병렬로 배열된 복수의 커패시터를 포함할 수 있다. 복수의 커패시터의 조합된 커패시턴스는 공명을 생성하는 데 사용될 수 있다. 본 발명자들은 병렬로 배열된 2개 이상의 커패시터를 사용하여 공진 회로의 용량성 부분을 구현하는 것이 공진 회로의 주파수 반응의 개선을 돕는다는 것을 발견하였다. 즉, 병렬 배열은 공진 주파수의 검출을 돕는 특정 입력 주파수에 대한 공진 회로로부터의 신호 출력의 개선을 돕는다. 이는 커패시터의 병렬 배열이 기생 직렬 저항을 감소시키는 데 도움을 주기 때문이다.
공진 회로는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 배열될 수 있다. 공진 회로는 별도의 자체 PCB 상에 배열될 수 있다. 이는 공진 회로가 카트리지의 별도의 모듈형 부분으로서 제작될 수 있게 하고, 독립형 식별 또는 위조 방지 장치로서 작용을 한다. 공진 회로가 비교적 적은 구성요소를 사용하여 구현될 수 있다는 점을 감안하면, PCB가 핸드헬드 에어로졸 발생 장치의 카트리지 내에 쉽게 끼워질 수 있도록 더 적은 PCB 영역이 요구된다.
인덕터는 전도성 트랙으로서 PCB 상에 직접 형성될 수 있다. 이는 PCB 제작 중에 쉽게 제작될 수 있고 공진 회로에 필요한 구성요소의 수를 감소시킨다. 대안적으로, 인덕터는 PCB 상에 장착된 개별 표면 장착 장치를 포함할 수 있다. 커패시터는 또한, PCB 상에 장착된 개별 표면 장착 장치를 포함할 수 있다.
공진 회로는 히터와 병렬로 연결된 커패시터를 포함할 수 있다. 공진 회로는 공명을 생성하기 위해 커패시터의 커패시턴스와 조합하여 공진 회로의 기생 인덕턴스를 사용하도록 구성될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기생 인덕턴스"는 구성요소의 기하학적 구조, 구성요소의 재료 또는 구성요소가 회로에서 사용되는 방법과 같은 다수의 요인으로부터 기인할 수 있는 모든 "실제" 전자 구성요소의 불가피한 인덕턴스 효과를 지칭한다. 예를 들어, 저항에 더하여, 저항기는 기생 인덕턴스를 가질 수 있고, 커패시턴스에 더하여, 커패시터는 기생 인덕턴스를 가질 수 있다. 용어 "실제"는 회로에 사용되는 실제 물리적 구성요소를 이론 상 순수하게 존재하고, 순수 저항 또는 기생 요소가 없는 순수 커패시턴스와 같은 의도된 단일 특징을 갖는 이상적인 구성요소와 구별하기 위해 사용된다. 일반적으로, 기생 인덕턴스는 원하지 않는 인덕턴스 효과이다. 또한, 그 효과는 종종 미미하고, 많은 용례에서 무시될 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 놀랍게도 특정 용례에서 이것이 이점이 될 수 있음을 발견하였다.
유리하게는, 실제 인덕터 구성요소 대신에 공진 회로의 기생 인덕턴스를 사용함으로써, 공진 회로 내의 구성요소의 수가 감소될 수 있다. 이는 회로를 단순화하고 회로에 필요한 PCB 면적을 감소시킨다.
기생 인덕턴스가 종종 실제 인덕터 구성요소의 인덕턴스에 비해 상대적으로 작기 때문에, 이들이 생성하는 공진 주파수는 일반적으로 더 높다. 미리 결정된 공진 주파수는 100 kHz 내지 100 MHz 범위, 바람직하게는 1 MHz 내지 50 MHz 범위일 수 있다. 이들 주파수 범위는 실제 인덕터를 사용하여 공진 회로를 설명할 때 위에서 논의된 것과 동일한 이점을 갖는다.
공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스에 의해 결정될 수 있다. 공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스를 변경함으로써 변경될 수 있다. 이는 상이한 커패시턴스 값을 갖는 커패시터를 사용함으로써 달성될 수 있고, 단지 특정 공진 회로를 위한 단일 구성요소를 변경하는 것을 포함한다. 미리 결정된 공진 주파수를 달성하기 위한 적합한 커패시턴스 값을 갖는 임의의 커패시터가 사용될 수 있다. 커패시터의 커패시턴스는 1 nF 내지 100 μF의 범위일 수 있다. 커패시터의 커패시턴스는 표준 커패시터 값의 범위를 사용함으로써 변경될 수 있다. 예를 들어, 다음의 커패시터 값: 2.7 nF, 3.9 nF, 5.6 nF, 8.2 nF, 12 nF, 18 nF, 27 nF, 39 nF, 56 nF, 및 82 nF이 사용될 수 있다. 이들 값은 E12 시리즈의 표준 커패시터 값으로부터 취해진 것이므로 쉽게 이용 가능하다.
공진 회로는 교번 신호 소스에 연결되도록 배열될 수 있고, 미리 결정된 공진 주파수가 교번 신호의 주파수와 실질적으로 동일할 때에 공명하도록 구성된다. 이는 공진 회로가 공진 주파수를 결정하기 위한 입력 교번 신호를 수신하거나 이에 의해 구동될 수 있게 한다.
히터는 하나 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소는 임의의 적합한 형상이나 기하학적 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 가열 요소는 직선형이거나, 코일로서 형성되거나, 요철형 또는 구불구불한 형상을 가질 수 있다. 가열 요소는 가열 와이어 또는 필라멘트, 예를 들어, Ni-Cr(니켈-크롬), 백금, 텅스텐 또는 합금 와이어를 포함할 수 있다.
가열 요소는 적합한 전기적 특성을 갖는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 적합한 재료는: 도핑된 세라믹, 전기 "전도성" 세라믹(예를 들어, 몰리브덴 디실리사이드와 같은), 탄소, 그래파이트, 금속, 금속 합금, 및 세라믹 재료와 금속 재료로 만든 복합 재료와 같은 반도체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이러한 복합 재료는 도핑된 세라믹 또는 도핑되지 않은 세라믹을 포함할 수 있다. 적합한 도핑된 세라믹의 예는 도핑된 탄화규소를 포함한다. 적합한 금속의 예는 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금족의 금속을 포함한다.
적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 콘스탄탄(Constantan), 니켈-, 코발트-, 크롬-, 알루미늄-, 티타늄-, 지르코늄-, 하프늄-, 니오븀-, 몰리브덴-, 탄탈륨-, 텅스텐-, 주석-, 갈륨-, 망간- 및 철-함유 합금, 및 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸을 기본으로 하는 초합금, Timetal®, 철-알루미늄계 합금, 및 철-망간-알루미늄계 합금을 포함한다. Timetal®은 티타늄 메탈사(Titanium Metals Corporation)의 등록 상표이다. 필라멘트는 하나 이상의 절연체로 코팅될 수 있다. 전기 전도성 필라멘트용으로 바람직한 재료는 스테인리스 스틸 및 그래파이트이며, 더 바람직하게는 AISI 304, 316, 304L, 316L과 같은 300 시리즈 스테인리스 스틸이다. 추가적으로, 전기 전도성 가열 요소는 상기 재료의 조합을 포함할 수 있다. 재료의 조합은 실질적으로 편평한 가열 요소의 저항 제어를 개선하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 높은 고유 저항을 갖는 재료가 낮은 고유 저항을 갖는 재료와 조합될 수 있다. 재료 중 하나가, 예를 들어 가격, 가공성(machinability), 또는 기타 물리적 및 화학적 파라미터와 같은 다른 관점에서 더 유익한 경우, 이는 유리할 수 있다. 유리하게는, 고 저항률 히터는 배터리 에너지를 더욱 효율적으로 사용할 수 있게 한다.
가열 요소는 유체 투과성 가열 요소일 수 있다. 유체 투과성 가열 요소는 가열 요소의 제1 측면으로부터 제2 측면으로 연장되고 그를 통해 유체가 통과할 수 있는 복수의 간극 또는 구멍을 포함할 수 있다.
가열 요소는 간단하게 제조할 수 있도록 실질적으로 편평한 가열 요소를 포함할 수 있다. 기하학적으로, "실질적으로 편평한" 가열 요소라는 용어는, 실질적으로 2차원 표면형태 매니폴드의 형태로 된 가열 요소를 가리키도록 사용되고 있다. 따라서, 실질적으로 편평한 가열 요소는 실질적으로 제3 차원보다는 표면을 따라 2차원으로 연장된다. 특히, 표면 내의 2개의 치수에서 실질적으로 편평한 가열 요소의 치수는, 표면에 법선 방향인 제3 치수보다 적어도 5배 크다. 실질적으로 편평한 가열 요소의 일 예는 2개의 실질적으로 가상 평행 표면 사이의 구조이고, 이들 2개의 가상 표면 간의 거리는 표면 내의 연장부보다 실질적으로 작다. 몇몇 구현예에서, 실질적으로 편평한 가열 요소는 평면형이다. 다른 구현예에서, 실질적으로 편평한 가열 요소는, 하나 이상의 치수를 따라 휘어져, 예를 들어 돔 형상 또는 브리지 형상을 형성한다.
가열 요소는 복수의 전도성 필라멘트를 포함할 수 있다. 용어 "필라멘트"는 2개의 전기 접점 사이에 배열된 전기 경로를 지칭하는 데 사용된다. 필라멘트는, 임의로 분기되어 여러 개의 경로 또는 필라멘트로 각각 분기되거나, 여러 전기적 경로로부터 하나의 경로로 수렴될 수 있다. 필라멘트는 원형, 정사각형, 편평한 형상, 또는 임의의 다른 형태의 단면을 가질 수 있다. 필라멘트는 직선형 또는 곡선형 방식으로 배열될 수 있다.
가열 요소는, 예를 들어 서로 평행하게 배열된 필라멘트의 어레이일 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트는 메시를 형성할 수 있다. 메시는 직물 또는 부직포일 수 있다. 메시는 상이한 유형의 직조(weave) 또는 격자(lattice) 구조를 사용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 전기 전도성 가열 요소는 필라멘트 어레이 또는 필라멘트 직물로 구성된다. 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물은 당업계에서 주지하는 바와 같이, 액체를 유지하는 능력을 특징으로 할 수 있다.
바람직한 예에서, 실질적으로 편평한 가열 요소는 와이어 메시로 형성된 와이어로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 메시는 평직 디자인을 가진다. 바람직하게는, 가열 요소는 메시 스트립으로 만든 와이어 그릴이다.
전기 전도성 필라멘트는 필라멘트 사이의 간격을 정의할 수 있고, 간격은 10 μm 내지 100 μm의 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는, 필라멘트는 간격 내에서 모세관 작용을 일으키므로, 사용 시에 증발될 액체가 간격 내로 흡인되어, 가열 요소와 액체 에어로졸 형성 기재 사이의 접촉 면적을 증가시킨다.
전기 전도성 필라멘트는 센티미터 당 60 내지 240 필라멘트(± 10%) 크기의 메시를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 메시 밀도는 센티미터 당 100 내지 140 필라멘트(± 10%)이다. 더 바람직하게는, 메시 밀도는 센티미터 당 대략 115 필라멘트이다. 간극의 폭은 100 μm 내지 25 μm, 바람직하게는 80 μm 내지 70 μm, 더 바람직하게는 대략 74 μm일 수 있다. 메시의 개방 면적의 백분율(메시의 전체 면적에 대한 간격 면적의 비율)은, 40% 내지 90%, 바람직하게는 85% 내지 80%, 더 바람직하게는 대략 82%일 수 있다.
전기 전도성 필라멘트는, 8 μm 내지 100 μm, 바람직하게는, 10 μm 내지 50 μm, 더 바람직하게는 12 μm 내지 25 μm, 가장 바람직하게는 대략 16 μm의 직경을 가질 수 있다. 필라멘트는 둥근 단면을 가질 수 있거나 평탄화된 단면을 가질 수 있다.
전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이, 또는 직물의 면적은, 예를 들어 50 mm² 이하, 바람직하게는 25 mm² 이하, 더 바람직하게는 대략 15 mm²일 수 있다. 크기는 가열 요소가 핸드헬드 시스템 내에 포함되도록 선택된다. 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물의 크기가 상기 면적의 50 mm² 이하이면, 액체 에어로졸 형성 기재에 대한 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물의 충분한 접촉을 계속해서 보장하면서 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물을 가열하는 데 필요한 총 전력량을 감소시킨다. 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물은 예를 들어 직사각형일 수 있고 길이는 2 mm 내지 10 mm이고, 폭은 2 mm 내지 10 mm일 수 있다. 바람직하게는, 메시는 대략 5 mm Х 3 mm의 치수를 가진다.
바람직하게는, 필라멘트는 와이어로 만들어진다. 더 바람직하게는, 와이어는 금속으로 제조되고, 가장 바람직하게는 스테인리스 스틸로 제조된다.
가열 요소의 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물의 전기 저항은 0.3 Ω 내지 4 Ω일 수 있다. 바람직하게는, 전기 저항은 0.5 Ω 이상이다. 더 바람직하게는, 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물의 전기 저항은 0.6 Ω 내지 0.8 Ω, 가장 바람직하게는 약 0.68 Ω이다. 전기 전도성 필라멘트의 메시, 어레이 또는 직물의 전기 저항은 바람직하게는 전도성 접점 부분의 전기 저항보다 적어도 수십 배, 더 바람직하게는 수백 배 더 크다. 이는, 전류를 가열 요소를 통해 통과시킴으로써 발생된 열이 전기 전도성 필라멘트의 메시 또는 어레이에 국한되는 것을 보장한다. 시스템이 배터리에 의해 전력을 공급받는 경우 가열 요소에 대해 낮은 전체 저항을 갖는 것이 유리하다. 저저항 고전류 시스템은 고전력이 가열 요소에 전달되게 한다. 이는, 가열 요소가 전기 전도성 필라멘트를 원하는 온도로 빠르게 가열하게 한다.
대안적으로, 가열 요소는 애퍼처의 어레이가 형성된 가열 플레이트를 포함할 수 있다. 애퍼처는, 예를 들어 에칭 또는 기계 가공에 의해 형성될 수 있다. 플레이트는 가열 요소에 대하여 전술한 재료와 같이, 적합한 전기적 특성을 갖는 임의의 재료로 형성될 수 있다.
전기 접점 부분은 가열 요소의 대향 단부에 위치될 수 있다. 전기 접점 부분은 2개의 전기 전도성 접촉 패드일 수 있다. 전기 전도성 접촉 패드는 가열 요소의 에지 영역에 위치할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 2개의 전기 전도성 접촉 패드는 가열 요소의 극단에 위치될 수 있다. 전기 전도성 접촉 패드는 가열 요소의 전기 전도성 필라멘트에 직접 고정될 수 있다. 전기 전도성 접촉 패드는 주석 패치를 포함할 수 있다. 대안적으로, 전기 전도성 접촉 패드는 가열 요소와 일체형일 수 있다.
카트리지는 액체 저장 구획부를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 액체 저장 구획부 내에 보유된다. 액체 저장 구획부는 서로 연통하는 제1 및 제2 부분을 가질 수 있다. 액체 저장 구획부의 제1 부분은 액체 저장 구획부의 제2 부분에 대한 히터의 대향 측면 상에 있을 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 액체 저장 구획부의 제1 부분에 보유된다.
유리하게, 상기 저장 격실의 제1 부분은 상기 저장 격실의 제2 부분보다 크다. 카트리지는 사용자가 카트리지에 발생된 에어로졸을 흡입하기 위해 카트리지를 흡인하거나 빨아들일 수 있도록 구성될 수 있다. 사용 시, 카트리지의 마우스 단부 개구는 전형적으로 히터 위에 위치되며, 저장 격실의 제1 부분은 마우스 단부 개구와 히터 사이에 위치된다. 저장 격실의 제2 부분보다 더 큰 저장 격실의 제1 부분을 갖는 것은 저장 격실의 제1 부분으로부터 저장 격실의 제2 부분까지, 그리하여 히터까지, 사용 동안, 중력의 영향 하에서 액체가 전달되는 것을 보장한다.
카트리지는 발생된 에어로졸이 사용자에 의해 흡인될 수 있는 마우스 단부 및 에어로졸 발생 장치에 연결되도록 구성되는 연결 단부를 가질 수 있고, 여기서 히터의 제1 측면이 마우스 단부와 대면하고 히터의 제2 측면이 연결 단부와 대면한다.
카트리지는 공기 유입구로부터 히터의 제1 측면을 지나 카트리지의 마우스 단부 개구까지 밀폐된 기류 경로 또는 통로를 정의할 수 있다. 밀폐된 기류 통로는 액체 저장 구획부의 제1 또는 제2 부분을 통과할 수 있다. 일 구현예에서, 기류 통로는 액체 저장 구획부의 제1 부분과 제2 부분 사이에서 연장된다. 추가적으로, 기류 통로는 액체 저장 구획부의 제1 부분을 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 액체 저장 구획부의 제1 저장 부분은 환형 단면을 가질 수 있으며, 기류 통로는 히터로부터 액체 저장 격실의 제1 저장 부분을 통해 마우스 단부 부분으로 연장된다. 대안적으로, 기류 통로는 히터로부터 액체 저장 구획부의 제1 저장 부분에 인접한 마우스 단부 개구로 연장될 수 있다.
카트리지는 히터의 제2 측면과 접촉하는 모세관 재료를 포함할 수 있다. 모세관 재료는 중력의 힘에 대해 히터로 액체 에어로졸 형성 기재를 전달한다. 히터에 도달하기 위해 액체 에어로졸 형성 기재가 사용시 중력의 힘에 대해 이동되도록 요구함으로써, 액체의 큰 액적들이 기류 통로에 진입할 가능성이 감소된다.
모세관 재료는 모세관 작용에 의해 재료의 일 단부로부터 다른 단부로 액체를 전달하는 재료이다. 모세관 재료는 섬유상 또는 스펀지 구조를 가질 수 있다. 모세관 재료는, 바람직하게는 모세관 다발을 포함한다. 예를 들어, 모세관 재료는 복수의 섬유 또는 스레드(thread) 또는 기타 미세 보어 튜브를 포함할 수 있다. 섬유 또는 스레드는 액체 에어로졸 형성 기재가 가열 요소를 향해 전달되도록 대체로 정렬될 수 있다. 대안적으로, 모세관 재료는 스펀지류 또는 발포체류의 재료를 포함할 수 있다. 모세관 재료의 구조는 액체 에어로졸 형성 기재가 모세관 작용에 의해 이송될 수 있는 복수의 작은 보어 또는 튜브를 형성한다. 모세관 재료는 히터의 간극 또는 애퍼처 내로 연장될 수 있다. 히터는 모세관 작용에 의해 액체 에어로졸 형성 기재를 간극 또는 애퍼처 내로 흡인할 수 있다.
모세관 재료는 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 재료의 예는 스펀지 또는 발포체 재료, 섬유 또는 소성된 분말 형태의 세라믹계 또는 그래파이트계 재료, 발포된 금속 또는 플라스틱 재료, 예를 들어 셀룰로스 아세테이트, 폴리에스테르, 또는 결합된 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 테릴렌 또는 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유 또는 세라믹과 같은 방사되거나 압출된 섬유로 만들어진 섬유상 재료이다. 모세관 재료는 상이한 액체 물성과 함께 사용되기 위해 임의의 적합한 모세관 현상 및 다공성을 가질 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 점도, 표면 장력, 밀도, 열 전도성, 비등점 및 증기 압력을 포함하되 이에 한정되지 않는 물리적 특성을 갖는데, 이는 모세관 작용에 의해 액체 에어로졸 형성 기재가 모세관 매질을 통해 전달될 수 있게 한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 카트리지는 액체 에어로졸 형성 기재를 유지하기 위한 보유 재료를 함유할 수 있다. 보유 재료는 저장 격실의 제1 부분, 저장 격실의 제2 부분, 또는 저장 격실의 제1 부분과 제2 부분 둘 모두에 있을 수 있다. 보유 재료는 발포체, 스펀지 및 섬유 집합체일 수 있다. 보유 재료는 중합체 또는 공중합체로 형성될 수 있다. 일 구현예에서, 보유 재료는 방사된 중합체이다. 액체 에어로졸 형성 기재는 사용하는 동안 보유 재료 내에 방출될 수 있다. 예를 들어, 액체 에어로졸 형성 기재는 캡슐 내에 제공될 수 있다.
카트리지는 유리하게는 액체 에어로졸 형성 기재를 함유한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "에어로졸 형성 기재"는 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 기재를 지칭한다. 휘발성 화합물은 에어로졸 형성 기재를 가열하여 방출될 수 있다.
에어로졸 형성 기재는 실온에서 액체일 수 있다. 에어로졸 형성 기재는 액체 및 고체 성분 모두를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴을 포함할 수 있다. 니코틴 함유 액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴 염 매트릭스일 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 식물계 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 담배를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 가열시에 에어로졸 형성 기재로부터 방출되는, 휘발성 담배 향미 화합물을 함유하는 담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화 담배 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 비-담배 함유 재료를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 균질화 식물계 재료를 포함할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 하나 이상의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는, 사용 시, 조밀하고 안정적인 에어로졸의 형성을 용이하게 하고 시스템의 작동 온도에서 열적 열화에 대하여 실질적으로 저항하는 임의의 적합한 공지된 화합물 또는 화합물의 혼합물이다. 적합한 에어로졸 형성제의 예는 글리세린 및 프로필렌 글리콜을 포함한다. 적합한 에어로졸 형성제는 당업계에 잘 공지되어 있으며, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 액체 에어로졸 형성 기재는 물, 용매, 에탄올, 식물 추출물, 및 천연 또는 인공 향료를 포함할 수 있다.
액체 에어로졸 형성 기재는 니코틴 및 적어도 하나의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제는 글리세린 또는 프로필렌 글리콜일 수 있다. 에어로졸 형성제는 글리세린 및 프로필렌 글리콜 둘 모두를 포함할 수 있다. 액체 에어로졸 형성 기재는 약 0.5% 내지 약 10%, 예를 들어 약 2%의 니코틴 농도를 가질 수 있다.
카트리지는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은, 성형 가능한 플라스틱 재료로 형성된 것일 수 있다. 하우징은 액체 저장 구획부의 한쪽 또는 양쪽 부분의 벽면의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다. 하우징 및 액체 저장 구획부는 일체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 액체 저장 구획부는 하우징과 별도로 형성되어 하우징에 조립될 수 있다.
본 개시의 다른 예에 따라, 에어로졸 발생 장치가 제공된다. 에어로졸 발생 장치는 전술한 바와 같은 카트리지를 수용하도록 구성된 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 카트리지에 전기적으로 연결하기 위한 전기 연결부를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 카트리지의 전기 히터에 전력을 공급하기 위한 전원을 더 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 교번 신호를 카트리지의 공진 회로에 입력하기 위한 교번 신호 소스를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 장치는 전기 히터로의 전력 공급을 제어하고 공진 회로에 공급된 교번 신호의 주파수를 제어 가능하게 변화시키도록 구성된 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 제어 회로는 공진 회로로부터 출력 신호를 수신하도록 배열될 수 있다. 제어 회로는 출력 신호가 미리 결정된 임계값에 도달할 때를 검출함으로써 공진 회로에서 공명이 발생하는 때를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어 회로는 공명이 발생하는 주파수를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어 회로는 결정된 공진 주파수에 기초하여 카트리지를 식별하도록 추가로 구성될 수 있다.
유리하게는, 에어로졸 발생 장치는 전술한 카트리지 중 하나와 함께 사용될 수 있고 적절한 에어로졸화 조건이 카트리지 내에 함유된 특정 에어로졸 형성 기재에 사용될 수 있도록 카트리지를 식별할 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치는 유리하게는, 예상된 공진 주파수를 장치에 제시하지 않는 승인되지 않거나 위조된 카트리지를 검출할 수 있다.
공명이 언제 발생하는지를 결정하는 데 사용되는 미리 결정된 임계값은 출력 신호의 최대 또는 최소를 포함할 수 있다.
제어 회로는 미리 결정된 기간 이내에 미리 결정된 주파수 범위에 걸쳐 교번 신호의 주파수를 스위핑하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 미리 결정된 주파수 범위를 스위핑하는 것이 주파수 범위 내의 예상된 공진 주파수를 검출하는 효과적인 방식이라는 것이 발견되었다. 에어로졸 발생 장치의 제어 회로는 이를 신속하고 효율적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 교번 신호의 주파수는 5 ms 이하의 미리 결정된 기간 내에 미리 결정된 주파수 범위에 걸쳐 스위핑될 수 있다. 이는 공진 주파수 및 카트리지 식별을 신속하게 검출할 수 있게 한다. 또한, 5 ms의 검출 시간은 카트리지 식별이 히터에 공급되는 펄스 폭 변조된 전력 공급부, 예를 들어 10 ms 주기 및 50% 듀티 사이클을 갖는 펄스 폭 변조된 전력 공급부의 전력 오프 부분 동안에 수행될 수 있을 정도로 충분히 짧다.
미리 결정된 주파수 범위를 연속적으로 스위핑하는 것에 대한 대안으로서, 에어로졸 발생 장치의 제어 회로는 공명이 이들 주파수에서 발생하는지 또는 주파수 대역 내에서 발생하는지를 결정하기 위해 주파수 범위의 복수의 미리 결정된 주파수 또는 주파수 대역을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어 회로는 주파수 또는 주파수 대역 사이에서 순차적으로 이동하거나 뛰어 넘어 공진 주파수 및 이에 따른 카트리지의 ID를 결정하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 이는 공진 주파수를 결정하는 데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있고, 카트리지를 식별하는 동안 에너지 소비를 감소시킬 수 있다.
공진 회로에 공급되는 교번 신호의 피크 전압은 2 볼트(V) 이하, 바람직하게는 1.5 V 이하, 더 바람직하게는 1 V 이하일 수 있다. 유리하게는, 교번 신호에 대해 2 V 이하의 피크 전압을 사용함으로써, 히터의 임의의 상당한 가열이 회피될 수 있고, 따라서 에너지 손실이 감소되거나 최소로 유지될 수 있다.
제어 회로는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 주문형 반도체(ASIC) 또는 제어를 제공할 수 있는 다른 전자 회로일 수 있다. 제어 회로는 전자 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제어 회로는 센서, 스위치, 디스플레이 요소 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 전력은 상기 장치의 활성화 후에 연속적으로 에어로졸 발생 요소로 공급될 수 있거나, 간헐적으로, 예컨대 퍼핑할 때마다 공급될 수 있다. 전력은, 예를 들어 펄스 폭 변조(PWM)에 의해 전류의 펄스 형태로 에어로졸 발생 요소에 공급될 수 있다. 전원은 배터리일 수 있다. 배터리는 장치 내의, 리튬 인산 철 배터리일 수 있다. 대안으로서, 전원은 콘덴서와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다.
제어 회로는 공명이 발생하는 때를 검출하기 위한 공명 검출 회로를 포함할 수 있다. 공명 검출 회로는 출력 신호의 값이 피크 값 또는 미리 결정된 임계값에 도달할 때를 검출하기 위한 피크 검출 회로를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "피크 검출 회로"는 최대 값 또는 최대 임계값뿐만 아니라 최솟값 또는 최소 임계값 둘 모두를 검출할 수 있는 회로를 지칭하는 데 사용된다.
일부 예에서, 제어 회로는 제어 회로의 메모리에 저장된 룩-업 테이블을 질문하고, 결정된 공진 주파수를 룩-업 테이블에 저장된 하나 이상의 기준 공진 주파수와 비교하도록 구성된다.
다른 방식으로, 제어 회로는 하나 이상의 기준 공진 주파수 값을 저장하는 메모리를 포함할 수 있으며, 각각의 기준 공진 주파수 값은 특정 카트리지 ID와 연관된다. 제어 회로는 공진 회로로부터 측정된 결정된 공진 주파수 값을 룩-업 테이블에 저장된 기준 공진 주파수 값과 비교하도록 구성된다. 결정된 공진 주파수 값이 룩-업 테이블에 저장된 기준 공진 주파수 값과 일치하는 경우, 카트리지 ID은 매칭된 기준 공진 주파수 값과 연관된 카트리지 ID으로 결정된다.
기준 주파수 값의 범위는 룩-업 테이블에 저장될 수 있고, 기준 공진 주파수 값의 각각의 범위는 특정 카트리지 ID와 연관될 수 있음을 이해할 것이다. 결정된 공진 주파수 값이 공진 주파수 값의 범위와 비교되고, 결정된 공진 주파수 값이 기준 공진 주파수 값의 범위 내에 속하는 경우, 카트리지 ID는 결정된 공진 주파수 값이 속하는 기준 주파수 값의 범위와 연관된 카트리지 ID인 것으로 결정된다.
제어 회로는 카트리지의 결정된 ID에 기초하여 에어로졸 발생 장치의 전원으로부터 카트리지의 전기 히터로의 전력 공급을 제어하도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 제어 회로는 카트리지 ID가 인식되지 않는 경우 전력 공급부로부터 전기 히터로 전력이 공급되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 즉, 결정된 공진 주파수가 예상된 공진 주파수 값과 같지 않으면, 제어 회로는 전력이 전원으로부터 전기 히터로 공급되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 기준 공진 주파수 값의 룩-업 테이블이 컨트롤러의 메모리에 저장되는 구현예에서, 제어 회로는 결정된 공진 주파수가 저장된 기준 공진 주파수 값 중 어느 하나와 일치하지 않을 때 전력이 전기 히터에 공급되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 결정된 공진 주파수가 예상된 공진 주파수와 일치하지 않을 때 전력이 전기 히터에 공급되는 것을 방지하면 미-승인 카트리지가 에어로졸 발생 장치와 함께 사용되는 것을 방지하거나 억제할 수 있다.
일부 예에서, 제어 회로는 카트리지의 결정된 ID에 기초하여 전력 공급부로부터 전기 히터로 공급되는 전력을 조정하도록 구성될 수 있다. 이는 에어로졸 발생 장치가 상이한 카트리지에 함유된 상이한 에어로졸 형성 기재를 상이한 온도로 가열할 수 있게 한다.
유리하게는, 결정된 카트리지 ID에 기초하여 전기 히터에 공급된 전력을 조정하도록 제어 회로를 구성하는 것은 상이한 에어로졸 형성 기재를 함유하는, 상이한 유형의 카트리지와 함께 에어로졸 발생 장치가 사용될 수 있게 한다. 상이한 에어로졸 형성 기재가 원하는 특징을 갖는 에어로졸을 달성하도록 상이한 온도로 가열하는 것을 필요로 할 수 있기 때문에, 결정된 카트리지 ID에 기초하여 히터에 공급된 전력을 조정하는 것은 에어로졸 발생 장치가 상이한 에어로졸 형성 기재를 함유하는, 상이한 카트리지로부터 최적의 에어로졸을 발생시키도록 구성될 수 있음을 보장할 수 있다.
일부 예에서, 제어 회로는 제1 카트리지 ID가 결정될 때 전기 히터에 제1 전력을 공급하도록 구성될 수 있고, 제어 회로는 제1 카트리지 ID와 상이한 제2 카트리지 ID가 결정될 때 제1 전력과 상이한 제2 전력을 전기 히터에 공급하도록 추가로 구성될 수 있다.
전원은 DC 전력 공급부일 수 있다. 전원은 배터리일 수 있다. 배터리는 리튬계 배터리, 예를 들어 리튬-코발트, 리튬-철-인산염, 리튬 티탄산염 또는 리튬-폴리머 배터리일 수 있다. 배터리는 니켈-수소 합금 배터리 또는 니켈 카드뮴 배터리일 수 있다. 전원은 커패시터와 같은 다른 형태의 전하 저장 장치일 수 있다. 전원은 재충전 가능할 수 있고 다수의 충전 및 방전 사이클에 대해 구성될 수 있다. 전원은 한 번 이상의 사용자 경험에 충분한 에너지를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있으며; 예를 들어 전원은 종래의 궐련을 흡연하는 데 걸리는 전형적인 시간에 대응하는 약 6분, 또는 6분의 배수인 기간 동안 연속적으로 에어로졸을 발생시키는 데 충분한 용량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 전원은 미리 결정된 횟수의 퍼핑 또는 분무기 조립체의 개별 활성화를 허용하는 데 충분한 용량을 가질 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 세장형일 수 있다. 하우징은 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 재료의 예는 금속, 합금, 플라스틱 또는 이들 재료 중 하나 이상을 포함하는 복합 재료, 또는 식품이나 약제학적 적용에 적합한 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에틸렌을 포함한다. 재료는 경량이며 비-취성(non-brittle)이다.
본 개시의 다른 예에 따라, 에어로졸 발생 시스템이 제공된다. 에어로졸 발생 시스템은 전술한 에어로졸 발생 장치 및 전술한 카트리지를 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 시스템은 사용자가 마우스피스를 퍼핑하여 마우스 단부 개구를 통해 에어로졸을 흡인할 수 있도록 구성되어 있는 핸드헬드 에어로졸 발생 시스템일 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 종래의 엽궐련 또는 궐련에 상응하는 크기를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 약 30 mm 내지 약 150 mm의 총 길이를 가질 수 있다. 에어로졸 발생 시스템은 약 5 mm 내지 약 30 mm의 외경을 가질 수 있다.
본 발명은 청구범위에 정의된다. 그러나, 아래에 비제한적인 예의 비-포괄적인 목록이 제공된다. 이들 실시예의 임의의 하나 이상의 특징부는 본원에 기술된 또 다른 실시예, 구현예 또는 측면의 임의의 하나 이상의 특징부와 조합될 수 있다.
실시예 Ex1: 에어로졸 발생 장치용 카트리지로서, 에어로졸 형성 기재; 및 공진 회로를 포함하고; 여기서 상기 공진 회로는 미리 결정된 공진 주파수에서 공명하도록 구성되고, 여기서 미리 결정된 공진 주파수는 카트리지의 ID와 연관된, 카트리지.
실시예 Ex2: 실시예 Ex1에 따른 카트리지로서, 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터를 더 포함하는, 카트리지.
실시예 Ex3: 실시예 Ex2에 있어서, 공진 회로는 전기 히터와 병렬로 연결되는, 카트리지.
실시예 Ex4: 실시예 Ex1 내지 Ex3 중 어느 하나에 따른 카트리지로서, 공진 회로는 커패시터 및 인덕터를 포함하는, 카트리지.
실시예 Ex5: 실시예 Ex4에 따른 카트리지로서, 커패시터와 인덕터는 직렬로 연결되는, 카트리지.
실시예 Ex6: 실시예 Ex4 또는 실시예 Ex5에 따른 카트리지로서, 공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스에 의해 결정되고, 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터의 커패시턴스를 변경함으로써 변경될 수 있는, 카트리지.
실시예 Ex7: 어느 하나의 선행하는 실시예에 따른 카트리지로서, 미리 결정된 공진 주파수는 10 kHz 내지 100 MHz 범위, 바람직하게는 100 kHz 내지 20 MHz 범위, 더 바람직하게는 1 MHz 내지 11 MHz 범위인, 카트리지.
실시예 Ex8: 실시예 Ex4 내지 실시예 Ex7 중 어느 하나에 따른 카트리지로서, 커패시터의 커패시턴스는 0.1 nF 내지 10 nF의 범위인, 카트리지.
실시예 Ex9: 실시예 Ex4 내지 실시예 Ex8 중 어느 하나에 따른 카트리지로서, 공진 회로는 병렬로 배열된 복수의 커패시터를 포함하고, 복수의 커패시터의 조합된 커패시턴스는 공명을 생성하는 데 사용되는, 카트리지.
실시예 Ex10: 실시예 Ex4 내지 실시예 Ex9 중 어느 하나에 따른 카트리지로서, 공진 회로는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 배열되고, 인덕터는 전도성 트랙으로서 PCB 상에 직접 형성되는, 카트리지.
실시예 Ex11: 실시예 Ex1 내지 실시예 Ex3 중 어느 하나에 따른 카트리지로서, 공진 회로는 히터와 병렬로 연결된 커패시터를 포함하고, 공진 회로는 커패시터의 커패시턴스와 조합하여 공진 회로의 기생 인덕턴스를 사용해 공명을 생성하도록 구성되는, 카트리지.
실시예 Ex12: 실시예 Ex11에 있어서, 미리 결정된 공진 주파수는 100 kHz 내지 100 MHz 범위, 바람직하게는 1 MHz 내지 50 MHz 범위인, 카트리지.
실시예 Ex13: 실시예 Ex11 또는 실시예 Ex12에 따른 카트리지로서, 커패시터의 커패시턴스는 1 nF 내지 300 nF의 범위 내에 있는, 카트리지.
실시예 Ex14: 실시예 Ex1 내지 실시예 Ex5 중 어느 하나에 따른 카트리지로서, 공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 인덕터의 인덕턴스에 의해 결정되고, 공진 주파수는 인덕터의 인덕턴스를 변화시킴으로써 변경될 수 있는, 카트리지.
실시예 Ex15: 실시예 Ex14에 따른 카트리지로서, 인덕터의 인덕턴스는 0.1 nH 내지 330 nH의 범위에 있는, 카트리지.
실시예 Ex16: 어느 하나의 선행하는 실시예에 따른 카트리지로서, 공진 회로는 교번 신호 소스에 연결되도록 배열되고, 미리 결정된 공진 주파수가 교번 신호의 주파수와 실질적으로 동일할 때에 공명하도록 구성되는, 카트리지.
실시예 Ex17: 어느 하나의 선행하는 실시예에 따른 카트리지로서, 전기 히터는 유체 투과성 히터, 및 바람직하게는 메시 히터인, 카트리지.
실시예 Ex18: 에어로졸 발생 장치로서, 실시예 Ex1 내지 실시예 Ex17 중 어느 하나에 따른 카트리지를 수용하도록 구성된 하우징으로서, 하우징은 카트리지에 전기적으로 연결하기 위한 전기 연결부를 포함하는 하우징; 카트리지의 전기 히터에 전력을 공급하기 위한 전원; 교번 신호를 카트리지의 공진 회로에 입력하기 위한 교번 신호 소스; 및 전기 히터로의 전력 공급을 제어하고 공진 회로에 공급되는 교번 신호의 주파수를 제어 가능하게 변화시키도록 구성된 제어 회로를 포함하며; 제어 회로는 공진 회로로부터 출력 신호를 수신하도록 배열되고; 제어 회로는 출력 신호가 미리 결정된 임계값에 도달하는 때를 검출함으로써 공명이 공진 회로에서 발생하는 때를 결정하고; 공명이 발생하는 주파수를 결정하고; 결정된 공진 주파수에 기초하여 카트리지를 식별하도록 추가로 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
실시예 Ex19: 실시예 Ex18에 따른 에어로졸 발생 장치로서, 제어 회로는 미리 결정된 기간 내에서 미리 결정된 주파수 범위에 걸쳐 교번 신호의 주파수를 스위핑하도록 구성되고, 상기 미리 결정된 기간은 5 ms 이하인, 에어로졸 발생 장치.
실시예 Ex20: 실시예 Ex18 또는 실시예 Ex19에 따른 에어로졸 발생 장치로서, 공진 회로에 공급된 교번 신호의 피크 전압은 2 V 이하, 바람직하게는 1.5 V 이하, 더 바람직하게는 1 V 이하인, 에어로졸 발생 장치.
실시예 Ex21: 실시예 Ex18 내지 실시예 Ex20 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생 장치로서, 미리 결정된 임계값은 출력 신호의 최대 또는 최소를 포함하는, 에어로졸 발생 장치.
실시예 Ex22: 실시예 Ex18 내지 실시예 Ex21 중 어느 하나에 따른 에어로졸 발생 장치로서, 에어로졸 발생 장치의 제어 회로는 주파수 범위의 복수의 미리 결정된 주파수 또는 주파수 대역을 모니터링하여 공명이 이들 주파수에서 또는 주파수 대역 내에서 발생하는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있는, 에어로졸 발생 장치.
이제, 실시예가 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 도 4의 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 예시적인 에어로졸 발생 시스템의 개략도이다.
도 2는 예시적인 에어로졸 발생 시스템의 주요 전기 및 전자 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 3a는 예시적인 카트리지가 DC 전압원에 연결되는 공진 회로를 포함한 예시적인 카트리지의 개략적인 회로도를 도시한다.
도 3b는 카트리지가 교번 신호 소스에 연결되는 도 3a의 카트리지의 개략적인 회로도를 도시한다.
도 4는 상이한 커패시터 값을 사용할 때 도 3b의 공진 회로의 주파수 응답을 보여주는 주파수 대 전압의 그래프이다.
도 5는 카트리지의 공진 회로의 공진 주파수를 결정하기 위한 에어로졸 발생 시스템용 예시적인 회로의 개략도이다. 카트리지는 도 3a 및 도 3b의 예시적인 카트리지이다.
도 6a 내지 도 6c는 공진 회로에서 커패시터의 상이한 값에 대한 공명의 검출을 보여주는 전압 대 시간의 그래프이다.
도 7은 공진 회로를 그 위에 갖는 인쇄 회로 기판의 평면도이다.
도 8은 다른 공진 회로를 포함한 다른 예시적인 카트리지의 개략도를 도시하며, 여기서 예시적인 카트리지는 교번 신호 소스에 연결된다.
도 9는 상이한 커패시터 값을 사용할 때 도 8의 공진 회로의 주파수 응답을 보여주는 주파수 대 전압의 그래프이다.
도 10은 다른 공진 회로를 포함한 또 다른 예시적인 카트리지의 개략도를 도시하며, 여기서 예시적인 카트리지는 교번 신호 소스에 연결된다.
도 11은 상이한 커패시터 값을 사용할 때 도 10의 공진 회로의 주파수 응답을 보여주는 주파수 대 전압의 그래프이다.
도 12는 카트리지의 공진 회로의 공진 주파수를 결정하기 위한 에어로졸 발생 시스템용 예시적인 회로의 개략도이다. 카트리지는 도 10의 예시적인 카트리지이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 10의 공진 회로에서 커패시터의 상이한 값에 대한 공명의 검출을 보여주는 전압 대 시간의 그래프이다.
도 1은 예시적인 에어로졸 발생 시스템(10)의 개략도이다. 에어로졸 발생 시스템(10)은 2개의 주 구성요소들, 카트리지(100) 및 주 몸체부 또는 에어로졸 발생 장치(200)를 포함한다. 카트리지(100)의 연결 단부(115)은 에어로졸 발생 장치(200)의 대응하는 연결 단부(205)에 제거 가능하게 연결된다. 카트리지(100)의 연결 단부(115) 및 에어로졸 발생 장치(200)의 연결 단부(205)은 카트리지(100)와 에어로졸 발생 장치(200) 사이에 전기적 연결을 제공하기 위해 협력하도록 배열되는 전기 접점 또는 연결부(도시되지 않음)를 각각 갖는다. 에어로졸 발생 장치(200)는 이러한 실시예에서 재충전 가능한 리튬 이온 배터리인, 배터리(210) 형태의 전원, 및 제어 회로(220)를 포함한다. 에어로졸 발생 시스템은 휴대용이며, 종래의 엽궐련 또는 궐련에 필적하는 크기를 가지고 있다. 마우스피스(125)는 연결 단부(115)에 대향하는 카트리지(100)의 단부에 배열된다.
카트리지(100)는 전기 히터(120)를 함유하는 하우징(105) 및 제1 부분(130) 및 제2 부분(135)을 갖는 액체 저장 구획부를 포함한다. 액체 에어로졸 형성 기재는 액체 저장 구획부에 보유된다. 도 1에 도시되지 않았지만, 액체 저장 구획부의 제1 부분(130)은 액체 저장 격실의 제2 부분(135)에 연결되어 있어서, 제1 부분(130) 내의 액체가 제2 부분(135)으로 지나갈 수 있다. 전기 히터(120)는 액체 저장 구획부의 제2 부분(135)으로부터 액체를 수용한다. 이러한 구현예에서, 전기 히터(120)는 유체 투과성 가열 요소, 예를 들어 메시 히터를 포함한다. 카트리지(100)는 액체 저장 구획부의 제2 부분(135)의 측면에 배열되고 전도체(도시되지 않음)를 통해 히터(120)와 병렬로 연결되는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 장착된 공진 회로(155)를 더 포함한다.
기류 통로(140, 145)는 카트리지(100)를 통해 하우징(105)의 측면에 형성된 공기 유입구(150)로부터 히터(120)를 지나서 그리고 히터(120)로부터 연결 단부(115)에 대향하는 카트리지(100)의 단부에서 하우징(105)에 형성된 마우스피스 개구(110)로 연장된다.
카트리지(100)의 구성요소는 액체 저장 격실의 제1 부분(130)이 히터(120)와 마우스피스 개구(110) 사이에 있고, 액체 저장 구획부의 제2 부분(135)이 마우스피스 개구(110)에 대한 히터(120)의 대향 측면에 위치되도록 배열된다. 즉, 히터(120)는 액체 저장 구획부의 2개의 부분(130, 135) 사이에 놓이고 제2 부분(135)으로부터 액체를 수용한다. 액체 저장 격실의 제1 부분(130)은 액체 저장 구획부의 제2 부분(135)보다 마우스피스 개구(110)에 더 가깝다. 기류 통로(140, 145)는 히터(120)를 지나 액체 저장 구획부의 제1 부분(130)과 제2 부분(135) 사이로 연장된다.
에어로졸 발생 시스템(10)은 사용자가 카트리지의 마우스피스(125)를 퍼핑하거나 흡인하여 에어로졸을 마우스피스 개구(110)를 통해 자신의 입 안으로 흡인할 수 있도록 구성된다. 작동 시, 사용자가 마우스피스(125)를 퍼핑할 때, 공기는 공기 유입구(150)로부터, 히터(120)를 지나, 마우스피스 개구(110)로 기류 통로(140, 145)를 통해 흡인된다. 제어 회로(220)는 시스템이 활성화될 때 배터리(210)로부터 카트리지(100)로의 전력 공급을 제어한다. 이는 결국 히터(120)에 의해 생성된 증기의 양 및 특성을 제어한다. 제어 회로(220)는 기류 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 제어 회로(220)는 카트리지(100) 상의 사용자 퍼핑이 기류 센서에 의해 검출될 때 히터(120)에 전력을 공급할 수 있다. 이러한 유형의 제어 구성은 흡입기와 전자 담배와 같은 에어로졸 발생 시스템에 잘 확립된다. 따라서, 사용자가 카트리지(100)의 마우스피스 개구(110)를 퍼핑할 때, 히터(120)는 활성화되어 기류 통로(140)를 통과하는 기류에 연행되는 증기를 발생시킨다. 증기는 통로(145) 내의 기류 내에서 냉각되어 에어로졸을 형성하며, 이는 이어서 마우스피스 개구(110)를 통해 사용자의 입 안으로 흡인된다.
작동 시, 마우스피스 개구(110)는 통상적으로 시스템의 가장 높은 지점이다. 카트리지(100)의 구성, 특히 액체 저장 구획부의 제1 및 제2 부분(130, 135) 사이의 히터(120)의 배열은 심지어 액체 저장 격실이 비워지면서 액체 기재가 히터(120)로 전달되는 것을 보장하도록 중력을 이용하지만 기류 통로(140) 내로의 액체의 누출을 야기할 수 있는 히터(120)로 액체의 과공급을 방지하기 때문에 유리하다.
도 2는 카트리지(100) 및 에어로졸 발생 장치(200)를 포함하는 예시적인 에어로졸 발생 시스템(10)의 주요 전기 및 전자 구성요소를 보여주는 블록도이다. 카트리지(100)는 전기 히터(120) 및 공진 회로(155)를 포함한다. 공진 회로(155)는 미리 결정된 공진 주파수에서 공명하도록 구성되고, 공진 주파수는 카트리지(100) 또는 카트리지(100) 내에 함유된 에어로졸 형성 기재(도시되지 않음)의 ID와 연관된다. 공진 회로(155)의 공진 주파수를 결정함으로써, 에어로졸 발생 장치(200)는 카트리지(100) 및 그의 내용물을 식별하고 적절한 에어로졸화 조건을 적용할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 장치(200)는 카트리지(100)에 함유된 특정 액체 에어로졸 형성 기재에 대한 적합한 가열 프로파일을 적용할 수 있다.
공진 회로(155)는 전기 히터(120)를 가로질러 병렬로 연결된다. 히터(120)와 병렬로 공진 회로(155)를 연결함으로써, 2개의 전기 연결부(242)만이 카트리지(100)를 에어로졸 발생 장치(200)에 연결하는 데 요구된다. 2개의 전기 연결부(242)는 히터(120)에 전력을 공급하고, 공진 회로(155)에 입력 교번 신호를 제공하고 공진 회로(155)로부터 출력 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다. 본 개시의 상이한 예시적인 공진 회로는 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
에어로졸 발생 장치(200)는 전원으로서 작용하는 배터리(210), 및 에어로졸 발생 장치(200)의 제어 회로의 일부를 형성하는 마이크로컨트롤러(MCU)(230)를 포함한다. 마이크로컨트롤러(230)는 히터(120)로의 전력 공급을 제어하도록 구성된다. 마이크로컨트롤러(230)는 히터(120)로의 DC 전압원(236)의 공급을 제어한다. 마이크로컨트롤러(230)는 펄스 폭 변조(PWM)를 통해 DC 전압원(236)을 변조하여 전기 히터(120)에 일련의 펄스로서 전력을 제공한다. DC 전압원(236)은 트랜지스터 또는 다른 적합한 전자 스위치일 수 있는 스위치(240)에 의해 전기 히터(120)에 선택적으로 연결될 수 있다. 저항기 또는 인덕터와 같은 열을 발생시킬 수 있는 수동 구성요소는 DC 전압원과 전기 히터(120) 사이에서 직렬로 연결되지 않는다. 이는 에너지 손실을 줄이는 데 도움이 된다.
마이크로컨트롤러(230)는 또한, 특히 공진 회로(155)에 대한 입력 신호로서, 카트리지(100)에 대한 교번 신호 소스 또는 AC 소스(234)의 제공을 제어한다. 마이크로컨트롤러(230)는 공진 회로(155)의 공진 주파수를 포함하는 주파수 범위에 걸쳐 공진 회로(155)에 공급된 교번 신호의 주파수를 변경하거나 스위핑할 수 있다. 저항기(238)는 에어로졸 발생 장치 내에 배열되어 카트리지(100) 내의 교번 신호 소스(234)과 공진 회로(155) 사이에서 직렬로 연결된다. 저항기(238)는 공진 회로(155)의 구성요소와 전위 분할기의 일부를 형성하고 측정 전압이 저항기(238)와 공진 회로(155) 사이의 지점(X)에서 회로로부터 제거될 수 있게 한다.
도 2가 도면에서 교번 신호 소스 또는 AC 소스(234) 및 DC 전압원(236)을 별도의 블록으로서 도시하지만, 이는 단지 명확성을 위해 수행되었으며, 실제로 이들 소스 둘 다는 잠재적으로 더 큰 전류를 소싱하기 위한 트랜지스터와 같은 몇몇 보조 구성요소를 갖는 마이크로컨트롤러(230)에 의해 제공된다. 그러나, 다른 예에서 별도의 AC 및 DC 소스가 제공될 수 있음을 이해할 것이다.
에어로졸 발생 장치(200)는 에어로졸 발생 장치(200)의 제어 회로의 추가 부분을 형성하는 피크 검출 회로(232)를 더 포함한다. 피크 검출 회로(232)는 공진 회로(155)로부터 출력 신호를 수신하고 마이크로컨트롤러(230)에 자체 출력을 제공한다. 공진 회로(155)로부터 출력 신호를 수신하기 위해, 피크 검출 회로(232)는 저항기(238)와 공진 회로(155) 사이의 지점(X)에서 전압을 측정한다. 피크 검출 회로(232)는 공진 회로(155)로부터의 출력 신호에서 또는 출력 신호가 미리 결정된 임계값에 도달할 때 발생하는 피크 진폭을 결정하거나 측정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 공진 회로가 공진 주파수에서 공명할 때, 출력 신호는 다른 주파수에서보다 더 큰 진폭으로 진동한다. 따라서, 마이크로컨트롤러(230)는 공진 회로(155)에 공급된 교번 신호의 주파수를, 공진 주파수가 예상되는 미리 결정된 주파수 범위에 걸쳐 변화시키거나 스위핑하고 출력 신호가 어느 주파수에서 최대 진폭을 갖는 지를 모니터링하여 공진 회로(155)의 공진 주파수를 결정하고 카트리지(100)를 식별한다.
공진 회로(155)의 구성 및 그의 출력 신호가 측정되는 지점에 따라, 출력 신호가 공명 시 최소 진폭을 가질 수 있는 것이 가능하다. 따라서, 피크 검출 회로(232)는 공진 주파수를 결정하기 위해 출력 신호에서 발생하는 최소 진폭을 측정할 수도 있다.
도 3a는 공진 회로(155)를 포함하는 예시적인 카트리지(100)의 개략도를 도시한다. 공진 회로(155)는 인덕터(L1)와 직렬로 연결된 커패시터(C1)를 포함한다. 공진 회로(155)는 히터(120)와 병렬로 배열된다. 히터는 저항성 히터이며, 따라서 저항기(RH)로서 도 3a에 표시된다. 히터(120)의 저항은 0.69 Ω이다. 카트리지(100)는 히터(120) 및 공진 회로(155)의 병렬 배열에 걸쳐 펄스 폭 변조된 DC 전압을 제공하는 DC 전압원(V1)에 연결된다. 펄스 폭 변조는 마이크로컨트롤러(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 설명된 예에서, 펄스 폭 변조된 DC 전압은 3.6 V의 진폭, 10 ms의 기간 및 50%의 듀티 사이클을 갖는다. 이는 대략 5.2 A의 히터(120) 내 펄스 전류를 초래한다.
카트리지(100)가 DC 전압원(V1)에 연결될 때, 전류는 저항성 히터(120)에서만 흐른다. 전류는 공진 회로(155)에서 흐르지 않는데, 이는 전류가 히터(120)와 병렬로 배열되고 공진 회로 내의 커패시터(C1)가 DC 전압을 차단하기 때문이며, 즉, DC 전압에 대한 개방 회로로서 효과적으로 작용하기 때문이다. 따라서, 전력은 히터(120) 내에서만 소산되고 공진 회로(155) 내에서는 소산되지 않으며, 이는 배열을 에너지 효율적으로 만든다.
DC 전압원(V1)은 특정 카트리지에 인가되는 가열 프로파일을 제어하도록 제어될 수 있다. 카트리지(100)가 후술하는 절차에 따라 식별되면, 카트리지(100)에 함유된 특정 액체 에어로졸 형성 기재에 대한 적절한 가열 프로파일이 적용될 수 있다. 상이한 카트리지에 대해, 가열 프로파일은 카트리지에 인가된 펄스 폭 변조된 DC 전압의 특징을 가변시킴으로써 변화될 수 있다. 예를 들어, 펄스 폭 변조된 DC 전압의 듀티 사이클 또는 펄스 폭 변조된 DC 전압이 인가되는 시간의 양이 가변될 수 있다.
도 3b는 도 3a의 카트리지(100)의 개략적인 회로도를 도시하며, 여기서 카트리지는 공진 회로(155)에 교번 신호를 입력하는 교번 전압원 또는 교번 신호 소스(V2)에 연결된다. 교번 신호 소스(V2)는 마이크로컨트롤러(도시되지 않음)에 의해 제어되고 1 볼트 피크의 진폭을 갖는다. 마이크로컨트롤러는 공명을 검출하고 이에 따라 카트리지의 ID를 결정하기 위해 교번 신호 소스(V2)의 교번 신호의 주파수를 가변시키거나 스위핑할 수 있다. 주파수는 1 MHz 내지 13 MHz 범위에서 스위핑될 수 있고, 사용되는 비교적 높은 주파수로 인해, 주파수 스위프는 비교적 짧은 기간, 즉 240 μs 동안 수행될 수 있음을 발견하였다. 입력 교번 신호의 주파수가 공진 회로(155)의 자연 공진 주파수와 동일할 때, 공진 회로(155)는 공명한다.
공진 회로(155)는 카트리지(100)가 식별될 수 있도록 미리 결정된 공진 주파수에서 공명하도록 구성된다. 상기 식 (1)에 기재된 바와 같이, 공진 주파수는 커패시터(C1)의 커패시턴스와 인덕터(L1)의 인덕턴스의 함수이다. 이러한 설명된 예에서, 공진 회로(155)의 미리 결정된 공진 주파수는 커패시터(C1)의 커패시턴스에 의해 결정된다. 상이한 커패시턴스 값을 갖는 상이한 커패시터가 상이한 카트리지에 대한 상이한 공진 주파수를 생성하는 데 사용될 수 있다. 인덕터(L1)의 인덕턴스는 1 μH로 고정된다. 상이한 공진 주파수를 생성하기 위해, E12 시리즈 커패시터 값으로부터 취해진 10개의 상이한 커패시터 값이 커패시터(C1)에 사용되었다. C1 커패시턴스 값 및 결과적인 공진 주파수를 표 1에 나타냈다.
Figure pct00002
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명자들은 10개의 상이한 카트리지를 명확하게 구별하기 위해 주파수들 사이에 충분한 간격을 두고 10개의 상이한 공진 주파수를 달성할 수 있었다. 그러나, 더 많은 커패시터 값을 사용함으로써 더 많은 공진 주파수가 달성될 수 있음을 이해할 것이다.
도 4는 도 3b의 공진 회로(155)의 주파수 응답을 보여주는 주파수 대 전압의 그래프이다. 도 4에는 표 1의 상이한 커패시터 값 각각에 대한 주파수 응답 곡선이 있다. 공진 회로(155)에 대한 출력 신호는 도 3b의 회로 내의 지점(X)에서, 즉 저항기(R1)과 공진 회로(155) 사이에서 측정되었다. 저항기(R1)는 공진 회로(155)와 함께 전위 분할기의 일부를 형성하여 전압은 지점(X)에서 측정될 수 있다. 공진은 C1의 리앤턴스 및 L1의 리액턴스가 크기가 같지만 위상은 반대일 때 발생해서 2개의 리액턴스가 서로 상쇄된다. 따라서, 공명에서, 공진 회로의 임피던스는 최소이며, 따라서 지점(X)에서 측정된 전압은 공명에서 최소이다. 도 4의 각각의 주파수 응답 곡선에 대해, 사용된 상이한 커패시터 값에 대응하는 표 1의 공진 주파수 각각에서 발생하는 전압 최소(Vmin)를 볼 수 있다. 전압 최소는 주파수 응답 곡선의 전체 길이의 비교적 작은 섹션에 걸쳐 발생하므로 쉽게 식별할 수 있고 검출할 수 있다.
최소 전압은 피크 검출 회로에 의해 검출될 수 있다. 최소 전압이 검출되는 주파수는 공진 회로의 공진 주파수 및 카트리지의 ID를 나타낸다. 대안적으로, 공진 주파수는 출력 신호가 도 4에서 수평 점선으로 표시된 임계 전압(Vth) 미만으로 떨어질 때를 검출하도록 에어로졸 발생 장치를 구성함으로써 결정될 수 있다.
도 3b를 다시 참조하면, 교번 신호 소스(V2)가 공명을 검출하고 카트리지를 식별하는 것을 결정하기 위해 카트리지(100)에 연결될 때, 교번 신호는 히터(120)와 공진 회로(155) 사이에서 분할된다. DC 전압과 대조적으로, 교번 신호는 공진 회로의 커패시터(C1)를 통과할 수 있다. 카트리지 식별 동안, 히터(120)를 통해 흐르는 피크 전류는 대략 100 mA인 것으로 측정되었다. 전술한 바와 같이, 교번 신호 소스(V2)는 1 볼트 피크의 진폭을 갖는다. 따라서, 카트리지 식별 동안 히터(120)에 의해 소비된 전력은 아래의 식 (2)로부터 결정될 수 있다.
P = IRMS x VRMS (2)
여기서, P는 전력이고, IRMS는 0.707 x 피크 전류와 동일한 평균 제곱근 전류이고, VRMS는 0.707 x 피크 전압과 동일한 평균 제곱근 전압이다.
또한, 카트리지 식별 동안 히터(120)에 의해 소비된 에너지는 아래의 식 (3)으로부터 결정될 수 있다.
E = P x t (3)
여기서, E는 에너지이고, P는 전력이고, t는 작동 시간 또는 지속시간이다.
따라서, 100 mA의 피크 전류 및 1 V의 피크 전압에 기초하여, 카트리지 식별 동안 히터(120)에 의해 소비된 전력은 50 mW인 것으로 계산될 수 있다. 또한, 240 μs의 카트리지 식별을 위한 작동 시간에 기초하여, 카트리지 식별 동안 히터(120)에 의해 소비되는 에너지는 12 μJ인 것으로 계산될 수 있다. 이러한 소량의 에너지는 히터를 임의의 주목할 만한 정도로 가열하지 않을 것이고, 따라서 카트리지 식별의 에너지 효율은 히터(120) 내의 에너지 손실을 피함으로써 개선된다.
카트리지 식별을 수행하는 데 필요한 짧은 시간 때문에, 이는 히터에 전력을 공급하는 데 사용되는 펄스 폭 변조된 DC 전압의 전압 오프 시간 동안 수행될 수 있다. DC 전압원(V1)의 펄스 폭 변조 DC 전압(도 3a 참조)은 10 ms의 주기 및 50%의 듀티 사이클을 갖는다. 따라서 전압-오프 시간은 5 ms이며, 이는 카트리지 식별을 수행하는 데 충분한 시간인데, 이는 카트리지 식별이 240 μs만 소요되기 때문이다.
도 5는 카트리지(100)의 공진 회로(155)의 공진 주파수를 결정하기 위한 에어로졸 발생 시스템(10)용 예시적인 회로의 개략도이다. 카트리지(100)는 도 3a 및 도 3b의 예시적인 카트리지이다. 도 5의 회로의 하부 부분은 카트리지(100)를 식별하기 위해 교번 신호 소스(V2)에 연결된 공진 회로(155) 및 히터(120)를 포함하는 카트리지를 도시한다. 도 5의 회로의 이러한 부분의 배열 및 작동은 도 3b에 도시된 회로와 동일하며, 간결함을 위해 본 명세서에서 반복되지 않는다.
도 5의 회로는 공진 회로(155)로부터의 출력 신호의 최대 또는 최소 진폭을 검출하기 위한 피크 검출 회로(232)를 더 포함한다. 피크 검출 회로(232)는 에어로졸 발생 시스템(10)의 에어로졸 발생 장치(200) 내에 배열된다. 피크 검출 회로(232)는 피크 검출 회로(232)에 대한 신호 입력을 증폭하기 위한 연산 증폭기(U5), 입력 교번 신호를 반-방향으로 조정하기 위한 순방향 바이어스 다이오드(D1), 및 다이오드로부터 수신된 신호의 전압을 유지하거나 저장하기 위한 커패시터(C2)를 포함한다. 연산 증폭기의 비-반전 입력(+)은 피크 검출 회로(232)에 대한 입력으로서 작용하고, 피크 검출 회로(232)로부터의 출력은 커패시터(C2)의 상류 단자, 즉 다이오드(D1)에 연결된 커패시터(C2)의 단자로부터 취해진다. 피크 검출 회로(232)는 커패시터를 접지로 방출하기 위한 10 Ω의 값을 갖는 저항기(R2)를 더 포함한다.
임의의 적합한 연산 증폭기가 사용될 수 있다. 예를 들어, 설명된 예는 미국 매사추세츠의 Analog Devices에 의해 제작된 LTC6244 연산 증폭기를 사용한다. 연산 증폭기(U5)는 3.1 V를 제공하는 DC 전압원(V3)에 의해 전력이 공급된다. 각각 150 kΩ과 10 kΩ의 값을 갖는 R3 및 R4의 2개의 저항기가 연산 증폭기에 대한 음의 피드백 루프의 일부로서 제공된다. 증폭기의 이득은 아래의 식 (4)에 따라 결정될 수 있다:
이득 = 1 + R3 / R4 (4)
사용 시, 공진 회로(155)로부터의 출력 신호는 회로 내의 지점(X), 즉 저항기(R1) 및 공진 회로(155)에 의해 형성된 전압 분할기의 중간 지점에서 취해지고, 피크 검출 회로(232)의 연산 증폭기(U5)의 비-반전 입력에 대한 입력으로서 공급된다. 신호는 다이오드(D1)에 의해 반-파 정류되어 일련의 포지티브 펄스를 형성하고, 연속 펄스의 전압은 커패시터(C2)에 의해 유지되거나 저장된다. 피크 검출 회로(232)의 출력, 즉 커패시터(C2)에 의해 저장된 전압은 커패시터(C2)에 의해 저장된 전압을 주기적으로 측정하거나 샘플링하는, 에어로졸 발생 장치(200)의 마이크로컨트롤러(230)의 디지털 변환기 입력에 아날로그로 공급된다. 일단 전압이 샘플링되면, 커패시터(C2)는 다음 샘플을 취할 준비를 위해 전기 접지로 방전된다.
마이크로컨트롤러(230)는 원하는 주파수 범위에 걸쳐 교번 신호의 주파수를 스위핑하는 데 걸리는 기간에 걸쳐 피크 검출 회로로부터의 출력을 샘플링하는데, 이러한 경우에, 이는 1 MHz 내지 약 10.6 MHz이고 약 240 μs가 걸린다. 이러한 방식으로, 마이크로컨트롤러(230)는 스웹트 주파수의 범위에 걸쳐 공진 회로로부터 출력 신호의 진폭 프로파일을 얻는다. 샘플은 마이크로컨트롤러(230)에 의해 분석되어 최솟값을 결정한다. 마이크로컨트롤러(230)는 또한, 카트리지(100)의 공진 회로(155)에 제공되는 교번 신호 소스(V2) 및 교번 신호의 주파수를 제어하기 때문에, 마이크로컨트롤러(230)는 피크 검출 회로(232)로부터의 출력의 최솟값이 검출되는 주파수를 결정할 수 있다. 이러한 주파수는 공진 회로(155)에서 공명이 발생하는 주파수이며, 카트리지의 ID를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 카트리지(100) 내의 공진 회로(155) 내의 커패시터의 상이한 값에 대한 공명의 검출을 보여주는 전압 대 시간의 그래프이다. 그래프는 2개의 곡선, 즉 도 5의 회로 내의 지점(X)에서 측정된 공진 회로(155)로부터의 출력 신호에 대응하는 곡선(X); 및 도 5의 회로 내의 지점(Y)에서 피크 검출 회로(232)로부터의 출력에 대응하는 곡선(Y)을 나타낸다.
도 6a는 8.2 나노패라드의 커패시터 값이 공진 회로(155)에 사용될 때 공진 회로(155)(곡선 X) 및 피크 검출 회로(232)(곡선 Y)로부터의 출력 신호를 도시한다. 위의 표 1에 나타낸 바와 같이, 이러한 커패시턴스 값은 1.76 MHz의 공진 주파수를 생성한다. 도 6a의 그래프는 주파수 스위프에서 약 20 μs인, 곡선(Y)에서 비교적 초기에 발생하는 전압 최소(Vmin)을 도시한다. 전압 최소는 공명의 발생을 나타내고, 검출 시간은 1.76 MHz인 공진 주파수와 일치하며 그 주파수는 240 μs의 기간 동안 1 MHz 내지 약 10.6 MHz의 범위에 걸쳐 스위핑된다.
도 6b는 0.82 나노패라드의 커패시터 값이 공진 회로(155)에 사용될 때 공진 회로(155)(곡선 X) 및 피크 검출 회로(232)(곡선 Y)로부터의 출력 신호를 도시한다. 위의 표 1에 나타낸 바와 같이, 이러한 커패시턴스 값은 5.57 MHz의 공진 주파수를 생성한다. 도 6b의 그래프는 곡선(Y)의 중간 지점 주위에서 발생하는 전압 최소(Vmin), 즉 주파수 스위프에서 약 120 μs를 도시한다. 전압 최소는 공명의 발생을 나타내고, 검출 시간은 5.57 MHz인 공진 주파수와 일치하고 그 주파수는 240 μs의 기간 동안 1 MHz 내지 약 10.6 MHz의 범위에 걸쳐 스위핑된다.
도 6c는 0.27 나노패라드의 커패시터 값이 공진 회로(155)에 사용될 때 공진 회로(155)(곡선 X) 및 피크 검출 회로(232)(곡선 Y)로부터의 출력 신호를 도시한다. 위의 표 1에 나타낸 바와 같이, 이러한 커패시턴스 값은 9.71 MHz의 공진 주파수를 생성한다. 도 6c의 그래프는 곡선 Y에서 상대적으로 늦게 발생하는 전압 최소(Vmin), 즉 주파수 스위프에서 약 220 μs를 도시한다. 전압 최소는 공명의 발생을 나타내고, 검출 시간은 9.71 MHz인 공진 주파수와 일치하고 그 주파수는 240 μs의 기간 동안 1 MHz 내지 약 10.6 MHz의 범위에 걸쳐 스위핑된다.
도 7은 공진 회로(155)가 그 위에 배열된 인쇄 회로 기판(160)의 평면도이다. 공진 회로(155)는 직렬로 연결된 인덕터(L1) 및 커패시터(C2)를 포함한다. 인덕터(L1)는 전도성 트랙으로서 인쇄 회로 기판(160)에 직접 형성된다. 인덕터는 임의의 적합한 방법에 의해, 예를 들어 전기 전도성 재료를 인쇄 회로 기판(160) 상에 인쇄하거나 구리-클래드 기판을 에칭하여 인덕터(L1)의 패턴을 형성함으로써 형성될 수 있다. 인덕터(L1)는 15회의 회선을 포함하고(명료화를 위해 다수의 회선이 도 7로부터 생략됨), 인쇄 회로 기판(160)은 절반의 회선이 인쇄 회로 기판(160)의 일측에 형성되고 다른 절반의 회선이 타측에 형성된 양면이다. 전도성 비아(164)는 인쇄 회로 기판(160)의 각 면에 인쇄된 회선의 각각의 단부를 연결한다. 전기 전도성 접촉 패드(162)는 전기 히터를 가로질러 그리고 교번 신호 소스에 병렬로 공진 회로(155)를 연결하는 데 사용될 수 있는 인쇄 회로 기판(160)의 대향 단부에 형성된다. 인덕터(L1)의 일 단부는 접촉 패드(162) 중 하나에 연결되고, 커패시터(C2)의 단자는 다른 접촉 패드(162)에 연결된다. 인쇄 회로 기판(160)의 치수는 9 x 7 x 0.6 mm이며, 따라서 에어로졸 발생 시스템의 카트리지 또는 마우스피스 내에 쉽게 끼워질 수 있다.
도 8은 다른 공진 회로(355)를 포함하는 다른 예시적인 카트리지(300)의 개략적인 회로도를 도시한다. 카트리지(300)는 카트리지(300)를 식별하기 위해 교번 신호 소스(V2)에 연결된다. 도 8의 회로의 배열 및 작동은 공진 회로(155)에서 단일 커패시터(C1)를 사용하는 대신에 도 8의 공진 회로(355)가 2개의 커패시터(C1 및 C2)를 병렬로 사용한다는 점을 제외하면 도 3b의 회로와 동일하다. 커패시터(C1 및 C2)의 병렬 배열은 공진 회로(355)의 주파수 응답을 개선하는 데 도움을 준다.
전술한 바와 같이, 모든 실제 전자 구성요소는 기생 요소, 즉 구성요소의 의도된 특징에 더하여 불가피한 특징을 갖는다. 예를 들어, 도 3b의 회로 내의 커패시터(C1) 및 인덕터(L1)는 각각 커패시터(C11)와 직렬로 0.1 Ω의 저항 및 인덕터(L1)와 직렬로 1 Ω의 저항과 등가인 기생 저항을 갖는다. 이들 기생 요소는 회로 내에서 에너지 손실을 초래하므로 최소화될 필요가 있다.
본 발명자들은 2개의 커패시터(C1 및 C2)를 병렬로 사용하는 것이 공진 회로(355) 내의 기생 요소를 감소시키는 것을 발견하였다. 특히, 커패시터 등가 직렬 저항은 0.05 Ω까지 감소된다. 또한, 커패시터가 병렬로 추가될 때, 그들의 커패시턴스가 합산된다. 따라서, 동일한 커패시터 중 2개를 병렬로 사용함으로써, 인덕턴스는 동일한 공진 주파수에 대해 반감될 수 있다. 결과적으로, 인쇄 회로 기판 면적을 절약하는 더 작은 인덕터가 사용될 수 있다. 공진 회로(355)는 0.5 μH의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 사용한다.
도 3b의 회로에 대해 달성된 것과 동일한 공진 주파수를 생성하기 위해, 도 8의 공진 회로(355) 내의 커패시터(C1 및 C2)의 병렬 배열은 위의 표 1에 나타낸 각각의 커패시터 값들 중 2개를 사용하여, 커패시턴스가 표 1에 나타낸 것의 두 배가 된다. 커패시턴스 값 및 결과적인 공진 주파수가 아래 표 2에 나타나 있다.
Figure pct00003
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 2개의 커패시터(C1 및 C2)의 병렬 배열은 0.5 μH의 인덕터가 사용될 때 표 1과 동일한 공진 주파수를 달성한다.
도 8의 카트리지(300)가 DC 전압원(도시되지 않음)에 연결될 때, 도 3a의 카트리지(100)와 동일한 방식으로 기능을 한다. 즉, 커패시터(C1 및 C2)는 전류가 히터(320)만을 통과하도록 DC 전압을 차단한다.
도 9는 도 8의 공진 회로(355)의 주파수 응답을 보여주는 주파수 대 전압의 그래프이다. 도 9에는 표 2의 상이한 커패시턴스 값 각각에 대한 주파수 응답 곡선이 있다. 공진 회로(355)에 대한 출력 신호는 도 8의 회로 내의 지점(X)에서, 즉 저항기(R1)와 공진 회로(355) 사이에서 측정하였다. 그래프는 도 4의 그래프와 매우 유사하고 표 2에서의 상이한 커패시턴스 값의 공진 주파수에 대응하는 도 4에서와 동일한 주파수에서 전압 최소(Vmin)를 나타낸다.
그러나, 도 9는 도 4에 도시된 도 3b의 공진 회로(155)에 대한 주파수 응답과 비교하여 도 8의 공진 회로(355)에 대한 개선된 주파수 응답을 도시한다. 즉, 공진 회로(355)로부터의 출력 신호의 크기는 공진 회로(155)와 비교하여 공진 회로(355)에서 개선된다. 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 주파수 응답 곡선은 특정 공진 주파수에 대한 도 4의 주파수 응답 곡선보다 낮은 전압 최소(Vmin)를 갖는다.
도 10은 다른 공진 회로(455)를 포함하는 다른 예시적인 카트리지(400)의 개략적인 회로를 도시한다. 카트리지(400)는 카트리지(400)를 식별하기 위해 교번 신호 소스(V2)에 연결된다. 도 10의 회로의 배열 및 작동은 공진 회로(455)가 인덕터를 사용하지 않는다는 점, 특히 실제 이산된 인덕터 구성요소를 사용하지 않는다는 점을 제외하면 도 3b 및 도 8의 회로와 동일하다. 대신에, 공진 회로(455)는 공진 회로의 기생 인덕턴스(L1)를 커패시터(C1)와 조합되게 사용하여 공명을 생성한다. 기생 인덕턴스(L1)는 그것이 실제 구성요소가 아니라 공진 회로(455)의 특징임을 강조하기 위해 점선으로 도 10에 표시된다.
기생 인덕턴스(L1)는 히터(420)와 병렬로 배열될 때 반-루프 또는 반-회선을 형성하는 공진 회로(455)의 기하학적 구조의 결과로서 발생한다. 반-루프는 작은 기생 인덕턴스(L1)를 생성한다. 기생 인덕턴스는 도 10에 도시된 바와 같이, 커패시터(C1)와 직렬로 배열된 10 나노헨리의 인덕턴스와 동등하다.
기생 인덕턴스는 실제 인덕터 구성요소의 인덕턴스에 비해 상대적으로 작으며, 결과적으로 이들이 생성하는 공진 주파수는 일반적으로 이전 예보다 더 높다. 공진 주파수는 1 MHz 내지 50 MHz 범위 내에 있고, 이러한 범위에서 공진 주파수를 생성하기 위해 더 높은 커패시터 값이 사용된다. 상이한 공진 주파수를 생성하기 위해, E12 시리즈 커패시터 값으로부터 취해진 10개의 상이한 커패시터 값이 커패시터(C1)에 사용되었다. C1 커패시턴스 값 및 결과적인 공진 주파수는 아래 표 3에 나타나 있다.
Figure pct00004
표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명자들은 10개의 상이한 카트리지를 구별하기 위해 10개의 상이한 공진 주파수를 달성할 수 있었다.
도 10의 카트리지(400)가 DC 전압원(도시되지 않음)에 연결될 때, 이는 도 3a의 카트리지(100)와 동일한 방식으로 기능을 한다. 즉, 커패시터(C1)는 전류가 히터(420)만을 통과하도록 DC 전압을 차단한다.
도 11은 도 10의 공진 회로(455)의 주파수 응답을 보여주는 주파수 대 전압의 그래프이다. 도 11에는 표 3의 상이한 커패시턴스 값 각각에 대한 주파수 응답 곡선이 있다. 공진 회로(355)에 대한 출력 신호가 도 10의 회로 내의 지점(X)에서, 즉 저항기(R1)와 공진 회로(455) 사이에서 측정되었다. 도 11의 주파수 응답 곡선 각각에 대해, 사용된 상이한 커패시터 값에 대응하는 표 3의 공진 주파수 각각에서 발생하는 전압 최소(Vmin)를 볼 수 있다. 전압 최소는 주파수 응답 곡선의 전체 길이의 비교적 작은 섹션에 걸쳐 발생하므로 쉽게 식별할 수 있고 검출할 수 있다.
최소 전압은 피크 검출 회로에 의해 검출될 수 있다. 최소 전압이 검출되는 주파수는 공진 회로의 공진 주파수 및 카트리지의 ID를 나타낸다. 대안적으로, 공진 주파수는 출력 신호가 도 11에서 수평 점선으로 표시된 임계 전압(Vth) 미만으로 떨어질 때를 검출하도록 에어로졸 발생 장치를 구성함으로써 결정될 수 있다.
도 12는 카트리지(400)의 공진 회로(455)의 공진 주파수를 결정하기 위한 에어로졸 발생 시스템(10)용 예시적인 회로의 개략도이다. 도 12의 회로는 카트리지(400)가 도 10의 예시적인 카트리지라는 점을 제외하면 도 5의 회로와 동일하다. 도 12의 회로의 하부 부분은 카트리지(400)를 식별하기 위해 교번 신호 소스(V2)에 연결된 공진 회로(455) 및 히터(420)를 포함하는 카트리지를 도시한다. 도 12의 회로의 이러한 부분의 배열 및 작동은 도 10에 도시된 회로와 동일하며, 간결성을 위해 본 명세서에서 반복되지 않는다.
도 12의 회로는 공진 회로(455)로부터의 출력 신호의 최대 또는 최소 진폭을 검출하기 위한 피크 검출 회로(232)를 또한 포함한다. 피크 검출 회로(232)의 배열 및 작동은 도 5의 배열 및 작동과 동일하므로, 간결성을 위해 본 명세서에서 반복되지 않는다.
마이크로컨트롤러(230)는 원하는 주파수 범위에 걸쳐 교번 신호의 주파수를 스위핑하는 데 걸리는 기간에 걸쳐 피크 검출 회로로부터의 출력을 샘플링하는데, 이러한 경우에, 이는 1 MHz 내지 약 40 MHz이고 약 1 ms가 걸린다. 이러한 방식으로, 마이크로컨트롤러(230)는 스웹트 주파수의 범위에 걸쳐 공진 회로로부터 출력 신호의 진폭 프로파일을 얻는다. 샘플은 마이크로컨트롤러(230)에 의해 분석되어 최솟값을 결정한다. 마이크로컨트롤러(230)는 또한, 카트리지(400)의 공진 회로(455)에 제공되는 교번 신호 소스(V2) 및 교번 신호의 주파수를 제어하기 때문에, 마이크로컨트롤러(230)는 피크 검출 회로(232)로부터의 출력의 최솟값이 검출되는 주파수를 결정할 수 있다. 이러한 주파수는 공진 회로(455)에서 공명이 발생하는 주파수이며, 카트리지의 ID를 나타낸다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12의 카트리지(400) 내의 공진 회로(455) 내의 커패시터의 상이한 값에 대한 공명의 검출을 보여주는 전압 대 시간의 그래프이다. 그래프는 2개의 곡선, 즉 도 12의 회로 내의 지점(X)에서 측정된 공진 회로(455)로부터의 출력 신호에 대응하는 곡선(X); 및 도 12의 회로 내의 지점(Y)에서 피크 검출 회로(232)로부터의 출력에 대응하는 곡선(Y)을 나타낸다.
도 12a는 82 나노패라드의 커패시터 값이 공진 회로(455)에 사용될 때 공진 회로(455)(X 곡선) 및 피크 검출 회로(232)(Y 곡선)로부터의 출력 신호를 도시한다. 위의 표 3에 나타낸 바와 같이, 이러한 커패시턴스 값은 5.6 MHz의 공진 주파수를 생성한다. 도 12a의 그래프는 주파수 스위프에서 약 0.1 ms인, 곡선(Y)에서 비교적 초기에 발생하는 전압 최소(Vmin)을 도시한다. 전압 최소는 공명의 발생을 나타내고 검출 시간은 5.6 MHz인 공진 주파수와의 일치를 나타내며 그 주파수는 1 ms의 기간 내에 1 MHz 내지 약 40 MHz의 범위에 걸쳐 스위핑된다.
도 12b는 8.2 나노패라드의 커패시터 값이 공진 회로(455)에 사용될 때 공진 회로(455)(X 곡선) 및 피크 검출 회로(232)(Y 곡선)로부터의 출력 신호를 도시한다. 위의 표 3에 나타낸 바와 같이, 이러한 커패시턴스 값은 17.6 MHz의 공진 주파수를 생성한다. 도 12b의 그래프는 곡선(Y)의 중간 지점 주위에서, 즉 주파수 스위프에서 약 0.4 내지 0.5 ms에서 발생하는 전압 최소(Vmin)를 도시한다. 전압 최소는 공명의 발생을 나타내며 검출 시간은 17.6 MHz인 공진 주파수와의 일치를 나타내며 그 주파수는 1 ms의 기간 내에 1 MHz 내지 약 40 MHz의 범위에 걸쳐 스위핑된다.
도 12c는 2.7 나노패라드의 커패시터 값이 공진 회로(455)에 사용될 때 공진 회로(455)(X 곡선) 및 피크 검출 회로(232)(Y 곡선)로부터의 출력 신호를 도시한다. 위의 표 3에 나타낸 바와 같이, 이러한 커패시턴스 값은 30.7 MHz의 공진 주파수를 생성한다. 도 12c의 그래프는 곡선(Y)에서 비교적 늦은 시간, 즉 주파수 스위프에서 0.7 내지 0.8 ms에서 발생하는 전압 최소(Vmin)를 도시한다. 전압 최소는 공명의 발생을 나타내고 검출 시간은 30.7 MHz인 공진 주파수와의 일치를 나타내고 그 주파수는 1 ms의 기간 내에 1 MHz 내지 약 40 MHz의 범위에 걸쳐 스위핑된다.
본 설명 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 달리 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수정된 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다. 따라서, 이러한 맥락에서, 숫자 A는 A의 A ±5%로서 이해된다. 이러한 맥락 내에서, 숫자 A는 숫자 A가 수정하는 속성의 측정에 대한 일반적인 표준 에러 내에 있는 수치 값을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 첨부된 청구범위에 사용된 일부 경우에, A가 벗어나는 양이 청구된 발명의 기본 및 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는다면, 숫자 A는 위에서 열거된 백분율만큼 벗어날 수 있다. 또한, 모든 범위는 개시된 최대 및 최소 지점을 포함하고, 본원에서 구체적으로 열거될 수 있거나 열거되지 않을 수 있는 임의의 중간 범위를 그 안에 포함한다.

Claims (16)

  1. 에어로졸 발생 장치용 카트리지로서, 상기 카트리지는,
    에어로졸 형성 기재;
    상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터; 및
    공진 회로를 포함하며,
    상기 공진 회로는 미리 결정된 공진 주파수에서 공명하도록 구성되고,
    상기 미리 결정된 공진 주파수는 카트리지의 ID와 연관되고,
    상기 공진 회로는 전기 히터와 병렬로 연결되는, 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공진 회로는 커패시터 및 인덕터를 포함하는, 카트리지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 커패시터 및 인덕터는 직렬로 연결되는, 카트리지.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 공진 회로의 미리 결정된 공진 주파수는 상기 커패시터의 커패시턴스에 의해 결정되고, 상기 미리 결정된 공진 주파수는 상기 커패시터의 커패시턴스를 변경함으로써 변경될 수 있는, 카트리지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미리 결정된 공진 주파수는 10 kHz 내지 100 MHz 범위, 바람직하게는 100 kHz 내지 20 MHz 범위, 더 바람직하게는 1 MHz 내지 11 MHz 범위인, 카트리지.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커패시터의 커패시턴스는 0.1 nF 내지 10 nF의 범위에 있는, 카트리지.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공진 회로는 병렬로 배열된 복수의 커패시터를 포함하고, 상기 복수의 커패시터의 조합된 커패시턴스는 공명을 생성하는 데 사용되는, 카트리지.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공진 회로는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 배열되고, 상기 인덕터는 전도성 트랙으로서 PCB 상에 직접 형성되는, 카트리지.
  9. 제1항에 있어서, 상기 공진 회로는 히터와 병렬로 연결된 커패시터를 포함하고, 상기 공진 회로는 커패시터의 커패시턴스와 조합되어 공진 회로의 기생 인덕턴스를 사용하여 공명을 생성하도록 구성되는, 카트리지.
  10. 제9항에 있어서, 상기 미리 결정된 공진 주파수는 100 kHz 내지 100 MHz 범위, 바람직하게는 1 MHz 내지 50 MHz 범위인, 카트리지.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 커패시터의 커패시턴스는 1 nF 내지 300 nF의 범위 내에 있는, 카트리지.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공진 회로는 교번 신호 소스에 연결되도록 배열되고, 상기 미리 결정된 공진 주파수가 상기 교번 신호의 주파수와 실질적으로 동일할 때에 공명하도록 구성되는, 카트리지.
  13. 에어로졸 발생 장치로서,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 카트리지를 수용하도록 구성되고, 상기 카트리지에 전기적으로 연결하기 위한 전기 연결부를 포함하는 하우징;
    상기 카트리지의 전기 히터에 전력을 공급하기 위한 전원;
    교번 신호를 상기 카트리지의 공진 회로에 입력하기 위한 교번 신호 소스; 및
    상기 전기 히터로의 전력 공급을 제어하고 상기 공진 회로에 공급되는 상기 교번 신호의 주파수를 제어 가능하게 변화시키도록 구성된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 공진 회로로부터 출력 신호를 수신하도록 배열되고,
    상기 제어 회로는,
    상기 출력 신호가 미리 결정된 임계값에 도달하는 때를 검출함으로써 상기 공진 회로에서 공명이 발생하는 때를 결정하고,
    공명이 발생하는 상기 주파수를 결정하고,
    상기 결정된 공진 주파수에 기초하여 상기 카트리지를 식별하도록 추가로 구성되는, 에어로졸 발생 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어 회로는 미리 결정된 기간 이내에 미리 결정된 주파수 범위에 걸쳐 상기 교번 신호의 주파수를 스위핑하도록 구성되고, 상기 미리 결정된 기간은 5 ms 이하인, 에어로졸 발생 장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 공진 회로에 공급되는 교번 신호의 피크 전압은 2 V 이하, 바람직하게는 1.5 V 이하, 더 바람직하게는 1 V 이하인, 에어로졸 발생 장치.
  16. 카트리지 및 에어로졸 발생 장치를 포함하는 에어로졸 발생 시스템으로서, 상기 카트리지는:
    에어로졸 형성 기재;
    상기 에어로졸 형성 기재를 가열하기 위한 전기 히터; 및
    미리 결정된 공진 주파수에서 공명하도록 구성된 공진 회로를 포함하고, 상기 미리 결정된 공진 주파수는 카트리지 ID와 연관되고, 상기 공진 회로는 상기 전기 히터와 병렬로 연결되고,
    상기 에어로졸 발생 장치는,
    상기 카트리지를 수용하도록 구성된 하우징으로서, 상기 카트리지에 전기적으로 연결하기 위한 전기적 연결부를 포함하는, 하우징;
    상기 카트리지의 전기 히터에 전력을 공급하기 위한 전원;
    교번 신호를 상기 카트리지의 공진 회로에 입력하기 위한 교번 신호 소스; 및
    상기 전기 히터로의 전력 공급을 제어하고 상기 공진 회로에 공급된 상기 교번 신호의 주파수를 제어 가능하게 변화시키도록 구성된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 공진 회로로부터 출력 신호를 수신하도록 배열되고,
    상기 제어 회로는,
    상기 출력 신호가 미리 결정된 임계값에 도달하는 때를 검출함으로써 상기 공진 회로에서 공명이 발생하는 때를 결정하고,
    공명이 발생하는 상기 주파수를 결정하고,
    상기 결정된 공진 주파수에 기초하여 카트리지를 식별하도록 추가로 구성되는, 에어로졸 발생 시스템.
KR1020227035832A 2020-03-23 2021-03-22 에어로졸 발생 장치용 공진 회로를 갖는 카트리지 KR20220157994A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20165039.7 2020-03-23
EP20165039 2020-03-23
PCT/EP2021/057294 WO2021191156A1 (en) 2020-03-23 2021-03-22 Cartridge with resonant circuit for an aerosol-generating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220157994A true KR20220157994A (ko) 2022-11-29

Family

ID=69960296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227035832A KR20220157994A (ko) 2020-03-23 2021-03-22 에어로졸 발생 장치용 공진 회로를 갖는 카트리지

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230124313A1 (ko)
EP (2) EP4125457B1 (ko)
JP (1) JP2023520151A (ko)
KR (1) KR20220157994A (ko)
CN (1) CN115334914A (ko)
BR (1) BR112022016966A2 (ko)
IL (1) IL296527A (ko)
PL (1) PL4125457T3 (ko)
WO (1) WO2021191156A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023136517A1 (en) * 2022-01-14 2023-07-20 Kt&G Corporation Aerosol-generating device and operation method thereof
WO2024019433A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-25 Kt & G Corporation Aerosol generating device with driving circuit matching the impedance of ultrasonic vibrator
WO2024058448A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 Kt & G Corporation Aerosol generating device based on ultrasonic vibration and control method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1269412A1 (de) * 2000-03-28 2003-01-02 Lucatron AG Rfid-label mit einem element zur einstellung der resonanzfrequenz
US11033054B2 (en) * 2015-07-24 2021-06-15 Rai Strategic Holdings, Inc. Radio-frequency identification (RFID) authentication system for aerosol delivery devices
EP3613258B1 (en) * 2017-04-17 2024-03-20 Philip Morris Products S.A. Devices, systems, and methods for sensing temperature in induction heating systems
CN112087962A (zh) * 2018-05-30 2020-12-15 菲利普莫里斯生产公司 检测电加热气溶胶生成系统中的不利加热器条件
JP7323600B2 (ja) * 2018-07-26 2023-08-08 ジェイティー インターナショナル エスエイ エアロゾル発生システム及びデバイス
GB201814198D0 (en) * 2018-08-31 2018-10-17 Nicoventures Trading Ltd Apparatus for an aerosol generating device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023520151A (ja) 2023-05-16
IL296527A (en) 2022-11-01
WO2021191156A1 (en) 2021-09-30
EP4316279A3 (en) 2024-04-03
CN115334914A (zh) 2022-11-11
US20230124313A1 (en) 2023-04-20
PL4125457T3 (pl) 2024-05-06
EP4125457B1 (en) 2024-01-31
BR112022016966A2 (pt) 2022-10-25
EP4125457A1 (en) 2023-02-08
EP4125457C0 (en) 2024-01-31
EP4316279A2 (en) 2024-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220157994A (ko) 에어로졸 발생 장치용 공진 회로를 갖는 카트리지
AU2016236293B2 (en) Heater management
US11864596B2 (en) Methods for detecting heater conditions in an aerosol-generating system
EP3801080B1 (en) Detection of adverse heater conditions in an electrically heated aerosol generating system
AU2017304338A1 (en) Heater management
US11832647B2 (en) Moulded cartridge assembly
US20230047262A1 (en) Aerosol-generating device with adaption to ambient environment
KR20220122704A (ko) 누출 방지를 구비하는 에어로졸 발생 시스템
KR20230027148A (ko) 직접 증착된 이송 재료가 있는 유체 투과성 히터를 갖는 히터 어셈블리
CN113891659A (zh) 具有电导率传感器的气溶胶生成装置和系统
US20230134500A1 (en) Aerosol-generating system with resonant circuit for cartridge recognition
WO2024033104A1 (en) A method of controlling overheating in an aerosol-generating system
WO2024033510A1 (en) An aerosol-generating system having means for determining whether a susceptor is supplied with a liquid aerosol-forming substrate