TW202027630A - 蒸發器電源系統 - Google Patents

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TW202027630A
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TW
Taiwan
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heating element
converter
power
voltage
evaporator
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TW108137924A
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尼可拉斯 Ｊ 哈頓
法爾 法藍汀
Original Assignee
美商尤爾實驗室有限公司
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Abstract

本發明描述一種系統，其包含一轉換器，該轉換器經組態以電耦合至一電源及一蒸發器霧化器之一加熱元件。該轉換器可進一步經組態以自該電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至該加熱元件。該轉換器可為一直流至直流轉換器。一功率監測器經組態以電耦合至該加熱元件，量測通過該加熱元件之一電流，量測該加熱元件上方之一電壓，計算一功率及/或電阻，且將一控制信號輸出至該轉換器。該轉換器可經組態以由該控制信號控制以改變該第二電壓以維持該加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。本發明亦描述相關裝置、系統、技術及物件。

Description

蒸發器電源系統
本文中所描述之標的物係關於利用一直流至直流轉換器對一蒸發器霧化器供電。
蒸發器器件(其等亦可被稱為蒸發器、電子蒸發器器件(electronic vaporizer device或e-vaporizer device) )可用於由蒸發器件之一使用者吸入含有一或多種活性成分之一氣溶膠(例如，懸浮於一靜止或移動質量之空氣或某種其他氣體載體中之一氣相及/或凝相材料)來遞送該氣溶膠。例如，電子尼古丁遞送系統(ENDS)包含由電池組供電且可用來模擬吸煙體驗但不燃燒煙草或其他物質之一類蒸發器器件。蒸發器在處方醫療用途、遞送藥物以及煙草、尼古丁及其他植物性材料消費中皆越來越受歡迎。蒸發器器件可為可攜式的、自含的及/或使用方便的。
在使用一蒸發器器件時，使用者吸入一氣溶膠(俗稱「蒸氣」)，該氣溶膠可由蒸發(例如，致使一液體或固體至少部分地轉變為氣相)一可蒸發材料(其可為液體、一溶液、一固體、一糊劑、一蠟及/或與一特定蒸發器器件相容地使用之任何其他形式)之一加熱元件產生。與一蒸發器一起使用之可蒸發材料可經提供於一匣體(cartridge)內，例如容納可蒸發材料之蒸發器器件之一可分離部分，該可分離部分包含用於由一使用者吸入氣溶膠之一出口(例如，一嘴件)。
為了接納由一蒸發器器件產生之可吸入氣溶膠，在特定實例中，一使用者可藉由抽吸、藉由按下一按鈕及/藉由某種其他方法來啟動蒸發器器件。如本文中所使用之一抽吸指代使用者以致使一定體積之空氣被吸取至蒸發器器件中，使得藉由經蒸發之可蒸發材料與該體積之空氣之一組合產生可吸入氣溶膠之一方式吸入。
一蒸發器器件自一可蒸發材料產生一可吸入氣溶膠所憑藉之一方法涉及在一蒸發器霧化器或蒸發室(例如，一加熱器室)中加熱可蒸發材料以致使可蒸發材料轉換為氣(gas或vapor)相。一蒸發器霧化器或蒸發室可指代蒸發器器件中之一區域或體積，在該區域或體積內，一熱源(例如，一傳導、對流及/或輻射熱源)致使加熱一可蒸發材料以產生空氣及經蒸發材料之一混合物以形成一蒸氣以由蒸發器件之一使用者吸入可蒸發材料。
蒸發器霧化器可用來將液體蒸發成氣溶膠且可能需要對一加熱元件(諸如一電阻絲線圈)進行功率及溫度控制，以產生一致蒸氣且防止因暴露於高溫之液體降解。通常，可控制之與加熱相關之兩個參數包含加熱元件之電功率及加熱元件之溫度。
在一典型蒸發器霧化器中，加熱器線圈可由具有正電阻溫度係數(TCR)之一導體構成，使得其電阻隨其整體溫度之增加而增加。控制迴路量測自環境溫度至高溫之電阻之增加且調節至加熱器之功率以維持目標操作溫度以獲得一致蒸氣。加熱器功率控制可利用脈衝寬度調變(PWM)來實施，其中快速接通及關斷至加熱元件之電流以控制作為熱量耗散於該元件中之電功率。
雖然此PWM方法可控制一加熱元件，但實施方案可能不無法容忍加熱器及艙(pod)接觸電阻之大變動，可能需要中斷電源以量測加熱器電阻，可能導致更短電池組運行時間，可能導致在較低溫度下之更短運行時間，可能導致更快電池組老化，可能導致受限系統整合，可能導致受限TCR，且可能導致增加組件計數及量測加熱器電阻之成本。
在本標的物之特定態樣中，可藉由包含本文中所描述之一或多個特徵或如一般技術者將理解之可比較/等效方法來解決與對蒸發器器件供電相關聯之挑戰。本標的物之態樣係關於用於對一蒸發器器件之一加熱元件供電之方法及系統。
在隨附圖式及下文描述中闡述本文中所描述之標的物之一或多個變動之細節。本文中所描述之標的物之其他特徵及優點將自[實施方式]、[圖式簡單說明]及[發明申請專利範圍]而顯而易見。本發明隨附之發明申請專利範圍意欲於界定受保護標的物之範疇。在一些變動中，一或多個以下特徵可視情況包含於任何可行組合中。
在一個態樣中，一種系統包含一轉換器，該轉換器經組態以電耦合至一電源及一蒸發器霧化器之一加熱元件。該轉換器可進一步經組態以自該電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至該加熱元件。該轉換器可為一直流至直流轉換器。一功率監測器可經組態以電耦合至該加熱元件，量測通過該加熱元件之一電流，量測該加熱元件上方之一電壓，計算一功率及/或電阻，且將一控制信號輸出至該轉換器。該轉換器可經組態以由該控制信號控制以改變該第二電壓以維持該加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。
一或多個以下特徵可包含於任何可行組合中。例如，該轉換器可包含一升壓及/或一降壓轉換器。該轉換器可包含一能量儲存器件。該能量儲存器件可包含呈一切換式電容器拓撲或一電荷泵拓撲之電容器。該能量儲存器件可包含一電感器。該功率監測器可包含形成一閉合迴路控制之類比電路。該功率監測器可包含：一類比前端電路，其經組態以量測通過該加熱元件之該電流及該加熱元件上方之該電壓；及一數位轉換器，其包含經組態以基於通過該加熱元件之該經量測電流及該加熱元件上方之該經量測電壓提供該控制信號之電路。該數位轉換器可經組態以提供該控制信號作為一脈衝寬度調變信號、一數位至類比轉換信號或一積體電路間格式化信號。該功率監測器可包含用來量測該加熱元件上方之電壓之一4線連接件。該功率監測器可替代地包含用來量測該加熱元件上方之電壓之一3線連接件。該功率監測器可連續地量測該電流及該電壓而不中斷至該加熱元件之功率。一微控制器及一開關可包含於該轉換器與該加熱元件之間。該開關可電耦合至該微控制器。該微控制器可經組態以將一脈衝寬度調變信號施加至該開關之一閘極。該轉換器可經組態以在一第一功率位準下操作，且該微控制器可經組態以基於通過該加熱元件之該經量測電流及該加熱元件上方之該經量測電壓判定一第二功率位準，且修改該脈衝寬度調變信號以控制該開關以修改該第二電壓。
該轉換器可經組態以在一加熱循環期間將不中斷功率提供至該加熱元件。該功率監測器可經組態以基於該經量測電流之變動判定該轉換器與該加熱元件之間的一接觸之一接觸電阻之一變動。該系統可進一步包含經組態以耦合至該加熱元件之一電流源，該電流源包含一電流源電阻器及一電流源開關。
該系統可進一步包含一通用串列匯流排埠，該通用串列匯流排埠包含一通用串列匯流排電源軌，該轉換器經組態以將一第三電壓輸出至該通用串列匯流排電源軌。包含該轉換器之該系統亦可包含經組態以電耦合至該電源及該蒸發器霧化器之該加熱元件之一脈衝寬度調變(PWM)控制電路。該脈衝寬度調變控制電路進一步經組態以將PWM功率提供至該加熱元件。該電源可為一電池組。
在另一態樣中，一種整合式轉換器包含一個單元中之轉換器、功率監測器及充電器。該轉換器可經組態以電耦合至一電源及一蒸發器霧化器之一加熱元件。該轉換器可進一步經組態以自該電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至該加熱元件。該轉換器係一直流至直流轉換器。該功率監測器可經組態以電耦合至該加熱元件，量測通過該加熱元件之一電流，量測該加熱元件上方之一電壓，計算一功率及/或一電阻，且將一控制信號輸出至該轉換器。該充電器可經組態以電耦合至該電源以對該電源進行充電。該轉換器可經組態以由該控制信號控制以改變該第二電壓以維持該加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。該轉換器及該充電器可包含一共同電感器以對該加熱元件供電且對該電源進行充電。
在另一態樣中，一種方法包含：量測通過一蒸發器霧化器之一加熱元件之一電流；量測該加熱元件上方之一電壓；計算一功率及/或電阻；及控制該轉換器之操作以改變該第二電壓以維持該加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。該電流可由經組態以電耦合至一電源及該加熱元件之一轉換器供應。該轉換器可進一步經組態以自該電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至該加熱元件。該轉換器係一直流至直流轉換器。
一或多個以下特徵可包含於任何可行組合中。例如，該轉換器可包含一升壓及/或一降壓轉換器；該轉換器可包含一能量儲存器件。該能量儲存器件可包含呈一切換式電容器拓撲或一電荷泵拓撲之電容器。該能量儲存器件可包含一電感器。可將一控制信號作為一脈衝寬度調變信號、一數位至類比轉換信號或一積體電路間格式化信號提供至該轉換器。可將一脈衝寬度調變信號施加至耦合於一微控制器、該轉換器與該加熱元件之間之一開關之一閘極。該轉換器可經組態以在一第一功率位準下操作，且該微控制器經組態以基於通過該加熱元件之該經量測電流及該加熱元件上方之該經量測電壓判定一第二功率位準，且修改該脈衝寬度調變信號以控制該開關以修改該第二電壓。該轉換器可經組態以在一加熱循環期間將不中斷功率提供至該加熱元件。可基於該經量測電流之變動判定該轉換器與該加熱元件之間的一接觸之一接觸電阻之一變動。
可使用一4線連接件來量測該加熱元件上方之該電壓。替代地，可使用一3線連接件來量測該加熱元件上方之該電壓。可連續地量測通過該加熱元件之該電流而不中斷至該加熱元件之功率。可連續地量測該加熱元件上方之該電壓而不中斷至該加熱元件之功率。該電源可為一電池組。
在隨附圖式及下文描述中闡述本文中所描述之標的物之一或多個變動之細節。本文中所描述之標的物之其他特徵及優點將自[實施方式]、[圖式簡單說明]及[發明申請專利範圍]而顯而易見。
交叉參考
本申請案主張2018年10月19日申請之標題為「Powering Vapor Atomizer」之美國臨時專利申請案第62/748,203號之優先權，且主張2019年10月15日申請之標題為「Powering Vapor Atomizer」之美國臨時專利申請案第62/915,294號之優先權，該兩案之全部內容以引用方式併入本文。
本標的物之實施方案包含與用於由一使用者吸入之一或多種材料之蒸發相關之方法、裝置、製品及系統。實例實施方案包含對蒸發器器件及包含蒸發器器件之系統供電之方法。如下文描述及發明申請專利範圍中所使用之術語「蒸發器器件」指代一自含裝置、包含兩個或更多個可分離部分之一裝置(例如，包含一電池組及其他硬體之一蒸發器主體，及包含一可蒸發材料之匣體)及/或類似者之任一者。蒸發器器件(其等亦可被稱為蒸發器、電子蒸發器器件(electronic vaporizer device或e-vaporizer device) )可用於由蒸發器件之一使用者吸入含有一或多種活性成分之一氣溶膠(例如，懸浮於一靜止或移動質量之空氣或某種其他氣體載體中之氣相及/或凝相材料)來遞送該氣溶膠。如本文中所使用之一「蒸發器系統」可包含一或多個組件，諸如一蒸發器器件。與本標的物之實施方案一致之蒸發器器件之實例包含電子蒸發器、電子尼古丁遞送系統(ENDS)及/或類似者。通常，此等蒸發器器件係加熱(諸如藉由對流、傳導、輻射及/或某個其等組合)一可蒸發材料以提供該材料之一可吸入劑量之手持型器件。與一蒸發器器件一起使用之可蒸發材料可經提供於一匣體(例如，將蒸發材料容納於一貯存器或其他容器中之蒸發器之一部分)內，該匣體在空置時可為可再填充的或拋棄式的，使得可使用容納相同或不同類型之額外可蒸發材料之一新匣體。一蒸發器器件可為一使用匣體之蒸發器器件、一無匣體之蒸發器器件、或能夠與或不與一匣體一起使用之多用途蒸發器器件。例如，一蒸發器器件可包含：一加熱室(例如，一烘箱或一加熱元件在其中加熱材料之其他區域)，其經組態以將一可蒸發材料直接接納至加熱室中；及/或一貯存器或類似者，其用於容納可蒸發材料。在一些實施方案中，一蒸發器器件可經組態以與一液體可蒸發材料(例如，一(若干)活性及/或非活性成分經懸浮或保持於溶液中之一載體溶液，或可蒸發材料自身之一液體形式)、一糊劑、一蠟及/或一固體可蒸發材料一起使用。一固體可蒸發材料可包含一植物材料(其將該植物材料之某個部分作為可蒸發材料散發(例如，該植物材料之某個部分在該材料經蒸發以供一使用者吸入之後作為廢物保留))，或視情況可為可蒸發材料自身之一固體形式，使得所有固體材料最終可經蒸發以供吸入。一液體可蒸發材料同樣可能夠完全蒸發，或可包含在適合吸入之所有材料已蒸發之後保留之液體材料之某個部分。
參考圖1A之方塊圖，一蒸發器器件100可包含一電源112 (例如，一電池組，其可為一可再充電電池組)及一控制器104 (例如，能夠執行邏輯之一處理器、電路等)，該控制器104用於控制將熱量遞送至一霧化器141以致使一可蒸發材料102自一冷凝形式 (諸如一固體、一液體、一溶液、一懸浮液、一至少部分未經處理之植物材料之一部分等)轉換為氣相。控制器104可為與本標的物之特定實施方案一致之一或多個印刷電路板(PCB)之部分。在將可蒸發材料102轉換為氣相之後，可蒸發材料102之處於氣相中之至少部分可冷凝以形成與氣相至少部分局部平衡之顆粒物質作為一氣溶膠之部分，其可形成在一使用者在蒸發器器件100上抽吸或吸取期間由蒸發器器件100提供之一些或全部可吸入劑量。應明白，歸因於諸如環境溫度、相對濕度、化學性質、氣流路徑(在蒸發器內部及在一人類或其他動物之呼吸道中兩者)之流動條件及/或處於氣相或氣溶膠相中之可蒸發材料102與其他氣流之混合等因素，由一蒸發器器件100產生之一氣溶膠中之氣相與凝相之間的交互作用可能係複雜且動態的，此可影響一氣溶膠之一或多個物理參數。在一些蒸發器器件中及尤其針對經組態以遞送揮發性可蒸發材料之蒸發器器件，可吸入劑量可主要存在於氣相中(例如，凝相粒子之形成可能非常受限)。
蒸發器器件100中之霧化器141可經組態以使一可蒸發材料102蒸發。可蒸發材料102可為一液體。可蒸發材料102之實例包含純液體、懸浮液、溶液、混合物及/或類似者。霧化器141可包含一芯吸元件(即，一芯)，該芯吸元件經組態以將一定量之可蒸發材料102輸送至包含一加熱元件(圖1A中未展示)之霧化器141之一部分。
例如，芯吸元件可經組態以自經組態以容納可蒸發材料102之一貯存器140吸取可蒸發材料102，使得可蒸發材料102可藉由自一加熱元件遞送之熱量蒸發。芯吸元件亦可視情況允許空氣進入貯存器140且替換經移除之可蒸發材料102之體積。在本標的物之一些實施方案中，毛細管作用可將可蒸發材料102拉入芯中以供加熱元件蒸發，且空氣可透過芯返回至貯存器140以至少部分地平衡貯存器140中之壓力。允許空氣返回至貯存器140中以平衡壓力之其他方法亦在本標的物之範疇內。
如本文中所使用，術語「芯」或「芯吸元件」包含能夠致使經由毛細管壓力致使流體運動之任何材料。
加熱元件可包含一傳導加熱器、一輻射加熱器及/或一對流加熱器之一或多者。一種類型之加熱元件係一電阻加熱元件，其可包含經組態以在電流經傳遞通過加熱元件之一或多個電阻段時，以熱量之形式耗散電功率之一材料(諸如一金屬或合金，例如一鎳鉻合金或一非金屬電阻器)。在本標的物之一些實施方案中，霧化器141可包含一加熱元件，該加熱元件包含一電阻線圈或其他加熱元件，該電阻線圈或其他加熱元件纏繞一芯吸元件，經定位於一芯吸元件內，經整合至一芯吸元件之一塊體形狀中，經壓製成與一芯吸元件熱接觸或以其他方式配置以將熱量遞送至一芯吸元件，以致使由芯吸元件自貯存器140吸取之可蒸發材料102蒸發以供一使用者隨後以一氣相及/或一凝(例如，氣溶膠粒子或液滴)相吸入。其他芯吸元件、加熱元件及/或霧化器總成組態亦係可能的。
另外或替代地，特定蒸發器器件可經組態以經由可蒸發材料102之加熱而產生處於氣相及/或氣溶膠相中之可蒸發材料102之一可吸入劑量。可蒸發材料102可為一固相材料(諸如一蠟或類似者)或植物材料(例如，煙葉及/或煙葉之部分)。在此等蒸發器器件中，一電阻加熱元件可為其中放置有可蒸發材料102之一烘箱或其他加熱室之壁之部分，或以其他方式併入至該等壁中或與該等壁熱接觸。替代地，可使用一或若干電阻加熱元件來加熱傳遞通過或經過可蒸發材料102之空氣，以致使可蒸發材料102之對流加熱。在又其他實例中，可將一或若干電阻加熱元件安置成與植物材料緊密接觸，使得植物材料之直接傳導加熱係自一定質量之植物材料內部發生，此與僅自一烘箱之壁向內傳導相反。
加熱元件可與一使用者在蒸發器器件100之一嘴件130上抽吸(即，吸取、吸入等)相關聯地啟動以致使空氣自一空氣入口沿經過霧化器141 (即，芯吸元件及加熱元件)之一氣流路徑流動。視情況，空氣可自一空氣入口流動通過一或多個冷凝區域或室至嘴件130中之一空氣出口。沿氣流路徑移動之進入空氣在霧化器141上方移動或移動通過霧化器141，其中處於氣相中之可蒸發材料102被夾帶至空氣中。加熱元件可經由控制器104啟動，該控制器104可視情況為如本文中所論述之一蒸發器主體110之一部分，從而致使電流自電源112傳遞通過包含電阻加熱元件之一電路，該電路視情況係如本文中所論述之一蒸發器匣體120之部分。如本文中所述，處於氣相中之經夾帶之可蒸發材料102可在其傳遞通過氣流路徑之剩餘部分時冷凝，使得可自空氣出口(例如，嘴件130)遞送呈一氣溶膠形式之可蒸發材料102之一可吸入劑量以供一使用者吸入。
加熱元件之啟動可由基於一感測器113之一或多者產生之一或多個信號自動偵測一抽吸而致使。感測器113及由感測器113產生之信號可包含以下項之一或多者：經安置以偵測相對於環境壓力之沿氣流路徑之壓力(或視情況量測絕對壓力之變化)之一或多個壓力感測器；蒸發器器件100之一或若干運動感測器(例如，一加速度計)；蒸發器器件100之一或若干流量感測器；蒸發器器件100之一電容式唇部感測器；經由一或多個輸入器件116 (例如，蒸發器器件100之按鈕或其他觸覺控制器件)偵測一使用者與蒸發器器件100之互動)；自與蒸發器器件100進行通信之一運算器件接收信號；及/或經由用於判定一抽吸正在發生或即將發生之其他方法。
如本文中所論述，與本標的物之實施方案一致之蒸發器器件100可經組態以連接(舉例而言，諸如無線地或經由一有線連接)至與蒸發器器件100進行通信之一運算器件(或視情況兩個或更多個器件)。為此，控制器104可包含通信硬體105。控制器104亦可包含一記憶體108。通信硬體105可包含韌體及/或可由用於執行通信之一或多個加密協定之軟體控制。
一運算器件可為亦包含蒸發器器件100之一蒸發器系統之一組件，且可包含其自身用於通信的硬體，該硬體可與蒸發器器件100之通信硬體105建立一無線通信通道。例如，用作一蒸發器系統之部分之一運算器件可包含執行軟體以產生使一使用者能夠與蒸發器器件100進行互動之一使用者介面之一通用運算器件(諸如一智慧型電話、一平板電腦、一個人電腦、某個其他可攜式器件(諸如一智慧型手錶)或類似者)。在本標的物之其他實施方案中，用作一蒸發器系統之部分之此一器件可為一專用硬體件，諸如一遙控或具有一或多個實體或軟體(即，可在一螢幕或其他顯示器件上組態且可經由使用者與一觸敏螢幕或某個其他觸控器件(如同一滑鼠、指針、軌跡球、游標按鈕或類似者)進行選擇)介面控制之其他無線器件或有線器件。蒸發器器件100亦可包含一或多個輸出117或用於將資訊提供給使用者之器件。例如，輸出117可包含經組態以基於蒸發器器件100之一狀態及/或操作模式將回饋提供給一使用者之一或多個發光二極體(LED)。
在其中一運算器件提供與電阻加熱元件之啟動相關之信號之實例中，或在一運算器件與蒸發器器件100耦合以實施各種控制或其他功能之其他實例中，運算器件執行一或多個電腦指令集以提供一使用者介面及基礎資料處置。在一項實例中，由運算器件偵測使用者與一或多個使用者介面元件之互動可致使運算器件傳訊給蒸發器器件100以啟動加熱元件以達到用於產生蒸氣/氣溶膠之一可吸入劑量之一操作溫度。蒸發器器件100之其他功能可藉由一使用者和與蒸發器器件100進行通信之一運算器件上之一使用者介面之互動來控制。
蒸發器器件100之一電阻加熱元件之溫度可取決於數個因素，包含遞送至電阻加熱元件之電功率之一量、至電子蒸發器器件100之其他部分及/或至環境之傳導性熱傳遞、歸因於可蒸發材料102作為整體自芯吸元件及/或霧化器141蒸發所致之潛熱損耗、及歸因於氣流(即，當一使用者在蒸發器器件100上吸入時作為整體跨加熱元件或霧化器141移動之空氣)所致之對流熱損耗。如本文中所述，為了可靠地啟動加熱元件或將加熱元件加熱至一所期望溫度，在本標的物之一些實施方案中，蒸發器器件100可利用來自感測器113 (例如，一壓力感測器)之信號來判定一使用者何時在吸入。感測器113可經定位於氣流路徑中及/或可經連接(例如，藉由一通道或其他路徑)至一氣流路徑，該氣流路徑含有：一入口，其用於使空氣進入蒸發器器件100；及一出口，使用者經由其吸入所得蒸氣及/或氣溶膠，使得感測器113在空氣自空氣入口傳遞通過蒸發器器件100至空氣出口之同時經歷變化(例如，壓力變化)。在本標的物之一些實施方案中，加熱元件可與一使用者之抽吸相關聯地啟動，例如藉由自動偵測抽吸或藉由感測器113偵測到氣流路徑之一變化(諸如一壓力變化)。
感測器113可經定位於控制器104 (例如，一印刷電路板總成或其他類型之電路板)上或經耦合至(即，實體地或經由一無線連接而電連接或電子連接)控制器104。為了準確地進行量測且維持蒸發器器件100之耐用性，提供足夠有彈性以使一氣流路徑與蒸發器器件100之其他部分分離之一密封件127可能係有益的。密封件127 (其可為一墊圈)可經組態以至少部分地環繞感測器113，使得感測器113至蒸發器器件100之內部電路之連接與暴露於氣流路徑之感測器113之一部分分離。在一基於匣體之蒸發器之一實例中，密封件127亦可分離蒸發器主體110與蒸發器匣體120之間的一或多個電連接件之部分。蒸發器器件100中之密封件127之此等配置可有助於減輕起因於與環境因素(諸如處於氣相或液相中之水、其他流體(諸如可蒸發材料102等) )之互動而對蒸發器組件造成之潛在破壞性影響，及/或減少空氣自蒸發器器件100中之指定氣流路徑之逸出。經過及/或接觸蒸發器器件100之電路之非所要空氣、液體或其他流體可致使各種非所要影響(諸如改變之壓力讀數)及/或可能導致非所要材料(諸如水分、過多可蒸發材料102等)堆積於蒸發器器件100之部分中，其中其等可能導致不良壓力信號、感測器113或其他組件之劣化及/或蒸發器器件100之一更短壽命。密封件127中之洩漏亦可能導致一使用者吸入已在含有可能不期望被吸入之材料或由該等材料構成之蒸發器器件100之部分上方經過之空氣。
在一些實施方案中，蒸發器主體110包含控制器104、電源112 (例如，一電池組)、感測器113之一或多者、充電接觸件(諸如用於對電源112充電之接觸件)、密封件127及一匣體容座118，該匣體容座118經組態以接納蒸發器匣體120以透過各種附接結構之一或多者與蒸發器主體110耦合。在一些實例中，蒸發器匣體120包含用於容納可蒸發材料102之貯存器140，且嘴件130具有用於將一可吸入劑量遞送給一使用者之一氣溶膠出口。蒸發器匣體120可包含具有一芯吸元件及一加熱元件之霧化器141。替代地，芯吸元件及加熱元件之一者或兩者可為蒸發器主體110之部分。在其中霧化器141之任何部分(即，加熱元件及/或芯吸元件)係蒸發器主體110之部分之實施方案中，蒸發器器件100可經組態以將可蒸發材料102自蒸發器匣體120中之貯存器140供應至蒸發器主體110中包含之霧化器141之(若干)部分。
經由一非液體材料之加熱而產生可蒸發材料102 (並非一液體)之一可吸入劑量之蒸發器器件100之基於匣體之組態亦在本標的物之範疇內。例如，蒸發器匣體120可包含一定質量之植物材料，該植物材料經處理且經形成為與一或多個電阻加熱元件之部分直接接觸，且蒸發器匣體120可經組態以機械及/或電耦合至包含控制器104、電源112及一或多個容座接觸件125a及125b之蒸發器主體110，該一或多個容座接觸件125a及125b經組態以連接至一或多個對應匣體接觸件124a及124b且與一或多個電阻加熱元件一起完成一電路。
在蒸發器器件100之一實施例中(其中電源112係蒸發器主體110之部分，且一加熱元件經安置於蒸發器匣體120中且經組態以與蒸發器主體110耦合)，蒸發器器件100可包含用於完成一電路之電連接特徵(例如，用於完成一電路之構件)，該電路包含控制器104 (例如，一印刷電路板、一微控制器或類似者)、電源112及加熱元件(例如，霧化器141內之一加熱元件)。此等特徵可包含：一或多個接觸件(本文中被稱為匣體接觸件124a及124b)，其或其等在蒸發器匣體120之一底表面上；及至少兩個接觸件(本文中被稱為容座接觸件125a及125b)，其等經安置於蒸發器器件100之匣體容座118之一基底附近，使得當蒸發器匣體120被插入至匣體容座118中且與匣體容座118耦合時，匣體接觸件124a及124b以及容座接觸件125a及125b建立電連接。藉由此等電連接完成之電路可允許將電流遞送至一加熱元件且可進一步用於額外功能，諸如量測加熱元件之一電阻以用於基於加熱元件之一熱電阻係數判定及/或控制加熱元件之一溫度。
在本標的物之一些實施方案中，匣體接觸件124a及124b以及容座接觸件125a及125b可經組態以依至少兩個定向之任一者電連接。換言之，藉由依一第一旋轉定向(圍繞將蒸發器匣體120插入至蒸發器主體110之匣體容座118中所沿之一軸線)將蒸發器匣體120插入至匣體容座118中，使得匣體接觸件124a電連接至容座接觸件125a且匣體接觸件124b電連接至容座接觸件125b，可完成蒸發器器件100之操作所必需之一或多個電路。此外，藉由依一第二旋轉定向將蒸發器匣體120插入匣體容座118中，使得匣體接觸件124a電連接至容座接觸件125b且匣體接觸件124b電連接至容座接觸件125a，可完成蒸發器器件100之操作所必需之一或多個電路。
在用於將蒸發器匣體120耦合至蒸發器主體110之一附接結構之一項實例中，蒸發器主體110包含自匣體容座118之一內表面向內突出之一或多個掣子(例如，凹坑、突起等)、形成為包含突出至匣體容座118中之一部分之額外材料(諸如金屬、塑膠等)及/或類似物。蒸發器匣體120之一或多個外表面可包含對應凹口(圖1A中未展示)，當蒸發器匣體120經插入至蒸發器匣體120上之匣體容座118中時，該等對應凹口可裝配及/或以其他方式卡扣於此等掣子或突出部分上方。當蒸發器匣體120及蒸發器主體110經耦合時(例如，藉由將蒸發器匣體120插入至蒸發器主體110之匣體容座118中)，蒸發器主體110之掣子或突起可裝配及/或以其他方式保持於蒸發器匣體120之凹口內，以在經組裝時將蒸發器匣體120保持於適當位置。此一總成可提供足夠支撐以將蒸發器匣體120保持於適當位置以確保匣體接觸件124a及124b與容座接觸件125a及125b之間的良好接觸，同時當一使用者使用合理力拉動蒸發器匣體120以使蒸發器匣體120自匣體容座118脫離時允許蒸發器匣體120自蒸發器主體110釋放。
在一些實施方案中，蒸發器匣體120或經組態以插入匣體容座118中之蒸發器匣體120之至少一可插入端122可具有橫向於蒸發器匣體120經插入至匣體容座118中所沿之軸線之一非圓形截面。例如，非圓形截面可為近似矩形、近似橢圓形(即，具有一近似橢圓形狀)、非矩形但具有兩組平行或近似平行之相對側(即，具有一類似平行四邊形之形狀)或具有至少二階旋轉對稱性之其他形狀。在此背景下，近似形狀指示與所描述形狀之一基本類似性係顯而易見的，但討論中之形狀之側無需完全線性且頂點無需完全尖銳。在本文中所提及之任何非圓形截面之描述中預期截面形狀之邊緣或頂點之兩者或任一者之圓化。
匣體接觸件124a及124b以及容座接觸件125a及125b可採取各種形式。例如，一組或兩組接觸件可包含導電銷、凸片、柱、用於銷或柱之接納孔、或類似者。一些類型之接觸件可包含彈簧或其他特徵以促進蒸發器匣體120上之接觸件與蒸發器主體110之間的更好實體及電接觸。電接觸件可視情況為鍍金的，及/或包含其他材料。
圖1B繪示蒸發器主體110及匣體容座118之實施例，蒸發器匣體120可以可釋放地插入至該匣體容座118中。圖1B展示蒸發器器件100之一俯視圖，其繪示經定位以插入至蒸發器主體110中之蒸發器匣體120。當一使用者在蒸發器器件100上抽吸時，空氣可在蒸發器匣體120之一外表面與蒸發器主體110上之匣體容座118之一內表面之間傳遞。接著，可透過包含或含有加熱元件及芯之蒸發室將空氣吸取至匣體之可插入端122中，且透過嘴件130之一出口吸出空氣以將可吸入氣溶膠遞送給一使用者。蒸發器匣體120之貯存器140可全部或部分地由半透明材料形成，使得在蒸發器匣體120內可見可蒸發材料102之一液位。嘴件130可為蒸發器匣體120之一可分離組件或可與蒸發器匣體120之(若干)其他組件一體地形成(例如，與貯存器140及/或類似者形成為單一結構)。
上文關於蒸發器匣體120與蒸發器主體110之間的電連接係可逆的，使得蒸發器匣體120在匣體容座118中之至少兩個旋轉定向係可能之論述更進一步地，在蒸發器器件100之一些實施例中，蒸發器匣體120之形狀、或經組態以插入至匣體容座118中之蒸發器匣體120之可插入端122之至少一形狀可具有至少二階旋轉對稱性。換言之，蒸發器匣體120或蒸發器匣體120之至少可插入端122可在圍繞蒸發器匣體120經插入至匣體容座118中所沿之一軸線旋轉180°時對稱。在此一組態中，蒸發器器件100之電路可支援相同操作，而不管蒸發器匣體120發生哪種對稱定向。
圖1C至圖1D繪示可包含於與本標的物之實施方案一致之蒸發器器件100之實施例中之實例特徵。圖1C及圖1D展示在將蒸發器匣體120連接至蒸發器主體110之前(圖1C)及之後(圖1D)的蒸發器器件100之一實例之俯視圖。
圖1E繪示保持可蒸發材料102之蒸發器匣體120之一個變動之一透視圖。任何合適可蒸發材料102可經容納於蒸發器匣體120內(例如，在貯存器140內)，包含尼古丁或其他有機材料之溶液。
圖1F展示包含耦合至一可分離蒸發器匣體120之一蒸發器主體110之一蒸發器器件100之另一實例之一透視圖。如所繪示，蒸發器器件100可包含經組態以基於蒸發器器件100之一狀態、操作模式及/或類似者將資訊提供給一使用者之一或多個輸出117 (例如，LED)。在一些態樣中，一或多個輸出117可包含複數個LED (即，兩個、三個、四個、五個或六個LED)。一或多個輸出117 (即，各個別LED)可經組態以依一或多種色彩(例如，白色、紅色、藍色、綠色、黃色等)顯示光。一或多個輸出117可經組態以顯示不同光圖案(例如，藉由照明特定LED，隨時間改變一或多個LED之一光強度，以一不同色彩照明一或多個LED及/或類似者)以指示蒸發器器件100之不同狀態、操作模式及/或類似者。在一些實施方案中，一或多個輸出117可靠近蒸發器器件100之一底端區域160及/或至少部分地安置於蒸發器器件100之一底端區域160內。另外或替代地，蒸發器器件100可包含外部可接達之充電接觸件128，該等充電接觸件128可靠近蒸發器器件100之底端區域160及/或至少部分地安置於蒸發器器件100之底端區域160內。
圖1G係繪示一習知PWM加熱器控制160之一實例之一系統方塊圖。加熱器控制包含一電池組充電器162、微控制器164、PWM金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET) 165、電壓量測點(VMEAS)類比前端(AFE) 185、低壓降調節器(LDO) 174及電流源182。PWM加熱器控制160可包含接觸件181，該等接觸件181用於耦合至容納一加熱元件185及可蒸發材料之一艙180。PWM加熱器控制160亦可耦合至一電池組172。微控制器164可控制PWM MOSFET 165以將電流源182或電池組172切換為與加熱元件185串聯以將功率提供至加熱元件185以供加熱。
在一習知PWM控制中，電功率直接自電池組172供應且藉由固態開關(如同PWM MOSFET 165)導通及切斷。可藉由使已知恆定電流傳遞穿過加熱器且量測加熱元件185上方之電壓降而在PWM脈衝之間量測加熱器電阻。在一些既有蒸發器霧化器中，藉由遞送至該加熱元件之電源(例如，電池組)之脈衝寬度調變來達成加熱器控制。如下文進一步解釋，一習知PWM方法可控制一加熱元件，然而，PWM控制可能無法容忍加熱器及艙接觸電阻之大變動，可能需要中斷電源以量測加熱器電阻，可能導致更短電池組運行時間，可能導致在較低溫度下之更短運行時間，可能導致更快電池組老化，可能導致受限系統整合，可能導致受限TCR，及/或可能導致增加組件計數及量測加熱器電阻之成本。
一些PWM實施方案可能無法容忍加熱器及艙接觸電阻之大變動。PWM控制可限於最大工作週期(duty cycle)。在低電池組電壓下，PWM控制可能無法補償艙接觸電阻之增加以維持目標功率。PWM控制在生產中可能需要更嚴格加熱器電阻容差以確保可在低電壓下達到加熱器中之目標功率。PWM控制可降低可用性，即，使用者可能需要經常清潔艙接觸件。
PWM控制中斷電源以量測加熱元件溫度。歸因於PWM切換，可能難以直接量測加熱器上方之功率。出於相同原因，可能難以量測PWM脈衝之間的加熱器電阻，因此通常中斷加熱器之電源以便量測。PWM控制可能需要更複雜電路(如同一穩定之恆定電流源及一惠斯登(Wheatstone)電橋)來量測電阻。
PWM控制可能導致更短的蒸發器電池組運行時間。存在一最小電池組電壓極限來達到目標功率。針對上述實例，8.0 W目標功率在負載下需要最小約3.4 V。低於約3.4 V之負載電壓，PWM工作週期係100%且系統無法遞送目標功率。此將在低充電狀態下對使用者體驗具有負面影響。對於一老化電池組，在甚至更高之充電狀態下達到最小電壓極限，從而導致更短運行時間。
PWM控制可能導致在低溫下之更短蒸發器運行時間。電池組阻抗(DCIR)在低溫下增加，甚至在15ºC左右。此致使電池組電壓在負載下驟降且將導致一較低使用者體驗及更短操作時間。在低於10ºC之低溫下，此影響更大，從而導致短得多的運行時間。
PWM控制可能導致更快電池組老化。歸因於相對低加熱器電阻，PWM脈衝中之電流在平均及高電池組電壓下為高。此導致電池中之更高極化、更高應力、更快老化及更短循環壽命。
PWM控制可能導致受限系統整合。PWM控制充電及加熱器功率控制係分開電路且需要更大板面積。PWM控制可能需要加熱元件之相對低電阻，因此限制設計選擇。
PWM控制可能導致受限加熱器TCR選擇選項。更高TCR提供隨溫度之更大電阻變化、更大信號及因此更好溫度量測準確度。然而，一PWM控制可能需要低TCR以在低電池組電壓下維持加熱器功率。
PWM控制可能導致增加組件計數及量測加熱器電阻之增加成本。例如，可針對額外電流源及惠斯登電橋電路增加組件計數。
本文中所描述之標的物提供優於習知PWM控制及其他加熱元件控制技術之諸多技術優點。例如，本標的物可實現改良之系統整合。在一些實施方案中，充電器及加熱器功率控制可經內建至一個DC-DC轉換器中。單個電感器可用於充電且用來使加熱器通電。充電器及加熱器控制電路之組合可提供一成本降低及/或一空間減小。
在一些實施方案中，本標的物可實現板面積之減小，此可允許更大電池組容量或一更小整體蒸發器器件。可達成更低總成本、容忍加熱器及艙接觸電阻之顯著變化及類似者。輸出電壓可隨負載電阻之增加而按比例調整以維持功率。此可補償艙接觸電阻之大變動且允許加熱元件之更寬鬆生產容差。
在一些實施方案中，本標的物可藉由自動補償接觸電阻之變化來改良可用性，因此需要較不頻繁的接觸件清潔。
在一些實施方案中，本標的物實現在加熱之同時量測加熱器元件。例如，不中斷功率可經提供至加熱器，同時亦可在加熱期間直接量測加熱器功率。歸因於轉換器之DC輸出，可達成一更簡單量測電路。
在一些實施方案中，本標的物可實現一更長電池組運行時間，允許一電池組電池在負載下更深地放電至3.0 V或甚至更低以在目標效能內達成更長運行時間，及/或實現在低環境溫度下(例如，在寒冷天氣中)之改良效能，例如，電池組電壓在低溫下可能下降，而轉換器仍可維持至加熱器之一致功率及/或在低溫下提供一更長運行時間。
在一些實施方案中，本標的物可改良電池組循環壽命，歸因於較低峰值放電電流而降低電池組之應力，實現更高系統整合(諸如一充電器及一加熱器功率控制可經內建至一個整合式DC-DC轉換器中)，利用相同單個電感器(即，充電器及加熱器功率控制共有之一電感器)來充電及對加熱元件供電，及/或減小加熱器控制所要之板面積，此可允許更大電池組容量或更小器件及/或降低總成本。
與一線性充電器相較，一些實施方案可在充電期間達成更少熱量耗散，至充電器溫度感測器(通常安裝於電池組電池上之一負溫度係數(NTC) )之更少熱量傳送允許準確電池組溫度量測，實現來自一電池組供電之充電配件之高充電效率，及/或節省能量。
一些實施方案可提供具有低激勵電流且無自加熱之替代加熱器電阻量測，此可藉由至少添加與加熱器及一功率FET串聯之一電阻器來實施。
本標的物係關於使用一直流至直流(DC-DC)轉換器及一功率監測器對一蒸發器霧化器進行加熱控制，該功率監測器可量測通過加熱器之電流及加熱元件上方之電壓以計算功率及電阻。可控制轉換器之輸出電壓以維持加熱元件上方之一目標功率及/或一目標溫度。藉由利用一DC-DC轉換器控制，本標的物可實現以下一或多者：在功率變化時連續加熱器電阻及溫度監測，在低電池組電壓及溫度下提供更快預熱及一致功率分佈，組合充電器及加熱器控制電路從而實現成本及空間減小，補償艙接觸電阻之增加且改良使用者體驗，在加熱元件接近環境溫度時允許更高加熱器TCR而不使電池組過載，在低電池組電壓下改良效率，改良電池組運行時間，在較低溫度下提供一致效能；延長電池組壽命，及類似者。
圖2係繪示根據本標的物之一些態樣之一實例加熱器功率控制200之一系統方塊圖。加熱器功率控制200可包含一降壓-升壓DC-DC轉換器205及功率監測器210。在一些實施方案中，加熱器功率控制200係上文所描述之控制器104之電路之部分。
轉換器205可電耦合至一電源(例如，電池組215及/或通用串列匯流排(USB)電源220)及駐留於一艙230中之一加熱元件225。轉換器205可經由接觸件235耦合至加熱元件225。該轉換器可自電源(例如，215或220)接收一第一電壓(例如，VBAT 或VUSB )且將一第二電壓(例如，VHEAT+ )提供至加熱元件225。
功率監測器210可電耦合至加熱元件225且可包含一微處理器211、一類比至數位轉換器212及一類比前端213。功率監測器210可量測通過加熱元件225之一電流、量測加熱元件上方之一電壓(例如，自VHEAT+ 至VHEAT- 之電壓降)，計算一功率及/或電阻，且將一控制信號(例如，DC EN)輸出至轉換器205。
轉換器205可由控制信號(例如，DC EN)控制以改變第二電壓(例如，VHEAT+ )以維持加熱元件225上方之一目標功率或一目標溫度。藉由利用轉換器205及功率監測器210維持加熱元件225上方之一目標功率或一目標溫度，可達成改良之蒸發器霧化器。
在一些實施方案中，轉換器205可包含一能量儲存組件240。例如，轉換器205可利用呈一切換式電容器或一電荷泵拓撲之電容器作為一能量儲存組件240。然而，為了限制自電池組215吸取之峰值電流且如圖2中所繪示，轉換器205可包含一電感器作為一能量儲存組件240。一基於電感器之轉換器可用來降低電壓(例如，降壓)、升高電壓(例如，升壓)或在電池組電壓範圍內進行調節(例如，降壓-升壓)。
在一些實施方案中，可利用功率監測器210來實現轉換器205之一閉合迴路控制，該功率監測器210包含用來量測電壓及電流且輸出類比信號以控制該轉換器之類比電路。在一些實施方案中，閉合迴路控制例如可利用類比前端(AFE)電路來實現以獲得電壓及電流資訊。功率監測器210可包含具有一數位控制輸出信號(如同PWM、數位至類比轉換(DAC)信號或一積體電路間格式化信號(I2C))之一數位轉換器212。功率監測器210可量測跨加熱元件225之電壓及通過加熱元件225之電流以計算在加熱元件225中耗散之電功率及加熱元件225之電阻。與習知PWM方法不同，此可連續地執行而不中斷至加熱元件之功率。
在一些實施方案中，本標的物可利用一4線(克耳文)連接件(例如，四個接觸件235)以在加熱元件225上方進行準確電壓量測。在一些實施方案中，本標的物可利用一2線艙連接件(例如，兩個接觸件235)或3線連接件。
在一些實施方案中，可提供5 V電源，從而使DC-DC轉換器205能夠自內部電池組215對其他電子器件充電。在此情況下，該轉換器輸出5 V作為一USB電源。在此實施方案中，該轉換器可以三種模式之一者操作：1)作為一充電器；2)用於加熱器控制；或3)作為USB電源。
一些實施方案可允許更高加熱器TCR。更高TCR可提供更大∆R/∆T信號(電阻變化/溫度變化)及一更準確溫度量測。一些實施方案可允許艙接觸電阻診斷，其中可分析輸出電流之變化以感測接觸電阻之增加。
圖3係繪示圖2中所繪示之實例加熱器功率控制200之操作模式之一圖。針對一器件在關閉「運送」模式中，在充電器連接(例如，充電模式)時、在抽吸期間、在一充電器斷開連接(「放電模式」)時，靜置，充電模式及靜置繪示電壓對時間。
在一些實施方案中，DC-DC轉換器可用作一恆定電流源。在一些實施方案中，DC-DC轉換器可提供恆定電流以量測抽吸之間的加熱器電阻。此可將恆定電壓輸出轉換為一電流源。圖4係繪示其中轉換器205作為一電流源操作之一實例加熱器控制400之一系統方塊圖。實例加熱器控制400包含與加熱元件225串聯地定位之一電阻器405及開關410 (MOSFET)。開關410係由功率監測器210控制。
電流可由電阻器405之值RISET 設定且在一些實施方案中，可經選擇為約10 mA至100 mA。功率監測器210可量測跨加熱元件225之電壓及通過加熱元件225之電流以計算電阻。
在一實例實施方案中，一加熱元件225可包含在比環境溫度高250ºC下溫度升高+5%之一正電阻溫度係數(TCR)。在操作溫度下，加熱器功率可為8瓦(W)，加熱元件225之電阻(Rh )=0.5歐姆(Ω)且寄生電阻Rp=0.35 Ω。加熱器上方之電壓可最初設定為2.00 V。隨著加熱元件225升溫，其電阻增加至0.525 Ω=0.5 Ω*1.05，且加熱器電壓亦增加至2.05 V以維持加熱器上方之8 W。應注意，DC-DC轉換器之實際輸出電壓更高(在加熱開始時係2.80 V且在目標溫度下係2.83 V)以補償寄生電阻上方之電壓降。
假定一93%之高效DC-DC轉換器，此DC-DC電路之總效率可為約56%，或比PWM控制低約15%，此係在下文更全面描述。為了增加效率，可能可將輸出電壓增加至4.5 V。此可能致使Rh 增加至2.11 Ω。平均效率增加至約75%。在此情況下，轉換器效率比PWM效率高約4%。
在一些實施方案中，更高加熱器電阻可用於高效率，功率監測器可併入濾波以改良電壓及電流量測準確度，且本標的物可利用具有改良之內部功率場效應電晶體(FET)設計之轉換器來降低導通電阻RDS(on) 及加快切換以達成更高效率。
在一些實施方案中，可藉由組合DC-DC轉換器與PWM控制電路以改良蒸發器器件之一總效率來達成一混合加熱器控制。例如，PWM可在高電池組電壓下使用且在低電池組電壓或低溫下提供一升壓或補償艙接觸電阻之增加。DC-DC轉換器可經設定以在一相對高效率下操作(針對DC-DC轉換器)且可在需要小於全輸出功率時接通及關斷。以此方式，PWM控制電路可對DC-DC轉換器將功率提供至加熱元件進行補充，或可僅僅在DC-DC轉換器關斷時將PWM功率提供至加熱元件。
在一些實施方案中，一混合加熱器控制方法包含量測一電源輸出電壓(例如，一電池組輸出電壓)且選擇一操作電路(例如，藉由使用一控制器或藉由使用一自動電壓開關)來對一加熱元件供電。在一些實施方案中，該方法包含在大於或等於4.0 V之電源輸出電壓下利用一PWM控制電路對加熱元件供電，及在電源輸出電壓小於4.0 V時利用一DC-DC轉換器控制電路對加熱元件供電。在一些實施方案中，該方法包含在大於或等於3.8 V之電源輸出電壓下利用PWM控制電路對加熱元件供電，及當電源輸出電壓小於3.8V時利用DC-DC轉換器控制電路對加熱元件供電。在一些實施方案中，該方法包含在大於或等於3.6 V之電源輸出電壓下利用PWM控制電路對加熱元件供電，及在電源輸出電壓小於3.6 V時利用一DC-DC轉換器控制電路對加熱元件供電。在一些實施方案中，該方法包含在大於或等於3.4 V之電源輸出電壓下利用一PWM控制電路對加熱元件供電，及在電源輸出電壓小於3.4 V時利用一DC-DC轉換器控制電路對加熱元件供電。
在一些實施方案中，一混合加熱器控制方法包含：(例如藉由使用一控制器)量測一PWM控制電路之一工作週期；對一加熱元件供電；及在工作週期大於85%時切換至一DC-DC轉換器控制電路以對加熱元件供電。在一些實施方案中，該混合加熱器控制方法包含：(例如藉由使用一控制器)量測PWM控制電路之一工作週期；對加熱元件供電；及在工作週期大於90%時切換至DC-DC轉換器控制電路以對加熱元件供電。在一些實施方案中，該混合加熱器控制方法包含：(例如藉由使用一控制器)量測一PWM控制電路之工作週期；對加熱元件供電；及在工作週期大於95%時切換至DC-DC轉換器控制電路以對加熱元件供電。在一些實施方案中，該混合加熱器控制方法包含：(例如藉由使用一控制器)量測PWM控制電路之工作週期；對加熱元件供電；及在工作週期大於98%時切換至DC-DC轉換器控制電路以對加熱元件供電。在一些實施方案中，該混合加熱器控制方法包含：(例如藉由使用一控制器)量測PWM控制電路之一工作週期；對加熱元件供電；及在工作週期係約100%時切換至DC-DC轉換器控制電路以對加熱元件供電。
圖5係繪示根據本標的物之一些態樣之操作一加熱器控制之一實例程序500之一程序流程圖。在510處，可量測通過一蒸發器霧化器之一加熱元件之一電流。該電流可由經組態以電耦合至一電源及加熱元件之一轉換器供應。該轉換器可進一步經組態以自電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至加熱元件。該轉換器可為一直流至直流轉換器。
在520處，可量測加熱元件上方之一電壓。在530處，可計算一功率及/或電阻。在540處，可控制轉換器之操作以改變第二電壓以維持加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。
下文包含一實例PWM控制實施方案，其可對DC-DC轉換器將功率提供至加熱元件進行補充，或可僅僅在DC-DC轉換器關斷時將PWM功率提供至加熱元件。一典型鋰離子電池組電池隨著其自滿放電至空之操作電壓範圍係約4.2 V至3.0 V。為了確保足夠電壓以達到一目標功率及溫度，在最大PWM工作週期(D)下針對最小操作電壓選擇加熱元件之電阻(Rh)。PWM脈衝中之電流及功率與電壓成正比且由歐姆定律Ih=Vb/R給出，其中：Ih係電流，Vb係電池組電壓且R係電阻。R包含化學電池之正端子及負端子與霧化器之間的電功率路徑中之所有電阻。
在一些實施方案中，電阻R可表示為以下電阻之和：Rb：內部電池阻抗(DCIR)；Rs：電池組安全電子器件、FET及PWM開關；Rt：導體電阻、電線、PCBA跡線、電互連件；Rc：艙接觸電阻；及Rh：電阻加熱元件(霧化器)。為簡單起見，寄生電阻可表示為Rp=Rb+Rs+Rt+Rc。接著，電路中之總電阻係R=Rh+Rp。圖6繪示一實例電路圖，其繪示一實例電功率路徑中之電阻及相關參數且包含一功率控制開關。應注意，在計算中正軌及負軌中之電阻被表示為單個電阻。
針對PWM控制計算且針對加熱元件處之8.0 W目標功率，來自電池組之功率可被表示為Pb=Ph+Pp，其中：Pb係自電池組吸取之功率，Ph係加熱元件上方之功率且Pp係所有寄生電阻之和之功率損耗。類似地，電池組電壓Vb可被表示為當Vb=Vh+Vp時加熱元件Vh上方之電壓及寄生電阻Vp上方之電壓之一和。可代入Vh=Rh*I及Vp=Rp*I以導出Vb=I*(Rh+Rp)。可在最大工作週期及最小電池組電壓下選擇Rh，諸如Ph≥8.0 W，其中Rb=200 mΩ(針對小鋰離子電池)；Rs=60 mΩ；Rt=60 mΩ；Rc=30 mΩ；Rp=0.35 Ω。
可在3.40 V之最小電池組電壓下選擇R=0.50 Ω。電路中之總電阻係R=Rp+Rh=0.35 Ω+0.5 Ω=0.85 Ω。在加熱期間PWM脈衝中之峰值電流係I=3.4 V/0.85 Ω=4.0A。針對上述實例，此係在不同充電狀態下之電流：在3.4 V之最小電池組最電壓下係4 A；在3.7 V之平均電池組電壓下係5.28 A；且在4.2 V之最大電池組電壓下係6.74 A。在3.70 V下自電池組吸取之平均功率係11.22 W，其中電效率係71.3%。應注意，功率損耗獨立於工作週期，此係因為至加熱元件之功率僅在PWM脈衝中遞送。
取決於所期望組態，本文中所描述之標的物可經體現於系統、裝置、方法及/或物件中。前文描述中所闡述之實施方案不表示與本文中所描述之標的物一致之所有實施方案。相反，其等僅僅係與關於所描述標的物之態樣一致之一些實例。儘管上文已詳細描述一些變動，但其他修改或添加係可能的。特定而言，除本文中所闡述之特徵及/或變動以外，亦可提供進一步特徵及/或變動。例如，上文所描述之實施方案可係關於所揭示特徵之各種組合及子組合及/或上文所揭示之若干進一步特徵之組合及子組合。另外，附圖中所描繪及/或本文中所描述之邏輯流程未必需要所展示之特定順序或循序順序來達成期望結果。其他實施方案可在下文發明申請專利範圍之範疇內。 術語
當一特徵或元件在本文中被稱為「在」另一特徵或元件「上」時，其可直接在另一特徵或元件上，或亦可存在中介特徵及/或元件。相比之下，當一特徵或元件被稱為「直接在」另一特徵或元件「上」時，不存在中介特徵或元件。亦將理解，當一特徵或元件被稱為「連接」、「附接」或「耦合」至另一特徵或元件時，其可直接連接、附接或耦合至另一特徵或元件，或可存在中介特徵或元件。相比之下，當一特徵或元件被稱為「直接連接」、「直接附接」或「直接耦合」至另一特徵或元件時，不存在中介特徵或元件。
儘管關於一項實施例進行描述或展示，但如此描述或展示之特徵及元件可應用於其他實施例。熟習此項技術者亦將明白，引用安置成與另一特徵「相鄰」之一結構或特徵可具有與相鄰特徵重疊或位於相鄰特徵下方之部分。
本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例及實施方案之目的且非意欲於進行限制。例如，如本文中所使用，除非內文另有明確指示，否則單數形式「一」、「一個」及「該」亦意欲於包含複數形式。
在上文描述及發明申請專利範圍中，諸如「……之至少一者」或「……之一或多者」之片語可出現於元件或特徵之一連接清單之後。術語「及/或」亦可出現於兩個或更多個元件或特徵之一清單中。除非與其使用之內文隱式地或顯式地相反，否則此一片語意欲於意謂個別地列出元件或特徵之任一者，或所引述元件或特徵之任一者與其他所引述元件或特徵之任一者之組合。例如，片語「A及B之至少一者」；「A及B之一或多者」；及「A及/或B」各意欲於意謂「僅A、僅B或A及B一起」。一類似解釋亦意欲用於包含三個或更多品項之清單。例如，片語「A、B及C之至少一者」；「A、B及C之一或多者」；及「A、B及/或C」各意欲於意謂「僅A、僅B、僅C、A及B一起、A及C一起、B及C一起、或A及B及C一起」。上文及在發明申請專利範圍中使用術語「基於」意欲於意謂「至少部分地基於」，使得亦允許一未引述特徵或元件。
為便於描述，空間相對術語(諸如「向前」、「向後」、「在…下面」、「在…下方」、「下」、「在…上面」、「上」及類似者)可在本文中用來描述一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵之關係，如圖中所繪示。將暸解，空間相對術語意欲於涵蓋除圖中所描繪之定向以外之使用或操作中器件之不同定向。例如，若圖中之一器件係倒置的，則被描述為「在」其他元件或特徵「下面」或「底下」之元件將經定向於其他元件或特徵「上面」。因此，實例性術語「在…下面」可涵蓋上面及下面之定向兩者。該器件可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且據此可解釋本文中所使用之空間相對描述詞。類似地，除非另有具體指示，否則在本文中僅出於解釋之目的而使用術語「向上」、「向下」、「垂直」、「水平」及類似者。
儘管術語「第一」及「第二」可在本文中用來描述各種特徵/元件(包含步驟)，但除非內文另有指示，否則此等特徵/元件不應受此等術語限制。此等術語可用來區分一個特徵/元件與另一特徵/元件。因此，在不脫離本文中所提供之教示之情況下，下文所論述之一第一特徵/元件可被稱為第二特徵/元件，且類似地，下文所論述之一第二特徵/元件可被稱為第一特徵/元件。
如在說明書及發明申請專利範圍中所使用，包含如在實施中所使用且除非另有明確指定，否則所有數字可被解讀為猶如由字詞「約」或「近似」開頭，即使該術語未明確地出現。當描述量值及/或位置時，片語「約」或「近似」可用來指示所描述值及/或位置係在值及/或位置之一合理預期範圍內。例如，一數值可具有為規定值(或值範圍)之+/-0.1%、規定值(或值範圍)之+/-1%、規定值(或值範圍)之+/-2%、規定值(或值範圍)之+/-5%、規定值(或值範圍)之+/-10%等之一值。除非內文另有指示，否則本文中所給出之任何數值亦應被理解為包含約或近似彼值。例如，若揭示值「10」，則亦揭示「約10」。本文中所引述之任何數值範圍意欲於包含其中所含之所有子範圍。亦應理解，如熟習此項技術者恰當地理解，當揭示一值「小於或等於」該值時，亦揭示「大於或等於該值」及值之間的可能範圍。例如，若揭示值「X」，則亦揭示「小於或等於X」以及「大於或等於X」(例如，其中X係一數值)。亦應理解，貫穿申請案，以數種不同格式提供資料，且此資料表示端點及起始點，及資料點之任何組合之範圍。例如，若揭示一特定資料點「10」及一特定資料點「15」，則應理解，認為揭示大於、大於或等於、小於、小於或等於及等於10及15，以及10與15之間。亦應理解，亦揭示兩個特定單位之間的各單位。例如，若揭示10及15，則亦揭示11、12、13及14。
儘管上文描述各種繪示性實施例，但在不脫離本文中之教示之情況下，可對各項實施例進行數種改變之任一者。例如，在替代實施例中通常可改變執行各種所描述方法步驟之順序，且在其他替代實施例中可一起跳過一或多個方法步驟。在一些實施例中可包含各種器件及系統實施例之可選特徵，而在其他實施例中可不包含。因此，前文描述主要係出於實例性目的而提供且不應被解釋為限制發明申請專利範圍之範疇。
本文中所描述之標的物之一或多個態樣或特徵可在數位電子電路、積體電路、特殊設計之特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)電腦硬體、韌體、軟體及/或其等組合中實現。此等各個態樣或特徵可包含可在一可程式化系統上執行及/或解釋之一或多個電腦程式中之實施方案，該可程式化系統包含至少一個可程式化處理器，該至少一個可程式化處理器可為專用的或通用的，經耦合以自一儲存系統、至少一個輸入器件及至少一個輸出器件接收資料及指令且將資料及指令傳輸至一儲存系統、至少一個輸入器件及至少一個輸出器件。可程式化系統或運算系統可包含客戶端及伺服器。一客戶端及伺服器通常彼此遠離且通常透過一通信網路進行互動。客戶端及伺服器之關係憑藉在各自電腦上運行且彼此具有一客戶端-伺服器關係之電腦程式而產生。
此等電腦程式(其等亦可被稱為程式、軟體、軟體應用程式、應用程式、組件或程式碼)包含用於一可程式化處理器之機器指令，且可以一高階程序語言、一物件導向程式設計語言、一功能性程式設計語言、一邏輯程式設計語言及/或組合/機器語言來實施。如本文中所使用，術語「機器可讀媒體」指代用來將機器指令及/或資料提供至一可程式化處理器(包含接收機器指令作為一機器可讀信號之一機器可讀媒體)之任何電腦程式產品、裝置及/或器件，舉例而言諸如磁碟、光碟、記憶體及可程式化邏輯器件(PLD)。術語「機器可讀信號」指代用來將機器指令及/或資料提供至一可程式化處理器之任何信號。機器可讀媒體可非暫時性地儲存此等機器指令，舉例而言諸如正如一非暫時性固態記憶體或一硬碟機或任何等效儲存媒體。替代地或另外，機器可讀媒體可以一暫態方式儲存此等機器指令，舉例而言諸如正如與一或多個實體處理器核心相關聯之一處理器快取記憶體或其他隨機存取記憶體。
本文中所包含之實例及闡釋以繪示且非限制之方式展示其中可實踐標的物之特定實施例。如所提及，可利用及自其等導出其他實施例，使得可在不脫離本發明之範疇之情況下進行結構及邏輯替換及改變。僅僅為方便起見且在不意欲於將本申請案之範疇自願地限於任何單個發明或發明概念(若事實上揭示一個以上)的情況下，發明標的物之此等實施例在本文中可個別地或共同地由術語「發明」來指代。因此，儘管本文中已繪示及描述特定實施例，但經計算以達成相同目的之任何配置可替換所展示之特定實施例。本發明意欲於涵蓋各項實施例之任何及所有調適或變動。在審閱上文描述之後，上述實施例之組合及本文中未具體描述之其他實施例對於熟習此項技術者將係顯而易見的。本文中及發明申請專利範圍中使用術語「基於」意欲於意謂「至少部分地基於」，使得亦允許一未引述特徵或元件。
取決於所期望組態，本文中所描述之標的物可經體現於系統、裝置、方法及/或物件中。前文描述中所闡述之實施方案不表示與本文中所描述之標的物一致之所有實施方案。相反，其等僅僅係與關於所描述標的物之態樣一致之一些實例。儘管本文中已詳細描述一些變動，但其他修改或添加係可能的。特定而言，除本文中所闡述之特徵及/或變動以外，亦可提供進一步特徵及/或變動。例如，本文中所描述之實施方案可係關於所揭示特徵之各種組合及子組合及/或本文中所揭示之若干進一步特徵之組合及子組合。另外，附圖中所描繪及/或本文中所描述之邏輯流程未必需要所展示之特定順序或循序順序來達成期望結果。其他實施方案可在下文發明申請專利範圍之範疇內。
100:蒸發器器件 102:可蒸發材料 104:控制器 105:通信硬體 108:記憶體 110:蒸發器主體 112:電源 113:感測器 116:輸入器件 117:輸出 118:匣體容座 120:蒸發器匣體 122:可插入端 124a:匣體接觸件 124b:匣體接觸件 125a:容座接觸件 125b:容座接觸件 127:密封件 128:充電接觸件 130:嘴件 140:貯存器 141:霧化器 160:底端區域/脈衝寬度調變(PWM)加熱器控制 162:電池組充電器 164:微控制器 165:PWM金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET) 172:電池組 174:低壓降調節器(LDO) 180:艙 181:接觸件 182:電流源 185:電壓量測點(VMEAS)類比前端(AFE)/加熱元件 200:加熱器功率控制 205:降壓-升壓DC-DC轉換器 210:功率監測器 211:微處理器 212:類比至數位轉換器 213:類比前端 215:電池組 220:通用串列匯流排(USB)電源 225:加熱元件 230:艙 235:接觸件 240:能量儲存組件 400:加熱器控制 405:電阻器 410:開關 500:程序 510:操作 520:操作 530:操作 540:操作
併入本說明書中且構成本說明書之一部分之隨附圖式展示本文中所揭示之標的物之特定態樣，且連同[實施方式]一起幫助解釋與所所揭示實施方案相關聯之一些原理。在圖式中：
圖1A係一蒸發器器件之一方塊圖；
圖1B係一蒸發器器件及蒸發器匣體之一示意圖；
圖1C係一蒸發器器件及一蒸發器匣體之一實施例之一正視圖；
圖1D係耦合至一蒸發器器件之一蒸發器匣體之一正視圖；
圖1E係一蒸發器匣體之一透視圖；
圖1F係耦合至一蒸發器器件之一蒸發器匣體之另一實施例之一透視圖；
圖1G係繪示一實例PWM加熱器控制之一系統方塊圖；
圖2係繪示根據本標的物之一些態樣之一實例加熱器功率控制之一系統方塊圖；
圖3係繪示圖2中所繪示之實例加熱器控制200之操作模式之一圖；
圖4係繪示其中轉換器作為一電流源操作之一實例加熱器控制之一系統方塊圖；
圖5係繪示根據本標的物之一些態樣之操作一加熱器控制之一實例程序之一程序流程圖；及
圖6繪示一實例電路圖，其繪示一實例電功率路徑中之電阻及相關參數且包含一功率控制開關。
在實踐時，類似元件符號表示類似結構、特徵或元件。各個圖式中之類似元件符號指示類似元件。
160:底端區域/脈衝寬度調變(PWM)加熱器控制
162:電池組充電器
164:微控制器
165:PWM金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)
172:電池組
174:低壓降調節器(LDO)
180:艙
181:接觸件
182:電流源
185:電壓量測點(VMEAS)類比前端(AFE)/加熱元件

Claims (43)

  1. 一種系統，其包括： 一轉換器，其經組態以電耦合至一電源及一蒸發器霧化器之一加熱元件，該轉換器進一步經組態以自該電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至該加熱元件，該轉換器係一直流至直流轉換器；及 一功率監測器，其經組態以電耦合至該加熱元件，量測通過該加熱元件之一電流，量測該加熱元件上方之一電壓，計算一功率及/或一電阻，且將一控制信號輸出至該轉換器， 其中該轉換器經組態以由該控制信號控制以改變該第二電壓以維持該加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。
  2. 如請求項1之系統，其中該轉換器包含一升壓及/或一降壓轉換器，該轉換器包含一能量儲存器件。
  3. 如請求項2之系統，其中該能量儲存器件包含呈一切換式電容器拓撲或一電荷泵拓撲之電容器。
  4. 如請求項2之系統，其中該能量儲存器件包含一電感器。
  5. 如請求項1之系統，其中該功率監測器包含形成一閉合迴路控制之類比電路。
  6. 如請求項1之系統，其中該功率監測器包含： 一類比前端電路，其經組態以量測通過該加熱元件之該電流及該加熱元件上方之該電壓；及 一數位轉換器，其包含經組態以基於通過該加熱元件之該經量測電流及該加熱元件上方之該經量測電壓提供該控制信號之電路。
  7. 如請求項6之系統，其中該數位轉換器經組態以提供該控制信號作為一脈衝寬度調變信號、一數位至類比轉換信號或一積體電路間格式化信號。
  8. 如請求項1至7中任一項之系統，其中該功率監測器包含： 一4線連接件，其用來量測該加熱元件上方之電壓。
  9. 如請求項1至7中任一項之系統，其中該功率監測器包含： 一3線連接件，其用來量測該加熱元件上方之電壓。
  10. 如請求項1至9中任一項之系統，其中該功率監測器連續地量測該電流及該電壓而不中斷至該加熱元件之功率。
  11. 如請求項1至7中任一項之系統，其進一步包括： 一微控制器；及 一開關，其在該轉換器與該加熱元件之間，該開關電耦合至該微控制器，該微控制器經組態以將一脈衝寬度調變信號施加至該開關之一閘極。
  12. 如請求項11之系統，其中該轉換器經組態以在一第一功率位準下操作，且該微控制器經組態以基於通過該加熱元件之該經量測電流及該加熱元件上方之該經量測電壓判定一第二功率位準，且修改該脈衝寬度調變信號以控制該開關以修改該第二電壓。
  13. 如請求項1至12中任一項之系統，其中該轉換器經組態以在一加熱循環期間將不中斷功率提供至該加熱元件。
  14. 如請求項1至13中任一項之系統，其中該功率監測器經組態以基於該經量測電流之變動判定該轉換器與該加熱元件之間的一接觸之一接觸電阻之一變動。
  15. 如請求項1至14中任一項之系統，其進一步包括： 一電流源，其經組態以耦合至該加熱元件，該電流源包含一電流源電阻器及一電流源開關。
  16. 如請求項1至15中任一項之系統，其進一步包括： 一通用串列匯流排埠，其包含一通用串列匯流排電源軌，該轉換器經組態以將一第三電壓輸出至該通用串列匯流排電源軌。
  17. 如請求項1至16中任一項之系統，其進一步包括： 一脈衝寬度調變(PWM)控制電路，其經組態以電耦合至該電源及該蒸發器霧化器之該加熱元件，該脈衝寬度調變控制電路進一步經組態以選擇性地將PWM功率提供至該加熱元件。
  18. 如請求項1至17中任一項之系統，其中該電源係一電池組。
  19. 一種整合式轉換器，其包括： 一轉換器，其經組態以電耦合至一電源及一蒸發器霧化器之一加熱元件，該轉換器進一步經組態以自該電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至該加熱元件，該轉換器係一直流至直流轉換器， 一功率監測器，其經組態以電耦合至該加熱元件，量測通過該加熱元件之一電流，量測該加熱元件上方之一電壓，計算一功率及/或一電阻，且將一控制信號輸出至該轉換器，及 一充電器，其經組態以電耦合至該電源以對該電源進行充電， 其中該轉換器經組態以由該控制信號控制以改變該第二電壓以維持該加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。
  20. 如請求項19之整合式轉換器，其中該轉換器及該充電器包含一共同電感器以對該加熱元件供電且對該電源進行充電。
  21. 一種方法，其包括： 量測通過一蒸發器霧化器之一加熱元件之一電流，該電流由經組態以電耦合至一電源及該加熱元件之一轉換器供應，該轉換器進一步經組態以自該電源接收一第一電壓且將一第二電壓提供至該加熱元件，該轉換器係一直流至直流轉換器； 量測該加熱元件上方之一電壓； 計算一功率及/或一電阻；及 改變該第二電壓以維持該加熱元件上方之一目標功率或一目標溫度。
  22. 如請求項21之方法，其中該轉換器包含一升壓及/或一降壓轉換器，該轉換器包含一能量儲存器件。
  23. 如請求項22之方法，其中該能量儲存器件包含呈一切換式電容器拓撲或一電荷泵拓撲之電容器。
  24. 如請求項22之方法，其中該能量儲存器件包含一電感器。
  25. 如請求項21之方法，其進一步包括： 將一控制信號作為一脈衝寬度調變信號、一數位至類比轉換信號或一積體電路間格式化信號提供至該轉換器。
  26. 如請求項21之方法，其進一步包括： 將一脈衝寬度調變信號施加至一開關之一閘極，該開關經耦合於一微控制器、該轉換器與該加熱元件之間。
  27. 如請求項26之方法，其中該轉換器經組態以在一第一功率位準下操作，且該微控制器經組態以基於通過該加熱元件之該經量測電流及該加熱元件上方之該經量測電壓判定一第二功率位準，且修改該脈衝寬度調變信號以控制該開關以修改該第二電壓。
  28. 如請求項21之方法，其中該轉換器經組態以在一加熱循環期間將不中斷功率提供至該加熱元件。
  29. 如請求項21之方法，其進一步包括： 基於該經量測電流之變動判定該轉換器與該加熱元件之間的一接觸之一接觸電阻之一變動。
  30. 如請求項21至29中任一項之方法，其中量測該加熱元件上方之該電壓包含使用一4線連接件來量測該加熱元件上方之該電壓。
  31. 如請求項21至29中任一項之方法，其中量測該加熱元件上方之該電壓包含使用一3線連接件來量測該加熱元件上方之該電壓。
  32. 如請求項21至31中任一項之方法，其中量測通過該加熱元件之該電流包含連續地量測通過一加熱元件之該電流而不中斷至該加熱元件之功率。
  33. 如請求項21至32中任一項之方法，其中量測該加熱元件上方之該電壓包含連續地量測該加熱元件上方之該電壓而不中斷至該加熱元件之功率。
  34. 如請求項21至33中任一項之方法，其中該電源係一電池組。
  35. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一電源輸出電壓；及 選擇用於對該加熱元件供電之一操作電路，其中當該電源輸出電壓大於或等於4.0 V時，該操作電路係一PWM控制電路，且其中當該電源輸出電壓小於4.0 V時，該操作電路係包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  36. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一電源輸出電壓；及 選擇用於對該加熱元件供電之一操作電路，其中當該電源輸出電壓大於或等於3.8 V時，該操作電路係一PWM控制電路，且其中當該電源輸出電壓小於3.8 V時，該操作電路係包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  37. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一電源輸出電壓；及 選擇用於對該加熱元件供電之一操作電路，其中當該電源輸出電壓大於或等於3.6 V時，該操作電路係一PWM控制電路，且其中當該電源輸出電壓小於3.6 V時，該操作電路係包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  38. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一電源輸出電壓；及 選擇用於對該加熱元件供電之一操作電路，其中當該電源輸出電壓大於或等於3.4 V時，該操作電路係一PWM控制電路，且其中當該電源輸出電壓小於3.4 V時，該操作電路係包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  39. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一PWM控制電路之一工作週期；及 當該工作週期大於85%時，選擇包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  40. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一PWM控制電路之一工作週期；及 當該工作週期大於90%時，選擇包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  41. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一PWM控制電路之一工作週期；及 當該工作週期大於95%時，選擇包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  42. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一PWM控制電路之一工作週期；及 當該工作週期大於98%時，選擇包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
  43. 如請求項21至34中任一項之方法，其進一步包括： 量測一PWM控制電路之一工作週期；及 當該工作週期係約100%時，選擇包含該直流至直流轉換器之一DC-DC轉換器控制電路。
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