UA125297C2 - Електрично керована система, що генерує аерозоль, з джерелом живлення, що перезаряджається - Google Patents

Abstract

Електрично керована система, що генерує аерозоль, для розміщення субстрату, що утворює аерозоль, містить: один або більше електричних елементів (134), що генерують аерозоль; один або більше гібридних конденсаторів (126) для подачі живлення на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль; і джерело напруги для подачі живлення на один або більше гібридних конденсаторів для заряджання одного або більше гібридних конденсаторів.

Description

Цей винахід відноситься до електрично керованої системи, яка містить джерело живлення, що перезаряджається. Зокрема, цей винахід відноситься до електрично керованої системи, що генерує аерозоль, що містить первинний пристрій, такий як зарядний пристрій, і вторинний пристрій, такий як пристрій, що генерує аерозоль.

Відомі електрично керовані системи, що генерують аерозоль, містять пристрій, що генерує аерозоль, що має корпус, який містить порожнину для розміщення виробу, що генерує аерозоль, який містить субстрат, що утворює аерозоль, нагрівальні елементи для генерування аерозолю, джерело живлення, що перезаряджається, і електронну схему для керування роботою системи. Такі системи часто містять зарядний пристрій, що містить джерело напруги, виконане з можливістю електричного приєднання до пристрою для заряджання джерела живлення, що перезаряджається.

Як правило, пристрої, що генерують аерозоль, є портативними або ручними пристроями.

Портативні пристрої, що генерують аерозоль, повинні бути невеликими і зручними для тримання користувачем. Це зумовлює кілька технічних вимог до джерела живлення, що перезаряджається, портативних пристроїв, що генерують аерозоль. Джерело живлення, що перезаряджається, повинно бути достатньо маленьким, щоб вміщуватися в ручний пристрій, як правило, такого розміру, як у звичайної сигарети, і повинно подавати достатньо живлення для генерування аерозолю з виробу, що генерує аерозоль.

В якості джерел живлення, що перезаряджаються, для портативних пристроїв, що генерують аерозоль, відомих з рівня техніки, використовуються акумуляторні батареї, такі як вторинні літій-іонні батареї. Літій-іонні батареї забезпечують більші щільності енергії, ніж більшість інших джерел живлення, що перезаряджаються, таких як конденсатори й суперконденсатори, проте вони часто потребують тривалого періоду заряджання, а також потребують заміни після 300-500 циклів заряджання.

Необхідно надати електрично керовану систему, що генерує аерозоль, яка містить джерело живлення, що перезаряджається, яке може постачати достатньо живлення для щонайменше одного сеансу паління, що, як правило, включає приблизно 14 затяжок; яке може бути швидко, безпечно й зручно перезаряджене до рівня, на якому воно може повторно використовуватися для іншого сеансу паління; і яке може працювати тисячі циклів заряджання.

Зо Згідно з першим аспектом цього винаходу надано електрично керовану систему, що генерує аерозоль, для розміщення субстрату, що утворює аерозоль, при цьому система містить: один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль; один або більше гібридних конденсаторів для подачі живлення на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль; і джерело напруги для подачі живлення на один або більше гібридних конденсаторів для заряджання одного або більше гібридних конденсаторів.

У контексті цього документа "гібридний конденсатор" є електрохімічним пристроєм накопичення енергії, який містить два асиметричні електроди й електроліт між цими двома електродами. Іншими словами, "гібридний конденсатор" містить два різні типи електродів, розташовані на електроліті. Один електрод гібридного конденсатора може демонструвати переважно електростатичну ємність, а інший електрод може демонструвати переважно електрохімічну ємність. Наприклад, один з електродів може бути двошаровим (нефарадичним) електродом, а інший електрод може бути окислювально-відновним (фарадичним) електродом.

Переважно гібридний конденсатор є літій-іонним конденсатором.

У контексті цього документа "літій-іонний конденсатор" є гібридним конденсатором, що містить анод із графітового матеріалу, такого як графіт або твердий вуглець, що має інтеркальовані іони літію, і катод з поруватого вуглецевого матеріалу, такого як активований вуглець. Електроліт може бути літій-іонним розчином солі. Електроліт може бути подібним до електролітів, використовуваних у літій-іонних батареях.

Одним відповідним гібридним конденсатором є літій-іонний конденсатор 40 Е, ГІС1235А

БО 388406, доступний для придбання від компанії ТАІМО МОСЕМ (Ш0.5.А.) ІМО. Цей літій-іонний конденсатор є циліндричним конденсатором, який має діаметр 12,5 мм і довжину 35,0 мм. Цей літійгіонний конденсатор має максимальну використовувану напругу, яка становить 3,8 В, мінімальну використовувану напругу, яка становить 2.2 В, і внутрішній опір, що становить приблизно 150 мом.

Іншим відповідним гібридним конденсатором є літій-іонний конденсатор 100 Е, 1ІС18408

ЗА8107, доступний для придбання від компанії ТАІМО МОСЕМ (Ш0.5.А.) ІМО. Цей літій-іонний конденсатор є циліндричним конденсатором, який має діаметр 18,0 мм і довжину 40,0 мм. Цей літій-іонний конденсатор мас максимальну - використовувану напругу, яка становить 3,8 В, мінімальну використовувану напругу, яка становить 2,2 В, і внутрішній опір, що становить 60 приблизно 100 мОм.

Щільність енергії гібридного конденсатора, такого як літій-іонний конденсатор, як правило, нижча, ніж щільність енергії батареї, такої як літій-іонна батарея. Таким чином, ємність для накопичування енергії у гібридного конденсатора може бути менша, ніж ємність у батареї еквівалентного розміру. Проте щільність потужності гібридного конденсатора, як правило, вища, ніж щільність потужності батареї. Іншими словами, гібридні конденсатори здатні швидко заряджатися й перезаряджатися в порівнянні з батареями еквівалентного розміру, як правило, за кількістю секунд, а не хвилин. Таким чином, гібридні конденсатори є ідеальними джерелами живлення для подавання імпульсів високої потужності на елементи, що генерують аерозоль, портативних пристроїв, що генерують аерозоль.

Також строк експлуатації гібридного конденсатора, як правило, значно більший, ніж строк експлуатації звичайної батареї. Зокрема, строк експлуатації літій-іонного конденсатора, як правило, значно більший, ніж строк експлуатації літій-іонної батареї. Строк експлуатації літій- іонного конденсатора, як правило, становить більше ніж 10 000 циклів, до того як літій-іонний конденсатор потребує заміни, у порівнянні з приблизно 500 циклами літій-іонної батареї, до того як літій-іонна батарея потребує заміни.

Також гібридні конденсатори, як правило, переважно демонструють більш низький рівень самозарядження. ніж більшість конденсаторів і суперконденсаторів.

Система може містити гібридні конденсатори в будь-якій відповідній кількості й будь-якої будови. Електрично керована система, що генерує аерозоль, може містити один або більше гіоридних конденсаторів. Проте переважно система містить один гібридний конденсатор. Якщо система містить більше одного гібридного конденсатора, то гібридні конденсатори можуть бути розташовані послідовно, паралельно або групами гібридних конденсаторів, при цьому гібридні конденсатори в групі розташовані послідовно, а групи гібридних конденсаторів розташовані паралельно.

У переважних варіантах здійснення користувач може здійснювати затяжку на системі, що генерує аерозоль, для ініціювання генерування аерозолю. Коли електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, виявляє затяжку користувача, на один або більше елементів, що генерують аерозоль, може подаватися потужність. Тривалість затяжки користувача може складати від приблизно 1 с до приблизно 6 с, від приблизно 2 с до приблизно 5 с або приблизно З с. Середня

Зо потужність на затяжку, що необхідна одному або більше елементам, що генерують аерозоль, для генерування потрібної кількості аерозолю, може становити від приблизно 10 Вт до приблизно 2 Вт, але переважним є приблизно 5 Вт. Таким чином, середня енергія на затяжку, що споживається елементами, що генерують аерозоль, виробу, що генерує аерозоль, може становити приблизно 15 Дж на затяжку тривалістю приблизно З с Звичайний сеанс паління включає більше однієї затяжки й може включати від приблизно 5 до приблизно 20 затяжок, переважно приблизно 14 затяжок. Таким чином, від одного або більше гібридних конденсаторів пристрою, що генерує аерозоль, у цих переважних варіантах здійснення може вимагатися зберігання щонайменше 210 Дж енергії для забезпечення пристрою, що генерує аерозоль, достатньою кількістю енергії для одного сеансу паління, що включає приблизно 14 затяжок, при цьому при кожній затяжці споживається приблизно 15 Дж.

Електрично керована система, що генерує аерозоль, відповідно до цього винаходу може містити первинний пристрій і вторинний пристрій. Первинний пристрій може бути зарядним пристроєм, а вторинний пристрій може бути пристроєм, що генерує аерозоль. Зарядний пристрій може містити джерело напруги. Пристрій, що генерує аерозоль, може містити один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, і один або більше гібридних конденсаторів. Як правило, пристрій, що генерує аерозоль, є портативним пристроєм або ручним пристроєм. Пристрій, що генерує аерозоль, як правило, може мати форму й розміри звичайної сигарети або сигари. У деяких варіантах здійснення зарядний пристрій може бути портативним пристроєм або ручним пристроєм. Зарядний пристрій, як правило, може мати форму й розміри звичайної пачки сигарет.

Зарядний пристрій може містити електричну схему, виконану з можливістю керування подачею живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів. Електрична схема зарядного пристрою може містити мікропроцесор. Електрична схема зарядного пристрою між джерелом напруги й одним або більше - гібридними конденсаторами може містити регулятор напруги. Мікропроцесор може бути виконаний або запрограмований для керування регулятором напруги для керування подаванням живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів.

Пристрій, що генерує аерозоль, може містити електричну схему, виконану з можливістю керування подачею живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше 60 електричних елементів, що генерують аерозоль. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може містити мікропроцесор. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, між одним або більше гібридними конденсаторами й одним або більше елементами, що генерують аерозоль, може містити регулятор напруги. Мікропроцесор може бути виконаний або запрограмований для керування регулятором напруги з метою керування подаванням живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше елементів, що генерують аерозоль.

Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана або запрограмована для подачі живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів у режимі заряджання, і електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана або запрограмована для подачі живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше елементів, що генерують аерозоль, у режимі нагрівання.

Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю подачі живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів за постійного струму, доки напруга не досягне заданої величини в режимі заряджання. Постійний струм і задана величина напруги можуть бути встановлені виходячи з властивостей гібридного конденсатора.

Якщо струм зарядки перестає надходити, як тільки досягається задана максимальна величина напруги, то внутрішній опір одного або більше гібридних конденсаторів може привести до спаду напруги в одному або більше гібридних конденсаторах. Таким чином, якщо струм зарядки припиняє надходити, як тільки досягається задана максимальна величина напруги, заряджання одного або більше гібридних конденсаторів завершується до того, як один або більше гібридних конденсаторів повністю зарядяться.

Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю продовження заряджання одного або більше гібридних конденсаторів після досягнення заданої максимальної величини напруги для компенсації спаду напруги, викликаного внутрішнім опором одного або більше гібридних конденсаторів. Зокрема, електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю подачі живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів при постійній напрузі в режимі заряджання. Переважно величина постійної напруги дорівнює заданій величині напруги.

У міру того, як один або більше гібридних конденсаторів досягають стану повного зарядження, струм зарядки може знижуватися. Коли струм зарядки досягає нуля, один або більше гібридних конденсаторів є повністю зарядженими.

У переважних варіантах здійснення електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю подачі живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів за постійного струму, доки напруга не досягне заданої максимальної величини напруги, і подальшого подання живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів при постійній напрузі, доки струм не досягне мінімального граничного значення струму в режимі заряджання.

Іншими словами, один або більше гібридних конденсаторів можуть заряджатися за рахунок фази постійного струму, за якою слідує фаза постійної напруги. У фазі постійного струму напругу в межах гібридного конденсатора налаштовано для підтримання постійного струму зарядки Існ, доки напруга в межах гібридного конденсатора не досягає певної межі напруги, при цьому задана максимальна величина напруги Мен 3 Існ і Мсн встановлюється за рахунок властивостей одного або більше гібридних конденсаторів. У фазі постійної напруги напруга в межах одного або більше гібридних конденсаторів підтримується при постійному значенні напруги Мсь, або доки струм не знизиться до нуля, коли один або більше гібридних конденсаторів повністю заряджені, або доки струм зарядки не впаде нижче заданого мінімального граничного значення струму ГІомжм. Чим нижче задане мінімальне граничне значення струму ЇІомж, тим більшим буде мінімальний час для заряджання одного або більше гібридних конденсаторів, але тим ближче буде один або більше гібридних конденсаторів до стану повного зарядження.

Для швидкого заряджання бажано збільшити до максимуму тривалість фази постійного струму й знизити до мінімуму час фази постійної напруги. Задане мінімальне граничне значення струму Ісм може встановлюватися на значення, на якому один або більше гібридних конденсаторів мають стан заряду, достатній для подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, для одного сеансу генерування аерозолю. Один сеанс генерування аерозолю може включати від однієї до двадцяти затяжок Переважно один сеанс генерування аерозолю включає приблизно 14 затяжок.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю оповіщення користувача, що задане мінімальне граничне значення струму ЇІомжм було досягнуто. бо Наприклад, електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може містити І ЕО, такий які ЕО зеленого кольору, і електрична схема може бути виконана з можливістю засвічування І ЄЮ, коли задане мінімальне граничне значення струму Їомж було досягнуто. Таким чином, користувач може визначити, коли один або більше гібридних конденсаторів пристрою, що генерує аерозоль, достатньо заряджені для забезпечування сеансу генерування аерозолю.

Зарядний пристрій може бути виконаний із можливістю продовження заряджання одного або більше гібридних конденсаторів після досягнення заданого мінімального граничного значення струму Іож або доти, доки струм не досягне нуля, і один або більше гібридних конденсаторів повністю зарядяться, або доти, доки користувач не вийме пристрій, що генерує аерозоль, з зарядного пристрою. Зарядний пристрій може бути виконано з можливістю продовження заряджання одного або більше гібридних конденсаторів при постійній напрузі заряджання.

Постійний струм Існ зарядки може становити від приблизно 0,5 А до приблизно 5 А.

Переважно постійний струм ісп зарядки становить приблизно 2 А. Задана максимальна величина напруги Меп може становити від 1 В до 5 В. Переважно задана максимальна величина напруги Мен становить 3,8 В. Задане мінімальне граничне значення струму ож може становити від приблизно 10 мА до приблизно 300 мА, може становити від приблизно 20 мА до приблизно 200 мА, або може становити приблизно 50 мА.

Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю періодичного порівнювання вихідної напруги одного або більше гібридних конденсаторів із заданим мінімальним граничним значенням напруги під час заряджання гібридного конденсатора.

Зарядний пристрій може містити перетворювач потужності, приєднаний між батареєю й гібридним конденсатором. Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю зниження струму для одного або більше гібридних конденсаторів за рахунок зниження коефіцієнта заповнення імпульсів напруги, що застосовуються до перетворювача потужності джерелом напруги. Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю зниження струму для одного або більше гібридних конденсаторів за рахунок незастосування до перетворювача потужності імпульсу напруги.

Оскільки один або більше гібридних конденсаторів заряджаються в фазі постійного струму, зарядна напруга повинна збільшуватися для компенсації збільшення напруги гібридного конденсатора. Відповідно, фаза постійного струму вимагає мінімальної зарядної напруги, що надходить від джерела зарядної напруги.

Один або більше гібридних конденсаторів є ідеальними джерелами живлення для забезпечення імпульсів високої потужності для елементів, що генерують аерозоль, портативних пристроїв, що генерують аерозоль. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю подачі живлення імпульсами з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше елементів, що генерують аерозоль, у режимі нагрівання.

Імпульси можуть мати задану тривалість. Тривалість кожного імпульсу може дорівнювати тривалості затяжки. Тривалість кожного імпульсу може бути меншою за тривалість затяжки. На один або більше нагрівальних елементів протягом затяжки може подаватися більше одного імпульсу. Тривалість імпульсів може становити від приблизно 100 мкс до приблизно 5 с.

Частота імпульсів може становити від приблизно 0,2 Гц до приблизно 1 кГц.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю регулювання живлення, що подається на один або більше елементів, що генерують аерозоль.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, за допомогою частотно-імпульсної модуляції. Частотно-імпульсна модуляція полягає у варіюванні частоти імпульсів з одночасним збереженням постійної ширини імпульсів.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, за рахунок широтно-імпульсної модуляції. Широтно-імпульсна модуляція полягає у варіюванні коефіцієнта заповнення за постійної частоти. Коефіцієнт заповнення є співвідношенням між часом, на який живлення вмикається, і часом, коли живлення вимикається. Іншими словами, це співвідношення між шириною імпульсів напруги й часом між імпульсами напруги. Низький коефіцієнт заповнення, що становить 5 95, забезпечить значно менше живлення, ніж коефіцієнт заповнення, що становить 95 95.

Напруга гібридного конденсатора коливається лінійно при збереженні заряду в одному або більше гібридних конденсаторах. Таким чином, напруга гібридного конденсатора знижується при зниженні заряду гібридного конденсатора. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, оскільки один або більше гібридних конденсаторів 60 розряджаються для підтримання безперервного подання енергії на елементи, що генерують аерозоль. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше гібридних конденсаторів із використанням частотно-імпульсної модуляції або широтно-імпульсної модуляції.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, протягом затяжки. У деяких варіантах здійснення електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю подачі живлення з високою, або максимальною, потужністю на один або більше елементів, що генерують аерозоль, на початку затяжки й зменшення живлення, поданого на один або більше елементів, що генерують аерозоль, до низької, або мінімальної, потужності в кінці затяжки. Це може знизити кількість енергії, яка споживається за одну затяжку, з одночасним підтриманням прийнятного рівня генерування аерозолю під час затяжки. Це може знизити рівень утворення в пристрої, що генерує аерозоль, конденсату за рахунок зниження генерування аерозолю до кінця затяжки.

Значення високої потужності й низької потужності можуть бути будь-якими відповідними значеннями потужності для генерування прийнятного рівня аерозолю в системі, що генерує аерозоль. Наприклад, висока потужність може становити від приблизно 18 Вт до приблизно 5

Вт, а низька потужність може становити від приблизно 8 Вт до приблизно 2 Вт. Наприклад, електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю подачі живлення високої потужності, що становить приблизно 10 Вт, на один або більше елементів, що генерують аерозоль, у перший період, що становить приблизно 1,5 с, коли виявляється затяжка, і наступного подавання живлення більш низької потужності, що становить приблизно 5

Вт, на один або більше елементів, що генерують аерозоль, у другий період, що становить приблизно 1,5 с.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, протягом затяжки за допомогою частотно-імпульсної модуляції або широтно-імпульсної модуляції.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю поступового зниження живлення, що подається на один або більше елементів, що генерують аерозоль, з високого рівня живлення до низького рівня живлення протягом затяжки. Електрична

Зо схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю поступового зниження живлення, що подається на один або більше елементів, що генерують аерозоль, з високого рівня живлення до низького рівня живлення у два або більше етапи протягом затяжки.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю зниження подавання живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, у два-шість етапів протягом затяжки.

Тривалість кожного етапу може бути однаковою. Тривалість кожного етапу може бути різною. Тривалість кожного етапу може становити від приблизно 0,2 с до.приблизно 1,5 с або приблизно 0,75 с.

Інтенсивність зниження або збільшення живлення на кожному етапі може бути однаковою для кожного етапу. Інтенсивність зниження живлення на кожному етапі може бути різною для кожного етапу. Інтенсивність зниження живлення на кожному етапі може становити від приблизно 0,5 Вт до приблизно 4 Вт або приблизно 2 Вт.

У деяких варіантах здійснення інтенсивність зниження живлення може зростати на кожному етапі протягом затяжки. Наприклад, електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю зниження живлення, що подається на електричні елементи, що генерують аерозоль, у три етапи протягом затяжки, що триває З с, шляхом: початкового подавання 10 Вт на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, коли затяжка визначається для першого періоду, що становить 0,75 с; подавання 9 Вт на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, для другого періоду, що становить 0,75 с; подавання 7 Вт на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, для третього періоду, що становить 0,75 с; і подавання З Вт на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, для четвертого періоду, що становить 0,75 с.

В інших варіантах здійснення інтенсивність зниження може зменшуватися на кожному етапі протягом затяжки.

У деяких варіантах здійснення електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, виконана з можливістю відстеження температури одного або більше елементів, що генерують аерозоль.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути додатково виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, на основі температури одного або більше елементів, що генерують аерозоль.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю визначення стану заряду одного або більше гібридних конденсаторів. Іншими словами, електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю визначення кількості енергії, що зберігається в одному або більше гібридних конденсаторах.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю визначення стану заряду одного або більше гібридних конденсаторів на основі вимірювання напруги в межах одного або більше гібридних конденсаторів. Співвідношення накопиченої енергії і напруги може визначатися за допомогою рівняння 1, наведеного нижче:

Е-/2буг

Рівняння 1, де Е позначає енергію, накопичену в гібридному конденсаторі, С позначає ємність гібридного конденсатора, а М позначає напругу гібридного конденсатора. Просте співвідношення накопиченої енергії і напруги може забезпечити виконання точних розрахунків стану заряду одного або більше гібридних конденсаторів.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана або запрограмована для визначення кількості енергії, накопиченої в одному або більше гібридних конденсаторах.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана або запрограмована для визначення заряду, що залишився в одному або більше гібридних конденсаторах, у процентах. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана або запрограмована для визначення кількості затяжок, що залишилася, на основі середньої енергії для затяжки й визначеної кількості енергії, накопиченої в одному або більше гібридних конденсаторах.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю оповіщення користувача про стан заряду одного або більше гібридних конденсаторів, наприклад, за допомогою числового значення на дисплеї корпусу пристрою або кількості засвічених ГЕО на корпусі пристрою.

Пристрій, що генерує аерозоль, і зарядний пристрій можуть електрично з'єднуватися в режимі заряджання й електрично роз'єднуватися в режимі нагрівання. Електричне з'єднання може бути фізичним з'єднанням, наприклад, двох протилежних електричних контактів, або може

Зо бути індуктивним з'єднанням, наприклад індуктивним з'єднанням двох паралельних котушок.

У деяких варіантах здійснення пристрій, що генерує аерозоль, і зарядний пристрій можуть бути фізично з'єднані в режимі заряджання, так що електричні контакти пристрою, що генерує аерозоль, контактують з електричними контактами зарядного пристрою.

Електричні контакти пристрою, що генерує аерозоль, можуть бути такими ж, як електроди зарядного пристрою. Електричні контакти пристрою, що генерує аерозоль, можуть відрізнятися від електродів зарядного пристрою. Електричні контакти можуть бути будь-якої відповідної форми, такої як кільцеві контакти, точкові контакти або пластинчасті контакти. Електричні контакти можуть бути підпружиненими для зміщення або приведення контакту в фізичний контакт з протилежним контактом іншого пристрою.

У деяких варіантах здійснення електричні контакти пристрою, що генерує аерозоль, можуть бути кільцевими контактами, які оточують пристрій, що генерує аерозоль. У деяких варіантах здійснення електричні контакти зарядного пристрою можуть бути кільцевими електродами, що оточують порожнину зарядного пристрою, яка виконана з можливістю розміщення пристрою, що генерує аерозоль, у режимі заряджання. Забезпечення кільцевих електродів на щонайменше одному з пристрою, що генерує аерозоль, і зарядного пристрою може усунути необхідність підтримування певної обертальної орієнтації пристрою, що генерує аерозоль, щодо зарядного пристрою при з'єднанні пристрою, що генерує аерозоль, з зарядним пристроєм.

У деяких варіантах здійснення пристрій, що генерує аерозоль, і зарядний пристрій можуть бути індуктивно з'єднані в режимі заряджання.

Система може містити вирівнювальні засоби для сприяння вирівнюванню пристрою, що генерує аерозоль, і зарядного пристрою в положенні заряджання, при цьому електричні контакти пристрою, що генерує аерозоль, знаходяться в контакті з електричними контактами зарядного пристрою або пристрій, що генерує аерозоль, індуктивно з'єднаний з зарядним пристроєм.

У деяких варіантах здійснення система може містити магнітні вирівнювальні засоби.

Наприклад, пристрій, що генерує аерозоль, може містити перший магнітний матеріал, а зарядний пристрій може містити другий магнітний матеріал, при цьому другий магнітний матеріал виконаний із можливістю за рахунок магнітних властивостей притягувати перший магнітний матеріал. Термін "магнітний матеріал" використовується в цьому описі для 60 позначення матеріалу, що здатен взаємодіяти з магнітним полем, включаючи як парамагнітні,

так і феромагнітні матеріали. Магнітний матеріал може бути парамагнітним матеріалом, і в цьому випадку він залишається намагніченим лише в присутності зовнішнього магнітного поля.

Магнітний матеріал може бути матеріалом, який стає намагніченим у присутності зовнішнього магнітного поля і який залишається намагніченим після зняття зовнішнього поля (як, наприклад, феромагнітний матеріал). Термін "магнітний матеріал" у контексті цього документа охоплює обидва типи матеріалу, здатного до намагнічування, а також матеріалу, який вже намагнічений.

Перший магнітний матеріал і другий магнітний матеріал можуть бути розташовані так, що перший магнітний матеріал знаходиться суміжно з другим магнітним матеріалом або безпосередньо біля нього, коли пристрій, що генерує аерозоль, і зарядний пристрій знаходяться в положенні заряджання. Перший магнітний матеріал і другий магнітний матеріал можуть бути виконані таким чином, що магнітна сила притягання між першим магнітним матеріалом і другим магнітним матеріалом може утримувати пристрій, що генерує аерозоль, і зарядний пристрій у положенні заряджання. Магнітна сила притягання між першим магнітним матеріалом і другим магнітним матеріалом також може вводити пристрій, що генерує аерозоль, у положення заряджання, коли пристрій, що генерує аерозоль, розташований безпосередньо близько до зарядного пристрою й положення заряджання.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, і електрична схема зарядного пристрою можуть бути виконані з можливістю сполучення один з одним у режимі заряджання. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю передачі сигналів зарядному пристрою, а електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю отримання сигналів від електричної схеми пристрою, що генерує аерозоль.

Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю передачі сигналів пристрою, що генерує аерозоль, а електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю отримання сигналів від електричної схеми зарядного пристрою.

Сигнали можуть передаватися за допомогою фізичного або індуктивного з'єднання між пристроєм, що генерує аерозоль, і зарядним пристроєм, коли пристрій, що генерує аерозоль, і зарядний пристрій з'єднані фізично або індуктивно.

Джерело напруги зарядного пристрою може бути джерелом напруги постійного струму.

Джерело напруги може бути джерелом напруги, що перезаряджається. Джерело напруги може

Зо бути батареєю. Переважно джерело напруги є літій-іонною батареєю, що перезаряджається.

Літій-іонна батарея може бути перезаряджена від джерела живлення електричної мережі. Літій- іонна батарея може бути виконана з можливістю утримання достатнього заряду для перезарядження одного або більше гібридних конденсаторів кілька разів до того, як їй буде потрібне перезарядження. Літій-іонна батарея може утримувати достатній заряд для забезпечення заряджання одного або більше гібридних конденсаторів пристрою 2, 3, 4, 5, 6 або 7 разів. Батарея може бути літій-кобальт-оксидною (ГіСоО2) батареєю. Батарея може бути призматичного, циліндричного або касетного типу. Батарея може мати ємність від 1000 мА год. до приблизно 2000 мА год.

Якщо джерело напруги є джерелом напруги, що перезаряджається, електрична схема зарядного пристрою може містити засоби для електричного з'єднання зарядного пристрою з зовнішнім джерелом живлення для перезарядження батареї. Зовнішнє джерело живлення може бути джерелом живлення електричної мережі або джерелом живлення розеткового типу.

У деяких варіантах здійснення електрична схема зарядного пристрою може містити засоби фізичного з'єднання зарядного пристрою з зовнішнім джерелом живлення. Наприклад, зарядний пристрій може містити з'єднувач, такий як ОЗВ-порт.

У деяких варіантах здійснення електрична схема зарядного пристрою може містити засоби індуктивного з'єднання зарядного пристрою з зовнішнім джерелом живлення. Наприклад, зарядний пристрій може містити один або більше кільцевих з'єднувачів або котушок.

Зарядний пристрій і пристрій, що генерує аерозоль, можуть містити корпуси. Корпус може бути виконаний з однакового матеріалу. Корпуси можуть містити будь-який відповідний матеріал або комбінацію матеріалів. Приклади відповідних матеріалів включають метали, сплави, пластмаси або композиційні матеріали, що містять один або більше з цих матеріалів, або термопласти, що підходять для застосування в харчовій або фармацевтичній промисловості, наприклад поліпропілен, поліефірефіркетон (РЕЕК) і поліетилен. Матеріал може бути легким і некрихким.

Згідно з другим аспектом цього винаходу наданий пристрій, що генерує аерозоль, для електрично керованої системи, що генерує аерозоль, при цьому пристрій містить: корпус, який має порожнину для розміщення виробу, що генерує аерозоль, який містить субстрат, що утворює аерозоль; один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль; і один або більше гібридних конденсаторів для подачі живлення на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль.

Пристрій, що генерує аерозоль, може додатково містити електричну схему, виконану з можливістю керування подачею живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, при цьому один або більше гібридних конденсаторів розряджаються за допомогою одного або більше елементів, що генерують аерозоль, у режимі нагрівання.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може містити детектор затяжки для визначення здійснення затяжки користувачем на системі, що генерує аерозоль.

У деяких варіантах здійснення елементи, що генерують аерозоль, пристрою, що генерує аерозоль, можуть бути електричними нагрівальними елементами, такими як резистивні або індуктивні нагрівальні елементи. В інших варіантах здійснення елементи, що генерують аерозоль, можуть бути вібраційними елементами або будь-яким іншим типом елементів, що підходить для розпилення субстрату, що утворює аерозоль, виробу, що генерує аерозоль.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути додатково виконана з можливістю сполучення з зовнішнім пристроєм, таким як телефон або персональний комп'ютер.

Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю передачі на зовнішній пристрій даних про використання або заряджання. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може бути виконана з можливістю бездротового сполучення з зовнішнім пристроєм. Наприклад, електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може містити приймач ВійеїооїнФ. Електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, може містити електричний з'єднувач, такий як Ш5В-порт, для приєднання до зовнішнього пристрою.

Електрична схема зарядного пристрою може бути додатково виконана з можливістю сполучення з зовнішнім пристроєм, таким як телефон або персональний комп'ютер. Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю передачі на зовнішній пристрій даних про використання або заряджання. Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю бездротового сполучення з зовнішнім пристроєм. Наприклад, електрична схема зарядного пристрою може містити приймач ВійеїооїнФ. Електрична схема зарядного пристрою може бути виконана з можливістю сполучення з зовнішнім пристроєм за допомогою електричного приєднання зарядного пристрою до зовнішнього джерела живлення.

Згідно з третім аспектом цього винаходу надано спосіб заряджання пристрою, що генерує аерозоль, що містить джерело живлення гібридного конденсатора. Спосіб включає: порівняння вихідної напруги гібридного конденсатора з граничною напругою; коли вихідна напруга гібридного конденсатора дорівнює граничній напрузі або перевищує її, заряджання гібридного конденсатора з використанням першого постійного струму й зниження струму зарядки, коли або зарядна напруга, що застосовується до гібридного конденсатора, досягає максимальної допустимої напруги, або вихідна напруга батареї менша за граничну напругу; і коли зарядна напруга, що застосовується до гібридного конденсатора, досягає максимальної допустимої напруги або вихідна напруга батареї менша за граничну напругу, зниження струму зарядки для підтримання зарядної напруги, що застосовується до батареї, на рівні максимальної допустимої напруги або близько до неї.

Згідно з четвертим аспектом цього винаходу надається спосіб керування пристроєм, що генерує аерозоль, що містить один або кілька елементів, що генерують аерозоль, і один або кілька гібридних конденсаторів, виконаних із можливістю подачі живлення на один або кілька елементів, що генерують аерозоль, при цьому спосіб включає: визначання здійснення затяжки користувачем на пристрої, що генерує аерозоль; і подавання живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або кілька елементів, що генерують аерозоль, імпульсами за заданий час при визначенні здійснення затяжки користувачем.

Система, пристрій і способи відповідно до першого, другого й третього аспектів винаходу можуть бути застосовані в електрично керованих курильних системах. Зарядний пристрій може бути використано для заряджання гібридного конденсатора в електрично керованому курильному пристрої. Електрично керований курильний пристрій може містити один або більше нагрівачів з електричним живленням, виконаних із можливістю нагрівання субстрату, що утворює аерозоль. Субстрат, що утворює аерозоль, може бути представлений у вигляді сигарети, що містить мундштукову частину, на кінці якої користувач виконує затяжку. Гібридний конденсатор може переважно забезпечувати достатньо живлення для одного сеансу куріння, вичерпуючи один субстрат, що утворює аерозоль.

Має бути зрозумілим, що ознаки, описані у зв'язку з одним з аспектів цього винаходу, можуть бути застосовані до інших аспектів цього винаходу окремо або в поєднанні з іншими 60 описаними аспектами й ознаками цього винаходу.

Далі будуть докладно описані варіанти здійснення цього винаходу з посиланням на супровідні графічні матеріали, в яких:

На Фіг. 1 представлене схематичне зображення електрично керованої системи, що генерує аерозоль, відповідно до цього винаходу, яка містить пристрій, що генерує аерозоль, який містить джерело живлення гібридного конденсатора й зв'язаний з ним зарядний пристрій, що містить батарею для заряджання; на Фіг. 2 представлена принципова електрична схема, що демонструє систему заряджання електрично керованої системи, що генерує аерозоль, за Фіг. 1; і на Фіг. З показаний типовий профіль зарядження й розрядження для джерела живлення гібридного конденсатора пристрою, що генерує аерозоль, за Фіг. 1.

На Фіг. 1 показані первинний пристрій 100 й вторинний пристрій 102, що містять джерело живлення, що перезаряджається. Первинний пристрій 100 в цьому прикладі є зарядним блоком для електрично керованого пристрою, що генерує аерозоль. Пристрій 102 в цьому прикладі є електрично керованим пристроєм, що генерує аерозоль, призначеним для розміщення в ньому виробу 104, що генерує аерозоль, який містить субстрат, що утворює аерозоль. Пристрій 102, що генерує аерозоль, містить нагрівач 134 для нагрівання субстрату, що утворює аерозоль, під час роботи. Користувач здійснює затяжку за допомогою мундштукової частини виробу 104, що генерує аерозоль, для втягування аерозолю в рот користувача. Пристрій 102, що генерує аерозоль, виконаний із можливістю розміщення всередині порожнини 112 у зарядному пристрої 100 для перезаряджання джерела живлення в пристрої 102, що генерує аерозоль.

Зарядний пристрій 100 містить батарею 106, електричну схему 108 і електричні контакти 110, виконані з можливістю забезпечення електроживлення з батареї 106 на джерело живлення, що перезаряджається, у пристрої 102, що генерує аерозоль, при з'єднанні пристрою 102, що генерує аерозоль, з електричними контактами 110. Електричні контакти 110 розташовані суміжно з нижньою частиною порожнини 112. Порожнина виконана з можливістю вміщення пристрою 102, що генерує аерозоль. Компоненти зарядного пристрою 100 розташовані в корпусі 116.

Пристрій 102, що генерує аерозоль, містить джерело живлення, що перезаряджається, у формі гібридного конденсатора 126, вторинну електричну схему 128 й електричні контакти 130.

Зо Як описано вище, гібридний конденсатор 126 пристрою 102, що генерує аерозоль, виконаний із можливістю приймання живлення від батареї 106, яке подається, коли електричні контакти 130 перебувають у контакті з електричними контактами 110 зарядного пристрою 100. Пристрій 102, що генерує аерозоль, додатково містить порожнину 132, виконану з можливістю вміщення курильного виробу 104. Нагрівач 134, наприклад, у формі лопатевого нагрівача розташований на нижній частині порожнини 132. При експлуатації користувач вмикає пристрій 102, що генерує аерозоль, і живлення подається з гібридного конденсатора 126 за допомогою електричної схеми 128 на нагрівач 134. Нагрівач нагрівається до стандартної робочої температури, яка є достатньою для генерування аерозолю із субстрату, що утворює аерозоль, виробу 104, що генерує аерозоль. Компоненти пристрою 102. що генерує аерозоль, розташовані всередині корпусу 136. Пристрій, що генерує аерозоль, цього типу описаний більш повно, наприклад, в

ЕР2110033.

Субстрат, що утворює аерозоль, переважно містить матеріал, що містить тютюн, який містить леткі ароматичні сполуки тютюну, які вивільняються із субстрату під час нагрівання.

Альтернативно субстрат, що утворює аерозоль, може містити нетютюновий матеріал.

Переважно субстрат, що утворює аерозоль, додатково містить речовину для утворення аерозолю. Прикладами придатних речовин для утворення аерозолю є гліцерин і пропіленгліколь.

Субстрат, що утворює аерозоль, може бути твердим субстратом. Твердий субстрат може містити, наприклад, одне або більше з наступного: порошок, гранули, кульки, шматочки, тонкі трубочки, смужки або листи, що містять одне або більше з наступного: трав'яне листя, тютюнове листя, фрагменти тютюнових жилок, відновлений тютюн, гомогенізований тютюн, екструдований тютюн і розширений тютюн.

У цьому прикладі пристрій 102, що генерує аерозоль, є портативним електрично керованим пристроєм, що генерує аерозоль. Таким чином, пристрій 102, що генерує аерозоль, має бути невеликим (розміром зі звичайну сигарету), щоб користувач міг тримати його в руці, а також повинен забезпечувати високу потужність усього за кілька секунд на кожну затяжку, виконану користувачем на мундштуці виробу 104, що генерує аерозоль. Як правило, пристрій 102, що генерує аерозоль, повинен забезпечувати високу потужність за приблизно З секунди на затяжку й на 14 затяжок за один сеанс паління. Потім гібридний конденсатор 126 може бути необхідно бо повернути в зарядний пристрій 100 для перезарядження. Перезарядження бажано здійснити принаймні до рівня, достатнього для забезпечення ще одного повного сеансу куріння, протягом декількох хвилин і переважно менше ніж за одну хвилину.

Батарея 106 в зарядному пристрої є літій-іонною батареєю. Батарея 106 виконана з можливістю зберігання заряду, достатнього для багаторазового перезарядження гібридного конденсатора 126 доти, доки не буде потрібно перезаряджати вже її. У такий спосіб користувачу надається портативна система, яка забезпечує можливість кількох сеансів паління, перед тим як знадобиться перезарядження через електричну розетку.

У цьому прикладі гібридний конденсатор 126 є літій-іонним конденсатором 40 ЕЕ, ГІС1235А 388406, доступним для придбання від компанії ТАІЇМО МОЕМ (.5.А.) ІМС. Гібридний конденсатор 126 є циліндричним конденсатором, який має діаметр 12,5 мм і довжину 35,0 мм.

Гібридний конденсатор 136 здатний витримувати 10000 циклів зарядження/розрядження за більш ніж 280 Дж на цикл. Середня потужність, що забезпечується гібридним конденсатором за затяжку, становить приблизно 5 Вт, і подається приблизно 15 Дж на нагрівач 134 за приблизно З б.

Батарея 106 у зарядному пристрої 100 є літій-кобальт-оксидною (ГібоО2) батареєю призматичного типу. Батарея має ємність, що становить приблизно 1350 мА год. Зарядження батареї може бути виконане від мережі живлення зі швидкістю від 0 до 1,5 С і здебільшого зі швидкістю приблизно 0,5 С, щоб максимально збільшити строк служби батареї.

На Фіг. 2 представлена принципова електрична схема, що демонструє коло зарядки, створене з'єднанням зарядного пристрою 100 з пристроєм 102, що генерує аерозоль. Коло розділене на гілку зарядного пристрою й гілку пристрою, що генерує аерозоль. Пунктирна лінія 30 є границею між зарядним пристроєм 100 і пристроєм 102, що генерує аерозоль. Гілка зарядного пристрою містить кероване джерело напруги, що містить батарею 106, і мікроконтролер 108. Мікроконтролер 108 виконаний із можливістю керування живленням, що подається на гібридний конденсатор 126 з батареї 106, на основі вимірювання струму й напруги в межах гібридного конденсатора 126. Гілка пристрою, що генерує аерозоль, містить гібридний конденсатор 126.

Внутрішній опір кола зарядки включає складові з кількох джерел. Опори гр та Гр. Є електричними опорами компонування електронної частини й паяних виступів у зарядному

Зо пристрої 100. Опори г». та їє. є електричними опорами компонування електронної частини й паяних виступів у пристрої 102, що генерує аерозоль. Опори гс- (І) та ге. (І) є електричними опорами контактів між первинним пристроєм і пристроєм, що генерує аерозоль. Вони будуть варіюватися від пристрою до пристрою і можуть варіюватися з часом від циклу зарядки до циклу зарядки. В електрично керованій системі, що генерує аерозоль, типу, описаного з посиланням на Фіг. 1, зарядний пристрій 100 й портативний пристрій 102, що генерує аерозоль, можуть входити в контакт і виходити з нього кілька разів на день, при цьому кожен раз опори контактів можуть бути різними. Опори контактів також можуть збільшуватися, якщо контакти не підтримуються в чистоті. Опір г ()) є внутрішнім опором гібридного конденсатора 126.

Опори контактів ге..() та гс- () можуть визначатися за рахунок вимірювань напруги в межах гібридного конденсатора 126. Мікроконтролер 128 пристрою 102, що генерує аерозоль, виконаний із можливістю вимірювання напруги в межах гібридного конденсатора 126 і відправлення за допомогою контактів напруги, виміряної в межах гібридного конденсатора 126, на мікроконтролер 108 зарядного пристрою 100. Мікроконтролер 108 зарядного пристрою 100 виконаний із можливістю використання напруги, виміряної в межах гібридного конденсатора 126, для визначення опорів Го- (Її) та Гс- (І) контакту. Слід розуміти, що в інших варіантах здійснення мікроконтролер 128 пристрою 102, що генерує аерозоль, може бути виконаний із можливістю використання напруги, виміряної в межах гібридного конденсатора 126, для визначення опорів контакту й відправлення опорів контакту на мікроконтролер 108 зарядного пристрою 100.

Якщо паразитні опори гр-, Гр, Ге-, Ге, Го--()) та Го () об'єднуються в один опір В (|), то напруга в межах гібридного конденсатора 126 буде менша за зарядну напругу від джерела напруги на

Матор-І"В().

Це означає, що зарядна напруга, що подається джерелом напруги, може перевищити максимальну Меп за рахунок кількості І " В()), ії напруга в межах гібридного конденсатора 126 буде дорівнювати Мен. Фаза постійного струму профілю зарядження може продовжуватися до моменту, доки зарядна напруга не досягне МепІ"В(). Зарядна напруга, що подається після цього, також може регулюватися, щоб перевищувати Мен, але не перевищувати МенІ"В(). Таким чином, мікроконтролер 108 зарядного пристрою 100 може бути виконаний із можливістю керування зарядною напругою, що подається джерелом напруги на гібридний конденсатор 126, бо для компенсації спаду напруги Маюор в межах гібридного конденсатора 126.

Гілка зарядного пристрою між батареєю 106 і гібридним конденсатором 126 може містити регулятор напруги (не показаний), такий як імпульсний перетворювач потужності.

Мікроконтролер 108 може бути виконаний із можливістю керування перемиканням ключа в імпульсному перетворювачі потужності й регулювання в такий спосіб напруги й струму, що подаються на гібридний конденсатор 126. Імпульсний перетворювач потужності може бути вбудованим підвищувальним перетворювачем.

Зарядний пристрій 100 містить рознімач 137 для заряджання, такий як О5В-порт, для підключення зарядного пристрою 100 до зовнішнього джерела 138 живлення, такого як джерело живлення електричної мережі. Зарядний пристрій 100 може бути приєднано до зовнішнього джерела живлення для перезарядження батареї 106. Слід розуміти, що в інших варіантах здійснення зарядний пристрій може містити одну або кілька зарядних котушок для індуктивного з'єднання з зарядними котушками зовнішнього джерела живлення для перезарядження батареї 106.

Мікроконтролер 108 також містить модуль 139 ВісеюоїнФ для передачі заряду й даних про використання на інші пристрої, такі як телефон або комп'ютер користувача, для відстеження використання зарядного пристрою.

Гілка пристрою 102. що генерує аерозоль, містить мікроконтролер 128, який керує подачею живлення з гібридного конденсатора 126 на нагрівач 134. Мікроконтролер 128 містить детектор затяжки (не показаний) і виконаний із можливістю визначення, коли користувач виконує затяжку на мундштуці виробу 104, що генерує аерозоль. Мікроконтролер 128 отримує живлення від гібридного конденсатора 126; проте, регулятор напруги 129 розташовується між гібридним конденсатором 126 і мікроконтролером 128 для захисту компонентів мікроконтролера, що чутливі до напруги. Регулятор 129 напруги підтримує напругу, подану на мікроконтролер 128 з гібридного конденсатора 126, нижче граничного рівня, як правило приблизно 1,8 В.

Мікроконтролер 128 керує перемикачем 133 для замикання кола між гібридним конденсатором 128 і нагрівачем 134 для розряджання гібридного конденсатора 126 за допомогою нагрівача. Це забезпечує імпульс живлення високої потужності на нагрівач 134 для генерування аерозолю з субстрату, що утворює аерозоль, виробу 104, що генерує аерозоль.

Мікроконтролер 128 виконаний із можливістю замикання перемикача 133 й подачі живлення на

Зо нагрівач 134, коли мікроконтролер 128 визначає виконання користувачем затяжки на мундштуці виробу 104, що генерує аерозоль.

Мікроконтролер 128 також виконаний із можливістю циклічного визначення стану заряду гібридного конденсатора 126. Мікроконтролер 128 виконаний із можливістю визначення стану заряду гібридного конденсатора 126 на основі вимірювання напруги в межах гібридного конденсатора 126. Мікроконтролер 128 виконаний із можливістю відображення стану заряду на дисплеї 135 для інформування користувача.

Мікроконтролер 128 також містить модуль ВіпеїооїнФ для передачі даних про стан заряду й використання на інші пристрої, такі як телефон або комп'ютер користувача, для відстеження використання пристрою.

На Фіг. З показаний стандартний профіль зарядження й розрядження для гібридного конденсатора 126 за Фіг. 1. На Фіг. З показані зарядна напруга 210, струм 220 зарядки й повна розрядна ємність 230 гібридного конденсатора 126.

Профіль зарядження складається з початкової фази 240 заряджання постійним струмом.

Під час фази 240 постійного струму зарядна напруга 220 контролюється для забезпечення постійного струму зарядки Існ, який в цьому прикладі становить приблизно 2 А. Це досягається за рахунок вмикання імпульсного перетворювача потужності для впливу імпульсом напруги від батареї на перетворювач потужності при максимальному коефіцієнті заповнення. Це забезпечує максимальну швидкість зарядження. Проте фаза 240 заряджання постійним струмом завершується, коли зарядна напруга 220 від батареї, яка потрібна для підтримки струму зарядки, перевищує максимальну зарядну напругу Ме, яка в цьому прикладі становить приблизно 3,8 В. При досягненні цієї стадії починається фаза 250 заряджання за постійної напруги. Під час фази 250 постійної напруги зарядна напруга 220 утримується на рівні максимальної Мен. Під час фази 250 постійної напруги струм 220 зарядки знижується, оскільки знижується різниця між зарядною напругою 220 і напругою гібридного конденсатора. Процес заряджання припиняється, коли струм 210 зарядки досягає нижнього граничного значення |епа, яке в цьому прикладі становить 50 мА. Максимальний струм зарядки й максимальна зарядна напруга встановлюються виробником гібридного конденсатора.

Коли струм 210 зарядки досягає нижнього граничного значення еп, гібридний конденсатор має значний заряд для сеансу генерування аерозолю. Сеанс генерування аерозолю, як бо правило, включає від 7 до 14 затяжок на пристрої, що генерує аерозоль, при цьому кожна затяжка триває приблизно З секунди. Пристрій, що генерує - аерозоль, може повідомляти користувачеві, що гібридний конденсатор 126 має достатній заряд для сеансу генерування аерозолю, шляхом засвічування І ЕО на корпусі пристрою.

Коли струм 210 зарядки досягає нижнього граничного значення спа. зарядний пристрій припиняє заряджання гібридного конденсатора. Проте слід розуміти, що в деяких варіантах здійснення зарядний пристрій може продовжувати заряджання гібридного конденсатора, доки струм зарядки не досягне нуля або пристрій, що генерує аерозоль, не буде вийнято користувачем із зарядного пристрою.

Коли пристрій, що генерує аерозоль, виймають із зарядного пристрою для використання, гібридний конденсатор розряджається в фазі нагрівання. Профіль зарядження, показаний на

Фіг. З, додатково містить таку фазу 260 нагрівання. Під час фази 260 нагрівання користувач виконує серію затяжок на пристрої, що генерує аерозоль. Кожна затяжка триває приблизно 3 с.

Коли мікропроцесор пристрою, що генерує аерозоль, визначає затяжку на пристрої, що генерує аерозоль, мікропроцесор замикає перемикач 133 для подачі імпульсу живлення високої потужності з гібридного конденсатора на нагрівач 134 для генерування аерозолю. Імпульс триває протягом затяжки, що триває З с, і кожна затяжка споживає приблизно 15 Дж. Кожен імпульс поступово знижує напругу гібридного конденсатора, доки не досягається більш низька межа напруги, при цьому в цьому прикладі більш низька межа напруги становить 2,2 В. Коли напруга гібридного конденсатора досягає більш низької межі напруги, гібридний конденсатор не здатен подавати достатньо енергії на нагрівач для іншого імпульсу. У цьому прикладі гібридний конденсатор має досить накопиченої енергії для подачі на нагрівач сімох імпульсів, що відповідають сімом затяжкам, які робить користувач. У переважних варіантах здійснення гібридний конденсатор накопичує достатньо енергії для подачі на нагрівач чотирнадцяти імпульсів, що відповідають чотирнадцятьом затяжкам, які робить користувач.

Слід розуміти, що ознаки, описані вище щодо електрично керованої системи, що генерує аерозоль, також можуть підходити для інших електрично керованих систем. Зокрема, інші електрично керовані системи, що генерують аерозоль, можуть містити пристрій, що генерує аерозоль, який містить джерело живлення, що містить один або більше гібридних конденсаторів, і зарядний пристрій, що містить джерело напруги для подачі живлення на один

Зо або кілька гібридних конденсаторів пристрою.

Вищеописані наведені в якості прикладу варіанти здійснення є ілюстративними, але не є обмежувальними. На підставі вищеописаних наведених в якості прикладу варіантів здійснення фахівцеві в даній галузі техніки тепер будуть зрозумілі й інші варіанти здійснення, що відповідають вищевказаним наведеним в якості прикладу варіантам здійснення.

Claims (14)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Електрично керована система, що генерує аерозоль, для розміщення субстрату, що утворює аерозоль, при цьому система містить: один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль; один або більше гібридних конденсаторів для подачі живлення на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль; і джерело напруги для подачі живлення на один або більше гібридних конденсаторів для заряджання одного або більше гібридних конденсаторів.

2. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за п. 1, яка відрізняється тим, що система містить: пристрій, що генерує аерозоль, який містить: один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль; і один або більше гібридних конденсаторів; і зарядний пристрій, що містить: джерело напруги.

3. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за п. 2, яка відрізняється тим, що: зарядний пристрій додатково містить електричну схему, виконану з можливістю керування подачею живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів; і пристрій, що генерує аерозоль, додатково містить електричну схему, виконану з можливістю керування подачею живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль.

4. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за п. 3, яка відрізняється тим, що: електрична схема зарядного пристрою виконана з можливістю подачі живлення з джерела 60 напруги на один або більше гібридних конденсаторів у режимі заряджання;

електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, виконана з можливістю подачі живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше елементів, що генерують аерозоль, у режимі нагрівання.

5. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за п. 4, яка відрізняється тим, що електрична схема зарядного пристрою виконана з можливістю подачі живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів за постійного струму, доки напруга не досягне заданої величини в режимі заряджання.

6. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за п. 4, яка відрізняється тим, що електрична схема зарядного пристрою виконана з можливістю подачі живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів за постійного струму, доки напруга не досягне заданої величини, і подальшої подачі живлення з джерела напруги на один або більше гібридних конденсаторів за постійної напруги щонайменше доти, доки струм не досягне заданої величини в режимі заряджання.

7. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 4, 5 або 6, яка відрізняється тим, що електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, виконана з можливістю подачі живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше елементів, що генерують аерозоль, за допомогою імпульсів заданої тривалості в режимі нагрівання.

8. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за п. 7, яка відрізняється тим, що електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, за допомогою частотно- імпульсної модуляції або широтно-імпульсної модуляції.

9. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за п. 7 або 8, яка відрізняється тим, що електрична схема пристрою, що генерує аерозоль, виконана з можливістю регулювання подачі живлення на один або більше елементів, що генерують аерозоль, з високого рівня живлення до низького рівня живлення у два або більше етапів протягом затяжки.

10. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 4-9, яка відрізняється тим, що пристрій, що генерує аерозоль, і зарядний пристрій електрично з'єднані в режимі заряджання й електрично роз'єднані в режимі нагрівання. Зо

11. Електрично керована система, що генерує аерозоль, за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що один або більше гібридних конденсаторів є літій-іонними конденсаторами.

12. Електрично керований пристрій, що генерує аерозоль, для електрично керованої системи, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 2-11, при цьому пристрій містить: корпус, який має порожнину для розміщення виробу, що генерує аерозоль, який містить субстрат, що утворює аерозоль; один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, розташованих у порожнині або навколо неї; і один або більше гібридних конденсаторів для подачі живлення на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль.

13. Електрично керований пристрій, що генерує аерозоль, за п. 12, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить електричну схему, виконану з можливістю: керування подачею живлення з одного або більше гібридних конденсаторів на один або більше електричних елементів, що генерують аерозоль, при цьому один або більше гібридних конденсаторів розряджаються за допомогою одного або більше елементів, що генерують аерозоль, у режимі нагрівання.

14. Спосіб заряджання пристрою, що генерує аерозоль, який містить джерело живлення одного або більше гібридних конденсаторів, при цьому спосіб включає: порівняння вихідної напруги одного або більше гібридних конденсаторів із граничною напругою; заряджання одного або більше гібридних конденсаторів із використанням постійного струму зарядки, якщо вихідна напруга з одного або більше гібридних конденсаторів дорівнює граничній напрузі або є вищою за неї, і здійснення зниження струму зарядки, якщо або зарядна напруга, що застосовується до одного або більше гібридних конденсаторів, досягає заданої максимально допустимої напруги, або вихідна напруга з одного або більше гібридних конденсаторів менша за граничну напругу; і зменшення струму зарядки для підтримання зарядної напруги, що застосовується до одного або більше гібридних конденсаторів, на рівні максимально допустимої напруги або близько до неї, якщо зарядна напруга, що застосовується до одного або більше гібридних конденсаторів, досягає максимально допустимої напруги, або вихідна напруга з одного або більше гібридних 60 конденсаторів менша за граничну напругу.