WO2022210635A1 - 誘導加熱装置 - Google Patents

誘導加熱装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022210635A1
WO2022210635A1 PCT/JP2022/015261 JP2022015261W WO2022210635A1 WO 2022210635 A1 WO2022210635 A1 WO 2022210635A1 JP 2022015261 W JP2022015261 W JP 2022015261W WO 2022210635 A1 WO2022210635 A1 WO 2022210635A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
susceptor
induction heating
heating
aerosol
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/015261
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
創 藤田
Original Assignee
日本たばこ産業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本たばこ産業株式会社 filed Critical 日本たばこ産業株式会社
Priority to EP22780846.6A priority Critical patent/EP4316285A1/en
Publication of WO2022210635A1 publication Critical patent/WO2022210635A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46Shape or structure of electric heating means
    • A24F40/465Shape or structure of electric heating means specially adapted for induction heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50Control or monitoring
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/20Devices using solid inhalable precursors

Definitions

  • the present disclosure relates to an induction heating device for heating an aerosol-forming substrate to generate an aerosol.
  • Patent Documents 1 to 3 there has been known an apparatus for generating an aerosol from an aerosol-forming substrate having a susceptor by heating the susceptor by induction heating using an inductor arranged close to the aerosol-forming substrate.
  • a first problem to be solved by the present disclosure is to provide an improved induction heating device for heating an aerosol-forming substrate to generate an aerosol.
  • a second problem to be solved by the present disclosure is to provide an induction heating device capable of automatically starting heating of an aerosol-forming substrate.
  • a third problem to be solved by the present disclosure is to provide an induction heating device that can deal with the removal of aerosol-forming substrates.
  • a fourth problem to be solved by the present disclosure is to provide an induction heating device capable of more appropriately heating an aerosol-forming substrate.
  • an induction heating apparatus for heating an aerosol-forming substrate, which includes a susceptor and an aerosol source, wherein the susceptor is heated by induction heating. and a first circuit and a second circuit arranged in parallel between the power source and the coil, wherein the first circuit is used to heat the susceptor. , the second circuit is used to obtain a value related to the electrical resistance or temperature of the susceptor, and a parallel circuit disposed between the parallel circuit and the coil or between the parallel circuit and the power supply
  • An induction heating device is provided, comprising an alternating current generating circuit.
  • the alternating current generation circuit is arranged between the parallel circuit and the coil, and the alternating current generation circuit includes a third switch.
  • the third switch includes a MOSFET.
  • the first circuit includes a first switch
  • the AC generation circuit includes a third switch
  • the first switch is turned on when the third switch is switched at a predetermined cycle. remain.
  • the first switch and the third switch include MOSFETs.
  • the second circuit includes a second switch
  • the AC generation circuit includes a third switch
  • the second switch is turned on when the third switch is switched in a predetermined cycle. remain.
  • the second switch includes a bipolar transistor and the third switch includes a MOSFET.
  • the first circuit includes a first switch that includes a MOSFET, and the second circuit includes a second switch that includes a bipolar transistor.
  • the first circuit includes a first switch
  • the second circuit includes a second switch
  • the alternating current generation circuit includes a third switch, and between the first switch and the second switch , the third switch continues to switch at a predetermined cycle.
  • the induction heating device further comprises a current sensing circuit and a voltage sensing circuit used to measure impedance of a circuit including the susceptor.
  • the induction heating device further comprises a remaining amount measuring IC configured to measure the remaining amount of the power supply.
  • the fuel gauge IC is not used as the current sensing circuit and/or the voltage sensing circuit.
  • the induction heating device further comprises a voltage regulation circuit configured to regulate the voltage of the power supply to generate a voltage supplied to components within the induction heating device.
  • the current sensing circuit is disposed in a path between the power supply and the coil at a position closer to the coil than a branch point from the path to the voltage regulation circuit.
  • the current sensing circuit is not placed in a path between a charging circuit for charging the power supply and the power supply.
  • an induction heating apparatus for induction heating a susceptor of an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source, comprising: a power source; Impedance of an alternating current generation circuit that generates alternating current from power supplied from a power supply, an induction heating circuit that induction heats the susceptor, and a circuit that is a control unit and is supplied with the alternating current generated by the alternating current generation circuit and the controller configured to detect the susceptor and initiate the induction heating in response to detecting the susceptor.
  • control unit acquires the temperature of the susceptor based on the impedance of a circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied, and further controls the induction heating based on the acquired temperature.
  • the control unit acquires the temperature of the susceptor based on the impedance of a circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied, and further controls the induction heating based on the acquired temperature.
  • control unit controls at least a first mode in which the impedance of a circuit to which an alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied is measured, and a circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied. and a second mode in which no impedance is measured.
  • control unit further includes a connection unit configured to be connectable to a charging power supply, and the control unit controls the charging power supply until a predetermined time has elapsed after detection of removal of the charging power supply from the connection unit. It may be further configured to perform a first mode of processing.
  • the induction heating device may further include a button, and the control section may be further configured to shift to the first mode in response to a predetermined operation being performed on the button.
  • the induction heating device further comprises a button, and the control unit, in response to the transition to the first mode, starts a timer so that the value increases or decreases over time from the initial value. and shifting to the second mode in response to the value of the timer reaching a predetermined value, and resetting the value of the timer to an initial value in response to performing a predetermined operation on the button. , bringing the value of the timer close to an initial value, and moving the predetermined value away from the value of the timer.
  • the induction heating device further includes a connection configured to be connectable with a charging power supply, and the control unit detects the connection of the charging power supply to the connection, while detecting the connection of the charging power supply to the connection. It may be further configured such that the impedance of the circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied is not measured.
  • control unit is further configured to measure an impedance of a circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied at a resonance frequency of the circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied. It can be.
  • the induction heating device comprises a first circuit and a second circuit configured to be selectively enabled to energize the susceptor, wherein the first circuit and the first circuit are The second circuit having a high resistance may be further provided.
  • the controller may be configured to perform the induction heating and measure the impedance of the circuit using the first circuit while performing the induction heating.
  • a method of operating an induction heating device for induction heating a susceptor of an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source comprising:
  • the induction heating device comprises a power supply, an alternating current generation circuit for generating an alternating current from the power supplied from the power supply, and an induction heating circuit for induction heating the susceptor, and the method comprises:
  • a method is provided that includes detecting the susceptor based on the impedance of a circuit supplied with a generated alternating current, and in response to detecting the susceptor, initiating the induction heating.
  • an induction heating apparatus for induction heating the susceptor of an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source, wherein the aerosol a formation substrate, a power supply, an alternating current generation circuit for generating an alternating current from the power supplied from the power supply, an induction heating circuit for induction heating the susceptor, and a controller, the alternating current generating circuit generating and the controller configured to detect the susceptor based on the impedance of a circuit supplied with an alternating current, and to initiate the induction heating in response to the detection of the susceptor.
  • a control unit for an induction heating device configured to inductively heat a susceptor of an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source: There is provided a controller configured to stop the induction heating or to signal an error if the susceptor becomes undetectable while performing the induction heating.
  • the controller may be configured to stop the induction heating when the susceptor cannot be detected while the induction heating is being performed.
  • the controller may be further configured to notify an error simultaneously with or after stopping the induction heating.
  • control unit may be further configured to restart the induction heating when the susceptor is detected again within a predetermined time after stopping the induction heating.
  • the induction heating follows a heating profile in which at least the heating target temperature over time is determined, and the control unit also controls the It may be configured to control the induction heating as time passes.
  • the induction heating follows a heating profile in which at least the heating target temperature over time is determined, and the control unit controls the It may be configured to control the induction heating as if no time had passed.
  • the controller may be configured to notify an error when the susceptor cannot be detected while the induction heating is being performed.
  • control unit may be further configured to stop the induction heating after notification of the error.
  • the controller may be configured not to stop the induction heating when the susceptor is detected again after the error notification and before the induction heating is stopped.
  • the induction heating follows a heating profile in which at least a heating target temperature over time is determined, and the control unit controls the heating from when the susceptor becomes undetectable to when the susceptor is detected again.
  • the control unit controls the heating from when the susceptor becomes undetectable to when the susceptor is detected again. may be configured so as not to affect the overall length of the heating profile.
  • the induction heating follows a heating profile in which at least a heating target temperature over time is determined, and the control unit controls the heating from when the susceptor becomes undetectable to when the susceptor is detected again.
  • the control unit controls the heating from when the susceptor becomes undetectable to when the susceptor is detected again.
  • a power supply an alternating current generation circuit that generates alternating current from the power supplied from the power supply, and a susceptor included in the aerosol forming substrate are provided.
  • An induction heating device including an induction heating circuit for induction heating and the control section, wherein the control section detects the susceptor based on the impedance of a circuit to which alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied.
  • An induction heating device is provided, further configured to:
  • control unit acquires the temperature of the susceptor based on the impedance of a circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied, and controls the induction heating based on the acquired temperature.
  • the control unit acquires the temperature of the susceptor based on the impedance of a circuit to which the alternating current generated by the alternating current generation circuit is supplied, and controls the induction heating based on the acquired temperature.
  • an induction heating device including a power source for supplying power for induction heating of a susceptor included in an aerosol-forming substrate, and the control unit.
  • the control unit sets a usable number, which is the number of the aerosol-forming substrates that can be induction-heated until the power supply is charged, based on the remaining amount of the power supply, and performs the induction heating.
  • An induction heating apparatus is provided, configured to stop the induction heating and reduce the available number if at least a portion of the aerosol-forming substrates become undetectable during heating.
  • an induction heating device including a power source for supplying electric power for induction heating at least part of an aerosol-forming substrate and the control unit
  • the control unit sets a usable number, which is the number of the aerosol-forming substrates that can be induction-heated until the power supply is charged, based on the remaining amount of the power supply, and performs the induction heating.
  • an induction heating device configured to continue the induction heating and prevent the usable number from decreasing when the susceptor is detected again after the susceptor becomes undetectable while the heating is being performed. be.
  • an induction heating device configured to induction-heat a susceptor of an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source. and the susceptor becomes undetectable while performing the induction heating, stopping the induction heating or signaling an error.
  • an induction heating apparatus for induction heating the susceptor of an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source, wherein the aerosol a formation substrate, a power supply, an alternating current generation circuit for generating an alternating current from the power supplied from the power supply, an induction heating circuit for induction heating the susceptor, and a control unit, which performs the induction heating. and the controller configured to stop the induction heating or notify an error if the susceptor cannot be detected during the induction heating.
  • an induction heating apparatus for heating an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source, wherein the susceptor is heated by induction heating wherein the susceptor is heated in a heating mode consisting of a plurality of phases, and the alternating current supplied to the coil has different frequencies in at least part of the plurality of phases.
  • the frequency of the alternating current is the resonant frequency of the circuit.
  • a preheating mode for preheating the susceptor performed prior to the heating mode is such that the frequency of the alternating current is closest to the resonant frequency of the circuit compared to the phases of the heating mode.
  • the frequency of the alternating current is a frequency other than the resonant frequency of the circuit.
  • the frequency of the alternating current increases as the phases that make up the heating mode progress, and user suction is detected by changes in the alternating current or changes in the impedance of the circuit.
  • the frequency of the alternating current increases in a frequency region higher than the resonance frequency as the plurality of phases constituting the heating mode progresses.
  • the frequency of the alternating current increases in a frequency region lower than the resonance frequency as the plurality of phases constituting the heating mode progresses.
  • the frequency of the alternating current decreases as the phases that make up the heating mode progress.
  • the frequency of the alternating current is the resonant frequency of the circuit.
  • the induction heating device further comprises a power supply, said circuit being a parallel circuit comprising a first circuit and a second circuit arranged in parallel between said power supply and said coil, wherein said first One circuit is used to heat the susceptor and the second circuit is used to obtain a value related to the electrical resistance or temperature of the susceptor, further comprising a parallel circuit used by the second circuit in the interval mode. be done.
  • an induction heating apparatus for heating an aerosol-forming substrate including a susceptor and an aerosol source, wherein the susceptor is heated by induction heating.
  • An induction heating apparatus comprising a circuit including a coil for heating, wherein the susceptor is heated in a heating mode consisting of a plurality of phases, wherein the frequency of alternating current supplied to the coil is constant over the plurality of phases. is provided.
  • the frequency of the alternating current is the resonant frequency of the circuit.
  • the frequency of the alternating current is the resonant frequency of the circuit in an interval mode performed before the heating mode and cooling the susceptor after preheating the susceptor.
  • the induction heating device further comprises a power supply, said circuit being a parallel circuit comprising a first circuit and a second circuit arranged in parallel between said power supply and said coil, wherein said first One circuit is used to heat the susceptor and the second circuit is used to obtain a value related to the electrical resistance or temperature of the susceptor, further comprising a parallel circuit used by the second circuit in the interval mode. be done.
  • the heating of the susceptor is interrupted.
  • the induction heating device further comprises a power supply, said circuit being a parallel circuit comprising a first circuit and a second circuit arranged in parallel between said power supply and said coil, wherein said first a parallel circuit, one circuit used to heat the susceptor and the second circuit used to obtain a value related to the electrical resistance or temperature of the susceptor, while interrupting the heating of the susceptor; and monitoring the temperature of the susceptor using the second circuit.
  • a power supply said circuit being a parallel circuit comprising a first circuit and a second circuit arranged in parallel between said power supply and said coil, wherein said first a parallel circuit, one circuit used to heat the susceptor and the second circuit used to obtain a value related to the electrical resistance or temperature of the susceptor, while interrupting the heating of the susceptor; and monitoring the temperature of the susceptor using the second circuit.
  • the heating of the susceptor is resumed using the first circuit.
  • the heating of the susceptor is resumed using the first circuit. do.
  • the circuit further comprises an alternating current generation circuit disposed between the parallel circuit and the coil or between the parallel circuit and the power supply, the alternating current generation circuit including a third switch, The third switch is switched at a predetermined cycle even while the heating of the susceptor is suspended.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of the configuration of an induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 The relationship between the voltage applied to the gate terminal of switch Q1 or the base terminal of switch Q2 , the voltage applied to the gate terminal of switch Q3 , current I DC and current I AC , with the horizontal axis as time t It is a diagram conceptually represented.
  • FIG. 4 is a diagram showing a flow chart of exemplary processing in SLEEP mode executed by the control unit of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of exemplary processing in CHARGE mode executed by the control unit of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a pseudo graph for explaining the usable number
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing a flowchart of exemplary main processing in ACTIVE mode executed by the controller of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of a sub example process of ACTIVE mode executed by the control unit of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of another sub-exemplary process of ACTIVE mode executed by the controller of the induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram showing a flow chart of exemplary main processing of the PRE-HEAT mode executed by the controller of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of exemplary main processing of an INTERVAL mode executed by a controller of an induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of exemplary main HEAT mode processing executed by a control unit of an induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of processing in response to detection of an exemplary susceptor, which is executed by a control unit of an induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of another exemplary process in response to detection of a susceptor, which is executed by the controller of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of yet another example of processing in response to detection of a susceptor executed by the controller of the induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of yet another example of processing in response to detection of a susceptor executed by the controller of the induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of yet another example of processing in response to detection of a susceptor executed by the controller of the induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of yet another example of processing in response to detection of a susceptor executed by the controller of the induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a graph showing an example of changes in susceptor temperature of an induction heating device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of exemplary sub-processes of PRE-HEAT mode, INTERVAL mode, or HEAT mode executed by the control unit of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of another sub example process of PRE-HEAT mode, INTERVAL mode, or HEAT mode executed by the controller of the induction heating device according to an embodiment of the present disclosure; It is a figure which shows the equivalent circuit of an RLC series circuit.
  • FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of the RLC series circuit at the resonant frequency;
  • FIG. 4 is a graph showing an example of changes in the temperature of the susceptor of the induction heating device, the switching frequency of the AC generating circuit, and the impedance of the circuit, respectively, according to an embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a diagram showing a flowchart of another sub example process of PRE-HEAT mode, INTERVAL mode, or HEAT mode executed by the controller of the induction heating device according to an embodiment of the present disclosure; It is a figure which shows the equivalent circuit of an RLC series circuit.
  • FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of the RLC series circuit at the resonant frequency
  • FIG. 4 is a graph showing an example of changes in the temperature of the susceptor of the induction heating device, the switching frequency of the AC generating circuit, and the impedance of the circuit, respectively, according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of exemplary processing that is mainly executed by the control unit of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure when in HEAT mode
  • FIG. 4 is a graph showing an example of changes in the temperature of the susceptor of the induction heating device, the switching frequency of the AC generating circuit, and the impedance of the circuit, respectively, according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of exemplary processing that is mainly executed by the control unit of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure when in HEAT mode
  • FIG. 4 is a graph showing an example of changes in the temperature of the susceptor of the induction heating device, the switching frequency of the AC generating circuit, and the impedance of the
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of exemplary processing that is mainly executed by the control unit of the induction heating device according to the embodiment of the present disclosure when in HEAT mode;
  • FIG. 13 is a diagram showing a flowchart showing an example of details of the heat treatment in step S2310.
  • embodiments of the induction heating device include, but are not limited to, induction heating devices for electronic cigarettes and induction heating devices for heat-not-burn cigarettes.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of the configuration of an induction heating device 100 according to one embodiment of the present disclosure. Note that FIG. 1 does not show the exact arrangement, shape, size, positional relationship, etc. of the components.
  • the induction heating device 100 includes a housing 101, a power supply 102, a circuit 104 and a coil 106.
  • the power source 102 may be a rechargeable battery such as a lithium ion secondary battery.
  • Circuit 104 is electrically connected to power supply 102 .
  • Circuitry 104 is configured to power the components of induction heating apparatus 100 using power supply 102 .
  • a specific configuration of the circuit 104 will be described later.
  • the induction heating device 100 comprises a charging power supply connection 116 for connecting the induction heating device 100 to a charging power supply (not shown) for charging the power supply 102 .
  • Charging power connection 116 may be a receptacle for wired charging, a receiving coil for wireless charging, or a combination thereof.
  • Induction heating apparatus 100 is configured to accommodate at least a portion of aerosol-forming substrate 108 including susceptor 110 , aerosol source 112 and filter 114 .
  • Aerosol-forming substrate 108 may be, for example, a smoking article.
  • the aerosol source 112 may contain volatile compounds that can generate an aerosol when heated.
  • the aerosol source 112 may be solid, liquid, or include both solids and liquids.
  • the aerosol source 112 may include, for example, polyhydric alcohols such as glycerin and propylene glycol, liquids such as water, or mixtures thereof. Aerosol source 112 may include nicotine. Aerosol source 112 may also include tobacco material formed by agglomerating particulate tobacco. Alternatively, aerosol source 112 may include non-tobacco-containing materials.
  • the coil 106 is embedded within the housing 101 at its proximal end. Coil 106 is configured to surround a portion of aerosol-forming substrate 108 contained in induction heating device 100 when aerosol-forming substrate 108 is inserted into induction heating device 100 . Coil 106 may have a spiral wound shape. Coil 106 is electrically connected to circuit 104 and is used to heat susceptor 110 by induction heating, as will be described later. An aerosol is generated from an aerosol source 112 by heating the susceptor 110 . A user can inhale the aerosol through filter 114 .
  • FIG. 2 shows the configuration of circuit 104 in detail.
  • Circuitry 104 includes a controller 118 configured to control components within induction heating apparatus 100 .
  • the controller 118 may be configured by a microcontroller unit (MCU).
  • Circuit 104 is also electrically connected to power source 102 via a power connection and to coil 106 via a coil connection.
  • Circuit 104 includes a path including switch Q1 placed between power source 102 and coil 106 (hereinafter also referred to as the "first circuit”) and a path including switch Q2 placed in parallel with switch Q1 . (hereinafter also referred to as “second circuit”).
  • a first circuit is used to heat the susceptor 110 .
  • switch Q 1 may be a Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET).
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
  • the controller 118 controls the on/off of the switch Q1 by applying a heat switch signal (high or low) to the gate terminal of the switch Q1. For example, if switch Q1 is a P-channel MOSFET, switch Q1 will be on when the heat switch signal is low.
  • a second circuit is used to obtain values related to the electrical resistance or temperature of the susceptor 110 .
  • a value related to electrical resistance or temperature may be, for example, impedance, temperature, or the like.
  • the current flowing through switch Q2 when switch Q2 is in the on state is compared to the current flowing through switch Q1 when switch Q1 is in the on state due to resistors Rshunt1 and Rshunt2 , etc., which will be described later. small. Therefore, a bipolar transistor, which is less expensive and smaller than a MOSFET but unsuitable for large currents, may be used as the switch Q2 .
  • the second circuit may include a resistor R shunt1 and a resistor R shunt2 .
  • the control unit 118 controls on/off of the switch Q2 by applying a monitor switch signal (high or low) to the base terminal of the switch Q2 .
  • a monitor switch signal high or low
  • the switch Q2 will be on when the monitor switch signal is low.
  • the control unit 118 switches between the ON state of the switch Q1 and the ON state of the switch Q2 to select the mode of inductively heating the susceptor 110 to generate an aerosol and the value related to the electrical resistance or temperature of the susceptor 110. You can switch between acquisition modes. Switching between the ON state of the switch Q1 and the ON state of the switch Q2 can be performed at arbitrary timing. For example, while the user is puffing, the controller 118 may turn on the switch Q1 and turn off the switch Q2 . In this case, after the puff is completed, the control section 118 may turn off the switch Q1 and turn on the switch Q2 . Alternatively, while the user is puffing, the control unit 118 may switch between the ON state of the switch Q1 and the ON state of the switch Q2 at any timing.
  • Circuit 104 comprises an AC generator circuit 132 that includes switch Q3 and capacitor C1.
  • switch Q3 may be a MOSFET.
  • the controller 118 controls the on /off of switch Q3 by applying an alternating current (AC) switch signal (either high or low) to the gate terminal of switch Q3.
  • AC alternating current
  • switch Q3 will be on when the AC switch signal is low.
  • AC generator circuit 132 is placed between parallel circuit 130 and coil 106 .
  • AC generator circuit 132 may be placed between parallel circuit 130 and power supply 102 .
  • the alternating current generated by the alternating current generation circuit 132 is supplied to the induction heating circuit including the capacitor C2 and the coil connection and the coil 106 .
  • FIG. 3 illustrates the voltage V 1 applied to the gate terminal of switch Q 1 or the base terminal of switch Q 2 and the gate of switch Q 3 when the alternating current supplied to coil 106 is generated by alternating current generation circuit 132 .
  • FIG. 2 is a diagram conceptually showing the relationship between a voltage V 2 applied to a terminal, a current I DC generated by switching a switch Q 3 , and a current I AC flowing through a coil 106, with the horizontal axis representing time t. Note that for ease of explanation, the voltage applied to the gate terminal of switch Q1 and the voltage applied to the base terminal of switch Q2 are represented in one graph as V1.
  • the switch Q1 may remain on while the switch Q3 is switched at a predetermined period T. Also, when the switch Q3 is switched at the predetermined period T, the switch Q2 may remain on. Further, when switching is performed between the switches Q1 and Q2 , the switching of the switch Q3 may be continued with a predetermined period T.
  • the above configuration of the AC generation circuit 132 is merely an example. It should be appreciated that various devices for generating alternating current IAC, integrated circuits such as DC/ AC inverters, and the like can be used as alternating current generation circuit 132 .
  • the frequency f of the alternating current IAC is controlled by the switching period T of the switch Q3 (ie, the switching period of the AC switch signal).
  • the switch Q1 When the switch Q1 is in the ON state, the closer the frequency f approaches the resonance frequency f0 of the RLC series circuit including the susceptor 110 (or the circuit including the susceptor 110), the coil 106, and the capacitor C2 , The efficiency of energy supply to the susceptor 110 is increased.
  • the RLC series circuit includes a susceptor 110 when the aerosol-forming substrate 108 is inserted in the housing 101, and the RLC series circuit includes a susceptor 110 when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted in the housing 101. Note that the series circuit does not include susceptor 110 .
  • An alternating magnetic field is generated around the coil 106 when the alternating current generated as described above flows through the coil 106 .
  • the generated alternating magnetic field induces eddy currents in the susceptor 110 .
  • Joule heat is generated by the eddy current and the electrical resistance of the susceptor 110 to heat the susceptor 110 .
  • the aerosol source around the susceptor 110 is heated to produce an aerosol.
  • circuit 104 includes voltage sensing circuit 134 that includes a voltage divider circuit having R div1 and R div2 . Voltage sensing circuit 134 allows the voltage value of power supply 102 to be measured. Circuit 104 also includes a current sense circuit 136 that includes R sense2 . As shown, current sensing circuit 136 may include an operational amplifier. Alternatively, the operational amplifier may be included within control unit 118 . A current sensing circuit 136 allows the value of the current flowing in the direction of the coil 106 to be measured. A voltage sensing circuit 134 and a current sensing circuit 136 are used to measure the impedance of the circuit.
  • the circuit includes the susceptor 110 when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the housing 101 and does not include the susceptor 110 when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted into the housing 101 .
  • the measured impedance includes the resistance component of the susceptor 110 when the aerosol-forming substrate 108 is inserted in the housing 101, and the measured impedance when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted in the housing 101.
  • the impedance applied does not include the resistive component of the susceptor 110 .
  • the control unit 118 obtains a voltage value from the voltage sensing circuit 134 and a current value from the current sensing circuit 136 .
  • the control unit 118 calculates the impedance based on these voltage and current values. More specifically, the control unit 118 divides the average value or effective value of the voltage value by the average value or effective value of the current value to calculate the impedance.
  • an RLC series circuit is formed by the circuit including resistors R_shunt1 and R_shunt2 and susceptor 110, coil 106, and capacitor C2 .
  • the impedance of the RLC series circuit can be obtained as described above.
  • the impedance of the susceptor 110 can be calculated by subtracting the resistance value of the circuit including the resistance values of the resistors Rshunt1 and Rshunt2 from the obtained impedance. If the impedance of the susceptor 110 has temperature dependence, the temperature of the susceptor 110 can be estimated based on the calculated impedance.
  • Circuitry 104 may comprise a fuel gauging integrated circuit (IC) 124 .
  • Circuit 104 may include a resistor R sense1 that is used by fuel gauging IC 124 to measure the value of the current charged or discharged to power supply 102 .
  • a resistor R sense1 may be connected between the SRN and SRP terminals of the remaining amount measurement IC 124 .
  • the remaining power measurement IC 124 may acquire a value related to the voltage of the power supply 102 via the BAT terminal.
  • the remaining amount measurement IC 124 is an IC configured to be able to measure the remaining amount of the power supply 102 .
  • the fuel gauge IC 124 may be configured to record information regarding the state of deterioration of the power supply 102, and the like.
  • control unit 118 transmits an I 2 C data signal from the SDA terminal of the control unit 118 to the SDA terminal of the remaining amount measurement IC 124 to thereby transfer the I 2 C data signal from the SCL terminal of the control unit 118 to the SCL terminal of the remaining amount measurement IC 124 .
  • a value related to the remaining power level of the power supply 102, a value related to the state of deterioration of the power supply 102, and the like stored in the remaining power level measurement IC 124 can be acquired in accordance with the timing of transmitting the 2 C clock signal.
  • the remaining amount measurement IC 124 is configured to update data in a cycle of 1 second. Therefore, when attempting to calculate the impedance of the RLC series circuit using the voltage value and current value measured by the remaining amount measurement IC 124, the impedance is calculated in a period of one second at the fastest. Therefore, the temperature of the susceptor 110 is estimated in a one-second cycle at the fastest. Such a period may not be short enough to adequately control heating of the susceptor 110 . Therefore, in this embodiment, it is desirable not to use the voltage value and current value measured by the remaining amount measurement IC 124 for measuring the impedance of the RLC series circuit.
  • the fuel gauging IC 124 is not used as the voltage sensing circuit 134 and the current sensing circuit 136 as described above. Therefore, in the induction heating device 100 according to this embodiment, the remaining amount measurement IC 124 is not essential. However, by using the remaining amount measurement IC 124, the state of the power supply 102 can be accurately grasped.
  • the induction heating device 100 may comprise a light emitting element 138 such as an LED.
  • Circuitry 104 may include light emitting element drive circuitry 126 for driving light emitting elements 138 .
  • the light emitting element 138 can be used to provide various information to the user, such as the status of the induction heating device 100 .
  • Light emitting element driver circuit 126 may store information regarding various light emitting modes of light emitting element 138 .
  • the control unit 118 transmits the I 2 C data signal from the SDA terminal of the control unit 118 to the SDA terminal of the light emitting element driving circuit 126 to designate a desired light emission mode, thereby causing the light emitting element 138 to emit light in a desired manner.
  • the light emitting element driving circuit 126 can be controlled.
  • the circuit 104 may include a charging circuit 122.
  • the charging circuit 122 responds to a charge enable signal from the control unit 118 received at the CE terminal, and supplies a voltage (VBUS terminal and the GND terminal) to a voltage suitable for charging the power supply 102 .
  • the regulated voltage is supplied from the BAT terminal of charging circuit 122 .
  • the adjusted current may be supplied from the BAT terminal of the charging circuit 122 .
  • Circuitry 104 may also comprise a voltage divider circuit 140 . When the charging power supply is connected, a VBUS detection signal is transmitted from the VBUS terminal of charging circuit 122 to control unit 118 via voltage dividing circuit 140 .
  • the VBUS detection signal becomes a value obtained by dividing the voltage supplied from the charging power supply by the voltage dividing circuit 140, so that the VBUS detection signal becomes high level.
  • the charging power supply is not connected, it is connected to the ground through the voltage dividing circuit 140, so the VBUS detection signal becomes low level. Therefore, control unit 118 can determine that charging has started.
  • the CE terminal may be of positive logic or of negative logic.
  • the circuit 104 may comprise a button 128.
  • a low-level button detection signal is sent to control unit 118 by connecting to ground via button 128 .
  • the controller 118 can determine that the button has been pressed, and can control the circuit 104 to start aerosol generation.
  • Circuitry 104 may comprise a voltage regulation circuit 120 .
  • Voltage regulation circuit 120 regulates voltage V BAT (eg, 3.2-4.2 volts) of power supply 102 to provide voltage V sys (eg, , 3 volts).
  • voltage regulation circuit 120 may be a linear regulator such as an LDO (low dropout regulator).
  • LDO low dropout regulator
  • the voltage Vsys generated by the voltage adjustment circuit 120 is applied to the VDD terminal of the control unit 118, the VDD terminal of the remaining amount measurement IC 124, the VDD terminal of the light emitting element drive circuit 126, the circuit including the button 128, and the like. may be supplied.
  • the current sensing circuit 136 is positioned closer to the coil 106 in the path between the power supply 102 and the coil 106 than the branch point from that path to the voltage regulation circuit 120 (point A in FIG. 2). may be placed. With this configuration, the current sensing circuit 136 can accurately measure the value of the current supplied to the coil 106 that does not include the current supplied to the voltage regulation circuit 120 . Therefore, the impedance and temperature of the susceptor 110 can be accurately measured or estimated.
  • Circuit 104 may be configured such that current sensing circuit 136 is not placed in the path between charging circuit 122 and power supply 102 .
  • the current sensing circuit 136 detects current in the path between the power source 102 and the coil 106 rather than the junction from that path to the charging circuit 122 (point B in FIG. 2). may be placed near the This configuration prevents the current supplied from charging circuit 122 from flowing through resistor R sense2 in current sensing circuit 136 while power supply 102 is charging (switches Q 1 and Q 2 are off). Therefore, it is possible to reduce the possibility that the resistor Rsense2 will fail.
  • since current can be prevented from flowing to the operational amplifier of the current detection circuit 136 while the power supply 102 is being charged, power consumption can be suppressed.
  • the circuit 104 may also include a switch Q 4 that is switched between an on state and an off state by a ground switch signal sent from the controller 118 .
  • control unit 118 of the induction heating device 100 has at least seven modes of SLEEP, CHARGE, ACTIVE, PRE-HEAT, INTERVAL, HEAT and ERROR. It explains the process to do.
  • the induction heating of the susceptor 100 by the induction heating device 100 is configured by the PRE-HEAT mode, the INTERVAL mode, and the HEAT mode.
  • FIG. 4 is a flowchart of an exemplary process 400 executed by the control unit 118 when in SLEEP mode.
  • the SLEEP mode may be a mode for reducing power consumption when the induction heating device 100 is not in use.
  • S410 indicates a step of determining whether connection of the charging power supply to the charging power supply connector 116 has been detected.
  • Control unit 118 can determine that connection of the charging power supply has been detected based on the VBUS detection signal described above. If it is determined that the connection of the charging power supply has been detected ("Yes” in S410), the control unit 118 shifts to the CHARGE mode, otherwise ("No" in S410), the process proceeds to step S420. As a specific example, in S410, if the VBUS detection signal is at high level, it is determined as "Yes", and if the VBUS detection signal is at low level, it is determined as "No".
  • S420 indicates a step of determining whether a predetermined operation on the button 128 of the induction heating device 100 has been detected.
  • Control unit 118 can determine that a predetermined operation on button 128 has been detected based on the button detection signal described above. It should be noted that an example of the predetermined operation in step S420 is long pressing or repeated pressing of button 128 . If it is determined that a predetermined operation on button 128 has been detected ("Yes" in S420), control unit 118 shifts to the ACTIVE mode, otherwise ("No" in S420), the process returns to step S410.
  • control unit 118 transitions to CHARGE mode in response to detecting connection of a charging power source, and transitions to ACTIVE mode in response to detecting button operation. Become. In other words, the control unit 118 continues to stay in the SLEEP mode when neither the connection of the charging power source nor the operation of the button is detected.
  • FIG. 5 is a flowchart of exemplary processing 500 executed by the control unit 118 when in CHARGE mode. Exemplary process 500 may begin in response to controller 118 transitioning to CHAEGE mode.
  • S510 indicates a step of executing a process for starting charging of the power supply 102.
  • Processing to initiate charging of power source 102 may include processing to turn on or initiate transmission of the charge enable signal described above.
  • Turning on the charge enable signal means setting the level of the charge enable signal according to the logic of the CE terminal. That is, when the CE terminal is of positive logic, the charge enable signal is set to high level, and when the CE terminal is of negative logic, the charge enable signal is set to low level.
  • S520 indicates a step of determining whether removal of the charging power supply from the charging power supply connector 116 has been detected.
  • Control unit 118 can detect removal of the charging power supply from charging power supply connection unit 116 based on the VBUS detection signal described above. If it is determined that the removal of the charging power supply has been detected ("Yes” in S520), the process proceeds to step S530; otherwise ("No" in S520), the process returns to step S520.
  • S530 indicates a step of executing a process for terminating charging of the power supply 102.
  • Processing to terminate charging of power source 102 may include processing to turn off or stop transmitting the charge enable signal described above.
  • Turning off the charge enable signal means setting the level of the charge enable signal to a level that does not correspond to the logic of the CE terminal. That is, when the CE terminal is of positive logic, the charge enable signal is set to low level, and when the CE terminal is of negative logic, the charge enable signal is set to high level.
  • step S540 based on the charge level of the power supply 102 (the amount of power remaining in the power supply 102), the number of usable aerosol-forming substrates 108 (although stick-shaped aerosol-forming substrates 108 are assumed, the number of aerosol-forming substrates 108 is is not limited to this, so it should be noted that the 'usable number' can be generalized to 'usable number'.
  • the usable number will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a pseudo graph for explaining the usable number.
  • the 610 corresponds to the power supply 102 when it is not yet used (hereinafter referred to as "when not in use"), and its area indicates the full charge capacity when not in use. Note that the fact that the power supply 102 has not yet been used may mean that the number of discharges since the power supply 102 was manufactured is zero or the number of discharges is less than or equal to the first predetermined number of discharges. An example full charge capacity of the power supply 102 when not in use is approximately 220mAh.
  • Reference numeral 620 corresponds to the power source 102 used in the induction heating device 100 and, to be precise, when the power source 102 has deteriorated to some extent due to repeated discharge and charging (hereinafter referred to as "degraded"), and its area is It shows the full charge capacity at the time of deterioration. As is clear from FIG. 6, the full charge capacity of power supply 102 when not in use is greater than the full charge capacity of power supply 102 when deteriorated.
  • 630 corresponds to the power amount (energy) required to consume one aerosol-forming substrate 108, and the area indicates the corresponding power amount. All four 630 in FIG. 6 have the same area, and the corresponding power amounts are also approximately the same. Note that an example amount of power 630 required to consume one aerosol-forming substrate 108 is approximately 70 mAh. Note that one aerosol-forming substrate 108 may be considered to be consumed when a predetermined number of suctions or heating for a predetermined period of time is performed.
  • the surplus power amount 640 when not in use is greater than the surplus power amount 650 when deteriorated.
  • 660 indicates the output voltage of the power supply 102 when fully charged, an example of which is about 3.64V. As 660 is the same for the power supply 102 (610) when unused and the power supply 102 (620) when deteriorated, the voltage when the power supply 102 is fully charged is basically the same regardless of the deterioration of the power supply 102. That is, it is constant regardless of SOH (State Of Health).
  • 670 indicates the final discharge voltage of the power supply 102, an example of which is about 2.40V. As 670 is the same for the power supply 102 (610) when unused and the power supply 102 (620) when deteriorated, basically the discharge end voltage of the power supply 102 is SOH is constant regardless of
  • Power supply 102 is preferably not used until the voltage reaches end-of-discharge voltage 670, in other words until the charge level of power supply 102 is zero. This is because when the voltage of the power supply 102 becomes equal to or lower than the discharge end voltage 670 or when the charge level of the power supply 102 becomes zero, the deterioration of the power supply 102 progresses rapidly. Also, the closer the voltage of the power supply 102 is to the discharge end voltage 670, the more the power supply 102 deteriorates.
  • the power source 102 when the power source 102 is used, more precisely, when the discharge and charge are repeated, the full charge capacity of the power source 102 decreases and a predetermined number (two in FIG. 6) of the aerosol-forming substrates 108 is discharged.
  • the amount of surplus power after consuming is smaller when deteriorated (650) than when unused (640).
  • the control unit 118 prevents the power supply 102 from being used until the voltage reaches the discharge end voltage 670 or its vicinity, in other words, until the charge level of the power supply 102 becomes zero or its vicinity. It is preferable to set the usable number. That is, the usable number can be set as follows, for example.
  • n int ((e ⁇ S)/C)
  • n is the number of usable power sources
  • e is the charge level of the power source 102 (unit is mAh, for example)
  • S is a parameter (unit is mAh)
  • C is the amount of power required to consume one aerosol-forming substrate 108 (in units of mAh, for example)
  • int() is a function that truncates decimals in ( ).
  • e is a variable, which can be acquired by the control unit 118 communicating with the remaining amount measurement IC 124 .
  • S and C are constants, which can be experimentally obtained in advance and stored in advance in a memory (not shown) of the control unit 118 .
  • S is the amount of surplus power 650 obtained experimentally when power supply 102 is discharged a second predetermined number of discharges (>> first predetermined number of discharges), i.e. when assumed degradation occurs. Alternatively, it may be a value obtained by adding + ⁇ to the surplus power amount.
  • the control unit 118 determines that the deterioration of the power source 102 has progressed sufficiently, and charges and discharges the power source 102. may be prohibited.
  • the term "deteriorated" when calculating S refers to a state in which the SOH has not yet reached a predetermined value, but the deterioration has progressed beyond that of the unused state.
  • control unit 118 transitions to the ACTIVE mode.
  • control unit 118 determines whether removal of the charging power supply from charging power supply connection unit 116 has been detected.
  • the charging circuit 122 may determine the completion of charging of the power supply 102 and determine whether the control unit 118 has received the determination through I2C communication or the like.
  • FIG. 7 is a flowchart of exemplary processing (hereinafter referred to as "main processing") 700 mainly executed by the control unit 118 when in the ACTIVE mode.
  • Main process 700 may begin in response to controller 118 transitioning to ACTIVE mode.
  • S705 indicates the step of activating the first timer.
  • the value of the first timer increases or decreases with the passage of time from the initial value. It is assumed below that the value of the first timer increases as time elapses. Also, the first timer may be stopped when the controller 118 shifts to another mode. The same applies to a second timer and a third timer, which will be described later.
  • S710 shows the step of notifying the user of the charge level of the power supply 102.
  • the notification of the charge level is realized by causing the control unit 118 to communicate with the light-emitting element driving circuit 126 based on the information of the power supply 102 acquired through communication with the remaining amount measurement IC 124 and cause the light-emitting element 138 to emit light in a predetermined manner. be able to. This also applies to other notifications described later.
  • the charge level notification is preferably temporary.
  • S715 indicates a step of activating another process (hereinafter referred to as "sub-process") so as to be executed in parallel with the main process 700.
  • Sub-processes activated in this step will be described later. Execution of the sub-process may be stopped when the control unit 118 shifts to another mode. This also applies to other sub-processes to be described later.
  • S720 indicates a step of determining whether a predetermined period of time has elapsed based on the value of the first timer. If it is determined that the predetermined time has elapsed ("Yes" in S720), the control unit 118 shifts to the SLEEP mode, otherwise ("No" in S720), the process proceeds to step S725.
  • Non-heating AC power controls the supply of non-heating AC power to the aforementioned RLC series circuit, i.e., the circuit for inductively heating the susceptor 110, which is at least part of the aerosol-forming substrate 108, and measures the impedance of the RLC series circuit. shows the steps to Non-heating AC power may be generated by turning off switch Q1 , turning on switch Q2 , and switching switch Q3 .
  • the average value or effective value of the energy given to the RLC series circuit by supplying non-heating AC power is smaller than the average value or effective value of the energy given to the RLC series circuit by supplying heating AC power, which will be described later.
  • the non-heating AC power preferably has a resonance frequency f0 of the RLC series circuit.
  • the supply of non-heating AC power is only for measuring the impedance of the RLC series circuit. Therefore, after the data for measuring the impedance of the RLC series circuit (for example, the effective value V RMS of the voltage and the effective value I RMS of the current respectively measured by the voltage detection circuit 134 and the current detection circuit 136 which will be described later) are acquired, , the supply of this non-heating AC power may be promptly stopped. On the other hand, the supply of non-heating AC power may be continued until a predetermined point in time, for example, until the controller 118 shifts to another mode. Stopping the supply of non-heating AC power can be achieved by either or both of turning off the switch Q2 and turning off the switching of the switch Q3 . Note that at step S725, switch Q1 may even be off.
  • S730 indicates a step of determining whether the measured impedance is abnormal.
  • the control unit 118 controls the impedance measured in step 725 to be within the impedance range including the measurement error determined based on the impedance measured when the regular aerosol-generating substrate 108 is properly inserted into the induction heating device 100. , it can be determined that the measured impedance is abnormal. If the impedance is determined to be abnormal ("Yes" in S730), the process proceeds to step S735; otherwise ("No" in S730), the process proceeds to step S745.
  • S735 indicates the step of performing a predetermined failsafe action.
  • a predetermined fail-safe action may include turning switches Q 1 , Q 2 and Q 3 all off.
  • step S740 indicates a step of notifying the user of a predetermined error.
  • the control unit 118 transitions to an ERROR mode for performing predetermined error processing. Note that detailed processing of the ERROR mode is omitted.
  • S745 indicates a step of determining whether the susceptor 110 is detected based on the impedance measured in step S725.
  • detection of the susceptor 110 can be regarded as detection of the aerosol-forming substrate 108 including the susceptor 110 . Detection of the susceptor 110 based on impedance will be described later.
  • S750 indicates a step of determining whether the usable number is one or more. If the usable number is 1 or more (“Yes” in S750), the control unit 118 shifts to the PRE-HEAT mode, otherwise (“No” in S750), the process proceeds to step S755.
  • step S755 indicates a step of giving a predetermined low remaining power notification to the user indicating that the remaining amount of power in the power supply 102 is low.
  • step S755 the control unit 118 transitions to the SLEEP mode.
  • main process 700 provides for automatic induction heating of aerosol-forming substrate 108 after insertion of aerosol-forming substrate 108 into housing 101 .
  • FIG. 8 is a flow chart of an exemplary first sub-process 800 launched at step S715 in the main process 700 in ACTIVE mode.
  • S810 indicates a step of determining whether a predetermined operation on the button 128 has been detected.
  • An example of the predetermined operation in step S810 is a short press of button 128 . If it is determined that a predetermined operation on button 128 has been detected ("Yes” in S810), the process proceeds to step S820, otherwise ("No" in S810), the process returns to step S810.
  • step S820 indicates the step of resetting the first timer and returning its value to the initial value.
  • the value of the first timer may be brought close to the initial value, or the predetermined time in step S720 may be kept away from the value of the first timer.
  • step S830 shows the step of informing the user of the charge level of the power supply 102. After step S830, the process returns to step S810.
  • control unit 118 may shift to the SLEEP mode when a predetermined time has elapsed since shifting to the ACTIVE mode. , again informs the user of the charge level of the power supply 102 so that the transition to SLEEP mode can be postponed.
  • FIG. 9 is a flow chart of an exemplary second sub-process 900 launched at step S715 in the main process 700 in ACTIVE mode.
  • S910 indicates a step of determining whether connection of the charging power source to the charging power source connector 116 has been detected. If it is determined that the connection of the charging power supply has been detected ("Yes” in S910), the control unit 118 shifts to the CHARGE mode, otherwise ("No" in S910), the process returns to step S910. Similar to step S410, control unit 118 can determine that connection of the charging power supply has been detected based on the VBUS detection signal described above. Note that when shifting to the CHARGE mode, the control unit 118 preferably turns off all of the switches Q 1 , Q 2 and Q 3 .
  • control unit 118 automatically shifts to the CHARGE mode in response to connection of the charging power supply.
  • FIG. 10 is a flowchart of exemplary processing (main processing) 1000 mainly executed by the control unit 118 in the PRE-HEAT mode.
  • Main process 1000 may begin in response to controller 118 transitioning to PRE-HEAT mode.
  • S1010 indicates a step of controlling to start supplying AC power for heating to the RLC series circuit.
  • the AC power for heating is generated by turning on the switch Q1 , turning off the switch Q2 , and switching the switch Q3 .
  • the average or effective value of the energy given to the RLC series circuit by supplying the AC power for heating is greater than the average value or effective value of the energy given to the RLC series circuit by supplying the AC power for non-heating described above.
  • S1020 indicates a step of activating another process (sub-process) so as to be executed in parallel with the main process 1000. Sub-processes activated in this step will be described later.
  • S1030 indicates a step of executing processing according to the detection of the susceptor 110 . This step will be described later.
  • the step includes at least measuring the impedance of the RLC series circuit.
  • step S1040 shows a step of obtaining the temperature of at least a part of the susceptor 110 or the aerosol-forming substrate 108 (hereinafter referred to as "susceptor temperature" for convenience) from the impedance measured in step S1030. Acquisition of the susceptor temperature based on impedance will be described later. Note that step S1040 may be omitted by using a preheating target impedance corresponding to the preheating target temperature instead of the preheating target temperature in step S1050 described later. In this case, the impedance and the preheating target impedance are compared in step S1050.
  • S1050 indicates a step of determining whether the acquired susceptor temperature has reached a predetermined preheating target temperature. If it is determined that the susceptor temperature has reached the preheating target temperature ("Yes” in S1050), the process proceeds to step S1060; otherwise ("No” in S1050), the process returns to step S1030. It should be noted that even when a predetermined period of time has elapsed since the start of the PRE-HEAT mode, it may be determined that the preheating is completed and "Yes" is determined in step S1050.
  • step S1060 shows the step of notifying the user that preheating of the aerosol-forming substrate 108 is complete. This notification may be made by the LED 138, or may be made by a vibration motor or a display (not shown). After step S1060, control unit 118 transitions to the INTERVAL mode.
  • preheating of the aerosol-forming substrate 108 can be achieved.
  • FIG. 11 is a flowchart of exemplary processing (main processing) 1100 mainly executed by the control unit 118 when in the INTERVAL mode.
  • Main process 1100 may begin in response to controller 118 transitioning to INTERVAL mode.
  • S1110 indicates a step of controlling to stop the supply of AC power for heating to the RLC series circuit. Stopping the supply of AC power for heating can be achieved by either or both of turning off the switch Q1 and stopping switching of the switch Q3 to turn it off. Note that at step S1110, switch Q2 may even be off.
  • S1120 indicates a step of activating another process (sub-process) so as to be executed in parallel with the main process 1100. Sub-processes activated in this step will be described later.
  • S1130 indicates a step of controlling the supply of non-heating AC power to the RLC series circuit and measuring the impedance of the RLC series circuit. This step may be similar to step S725 of the main process 700 in ACTIVE mode.
  • step S1140 indicates the step of obtaining the susceptor temperature from the measured impedance. Note that step S1140 may be omitted by using the cooling target impedance corresponding to the cooling target temperature instead of the cooling target temperature in step S1150 described later. In this case, the impedance and the cooling target impedance are compared in step S1150.
  • S1150 indicates a step of determining whether the acquired susceptor temperature has reached a predetermined cooling target temperature. If it is determined that the susceptor temperature has reached the cooling target temperature ("Yes” in S1150), the controller 118 shifts to the HEAT mode, otherwise ("No” in S1150), the process returns to step S1130. It should be noted that even when a predetermined period of time has elapsed since the INTERVAL mode was started, it may be determined that the cooling is completed and "Yes" is determined in step S1150.
  • the susceptor In PRE-HEAT mode, the susceptor is rapidly heated so that the aerosol can be rapidly supplied. On the one hand, such rapid heating can lead to excessive aerosol volumes being generated. Therefore, by executing the INTERVAL mode before the HEAT mode, the amount of generated aerosol can be stabilized from the completion of the PRE-HEAT mode to the completion of the HEAT mode. In other words, the main process 1100 allows the preheated aerosol-forming substrate 108 to cool prior to the HEAT mode for stabilization of aerosol generation.
  • FIG. 12 is a flowchart of exemplary processing (main processing) 1200 mainly executed by the control unit 118 in the HEAT mode.
  • Main process 1200 may begin in response to controller 118 transitioning to HEAT mode.
  • S1205 indicates the step of activating the second timer.
  • S1210 indicates a step of activating another process (sub-process) so as to be executed in parallel with the main process 1200. Sub-processes activated in this step will be described later.
  • S1215 indicates a step of controlling to start supplying AC power for heating to the RLC series circuit.
  • S1220 indicates a step of executing processing according to the detection of the susceptor 110 .
  • This step includes at least measuring the impedance of the RLC series circuit.
  • step S1225 indicates a step of acquiring the susceptor temperature from the impedance measured in step S1220. Note that step S1225 may be omitted by using a heating target impedance corresponding to the heating target temperature instead of the heating target temperature in step S1230 described later. In this case, the impedance and the heating target impedance are compared in step S1230.
  • S1230 indicates a step of determining whether the acquired susceptor temperature is equal to or higher than a predetermined heating target temperature. If the susceptor temperature is equal to or higher than the heating target temperature ("Yes" in S1230), the process proceeds to step S1235; otherwise ("No" in S1230), the process proceeds to step S1240.
  • S1235 indicates a step of waiting for a predetermined time after controlling to stop the supply of AC power for heating to the RLC series circuit. This step is intended to temporarily stop the supply of AC power for heating to the RLC series circuit and lower the temperature of the susceptor that has exceeded the heating target temperature.
  • S1240 indicates a step of determining whether a predetermined heating end condition is satisfied.
  • predetermined heating termination conditions include a condition that a predetermined time has elapsed based on the value of the second timer, a condition that suction has been performed a predetermined number of times using the aerosol-forming substrate 108 currently in use, or It may be an OR condition of these conditions. A suction detection method will be described later. If it is determined that the heating end condition is satisfied ("Yes" in S1240), the process proceeds to step S1245; otherwise ("No" in S1240), the process returns to step S1220.
  • step S1245 indicates a step of decreasing the usable number by one. After step S1245, control unit 118 shifts to SLEEP mode.
  • the susceptor temperature can be kept at a predetermined temperature for aerosol generation in a desired manner.
  • FIG. 13A is a flowchart of processing 1300A in response to detection of an exemplary susceptor 110.
  • FIG. 13A is a flowchart of processing 1300A in response to detection of an exemplary susceptor 110.
  • step S1305 shows the step of measuring the impedance of the RLC series circuit. Note that before step S1305, heating AC power is started to be supplied to the RLC series circuit.
  • S1310 indicates a step of determining whether the susceptor 110 is detected based on the measured impedance. If the susceptor 110 is detected based on the impedance ("Yes" in S1310), the example process 1300A ends and returns to the main process 1000 or 1200; otherwise ("No" in S1310), the process proceeds to step S1315. proceed to
  • S1315 indicates a step of stopping the supply of AC power for heating to the RLC series circuit.
  • step S1320 indicates a step of decreasing the usable number by one. After step S1320, control unit 118 transitions to the ACTIVE mode.
  • induction heating can be stopped if, for example, the aerosol-forming substrate 108 is removed during induction heating.
  • the safety of the induction heating device 100 can be improved, and waste of power stored in the power supply 102 can be reduced.
  • the control unit 118 reduces the usable number by one when the aerosol-forming substrate 108 is removed.
  • the voltage of the power supply 102 after the usable number is exhausted is less likely to reach the discharge end voltage or the vicinity of the discharge end voltage, compared to the case where the usable number is not reduced. Therefore, promotion of deterioration of the power supply 102 can also be suppressed.
  • FIG. 13B is a flowchart of another exemplary process 1300B in response to detection of the susceptor 110.
  • FIG. 13B Since some steps included in exemplary process 1300B are common to exemplary process 1300A, differences will be described below.
  • step 1325 the process proceeds to step 1325 after step S1315.
  • S1325 indicates a step of notifying the user of a predetermined error.
  • This predetermined error notification corresponds to failure in detection of the susceptor 110 during induction heating due to accidental removal of the aerosol-forming substrate 108 or the like.
  • This predetermined error notification may be made by the LED 138 or the like.
  • S1330 indicates the step of activating the third timer.
  • S1335 indicates a step of controlling the supply of non-heating AC power to the RLC series circuit and measuring the impedance of the RLC series circuit. This step may be similar to step S725 of the main process 700 in ACTIVE mode.
  • S1340 indicates a step of determining whether the susceptor 110 is detected based on the measured impedance. If it is determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance ("Yes” in S1340), the process proceeds to step S1350; otherwise ("No” in S1340), the process proceeds to step S1345.
  • S1350 indicates a step of restarting the supply of AC power for heating to the RLC series circuit, which was stopped in step S1315.
  • S1345 indicates a step of determining whether a predetermined time has elapsed based on the value of the third timer. If it is determined that the predetermined time has elapsed ("Yes” in S1345), the process proceeds to step S1320, otherwise ("No" in S1345), the process returns to step S1335.
  • FIG. 14 is a graph showing changes in susceptor temperature.
  • the vertical axis of this graph corresponds to temperature, and the horizontal axis corresponds to time.
  • 1420 indicates the predetermined heating target temperature described above in relation to the HEAT mode main process 1200 .
  • the HEAT mode has a heating profile including multiple phases to which different heating target temperatures are applied. More specifically, 1420 indicates the heating target temperature of the first phase in the HEAT mode heating profile.
  • the period of the PRE-HEAT mode generally ends when the susceptor temperature reaches the predetermined preheating target temperature 1410 .
  • the INTERVAL mode period generally starts when the susceptor temperature reaches the preheating target temperature 1410 and ends when it reaches the cooling target temperature 1415 .
  • the HEAT mode period generally starts when the susceptor temperature reaches the cooling target temperature 1415 and ends at time 1445 .
  • 1445 indicates when the heating end condition is satisfied (step S1240 of the main process 1200).
  • 1450 indicates when the susceptor 110 cannot be detected, that is, when it cannot be determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance in step S1310 of the exemplary process 1300B ("No" in step S1310).
  • 1455 indicates when the susceptor 110 can be detected again, that is, when it is determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance in step S1340 of the exemplary process 1300B ("Yes" in step S1340).
  • S1460 indicates a period during which the susceptor 110 could not be detected.
  • step S1315 which is the stop of the process for induction heating.
  • Induction heating can be controlled assuming that time has elapsed up to step S1350. Therefore, substantially, the heating profile corresponding to the period S1460 in which the susceptor 110 could not detect can be skipped.
  • FIG. 13C is a flowchart of processing 1300C in response to detection of yet another exemplary susceptor 110.
  • FIG. 13C Since some steps included in example process 1300C are common to example process 1300A or 1300B, differences will be described below.
  • S1355 indicates a step of detecting the susceptor 110 based on the measured impedance. This step is similar to step S1310, but differs in that if it cannot be determined that the susceptor 110 has been detected ("No" in S1355), the process proceeds to step S1325.
  • step S1330 the process proceeds to step S1360.
  • Step S1360 shows the step of measuring the impedance of the RLC series circuit.
  • Step S1360 is similar to step S1335, but step S1360 need not control the RLC series circuit to supply non-heating AC power. This is because the supply of AC power for heating to the RLC series circuit is not stopped at the time of step S1360.
  • S1365 indicates a step of determining whether the susceptor 110 is detected based on the measured impedance. This step is similar to step S1340, but if it is determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance ("Yes” in S1365), the process returns to step S1305, otherwise ("No” in S1365). , the process proceeds to step S1370.
  • S1370 indicates a step of determining whether a predetermined time has elapsed based on the value of the third timer. This step is similar to step S1345, but if it is determined that the predetermined time has passed ("Yes" in S1370), the process proceeds to step S1315; otherwise ("No" in S1370), the process proceeds to The difference is that the process returns to step S1360.
  • the example process 1300C will be further described with reference to FIG. Differences from the above description of the exemplary process 1300B will be described below.
  • step 1450 indicates when the susceptor 110 cannot be detected, that is, when it cannot be determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance in step S1355 of the example process 1300C ("No" in step S1355).
  • Reference numeral 1455 indicates when the susceptor 110 can be detected again, that is, when it is determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance in step S1365 of the exemplary process 1300C ("Yes” in step S1365).
  • the HEAT mode has a heating profile that includes multiple phases to which different heating target temperatures are applied.
  • the HEAT mode process can include a process of changing the heating target temperature at one or more timings (for example, step S2115 in FIG. 21 described later).
  • the period S1460 in which the susceptor 110 cannot be detected does not affect the one or more timings.
  • example process 1300C does not include steps S1315 and S1350 in example process 1300B. That is, according to the exemplary process 1300C, the period S1460 during which the susceptor 110 cannot be detected can be prevented from affecting the overall length of the heating profile.
  • FIG. 13D is a flowchart of yet another exemplary process 1300D in response to detection of the susceptor 110.
  • FIG. 13D is a flowchart of yet another exemplary process 1300D in response to detection of the susceptor 110.
  • step S1375 is the same step as step S1310, but differs in that the process proceeds to step S1385 when it is determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance.
  • step S1325 the process proceeds to step S1380.
  • S1380 indicates the step of stopping the running second timer and starting the third timer. Stopping the second timer prevents the value of the second timer from increasing with the passage of time. In other words, the progression of the heating profile is interrupted.
  • S1385 indicates a step of determining whether the second timer has been stopped. This step may be a step of determining whether step S1380 has been performed. If it is determined that the second timer has stopped ("Yes" in S1385), the process proceeds to step S1390; back to
  • S1390 indicates a step of restarting the stopped second timer.
  • the value of the second timer increases again as time elapses from the value when the second timer was stopped. In other words, the progress of the heating profile is resumed.
  • the example process 1300D will be further described with reference to FIG. Differences from the above description of the exemplary process 1300B will be described below.
  • step S1375 of the exemplary process 1300D (“No" in step S1375).
  • step S1315 which is the stop of the process for induction heating.
  • Induction heating can be controlled assuming that no time has passed up to step S1350. To that end, the progression of the heating profile can be substantially interrupted.
  • FIG. 13E is a flowchart of yet another exemplary process 1300E in response to detection of a susceptor 110.
  • FIG. 13E Since some steps included in example process 1300E are common to example processes 1300A, 1300B, 1300C, or 1300D, differences will be described below.
  • step S1392 is the same step as step S1310, but differs in that the process proceeds to step S1394 when it is determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance.
  • S1394 indicates the step of determining whether the third timer has been started. This step may be a step of determining whether step S1330 has been performed. If it is determined that the third timer has started ("Yes" in S1394), the process proceeds to step S1396; back to
  • This predetermined process may be a process of extending one of the phases included in the HEAT mode by the value of the third timer, ie, the length of the period during which the susceptor 110 was unable to detect.
  • this predetermined process may be a process of delaying at least one of the one or more timings for changing the heating target temperature by the length of the period during which the susceptor 110 was unable to detect. This can be realized, for example, by delaying the timing for determining to change in step S2105 of FIG. 21, which will be described later.
  • the extension of the phase and/or the delay of the timing of changing the heating target temperature need not necessarily be performed by the length of the period during which the susceptor 110 could not detect.
  • the phase is extended by a value obtained by adding or subtracting a predetermined value to the length of the period during which the susceptor 110 cannot detect, or by a value unrelated to the length of the period during which the susceptor 110 cannot detect,
  • the timing of changing the heating target temperature may be delayed.
  • the example process 1300E will be further described with reference to FIG. Differences from the above description of the exemplary process 1300C will be described below.
  • step S1392 indicates when the susceptor 110 cannot be detected, that is, when it cannot be determined that the susceptor 110 has been detected based on the impedance in step S1392 of the example process 1300E ("No" in step S1392).
  • the timing of changing the heating target temperature is delayed based on the period 1460 from step S1392 when the aerosol-forming substrate cannot be detected until step S1365 when the aerosol-forming substrate is detected again. so that phases of the heating profile can be supplemented or extended. That is, the exemplary process 1300E may extend the length of the heating profile based on the period 1460 during which the susceptor 110 was undetected.
  • FIG. 15 shows an exemplary first sub-process 1500 activated in step S1020 of the PRE-HEAT mode main process 1000, step S1120 of the INTERVAL mode main process 1100, or step S1210 of the HEAT mode main process 1200. is a flow chart.
  • S1510 indicates a step of determining whether a predetermined operation on the button 128 has been detected. This predetermined operation may be the same as or different from the predetermined operation in steps S420 and S810. Note that an example of the predetermined operation in step S1510 is long pressing or repeated pressing of button 128 . If it is determined that the predetermined operation of the button has been detected ("Yes" in S1510), the process proceeds to step S1520; otherwise ("No" in S1510), the process returns to step S1510.
  • S1520 indicates a step of performing control to stop the supply of AC power. If the first sub-process 1500 was activated in step S1020 or step S1210, then this AC power is heating AC power; if the first sub-process 1500 was activated in step S1120, this AC power is non-heating AC power for
  • S1530 indicates a step of decreasing the usable number by one.
  • control unit 118 decreases the number of usable cables by one when the supply of AC power is stopped by the user's operation.
  • the voltage of the power supply 102 after the usable number of aerosol-forming substrates 108 are exhausted is less likely to reach or near the discharge final voltage, compared to the case where the usable number is not reduced. Therefore, promotion of deterioration of the power supply 102 can also be suppressed.
  • FIG. 16 shows an exemplary second sub-process 1600 activated in step S1020 of the PRE-HEAT mode main process 1000, step S1120 of the INTERVAL mode main process 1100, or step S1210 of the HEAT mode main process 1200. is a flow chart.
  • S1610 indicates the step of measuring the discharge current.
  • the discharge current can be measured by current sensing circuit 136 .
  • S1620 indicates a step of determining whether the measured discharge current is excessive. If it is determined that the discharge current is excessive ("Yes” in S1620), the process proceeds to step S1630; otherwise ("No” in S1620), the process returns to step S1610.
  • S1630 shows the step of performing a predetermined fail-safe action.
  • step S1640 indicates a step of notifying the user of a predetermined error.
  • This predetermined error notification corresponds to excessive discharge current.
  • control unit 118 transitions to the ERROR mode. This error notification may be made by the LED 138 .
  • FIG. 17 illustrates the principle of detecting the susceptor 110, which is at least part of the aerosol-forming substrate 108, based on impedance, and the principle of obtaining the temperature of the susceptor 110, which is at least part of the aerosol-forming substrate 108, based on impedance. It is a diagram for
  • FIG. 1710 shows the equivalent circuit of the RLC series circuit when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted into the induction heating device 100.
  • L indicates the value of the inductance of the RLC series circuit. Strictly speaking, L is a value obtained by combining the inductance components of a plurality of elements included in the RLC series circuit, but it may be equal to the value of the inductance of the coil 106 .
  • C2 indicates the value of the capacitance of the RLC series circuit. Strictly speaking, C2 is a value obtained by combining capacitance components of a plurality of elements included in the RLC series circuit, but may be equal to the capacitance value of capacitor C2 .
  • R Circuit indicates the resistance value of the RLC series circuit.
  • R Circuit is a value obtained by combining resistance components of a plurality of elements included in the RLC series circuit.
  • L, C2 and R Circuit can be pre-obtained from the spec sheet of the electronic device or pre-measured experimentally and pre-stored in the memory (not shown) of the controller 118. .
  • the impedance Z0 of the RLC series circuit when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted into the induction heating device 100 can be calculated by the following equation.
  • 1720 shows the equivalent circuit of the RLC series circuit when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the induction heating device 100.
  • FIG. The difference at 1720 from 1710 is that there is a resistance component (R susceptor ) due to the susceptor 110 , which is at least part of the aerosol-forming substrate 108 .
  • the impedance Z1 of the RLC series circuit when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the induction heating device 100 can be calculated by the following equation.
  • the impedance of the RLC series circuit is greater when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the induction heating device 100 than when it is not.
  • the impedance Z0 when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted into the induction heating device 100 and the impedance Z0 when it is inserted are experimentally obtained in advance, and the threshold value set between them is set in the controller 118. It is stored in advance in a memory (not shown). Thus, it is possible to determine whether the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the induction heating device 100, ie whether the susceptor 110 is detected, based on whether the measured impedance Z is greater than the threshold. As noted above, detection of the susceptor 110 can be considered detection of the aerosol-forming substrate 108 .
  • control unit 118 calculates the impedance Z of the RLC series circuit as follows based on the effective value V RMS of the voltage and the effective value I RMS of the current respectively measured by the voltage detection circuit 134 and the current detection circuit 136. can be done.
  • the relationship between the R suceptor and the susceptor temperature is experimentally obtained in advance and stored in advance in a memory (not shown) of the control unit 118, so that the R suceptor further calculated from the impedance Z of the RLC series circuit is It is possible to obtain the susceptor temperature based on
  • FIG. 18 shows an equivalent circuit of the RLC series circuit when AC power is supplied at the resonance frequency f0 of the RLC series circuit.
  • 1810 and 1820 show the equivalent circuits of the RLC series circuit when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted into the induction heating device 100 and when it is inserted, respectively.
  • the resonant frequency f0 can be derived as follows.
  • the inductance component and capacitance component of the RLC series circuit can be ignored with respect to the impedance of the RLC series circuit.
  • the impedance Z0 of the RLC series circuit when the aerosol-forming substrate 108 is not inserted into the induction heating device 100 and the impedance Z1 of the RLC series circuit when the aerosol-forming substrate 108 is inserted at the resonant frequency f0 are as follows: .
  • the value R susceptor of the resistance component of the susceptor 110 which is at least a part of the aerosol-forming substrate 108 when the aerosol-forming substrate 108 is inserted into the induction heating device 100 at the resonance frequency f0 , is calculated by the following formula. be able to
  • the resonance frequency f0 of the RLC series circuit in one or both of detecting the susceptor 110 and obtaining the susceptor temperature based on the impedance is advantageous in terms of ease of calculation. be.
  • using the resonance frequency f0 of the RLC series circuit is also advantageous in that the power stored by the power supply 102 is supplied to the susceptor 110 with high efficiency and high speed.
  • the induction heating device 100 heats the aerosol-forming substrate 108 more appropriately by changing the switching frequency of the AC generation circuit 132 in the PRE-HEAT mode, the INTERVAL mode, and the multi-phase HEAT mode. can do.
  • FIG. 19 shows graphs (a), (b), and (c) respectively showing changes in the temperature of the susceptor 110, the switching frequency of the AC generating circuit 132, and the impedance of the circuit 104 in the induction heating device 100 of this example. It is a diagram. Similar to FIG. 14, in FIG. 19, arrow 1430 indicates the period of PRE-HEAT mode, arrow 1435 indicates the period of INTERVAL mode, and arrow 1440 indicates the period of HEAT mode. In (a), the solid line graph indicates the temperature of the susceptor 110, and the dashed line graph indicates the target temperature (preheating target temperature, cooling target temperature, heating target temperature) in each period.
  • FIG. 19 illustrates that the temperature of the susceptor 110 (or the susceptor temperature) reaches the heating target temperature and that the phases are switched, but this illustrates an ideal behavior. Because he did.
  • the behavior shown in FIG. 19 corresponds to the timing at which the switching frequency of the switch Q3 is changed and the timing at which the temperature of the susceptor 110 reaches the heating target temperature for the first time.
  • the temperature of the susceptor 110 repeats a behavior in which the temperature of the susceptor 110 reaches the heating target temperature, then decreases due to the temporary stoppage of the AC power for heating, and then increases again. Therefore, in general, the temperature of the susceptor 110 reaching the heating target temperature does not coincide with the phase switching. This also applies to FIGS. 20 and 22.
  • FIG. 20 and 22 illustrates that the temperature of the susceptor 110 (or the susceptor temperature) reaches the heating target temperature and that the phases are switched, but this illustrates an ideal behavior. because he did.
  • the behavior shown in FIG. 19 corresponds to the timing
  • the switching frequency of the switch Q3 of the AC generation circuit 132 is the resonance frequency f0 during the PRE-HEAT mode period 1430 and the INTERVAL mode period 1435, and It is constant within these periods.
  • the switching frequency of the switch Q3 is controlled to increase stepwise as each phase progresses (the timing of increasing the switching frequency of the switch Q3 is Scheduled in advance (this also applies to specific example 2, which will be described later).
  • the impedance of circuit 104 changes as the switching frequency of switch Q3 changes. As the switching frequency of switch Q3 is stepped up, the impedance of circuit 104 also continues to increase as shown in (c).
  • a change in the impedance of circuit 104 (or a change in the alternating current supplied to coil 106) can be used to detect a temporary drop in temperature when a user inhales the aerosol generated by aerosol source 112. It is possible. That is, when it is detected that the temperature has decreased, it may be determined that the user has inhaled the aerosol.
  • the switching frequency of the switch Q3 is controlled to start from the resonant frequency f0 and gradually move away from the resonant frequency f0 as indicated by the solid line graph in (b).
  • control may be performed so that the resonance frequency once greatly decreases from the resonance frequency f0 and then gradually approaches the resonance frequency f0 .
  • the switching frequency of the switch Q3 increases in a frequency region higher than the resonance frequency as the multiple phases that make up the HEAT mode 1440 progress. As the phase progresses, the switching frequency of the switch Q3 increases in the frequency range lower than the resonance frequency.
  • Rapid heating is required only in the PRE-HEAT mode, and high-efficiency induction heating may not be suitable for stepwise heating in the HEAT mode. Therefore, in this example, by removing the switching frequency of the switch Q3 from the resonance frequency f0 , it is possible to realize a gentle temperature rise. By changing the frequency for each phase in this way, the susceptor 110 can be heated appropriately.
  • FIG. 20 is a diagram showing another example of changes in the temperature of the susceptor 110, the switching frequency of the AC generation circuit 132, and the impedance of the circuit 104 in the induction heating device 100.
  • the switching frequency of the switch Q3 of the AC generation circuit 132 is the resonance frequency f0 during the PRE-HEAT mode period 1430 and the INTERVAL mode period 1435, and is constant during these periods. be.
  • the switching frequency of the switch Q3 is controlled to drop stepwise as each phase progresses.
  • the impedance of circuit 104 continues to decrease.
  • the switching frequency of the switch Q3 may be controlled to be lowered according to the progress of the phase in the HEAT mode as in this example, thereby realizing a gentle temperature rise. can do.
  • the switching frequency of the switch Q3 is controlled so that it once greatly increases from the resonance frequency f0 and then gradually approaches the resonance frequency f0 as indicated by the solid line graph in (b). or it may be controlled to start from the resonant frequency f0 and gradually move away from the resonant frequency f0 as shown by the dashed line graph in (b).
  • the switching frequency of the switch Q3 decreases in a frequency range higher than the resonance frequency
  • the switching frequency of the switch Q3 decreases in the frequency range lower than the resonance frequency.
  • FIG. 21 is a diagram showing a flowchart of exemplary processing mainly executed by the control unit 118 in the HEAT mode.
  • steps S2105, S2110, and S2115 are added to the flowchart of FIG. Steps other than these are the same as those in FIG. 12, so descriptions thereof are omitted.
  • Step S2105 indicates a step of determining whether it is time for the second timer to change the switching frequency of switch Q3 . If it is determined that it is time to change the switching frequency of switch Q3 ("Yes” in step S2105), the switching frequency of switch Q3 is changed (increased or decreased) in step S2110. . Then, in step S2115, the heating target temperature is increased by a predetermined value. If it is determined in step S2105 that it is not the timing to change the switching frequency of the switch Q3 (“No” in step S2105), the processing of steps S2110 and S2115 is skipped (that is, the switching frequency of the switch Q3 is does not change). Note that the processing in step S2110 and the processing in step S2115 may be performed in the opposite order, or may be performed in parallel.
  • FIG. 22 shows graphs (a), (b), and (c) respectively showing changes in the temperature of the susceptor 110, the switching frequency of the AC generating circuit 132, and the impedance of the circuit 104 in the induction heating device 100 of this example. It is a diagram. As shown in (b), in this example, the induction heating device 100 fixes the switching frequency of the AC generation circuit 132 to the resonance frequency in the PRE-HEAT mode, the INTERVAL mode, and the HEAT mode consisting of a plurality of phases. .
  • FIGS. 23 and 24 are diagrams showing flowcharts of exemplary processes mainly executed by the control unit 118 in the HEAT mode.
  • the flowchart of FIG. 23 is different in that the heating control in step S2310 is executed instead of step S1235 in FIG. 12 and that steps S2320 and S2325 are added. Steps other than this are the same as in FIG. 12, so the description is omitted.
  • Step S2320 indicates a step of determining whether or not it is time for the second timer to change the heating target temperature. If it is determined that it is time to change the heating target temperature ("Yes” in step S2320), the heating target temperature is increased by a predetermined value in step S2325. If it is determined in step S2320 that it is not the timing to change the heating target temperature (“No” in step S2320), the process of step S2325 is skipped (that is, the heating target temperature is not changed).
  • FIG. 24 is a flowchart showing an example of details of the heating control in step S2310.
  • Step S23101 indicates a step of controlling to stop the supply of AC power for heating to the RLC series circuit.
  • Step S23102 shows a step of controlling to start supplying non-heating AC power to the RLC series circuit in order to measure the impedance of the RLC series circuit.
  • Step S23103 shows the step of measuring the impedance of the RLC series circuit.
  • Step S23104 indicates a step of controlling to stop supplying non-heating AC power to the RLC series circuit.
  • Step S23105 indicates a step of acquiring the susceptor temperature from the impedance measured in step S23103. Note that the processing of steps S23101 to S23105 may be the same processing as in the flowchart described above.
  • Step S23106 indicates a step of determining whether the susceptor temperature acquired in step S23105 is (predetermined heating target temperature ⁇ ) or less. If the susceptor temperature is (predetermined heating target temperature ⁇ ) or lower, the heating control is terminated, and the process proceeds to step S1215 in FIG. If the susceptor temperature is higher than (predetermined heating target temperature ⁇ ), the process returns to step S23102. That is, when the susceptor temperature is higher than (heating target temperature-.DELTA.), the susceptor temperature is continuously monitored by the high-resistance second circuit including the switch Q2. At this time, the switch Q3 may be switched at predetermined intervals even while the heating of the susceptor 110 is suspended.
  • the switch Q1 is turned ON again to reheat the susceptor 110 by the first circuit.
  • is a value larger than "0"
  • hysteresis can be imparted to the heating control. More specifically, the maximum value of ⁇ is about 5°C.
  • the control using the resonance frequency f0 of the RLC series circuit has been described, but since the elements forming the RLC circuit have product tolerances, it is not necessary to strictly use the resonance frequency f0 . For example, there may be a deviation of about ⁇ 5% from the resonant frequency f0 calculated from the actual parameters of the elements forming the RLC series circuit.
  • the user's suction is detected by a change in impedance, but instead of this, a user's suction may be detected using a suction sensor (not shown in FIG. 2).
  • control unit 118 detects the aerosol-generating substrate 108 based on the susceptor 110, but instead of this, the aerosol-generating substrate 108 may be detected from a marker, RFID, or the like provided on the aerosol-forming substrate 108. good. It will be appreciated that such markers or RFIDs also constitute at least part of the aerosol-forming substrate 108 .
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Induction heating apparatus, 101... Housing, 102... Power supply, 104... Circuit, 106... Coil, 108... Aerosol-forming substrate, 110... Susceptor, 112... Aerosol source, 114... Filter, 116... Charging power supply connector, 118...
  • Control unit 120 Voltage adjusting circuit 122 Charging circuit 126 Light emitting element driving circuit 128 Button 130 Parallel circuit 132 Alternating current generating circuit 134 Voltage detecting circuit 136 Current detecting circuit 138 Light-emitting element 140 Voltage dividing circuit 610 When unused 620 When deteriorated 630 Electric power required to consume one aerosol-forming substrate 640 Surplus electric power (when unused) 650 Surplus power amount (when deteriorated), 660... Discharge voltage at full charge, 770... Discharge end voltage, 1410... Preheating target temperature, 1415... Cooling target temperature, 1420... Heating target temperature, 1430...

Abstract

より適切にエアロゾル形成基体の加熱を行うことが可能な誘導加熱装置を提供すること。 サセプタ110とエアロゾル源112とを含むエアロゾル形成基体108を加熱するための誘導加熱装置100は、誘導加熱によりサセプタ110を加熱するためのコイル106を含む回路を備え、サセプタ110は複数のフェーズからなる加熱モードによって加熱され、当該複数のフェーズに渡ってコイル106へ供給される交流電流の周波数が一定である。

Description

誘導加熱装置
 本開示は、エアロゾル形成基体を加熱してエアロゾルを生成するための誘導加熱装置に関する。
 従来、サセプタを有するエアロゾル形成基体と近接して配置されたインダクタを用いて、誘導加熱により当該サセプタを加熱することによって、エアロゾル形成基体からエアロゾルを生成する装置が知られている(特許文献1~3)。
特許第6623175号公報 特許第6077145号公報 特許第6653260号公報
 本開示が解決しようとする第1の課題は、エアロゾル形成基体を加熱してエアロゾルを生成するための、改善された誘導加熱装置を提供することである。
 本開示が解決しようとする第2の課題は、エアロゾル形成基体の加熱を自動的に開始することが可能な誘導加熱装置を提供することである。
 本開示が解決しようとする第3の課題は、エアロゾル形成基体の除去に対処可能な誘導加熱装置を提供することである。
 本開示が解決しようとする第4の課題は、より適切にエアロゾル形成基体の加熱を行うことが可能な誘導加熱装置を提供することである。
 上述した第1の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体を加熱するための誘導加熱装置であって、電源と、誘導加熱により前記サセプタを加熱するためのコイルと、前記電源と前記コイルとの間に並列に配置された第1回路と第2回路とを含む並列回路であって、前記第1回路は前記サセプタの加熱に用いられ、前記第2回路は前記サセプタの電気抵抗又は温度に関連する値の取得に用いられる、並列回路と、前記並列回路と前記コイルとの間又は前記並列回路と前記電源との間に配置された交流生成回路とを備える、誘導加熱装置が提供される。
 一実施形態において、前記交流生成回路は前記並列回路と前記コイルとの間に配置され、前記交流生成回路は第3スイッチを含む。
 一実施形態において、前記第3スイッチはMOSFETを含む。
 一実施形態において、前記第1回路は第1スイッチを含み、前記交流生成回路は第3スイッチを含み、前記第3スイッチが所定の周期で切り替えられているとき、前記第1スイッチはオン状態のままである。
 一実施形態において、前記第1スイッチ及び前記第3スイッチはMOSFETを含む。
 一実施形態において、前記第2回路は第2スイッチを含み、前記交流生成回路は第3スイッチを含み、前記第3スイッチが所定の周期で切り替えられているとき、前記第2スイッチはオン状態のままである。
 一実施形態において、前記第2スイッチはバイポーラトランジスタを含み、前記第3スイッチはMOSFETを含む。
 一実施形態において、前記第1回路は、MOSFETを含む第1スイッチを含み、前記第2回路は、バイポーラトランジスタを含む第2スイッチを含む。
 一実施形態において、前記第1回路は第1スイッチを含み、前記第2回路は第2スイッチを含み、前記交流生成回路は第3スイッチを含み、前記第1スイッチと前記第2スイッチとの間で切替えが行われるとき、前記第3スイッチの所定の周期による切り替えが継続される。
 一実施形態において、前記誘導加熱装置は、前記サセプタを含む回路のインピーダンスを測定するために用いられる、電流検知回路及び電圧検知回路をさらに備える。
 一実施形態において、前記誘導加熱装置は、前記電源の残量を測定するように構成された残量測定ICをさらに備える。前記残量測定ICは、前記電流検知回路及び/又は前記電圧検知回路として用いられない。
 一実施形態において、前記誘導加熱装置は、前記電源の電圧を調整して、前記誘導加熱装置内の構成要素に供給される電圧を生成するように構成された、電圧調整回路をさらに備える。前記電流検知回路は、前記電源と前記コイルとの間の経路において、前記経路から前記電圧調整回路への分岐点よりも前記コイルに近い位置に配置される。
 一実施形態において、前記電流検知回路は、前記電源を充電するための充電回路と前記電源との間の経路に配置されない。
 上述した第2の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体の前記サセプタを誘導加熱するための誘導加熱装置であって、電源と、前記電源から供給される電力から交流を生成する交流生成回路と、前記サセプタを誘導加熱するための誘導加熱回路と、制御部であって、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスに基づき、前記サセプタを検出し、前記サセプタの検出に応答して、前記誘導加熱を開始するように構成された前記制御部とを備えた誘導加熱装置が提供される。
 一実施形態において、前記制御部は、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスに基づき前記サセプタの温度を取得し、取得した前記温度に基づき前記誘導加熱を制御するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、少なくとも、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスが測定される第1モードと、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスが測定されない第2モードとを有することができる。
 一実施形態において、充電電源と接続可能なように構成された接続部を更に備え、前記制御部は、前記接続部からの前記充電電源の取り外しを検知してから所定時間が経過するまで、前記第1モードの処理を実行するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記誘導加熱装置はボタンを更に備え、前記制御部は、前記ボタンに所定操作が行われることに応答して前記第1モードに移行するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記誘導加熱装置はボタンを更に備え、前記制御部は、前記第1モードに移行したことに応答して、初期値から時間の経過により値が増加又は減少するようタイマを起動し、前記タイマの値が所定値に達することに応答して、前記第2モードに移行し、前記ボタンに所定操作が行われることに応答して、前記タイマの値を初期値に戻すことと、前記タイマの値を初期値に近づけることと、前記所定値を前記タイマの値から遠ざけることのいずれか1つを実行するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記誘導加熱装置は充電電源と接続可能なように構成された接続部を更に備え、前記制御部は、前記接続部への前記充電電源の接続を検知している間、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスが測定されないように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路の共振周波数における、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスを測定するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において前記誘導加熱装置は、前記サセプタにエネルギーを与えるために選択的に有効になるように構成された第1回路及び第2回路であって、前記第1回路及び前記第1回路より高抵抗な前記第2回路を更に備えていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、前記誘導加熱を実行している間、前記第1回路を用いて、前記誘導加熱を実行し且つ前記回路のインピーダンスを測定するように構成されていてよい。
 また、上述した第2の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体の前記サセプタを誘導加熱するため誘導加熱装置の動作方法であって、前記誘導加熱装置は、電源と、前記電源から供給される電力から交流を生成する交流生成回路と、前記サセプタを誘導加熱するための誘導加熱回路とを備え、前記方法は、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスに基づき前記サセプタを検出するステップと、前記サセプタの検出に応答して、前記誘導加熱を開始するステップとを含む、方法が提供される。
 更に、上述した第2の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体の前記サセプタを誘導加熱するための誘導加熱装置であって、前記エアロゾル形成基体と、電源と、前記電源から供給される電力から交流を生成する交流生成回路と、前記サセプタを誘導加熱するための誘導加熱回路と、制御部であって、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスに基づき、前記サセプタを検出し、前記サセプタの検出に応答して、前記誘導加熱を開始するように構成された前記制御部とを備えた誘導加熱装置が提供される。
 上述した第3の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体の前記サセプタを誘導加熱するよう構成された誘導加熱装置のための制御部であって、前記誘導加熱を実行している間に前記サセプタを検出できなくなった場合、前記誘導加熱を停止するか、又は、エラーを通知するように構成された制御部が提供される。
 一実施形態において、前記制御部は、前記誘導加熱を実行している間に前記サセプタを検出できなくなった場合、前記誘導加熱を停止するように構成されていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、前記誘導加熱の停止と同時に又は該停止の後に、エラーを通知するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、前記誘導加熱を停止してから所定時間が経過するまでに前記サセプタを再度検出した場合、前記誘導加熱を再開するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記誘導加熱は、時間の経過に応じた加熱目標温度が少なくとも定められた加熱プロファイルに従う一方で、前記制御部は、前記誘導加熱の停止から前記誘導加熱の再開までの間も時間が経過したものとして、前記誘導加熱を制御するように構成されていてよい。
 一実施形態において、前記誘導加熱は、時間の経過に応じた加熱目標温度が少なくとも定められた加熱プロファイルに従う一方で、前記制御部は、前記誘導加熱の停止から前記誘導加熱の再開までの間は時間が経過しなかったものとして、前記誘導加熱を制御するように構成されていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、前記誘導加熱を実行している間に前記サセプタを検出できなくなった場合、エラーを通知するように構成されていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、前記エラーの通知後に、前記誘導加熱を停止するように更に構成されていてよい。
 一実施形態において、前記制御部は、前記エラーの通知後、且つ、前記誘導加熱の停止より前に前記サセプタを再度検出した場合、前記誘導加熱を停止しないように構成されていてよい。
 一実施形態において、前記誘導加熱は、時間の経過に応じた加熱目標温度が少なくとも定められた加熱プロファイルに従い、前記制御部は、前記サセプタを検出できなくなったときから前記サセプタを再度検出したときまでの期間は、前記加熱プロファイルの全体の長さに影響しないように構成されていてよい。
 一実施形態において、前記誘導加熱は、時間の経過に応じた加熱目標温度が少なくとも定められた加熱プロファイルに従い、前記制御部は、前記サセプタを検出できなくなったときから前記サセプタを再度検出したときまでの期間に基づき、前記加熱プロファイルの長さを延長させるように構成されていてよい。
 また、上述した第3の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、電源と、前記電源から供給される電力から交流を生成する交流生成回路と、エアロゾル形成基体に含まれるサセプタを誘導加熱するための誘導加熱回路と、前記制御部とを含む誘導加熱装置であって、前記制御部は、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスに基づき、前記サセプタを検出するように更に構成された、誘導加熱装置が提供される。
 一実施形態において、前記制御部は、前記交流生成回路が生成した交流が供給される回路のインピーダンスに基づき、前記サセプタの温度を取得し、取得した前記温度に基づき、前記誘導加熱を制御するように更に構成されていてよい。
 また、上述した第3の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、エアロゾル形成基体が含むサセプタを誘導加熱するための電力を供給する電源と、前記制御部とを含む誘導加熱装置であって、前記制御部は、前記電源の残量に基づき、前記電源が充電されるまでに誘導加熱可能な前記エアロゾル形成基体の個数である使用可能個数を設定し、前記誘導加熱を実行している間に前記エアロゾル形成基体の少なくとも一部を検出できなくなった場合、前記誘導加熱を停止し、且つ、前記使用可能本数を減少させるように構成された、誘導加熱装置が提供される。
 また、上述した第3の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、エアロゾル形成基体の少なくとも一部を誘導加熱するための電力を供給する電源と、上記制御部とを含む誘導加熱装置であって、前記制御部は、前記電源の残量に基づき、前記電源が充電されるまでに誘導加熱可能な前記エアロゾル形成基体の個数である使用可能個数を設定し、前記誘導加熱を実行している間に前記サセプタを検出できなくなった後、前記サセプタを再度検出した場合、前記誘導加熱を継続し、且つ、前記使用可能個数を減少させないように構成された、誘導加熱装置が提供される。
 また、上述した第3の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体の前記サセプタを誘導加熱するよう構成された誘導加熱装置の動作方法であって、前記誘導加熱を実行している間に前記サセプタを検出できなくなった場合、前記誘導加熱を停止するか、又は、エラーを通知するステップを含む方法が提供される。
 更に、上述した第3の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体の前記サセプタを誘導加熱するための誘導加熱装置であって、前記エアロゾル形成基体と、電源と、前記電源から供給される電力から交流を生成する交流生成回路と、前記サセプタを誘導加熱するための誘導加熱回路と、制御部であって、前記誘導加熱を実行している間に前記サセプタを検出できなくなった場合、前記誘導加熱を停止するか、又は、エラーを通知するように構成された前記制御部とを備えた前記誘導加熱装置が提供される。
 上述した第4の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体を加熱するための誘導加熱装置であって、誘導加熱により前記サセプタを加熱するためのコイルを含む回路を備え、前記サセプタは複数のフェーズからなる加熱モードによって加熱され、前記複数のフェーズの少なくとも一部においては前記コイルへ供給される交流電流の周波数が異なる、誘導加熱装置が提供される。
 一実施形態において、前記加熱モードの前に実行される前記サセプタを予熱する予熱モードにおいては前記交流電流の周波数は前記回路の共振周波数である。
 一実施形態において、前記加熱モードの前に実行される前記サセプタを予熱する予熱モードにおいては前記加熱モードの前記複数のフェーズと比べて前記交流電流の周波数が前記回路の共振周波数に最も近くなるように構成される。
 一実施形態において、前記加熱モードにおいては前記交流電流の周波数は前記回路の共振周波数以外の周波数である。
 一実施形態において、前記加熱モードを構成する複数のフェーズが進行するにつれて前記交流電流の周波数は増加し、前記交流電流の変化又は前記回路のインピーダンスの変化によって、ユーザによる吸引を検出する。
 一実施形態において、前記加熱モードを構成する複数のフェーズが進行するにつれて前記交流電流の周波数は、前記共振周波数よりも高い周波数領域で増加する。
 一実施形態において、前記加熱モードを構成する複数のフェーズが進行するにつれて前記交流電流の周波数は、前記共振周波数よりも低い周波数領域で増加する。
 一実施形態において、前記加熱モードを構成する複数のフェーズが進行するにつれて前記交流電流の周波数は低下する。
 一実施形態において、前記予熱モードと前記加熱モードとの間に実行される前記サセプタを冷却するインターバルモードにおいては前記交流電流の周波数は前記回路の共振周波数である。
 一実施形態において、誘導加熱装置はさらに電源を含み、前記回路は、前記電源と前記コイルとの間に並列に配置された第1回路と第2回路とを含む並列回路であって、前記第1回路は前記サセプタの加熱に用いられ、前記第2回路は前記サセプタの電気抵抗又は温度に関連する値の取得に用いられる、並列回路をさらに備え、前記インターバルモードにおいては前記第2回路が用いられる。
 上述した第4の課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、さらに、サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体を加熱するための誘導加熱装置であって、誘導加熱により前記サセプタを加熱するためのコイルを含む回路を備え、前記サセプタは複数のフェーズからなる加熱モードによって加熱され、前記複数のフェーズに渡って前記コイルへ供給される交流電流の周波数が一定である、誘導加熱装置が提供される。
 一実施形態において、前記交流電流の周波数は前記回路の共振周波数である。
 一実施形態において、前記加熱モードの前に実行され、前記サセプタを予熱した後に前記サセプタを冷却するインターバルモードにおいて前記交流電流の周波数は前記回路の共振周波数である。
 一実施形態において、誘導加熱装置はさらに電源を含み、前記回路は、前記電源と前記コイルとの間に並列に配置された第1回路と第2回路とを含む並列回路であって、前記第1回路は前記サセプタの加熱に用いられ、前記第2回路は前記サセプタの電気抵抗又は温度に関連する値の取得に用いられる、並列回路をさらに備え、前記インターバルモードにおいては前記第2回路が用いられる。
 一実施形態において、前記加熱モードにおいて前記サセプタの温度が予め定められた温度以上になったと判断した場合には前記サセプタの加熱を中断する。
 一実施形態において、誘導加熱装置はさらに電源を含み、前記回路は、前記電源と前記コイルとの間に並列に配置された第1回路と第2回路とを含む並列回路であって、前記第1回路は前記サセプタの加熱に用いられ、前記第2回路は前記サセプタの電気抵抗又は温度に関連する値の取得に用いられる、並列回路をさらに備え、前記サセプタの加熱を中断している間は、前記第2回路を用いて前記サセプタの温度を監視する。
 一実施形態において、前記加熱モードにおいて前記サセプタの温度が前記予め定められた温度未満になったと判断した場合には前記第1回路を用いて前記サセプタの加熱を再開する。
 一実施形態において、前記加熱モードにおいて前記サセプタの温度が、前記予め定められた温度よりも所定温度だけ低い温度未満になったと判断した場合には前記第1回路を用いて前記サセプタの加熱を再開する。
 一実施形態において、前記回路は、前記並列回路と前記コイルとの間又は前記並列回路と前記電源との間に配置された交流生成回路をさらに備え、前記交流生成回路は第3スイッチを含み、前記第3スイッチは、前記サセプタの加熱を中断している間においても予め定められた周期でスイッチングされる。
本開示の一実施形態による誘導加熱装置の構成の概略的なブロック図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の回路構成を示す図である。 スイッチQのゲート端子又はスイッチQのベース端子に印加される電圧、スイッチQのゲート端子に印加される電圧、電流IDC及び電流IACの間の関係を、横軸を時間tとして概念的に表した図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、SLEEPモードの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、CHARGEモードの例示処理のフローチャートを示す図である。 使用可能本数について説明するための疑似グラフである。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、ACTIVEモードのメインの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、ACTIVEモードのサブの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、ACTIVEモードの別のサブの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、PRE-HEATモードのメインの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、INTERVALモードのメインの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、HEATモードのメインの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、例示のサセプタの検出に応じた処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、別の例示のサセプタの検出に応じた処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、また別の例示のサセプタの検出に応じた処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、更に別の例示のサセプタの検出に応じた処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、更にまた別の例示のサセプタの検出に応じた処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置のサセプタ温度の変化の一例を表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、PRE-HEATモード、INTERVALモード又はHEATモードのサブの例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が実行する、PRE-HEATモード、INTERVALモード又はHEATモードの別のサブの例示処理のフローチャートを示す図である。 RLC直列回路の等価回路を示す図である。 共振周波数におけるRLC直列回路の等価回路を示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置のサセプタの温度、交流生成回路のスイッチング周波数、及び回路のインピーダンスの変化の一例をそれぞれ表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置のサセプタの温度、交流生成回路のスイッチング周波数、及び回路のインピーダンスの変化の一例をそれぞれ表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が、HEATモードであるときに主として実行する例示処理のフローチャートを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置のサセプタの温度、交流生成回路のスイッチング周波数、及び回路のインピーダンスの変化の一例をそれぞれ表すグラフを示す図である。 本開示の一実施形態による誘導加熱装置の制御部が、HEATモードであるときに主として実行する例示処理のフローチャートを示す図である。 テップS2310の加熱処理の詳細の一例を示すフローチャートを表す図である。
 以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳しく説明する。なお、本開示に係る誘導加熱装置の実施形態は、電子たばこ用の誘導加熱装置及び加熱式たばこ用の誘導加熱装置を含むが、これらに限定されない。
 図1は、本開示の一実施形態に係る誘導加熱装置100の構成の概略的なブロック図である。図1は、構成要素の厳密な配置、形状、寸法、位置関係等を示すものではないことに留意されたい。
 誘導加熱装置100は、ハウジング101、電源102、回路104及びコイル106を備える。電源102は、リチウムイオン二次電池などの充電可能な電池であってもよい。回路104は電源102に電気的に接続される。回路104は、電源102を用いて、誘導加熱装置100の構成要素に電力を供給するように構成される。回路104の具体的な構成については後述する。誘導加熱装置100は、電源102の充電のために誘導加熱装置100を充電電源(図示せず)に接続するための充電電源接続部116を備える。充電電源接続部116は、有線充電のためのレセプタクルであってもよいし、無線充電のための受電コイルであってもよいし、これらの組合せであってもよい。
 誘導加熱装置100は、サセプタ110、エアロゾル源112及びフィルター114を含むエアロゾル形成基体108の少なくとも一部を収容できるように構成されている。エアロゾル形成基体108は、例えば、喫煙物品であってもよい。
 エアロゾル源112は、加熱されることによりエアロゾルを生成できる揮発性化合物を含み得る。エアロゾル源112は固体であってもよいし、液体であってもよいし、固体及び液体の両方を含んでもよい。エアロゾル源112は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールなどの多価アルコール、水などの液体、又はこれらの混合液体を含んでもよい。エアロゾル源112は、ニコチンを含んでもよい。エアロゾル源112はまた、粒子状のたばこを凝集することによって形成されたたばこ材料を含んでもよい。あるいは、エアロゾル源112は、非たばこ含有材料を含んでもよい。
 コイル106は、ハウジング101の近位端において、ハウジング101内に埋め込まれている。コイル106は、エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されたとき、誘導加熱装置100に収容されたエアロゾル形成基体108の部分を取り囲むように構成される。コイル106は、らせん状に巻かれた形状を有していてもよい。コイル106は、回路104と電気的に接続されており、後述するように誘導加熱によりサセプタ110を加熱するために用いられる。サセプタ110を加熱することにより、エアロゾル源112からエアロゾルが発生する。ユーザはフィルター114を介して当該エアロゾルを吸引することができる。
 図2は、回路104の構成を詳細に示す。回路104は、誘導加熱装置100内の構成要素を制御するように構成された制御部118を備える。制御部118は、マイクロコントローラユニット(MCU、Micro Controller Unit)によって構成されてもよい。回路104はまた、電源接続部を介して電源102と電気的に接続され、コイル接続部を介してコイル106と電気的に接続される。回路104は、電源102とコイル106との間に配置されたスイッチQを含む経路(以下、「第1回路」とも呼ぶ)と、スイッチQと並列に配置されたスイッチQを含む経路(以下、「第2回路とも呼ぶ」)とを含む、並列回路130を備える。
 第1回路はサセプタ110の加熱に用いられる。一例として、スイッチQは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、MOSFET)であってもよい。制御部118は、スイッチQのゲート端子に加熱スイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQのオン/オフを制御する。例えば、スイッチQがPチャネル型MOSFETである場合、加熱スイッチ信号がローであるとき、スイッチQはオン状態となる。
 第2回路は、サセプタ110の電気抵抗又は温度に関連する値の取得に用いられる。電気抵抗又は温度に関連する値は、例えば、インピーダンス、温度等であってもよい。スイッチQがオン状態であるときにスイッチQを流れる電流は、後述する抵抗Rshunt1及び抵抗Rshunt2などにより、スイッチQがオン状態であるときにスイッチQを流れる電流と比較して小さい。したがって、MOSFETよりも低コスト且つ小型ではあるものの大電流には不向きであるバイポーラトランジスタをスイッチQとして用いてもよい。図示されるように、第2回路は、抵抗Rshunt1及び抵抗Rshunt2を含んでもよい。制御部118は、スイッチQのベース端子にモニタスイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQのオン/オフを制御する。例えば、スイッチQがnpn型バイポーラトランジスタである場合、モニタスイッチ信号がローであるとき、スイッチQはオン状態となる。
 制御部118は、スイッチQのオン状態とスイッチQのオン状態とを切り替えることにより、サセプタ110を誘導加熱してエアロゾルを生成するモードと、サセプタ110の電気抵抗又は温度に関連する値を取得するモードとの間で切り替えを行うことができる。スイッチQのオン状態とスイッチQがオン状態との間の切り替えは、任意のタイミングで行うことができる。例えば、ユーザによるパフが行われている間、制御部118は、スイッチQをオン状態、スイッチQをオフ状態にしてもよい。この場合、パフが終了した後に、制御部118は、スイッチQをオフ状態にし、スイッチQをオン状態にしてもよい。あるいは、ユーザによるパフが行われている間、制御部118は、スイッチQのオン状態とスイッチQのオン状態とを任意のタイミングで切り替えてもよい。
 回路104は、スイッチQ及びコンデンサCを含む交流生成回路132を備える。一例として、スイッチQは、MOSFETであってもよい。制御部118は、スイッチQのゲート端子に交流(AC)スイッチ信号(ハイ又はロー)を印加することにより、スイッチQのオン/オフを制御する。例えば、スイッチQがPチャネル型MOSFETである場合、ACスイッチ信号がローであるとき、スイッチQはオン状態となる。図2において、交流生成回路132は、並列回路130とコイル106との間に配置されている。別の例として、交流生成回路132は、並列回路130と電源102との間に配置されてもよい。交流生成回路132により生成された交流は、コンデンサCとコイル接続部とコイル106を含む誘導加熱回路へ供給される。
 図3は、コイル106に供給される交流電流が交流生成回路132により生成されるときの、スイッチQのゲート端子又はスイッチQのベース端子に印加される電圧V、スイッチQのゲート端子に印加される電圧V、スイッチQのスイッチングにより生成される電流IDC及びコイル106へ流れる電流IACの関係を、横軸を時間tとして概念的に表した図である。説明を簡単にするために、スイッチQのゲート端子に印加される電圧及びスイッチQのベース端子に印加される電圧がVとして1つのグラフに表されていることに留意されたい。
 時刻tにおいてVがローになると、スイッチQ又はQはオン状態になる。Vがハイである場合、スイッチQはオフ状態となり、電流IDCはコンデンサCへ流れ、コンデンサCに電荷が蓄積される。時刻tにおいてVがローに切り替えられると、スイッチQはオン状態となる。この場合、電流IDCの流れが停止する一方、Cに蓄積された電荷が放電される。時刻t以降、同様の動作が繰り返される。上記の動作の結果として、図3に示すように、交流電流IACが生成され、コイル106へと流れる。
 図3に示すように、スイッチQが所定の周期Tで切り替えられているとき、スイッチQはオン状態のままであってもよい。また、スイッチQが所定の周期Tで切り替えられているとき、スイッチQはオン状態のままであってもよい。また、スイッチQとスイッチQとの間で切り替えが行われるとき、スイッチQの所定の周期Tによる切り替えが継続されてもよい。
 交流生成回路132の上述の構成は一例にすぎない。交流電流IACを生成するための様々な素子、DC/ACインバータのような集積回路等を交流生成回路132として用いることができることを理解されたい。
 図3から理解されるように、交流電流IACの周波数fは、スイッチQのスイッチング周期(すなわち、ACスイッチ信号のスイッチング周期)Tにより制御される。スイッチQがオン状態にある場合、当該周波数fが、サセプタ110(又は、サセプタ110を含む回路)と、コイル106と、コンデンサCとを含むRLC直列回路の共振周波数fに近づくほど、サセプタ110へのエネルギー供給の効率が高くなる。詳細は後述するが、ハウジング101にエアロゾル形成基体108が挿入されている場合にはこのRLC直列回路にはサセプタ110が含まれ、ハウジング101にエアロゾル形成基体108が挿入されていない場合にはこのRLC直列回路にはサセプタ110が含まれない点に留意されたい。
 上述のようにして生成された交流電流がコイル106を流れることにより、コイル106の周囲に交番磁界が発生する。発生した交番磁界はサセプタ110内に渦電流を誘起する。当該渦電流とサセプタ110の電気抵抗とによりジュール熱が発生し、サセプタ110が加熱される。結果として、サセプタ110の周囲のエアロゾル源が加熱されてエアロゾルが生成される。
 図2に戻り、回路104は、Rdiv1及びRdiv2を有する分圧回路を含む電圧検知回路134を備える。電圧検知回路134により電源102の電圧値を測定することができる。回路104はまた、Rsense2を含む電流検知回路136を備える。図示されるように、電流検知回路136はオペアンプを含んでもよい。あるいは、当該オペアンプは制御部118内に含まれてもよい。電流検知回路136により、コイル106の方向へ流れる電流の値を測定することができる。電圧検知回路134及び電流検知回路136は、回路のインピーダンスを測定するために用いられる。この回路には、ハウジング101にエアロゾル形成基体108が挿入されている場合にはサセプタ110が含まれ、ハウジング101にエアロゾル形成基体108が挿入されていない場合にはサセプタ110が含まれない。換言すれば、ハウジング101にエアロゾル形成基体108が挿入されている場合には測定されるインピーダンスにはサセプタ110の抵抗成分が含まれ、ハウジング101にエアロゾル形成基体108が挿入されていない場合には測定されるインピーダンスにはサセプタ110の抵抗成分が含まれない。例えば、図示されるように、制御部118は、電圧検知回路134から電圧値を取得し、電流検知回路136から電流値を取得する。制御部118は、これらの電圧値及び電流値に基づいて、上記インピーダンスを算出する。より具体的には、制御部118は、電圧値の平均値又は実効値を電流値の平均値又は実効値で除算し、上記インピーダンスを算出する。
 スイッチQがオフ状態になり、スイッチQがオン状態になると、抵抗Rshunt1及び抵抗Rshunt2を含む回路並びにサセプタ110と、コイル106と、コンデンサCとによってRLC直列回路が形成される。当該RLC直列回路のインピーダンスは上述のようにして得ることができる。得られたインピーダンスから抵抗Rshunt1及び抵抗Rshunt2の抵抗値を含む回路の抵抗値を差し引くことにより、サセプタ110のインピーダンスを算出することができる。サセプタ110のインピーダンスが温度依存性を有する場合、算出されたインピーダンスに基づいてサセプタ110の温度を推定することができる。
 回路104は、残量測定集積回路(IC)124を備えてもよい。回路104は、残量測定IC124が電源102に充放電される電流の値を測定するために用いられる抵抗Rsense1を備えてもよい。抵抗Rsense1は、残量測定IC124のSRN端子とSRP端子との間に接続されてもよい。残量測定IC124は、BAT端子を介して、電源102の電圧に関する値を取得してもよい。残量測定IC124は、電源102の残量を測定することができるように構成されるICである。加えて、残量測定IC124は、電源102の劣化状態に関する情報等を記録するように構成されてもよい。例えば、制御部118は、制御部118のSDA端子から残量測定IC124のSDA端子へとICデータ信号を送信することにより、制御部118のSCL端子から残量測定IC124のSCL端子へICクロック信号を送信するタイミングに合わせて、残量測定IC124内に格納されている、電源102の残量に関する値、電源102の劣化状態に関する値等を取得することができる。
 通常、残量測定IC124は、1秒周期でデータを更新するように構成される。したがって、残量測定IC124によって測定される電圧値及び電流値を用いて上記RLC直列回路のインピーダンスを計算しようとすると、当該インピーダンスが最速でも1秒周期で算出される。したがって、サセプタ110の温度が最速でも1秒周期で推定されることになる。そのような周期は、サセプタ110の加熱を適切に制御するのに十分に短いとは言えない。したがって、本実施形態では、残量測定IC124により測定される電圧値及び電流値をRLC直列回路のインピーダンスの測定に用いないことが望ましい。すなわち、好ましくは、残量測定IC124は、上述のような電圧検知回路134及び電流検知回路136として用いられない。よって、本実施形態に係る誘導加熱装置100において、残量測定IC124は必須ではない。ただし、残量測定IC124を用いることで、電源102の状態を正確に把握することができる。
 誘導加熱装置100は、LED等の発光素子138を備えてもよい。回路104は、発光素子138を駆動するための発光素子駆動回路126を備えてもよい。発光素子138は、誘導加熱装置100の状態等の様々な情報をユーザに提供するために用いられ得る。発光素子駆動回路126は、発光素子138の様々な発光モードに関する情報を格納していてもよい。制御部118は、制御部118のSDA端子からICデータ信号を発光素子駆動回路126のSDA端子に送信して所望の発光モードを指定することによって、発光素子138を所望の態様で発光させるように発光素子駆動回路126を制御することができる。
 回路104は、充電回路122を備えてもよい。充電回路122は、CE端子において受信された制御部118からの充電イネーブル信号に応答して、充電電源接続部116を介して接続された充電電源(図示せず)から供給される電圧(VBUS端子とGND端子との間の電位差)を、電源102の充電に適した電圧へと調整するように構成されたICであってもよい。調整された電圧は、充電回路122のBAT端子から供給される。なお、充電回路122のBAT端子からは、調整された電流が供給されてもよい。回路104はまた、分圧回路140を備えてもよい。充電電源が接続されると、VBUS検知信号が充電回路122のVBUS端子から分圧回路140を介して制御部118へ送信される。充電電源が接続されると、VBUS検知信号は充電電源から供給される電圧を分圧回路140で分圧した値となるため、VBUS検知信号はハイレベルになる。充電電源が接続されていないと、分圧回路140を介してグランドへ接続されるため、VBUS検知信号はローレベルになる。したがって、制御部118は、充電が開始したと判断することができる。なお、CE端子は正論理であってもよいし、負論理であってもよい。
 回路104は、ボタン128を備えてもよい。ユーザがボタン128を押すと、ボタン128を介してグランドと接続されることで、ローレベルのボタン検知信号が制御部118に送信される。これにより、制御部118は、ボタンが押されたと判断することができ、エアロゾル生成を開始するように回路104を制御することができる。
 回路104は、電圧調整回路120を備えてもよい。電圧調整回路120は、電源102の電圧VBAT(例えば、3.2~4.2ボルト)を調整して、回路104内又は誘導加熱装置100内の構成要素に供給される電圧Vsys(例えば、3ボルト)を生成するように構成される。一例として、電圧調整回路120は、LDO(low dropout regulator)等のリニアレギュレータであってもよい。図示されるように、電圧調整回路120により生成された電圧Vsysは、制御部118のVDD端子、残量測定IC124のVDD端子、発光素子駆動回路126のVDD端子、ボタン128を含む回路等に供給されてもよい。
 図示されるように、電流検知回路136は、電源102とコイル106との間の経路において、当該経路から電圧調整回路120への分岐点(図2の点A)よりもコイル106に近い位置に配置されてもよい。この構成によれば、電流検知回路136は、電圧調整回路120に供給される電流を含まない、コイル106へ供給される電流の値を正確に測定することができる。したがって、サセプタ110のインピーダンスや温度を正確に測定又は推定することができる。
 回路104は、電流検知回路136が、充電回路122と電源102との間の経路に配置されないように構成されてもよい。具体的には、図示されるように、電流検知回路136は、電源102とコイル106との間の経路において、当該経路から充電回路122への分岐点(図2の点B)よりもコイル106に近い位置に配置されてもよい。この構成により、電源102の充電中(スイッチQ及びQはオフ状態)、充電回路122から供給される電流が電流検知回路136内の抵抗Rsense2を流れることを防ぐことができる。したがって、抵抗Rsense2が故障する可能性を低減することができる。また、電源102の充電中に電流検知回路136のオペアンプに電流が流れることを防止できるので、消費電力を抑えることができる。
 回路104はまた、制御部118から送信される接地スイッチ信号によってオン状態とオフ状態との間で切り替えられるスイッチQを備えてもよい。
 次に、誘導加熱装置100の制御部118が実行する例示の処理につい説明する。なお、以下、制御部118は複数のモード、即ち、SLEEP、CHARGE、ACTIVE、PRE-HEAT、INTERVAL、HEAT及びERRORの7つのモードを少なくとも有するものと仮定しており、モード別に制御部118が実行する処理を説明している。なお、PRE-HEATモードとINTERVALモードとHEATモードとにより、誘導加熱装置100によるサセプタ100の誘導加熱は構成される。
 図4は、SLEEPモードであるときに制御部118が実行する例示処理400のフローチャートである。SLEEPモードは、誘導加熱装置100の未使用時において消費電力を低減させるモードであってよい。
 S410は、充電電源の充電電源接続部116への接続を検知したかを判定するステップを示している。制御部118は、上述したVBUS検知信号に基づき、充電電源の接続を検知したと判定することができる。充電電源の接続を検知したと判定した場合(S410の「Yes」)、制御部118はCHARGEモードに移行し、そうでない場合(S410の「No」)、処理はステップS420に進む。具体的一例として、S410においては、VBUS検知信号がハイレベルの場合には「Yes」と判断され、VBUS検知信号がローレベルの場合には「No」と判断される。
 S420は、誘導加熱装置100のボタン128に対する所定の操作を検知したかを判定するステップを示している。制御部118は、上述したボタン検知信号に基づき、ボタン128に対する所定の操作を検知したと判定することができる。なお、ステップS420における所定の操作の一例は、ボタン128の長押し又は連打である。ボタン128に対する所定の操作を検知したと判定した場合(S420の「Yes」)、制御部118はACTIVEモードに移行し、そうでない場合(S420の「No」)、処理はステップS410に戻る。
 例示処理400によれば、制御部118は、充電電源の接続を検知することに応答して、CHARGEモードに移行し、ボタンの操作を検知することに応答して、ACTIVEモードに移行することになる。換言すれば、制御部118は、充電電源の接続とボタンの操作のいずれも検知しない場合は、SLEEPモードに留まり続ける。
 図5は、CHARGEモードであるときに制御部118が実行する例示処理500のフローチャートである。例示処理500は、制御部118がCHAEGEモードに移行することに応答して開始することができる。
 S510は、電源102の充電を開始するための処理を実行するステップを示している。電源102の充電を開始するための処理は、上述した充電イネーブル信号をオンにする又は該信号の送信を開始する処理を含んでいてよい。充電イネーブル信号をオンにするとは、充電イネーブル信号のレベルをCE端子の論理に応じたものにすることを指す。つまり、CE端子が正論理の場合には充電イネーブル信号をハイレベルにし、CE端子が負論理の場合には充電イネーブル信号をローレベルにすることを指す。
 S520は、充電電源の充電電源接続部116からの取り外しを検知したかを判定するステップを示している。制御部118は、上述したVBUS検知信号に基づき、充電電源の充電電源接続部116からの取り外しを検知することができる。充電電源の取り外しを検知したと判定した場合(S520の「Yes」)、処理はステップS530に進み、そうでない場合(S520の「No」)、処理はステップS520に戻る。
 S530は、電源102の充電を終了するための処理を実行するステップを示している。電源102の充電を終了するための処理は、上述した充電イネーブル信号をオフにする又は該信号の送信を停止する処理を含んでいてよい。充電イネーブル信号をオフにするとは、充電イネーブル信号のレベルをCE端子の論理に応じないものにすることを指す。つまり、CE端子が正論理の場合には充電イネーブル信号をローレベルにし、CE端子が負論理の場合には充電イネーブル信号をハイレベルにすることを指す。
 S540は、電源102の充電レベル(電源102に残っている電力量)に基づき、エアロゾル形成基体108の使用可能本数(エアロゾル形成基体108としてスティック状のものを想定しているが、エアロゾル形成基体108の形状はこれに限定されるわけではない。従って、『使用可能本数』は、『使用可能個数』へと一般化できることに留意されたい。)を設定するステップを示している。以下、図6を参照して、使用可能本数について説明する。図6は、使用可能本数について説明するための疑似グラフである。
 610は、未だ使用されていないとき(以下、「未使用時」という。)の電源102に対応し、その面積が未使用時の満充電容量を示している。なお、電源102が未だ使用されていないとは、電源102が製造されてからの放電回数がゼロである又は第1の所定の放電回数以下であるということであってよい。未使用時の電源102の満充電容量の例は、約220mAhである。620は、誘導加熱装置100において使用されて、正確には、放電・充電が繰り返されて、ある程度劣化が進んだとき(以下、「劣化時」という。)の電源102に対応し、その面積が劣化時の満充電容量を示している。図6から明らかなように、未使用時の電源102の満充電容量は、劣化時の電源102の満充電容量よりも大きい。
 630は、1つのエアロゾル形成基体108を消費するために必要な電力量(エネルギー)に対応し、その面積が対応する電力量を示している。図6における4つの630は全て同じ面積であり、対応する電力量も略同じである。なお、1つのエアロゾル形成基体108を消費するために必要な電力量630の例は、約70mAhである。なお、所定の吸引回数の吸引又は所定時間に亘る加熱が行われたときに、1つのエアロゾル形成基体108が消費されたとみなしてもよい。
 640及び650は、2つのエアロゾル形成基体108を消費した後の電源102の充電レベル(以下、「余剰電力量」という。)に対応し、その面積が対応する電力量を示している。図6から明らかなように、未使用時の余剰電力量640は、劣化時の余剰電力量650より大きい。
 660は、電源102の満充電時の出力電圧を示しており、その例は約3.64Vである。未使用時の電源102(610)と劣化時の電源102(620)とで660が同一であるように、電源102の満充電時の電圧は、基本的には、電源102の劣化によらず即ちSOH(State Of Health)によらず一定である。
 670は、電源102の放電終止電圧を示しており、その例は約2.40Vである。未使用時の電源102(610)と劣化時の電源102(620)とで670が同一であるように、電源102の放電終止電圧は、基本的には、電源102の劣化によらず即ちSOHによらず一定である。
 電源102は、電圧が放電終止電圧670に達するまで、換言すれば電源102の充電レベルがゼロとなるまで使用されないことが好ましい。これは、電源102の電圧が放電終止電圧670以下となった場合又は電源102の充電レベルがゼロとなった場合、電源102の劣化が急激に進むためである。また、電源102の電圧が放電終止電圧670に近づくほど、電源102の劣化は進む。
 また、上述したように、電源102は、使用されると、正確には放電・充電が繰り返されると、その満充電容量が減少し、所定の数(図6においては2)のエアロゾル形成基体108を消費した後の余剰電力量は、未使用時(640)よりも劣化時(650)の方が小さくなる。
 従って、制御部118は、電源102の劣化を見込んだうえで、電圧が放電終止電圧670又はその近傍に達するまで、換言すれば電源102の充電レベルがゼロ又はその近傍となるまで使用されないよう、使用可能本数を設定することが好ましい。即ち、使用可能本数は、例えば以下のように設定することができる。
  n=int((e-S)/C)
ここで、nは使用可能本数であり、eは電源102の充電レベル(単位は例えばmAh)であり、Sは電源102の劣化時の余剰電力量650に余裕を持たせるためのパラメータ(単位は例えばmAh)であり、Cは1つのエアロゾル形成基体108を消費するのに必要な電力量(単位は例えばmAh)であり、int()は()内の小数点以下を切り捨てる関数である。なお、eは変数であり、制御部118が残量測定IC124と通信することにより取得することができる。また、S及びCは定数であり、実験的に事前に求め、制御部118のメモリ(図示せず)に予め記憶しておくことができる。特に、Sは、実験的に第2の所定の放電回数(>>第1の所定の放電回数)電源102を放電させたとき即ち想定される劣化が生じたときに取得された余剰電力量650又は当該余剰電力量に+αをした値であってよい。なお、制御部118は残量測定IC124と通信することにより取得されたSOHが所定の値に達している場合、電源102の劣化が十分に進行していると判断し、電源102の充放電を禁止してもよい。つまり、Sを算出する際の劣化時とは、SOHが所定の値には達していないものの、未使用時よりは劣化が進行した状態を指す。
 図5に戻ると、ステップS540の後、制御部118はACTIVEモードに移行する。なお、上述した実施形態においては、ステップS520おいて、制御部118が充電電源の充電電源接続部116からの取り外しを検知したか否かを判断した。これに代えて、充電回路122が電源102の充電の完了を判断し、当該判断をI2C通信などにより制御部118が受信したか否かを判断してもよい。
 図7は、ACTIVEモードであるときに制御部118が主として実行する例示処理(以下、「メイン処理」という。)700のフローチャートである。メイン処理700は、制御部118がACTIVEモードに移行することに応答して開始することができる。
 S705は、第1タイマを起動するステップを示している。第1タイマを起動することにより、第1タイマの値は初期値から時間の経過により増加又は減少するようになる。なお、以下、第1タイマの値は時間の経過により増加するものと仮定している。また、第1タイマは、制御部118が他のモードに移行する際、停止されてよい。これらについては、後述する第2タイマ及び第3タイマについても同様である。
 S710は、電源102の充電レベルをユーザに通知するステップを示している。充電レベルの通知は、残量測定IC124との通信により取得した電源102の情報に基づき、制御部118が発光素子駆動回路126と通信し、発光素子138を所定の態様で発光させることにより実現することができる。これについては、後述する他の通知についても同様である。充電レベルの通知は、一時的に行われることが好ましい。
 S715は、メイン処理700と並列に実行されるように、別の処理(以下、『サブ処理』という。)を起動するステップを示している。このステップにおいて起動されるサブ処理については後述する。なお、サブ処理の実行は、制御部118が他のモードに移行する際、停止されてよい。これについては、後述する他のサブ処理についても同様である。
 S720は、第1タイマの値に基づき、所定時間が経過したかを判定するステップを示している。所定時間が経過したと判定した場合(S720の「Yes」)、制御部118はSLEEPモードに移行し、そうでない場合(S720の「No」)、処理はステップS725に進む。
 S725は、上述したRLC直列回路、即ちエアロゾル形成基体108の少なくとも一部であるサセプタ110を誘導加熱するための回路に非加熱用交流電力を供給するように制御し、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを示している。非加熱用交流電力は、スイッチQをオフ状態にし、スイッチQをオン状態にしたうえで、スイッチQをスイッチングすることにより生成されてよい。非加熱用交流電力の供給によりRLC直列回路に与えられるエネルギーの平均値又は実効値は、後述する加熱用交流電力の供給によりRLC直列回路に与えられるエネルギーの平均値又は実効値より小さい。なお、非加熱用交流電力は、RLC直列回路の共振周波数fを有していることが好ましい。
 なお、非加熱用交流電力の供給はRLC直列回路のインピーダンスを測定するためだけのものである。そのため、RLC直列回路のインピーダンスを測定するためのデータ(例えば、後述する電圧検知回路134及び電流検知回路136によりそれぞれ測定した電圧の実効値VRMS及び電流の実効値IRMS)が取得された後、この非加熱用交流電力の供給は速やかに停止されてよい。一方で、所定の時点まで、例えば制御部118が他のモードに移行するまでこの非加熱用交流電力の供給は継続されてもよい。非加熱用交流電力の供給の停止は、スイッチQをオフ状態にすること、及び、スイッチQのスイッチングを停止してオフ状態にすることのうちの一方又は双方により実現することができる。なお、ステップS725の時点では、スイッチQはそもそもオフ状態であってよいことに留意されたい。
 S730は、測定したインピーダンスが異常かを判定するステップを示している。制御部118は、ステップ725において測定されたインピーダンスが、誘導加熱装置100に正規のエアロゾル生成基体108が適正に挿入されている場合に測定されるインピーダンスに基づき定められる測定誤差を含めたインピーダンスの範囲に含まれないときに、測定したインピーダンスが異常であると判定することができる。インピーダンスが異常と判定した場合(S730の「Yes」)、処理はステップS735に進み、そうでない場合(S730の「No」)、処理はステップS745に進む。
 S735は、所定のフェールセーフアクションを実行するステップを示している。所定のフェールセーフアクションは、スイッチQ、Q及びQを全てオフ状態にすることを含んでいてよい。
 S740は、ユーザに所定のエラー通知を行うステップを示している。ステップS740の後、制御部118は、所定のエラー処理を行うためのERRORモードに移行する。なお、ERRORモードの具体的な処理については省略する。
 S745は、ステップS725において測定したインピーダンスに基づき、サセプタ110を検出したかを判定するステップを示している。なお、サセプタ110の検出は、サセプタ110を含むエアロゾル形成基体108の検出とみなすことができる。インピーダンスに基づくサセプタ110の検出については、後述する。
 S750は、使用可能本数が1以上であるかを判定するステップを示している。使用可能本数が1以上である場合(S750の「Yes」)、制御部118はPRE-HEATモードに移行し、そうでない場合(S750の「No」)、処理はステップS755に進む。
 S755は、ユーザに電源102の電力量の残りが少ないことを示す所定の低残量通知を行うステップを示している。ステップS755の後、制御部118はSLEEPモードに移行する。
 後述するが、ステップS750から移行し得るPRE-HEATの処理によれば、エアロゾル形成基体108の誘導加熱がなされる。従って、メイン処理700によれば、エアロゾル形成基体108をハウジング101に挿入した後のエアロゾル形成基体108の自動的な誘導加熱が実現されることになる。
 図8は、ACTIVEモードのメイン処理700におけるステップS715において起動される、例示の第1のサブ処理800のフローチャートである。
 S810は、ボタン128に対する所定の操作を検知したかを判定するステップを示している。なお、ステップS810における所定の操作の一例は、ボタン128の短押しである。ボタン128に対する所定の操作を検知したと判定した場合(S810の「Yes」)、処理はステップS820に進み、そうでない場合(S810の「No」)、処理はステップS810に戻る。
 S820は、第1タイマをリセットしてその値を初期値に戻すステップを示している。本実施形態に代えて、第1タイマの値を初期値に近づけてもよいし、ステップS720における所定時間を第1タイマの値から遠ざけてもよい。
 S830は、電源102の充電レベルをユーザに通知するステップを示している。ステップS830の後、処理はステップS810に戻る。
 メイン処理700によれば、制御部118は、ACTIVEモードに移行してから所定時間が経過したときにSLEEPモードに移行する場合があるところ、サブ処理800によれば、ボタン128に対する所定の操作により、電源102の充電レベルをユーザに再度通知し、SLEEPモードへの移行を延期することができるようになる。
 図9は、ACTIVEモードのメイン処理700におけるステップS715において起動される、例示の第2のサブ処理900のフローチャートである。
 S910は、充電電源の充電電源接続部116への接続を検知したかを判定するステップを示している。充電電源の接続を検知したと判定した場合(S910の「Yes」)、制御部118はCHARGEモードに移行し、そうでない場合(S910の「No」)、処理はステップS910に戻る。制御部118は、ステップS410と同様に、上述したVBUS検知信号に基づき、充電電源の接続を検知したと判定することができる。なお、CHARGEモードへ移行する場合には、制御部118はスイッチQ、Q及びQを全てオフ状態にすることが好ましい。
 第2のサブ処理900によれば、充電電源の接続に応答して制御部118は自動的にCHARGEのモードに移行することになる。
 図10は、PRE-HEATモードであるときに制御部118が主として実行する例示処理(メイン処理)1000のフローチャートである。メイン処理1000は、制御部118がPRE-HEATモードに移行することに応答して開始することができる。
 S1010は、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を開始するように制御するステップを示している。加熱用交流電力は、スイッチQをオン状態にし、スイッチQをオフ状態にしたうえで、スイッチQをスイッチングすることにより生成されるものである。加熱用交流電力の供給によりRLC直列回路に与えられるエネルギーの平均値又は実効値は、上述した非加熱用交流電力の供給によりRLC直列回路に与えられるエネルギーの平均値又は実効値より大きい。
 S1020は、メイン処理1000と並列に実行されるように、別の処理(サブ処理)を起動するステップを示している。このステップにおいて起動されるサブ処理については後述する。
 S1030は、サセプタ110の検出に応じた処理を実行するステップを示している。このステップについては後述する。当該ステップは、少なくとも、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを含む。
 S1040は、ステップS1030において測定したインピーダンスから、サセプタ110又はエアロゾル形成基体108の少なくとも一部の温度(以下、便宜上「サセプタ温度」という。)を取得するステップを示している。インピーダンスに基づくサセプタ温度の取得については後述する。なお、後述するステップS1050において、予熱目標温度に代えて予熱目標温度に対応する予熱目標インピーダンスを用いることで、ステップS1040を省略してもよい。この場合において、ステップS1050ではインピーダンスと予熱目標インピーダンスが比較される。
 S1050は、取得したサセプタ温度が所定の予熱目標温度に到達したかを判定するステップを示している。サセプタ温度が予熱目標温度に到達したと判定した場合(S1050の「Yes」)、処理はステップS1060に進み、そうでない場合(S1050の「No」)、処理はステップS1030に戻る。なお、PRE-HEATモードが開始されてから所定時間経過した場合にも、予熱が完了したとしてステップS1050において「Yes」と判断してもよい。
 S1060は、ユーザにエアロゾル形成基体108の予熱が完了したことの通知を行うステップを示している。この通知はLED138により行われてもよいし、不図示のバイブレーションモータやディスプレイなどで行われてもよい。ステップS1060の後、制御部118はINTERVALモードに移行する。
 メイン処理1000によれば、エアロゾル形成基体108の予熱を実現することができる。
 図11は、INTERVALモードであるときに制御部118が主として実行する例示処理(メイン処理)1100のフローチャートである。メイン処理1100は、制御部118がINTERVALモードに移行することに応答して開始することができる。
 S1110は、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を停止するように制御するステップを示している。加熱用交流電力の供給の停止は、スイッチQをオフ状態にすること、及び、スイッチQのスイッチングを停止してオフ状態にすることのうちの一方又は双方により実現することができる。なお、ステップS1110の時点では、スイッチQはそもそもオフ状態であってよいことに留意されたい。
 S1120は、メイン処理1100と並列に実行されるように、別の処理(サブ処理)を起動するステップを示している。このステップにおいて起動されるサブ処理については後述する。
 S1130は、RLC直列回路に非加熱用交流電力を供給するように制御し、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを示している。このステップは、ACTIVEモードのメイン処理700のステップS725と同様のものであってよい。
 S1140は、測定したインピーダンスから、サセプタ温度を取得するステップを示している。なお、後述するステップS1150において、冷却目標温度に代えて冷却目標温度に対応する冷却目標インピーダンスを用いることで、ステップS1140を省略してもよい。この場合において、ステップS1150ではインピーダンスと冷却目標インピーダンスが比較される。
 S1150は、取得したサセプタ温度が所定の冷却目標温度に到達したかを判定するステップを示している。サセプタ温度が冷却目標温度に到達したと判定した場合(S1150の「Yes」)、制御部118はHEATモードに移行し、そうでない場合(S1150の「No」)、処理はステップS1130に戻る。なお、INTERVALモードが開始されてから所定時間経過した場合にも、冷却が完了したとしてステップS1150において「Yes」と判断してもよい。
 PRE-HEATモードでは、エアロゾルを迅速に供給できるようにサセプタは急速に加熱される。一方で、このような急速な加熱は生成されるエアロゾルの量が過剰になってしまう虞がある。そこで、HEATモードの前にINTERVALモードを実行することで、PRE-HEATモードの完了時点からHEATモードの完了時点までに亘り、生成されるエアロゾルの量を安定にできる。換言すれば、メイン処理1100によれば、エアロゾル生成の安定化のために、予熱されたエアロゾル形成基体108をHEATモードの前に冷却することができる。
 図12は、HEATモードであるときに制御部118が主として実行する例示処理(メイン処理)1200のフローチャートである。メイン処理1200は、制御部118がHEATモードに移行することに応答して開始することができる。
 S1205は、第2タイマを起動するステップを示している。
 S1210は、メイン処理1200と並列に実行されるように、別の処理(サブ処理)を起動するステップを示している。このステップにおいて起動されるサブ処理については後述する。
 S1215は、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を開始するように制御するステップを示している。
 S1220は、サセプタ110の検出に応じた処理を実行するステップを示している。このステップについては後述するが、当該ステップは、少なくとも、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを含む。
 S1225は、ステップS1220において測定したインピーダンスから、サセプタ温度を取得するステップを示している。なお、後述するステップS1230において、加熱目標温度に代えて加熱目標温度に対応する加熱目標インピーダンスを用いることで、ステップS1225を省略してもよい。この場合において、ステップS1230ではインピーダンスと加熱目標インピーダンスが比較される。
 S1230は、取得したサセプタ温度が所定の加熱目標温度以上であるかを判定するステップを示している。サセプタ温度が加熱目標温度以上である場合(S1230の「Yes」)、処理はステップS1235に進み、そうでない場合(S1230の「No」)、処理はステップS1240に進む。
 S1235は、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を停止するように制御したうえで、所定の時間待機するステップを示している。このステップは、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を一時的に停止し、加熱目標温度以上となったサセプタ温度を低下させることを意図したものである。
 S1240は、所定の加熱終了条件が満たされたかを判定するステップを示している。所定の加熱終了条件の例は、第2のタイマの値に基づき所定時間が経過したという条件、現在使用しているエアロゾル形成基体108を用いて所定回数の吸引が行われたという条件、又は、これら条件のOR条件であってよい。吸引の検知方法については後述する。加熱終了条件が満たされたと判定した場合(S1240の「Yes」)、処理はステップS1245に進み、そうでない場合(S1240の「No」)、処理はステップS1220に戻る。
 S1245は、使用可能本数を1つ減少させるステップを示している。ステップS1245の後、制御部118はSLEEPモードに移行する。
 メイン処理1200によれば、所望の態様でのエアロゾル生成のためにサセプタ温度を所定の温度に保つことができる。
 以下、PRE-HEATモードのメイン処理1000及びHEATモードのメイン処理1200に関連して上述した、サセプタ110の検出に応じた処理について説明する。
 図13Aは、例示のサセプタ110の検出に応じた処理1300Aのフローチャートである。
 S1305は、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを示している。ステップS1305の前には、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給が開始されていることに留意されたい。
 S1310は、測定したインピーダンスに基づき、サセプタ110を検出したかを判定するステップを示している。インピーダンスに基づきサセプタ110が検出された場合(S1310の「Yes」)、例示処理1300Aは終了してメイン処理1000又はメイン処理1200に戻り、そうでない場合(S1310の「No」)、処理はステップS1315に進む。
 S1315は、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を停止するステップを示している。
 S1320は、使用可能本数を1つ減少させるステップを示している。ステップS1320の後、制御部118はACTIVEモードに移行する。
 例示処理1300Aによれば、誘導加熱中にエアロゾル形成基体108が取り外された場合等に、誘導加熱を中止することができる。これにより、誘導加熱装置100の安全性を向上できると共に、電源102が蓄えた電力の浪費を削減できる。また、例示処理1300Aによれば、制御部118は、エアロゾル形成基体108が取り外されると、使用可能本数を1つ減少させる。これにより、使用可能本数を減らさなかった場合に比べ、使用可能本数を消費しきった後の電源102の電圧が、放電終止電圧又は放電終止電圧の近傍に達しにくくなる。従って、電源102の劣化の促進を抑制することもできる。
 図13Bは、別の例示のサセプタ110の検出に応じた処理1300Bのフローチャートである。例示処理1300Bが含む一部ステップは例示処理1300Aと共通であるため、以下、相違点について説明する。
 例示処理1300Bにおいては、ステップS1315の後、ステップ1325に進む。
 S1325は、ユーザに所定のエラー通知を行うステップを示している。この所定のエラー通知は、エアロゾル形成基体108が誤って取り外された等により、誘導加熱中にサセプタ110の検出に失敗したことに対応するものである。この所定のエラー通知は、LED138などにより行われてもよい。
 S1330は、第3タイマを起動するステップを示している。
 S1335は、RLC直列回路に非加熱用交流電力を供給するように制御し、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを示している。このステップは、ACTIVEモードのメイン処理700のステップS725と同様のものであってよい。
 S1340は、測定したインピーダンスに基づき、サセプタ110を検出したかを判定するステップを示している。インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定した場合(S1340の「Yes」)、処理はステップS1350に進み、そうでない場合(S1340の「No」)、処理はステップS1345に進む。
 S1350は、ステップS1315において停止した、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を再び開始するステップを示している。
 S1345は、第3タイマの値に基づき所定時間が経過したかを判定するステップを示している。所定時間が経過したと判定した場合(S1345の「Yes」)、処理はステップS1320に進み、そうでない場合(S1345の「No」)、処理はステップS1335に戻る。
 例示処理1300Bについて、図14を参照して更に説明する。図14は、サセプタ温度の変化を表すグラフである。このグラフの縦軸は温度に対応し、横軸は時間に対応する。
 1410は、PRE-HEATモードのメイン処理700に関連して上述した所定の予熱目標温度を示している。
 1415は、INTERVALモードのメイン処理1100に関連して上述した所定の冷却目標温度を示している。
 1420は、HEATモードのメイン処理1200に関連して上述した所定の加熱目標温度を示している。なお、後述するが、HEATモードは、異なる加熱目標温度が適用される複数のフェーズを含む加熱プロファイルを有する。1420は、より詳細には、HEATモードの加熱プロファイルにおける最初のフェーズの加熱目標温度を示している。
 1430は、PRE-HEATモードの期間を示している。即ち、PRE-HEATモードの期間は、概略、サセプタ温度が所定の予熱目標温度1410に到達したときに終了している。
 1435は、INTERVALモードの期間を示している。即ち、INTERVALモードの期間は、概略、サセプタ温度が予熱目標温度1410に到達したときに開始し、冷却目標温度1415に到達したときに終了している。
 1440は、HEATモードの期間を示している。即ち、HEATモードの期間は、概略、サセプタ温度が冷却目標温度1415に到達したときに開始し、時点1445に終了している。1445は、加熱終了条件が満たされたとき(メイン処理1200のステップS1240)を示している。
 1450は、サセプタ110を検出できなくなったとき、即ち、例示処理1300BのステップS1310において、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定できなかったときを示している(ステップS1310の「No」)。1455は、サセプタ110を再び検出できるようになったとき、即ち、例示処理1300BのステップS1340において、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定したときを示している(ステップS1340の「Yes」)。S1460は、サセプタ110が検出できなかった期間を示している。
 例示処理1300Bによれば、時間の経過に応じた加熱目標温度が少なくとも定められた加熱プロファイルに従う一方で、誘導加熱のための処理の停止であるステップS1315から誘導加熱のための処理の再開であるステップS1350までの間も時間が経過したものとして、誘導加熱を制御することができる。そのため、実質的に、サセプタ110が検出できなかった期間S1460に相当する加熱プロファイルをスキップすることができる。
 図13Cは、また別の例示のサセプタ110の検出に応じた処理1300Cのフローチャートである。例示処理1300Cが含む一部ステップは例示処理1300A又は1300Bと共通であるため、以下、相違点について説明する。
 S1355は、測定したインピーダンスに基づき、サセプタ110を検出するステップを示している。このステップは、ステップS1310と類似のものであるが、サセプタ110を検出したと判定できなかった場合(S1355の「No」)、処理がステップS1325に進む点が相違する。
 例示処理1300Cにおいては、ステップS1330の後、処理はステップS1360に進む。
 S1360は、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを示している。ステップS1360はステップS1335に類似のものであるが、ステップS1360においてはRLC直列回路に非加熱用交流電力を供給するように制御する必要はない。というのは、ステップS1360の時点において、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給は停止されていないからである。
 S1365は、測定したインピーダンスに基づき、サセプタ110を検出したかを判定するステップを示している。このステップはステップS1340と類似のものであるが、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定した場合(S1365の「Yes」)、処理はステップS1305に戻り、そうでない場合(S1365の「No」)、処理はステップS1370に進む点が相違する。
 S1370は、第3タイマの値に基づき所定時間が経過したかを判定するステップを示している。このステップはステップS1345と類似のものであるが、所定時間が経過したと判定した場合(S1370の「Yes」)、処理はステップS1315に進み、そうでない場合(S1370の「No」)、処理はステップS1360に戻る点が相違する。
 例示処理1300Cについて図14を参照して更に説明する。なお、以下、例示処理1300Bについて上述した説明との相違点について説明する。
 1450は、サセプタ110を検出できなくなったとき、即ち、例示処理1300CのステップS1355において、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定できなかったときを示している(ステップS1355の「No」)。1455は、サセプタ110を再び検出できるようになったとき、即ち、例示処理1300CのステップS1365において、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定したときを示している(ステップS1365の「Yes」)。
 上述したように、HEATモードは異なる加熱目標温度が適用される複数のフェーズを含む加熱プロファイルを有する。また、HEATモードの処理には、1以上のタイミングで加熱目標温度を変更する処理(例えば、後述する図21のステップS2115)を含めることができる。そして、例示処理1300Cによれば、サセプタ110が検出できなかった期間S1460は、当該1以上のタイミングに影響しないことになる。これは例示処理1300Cが、例示処理1300BにおけるステップS1315とステップS1350を有さないためである。即ち、例示処理1300Cによれば、サセプタ110が検出できなかった期間S1460が、前記加熱プロファイルの全体の長さに影響しないようにすることができる。
 図13Dは、更に別の例示のサセプタ110の検出に応じた処理1300Dのフローチャートである。
 例示処理1300Dが含む一部ステップは例示処理1300A、1300B又は1300Cと共通であるため、以下、相違点について説明する。
 S1375は、ステップS1310と同様のステップであるが、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定した場合、処理がステップS1385に進む点が相違する。
 例示処理1300Dにおいては、ステップS1325の後、ステップS1380に進む。
 S1380は、起動している第2タイマを停止し、第3タイマを起動するステップを示している。第2タイマの停止により、時間の経過により第2タイマの値が増加しないようになる。換言すれば、加熱プロファイルの進行が中断される。
 S1385は、第2タイマを停止したかを判定するステップを示している。このステップは、ステップS1380が実行されたかを判定するステップであってよい。第2タイマを停止したと判定した場合(S1385の「Yes」)、処理はステップS1390に進み、そうでない場合(S1385の「No」)、例示処理1300Dは終了してメイン処理1000又はメイン処理1200に戻る。
 S1390は、停止した第2タイマを再開するステップを示している。第2タイマの再開により、第2タイマの停止したときの値から時間の経過により第2タイマの値が再び増加するようになる。換言すれば、加熱プロファイルの進行が再開される。
 例示処理1300Dについて図14を参照して更に説明する。なお、以下、例示処理1300Bについて上述した説明との相違点について説明する。
 1450は、サセプタ110を検出できなくなったとき、即ち、例示処理1300DのステップS1375において、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定できなかったときを示している(ステップS1375の「No」)。
 即ち、例示処理1300Dによれば、時間の経過に応じた加熱目標温度が少なくとも定められた加熱プロファイルに従う一方で、誘導加熱のための処理の停止であるステップS1315から誘導加熱のための処理の再開であるステップS1350までの間は時間が経過しなかったものとして誘導加熱を制御することができる。そのために、実質的に加熱プロファイルの進行を中断することができる。
 図13Eは、更にまた別の例示のサセプタ110の検出に応じた処理例示処理1300Eのフローチャートである。例示処理1300Eが含む一部ステップは例示処理1300A、1300B、1300C又は1300Dと共通であるため、以下、相違点について説明する。
 S1392は、ステップS1310と同様のステップであるが、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定した場合、処理がステップS1394に進む点が相違する。
 S1394は、第3タイマが起動されたかを判定するステップを示している。このステップは、ステップS1330が実行されたかを判定するステップであってよい。第3タイマが起動されたと判定した場合(S1394の「Yes」)、処理はステップS1396に進み、そうでない場合(S1394の「No」)、例示処理1300Eは終了してメイン処理1000又はメイン処理1200に戻る。
 S1396は、第3タイマの値に基づき、所定の処理を実行するステップを示している。この所定の処理は、HEATモードに含まれる複数のフェーズのうちの1つを、第3タイマの値即ちサセプタ110が検出できなかった期間の長さだけ延長する処理であってよい。換言すれば、この所定の処理は、加熱目標温度を変更する1以上のタイミングのうちの少なくとも1つを、サセプタ110が検出できなかった期間の長さだけ遅延させる処理であってよい。これは、例えば、後述する図21のステップS2105において変更すると判定するタイミングを遅延させることにより実現することができる。なお、フェーズの延長及び/又は加熱目標温度を変更させるタイミングの遅延は、必ずしもサセプタ110が検出できなかった期間の長さだけ行われる必要はない。サセプタ110が検出できなかった期間の長さに所定値の加算や減算などの演算を施した値や、サセプタ110が検出できなかった期間の長さに無関係な値だけ、フェーズを延長したり、加熱目標温度を変更させるタイミングを遅延させたりしてもよい。
 例示処理1300Eについて図14を参照して更に説明する。なお、以下、例示処理1300Cについて上述した説明との相違点について説明する。
 1450は、サセプタ110を検出できなくなったとき、即ち、例示処理1300EのステップS1392において、インピーダンスに基づきサセプタ110を検出したと判定できなかったときを示している(ステップS1392の「No」)。
 例示処理1300Eによれば、エアロゾル形成基体を検出できなくなったときであるステップS1392からエアロゾル形成基体を再度検出したときであるステップS1365までの期間1460に基づき、加熱目標温度を変更するタイミングを遅延させることができるため、当該加熱プロファイルのフェーズを補填又は延長することができる。即ち、例示処理1300Eによれば、サセプタ110が検出できなかった期間1460に基づき、加熱プロファイルの長さを延長することができる。
 図15は、PRE-HEATモードのメイン処理1000のステップS1020、INTERVALモードのメイン処理1100のステップS1120、又は、HEATモードのメイン処理1200のステップS1210において起動される、例示の第1のサブ処理1500のフローチャートである。
 S1510は、ボタン128に対する所定の操作を検知したかを判定するステップを示している。この所定の操作は、ステップS420やS810における所定の操作と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、ステップS1510における所定の操作の一例は、ボタン128の長押し又は連打である。ボタンの所定の操作を検知したと判定した場合(S1510の「Yes」)、処理はステップS1520に進み、そうでない場合(S1510の「No」)、処理はステップS1510に戻る。
 S1520は、交流電力の供給を停止するための制御を行うステップを示している。第1のサブ処理1500がステップS1020又はステップS1210において起動された場合、この交流電力は加熱用交流電力であり、第1のサブ処理1500がステップS1120において起動された場合、この交流電力は非加熱用交流電力であろう。
 S1530は、使用可能本数を1つ減少させるステップを示している。サブ処理1500によれば、制御部118は、ユーザの操作により交流電力の供給が停止されると、使用可能本数を1つ減少させる。これにより、使用可能本数を減らさなかった場合に比べ、使用可能本数のエアロゾル形成基体108を消費しきった後の電源102の電圧が、放電終止電圧又は放電終止電圧の近傍に達しにくくなる。従って、電源102の劣化の促進を抑制することもできる。
 図16は、PRE-HEATモードのメイン処理1000のステップS1020、INTERVALモードのメイン処理1100のステップS1120、又は、HEATモードのメイン処理1200のステップS1210において起動される、例示の第2のサブ処理1600のフローチャートである。
 S1610は、放電電流を測定するステップを示している。放電電流は、電流検知回路136により測定することができる。
 S1620は、測定した放電電流は過大であるかを判定するステップを示している。放電電流は過大であると判定した場合(S1620の「Yes」)、処理はステップS1630に進み、そうでない場合(S1620の「No」)、処理はステップS1610に戻る。
 S1630は、所定のフェールセーフアクションを実行するステップを示している。
 S1640は、ユーザに所定のエラー通知を行うステップを示している。この所定のエラー通知は、放電電流が過大であることに対応するものである。ステップS1640の後、制御部118はERRORモードに移行する。このエラー通知は、LED138によって行われてもよい。
 図17は、インピーダンスに基づきエアロゾル形成基体108の少なくとも一部であるサセプタ110を検出する原理、及び、インピーダンスに基づきエアロゾル形成基体108の少なくとも一部であるサセプタ110の温度を取得する原理について説明するための図である。
 1710は、エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されていないときの、RLC直列回路の等価回路を示している。
 LはRLC直列回路のインダクタンスの値を示している。Lは厳密にはRLC直列回路に含まれる複数の素子のインダクタンス成分を合成した値であるが、コイル106のインダクタンスの値に等しいものとしてもよい。
 CはRLC直列回路のキャパシタンスの値を示している。Cは厳密にはRLC直列回路に含まれる複数の素子のキャパシタンス成分を合成した値であるが、コンデンサCのキャパシタンスの値に等しいものとしてもよい。
 RCircuitは、RLC直列回路の抵抗値を示している。RCircuitは、RLC直列回路に含まれる複数の素子の抵抗成分を合成した値である。
 L、C及びRCircuitの値は、電子素子のスペックシートから事前に取得するか又は実験的に事前に測定し、制御部118のメモリ(図示せず)に予め記憶しておくことができる。
 エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されていないときのRLC直列回路のインピーダンスZは、以下の式により計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
ここで、ωはRLC直列回路に供給される交流電力の角周波数(ω=2πf;fは交流電力の周波数)を示している。
 一方、1720は、エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されているときの、RLC直列回路の等価回路を示している。1720における1710との相違は、エアロゾル形成基体108の少なくとも一部であるサセプタ110による抵抗成分(Rsusceptor)が存在する点である。エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されているときのRLC直列回路のインピーダンスZは、以下の式により計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 即ち、エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されているときのRLC直列回路のインピーダンスは、挿入されていないときよりも大きくなる。エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されていないときのインピーダンスZと、挿入されているときのインピーダンスZとを実験的に事前に求めてその間に設定された閾値を制御部118のメモリ(図示せず)に予め記憶しておく。これにより、測定したインピーダンスZが当該閾値より大きいか否かに基づき、エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されているか、即ち、サセプタ110が検出されたかを判定することが可能である。上述したように、サセプタ110の検出は、エアロゾル形成基体108の検出とみなすことができる。
 なお、制御部118は、電圧検知回路134及び電流検知回路136によりそれぞれ測定した電圧の実効値VRMS及び電流の実効値IRMSに基づき、RLC直列回路のインピーダンスZを以下のように計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 また、Zの上記式をRsusceptorについて解くと、以下の式が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 ここで、負の抵抗値を除外し、ZをZに置き換えると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 Rsuceptorと、サセプタ温度との関係を実験的に事前に求め、制御部118のメモリ(図示せず)に予め記憶しておくことにより、RLC直列回路のインピーダンスZよりさらに計算されたRsuceptorに基づきサセプタ温度を取得することが可能である。
 図18は、RLC直列回路の共振周波数fにて交流電力を供給した場合のRLC直列回路の等価回路を表している。1810及び1820は、それぞれ、エアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されていないとき及び挿入されているときの、RLC直列回路の等価回路を示している。共振周波数fは以下のように導出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 また、共振周波数fにおいては以下の関係が満たされるから、RLC直列回路のインピーダンスについて、RLC直列回路のインダクタンス成分及びキャパシタンス成分は無視することができるようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 従って、共振周波数fにおけるエアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されていないときのRLC直列回路のインピーダンスZ及び挿入されているときのRLC直列回路のインピーダンスZは以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 また、共振周波数fにおけるエアロゾル形成基体108が誘導加熱装置100に挿入されているときのエアロゾル形成基体108の少なくとも一部であるサセプタ110による抵抗成分の値Rsusceptorは、以下の式により計算することができる
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 このように、サセプタ110を検出する際、及び、インピーダンスに基づきサセプタ温度を取得する際の一方又は双方において、RLC直列回路の共振周波数fを用いることは、計算の容易さという点で有利である。もちろん、RLC直列回路の共振周波数fを用いることは、電源102が蓄えた電力を高効率且つ高速でサセプタ110へ供給する点でも有利である。
(加熱プロファイルの具体例1)
 以下、加熱プロファイルの具体例について説明する。
 本例においては、誘導加熱装置100は、PRE-HEATモード、INTERVALモード、及び複数のフェーズからなるHEATモードにおいて交流生成回路132のスイッチング周波数を変化させることで、エアロゾル形成基体108をより適切に加熱することができる。
 図19は、本例の誘導加熱装置100におけるサセプタ110の温度、交流生成回路132のスイッチング周波数、及び回路104のインピーダンスの変化をそれぞれ表すグラフ(a)、(b)、及び(c)を示す図である。図14と同様に、図19において、矢印1430は、PRE-HEATモードの期間を示し、矢印1435は、INTERVALモードの期間を示し、矢印1440は、HEATモードの期間を示す。また、(a)において、実線グラフはサセプタ110の温度を示し、破線グラフは各期間における目標温度(予熱目標温度、冷却目標温度、加熱目標温度)を示す。
 なお、図19においては、サセプタ110の温度(又はサセプタ温度)が加熱目標温度に到達することと、フェーズが切り替わることとが一致するように図示されているが、これは理想的な挙動を図示したからである。即ち、図19に図示した挙動は、後述する図21に示す例示処理でいうと、スイッチQのスイッチング周波数を変更するタイミングと、サセプタ110の温度が加熱目標温度に初めて到達したタイミングとが一致した場合に相当する。一般的には、サセプタ110の温度は、加熱目標温度に到達した後、加熱用交流電力の一時的な停止により低下し、再度上昇するという挙動を繰り返すことになる。従って、一般的には、サセプタ110の温度が加熱目標温度に到達することと、フェーズが切り替わることとは一致しない。これについては、図20及び22についても同様である。
 (b)に示されるように、本例において、交流生成回路132のスイッチQのスイッチング周波数は、PRE-HEATモードの期間1430及びINTERVALモードの期間1435においては、共振周波数fであり、かつこれらの期間内においては一定である。そして、HEATモードの期間1440においては、スイッチQのスイッチング周波数は、各フェーズが進行していくにつれて段階的に上昇していくように制御される(スイッチQのスイッチング周波数を上昇させるタイミングは予めスケジューリングしておく。これについては、後述する具体例2においても同様である)。また、スイッチQのスイッチング周波数が変化すると回路104のインピーダンスも変化する。スイッチQのスイッチング周波数が段階的に上昇することで、(c)に示されるように回路104のインピーダンスも増加し続ける。本例の場合、回路104のインピーダンスの変化(又はコイル106に供給される交流電流の変化)によって、ユーザがエアロゾル源112から発生するエアロゾルを吸引した際における一時的な温度低下を検知することが可能である。すなわち、温度が低下したことが検出された場合には、ユーザがエアロゾルを吸引したと判断するようになっていてもよい。
 また、HEATモードの期間1440においてスイッチQのスイッチング周波数は、(b)の実線グラフによって示されるように共振周波数fから開始して、徐々に共振周波数fから離れていくように制御されてもよいし、(b)の破線グラフによって示されるように共振周波数fから一旦大きく下がってから徐々に共振周波数fに近づいていくように制御されてもよい。また、前者の場合、HEATモード1440を構成する複数のフェーズが進行するにつれてスイッチQのスイッチング周波数は共振周波数よりも高い周波数領域で増加していき、後者の場合、HEATモード1440を構成する複数のフェーズが進行するにつれてスイッチQのスイッチング周波数は共振周波数よりも低い周波数領域で増加していく。急速な昇温が必要なのはPRE-HEATモードのみであり、HEATモードにおける段階的な昇温においては誘導加熱による高効率な加熱は却って不向きな場合がある。そこで、本例においては、スイッチQのスイッチング周波数を共振周波数fから外すことにより、緩やかな昇温を実現することができる。このようにフェーズごとに周波数を変えることで、サセプタ110を適切に加熱することができる。
 また、図20は、誘導加熱装置100におけるサセプタ110の温度、交流生成回路132のスイッチング周波数、及び回路104のインピーダンスの変化の別の例を示す図である。本例においても、交流生成回路132のスイッチQのスイッチング周波数は、PRE-HEATモードの期間1430及びINTERVALモードの期間1435においては、共振周波数fであり、かつこれらの期間内においては一定である。しかし、本例のHEATモードの期間1440においては、スイッチQのスイッチング周波数は各フェーズが進行していくにつれて段階的に下降していくように制御される。また、スイッチQのスイッチング周波数を段階的に下げることで、回路104のインピーダンスも減少し続ける。ユーザによるエアロゾルの吸引の検知を行わない場合には、本例のようにHEATモードにおけるフェーズの進行に従ってスイッチQのスイッチング周波数を下げるように制御してもよく、これにより緩やかな昇温を実現することができる。
 また、HEATモードの期間1440においてスイッチQのスイッチング周波数は、(b)の実線グラフによって示されるように共振周波数fから一旦大きく上がってから徐々に共振周波数fに近づいていくように制御されてもよいし、(b)の破線グラフによって示されるように共振周波数fから開始して、徐々に共振周波数fから離れていくように制御されてもよい。また、前者の場合、HEATモードを構成する複数のフェーズが進行するにつれてスイッチQのスイッチング周波数は共振周波数よりも高い周波数領域で減少していき、後者の場合、HEATモードを構成する複数のフェーズが進行するにつれてスイッチQのスイッチング周波数は共振周波数よりも低い周波数領域で減少していく。
 図21は、HEATモードであるときに制御部118が主として実行する例示処理のフローチャートを示す図である。図21のフローチャートでは、図12のフローチャートにさらにステップS2105、ステップS2110、及びステップS2115の処理が追加されている。これら以外のステップについては、図12と同様であるので説明は割愛する。
 ステップS2105は、第2タイマがスイッチQのスイッチング周波数を変更するタイミングであるか判定するステップを示している。ここでスイッチQのスイッチング周波数を変更するタイミングであると判定される場合には(ステップS2105の「Yes」)、ステップS2110においてスイッチQのスイッチング周波数を変更する(増加させる、又は減少させる)。そして、ステップS2115において、加熱目標温度を予め定められた値だけ上昇させる。ステップS2105においてスイッチQのスイッチング周波数を変更するタイミングではないと判定される場合には(ステップS2105の「No」)、ステップS2110とステップS2115の処理をスキップする(すなわち、スイッチQのスイッチング周波数は変更しない)。なお、ステップS2110の処理とステップS2115の処理は実行する順番が逆でもよいし、並行して実行されてもよい。
(加熱プロファイルの具体例2)
 さらに、加熱プロファイルの別の具体例について説明する。本例においては、PRE-HEATモード、INTERVALモード、及び複数のフェーズからなるHEATモードにおいて交流生成回路132のスイッチング周波数を変化させずに特定の周波数に固定し、特に本例においては共振周波数に固定する。
 図22は、本例の誘導加熱装置100におけるサセプタ110の温度、交流生成回路132のスイッチング周波数、及び回路104のインピーダンスの変化をそれぞれ表すグラフ(a)、(b)、及び(c)を示す図である。(b)に示されるように、本例においては、誘導加熱装置100は、PRE-HEATモード、INTERVALモード、及び複数のフェーズからなるHEATモードにおいて交流生成回路132のスイッチング周波数を共振周波数に固定する。
 図23及び図24は、HEATモードであるときに制御部118が主として実行する例示処理のフローチャートを示す図である。図23のフローチャートは、図12のステップS1235に替えてステップS2310の加熱制御を実行する点、並びにステップS2320及びステップS2325が追加されている点が異なる。これ以外のステップについては、図12と同様であるので説明は割愛する。
 ステップS2320は、第2タイマが加熱目標温度を変更するタイミングであるか判定するステップを示している。ここで加熱目標温度を変更するタイミングであると判定される場合には(ステップS2320の「Yes」)、ステップS2325において、加熱目標温度を予め定められた値だけ上昇させる。ステップS2320において加熱目標温度を変更するタイミングではないと判定される場合には(ステップS2320の「No」)、ステップS2325の処理をスキップする(すなわち、加熱目標温度は変更しない)。
 図24は、ステップS2310の加熱制御の詳細の一例を示すフローチャートを表す図である。ステップS23101は、RLC直列回路への加熱用交流電力の供給を停止するように制御するステップを示している。ステップS23102は、RLC直列回路のインピーダンスを測定するために、RLC直列回路への非加熱用交流電力の供給を開始するように制御するステップを示している。ステップS23103は、RLC直列回路のインピーダンスを測定するステップを示している。ステップS23104は、RLC直列回路への非加熱用交流電力の供給を停止するように制御するステップを示している。ステップS23105は、ステップS23103にて測定したインピーダンスから、サセプタ温度を取得するステップを示している。なお、ステップS23101~S23105の処理は、前述したフローチャートと同様の処理であってよい。また、ステップS23106は、ステップS23105において取得したサセプタ温度が(所定の加熱目標温度-Δ)以下であるかを判定するステップを示している。サセプタ温度が(所定の加熱目標温度-Δ)以下である場合、加熱制御を終了し、図23のステップS1215に移行する。サセプタ温度が(所定の加熱目標温度-Δ)より高い場合、処理はステップS23102に戻る。すなわち、サセプタ温度が(加熱目標温度-Δ)より高い場合は、スイッチQを含む高抵抗の第2回路でサセプタ温度を監視し続ける。この時、スイッチQは、サセプタ110の加熱を中断している間においても予め定められた周期で切り替えられていてもよい。そして、サセプタ温度が(加熱目標温度-Δ) 以下となった場合には、再びスイッチQがONとなり第1回路でサセプタ110を再加熱する。また、Δが“0”よりも大きい値である場合には、加熱制御にヒステリシス持たせることができる。より具体的には、Δの値は最大で5℃程度である。
 以上、本開示の実施形態が説明されたが、これらが例示にすぎず、本開示の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、実施形態の変更、追加、改良などを適宜行うことができることが理解されるべきである。本開示の範囲は、上述した実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ規定されるべきである。
 上述した実施形態においては、RLC直列回路の共振周波数fを用いた制御について説明したが、RLC回路を構成する素子には製品公差が存在するため、共振周波数fを厳密に用いる必要ない。例えば、RLC直列回路を構成する素子の実際のパラメータから算出される共振周波通fから±5%程度のずれがあってもよい。
 上述した実施形態においては、インピーダンスの変化によりユーザの吸引を検知したが、これに代えて図2において不図示の吸引センサを用いて、ユーザの吸引を検知してもよい。
 上述した実施形態においては、制御部118は、サセプタ110に基づきエアロゾル生成基体108を検出したが、これに代えてエアロゾル形成基体108に設けられるマーカやRFIDなどからアロゾル生成基体108を検出してもよい。このようなマーカやRFIDも、エアロゾル形成基体108の少なくとも一部を構成することは明らかであろう。
  100…誘導加熱装置、101…ハウジング、102…電源、104…回路、106…コイル、108…エアロゾル形成基体、110…サセプタ、112…エアロゾル源、114…フィルター、116…充電電源接続部、118…制御部、120…電圧調整回路、122…充電回路、126…発光素子駆動回路、128…ボタン、130…並列回路、132…交流生成回路、134…電圧検知回路、136…電流検知回路、138…発光素子、140…分圧回路、610…未使用時、620…劣化時、630…1つのエアロゾル形成基体を消費するために必要な電力量、640…余剰電力量(未使用時)、650…余剰電力量(劣化時)、660…満充電時の放電電圧、770…放電終止電圧、1410…予熱目標温度、1415…冷却目標温度、1420…加熱目標温度、1430…PRE-HEATモードの期間、1435…INTERVALモードの期間、1440…HEATモードの期間、1445…加熱終了条件が満たされたとき、1450…サセプタを検出できなくなったとき、1455…サセプタを再び検出できるようになったとき、1460…サセプタが検出できなかった期間、1710…エアロゾル形成基体が誘導加熱装置に挿入されていないときのRLC直列回路の等価回路、1720…エアロゾル形成基体が誘導加熱装置に挿入されているときのRLC直列回路の等価回路、1710…エアロゾル形成基体が誘導加熱装置に挿入されていないときのRLC直列回路の等価回路(共振周波数)、1720…エアロゾル形成基体が誘導加熱装置に挿入されているときのRLC直列回路の等価回路(共振周波数)

Claims (9)

  1.  サセプタとエアロゾル源とを含むエアロゾル形成基体を加熱するための誘導加熱装置であって、
     誘導加熱により前記サセプタを加熱するためのコイルを含む回路を備え、
     前記サセプタは複数のフェーズからなる加熱モードによって加熱され、前記複数のフェーズに渡って前記コイルへ供給される交流電流の周波数が一定である、誘導加熱装置。
  2.  前記交流電流の周波数は前記回路の共振周波数である、請求項1に記載の誘導加熱装置。
  3.  前記加熱モードの前に実行され、前記サセプタを予熱した後に前記サセプタを冷却するインターバルモードにおいて前記交流電流の周波数は前記回路の共振周波数である、請求項1又は2に記載の誘導加熱装置。
  4.  電源を含み、
     前記回路は、前記電源と前記コイルとの間に並列に配置された第1回路と第2回路とを含む並列回路であって、前記第1回路は前記サセプタの加熱に用いられ、前記第2回路は前記サセプタの電気抵抗又は温度に関連する値の取得に用いられる、並列回路をさらに備え、
     前記インターバルモードにおいては前記第2回路が用いられる、請求項3に記載の誘導加熱装置。
  5.  前記加熱モードにおいて前記サセプタの温度が予め定められた温度以上になったと判断した場合には前記サセプタの加熱を中断する、請求項1に記載の誘導加熱装置。
  6.  電源を含み、
     前記回路は、前記電源と前記コイルとの間に並列に配置された第1回路と第2回路とを含む並列回路であって、前記第1回路は前記サセプタの加熱に用いられ、前記第2回路は前記サセプタの電気抵抗又は温度に関連する値の取得に用いられる、並列回路をさらに備え、
     前記サセプタの加熱を中断している間は、前記第2回路を用いて前記サセプタの温度を監視する、請求項5に記載の誘導加熱装置。
  7.  前記加熱モードにおいて前記サセプタの温度が前記予め定められた温度未満になったと判断した場合には前記第1回路を用いて前記サセプタの加熱を再開する、請求項6に記載の誘導加熱装置。
  8.  前記加熱モードにおいて前記サセプタの温度が、前記予め定められた温度よりも所定温度だけ低い温度未満になったと判断した場合には前記第1回路を用いて前記サセプタの加熱を再開する、請求項6に記載の誘導加熱装置。
  9.  前記回路は、前記並列回路と前記コイルとの間又は前記並列回路と前記電源との間に配置された交流生成回路をさらに備え、
     前記交流生成回路は第3スイッチを含み、前記第3スイッチは、前記サセプタの加熱を中断している間においても予め定められた周期でスイッチングされる、請求項6から8のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
PCT/JP2022/015261 2021-03-31 2022-03-29 誘導加熱装置 WO2022210635A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22780846.6A EP4316285A1 (en) 2021-03-31 2022-03-29 Induction heating device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-059830 2021-03-31
JP2021059830A JP7035248B1 (ja) 2021-03-31 2021-03-31 誘導加熱装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022210635A1 true WO2022210635A1 (ja) 2022-10-06

Family

ID=81213463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/015261 WO2022210635A1 (ja) 2021-03-31 2022-03-29 誘導加熱装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4316285A1 (ja)
JP (2) JP7035248B1 (ja)
WO (1) WO2022210635A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023174700A1 (en) * 2022-03-16 2023-09-21 Jt International Sa A method for controlling the heating of a susceptor of an aerosol-generating device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0323175B2 (ja) 1987-09-14 1991-03-28 Boc Group Inc
JPH0353260B2 (ja) 1984-04-04 1991-08-14 Canon Kk
JPH08511175A (ja) * 1994-04-08 1996-11-26 フイリップ モーリス プロダクツ インコーポレイテッド 喫煙物品の誘導加熱システム
JPH09117155A (ja) * 1995-10-13 1997-05-02 Shinko Electric Co Ltd 高周波電力負荷の電源投入方法とその方法を用いた高周波電力負荷の制御装置
JP6077145B2 (ja) 2014-05-21 2017-02-08 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 複数材料サセプタを備えたエアロゾル発生物品
JP2017516269A (ja) * 2014-05-21 2017-06-15 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 誘導加熱装置、誘導加熱装置を備えるエアロゾル送達システム、および同左を操作する方法
JP2020512662A (ja) * 2017-03-31 2020-04-23 ブリティッシュ アメリカン タバコ (インヴェストメンツ) リミテッドBritish American Tobacco (Investments) Limited 共振回路用の装置
JP2020516014A (ja) * 2017-03-31 2020-05-28 ブリティッシュ アメリカン タバコ (インヴェストメンツ) リミテッドBritish American Tobacco (Investments) Limited 温度の決定
JP2020536575A (ja) * 2018-08-01 2020-12-17 ケーティー・アンド・ジー・コーポレーション ヒータの温度を制御する方法及びその方法を遂行するエアロゾル生成装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0353260B2 (ja) 1984-04-04 1991-08-14 Canon Kk
JPH0323175B2 (ja) 1987-09-14 1991-03-28 Boc Group Inc
JPH08511175A (ja) * 1994-04-08 1996-11-26 フイリップ モーリス プロダクツ インコーポレイテッド 喫煙物品の誘導加熱システム
JPH09117155A (ja) * 1995-10-13 1997-05-02 Shinko Electric Co Ltd 高周波電力負荷の電源投入方法とその方法を用いた高周波電力負荷の制御装置
JP6077145B2 (ja) 2014-05-21 2017-02-08 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 複数材料サセプタを備えたエアロゾル発生物品
JP2017516269A (ja) * 2014-05-21 2017-06-15 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 誘導加熱装置、誘導加熱装置を備えるエアロゾル送達システム、および同左を操作する方法
JP2020512662A (ja) * 2017-03-31 2020-04-23 ブリティッシュ アメリカン タバコ (インヴェストメンツ) リミテッドBritish American Tobacco (Investments) Limited 共振回路用の装置
JP2020516014A (ja) * 2017-03-31 2020-05-28 ブリティッシュ アメリカン タバコ (インヴェストメンツ) リミテッドBritish American Tobacco (Investments) Limited 温度の決定
JP2020536575A (ja) * 2018-08-01 2020-12-17 ケーティー・アンド・ジー・コーポレーション ヒータの温度を制御する方法及びその方法を遂行するエアロゾル生成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7035248B1 (ja) 2022-03-14
JP2022156241A (ja) 2022-10-14
EP4316285A1 (en) 2024-02-07
JP2022158873A (ja) 2022-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022210636A1 (ja) 誘導加熱装置
WO2022210630A1 (ja) 誘導加熱装置及びその動作方法
JP7360744B2 (ja) エアロゾル供給デバイス
JP2022524428A (ja) エアロゾル発生デバイス用の装置
WO2022210635A1 (ja) 誘導加熱装置
WO2022210633A1 (ja) 誘導加熱装置
JP7329157B2 (ja) 誘導加熱装置並びにその制御部及びその動作方法
JP7335306B2 (ja) 誘導加熱装置並びにその制御部及びその動作方法
WO2022210632A1 (ja) 誘導加熱装置並びにその制御部及びその動作方法
RU2788974C1 (ru) Устройство предоставления аэрозоля
WO2023017593A1 (ja) エアロゾル生成装置の電源ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22780846

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022780846

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022780846

Country of ref document: EP

Effective date: 20231031

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE