用于气溶胶生成装置的设备的制作方法

1.本说明书涉及一种用于气溶胶生成装置的设备。


背景技术：

2.吸烟制品(例如香烟、雪茄等)在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过产生释放化合物而不燃烧的产品来提供这些制品的替代品。例如，烟草加热装置通过加热但不燃烧气溶胶生成基质(例如烟草)来加热该基质以形成气溶胶。


技术实现要素：

3.在第一方面中，本说明书描述了一种设备，该设备包括：第一切换装置，配置成从电源产生交流电，所述交流电流过谐振电路(例如lc谐振电路)的感应元件，以用于对感受器装置进行感应加热以加热气溶胶生成装置的气溶胶生成材料，从而在加热操作模式中生成气溶胶；驱动器电路，用于生成用于控制第一切换装置的控制信号；以及功率模式切换装置，配置成在功率节省操作模式中将驱动器电路的至少一部分与电源断开连接。该设备还可以包括所述谐振电路。
4.可以提供升压转换器，以用于将电源的dc电平升压到操作dc电平，其中，功率模式切换装置配置成在功率节省操作模式中将升压转换器与电源断开连接。
5.第一切换装置可以包括h桥电路，该h桥电路用于通过在正电压源和负电压源之间切换来生成所述交流电。
6.一些实施方式还包括控制模块以用于控制所述功率模式切换装置，其中，所述控制模块将设备设定为加热操作模式或功率节省操作模式，并且相应地控制所述功率模式切换装置。控制模块可以配置成在满足以下条件中的一个或多个的情况下将设备设定为功率节省操作模式：气溶胶生成装置已经在加热操作模式中不活动达第一阈值时间段；气溶胶生成装置由用户停用；从气溶胶生成装置移除包括感受器装置的装置；从气溶胶生成装置移除由所述感受器装置加热的制品；或者设备的电池具有低于电池阈值的电荷电平。可替代地或附加地，控制模块可以配置成在满足以下条件中的一个或多个的情况下将设备设定为加热操作模式：气溶胶生成装置已经在功率节省操作模式达第二阈值时间段；气溶胶生成装置由用户激活；包括感受器装置的装置插入到气溶胶生成装置中；由所述感受器装置加热的制品插入到气溶胶生成装置中；或者运动传感器输出指示气溶胶生成装置的预期用途。
7.功率模式切换装置可以配置成在功率节省操作模式中将一个或多个另外的模块与电源断开连接。
8.在第二方面中，本说明书描述了一种设备，该设备包括：加热电路，用于导致加热元件的加热；以及处理器元件，具有加热操作模式和功率节省操作模式，其中，在加热操作模式中，处理器元件配置成从电源向加热电路提供电功率，并且其中，功率节省操作模式使用比加热操作模式少的功率，其中，加热电路的至少一部分经由功率切换装置电耦接到电
源，并且处理器元件配置成操作功率切换装置，使得当处理器元件处于功率节省操作模式中时，加热电路的至少一部分与电源断开电连接。
9.加热元件可以包括谐振电路的感应元件以用于对感受器装置进行感应加热以加热气溶胶生成装置的气溶胶生成材料，从而在加热操作模式中生成气溶胶。
10.一些实施方式还包括控制模块，其中：控制模块配置成在以下情况下将处理器元件设定为加热模式：加热电路已经在加热操作模式中不活动达第一阈值时间段；加热电路由用户停用；移除由加热电路加热的制品；或者设备的电池具有低于电池阈值的电荷电平；并且控制模块配置成在以下情况下将处理器元件设定为功率节省模式：加热电路已经在功率节省操作模式达第二阈值时间段；加热电路由用户激活；插入待由加热电路加热的制品；或者运动传感器输出指示设备的预期用途。
11.可以提供经由功率切换装置电耦接到电源的一个或多个另外的模块，其中，处理器元件配置成操作功率切换装置，使得当处理器元件处于功率节省操作模式中时，该一个或多个另外的模块中的至少一些与电源断开电连接。
12.在第三方面中，本说明书描述了一种不可燃气溶胶生成装置，该不可燃气溶胶生成装置包括具有上述第一方面或第二方面的任何特征的设备。气溶胶生成装置可以配置成接收包括气溶胶生成材料的可移除制品(该可移除制品可以包括所述感受器装置)。气溶胶生成材料可以包括气溶胶生成基质和气溶胶形成材料。该设备可以包括烟草加热系统。
13.在第四方面中，本说明书描述了一种方法，该方法包括：将气溶胶生成装置的操作模式设定为加热操作模式或功率节省操作模式，其中，气溶胶生成装置包括谐振电路，该谐振电路包括感应元件以用于对感受器装置进行感应加热以加热气溶胶生成材料，从而在加热操作模式中生成气溶胶；以及控制功率模式切换装置，以在加热操作模式中启用气溶胶生成装置的驱动器电路，并且在功率节省操作模式中停用驱动器电路，使得驱动器电路的至少一部分在功率节省操作模式中与电源断开连接。
14.气溶胶生成装置可以在以下情况中的一种或多种下设定为功率节省操作模式：在气溶胶生成装置已经在加热操作模式中不活动达第一阈值时间段的情况下；在气溶胶生成装置由用户停用的情况下；在包括感受器装置的制品从气溶胶生成装置移除的情况下；在由所述感受器装置加热的可更换制品从气溶胶生成装置移除的情况下；或者在设备的电池具有低于电池阈值的电荷电平的情况下。
15.气溶胶生成装置可以在以下情况中的一种或多种下设定为加热操作模式：在气溶胶生成装置已经在功率节省操作模式达第二阈值时间段的情况下；在气溶胶生成装置由用户激活的情况下；在包括感受器装置的制品插入到气溶胶生成装置中的情况下；在由所述感受器装置加热的可更换制品插入到气溶胶生成装置中的情况下；或者在运动传感器输出指示气溶胶生成装置的预期用途的情况下。
16.在第五方面中，本说明书描述了计算机可读指令，当由计算设备执行时，该计算机可读指令导致计算设备执行如参考第四方面描述的任何方法。
17.在第六方面中，本说明书描述了一种包括用于在不可燃气溶胶生成系统中使用的制品的成套零件，其中，不可燃气溶胶生成系统包括具有上述第一方面或第二方面的任何特征的设备或者具有上述第三方面的任何特征的气溶胶生成装置。该制品可以是包括气溶胶生成材料的可移除制品。
18.在第七方面中，本说明书描述了一种计算机程序，该计算机程序包括用于导致设备至少执行以下操作的指令：将气溶胶生成装置的操作模式设定为加热操作模式或功率节省操作模式，其中，气溶胶生成装置包括谐振电路，该谐振电路包括感应元件以用于对感受器装置进行感应加热以加热气溶胶生成材料，从而在加热操作模式中生成气溶胶；以及控制功率模式切换装置，以在加热操作模式中启用气溶胶生成装置的驱动器电路，并且在功率节省操作模式中停用驱动器电路，使得驱动器电路的至少一部分在功率节省操作模式中与电源断开连接。
附图说明
19.现在将参考以下示意图仅通过实例的方式描述实例实施方式，在附图中：
20.图1是根据实例实施方式的系统的框图；
21.图2示出了根据实例实施方式的不可燃气溶胶供应装置；
22.图3是根据实例实施方式的不可燃气溶胶供应装置的视图；
23.图4是用于与根据实例实施方式的不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品的视图；
24.图5是根据实例实施方式的电路的框图；
25.图6是根据实例实施方式的系统的框图；
26.图7是示出了根据实例实施方式的算法的流程图；
27.图8是根据实例实施方式的系统的框图；
28.图9是根据实例实施方式的系统的框图；
29.图10至图12是示出了根据实例实施方式的算法的流程图；
30.图13是根据实例实施方式的系统的框图；
31.图14是示出了根据实例实施方式的算法的流程图；
32.图15和图16是展示了实例实施方式的实例用途的曲线图；
33.图17是示出了根据实例实施方式的算法的流程图；
34.图18是展示了实例实施方式的实例用途的曲线图；
35.图19是根据实例实施方式的系统的框图；
36.图20是示出了根据实例实施方式的算法的流程图；
37.图21是根据实例实施方式的电路切换装置的框图；以及
38.图22和图23是示出了根据实例实施方式的算法的流程图。
具体实施方式
39.如本文使用的，术语“输送系统”旨在涵盖将物质输送到用户的系统，并且包括：
40.可燃气溶胶供应系统，例如香烟、小雪茄、雪茄，以及用于烟斗或用于自己卷制或用于自己制作的香烟(无论是基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草、烟草替代品或其他可抽吸材料)的烟草；
41.不可燃气溶胶供应系统，其从可气溶胶化材料释放化合物而不燃烧可气溶胶化材料，例如电子香烟、烟草加热产品，以及使用可气溶胶化材料的组合生成气溶胶的混合系统；
42.包括可气溶胶化材料并配置成在这些不可燃气溶胶供应系统中的一个中使用的制品；以及
43.不含气溶胶的输送系统，例如锭剂、口香糖、贴片、包括可吸入粉末的制品，以及无烟烟草产品，例如湿鼻烟和鼻烟，其将材料输送到用户而不形成气溶胶，其中，该材料可以包含或可以不包含尼古丁。
44.根据本公开，“可燃”气溶胶供应系统是其中气溶胶供应系统(或其部件)的组成可气溶胶化材料燃烧或点燃以便促进输送到用户的气溶胶供应系统。
45.根据本公开，“不可燃”气溶胶供应系统是其中气溶胶供应系统(或其部件)的组成可气溶胶化材料不燃烧或点燃以便促进输送到用户的气溶胶供应系统。在本文描述的实施方式中，输送系统是不可燃气溶胶供应系统，例如，动力不可燃气溶胶供应系统。
46.在一个实施方式中，不可燃气溶胶供应系统是电子香烟，也称为蒸汽吸烟装置或电子尼古丁输送系统(end)，但是应注意，可气溶胶化材料中的尼古丁的存在不是必需的。
47.在一个实施方式中，不可燃气溶胶供应系统是烟草加热系统，也称为加热不燃烧系统。
48.在一个实施方式中，不可燃气溶胶供应系统是使用可气溶胶化材料的组合来生成气溶胶的混合系统，该可气溶胶化材料中的一种或多种可以被加热。可气溶胶化材料中的每一种可以是例如固体、液体或凝胶形式，并且可以含有或可以不含有尼古丁。在一个实施方式中，混合系统包括液体或凝胶可气溶胶化材料和固体可气溶胶化材料。固体可气溶胶化材料可以包括例如烟草或非烟草产品。
49.通常，不可燃气溶胶供应系统可以包括不可燃气溶胶供应装置和与不可燃气溶胶供应系统一起使用的制品。然而，可以设想，本身包括用于给气溶胶生成部件提供动力的装置的制品本身可以形成不可燃气溶胶供应系统。
50.在一个实施方式中，不可燃气溶胶供应装置可以包括电源和控制器。电源可以是电力电源或放热电源。在一个实施方式中，放热电源包括碳基质，其可以通电以便将热量形式的动力分配到放热电源附近的可气溶胶化材料或传热材料。在一个实施方式中，电源(诸如放热电源)设置在制品中以便形成不可燃气溶胶供应。
51.在一个实施方式中，用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品可以包括可气溶胶化材料、气溶胶生成部件、气溶胶生成区域、烟嘴，和/或用于接收可气溶胶化材料的区域。
52.在一个实施方式中，气溶胶生成部件是加热器，该加热器能够与可气溶胶化材料相互作用，以便从可气溶胶化材料释放一种或多种挥发物以形成气溶胶。在一个实施方式中，气溶胶生成部件能够在不加热的情况下从可气溶胶化材料生成气溶胶。例如，气溶胶生成部件可以能够在不向可气溶胶化材料施加热量的情况下例如经由振动、机械、加压或静电方式中的一种或多种从可气溶胶化材料生成气溶胶。
53.在一个实施方式中，可气溶胶化材料可以包括活性材料、气溶胶形成材料和可选地一种或多种功能材料。活性材料可以包括尼古丁(可选地包含在烟草或烟草衍生物中)或者一种或多种其他非嗅觉生理活性材料。非嗅觉生理活性材料是包含在可气溶胶化材料中以便实现除了嗅觉之外的生理反应的材料。
54.气溶胶形成材料可以包括甘油、丙三醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,3-丁
二醇、赤藓醇、内消旋赤藓醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、辛二酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、三醋精、二醋精混合物、苯甲酸苄酯、乙酸苄基苯基酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸丙烯酯中的一种或多种。
55.该一种或多种功能材料可以包括调味剂、载体、ph调节剂、稳定剂和/或抗氧化剂中的一种或多种。
56.在一个实施方式中，用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品可以包括可气溶胶化材料或用于接收可气溶胶化材料的区域。在一个实施方式中，用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品可以包括烟嘴。用于接收可气溶胶化材料的区域可以是用于储存可气溶胶化材料的储存区域。例如，储存区域可以是储存器。在一个实施方式中，用于接收可气溶胶化材料的区域可以与气溶胶生成区域分开或组合。
57.可气溶胶化材料(本文也可以称为气溶胶生成材料)是例如当以任何其他方式加热、辐射或通电时能够生成气溶胶的材料。可气溶胶化材料可以是例如固体、液体或凝胶的形式，其可以含有或可以不含有尼古丁和/或香料。在一些实施方式中，可气溶胶化材料可以包括“无定形固体”，其可以替代地被称为“整体固体”(即非纤维)。在一些实施方式中，无定形固体可以是干燥的凝胶。无定形固体是可以在内部保留一些流体(例如液体)的固体材料。
58.可气溶胶化材料可以存在于基质上。基质例如可以是或包括纸、卡片、纸板、硬纸板、再造可气溶胶化材料、塑料材料、陶瓷材料、复合材料、玻璃、金属或金属合金。
59.图1是根据实例实施方式的系统的框图，其总体上由附图标记10指示。系统10包括直流(dc)电压源11形式的电源、切换装置13、谐振电路14、感受器装置16，以及控制电路18。切换装置13和谐振电路14可以在感应加热装置12中耦接在一起。
60.谐振电路14可以包括电容器和一个或多个感应元件，该一个或多个感应元件用于对感受器装置16进行感应加热以加热气溶胶生成材料。从而，加热气溶胶生成材料可以生成气溶胶。
61.切换装置13可以使得能够从直流电压源11生成交流电。该交流电可以流过一个或多个感应元件，并且可以导致感受器装置的加热。切换装置可以包括多个晶体管。实例dc-ac转换器包括h桥或逆变器电路，其实例在下面讨论。应注意，提供从其生成伪ac信号的dc电压源11不是必要特征；例如，可以提供可控ac电源或ac-ac转换器。因此，可提供ac输入(例如来自主电源或来自逆变器)。
62.图2和图3示出了根据实例实施方式的不可燃气溶胶供应装置，其总体上由附图标记20指示。图2描绘了具有外罩的气溶胶供应装置20a。气溶胶供应装置20a可以包括可更换制品21，该可更换制品可以插入在气溶胶供应装置20a中以使得能够加热包含在制品21内(或设置在别处)的感受器。气溶胶供应装置20a还可以包括启动开关22，该启动开关可以用于接通或断开气溶胶供应装置20a。图3中示出了气溶胶供应装置20的其他元件。
63.图3是外罩被移除的气溶胶供应装置20b的透视图。气溶胶供应装置20b包括制品21、启动开关22、多个感应元件23a，23b和23c，以及一个或多个空气管扩展器24和25。一个或多个空气管扩展器24和25可以是可选的。
64.多个感应元件23a，23b和23c均可以形成谐振电路(例如谐振电路14)的一部分。例如，感应元件23a可以包括螺旋感应器线圈。在一个实例中，螺旋感应器线圈由以螺旋方式
缠绕的绞合线/缆制成，以提供螺旋感应器线圈。许多替代的感应器结构是可能的，例如形成在印刷电路板内的感应器。感应元件23b和23c可以与感应元件23a类似。三个感应元件23a、23b和23c的使用对于所有实例实施方式都不是必需的。因此，气溶胶生成装置20可以包括一个或多个感应元件。
65.感受器可以设置为制品21的一部分。在实例实施方式中，当制品21插入气溶胶生成装置中时，气溶胶生成装置20可以由于制品21的插入而开启。这可以是由于使用适当的传感器(例如光传感器)检测气溶胶生成装置中的制品21的存在，或者在感受器形成制品21的一部分的情况下，例如通过使用谐振电路14检测感受器的存在。当气溶胶生成装置20开启时，感应元件23可以导致制品21通过感受器感应加热。在替代实施方式中，感受器可以设置为气溶胶生成装置20的一部分(例如，设置为用于接收制品21的保持器的一部分)。
66.图4是根据实例实施方式的用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品的视图，其总体上由附图标记30指示。制品30是上面参考图2和图3描述的可更换制品21的实例。
67.制品30包括烟嘴31和连接到烟嘴31的气溶胶生成材料33(在本情况中为烟草材料)的圆柱形杆。气溶胶生成材料33当例如在不可燃气溶胶生成装置(例如气溶胶生成装置20)内加热时提供气溶胶，如本文所述。气溶胶生成材料33被包裹在包裹物32中。包裹物32可以是例如纸或纸背衬的箔包裹物。包裹物32可以基本上不透气。
68.在一个实施方式中，包裹物32包括铝箔。已经发现铝箔在增强气溶胶生成材料33内的气溶胶形成方面特别有效。在本实例中，铝箔具有厚度为大约6μm的金属层。在本实例中，铝箔具有纸背衬。然而，在替代布置中，铝箔可具有其他厚度，例如厚度在4μm至16μm之间。铝箔也不需要具有纸背衬，而是可具有由其他材料形成的背衬，例如以帮助为箔提供适当的拉伸强度，或者其可以不具有背衬材料。也可使用除了铝以外的金属层或金属箔。此外，这种金属层设置为制品30的一部分不是必需的；例如，这种金属层可以设置为设备20的一部分。
69.气溶胶生成材料33(在本文中也称为气溶胶生成基质33)包括至少一种气溶胶形成材料。在本实例中，气溶胶形成材料是甘油。在替代实例中，气溶胶形成材料可以是如本文描述的另一种材料或其组合。已经发现，气溶胶形成材料通过帮助将化合物(例如香味化合物)从气溶胶生成材料转移到消费者来改进制品的感官性能。
70.如图4所示，制品30的烟嘴31包括邻近于气溶胶生成基质33的上游端31a和远离气溶胶生成基质33的下游端31b。气溶胶生成基质可以包括烟草，但是替代方式是可能的。
71.在本实例中，烟嘴31包括位于中空管状元件34上游的材料主体36，在此实例中，该材料主体与中空管状元件34相邻并成邻接关系。材料主体36和中空管状元件34均限定基本上圆柱形的总体外形并且共用共同的纵向轴线。材料主体36被包裹在第一成型纸37中。第一成型纸37的基重可以小于50gsm，例如在大约20gsm至40gsm之间。
72.在本实例中，中空管状元件34是第一中空管状元件34，并且烟嘴包括位于第一中空管状元件34上游的第二中空管状元件38，也称为冷却元件。在本实例中，第二中空管状元件38位于材料主体36的上游，与该材料主体相邻并成邻接关系。材料主体36和第二中空管状元件38均限定基本上圆柱形的总体外形并且共用共同的纵向轴线。第二中空管状元件38由多层纸形成，这些纸平行缠绕且具有对接接缝，以形成管状元件38。在本实例中，第一纸层和第二纸层设置在双层管中，但是在其他实例中，可使用3个、4个或更多个纸层，以形成3
层、4层或更多层管。可使用其他结构，例如纸、硬纸管、使用纸型式方法形成的管、模制或挤出的塑料管等的螺旋缠绕层。第二中空管状元件38也可使用硬的成型纸和/或接装纸作为本文描述的第二成型纸39和/或接装纸35来形成，这意味着不需要单独的管状元件。
73.第二中空管状元件38围绕烟嘴31定位并且在其内部限定了用作冷却段的空气间隙。该空气间隙提供了由气溶胶生成材料33生成的加热的挥发成分可以流动通过的腔室。第二中空管状元件38是中空的，以提供用于气溶胶积聚的腔室，同时还具有足够的刚性以承受在制造期间和制品21使用时可能产生的轴向压缩力和弯曲力矩。第二中空管状元件38在气溶胶生成材料33与材料主体36之间提供物理位移。由第二中空管状元件38提供的物理位移将在第二中空管状元件38的长度上提供热梯度。
74.当然，制品30仅以实例的方式提供。本领域技术人员将意识到可在本文描述的系统中使用的这种制品的许多替代布置。
75.图5是根据实例实施方式的电路的框图，其总体上由附图标记40指示。电路40包括正端子47和负(接地)端子48(其是上述系统10的dc电压源11的实例实现方式)。电路40包括切换装置44(实现上述切换装置13)，其中，切换装置44包括桥电路(例如h桥电路，诸如fet h桥电路)。切换装置44包括第一电路分支44a和第二电路分支44b，其中，第一电路分支44a和第二电路分支44b可以通过谐振电路49(实现上述谐振电路14)耦接。第一电路分支44a包括开关45a和45b，并且第二电路分支44b包括开关45c和45d。开关45a、45b、45c和45d可以是晶体管，例如场效应晶体管(fet)，并且可以接收来自控制器的输入，例如系统10的控制电路18。谐振电路49包括电容器46和感应元件43，使得谐振电路49可以是lc谐振电路。电路40还示出了感受器等效电路42(从而实现感受器装置42)。感受器等效电路42包括指示实例感受器装置16的电效应的电阻和感应元件，当感受器存在时，感受器装置42和感应元件43可以用作变压器41。变压器41可以产生变化的磁场，使得当电路40接收功率时加热感受器。在感受器装置16被感应装置加热的加热操作期间，切换装置44被驱动(例如，通过控制电路18)，使得第一分支和第二分支中的每一个依次耦接，使得交流电通过谐振电路14。谐振电路14将具有部分基于感受器装置16的谐振频率，并且控制电路18可以配置成控制切换装置44以在谐振频率或接近谐振频率的频率下切换。在谐振或接近谐振下驱动切换电路有助于提高效率并减少损耗到开关元件的能量(其导致开关元件的不必要的加热)。在包括铝箔的制品21将被加热的实例中，切换装置44可以在大约2.5mhz的频率下被驱动。然而，在其他实现方式中，该频率可以例如是500khz至4mhz之间的任何值。
76.感受器是一种可通过用变化磁场(例如交变磁场)穿透而加热的材料。加热材料可以是导电材料，使得其用变化磁场穿透导致加热材料的感应加热。加热材料可以是磁性材料，使得其用变化磁场穿透导致加热材料的磁滞加热。加热材料可以是导电的和磁性的，使得加热材料可通过两种加热机构加热。
77.感应加热是一种通过用变化磁场穿透物体来加热导电物体的过程。该过程由法拉第感应定律和欧姆定律描述。感应加热器可以包括电磁体和用于使变化的电流(例如交流电)通过电磁体的装置。当电磁体和待加热物体适当地相对定位，使得由电磁体产生的合成变化磁场穿透物体时，在物体内部产生一个或多个涡流。该物体具有对电流流动的电阻。因此，当在物体中产生这种涡流时，其抵抗物体的电阻流动导致物体被加热。此过程被称为焦耳、欧姆或电阻加热。能够被感应加热的物体被称为感受器。
78.在一个实施方式中，感受器是闭合电路的形式。在一些实施方式中，已经发现，当感受器是闭合电路的形式时，感受器与电磁体之间的磁耦合在使用中被增强，这导致更大或改进的焦耳加热。
79.磁滞加热是一种通过用变化磁场穿透由磁性材料制成的物体来加热该物体的过程。磁性材料可以被认为包括许多原子级磁体或磁偶极子。当磁场穿透这种材料时，磁偶极子与磁场对准。因此，当变化磁场(例如由电磁体产生的交变磁场)穿透磁性材料时，磁偶极子的定向随着变化的施加磁场而改变。这种磁偶极子的重新定向导致在磁性材料中产生热量。
80.当物体既导电又有磁性时，用变化磁场穿透物体可在物体中导致焦耳加热和磁滞加热。此外，磁性材料的使用可增强磁场，这可强化焦耳加热。
81.在上述过程中的每一个中，由于在物体自身内部生成热量，而不是通过热传导由外部热源生成热量，所以可实现物体中的快速温度升高和更均匀的热量分布，特别是通过选择合适的物体材料和几何形状，以及合适的变化磁场大小和相对于物体的定向。此外，由于感应加热和磁滞加热不需要在变化磁场的源与物体之间提供物理连接，所以设计自由度和对加热分布的控制可以更大，并且成本可以更低。
82.图6是根据实例实施方式的系统的框图，其总体上由附图标记60指示。系统60包括加热电路62、加热元件63和处理器元件64。加热电路可用于在处理元件64的控制下导致加热元件63的加热(例如感应加热)。
83.加热电路62可以包括上述系统10的dc电压源11、切换装置13和谐振电路14。加热元件63可以包括系统10的感受器装置16。处理器元件64可以包括控制电路18的至少一些功能，并且包括加热操作模式和功率节省操作模式，如下面进一步讨论的。
84.图7是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记70指示。例如，算法70可以使用系统60来实现。
85.算法70始于操作71，在该操作中，确定操作模式。如果确定了加热操作模式，则算法70移动到操作72。如果确定了功率节省操作模式，则算法70移动到操作73。
86.在加热操作模式中，处理器元件64配置成从电源向加热电路62提供电功率。在加热模式期间汲取的功率可能相当大。在功率节省操作模式中，当处理器元件64处于功率节省操作模式时，加热电路62的至少一部分与电源断开电连接，如下面进一步讨论的。
87.图8是根据实例实施方式的系统的框图，其总体上由附图标记80指示。系统80包括驱动器电路82和功率模式控制器84。驱动器电路82包括控制信号发生器86，该控制信号发生器用于生成控制信号，以控制切换装置(例如上述系统10的切换装置13)。因此，控制信号发生器的输出用于从系统10的dc电源11生成交流电。系统80可以实现为上述系统10的控制电路18的一部分。
88.驱动器电路82还包括功率模式切换装置，该功率模式切换装置包括第一晶体管开关87和第二晶体管开关88，其配置成将控制信号发生器86与电源(由正电源v
dd
和负电源v
ss
指示)断开。驱动器电路82的功率模式切换装置在功率模式控制器84的控制下。
89.因此，在加热操作模式中，功率模式控制器84使得能够向控制信号发生器86提供功率，使得可向切换装置13提供控制信号。在功率节省操作模式中，功率模式控制器84将控制信号发生器86(即，驱动器电路82的一部分)与电源断开连接。
90.应理解，在一些实现方式中，处理器元件64可以具有其自己的功率节省模式，称为睡眠模式，在该睡眠模式中处理器元件的功能减少，例如，处理器元件64可以仅以与在非睡眠模式中操作相比低得多的速率执行检查或执行动作，或者简单地不执行某些功能。然而，即使在睡眠模式中，连接到处理器元件64的部件也可以从电源汲取功率，从而导致电源中存储的功率减小，并且最终导致系统的每次充电的寿命减少。因此，根据本公开，即使在不活动时也从电源汲取功率的某些电气部件(例如驱动电路)在功率节省模式中与电源断开连接，以防止这些部件从电源汲取功率。
91.在一个实施方式中，切换装置44的高侧fet的充电泵电路在使用中汲取特别高的电流。系统的时钟发生器也可以汲取高电流。因此，本文描述的功率模式控制器装置可以与(例如)具有高侧n信道fet的任何电路一起使用。
92.图9是根据实例实施方式的系统的框图，其总体上由附图标记90指示。该系统包括上述系统10的dc电源11、切换装置13、谐振电路14和感受器装置16。系统90还包括上述系统80的驱动器电路82和功率模式控制器84。
93.系统90还包括dc升压器94(例如升压转换器)，以用于将电源的dc电平升压到操作dc电平。该系统还包括与上述功率模式控制器84和处理器元件64通信的一个或多个其他电路96，以用于控制功率模式控制器84的操作模式。
94.如上所述，功率模式控制器84使得能够在加热操作模式中由驱动器电路82向切换装置13提供控制信号，并且在功率节省操作模式中将驱动器电路82的至少一部分与电源断开连接(从而防止控制信号被驱动器电路82提供给切换装置13)。
95.在系统90中，功率模式控制器84向一个或多个另外的模块(除了或代替驱动器电路82)提供类似的控制信号。因此，功率模式控制器84可以配置成在功率节省操作模式中将dc升压器94和/或一个或多个其他电路96与电源断开连接。
96.图10是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记100指示。
97.在操作101，算法100处于加热操作模式。如上所讨论，在加热操作模式中，驱动电路82能够向切换装置13提供控制信号，从而向谐振电路14提供信号，例如用于对感受器装置16进行感应加热。
98.在操作102，确定是否进入功率节省模式。如果是，则进入功率节省模式(如下面进一步讨论的)，其中，驱动器电路82被停用，并且算法移动到操作103。如果不是，则算法返回到操作101。
99.在操作103，确定是否启用加热模式。如果是，则算法移动到操作101。如果不是，则算法返回到操作103。
100.图11是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记110指示。算法110是上述算法100的操作102的示例实现方式。
101.在操作111，确定系统是否被用户停用。如果是，则算法移动到操作116；如果不是，则算法移动到操作112。例如，可以通过用户经由用户输入机构(例如，按钮(例如上述装置20的激活开关22)、触摸屏等)供应信号以停用装置来停用系统。
102.在操作112，确定系统是否在加热操作模式中已经不活动达第一阈值时间段(例如60秒，但可以容易地使用不同的时间段)。如果是，则算法移动到操作116；如果不是，则算法移动到操作113。例如，系统可以使用气流传感器等来监测用户交互，例如用户吸入，并且在
时间限制内没有用户吸入的情况下，系统进入功率节省模式。
103.在操作113，确定将由感受器装置加热的制品是否已经被移除。如果是，则算法移动到操作116；如果不是，则算法移动到操作114。
104.在操作114，确定设备的电池是否具有低于电池阈值的电荷电平。如果是，则算法移动到操作116；如果不是，则算法移动到操作115。
105.在操作115，保持加热模式并且算法110结束(例如，算法100的操作102可以否定回答)。然后，可以重复算法100的操作101。
106.在操作116，设定功率节省模式，并且算法110结束(例如，算法100的操作102可以肯定回答)。然后，算法100可以进行到操作103。
107.可包括其他操作来代替或补充算法110的操作；此外，可以不同的顺序提供操作。此外，应理解，可以实现其他算法，其中，实现算法110的一个或多个操作。
108.图12是示出了根据实例实施方式的算法的流程图。算法120是上述算法100的操作103的示例实现方式。
109.在操作121，确定系统是否由用户激活。如果是，则算法移动到操作126；如果不是，则算法移动到操作122。
110.在操作122，确定系统是否在功率节省操作模式中已经不活动达第二阈值时间段(例如60秒，但可以容易地使用不同的时间段)。如果是，则算法移动到操作126；如果不是，则算法移动到操作123。
111.在操作123，确定是否已经插入待由感受器装置加热的制品。如果是，则算法移动到操作126；如果不是，则算法移动到操作124。
112.在操作124，确定运动传感器输出是否指示气溶胶生成装置的预期用途(即，用户是否打算使用气溶胶生成装置)。如果是，则算法移动到操作126；如果不是，则算法移动到操作125。
113.在操作125，保持功率节省模式，并且算法120结束(例如，算法100的操作103可以否定回答)。然后可以重复算法100的操作103。
114.在操作126，设定加热模式并且算法110结束(例如，算法100的操作103可以肯定回答)。然后算法100可以返回到操作101。
115.可包括其他操作来代替或补充算法120的操作；此外，可以不同的顺序提供操作。此外，应理解，可以实现其他算法，其中实现算法120的一个或多个操作。
116.应理解，在一些实现方式中，除了功率节省模式和加热模式之外，可以提供附加的操作模式。例如，可以实现待机模式。待机模式可以使得能够将功率供应到各种电路部件(例如驱动电路82和/或dc升压器94)，但是在此时间期间可能不进行加热。换句话说，待机模式可以使得各种电路部件能够连接到电源，但是各种电路部件可能不被控制来执行加热。在这方面，当处于待机操作模式时，系统可以监测用户输入(例如按钮按压)以表示用户希望开始加热，并且作为响应，然后系统可以相应地执行感受器元件的加热。类似于操作112和122，可以实现不活动阈值，如果在待机模式中没有检测到活动，则该不活动阈值将待机模式转换到功率节省模式。另外，与操作112和122类似，可以实现不活动阈值，如果在加热模式中没有检测到活动，则该不活动阈值将加热模式转换到待机模式或功率节省模式。然而，在一些实现方式中，加热模式可以实现预设时间，例如4-5分钟。在此时间之后，操作
模式可以转换到待机模式或功率节省模式。
117.图13是根据实例实施方式的系统的框图，其总体上由附图标记200指示。系统200包括上述系统10的谐振电路14和感受器16。系统200还包括脉冲生成电路202和脉冲响应处理器204。脉冲生成电路202和脉冲响应处理器204可以实现为系统10的控制电路18的一部分。
118.脉冲生成电路202可以使用第一切换装置(例如h桥电路)来实现，以通过在正电压源与负电压源之间切换来生成脉冲。例如，可以使用上面参考图5描述的切换装置44。如下面进一步描述的，脉冲生成电路202可以通过将切换装置44的fet的开关状态从开关45b和45d都接通(使得切换装置接地)并且开关45a和45b断开的状况改变到第一电路分支44a和第二电路分支44b中的一个的开关状态颠倒的状态来生成脉冲。脉冲生成电路202可以替代地使用脉冲宽度调制(pwm)电路来提供。其他脉冲生成装置也是可能的。
119.图14是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记210指示。算法210示出了系统200的实例用途。
120.算法210始于操作212，在该操作中，将脉冲(由脉冲生成电路202生成)施加到谐振电路14。图15是总体上由附图标记220指示的曲线图，其示出了可以在操作212中施加的实例脉冲。
121.该脉冲可以施加到谐振电路14。可替代地，在具有多个感应元件(例如上面参考图2和图3描述的不可燃气溶胶装置20)的系统中，脉冲生成电路202可以选择多个谐振电路中的一个，每个谐振电路包括用于对感受器和电容器进行感应加热的感应元件，其中，所施加的脉冲在电容器与所选择的谐振电路的感应元件之间引起脉冲响应。
122.在操作214，(由脉冲响应处理器204)基于响应于在操作212中施加的脉冲而生成的脉冲响应来生成输出。图16是总体上由附图标记225指示的曲线图，其示出了可以响应于脉冲220在脉冲响应处理器204处接收的实例脉冲响应。如图16所示，脉冲响应可以采取振铃谐振的形式。脉冲响应是谐振电路14的感应器和电容器之间的电荷跳跃的结果。在一种布置中，结果不会引起感受器的加热。即，感受器的温度保持基本上恒定(例如，在施加脉冲之前的温度的
±
1℃或
±
0.1℃内)。
123.脉冲响应的至少一些特性(例如脉冲响应的频率和/或衰减率)提供关于脉冲所施加的系统的信息。因此，如下面进一步讨论的，系统200可用于确定脉冲所施加的系统的一个或多个性质。例如，可基于从脉冲响应导出的输出信号来确定一个或多个性能性质，例如故障状况、所插入的制品21的性质、制品21是否是真的、这种制品的存在与否、操作温度等。系统200可以使用系统10的所确定的一个或多个性质来使用系统10执行进一步的动作(或如果需要，防止进一步的动作)，例如以执行感受器装置16的加热。例如，基于所确定的操作温度，系统200可选择什么水平的功率将被供应到感应装置以导致感受器装置的进一步加热，或者根本是否应供应功率。对于一些性能性质，例如故障状况或确定制品21是否是真的，可将系统的测量性质(如使用脉冲响应测量的)与该性质的预期值或值的范围进行比较，并且基于该比较执行系统200所采取的动作。
124.图17是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记230指示。在算法230的操作232，由脉冲生成电路202向谐振电路14施加脉冲。因此，操作232与上述操作212相同。
125.在算法120的操作234，响应于所施加的脉冲而引起的脉冲响应的周期由脉冲响应处理器204确定。最后，在操作236，生成输出(基于所确定的脉冲响应的周期)。
126.图18是总体上由附图标记240指示的曲线图，其示出了算法230的实例用途。曲线图240示出了由脉冲生成电路202施加到谐振电路14的脉冲242。脉冲242的施加实现了算法230的操作232。响应于所施加的脉冲而引起脉冲响应244。脉冲242可以在测量的持续时间内保持在其最终状态(在曲线图240中为高)，但是这不是必需的。例如，可施加高-低脉冲(然后保持低)。
127.脉冲响应处理器204生成指示脉冲响应134的边缘的信号246。如下面进一步讨论的，信号246可以由比较器生成，并且在边缘的出现与信号的生成之间可以存在延迟。如果一致，则该延迟对于处理可能并不重要。
128.在算法230的操作234，确定脉冲响应的时间段。在图18中由箭头248指示实例时间段。
129.在算法230的操作236，基于所确定的时间段248生成输出。因此，输出信号基于从脉冲的第一边缘到第二边缘的时间段，该第二边缘是所述脉冲响应的一个完整周期。因此，输出信号取决于脉冲响应的电压振荡的时间段，使得输出信号指示脉冲响应的谐振频率。
130.在一些实施方式中，时间段248是温度相关的。因此，在操作236中生成的输出可以是基于所测量的时间段的感受器16的温度估计值。即，脉冲响应244的时间段248(如在本实例中从信号246确定的)可以用于确定感受器16的温度，例如通过使用预先确定的查找表。
131.图19是根据实例实施方式的系统的框图，其总体上由附图标记250指示。系统250可以用于实现上述算法230的操作236。
132.系统250包括边缘检测电路252、电流源253和采样保持电路254。
133.边缘检测电路252可用于确定信号的边缘，例如上述脉冲响应信号244。因此，边缘检测电路252可以生成上述信号246。边缘检测电路252例如可以使用比较器或一些类似电路来实现。
134.边缘检测电路252向电流源253提供启用信号。一旦被启用，电流源253就可用于生成输出(例如电容器上的电压输出)。电流源253具有用作复位输入的放电输入。电流源输出可用于指示自从边缘检测电路252的输出启用电流源253以来的持续时间。因此，电流源输出可用作持续时间(例如，脉冲持续时间)的指示。
135.采样保持电路254可用于基于电流源253在特定时间的输出来生成输出信号。采样保持电路254可以具有参考输入。采样保持电路254可用作将电容器电压转换为数字输出的模数转换器(adc)。在其他系统中，任何其他合适的电子元件(例如伏特计)可以用于测量电压。
136.系统250可以使用充电时间测量单元(ctmu)来实现，例如集成ctmu。
137.本文描述的系统有许多其他的实例用途。作为示例，图20是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记260指示。算法260始于操作261，在该操作，生成脉冲并且将其施加到谐振电路14。在操作262，确定响应于所施加的脉冲而引起的脉冲响应的衰减率。例如，衰减率可以用于确定关于脉冲所施加的电路的信息。作为示例，q因子测量形式的衰减率可以用于估计操作温度。操作262是图14的操作214的实例。即，衰减率是基于脉冲响应的输出的实例。
138.图21是根据实例实施方式的电路切换装置的框图，其总体上由附图标记380指示。切换装置380示出了电路40在第一状态(总体上由附图标记382指示)和第二状态(总体上由附图标记383指示)下的开关位置。
139.在第一状态382中，电路40的开关45a和45c断开(即，打开)，并且开关45b和45d接通(即，闭合)。在第二状态383中，开关45a和45d接通(即，闭合)，并且开关45b和45c断开。因此，在第一状态382中，谐振电路49的两侧接地。在第二状态383中，将电压脉冲(即，脉冲)施加到谐振电路。
140.图22是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记400指示。算法400示出了本文描述的系统的实例用途。
141.算法400始于测量操作401。测量操作401可以例如包括温度测量。接下来，在操作402，执行加热操作。加热操作402的实现可以取决于测量操作401的输出。一旦加热操作402完成，算法400就返回到操作401，在该操作中重复测量操作。
142.操作401可以由系统200实现，其中，由脉冲生成电路202施加脉冲，并且基于脉冲响应处理器204的输出确定测量结果(例如，温度测量)。如上所讨论的，温度测量可以基于例如衰减率、脉冲响应时间、脉冲响应时间段等。
143.操作402可以通过控制电路40来实现，以便加热系统10的感受器16。感应加热装置12可以在谐振电路的谐振频率或接近谐振频率下被驱动，以便导致高效加热过程。谐振频率可以基于操作401的输出来确定。
144.在算法400的一个实现方式中，进行测量操作达第一时间段，进行加热操作402达第二时间段，然后重复该过程。例如，第一时间段可以是10ms，并且第二时间段可以是250ms，但是其他时间段也是可能的。换句话说，可以在连续加热操作之间执行测量操作。还应注意，进行加热操作402达第二时间段不是必须的意味着在第二时间段的整个持续时间内向感应线圈供应功率。例如，可以仅在第二时间段的一部分中供应功率。
145.在替代实施方式中，算法400可以用加热操作402实现，该加热操作具有取决于所需加热水平的持续时间(如果需要更多加热，则增加加热持续时间，而如果需要更少加热，则减少加热持续时间)。在这种算法中，当不进行加热时，可以简单地执行测量操作401，使得为了进行测量操作401，不需要中断加热操作402。这种交错的加热装置可以被称为加热控制的脉冲宽度调制方法。作为实例，可以以100hz的量级的频率提供脉冲宽度调制方案，其中，每个时间段被划分为(可变长度的)加热部分和测量部分。
146.图23是示出了根据实例实施方式的算法的流程图，其总体上由附图标记410指示。算法410可以使用上述系统10来实现。
147.算法410始于操作411，在该操作中，通过切换电路13(例如电路40)将脉冲施加到谐振电路14。在操作413，使用脉冲响应(例如，使用脉冲响应处理器64检测)来确定在待加热的系统中是否存在制品(例如制品21)。如上所讨论的，制品21的存在以可被检测到的方式影响脉冲响应。
148.如果在操作413检测到制品，则算法410移动到操作415；否则，算法在操作419结束。
149.在操作415，实现测量和加热操作。作为实例，操作415可以使用上述算法400来实现。当然，可提供替代的测量和加热装置。
150.一旦已经进行了多个加热测量和加热周期，算法400就移动到操作417，在该操作中，确定是否应当停止加热(例如，如果加热时间段已经期满，或者响应于用户输入)。如果是，则算法在操作419结束；否则算法400返回到操作411。
151.应理解，用于确定感应装置或感受器装置的一个或多个性质的上述技术可应用于单个感应元件。对于包括多个感应元件的系统，例如包括三个感应元件23a、23b和23c的系统20，系统可以配置成使得可使用上述技术来确定每个感应元件的一个或多个参数，例如温度。在一些实现方式中，系统对每个感应元件使用单独测量来操作可能是有益的。在其他实现方式中，系统对多个感应元件仅使用单个测量来操作(例如，在确定制品21是否存在的情况下)可能是有益的。在这种情况下，系统可以配置成确定与从每个感应元件获得的测量结果相对应的平均测量结果。在其他情况下，多个感应元件中的仅一个可以用于确定该一个或多个性质。
152.本文描述的各种实施方式仅用于帮助理解和教导所要求保护的特征。这些实施方式仅作为实施方式的代表性样本而提供，并且不是穷举的和/或排他的。应理解，本文所述的优点、实施方式、实例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对由权利要求限定的本发明的范围的限制或对权利要求的等同物的限制，并且，可以利用其他实施方式并且可以在不脱离所要求保护的本发明的范围的情况下进行修改。本发明的各种实施方式可以适当地包括所公开的元件、部件、特征、部分、步骤、装置等的适当组合、由其组成，或基本上由其组成，而不是本文具体描述的那些。另外，本公开可以包括目前未要求保护但将来可能要求保护的其他发明。