CN116261985A - 气溶胶产生装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及烟具领域，提供了一种气溶胶产生装置及其控制方法，所述方法包括：控制所述功率源提供给至所述加热器的能量，以使得所述加热器的温度在预设持续时间内处于期望温度范围内的第一温度和第二温度之间波动变化，所述第一温度大于所述第二温度；其中，所述加热器的温度波动变化的频率在所述预设持续时间内是可变化的。本申请通过控制加热器的温度在预设持续时间内处于期望温度范围内的第一温度和第二温度之间波动变化、且加热器的温度波动变化的频率在预设持续时间内是可变化的；能够在抽吸阶段产生特性一致的气溶胶，提升了用户的抽吸体验。

Description

气溶胶产生装置及其控制方法

技术领域

本申请涉及烟具技术领域，尤其涉及一种气溶胶产生装置及其控制方法。

背景技术

诸如香烟、雪茄等物品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过产生在不燃烧的情况下释放化合物的产品来为这些燃烧烟草的物品提供替代物。此类产品的示例是所谓的加热不燃烧产品，也称之为烟草加热产品、或烟草加热设备、或者气溶胶产生装置，该产品或设备通过加热材料而不燃烧材料来释放化合物。材料例如可为烟草或其它非烟草产品或组合，诸如，可包含或可不包含尼古丁的共混的混合物。

现有的气溶胶产生装置在预加热时，当加热器的温度上升到预设温度之后，可以在该到预设温度下维持一段时间，然后进入抽吸阶段。该装置存在的问题是，抽吸阶段中不能产生特性一致的气溶胶，降低了用户的使用体验。

发明内容

本申请提供一种气溶胶产生装置及其控制方法，旨在解决现有气溶胶产生装置在抽吸阶段中不能产生特性一致的气溶胶的问题。

本申请一方面提供一种气溶胶产生装置的控制方法，所述气溶胶产生装置包括用于对气溶胶形成基质进行加热以产生气溶胶的加热器以及为所述加热提供能量的功率源；所述方法包括：

控制所述功率源提供给至所述加热器的能量，以使得所述加热器的温度在预设持续时间内处于期望温度范围内的第一温度和第二温度之间波动变化，所述第一温度大于所述第二温度；

其中，所述加热器的温度波动变化的频率在所述预设持续时间内是可变化的。

在一示例中，所述加热器的温度波动变化的频率随时间呈阶段式的逐步变化。

在一示例中，所述加热器的温度波动变化的频率随时间呈阶段式递增或者阶段式递减。

在一示例中，所述预设持续时间包括多个时间阶段，在每一个时间阶段内保持所述加热器的温度波动变化的频率是基本一致的。

在一示例中，所述预设持续时间包括第一时间阶段和第二时间阶段，所述加热器的温度在第二时间阶段内波动变化的频率大于在第一时间阶段内波动变化的频率。

在一示例中，所述预设持续时间包括多个时间阶段，每一个时间阶段的持续时间都不同。

在一示例中，所述预设持续时间包括至少两个持续时间相同的时间阶段。

在一示例中，在未获取到变更指示时，根据预先设置的温度波动变化的频率及其所对应的持续时间，变更所述加热器的温度波动变化的频率。

在一示例中，在获取到变更指示时，变更所述加热器的温度波动变化的频率。

在一示例中，所述变更指示是基于检测到用户的抽吸。

在一示例中，所述加热器的温度波动变化的频率是由供给至所述加热器的能量大小、以及在未供给能量时所述加热器的温度下降能力一起决定的。

在一示例中，所述气溶胶生成装置还包括调压电路；

所述方法还包括：

控制所述调压电路，以控制功率源供给至所述加热器的功率。

在一示例中，所述气溶胶生成装置还包括开关电路；

所述方法还包括：

控制所述开关电路的导通时间，以控制功率源供给至所述加热器的功率的供给时间。

在一示例中，在所述预设持续时间的初始时刻，控制所述开关电路的导通时间为预设基准时间。

在一示例中，所述预设基准时间介于1s～20s。

在一示例中，所述预设持续时间的初始时刻为所述加热器的温度达到预设温度的时刻或者为所述加热器在所述预设温度下保持一段时间的结束时刻；所述预设持续时间的终点时刻为抽吸结束时刻。

在一示例中，所述第一温度和第二温度的差值介于2℃～10℃。

在一示例中，还包括间隙性地检测所述加热器的实时温度，且根据所述加热器的实时温度来控制所述加热器温度的波动。

本申请另一方面提供一种气溶胶产生装置，包括：

加热器，用于对气溶胶形成基质进行加热以产生气溶胶；

功率源，为所述加热器提供能量；

控制器，被配置为控制所述功率源向所述加热器提供能量，以使得所述加热器的温度在预设持续时间内处于期望温度范围内的第一温度和第二温度之间波动变化，所述第一温度大于所述第二温度；其中所述加热器的温度波动变化的频率在所述预设持续时间内是可变化的。

本申请提供的气溶胶产生装置及其控制方法，通过控制加热器的温度在预设持续时间内处于期望温度范围内的第一温度和第二温度之间波动变化、且加热器的温度波动变化的频率在预设持续时间内是可变化的；能够在抽吸阶段产生特性一致的气溶胶，提升了用户的抽吸体验。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请实施方式提供的气溶胶产生装置示意图；

图2是本申请实施方式提供的调压电路示意图；

图3是本申请实施方式提供的加热器的温度曲线示意图；

图4是本申请实施方式提供的开关电路的输入波形示意图

图5是本申请实施方式提供的温度波动变化的频率的变更示意图；

图6是本申请实施方式提供的温度波动变化的频率的另一变更示意图；

图7是本申请实施方式提供的另一气溶胶产生装置示意图；

图8是本申请实施方式提供的开关电路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1是本申请实施方式提供的气溶胶产生装置示意图。

如图1所示，气溶胶产生装置10包括加热器101、控制器102和电芯103。

加热器101用于根据电芯103提供的电力产生热量，以对放置于气溶胶产生装置10中的制品20进行加热，使制品20中的气溶胶形成基质产生气溶胶，供用户抽吸。

在图1的示例中，加热器101构造成中心加热结构(加热器的外周与气溶胶形成基质直接接触)，加热方式可以为电阻加热、红外辐射加热、电磁加热等等。

控制器102分别与加热器101和电芯103连接，用于控制电芯103供给至加热器101的电力，进而控制加热器101的加热温度，以使得加热气溶胶形成基质产生气溶胶。

控制器102还配置为用于执行气溶胶产生装置10的控制方法。

气溶胶产生装置10还可包括用于存储执行气溶胶产生装置10的控制方法的程序的存储介质，控制器102可读取并执行所述存储介质中存储的气溶胶产生装置10的控制方法的程序，实现气溶胶产生装置10的控制方法。存储介质可以为设置在气溶胶产生装置10中的独立存储器件，也可以是内置于控制器102中的存储介质。存储介质包括但不限于非易失性的存储介质。

电芯103，即功率源，用于给加热器101和控制器102提供电力。在控制器102的控制下，可调整电芯103供给至加热器101的电力，进而改变加热器101的温度。电芯103可以为可充电电芯，也可以为不可充电电芯。

在图1的示例中，气溶胶生成装置10还包括耦接在加热器101与电芯103之间的开关电路104；如图2所示，开关电路104包括开关管Q2和开关管Q1；开关管Q2和开关管Q1均包括输入连接端、输出连接端以及控制端。在本示例中，开关管Q2为NMOS管，开关管Q1为PMOS管；开关管Q2的输入连接端为漏极，输出连接端为源极，控制端为栅极；开关管Q1的输入连接端为源极，输出连接端为漏极，控制端为栅极。开关管Q2的控制端用于接受控制器102的控制，以导通或者断开电芯103与加热器101之间的电连接。开关管Q2的输入连接端与开关管Q1的控制端电连接，开关管Q2的输出连接端接地；开关管Q1的输入连接端与电芯电连接，开关管Q1的输出连接端与加热器101电连接。

如图3所示的加热器的温度曲线示意图，其中，温度曲线的横坐标t表示时间，纵坐标T表示温度。

t0时刻，加热器101的初始温度为T0。初始温度T0可以为环境温度，或者大于环境温度。

t0～t1时间段，控制器102控制加热器101的电力以最大功率或者其它预设功率进行加热，例如：最大功率为36W；在t1时刻，加热器101加热到预设温度T1。

预设温度T1可以为气溶胶形成基质产生气溶胶的最佳温度，即气溶胶形成基质在该温度下可以提供最适合用户抽吸、口感较佳的烟雾量及温度。本申请实施方式采用的预设温度T1介于150℃～350℃；或者，介于180℃～350℃；或者，介于220℃～350℃；或者，介于220℃～300℃；或者，介于220℃～280℃；220℃～260℃。

t1～t2时间段，控制器102控制电芯103供给至加热器101的电力并控制加热器101在预设温度T1下保持一段时间(即t1～t2时间段)。需要说明的是，在其它示例中，不设置t1～t2时间段也是可行的。

t2时刻，控制器102可输出抽吸气溶胶的提示信号，以提示用户抽吸。具体地，可通过与控制器102连接的提示装置，根据控制器102输出的提示信号执行提示操作。例如：提示装置为震动马达，震动提示用户可抽吸气溶胶；提示装置为LED灯，常亮或闪烁提示用户抽可抽吸气溶胶。

t2～t3时间段，在输出可抽吸气溶胶的提示信号之后，控制器102控制电芯103供给至加热器101的电力，具体地，控制电芯103供给至加热器101的能量，以控制加热器101的温度处于期望温度范围内，例如：图中所示的期望温度T3～期望温度T2之间。

在本示例中，供给至加热器101的能量Q、供给至加热器101的功率P以及该功率的供给时间t存在以下关系：Q＝P*t。控制器102可控制开关电路104的导通时间，以控制电芯103供给至加热器101的能量，即控制功率源供给至加热器101的功率的供给时间。

一般的，期望温度T2和期望温度T3均小于预设温度T1。其中，t2～t3时间段的值可以为120秒～360秒或者抽吸6口～20口的时长，t3时刻为抽吸结束时刻。

由图中可以得知，t2～t3时间段，加热器101的温度随时间变化而波动、且该温度波动变化的频率随时间变化而变更。

具体的实施中，控制器102可获取加热器101的实时温度，根据该实时温度控制加热器101的温度随时间变化而波动。

加热器101的实时温度可通过与控制器102连接的温度传感器(图中未示出)检测得到，进一步地可以是间隙性地检测得到。温度传感器包括但不限于热电偶、具有电阻温度系数的温度检测模块。优选的实施中，加热器101本身可具有电阻温度系数，通过加热器101的电阻值可确定加热器101的实时温度。

在加热器101的实时温度接近于期望温度T2时，控制器102可控制开关电路104关断，即未供给能量至加热器101，使得加热器101的温度自然下降；在加热器101的实时温度接近于期望温度T3时，控制器102可控制开关电路104导通，即供给能量至加热器101，使得加热器101的温度上升。作为示例的，输出至开关电路104的波形可参考图4所示；图中的t_导1、t_导2为控制器102控制开关电路104的导通时间。这样，使得加热器101的温度随时间变化而上下波动。该波动的波形近似于正弦波或者三角波，该波动的幅度(T2与T3的差值)介于2℃～10℃，例如：10℃、8℃、6℃、4℃等等。

图中的t2～t3时间段，可划分多个时间阶段t21、t22、t23......、t2k；一般的，k的大小是由用户的抽吸次数决定的。在不同的时间阶段(t21～t2k)，温度波动变化的频率是不同的，即随时间变化而变更。

优选的实施中，温度波动变化的频率随时间呈阶段式的逐步变化，例如：温度波动变化的频率随时间呈阶段式递增或者阶段式递减。

以图5所示为例，t2～t3时间段可划分8个时间阶段t21、t22、t23......、t28；在第一个时间阶段t21，保持温度波动变化的频率为ω1；在第二个时间阶段t22，保持温度波动变化的频率为ω2；......在第八个时间阶段t22，保持温度波动变化的频率为ω8；而ω1<ω2<......<ω8，从而使得温度波动变化的频率ω随时间而呈阶段式递增。

在该示例中，8个时间阶段中，每一个时间阶段的持续时间可以相同或者部分相同，也可以都不同。

在该示例中，相邻时间阶段之间，温度波动变化的频率的变更是快速地完成的。在另一示例中，如图6所示，温度波动变化的频率的变更可以是间隔△t时间之后完成。

优选的实施中，可以根据变更指示，变更温度波动变化的频率。例如：在时间阶段t21的终点时刻，若检测到用户的抽吸，则将温度波动变化的频率由ω1变更为ω2。

优选的实施中，在未获取到变更指示时，则可以以预先设置的温度波动变化的频率及其所对应的持续时间，变更所述加热器的温度波动变化的频率。例如：在时间阶段t22时，保持加热器的温度波动变化的频率为ω2，若在时间阶段t22的终点时刻，仍没有检测到用户的抽吸，则自动将加热器的温度波动变化的频率由ω2变更为ω3。

需要说明的是，温度波动变化的频率ω是由供给至加热器101的能量大小、以及在未供给能量时加热器101的温度下降能力一起决定的。以时间阶段t2k为例，在该阶段中，保持温度波动变化的频率为ωk；假设未供给能量时加热器101的温度下降能力是一定的；在控制器102控制开关电路104导通，使得加热器101的温度上升时，供给至加热器101的能量大小将决定加热器101的温度上升速率；即供给至加热器101的能量较大时，在该阶段中每一个波的周期将较小，频率将较大，从而使得温度波动变化的频率较小；供给至加热器101的能量较小时，在该阶段中每一个波的周期将较大，频率将较小，从而使得温度波动变化的频率较大。

初始时刻t2，可以控制开关电路104的导通时间为预设基准时间，该预设基准时间介于1s～20s，例如：18s、15s、10s、8s、6s等等。在随后的时间阶段中，在预设基准时间的基础上可以逐步递增或者递减。如图5所示的逐步递增或者递减△ω，其值介于1s～10s。

由以上可以得知，t2～t3时间阶段，温度波动变化的频率ω随时间变化而呈阶段式递增变化，即供给至加热器101的能量是逐步增大的；这样，即使后期的气溶胶形成基质的耗尽，在该阶段中均能够产生特性一致的气溶胶，进而提升用户的抽吸体验。

请参考图7-图8所示，与图1-图2示例不同的是，在另一示例中，气溶胶生成装置100中的加热器1001构造成外围或者周向加热结构(加热器101包围至少部分气溶胶形成基质)，加热方式不作限定。气溶胶生成装置100中的控制器102、电芯103与前述类似。

气溶胶生成装置100还包括耦接在加热器1001与电芯103之间的调压电路1004；调压电路1004包括升压电路和/或降压电路。例如：图8所示的BUCK-BOOST变换电路。需要说明的是，调压电路104并不限于BUCK-BOOST变换电路，例如：可以为BOOST变换电路、BUCK变换电路、CUK变换电路、ZETA变换电路、SEPIC变换电路中的至少一种。

在图3所示的t2～t3时间阶段，控制器102可以控制调压电路1004，以控制供给至加热器1001的功率，实现温度波动变化的频率随时间变化而呈阶段式变化。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (19)

1.一种气溶胶产生装置的控制方法，所述气溶胶产生装置包括用于对气溶胶形成基质进行加热以产生气溶胶的加热器以及为所述加热提供能量的功率源；其特征在于，所述方法包括：

控制所述功率源提供给至所述加热器的能量，以使得所述加热器的温度在预设持续时间内处于期望温度范围内的第一温度和第二温度之间波动变化，所述第一温度大于所述第二温度；

其中，所述加热器的温度波动变化的频率在所述预设持续时间内是可变化的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器的温度波动变化的频率随时间呈阶段式的逐步变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热器的温度波动变化的频率随时间呈阶段式递增或者阶段式递减。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设持续时间包括多个时间阶段，在每一个时间阶段内保持所述加热器的温度波动变化的频率是基本一致的。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设持续时间包括第一时间阶段和第二时间阶段，所述加热器的温度在第二时间阶段内波动变化的频率大于在第一时间阶段内波动变化的频率。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设持续时间包括多个时间阶段，每一个时间阶段的持续时间都不同。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设持续时间包括至少两个持续时间相同的时间阶段。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在未获取到变更指示时，根据预先设置的温度波动变化的频率及其所对应的持续时间，变更所述加热器的温度波动变化的频率。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在获取到变更指示时，变更所述加热器的温度波动变化的频率。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述变更指示是基于检测到用户的抽吸。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器的温度波动变化的频率是由供给至所述加热器的能量大小、以及在未供给能量时所述加热器的温度下降能力一起决定的。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气溶胶生成装置还包括调压电路；

所述方法还包括：

控制所述调压电路，以控制功率源供给至所述加热器的功率。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气溶胶生成装置还包括开关电路；

所述方法还包括：

控制所述开关电路的导通时间，以控制功率源供给至所述加热器的功率的供给时间。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述预设持续时间的初始时刻，控制所述开关电路的导通时间为预设基准时间。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述预设基准时间介于1s～20s。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设持续时间的初始时刻为所述加热器的温度达到预设温度的时刻或者为所述加热器在所述预设温度下保持一段时间的结束时刻；所述预设持续时间的终点时刻为抽吸结束时刻。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度和第二温度的差值介于2℃～10℃。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括间隙性地检测所述加热器的实时温度，且根据所述加热器的实时温度来控制所述加热器温度的波动。

19.一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括：

加热器，用于对气溶胶形成基质进行加热以产生气溶胶；

功率源，为所述加热器提供能量；

控制器，被配置为控制所述功率源向所述加热器提供能量，以使得所述加热器的温度在预设持续时间内处于期望温度范围内的第一温度和第二温度之间波动变化，所述第一温度大于所述第二温度；其中所述加热器的温度波动变化的频率在所述预设持续时间内是可变化的。

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