СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2020 года по МПК A24F47/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, которые могут использовать тепло, вырабатываемое с помощью электричества, для выработки аэрозоля (например, курительные изделия, обычно называемые электронными сигаретами) и, в частности, к специализированной интегральной схеме, которая обеспечивает средство для реализации множества функций в устройстве доставки аэрозоля, использующем однокристальную интегральную схему. Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, причем предшественник способен образовывать пригодное для вдыхания вещество для потребления человеком.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

За многие годы было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Многие из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без подачи в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, образуемых в результате сжигания табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в значительной степени. Например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники описаны в патентах США №7726320 (Robinson и др.) и №8881737 (Collett и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников, на которые дана ссылка по торговой марке или коммерческому обозначению, представлены в публикации патента США №2015/0216232 (Bless и др.), которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. Помимо этого, различные типы электрических устройств доставки аэрозоля и пара представлены в публикациях патентов США №2014/0096781 (Sears и др.) и №2014/0283859 (Minskoff и др.), а также в патентных заявках США №14/282768 (Sears и др.), поданной 20 мая 2014 г., №14/286552 (Brinkley и др.), поданной 23 мая 2014 г., №14/327776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и №14/465167 (Worm и др.) / поданной 21 августа 2014 г., которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Непрерывное развитие в области устройств доставки аэрозоля приводит к появлению все более усовершенствованных устройств доставки аэрозоля. Например, в некоторых устройствах доставки аэрозоля используют интегральные схемы для осуществления различных отдельных функций в рамках устройства. Однако однокристальная интегральная схема, конфигурируемая в настоящее время, может обеспечивать ограниченную функциональность и, следовательно, ограниченное модулирование устройства доставки аэрозоля. Таким образом, существует потребность в специализированной интегральной схеме, обеспечивающей более высокий уровень интеграции функциональных возможностей для устройства доставки аэрозоля за счет выполнения различных функций посредством однокристальной интегральной схемы и, таким образом, снижающей производственные затраты.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам изготовления таких устройств и элементам этих устройств. Таким образом, настоящее изобретение включает, помимо прочего, следующие примерные варианты осуществления.

Примерный вариант осуществления изобретения 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее по меньшей мере один кожух, внутри которого находится нагревательный элемент, выполненный с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при обнаружении прохождения потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха, причем воздух пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля; и специализированную интегральную схему (ASIC), которая содержит системные блоки, выполненные с возможностью реализации соответствующих функций устройства доставки аэрозоля и включающие в себя по меньшей мере: блок управления батареей, выполненный с возможностью управления батареей, выполненной с возможностью питания устройства доставки аэрозоля; интерфейсный блок датчика потока, выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха; и блок возбуждения, выполненный с возможностью вызова активации нагревательного элемента в ответ на входной сигнал от интерфейсного блока датчика потока, который указывает на обнаружение воздушного потока, проходящего по меньшей мере через часть кожуха.

Примерный вариант осуществления изобретения 2: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором системные блоки содержат по меньшей мере одно из аппаратного непрограммируемого функционального блока и программируемого логического блока.

Примерный вариант осуществления изобретения 3: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором блок управления батареей содержит вспомогательный блок управления, выполненный с возможностью направления электропитания от батареи к нагревательному элементу при получении входного сигнала от интерфейсного блока датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха.

Примерный вариант осуществления изобретения 4: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, которое дополнительно содержит микропроцессор и в котором блок управления батареей содержит вспомогательный блок драйвера светодиода, выполненный с возможностью управления светодиодом по меньшей мере частично на основании входного сигнала от одного или более широтно-импульсных модуляторов, управляемых микропроцессором.

Примерный вариант осуществления изобретения 5: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором батарея включает в себя перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок терморезистора, выполненный с возможностью предотвращения перезаряда батареи при обнаружении повышения температуры батареи.

Примерный вариант осуществления изобретения 6: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором батарея включает в себя перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок зарядки, выполненный с возможностью управления зарядкой батареи при постоянной силе тока по меньшей частично на основании входного напряжения, причем вспомогательный блок зарядки выполнен с возможностью экспоненциального уменьшения постоянного тока по мере приближения батареи к полному заряду.

Примерный вариант осуществления изобретения 7: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейсный блок датчика потока содержит вспомогательный блок датчика, соединенный с внешним датчиком потока и выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха, на основании по меньшей мере частично входного сигнала от указанного датчика потока.

Примерный вариант осуществления изобретения 8: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, которое дополнительно содержит микропроцессор и в котором интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулятора, соединенный со вспомогательным блоком датчика и выполненный с возможностью направления регулируемого напряжения на микропроцессор при получении входного сигнала от датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха, в результате чего происходит отключение передачи электропитания на микропроцессор и нагревательный элемент до обнаружения прохождения потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха.

Примерный вариант осуществления изобретения 9: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулирования мощности, соединенный со вспомогательным блоком датчика и выполненный с возможностью управления нагревательным элементом по меньшей мере в одном случае.

Примерный вариант осуществления изобретения 10: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок драйвера линейного вибродвигателя, выполненный с возможностью управления вибродвигателем при обнаружении по меньшей мере одного из низкого заряда батареи или малого количества композиции предшественника аэрозоля.

Примерный вариант осуществления изобретения 11: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок нагревателя с управляемой мощностью, выполненный с возможностью получения входного напряжения и направления электропитания на нагревательный элемент, чтобы тем самым вызвать активацию нагревательного элемента и управлять уровнем мощности нагревательного элемента.

Примерный вариант осуществления изобретения 12: Способ управления работой устройства доставки аэрозоля, содержащего по меньшей мере один кожух, в котором находится нагревательный элемент, и специализированную интегральную схему (ASIC), причем способ включает активацию нагревательного элемента для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при обнаружении прохождения потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха, при этом воздух пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля; и управление работой устройства доставки аэрозоля посредством ASIC, которая содержит системные блоки, выполненные с возможностью реализации соответствующих функций устройства доставки аэрозоля и включающие в себя по меньшей мере: блок управления батареей, управляющий батареей, выполненной с возможностью питания устройства доставки аэрозоля; интерфейсный блок датчика потока, обнаруживающий поток воздуха, проходящий по меньшей мере через часть кожуха; и блок возбуждения, вызывающий активацию нагревательного элемента при обнаружении потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха.

Примерный вариант осуществления изобретения 13: Способ в соответствии с предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором блок управления батареей содержит вспомогательный блок управления, направляющий электропитание от батареи к нагревательному элементу при получении входного сигнала от интерфейсного блока датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха.

Примерный вариант осуществления изобретения 14: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором устройство доставки аэрозоля дополнительно содержит микропроцессор, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок драйвера светодиода, управляющий светодиодом по меньшей мере частично на основании входного сигнала от одного или более широтно-импульсных модуляторов, управляемых микропроцессором.

Примерный вариант осуществления изобретения 15: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором батарея включает перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок терморезистора, предотвращающий перезаряд батареи при обнаружении повышения температуры батареи.

Примерный вариант осуществления изобретения 16: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором батарея включает в себя перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок зарядки, управляющий зарядкой батареи при постоянной силе тока по меньшей частично на основании входного напряжения, причем вспомогательный блок зарядки экспоненциально уменьшает постоянный ток по мере приближения батареи к полному заряду.

Примерный вариант осуществления изобретения 17: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейсный блок датчика потока содержит вспомогательный блок датчика, соединенный с внешним датчиком потока и обнаруживающий поток воздуха, проходящий по меньшей мере через часть кожуха, на основании по меньшей мере частично входного сигнала отдатчика потока.

Примерный вариант осуществления изобретения 18: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором устройство доставки аэрозоля дополнительно содержит микропроцессор, а интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулятора, соединенный со вспомогательным блоком датчика и направляющий регулируемое напряжение на микропроцессор в ответ на получение входного сигнала от датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха, в результате чего происходит отключение передачи электропитания на микропроцессор и нагревательный элемент до обнаружения прохождения потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха.

Примерный вариант осуществления изобретения 19: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулирования электропитания, соединенный со вспомогательным блоком датчика и управляющий нагревательным элементом по меньшей мере в одном случае.

Примерный вариант осуществления изобретения 20: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок драйвера линейного вибродвигателя, управляющий вибродвигателем при обнаружении по меньшей мере одного из низкого заряда батареи или малого количества композиции предшественника аэрозоля.

Примерный вариант осуществления изобретения 21: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок нагревателя с управляемой мощностью, получающий входное напряжение и направляющий электропитание на нагревательный элемент, чтобы тем самым вызвать активацию нагревательного элемента и управлять уровнем мощности нагревательного элемента.

Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает в себя любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в данном описании изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в конкретном примерном варианте осуществления, описанном в настоящей заявке. Настоящее описание выполнено для прочтения с учетом всех элементов таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и примерных вариантов осуществления должны считаться задуманными именно для комбинирования, если контекст изобретения явно не указывает иное.

Таким образом, следует отметить, что данное раскрытие сущности изобретения представлено лишь в целях краткого изложения некоторых примерных вариантов осуществления изобретения с тем, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что вышеописанные примерные варианты осуществления изобретения являются лишь примерами и не должны толковаться как ограничивающие каким-либо образом объем или сущность изобретения. Другие примерные варианты осуществления изобретения, аспекты и преимущества станут очевидны из нижеследующего подробного описания вкупе с сопроводительными чертежами, которые изображают в качестве примера принципы некоторых описанных примерных вариантов осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА(-ЕЙ)

После описания таким образом настоящего изобретения с использованием вышеизложенных общих терминов далее ссылка будет сделана на сопроводительные чертежи, которые необязательно изображены с соблюдением масштаба, и на которых:

Фиг. 1 изображает вид сбоку устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж, соединенный с управляющим корпусом, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 изображает частичный разрез устройства доставки аэрозоля, которое в соответствии с различными примерными вариантами осуществления может соответствовать устройству доставки аэрозоля, представленному на фиг. 1;

Фиг. 3 изображает примерную конфигурацию различных электронных компонентов, которые могут находиться в соответствующем устройстве доставки аэрозоля, в соответствии с примерными вариантами осуществления;

Фиг. 4 изображает специализированную интегральную схему (ASIC) для использования в устройстве доставки аэрозоля в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5-7 изображают различные системные блоки специализированной интегральной схемы ASIC, такой как ASIC, показанная на фиг. 4, в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 более подробно изображает ASIC для использования в устройстве доставки аэрозоля в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 9 изображает различные операции способа обеспечения устройства доставки аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на примерные варианты его осуществления. Эти примерные варианты осуществления описаны таким образом, что настоящее изобретение представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема для специалистов в данной области техники. Следует отметить, что настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке; точнее, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим требованиям законодательства. Используемые в описании и в приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не диктует иное.

Как описано далее, примерные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением используют электроэнергию для нагревания материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо существенной степени) с целью формирования вдыхаемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться портативными устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к выработке дыма в том смысле, что аэрозоль не образуется из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование указанных предпочтительных систем приводит к выработке паров, образующихся за счет испарения или парообразования некоторых содержащихся в них компонентов. В некоторых примерных вариантах осуществления компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, которые в наиболее предпочтительных вариантах осуществления изобретения содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, и следовательно подают полученные из табака компоненты в виде аэрозоля.

Производящие аэрозоль изделия определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут обеспечивать многие из ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, виды вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные признаки, такие как созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые используют, поджигая и сжигая табак (и, следовательно, вдыхая табачный дым), фактически без сгорания в какой-либо существенной степени любого компонента этих изделий или систем. Например, пользователь производящего аэрозоль изделия в соответствии с настоящим изобретением может держать и использовать данное изделие аналогично тому, как курильщик использует традиционный тип курительного изделия, затягиваться с одного конца указанного курительного изделия для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, делать затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.

Системы доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или большего количества веществ (например, вкусоароматических добавок и/или фармацевтических активных ингредиентов) в ингаляционной форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е. вещество, находящееся в газообразной фазе при температуре, которая ниже, чем ее критическая точка). В альтернативном варианте осуществления изобретения вдыхаемые вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонкодисперсных твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин "аэрозоль" обозначает пары, газы и аэрозоли той формы или типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они видимыми и имеют ли они форму, которая может считаться похожей на дым.

Предложенные системы доставки аэрозоля обычно содержат ряд компонентов, выполненных внутри наружного корпуса или оболочки, который или которая может называться кожухом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и форма или конфигурация наружного корпуса, которая может задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также может варьироваться. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единого цельного кожуха, или же удлиненный кожух может быть выполнен из двух или большего количества отдельных тел. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены внутри одного кожуха. В альтернативном варианте осуществления изобретения устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены друг с другом и являются отделяемыми. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит кожух, заключающий в себе один или более компонентов многократного использования (например, перезаряжаемую аккумуляторную батарею и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства может находиться выполненный за одно целое с ним или присоединенный с возможностью отсоединения наружный корпус или оболочка, заключающий в себе сменную часть (например, сменный картридж, содержащий вкусоароматические добавки).

Предложенные системы доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника энергии (т.е. источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и прекращения электропитания для выработки тепла, к примеру, за счет управления электрическим током, проходящим от источника питания к другим компонентам изделия - например, микропроцессору, отдельно или в составе микроконтроллера), нагревателя или тепловырабатывающего элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам или в сочетании с одним или более дополнительными элементами может обычно называться "атомайзером"), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и области или конца мундштука для обеспечения возможности затяжки из устройства доставки аэрозоля с целью вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что образуемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).

Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в системах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор и компоновка различных компонентов системы доставки аэрозоля могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как характерные продукты, на которые даны ссылки в разделе уровня техники настоящего описания изобретения.

В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, выполненный с возможностью содержания композиции предшественника аэрозоля. Резервуар, в частности, может быть выполнен из пористого материала (например, волокнистого материала) и, таким образом, может называться пористой подложкой (например, волокнистой подложкой).

Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может являться тканым или нетканым материалом, изготовленным из множества волокон или нитей, и может быть выполнена из природных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолокнистый материал. В конкретных примерах может быть использован ацетилцеллюлозный материал. В других примерных вариантах осуществления изобретения может быть использован углеродный материал. Резервуар может быть по существу выполнен в виде контейнера и может содержать включенный в него волокнистый материал.

На фиг. 1 изображен вид сбоку устройства 100 доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус 102 и картридж 104, в соответствии с различными примерными вариантами осуществления настоящего изобретения. В частности, на фиг. 1 представлены управляющий корпус и картридж, которые соединены друг с другом. Управляющий корпус и картридж могут быть выровнены постоянно или с возможностью разъединения при функционировании. Картридж может быть соединен с управляющим корпусом посредством различных механизмов, включая резьбовое взаимодействие, взаимодействие при прессовой посадке, посадку с натягом, магнитное взаимодействие и т.п. Устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатым или по существу цилиндрическим в некоторых примерных вариантах осуществления, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранном состоянии. Картридж и управляющий корпус могут иметь цельный кожух или наружный корпус либо соответственно отдельные кожухи или наружные корпусы, которые могут быть выполнены из любого количества различных материалов. Кожух может быть выполнен из любого конструктивно подходящего материала. В некоторых примерах кожух может быть выполнен из металла или сплава, такого как нержавеющая сталь, алюминий и т.д. Другие подходящие материалы включают различные пластики (например, поликарбонат), металлическое покрытие поверх пластика и т.п.

В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения управляющий корпус 102 и/или картридж 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть одноразовыми или повторного использования. Например, управляющий корпус может содержать сменную аккумуляторную батарею или перезаряжаемую аккумуляторную батарею и, таким образом, может быть объединен с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической розеткой переменного тока, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, например, посредством кабеля или разъема универсальной последовательной шины (USB, universal serial bus). Кроме того, в некоторых примерных вариантах осуществления картридж может включать в себя одноразовый картридж, как описано в патенте США №8910639 (Chang и др.), который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки.

В одном примерном варианте осуществления изобретения управляющий корпус 102 и картридж 104, образующие устройство 100 доставки аэрозоля, могут быть неразъемно соединены друг с другом. Примеры устройств доставки аэрозоля, которые могут быть выполнены одноразовыми и/или которые могут содержать первый и второй наружные корпусы, выполненные с возможностью неразъемного соединения, раскрыты в патентной заявке США №14/170838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 г., которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки. В другом примерном варианте осуществления изобретения картридж и управляющий корпус могут быть выполнены в виде единой неразъемной детали и могут включать компоненты, аспекты и признаки, описанные в настоящей заявке. Однако в другом примерном варианте осуществления управляющий корпус и картридж могут быть выполнены с возможностью разъединения таким образом, что картридж может быть повторно заправлен или заменен.

На фиг. 2 изображен более конкретный пример подходящего устройства 200 доставки аэрозоля, которое в некоторых примерах может соответствовать устройству 100 доставки аэрозоля, представленному на фиг. 1. Как видно на частичном разрезе, изображенном на фиг. 2, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 202 и картридж 204, которые могут соответствовать управляющему корпусу 102 и картриджу 104, представленным на фиг. 1. Как показано на фиг. 2, управляющий корпус 202 может состоять из оболочки 206 управляющего корпуса, которая может включать управляющий компонент 208 (например, микропроцессор, отдельно или как часть микроконтроллера), датчик 210 потока, аккумуляторную батарею 212 и один или более светоизлучающих диодов 214, и такие компоненты могут быть переменно выровнены. Помимо светодиодов или в качестве альтернативы им могут быть включены дополнительные индикаторы (например, компонент тактильной обратной связи, компонент звуковой обратной связи и т.п.). Картридж 204 может быть выполнен из оболочки 216 картриджа, заключающей в себе резервуар 218, соединенный по текучей среде с элементом 220 транспортировки жидкости, выполненным с возможностью транспортировки композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в кожухе резервуара, к нагревателю 222 (иногда называемому нагревательным элементом). В некоторых примерах между резервуаром и нагревателем может быть расположен клапан, выполненный с возможностью регулирования количества композиции предшественника аэрозоля, подаваемого или доставляемого из резервуара к нагревателю.

Для образования нагревателя 222 могут быть использованы различные примеры материалов, выполненных с возможностью вырабатывания тепла, когда через них пропускают электрический ток. Нагревателем в этих примерах может быть резистивный нагревательный элемент, такой как проволочная катушка. Примерные материалы, из которых может быть выполнена проволочная катушка, включают в себя кантал (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi₂), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si, Al)₂), графит и материалы на основе графита (например, углеродные пенопласты и нити), а также керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Примерные варианты осуществления нагревателей или нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже и могут быть включены в устройства, подобные изображенному на фиг. 2, как описано в настоящей заявке.

В оболочке 216 картриджа (например, на конце, подносимом ко рту) может быть выполнено отверстие 224 для обеспечения выхода образованного аэрозоля из картриджа 204. Такие компоненты характерны для компонентов, которые могут находиться в картридже, и не ограничивают объем компонентов картриджа, покрываемых настоящим изобретением.

Кроме того, картридж 204 может содержать один или более электронных компонентов 226, которые могут включать интегральную схему, компонент памяти, датчик и т.п. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью связи с управляющим компонентом 208 и/или с внешним устройством посредством проводного или беспроводного соединения. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте внутри картриджа или его основания 228.

Несмотря на то, что управляющий компонент 208 и датчик 210 потока изображены раздельно, следует понимать, что управляющий компонент и датчик потока могут быть объединены в виде электронной платы, к которой непосредственно прикреплен датчик потока воздуха. Кроме того, электронная плата может быть расположена горизонтально относительно изображения, представленного на фиг. 1, в том смысле, что электронная плата может быть в продольном направлении параллельна центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах датчик потока воздуха может содержать свою собственную плату или другой базовый элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых примерах может быть использована гибкая плата. Гибкая плата может иметь разнообразные формы, включая по существу трубчатые формы. В некоторых примерах гибкая плата может быть объединена с подложкой нагревателя, наслоена на нее или образовывать часть или всю подложку нагревателя, как описано ниже.

Управляющий корпус 202 и картридж 204 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью обеспечения взаимодействия по текучей среде между ними. Как показано на фиг. 2, управляющий корпус может содержать муфту 230, в которой выполнена полость 232. Основание 228 картриджа может быть выполнено с возможностью взаимодействия с муфтой и может содержать выступ 234, выполненный с возможностью расположения внутри полости. Такое взаимодействие может обеспечивать стабильное соединение между управляющим корпусом и картриджем, а также устанавливать электрическое соединение между аккумуляторной батареей 212 и управляющим компонентом 208, расположенными в управляющем корпусе, и нагревателем 222, расположенным в картридже. Кроме того, оболочка 206 управляющего корпуса может содержать воздухозаборное отверстие 236, которое может представлять собой паз, выполненный в оболочке в месте ее соединения с муфтой, который обеспечивает прохождение окружающего воздуха вокруг муфты в оболочку, откуда он затем проходит через полость 232 муфты в картридж через выступ 234.

Муфта и основание, использованные в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2014/0261495 (Novak и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки. Например, муфта 230, как показано на фиг. 2, может образовывать наружную кольцевую поверхность 238, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней кольцевой поверхностью 240 основания 228. В одном примере внутренняя кольцевая поверхность основания может задавать радиус, который по существу равен радиусу наружной кольцевой поверхности муфты или немного превышает его. Кроме того, муфта может содержать один или более выступов 242 на наружной кольцевой поверхности, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 244, выполненными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания и муфты могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 204 и муфтой управляющего корпуса 202 может быть по существу неразъемным, тогда как в других примерах соединение между ними может быть выполнено разъемным с тем, чтобы, например, управляющий корпус можно было повторно использовать с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми сменными и/или выполненными с возможностью повторной заправки.

Устройство 200 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или по существу трубчатым, или по существу цилиндрическим в некоторых примерах. Другие примеры охватывают дополнительные формы и размеры - например, устройство может иметь прямоугольное или треугольное поперечное сечение, многогранную форму и т.д.

Резервуар 218, изображенный на фиг. 2, может представлять собой контейнер или волокнистый резервуар, как описано в настоящей заявке. Например, резервуар может содержать один или более слоев нетканых волокон, по существу сформованных в трубку, охватывающую внутреннюю часть оболочки 216 картриджа, в данном примере. В резервуаре может содержаться композиция предшественника аэрозоля. Например, в резервуаре могут содержаться жидкие компоненты за счет сорбционного действия. Резервуар может быть соединен по текучей среде с элементом 220 транспортировки жидкости. Элемент транспортировки жидкости может транспортировать композицию предшественника аэрозоля, хранящуюся в резервуаре, за счет капиллярных сил к нагревателю 222, выполненному в виде металлической проволочной катушки в данном примере. По существу, нагреватель находится в тепловой связи с элементом транспортировки жидкости. Примерные варианты осуществления резервуаров и элементов транспортировки жидкости, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже, и такие резервуары и/или элементы транспортировки жидкости могут быть включены в устройства, подобные изображенному на фиг. 2, как описано в настоящей заявке. В частности, конкретные сочетания нагревательных элементов и элементов транспортировки, более подробно описанные ниже, могут быть включены в устройства, подобные изображенному на фиг. 2, как описано в настоящей заявке.

При использовании, когда пользователь втягивает воздух из устройства 200 доставки аэрозоля, датчик 210 потока обнаруживает поток воздуха, и активируется нагреватель 222 для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Затяжка через мундштук устройства доставки аэрозоля приводит к попаданию окружающего воздуха в воздухозаборное отверстие 236 и прохождению его через полость 232, выполненную в муфте 230, и центральное отверстие, выполненное в выступе 234 основания 228. В картридже 204 втягиваемый воздух соединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль вдыхают или иным образом отводят от нагревателя через отверстие 224, выполненное в мундштуке устройства доставки аэрозоля.

В некоторых примерах устройство 200 доставки аэрозоля может включать ряд дополнительных функций, управляемых программным обеспечением. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать цепь защиты аккумуляторной батареи, выполненную с возможностью обнаружения входного сигнала аккумуляторной батареи, нагрузок на клеммах аккумуляторной батареи и входного сигнала зарядки. Цепь защиты аккумуляторной батареи может включать защиту от короткого замыкания и блокировку питания при пониженном напряжении. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может содержать компоненты для измерения температуры окружающего воздуха, и его управляющий компонент 208 может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом для блокировки зарядки аккумуляторной батареи, если окружающая температура ниже определенного значения (например, 0°С) или выше определенного значения (например, 45°С), перед началом зарядки или во время зарядки.

Подача энергии от аккумуляторной батареи 212 может варьироваться в процессе каждой затяжки из устройства 200 в соответствии с механизмом управления энергией. Устройство может содержать предохранительный таймер "длинной затяжки", так что, если пользователь или непроизвольное срабатывание механизма заставляют устройство выполнять непрерывную затяжку, то компонент 208 управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического прекращения затяжки через некоторый период времени (например, четыре секунды). Кроме того, время между затяжками устройства может быть ограничено меньшим периодом времени (например, 100). Сторожевой предохранительный таймер может автоматически перезагружать устройство доставки аэрозоля, если его управляющий компонент или работающее на нем программное обеспечение становятся нестабильными и не обслуживают таймер в течение соответствующего временного интервала (например, восемь секунд). Кроме того, может быть обеспечена предохранительная защита в случае дефективного или иным образом пришедшего в негодность датчика 210 потока с тем, чтобы отключить устройство доставки аэрозоля для предотвращения непреднамеренного нагревания. Ограничительный выключатель затяжки может переводить устройство в нерабочее состояние в случае выхода из строя датчика давления, приводящего к непрерывной активации устройства без остановки по прошествии четырех секунд максимального времени затяжки.

Устройство 200 доставки аэрозоля может содержать алгоритм отслеживания затяжек, составленный для обеспечения возможности блокировки нагревателя по достижению установленного числа затяжек для прикрепленного картриджа (на основании количества доступных затяжек, рассчитанных с учетом заправки жидкости для электронных сигарет в картридже). В некоторых вариантах осуществления изобретения алгоритм отслеживания затяжек косвенно считает количество затяжек на основании соответствующего числа секунд (или миллисекунд) затяжки, где устройство доставки аэрозоля может отслеживать истекшие секунды затяжки. В этой связи, алгоритм отслеживания затяжек может отсчитывать с приращениями количество секунд, в течение которых выполнялись затяжки, для вычисления достижения установленного количества затяжек и затем выключить устройство при достижении значения времени затяжки, соответствующего предварительно заданному количеству затяжек. Например, картридж 204 может быть предварительно запрограммирован на определенную емкость секунд затяжки, и при отслеживании секунд затяжки емкость может уменьшаться на основании секунд затяжки. Алгоритм отслеживания затяжек может дополнительно рассчитывать количество жидкости для электронных сигарет, используемое на каждую секунду затяжки, и математически вычислять объем жидкости для электронных сигарет на основании по меньшей мере частично расчета соответствующих секунд затяжки. В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения количество затяжек может быть записано для последующего статистического использования и/или отслеживания посредством интерфейса связи Bluetooth. Например, соответствующее приложение Bluetooth в связи с устройством доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью расчета средней длительности затяжки и возможностью представления пользователю оставшегося количества затяжек (по меньшей мере частично на основании средней длительности затяжки конкретного пользователя).

Устройство 200 доставки аэрозоля может включать функцию режима сна, ожидания или пониженного энергопотребления, в результате чего подача энергии может быть автоматически прекращена по истечении заданного периода неиспользования. Дополнительная предохранительная защита может быть обеспечена в том смысле, что циклы зарядки/разрядки аккумуляторной батареи 212 могут контролироваться управляющим компонентом 208 на протяжении всего срока эксплуатации. По достижению аккумуляторной батареей эквивалента предварительно заданного количества (например, 200) полных циклов разрядки и зарядки она может считаться израсходованной, и управляющий компонент может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения дальнейшей зарядки аккумуляторной батареи.

Различные компоненты предложенного устройства доставки аэрозоля могут быть выбраны из описанных известных и имеющихся в продаже компонентов. Примеры аккумуляторных батарей, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2010/0028766 (Peckerar и др.), содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Устройство 200 доставки аэрозоля может содержать датчик 210 либо другой датчик или детектор для управления подачей электроэнергии к нагревателю 222, когда требуется выработка аэрозоля (например, при затяжке во время использования). В этой связи, например, предложен порядок или способ отключения подачи электроэнергии к нагревателю, когда пользователь не втягивает воздух через устройство доставки аэрозоля во время использования, и включения подачи электроэнергии для активации или начала выработки тепла нагревателем во время затяжки. Дополнительные характерные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкция и конфигурация, компоненты и общие способы работы описаны в патентах США №5261424 (Sprinkel, Jr.), №5372148 (McCafferty и др.) и международной публикации патентной заявки № WO 2010/003480 (Flick), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Устройство 200 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержит управляющий компонент 208 или другой управляющий механизм для управления количеством электроэнергии, подаваемой к нагревателю во время затяжки. Характерные типы электронных компонентов, их конструкция и конфигурация, характеристики и общие способы работы описаны в патентах США №4735217 (Gerth и др.), №4947874 (Brooks и др.), №5372148 (McCafferty и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №7040314 (Nguyen и др.), №8205622 (Pan), публикациях патентных заявок США №2009/0230117 (Fernando и др.), №2014/0060554 (Collet и др.), №2014/0270727 (Ampolini и др.), и патентной заявке США 14/209191 (Henry и др.), поданной 13 марта 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Типичные подложки, резервуары или другие компоненты для поддержания предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8528569 (Newton), публикации патентной заявки США №2014/0261487 (Chapman и др.), патентных заявках США №14/011992 (Davis и др.), поданной 28 августа 2013 г., и №14/170838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, различные капиллярные материалы, а также конфигурация и работа этих капиллярных материалов в определенных типах электронных сигарет описаны в публикации патентной заявки США №2014/0209105 (Sears и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, например, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, табачный экстракт и/или ароматизаторы. Кроме того, типичные компоненты и составы предшественника аэрозоля представлены и охарактеризованы в патенте США №7217320 (Robinson и др.), публикациях патентных заявок №2013/0008457 (Zheng и др.), №2013/0213417 (Chong и др.), №2014/0060554 (Collett и др.), №2015/0020823 (Lipowicz и др.), №2015/0020830 (Koller), а также в международном патенте WO 2014/182736 (Bowen и др.), содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля, включают предшественники аэрозоля, включенные в продукт VUSE® компании R.J. Reynolds Vapor Company, продукт BLU™ компании Lorillard Technologies, продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Кроме того, желательными являются так называемые "курительные соки" для электронных сигарет, выпускаемые компанией Johnson Creek Enterprises LLC.

В устройстве 200 доставки аэрозоля могут быть использованы дополнительные типичные компоненты, вырабатывающие визуальные признаки, или индикаторы, такие как светоизлучающие диоды и соответствующие компоненты, акустические элементы (например, динамики), вибрационные элементы (например, вибродвигатели) и т.п. Примеры подходящих компонентов светоизлучающих диодов, их конструкции и варианты применения описаны в патентах США №5154192 (Sprinkel и др.) / №8499766 (Newton), №8539959 (Scatterday) и патентной заявке США №14/173266 (Sears и др.), поданной 5 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Другие дополнительные характеристики, элементы управления или компоненты, которые могут быть включены в предложенные устройства доставки аэрозоля, описаны в патентах США №5967148 (Harris и др.), №5934289 (Watkins и др.), №5954979 (Counts и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №8365742 (Hon), №8402976 (Fernando и др.), публикациях патентных заявок США №2005/0016550 (Katase), №2010/0163063 (Fernando и др.), №2013/0192623 (Tucker и др.), №2013/0298905 (Leven и др.), №2013/0180553 (Kim и др.), №2014/0000638 (Sebastian и др.), №2014/0261495 (Novak и др.) и №2014/0261408 (DePiano и др.), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Управляющий компонент 208 содержит ряд электронных компонентов и в некоторых примерах может быть выполнен из печатной платы, которая поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты. Примеры подходящих электронных компонентов включают микропроцессорное или процессорное ядро, специализированную интегральную схему (ASIC), память и т.п. В некоторых примерах управляющий компонент может включать в себя микроконтроллер с интегрированным процессорным ядром и памятью, а также может дополнительно включать в себя одно или более интегрированных периферийных устройств ввода/вывода.

Устройство 200 доставки аэрозоля может дополнительно содержать интерфейс 246 связи, который соединен с управляющим компонентом 208 и может быть выполнен с возможностью обеспечения беспроводной связи. В некоторых примерах интерфейс связи может быть включен в печатную плату управляющего компонента или отдельную печатную плату, которая может быть соединена с печатной платой либо одним или более элементами управляющего компонента. Интерфейс связи может обеспечивать беспроводную связь устройства доставки аэрозоля с одной или большим количеством сетей, вычислительных устройств или других соответствующим образом задействованных устройств. Примеры подходящих вычислительных устройств включают в себя любое количество мобильных компьютеров. Более конкретные примеры соответствующих мобильных компьютеров включают портативные компьютеры (например, лэптопы, ноутбуки, планшетные компьютеры), мобильные телефоны (например, сотовые телефоны, смартфоны), миниатюрные компьютеры (например, "умные часы") и т.п. В других примерах вычислительное устройство может быть реализовано не в виде мобильного компьютера, а, например, в виде настольного компьютера, серверного компьютера и т.п. В других примерах вычислительное устройство может быть реализовано в виде радиомаяка, такого как радиомаяк, использующий технологию iBeacon™, разработанную компанией Apple Inc. Примеры того, каким образом устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью осуществления беспроводной связи, раскрыты в патентных заявках США №14/327776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и №14/609032 (Henry, Jr. и др.), поданной 29 января 2015 г.), каждая из которых полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

Интерфейс 246 связи может включать в себя, например, антенну (или множество антенн) и поддерживающие аппаратные средства и/или программные средства для обеспечения возможности беспроводной связи с коммуникационной сетью (например, сотовой сетью, Wi-Fi, WLAN и т.п.) и/или для поддержки связи ближнего действия между устройствами в соответствии с одной или более необходимыми технологиями связи. Примеры подходящих технологий связи ближнего действия, которые могут поддерживаться коммуникационным интерфейсом, включают различные технологии беспроводной связи ближнего радиуса действия (NFC), технологии персональной беспроводной сети (WPAN) и т.п. Более конкретные примеры подходящих технологий WPAN включают технологии, заданные стандартами IEEE 802.15 или иным образом, включая Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (Bluetooth LE), ZigBee, инфракрасное излучение (например, IrDA), радиочастотную идентификацию (РЧИД), беспроводную USB и т.п. Другие примеры подходящих технологий связи ближнего действия включают стандарт Wi-Fi Direct, а также некоторые другие технологии, основанные или заданные стандартами IEEE 802.11, которые поддерживают прямую связь между устройствами.

Для более полной иллюстрации аспектов примерных вариантов осуществления настоящего изобретения далее рассмотрены фигуры 3-9, которые изображают различные электронные компоненты для использования в рамках подходящего устройства доставки аэрозоля.

На фиг. 3 изображены различные компоненты устройства 200 доставки аэрозоля, представленного на фиг. 2, в частности, изображен управляющий компонент 208 в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано на чертеже, управляющий компонент может содержать микропроцессор 302, ASIC 304 или другую интегральную схему, терморезистор 306 и один или более электрических компонентов 308 (например, компонент памяти, преобразователь/датчик, диод, транзистор, оптоэлектронное устройство, резистор, конденсатор, переключатель и т.п.), где такие компоненты могут быть переменно выровнены. Как указано выше, управляющий компонент может быть соединен с другими компонентами устройства доставки аэрозоля, такими как датчик 210 потока, батарея 212, светодиоды 214 и нагреватель 222. Кроме того, управляющий компонент может быть соединен с одним или более другими компонентами за пределами управляющего компонента, которые необязательно изображены на фиг. 2, такими как вибродвигатель 310.

Следует отметить, что хотя некоторые случаи примерных вариантов осуществления явно демонстрируют однонаправленное (например, принимающее или передающее) и/или двунаправленное соединение между двумя компонентами, любые электрические соединения, изображенные и описанные в настоящей заявке, могут относиться к однонаправленному соединению, выполненному с возможностью приема электронных сигналов, однонаправленному соединению, выполненному с возможностью отправки электронных сигналов, или двунаправленному соединению, выполненному с возможностью передачи и/или приема электронных сигналов.

В соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения ASIC 304 может быть выполнена с возможностью максимального повышения безопасности и качества работы устройства 200 доставки аэрозоля путем интеграции множества критических функций в пределах одной схемы, что обеспечивает полный контроль и оптимизацию устройства доставки аэрозоля. В связи с этим, ASIC может быть функционально подключена к микропроцессору 302, терморезистору 306, вибродвигателю 310, датчику 210 (например, датчику давления), батарее 212, светодиодам 214 и нагревателю 222. ASIC может обеспечивать выполнение одной или более функций, таких как подача электропитания на микропроцессор, выведение микропроцессора из неактивного состояния, обеспечение электрической связи между различными компонентами устройства доставки аэрозоля и т.п. В одном примерном варианте осуществления изобретения могут быть обеспечены по меньшей мере три драйвера светодиодов на 20 мА для поддержки микроконтроллеров с ограниченными штыревыми контактами. Кроме того, ASIC может содержать приводной штыревой контакт вибратора, рассчитанный на 150 мА, тем самым обеспечивая поддержку вибратора 310. Более того, ASIC может быть выполнена с возможностью обеспечения уровня аутентификации и шифрования всех цифровых связей между ASIC и микропроцессором. Нагреватель может быть функционально соединен как с ASIC 304, так и с микропроцессором 302.

На фиг. 4 изображена ASIC 400, которая может представлять собой пример интегральной схемы ASIC 304, представленной на фиг. 3. ASIC может содержать системные блоки, выполненные с возможностью осуществления соответствующих функций устройства 100, 200 доставки аэрозоля. Системные блоки могут состоять из вспомогательных блоков. Например, как видно на чертеже, один или более вспомогательных блоков, изображенных в примерном варианте осуществления на фиг. 4, могут совместно образовывать системный блок (например, блок 500 интерфейса датчика потока, блок 600 управления батареей и блок 700 возбуждения), выполненный с возможностью выполнения различных функций, описанных в настоящей заявке. Следует отметить, что в некоторых примерных вариантах осуществления изобретения группирование одного или более вспомогательных блоков может быть изменено для реализации альтернативной конфигурации системных блоков.

Системные блоки могут содержать по меньшей мере одно из следующего: блок 500 интерфейса датчика потока, выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха; блок 600 управления батареей, выполненный с возможностью управления батареей, выполненной с возможностью питания устройства доставки аэрозоля; и блок 700 возбуждения, выполненный с возможностью вызова активации нагревательного элемента в ответ на входной сигнал от интерфейсного блока датчика потока, который указывает на обнаружение воздушного потока, проходящего по меньшей мере через часть кожуха. В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения системные блоки могут представлять собой или содержать множество аппаратных непрограммируемых функциональных блоков и/или программируемых логических блоков, которые совместно могут называться "блоками" в настоящей заявке.

Как показано на чертеже, каждый из блока 500 интерфейса датчика потока, блока 600 управления батареей и блока 700 возбуждения может содержать один или более вспомогательных блоков, где вспомогательные блоки и соответствующие компоненты могут быть переменно выровнены. Вспомогательные блоки интерфейсного блока датчика потока могут включать в себя блок 502 датчика, вспомогательный блок 504 регулятора и вспомогательный блок 506 начального сброса. Вспомогательные блоки блока управления батареей могут включать в себя блок 602 управления, блок 604 драйвера светодиода, блок 606 терморезистора, блок 608 зарядки и блок 610 защиты от перегрузок по току и напряжению. Вспомогательные блоки блока возбуждения могут включать в себя блок 702 драйвера вибродвигателя и блок 704 нагревателя с управляемой мощностью.

Кроме того, блоки могут быть соединены с одним или более дополнительными электронными компонентами, такими как предохранительная защита 612 ядра или транзисторы 614, 708. Предохранительная защита ядра может быть интегрирована в ASIC 400 таким образом, что ASIC может защищать батарею от чрезмерной зарядки, чрезмерной разрядки (напряжения) и/или избыточной силы тока. В одном примерном варианте осуществления изобретения транзисторы могут представлять собой полевые транзисторы (ПТ) на 70 миллиом, которые могут выполнять функцию твердотельных переключателей, выполненных с возможностью отключения подачи напряжения на нагреватель (при затяжке) или на батарею (при зарядке). В некоторых примерных вариантах осуществления полевые транзисторы могут быть интегрированы с блоком 610 защиты от перегрузок по току и напряжению для минимизации последовательного сопротивления ASIC.

На фиг. 5 изображен более подробный пример блока 500 системы датчика потока, показанного на фиг. 4. Как указано выше, блок системы датчика потока может включать в себя вспомогательный блок 502 датчика, вспомогательный блок 504 регулятора и вспомогательный блок 506 начального сброса. Как показано на чертеже, интерфейсный блок датчика потока может также содержать вспомогательный блок 508 регулирования электропитания, причем вспомогательные блоки и соответствующие компоненты блока системы датчика потока могут быть переменно выровнены.

Вспомогательный блок 502 датчика может быть выполнен с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха, по меньшей мере частично на основании входного сигнала от внешнего датчика потока. В этой связи, вспомогательный блок датчика может содержать схему датчика для приведения в действие и обнаружения активности (например, затяжки) пользователя в отношении устройства доставки аэрозоля. Например, вспомогательный блок датчика может представлять собой или содержать электретный микрофон или датчик изгиба. В альтернативных вариантах осуществления изобретения вспомогательный блок датчика может представлять собой или содержать другие датчики, такие как датчики микроэлектромеханических систем (MEMS) и/или резистивные или пьезоэлектрические датчики изгиба.

Вспомогательный блок 502 датчика может принимать входной сигнал от внешнего датчика и выполнен с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха, по меньшей мере частично на основании входного сигнала от внешнего датчика. Вспомогательный блок датчика может подавать выходной сигнал (PUF) на микропроцессор (например, микропроцессор 302), тем самым указывая на обнаружение затяжки. В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения вспомогательный блок датчика может обнаруживать случай затяжки и прерывать работу процессора. Кроме того, вспомогательный блок датчика может быть выполнен с возможностью измерения интенсивности затяжки и передачи измеренных данных микропроцессору или блоку 704 нагревателя с управляемой мощностью. В этой связи, как показано на фиг. 4, вспомогательный блок датчика может подавать выходной сигнал на микропроцессор помимо других устройств, таких как светодиоды, вибраторы, программируемый логический блок, резервные штыревые контакты и т.п. Вспомогательный блок 502 датчика может быть дополнительно соединен с блоком 572 регулятора и блоком 574 регулирования мощности для индикации обнаружения затяжек с целью реализации дополнительных функциональных возможностей.

Вспомогательный блок 504 регулятора может быть выполнен с возможностью подачи регулируемого напряжения на микропроцессор и любые другие компоненты, которые могут быть выключены, при получении входного сигнала от датчика потока, свидетельствующего о прохождении потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха. В одном примерном варианте осуществления изобретения, если блок регулятора выключен в момент, когда не обнаружены. затяжки, микропроцессор (например, микропроцессор 302) и/или другие программируемые логические блоки могут быть полностью выключены для максимального увеличения соответствующей продолжительности хранения устройства доставки аэрозоля. Вспомогательный блок регулятора может представлять собой или содержать регулятор напряжения, выполненный с возможностью подачи выходного сигнала на микропроцессор. В одном примере микропроцессор может быть полностью отключен и изолирован от батареи регулятором. В одном примерном варианте осуществления изобретения регулятор напряжения может представлять собой или содержать регулятор малого падения напряжения (LDO) или линейный регулятор, что может требовать минимальной разности напряжений между входом и выходом для обеспечения работы. Вспомогательный блок регулятора может получать входное напряжение от батареи и подавать выходное напряжение на микропроцессор или любые другие внешние компоненты, которые являются слаботочными и, таким образом, могут быть выключены во время хранения устройства доставки аэрозоля. В связи с этим, вспомогательный блок регулятора может выполнять функцию источника питания для микропроцессора и различных других компонентов и, таким образом, преобразовывать напряжение от батареи (например, 3-4,2 В) в более низкое напряжение (например, 1,8 В).

В одном примерном варианте осуществления регулятор напряжения может иметь установленные по умолчанию значения 3,0 В и 50 мА и может быть выполнен с возможностью программирования с помощью внешнего резистора, где внешний резистор может быть выполнен с возможностью изменения напряжения в диапазоне от 1,5 В до 3,3 В. В других примерных вариантах осуществления регулятор напряжения может быть запрограммирован на работу в диапазоне от 1,1 В до 3,3 В с интервалом 100 мВ. Кроме того, вспомогательный блок 504 регулятора может быть соединен с выводом заземления через резистор таким образом, чтобы регулятор напряжения был выполнен с возможностью регулирования напряжения в ASIC 500 и, в частности, регулирования выходного сигнала регулятора напряжения.

Вспомогательный блок 506 начального сброса может быть выполнен с возможностью сброса питания, подаваемого на управляющий компонент в вспомогательном блоке 602 управления, который может представлять собой или содержать процессор интегральной схемы ASIC 400. Например, вспомогательный блок начального сброса может быть выполнен так, чтобы реализовывать функции базовой логической схемы для осуществления вспомогательных функций для кнопки включения питания и сброса процессора в исходное состояние. В одном примерном варианте осуществления изобретения вспомогательный блок начального сброса может быть функционально соединен с источником питания управляющего компонента и выводом заземления через кнопочный выключатель таким образом, что вспомогательный блок начального сброса может быть выполнен с возможностью закорачивания подачи электропитания к управляющему компоненту в ответ на включение кнопочного выключателя. В одном примерном варианте осуществления изобретения вспомогательный блок начального сброса может быть соединен с источником питания управляющего компонента посредством открытого стока.

Например, микропроцессор или внешний переключатель могут использовать входной сигнал (PWRHOLD) для обеспечения подачи электропитания на микропроцессор. В одном варианте осуществления входной сигнал может быть использован микропроцессором для обеспечения того, что регулятор во вспомогательном блоке 504 регулятора остается включенным после окончания обнаружения затяжки. В альтернативном варианте осуществления изобретения вспомогательный блок 506 начального сброса может дополнительно подавать сигнал (uPPWR) для осуществления управления питанием микропроцессора в тех случаях, когда не реализован внутренний вспомогательный блок регулятора.

Вспомогательный блок 502 датчика может быть выполнен с возможностью управления нагревателем посредством блока 508 регулирования питания, причем блок регулирования питания может получать входной сигнал от микропроцессора для ограничения и/или управления нагреванием. Блок регулирования питания может быть выполнен с возможностью реализации дополнительных функций, таких как блокировка при превышении лимита времени или повышение напряжения, чтобы тем самым обеспечить оптимальное управление переключателем (например, полевым транзистором) и подходящую не чрезмерную продолжительность. Блок регулирования питания может быть в целом сконфигурирован с возможностью выполнения функции драйвера переключателя для нагревателя и, таким образом, представлять собой электронную и/или логическую схему для повышения эффективности переключателя (например, блокировки при превышении лимита времени и т.п.).

Блок 508 регулирования питания может быть соединен с источником напряжения для нагревателя и нагревателем посредством полевого МОП-транзистора на 35 мОм. В некоторых вариантах осуществления изобретения блок регулирования питания может выполнять функцию блока управления нагревателем и регулировать питание, подаваемое на нагреватель, через полевой транзистор. В частности, источник напряжения может быть соединен с выводом стока полевого МОП-транзистора, входной нагреватель может быть соединен с выводом источника полевого МОП-транзистора, а затвор полевого МОП-транзистора может быть непосредственно соединен со вспомогательным блоком регулирования питания. В одном примерном варианте осуществления изобретения источником напряжения может быть напряжение батареи после устройства защиты от повышенного тока и повышенного/пониженного напряжения.

На фиг. 6 изображен более подробный пример блока 600 системы управления батареей, показанного на фиг. 4. Как указано выше, блок системы управления батареей может содержать вспомогательный блок 602 управления, вспомогательный блок 604 драйвера светодиода, вспомогательный блок 606 терморезистора, вспомогательный блок 608 зарядки и вспомогательный блок 610 защиты от перегрузок по току и напряжению, причем вспомогательные блоки и соответствующие компоненты блока системы управления батареей могут быть переменно выровненными.

Вспомогательный блок 602 управления может быть в целом выполнен с возможностью подачи питания от батареи к нагревателю при получении входного сигнала от блока 500 системы датчика потока, свидетельствующего о прохождении потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха. Вспомогательный блок управления может выполнять функцию интерфейса управления, который в некоторых примерах может представлять собой или содержать управляющий компонент 208 (например, микропроцессор). Посредством вспомогательного блока управления интегральная схема ASIC 400 может осуществлять обмен сообщениями, командами, данными и т.п. (такими как требуемый уровень мощности нагревателя, требуемая светодиодная индикация, интенсивность, с которой пользователь затягивается устройством доставки аэрозоля) с одним или более компонентами управляющего компонента 208, такого как микропроцессор (например, микропроцессор 302).

В частности, вспомогательный блок управления 602 может принимать входной сигнал от микропроцессора 302 или одного или более резервных штыревых контактов и подавать выходной сигнал на микропроцессор и один или более резервных штыревых контактов. В этой связи, вспомогательный блок управления может выполнять различные функции, такие как управление передачей электропитания к нагревателю помимо управления другими аппаратными компонентами в ASIC 400 или устройства 100, 200 доставки аэрозоля. В одном примерном варианте осуществления изобретения вспомогательный блок 602 управления может принимать входной сигнал от шины последовательной передачи данных микропроцессора, известной как I2C - последовательные синхроимпульсы (SCL) и последовательные данные (SDA).

Вспомогательный блок 604 драйвера светодиода может быть выполнен с возможностью управления светодиодом по меньшей мере частично на основании входного сигнала от одного или более широтно-импульсных модуляторов (ШИМ), управляемых микропроцессором (например, микропроцессором 302). Светодиоды могут включаться во время и/или после совершения затяжек для индикации низкого заряда батареи или емкости картриджа. В одном примерном варианте осуществления блок драйвера светодиода может представлять собой или содержать драйвер светодиода на 20 мА. Вспомогательный блок драйвера светодиода может подавать выходной сигнал на один или более светодиодов и, кроме того, принимать входной сигнал от одного или более широтно-импульсных модуляторов. В одном примерном варианте осуществления изобретения широтно-импульсные модуляторы могут быть выполнены с возможностью подачи прямоугольного входного сигнала, обеспечивающего выбор включения/выключения светодиодов. Таким образом, светодиоды могут работать относительно устойчивого тока.

В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения слаботочные линии широтно-импульсной модуляции от управляющего компонента 208, и в частности микропроцессора (например, микропроцессора 302), могут управлять дежурным циклом светодиодов, причем управляющий компонент может быть выполнен с возможностью обеспечения достаточной силы тока для управления светодиодами. В одном варианте осуществления изобретения, например, вспомогательный блок 604 драйвера светодиода может уменьшать сложность микропроцессора за счет управления светодиодами при помощи той же последовательной шины и, в результате этого, освобождения универсальных выводов входов/выходов микропроцессора для других применений, что приводит к снижению общей стоимости. Драйверы светодиодов, включенные в состав схемы ASIC 400, могут быть оптимизированы для обеспечения лучшего управления светодиодами и включения дополнительных характеристик в светодиодах, таких как изменение яркости или специальные режимы мигания.

Вспомогательный блок 606 терморезистора может быть выполнен с возможностью предотвращения чрезмерной зарядки батареи при обнаружении повышения температуры батареи. В одном примерном варианте осуществления изобретения блок терморезистора может представлять собой или содержать терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (NTC), соединенный с землей при помощи резистора переменного сопротивления, выполненного с возможностью измерения температуры ASIC 400. NTC может представлять собой специальный тип датчика, используемый для измерения температуры. Вспомогательный блок 606 терморезистора может быть выполнен с возможностью контроля окружающей температуры в пределах устройства доставки аэрозоля или, более конкретно, в пределах батареи, и отключения зарядки и разрядки за пределами стандартного температурного диапазона. В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения стандартный температурный диапазон может быть определен в соответствии с японским стандартом для температурных диапазонов (например, JEITA).

Вспомогательный блок 608 зарядки может быть выполнен с возможностью управления зарядкой батареи при постоянной силе тока по меньшей мере частично на основании входного напряжения. Вспомогательный блок зарядки может быть выполнен с возможностью экспоненциального снижения постоянной силы тока по мере приближения батареи к полному заряду. В одном варианте осуществления изобретения блок зарядки может представлять собой или включать в себя устройство зарядки при постоянном токе и постоянном напряжении (CC/CV) на 100-500 мА, которое принимает входной сигнал от источника напряжения (например, внешнего зарядного компонента) посредством полевого МОП-транзистора. Полевые МОП-транзисторы могут предотвращать обратный поток тока в цепи. В другом варианте осуществления изобретения вспомогательный блок зарядки может представлять собой или включать в себя устройство зарядки CC/CV на 300 мА, которое принимает входной сигнал от батареи посредством полевого МОП-транзистора.

Вспомогательный блок 610 защиты от перегрузок по току и напряжению может быть выполнен с возможностью управления сценариями избыточного тока, избыточного напряжения и недостаточного напряжения. В одном варианте осуществления изобретения блок защиты от перегрузок по току и напряжению может предотвращать зарядку, если температура устройства ниже 0°С или выше 45°С. Блок 610 защиты от перегрузок по току и напряжению может быть выполнен с возможностью отключения батареи 212 при обнаружении избыточного напряжения или тока и/или отключения батареи при разрядке батареи ниже минимального значения напряжения. Вспомогательный блок 608 зарядки может обеспечивать подачу выходного сигнала к батарее, который проходит через блок защиты от перегрузок по току и напряжению перед направлением к батарее.

На фиг. 7 изображен более подробный пример блока 700 системы возбуждения, показанного на фиг. 4. Как описано выше, блок системы возбуждения может включать в себя вспомогательный блок 702 драйвера вибродвигателя и вспомогательный блок 704 нагревателя с управляемой мощностью. Как показано на чертеже, блок системы возбуждения может также содержать вспомогательный блок 706 защиты от перегрузок по току и напряжению, причем вспомогательные блоки и соответствующие компоненты блока системы управления батареей могут быть переменно выровнены.

Вспомогательный блок 702 драйвера вибратора может быть выполнен с возможностью управления вибродвигателем при обнаружении по меньшей мере одного из следующего: низкий заряд батареи, малое количество композиции предшественника аэрозоля. В одном примерном варианте осуществления изобретения вспомогательный блок драйвера вибратора может представлять собой или содержать драйвер линейного вибродвигателя, выполненный с возможностью управления вибратором, который внешне соединен с ASIC 400. Кроме того, блок 750 драйвера вибратора может принимать входной сигнал (VIBC) от микропроцессора (например, микропроцессора 302), указывающий на то, когда необходимо управлять вибратором. Вспомогательный блок драйвера вибратора может подавать сигнал (VIB) для включения соответствующего вибратора, причем сигнал может быть либо положительным выходным напряжением, подаваемым на вибратор, либо переключаемым токовым стоком.

В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения может быть обеспечен вспомогательный блок 702 драйвера вибратора. Например, в тех случаях, когда устройство доставки аэрозоля может содержать вибродвигатель для обеспечения тактильной обратной связи, в ASIC может быть реализован вспомогательный блок драйвера вибратора, выполненный с возможностью управления цифровым интерфейсом, что позволяет устранить необходимость в дискретном транзисторе (например, полевом транзисторе) и, кроме того, высвободить один или более универсальных выводов входов/выходов, поскольку соответствующий вибратор может быть включен/выключен при помощи команд серийной шины (например, серийной шины от микропроцессора, связанного со вспомогательным блоком 602 управления).

Вспомогательный блок 704 нагревателя с управляемой мощностью может быть выполнен с возможностью получения входного напряжения и направления электропитания к нагревателю, чтобы тем самым вызвать активацию нагревателя, причем сигналы для различных уровней мощности нагревателя могут быть поданы посредством различных сигнальных входов. В одном примерном варианте осуществления изобретения вспомогательный блок нагревателя с управляемой мощностью может получать входное напряжение и подавать выходное напряжение к нагревателю посредством полевого МОП-транзистора на 24 мОм, причем нагреватель может быть соединен со стоком полевого МОП-транзистора, а входное напряжение может быть соединено с источником полевого МОП-транзистора.

Вспомогательный блок 704 нагревателя с управляемой мощностью может быть выполнен с возможностью измерения и модуляции тока во время нагревания, чтобы гарантировать, что требуемое питание всегда подается к нагревателю, за счет чего уменьшается сложность микропроцессора (например, микропроцессора 302). В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения полевые транзисторы могут быть использованы для измерения тока и, следовательно, устранения необходимости в отдельном токочувствительном резисторе. Например, вспомогательный блок нагревателя с управляемой мощностью может измерять ток в полевом МОП-транзисторе и модулировать переключатель для подачи требуемого тока.

В другом варианте осуществления изобретения вспомогательный блок 704 нагревателя с управляемой мощностью может обеспечивать подачу выходного сигнала к нагревателю через полевой МОП-транзистор на 70 мОм. Выходной сигнал вспомогательного блока нагревателя с управляемой мощностью может дополнительно проходить через блок 706 защиты от перегрузок по току и напряжению перед передачей к нагревателю. Вспомогательный блок нагревателя с регулируемой мощностью дополнительно может подавать сигнал на интерфейс к внешнему полевому транзистору или аналогичному устройству (EXT), принимать сигнал прерывания от микропроцессора, свидетельствующий о требуемом прерывании нагрева (INTER), и множество других сигналов от микропроцессора или других программируемых логических блоков, свидетельствующих о требуемом уровне нагрева (HTR). Сигнал прерывания может быть предназначен для прерывания работы микропроцессора (например, микропроцессора 302) и/или приведения микропроцессора в действие из нерабочего или пассивного режима (например, спящего режима) при обнаружении затяжки, подключении зарядного устройства или другой инициированной пользователем функции.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схемы, относящиеся к блоку 600 системы управления батареей и блоку 700 возбуждения, могут быть интегрированы с образованием блока системы управления электропитанием. В этом отношении ASIC может быть выполнена с возможностью обеспечения расширенного управления электропитанием с тем, чтобы обеспечить гибкость в отношении общей работы устройства доставки аэрозоля.

На фиг. 8 изображен более конкретный пример подходящей ASIC 800, которая может представлять собой один пример ASIC 304, показанной на фиг. 3, и ASIC 400, показанной на фиг. 4. ASIC может содержать множество электронных компонентов, включая транзистор 802 (например, полевой транзистор, тиристор, составной транзистор и т.п.), схему 804 зарядки (например, регенеративную щелочную схему зарядки, литий-полимерную схему зарядки, схему зарядки с низким уровнем потерь, литий-ионную схему зарядки и/или другую схему зарядки, явно не представленную в настоящей заявке), один или более делителей 806 напряжения, элемент 808 измерения тока, схему 810 защиты (например, литий-ионную схему защиты с защитой от окружающей температуры), регулятор 812 напряжения, логический затвор 814 и детектор 816 датчика, причем такие компоненты могут быть переменно выровнены.

Транзистор 802 может быть выполнен с возможностью включения и/или выключения передачи напряжения к нагревателю или батарее. В одном примерном варианте осуществления изобретения транзистор может представлять собой Р-канальный полевой МОП-транзистор. Транзистор может быть при необходимости соединен с одним или более внешними источниками (например, источником, затвором, переключателем), так что этот транзистор может быть выполнен с возможностью управления нагреванием, зарядкой и/или прерыванием работы батареи в случаях повышенного/пониженного напряжения или повышенного тока. Например, вывод транзистора может быть функционально соединен или иным образом выполнен с возможностью получения входного сигнал от источника напряжения батареи. Кроме того, транзистор может быть соединен с положительным выводом нагревателя. В частности, положительный вывод нагревателя может быть функционально соединен с транзистором через переключатель. В одном примерном варианте осуществления изобретения характеристики переключателя могут быть следующими: сопротивление менее 50 мОм при насыщении (Rds), пиковый ток более 2 А, затвор к напряжению источника менее 9 В.

Схема 804 зарядки может представлять собой один пример вспомогательного блока 608 зарядки, показанного на фиг. 4 и 5. В одном примерном варианте осуществления изобретения схема зарядки может представлять собой или содержать литий-ионную схему зарядки, которая принимает входной сигнал от нагревателя и подает выходной сигнал к батарее. Кроме того, схема зарядки может быть соединена с выводом заземления.

Один или более делителей 806 напряжения могут содержать первый и второй делители 806а, 806b напряжения соответственно. Делитель напряжения может быть в целом выполнен с возможностью адаптации напряжения батареи и/или напряжения на нагревателе к стандартным аналого-цифровым преобразователям. Первый делитель напряжения может получать входное напряжение от источника (V_out) напряжения и может быть соединен с выводом заземления таким образом, что делитель напряжения выдает выходное напряжение в диапазоне 0 - V_out/4 вольт. Второй делитель напряжения может получать входное напряжение от положительного вывода нагревателя и может быть соединен с выводом заземления таким образом, что делитель напряжения выдает выходное напряжение в диапазоне 0 - V_out/4 вольт. Второй делитель напряжения может быть обеспечен в случаях, когда напряжение батареи в четыре раза превышает емкость аналого-цифрового преобразователя в микропроцессоре 302.

Элемент 808 измерения тока может принимать входной сигнал от нагревателя и может быть соединен с выводом заземления таким образом, что обеспечивает подачу выходного сигнала (Isens) к микропроцессору (например, микропроцессору 302), внешне соединенному с ASIC 800, причем выходной сигнал может являться аналоговым сигналом, пропорциональным току в нагревателе. В таком варианте осуществления выходной сигнал может находиться в диапазоне 0 - V_out вольт для интервала от -2 до 2 А с точностью 2 процента (2%). Таким образом, контролем и ограничением питания, подаваемого на нагреватель, можно управлять напрямую с помощью последовательных регулирующих элементов в качестве элементов измерения тока и, тем самым, изменять известный процесс посредством устранения необходимости использования внешнего точного токочувствительного резистора.

Схема 810 защиты может представлять собой один пример вспомогательного блока 610 защиты от перегрузок по току и напряжению, показанного на фиг. 4 и 6. В одном примерном варианте осуществления изобретения схема защиты может представлять собой или содержать литий-ионную схему защиты с защитой от окружающей температуры. Схема защиты может получать входной сигнал от источника напряжения, соответствующего источнику напряжения первого делителя 806а напряжения. Кроме того, схема защиты получает входной сигнал от источника тока, соответствующего выходному сигналу схемы 804 зарядки. Кроме того, схема защиты может быть соединена с выводом заземления и подавать выходной сигнал на батарею. Схема защиты и, в частности, входной вывод схемы защиты могут быть соединены с регулятором 812 напряжения. В одном варианте осуществления регулятор напряжения представляет собой регулятор напряжения на 1,8 В. Регулятор 812 напряжения может представлять собой один пример вспомогательного блока 504 регулятора, показанного на фиг. 4 и 5.

Логический затвор 814 может представлять собой один пример вспомогательного блока 506 начального сброса, показанного на фиг. 4 и 5. В одном примере осуществления изобретения логический затвор может представлять собой или содержать логический элемент ИЛИ, сконфигурированный для обеспечения функции сброса питания в ASIC 800. В некоторых вариантах осуществления логический затвор может быть обеспечен в качестве альтернативы регулятору напряжения (например, регулятору малого падения напряжения). Логический затвор может быть выполнен с возможностью получения входного сигнала от микропроцессора (удержание питания) и первого триггерного выхода детектора 816 датчика. Выход логического затвора может быть соединен со стоком переключателя. Первый конец переключателя может быть соединен с источником (V_out) напряжения и регулятором напряжения, а второй конец переключателя может быть подключен к источнику питания микропроцессора таким образом, чтобы при замыкании переключателя питание микропроцессора сбрасывалось.

Детектор 816 датчика может представлять собой один пример вспомогательного блока 502 датчика, показанного на фиг. 4 и 5. В одном примерном варианте осуществления изобретения детектор датчика может представлять собой или содержать сглаживающий триггер и/или фильтр устройства сравнения. Детектор датчика может принимать входной сигнал от датчика и обеспечивать подачу выходного сигнала триггера к одному или более источникам, такого как сигнал прерывания работы для микропроцессора, свидетельствующий о выполнении пользователем затяжки. В одном примерном варианте осуществления первый триггер (выходной сигнал триггера) может быть задан выходным прямоугольным сигналом, а второй триггер (аналоговый сигнал триггера) может быть задан выходным сигналом, причем второй триггер может являться аналоговым сигналом, пропорциональным интенсивности затяжек пользователя.

На фиг. 9 изображены различные операции способа 900 управления работой устройства доставки аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано в блоке 902, способ может включать приведение в действие нагревательного элемента для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при обнаружении прохождения потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха устройства доставки аэрозоля. Воздух может быть пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля. Как показано в блоке 904, способ может также включать управление работой устройства доставки аэрозоля при помощи ASIC, содержащей системные блоки, выполненные с возможностью реализации соответствующих функций устройства доставки аэрозоля. Системный блок может включать по меньшей мере блок управления батареей, управляющий батареей, выполненной с возможностью питания устройства доставки аэрозоля, интерфейсный блок датчика потока, определяющий прохождение потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха, и блок возбуждения, вызывающий активацию нагревательного элемента при обнаружении прохождения потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха.

Предшествующее описание использования изделия(-ий) может быть применено к различным примерным вариантам осуществления изобретения, описанным в настоящей заявке, с незначительными модификациями, что может быть очевидно для специалистов в данной области техники в свете дополнительного описания, представленного в настоящей заявке. Однако вышеприведенное описание использования не ограничивает применение изделия, а представлено с целью соответствия всем необходимым требованиям описания настоящего изобретения. Любые элементы, представленные в изделии(-иях), изображенном на фиг. 1-8 или иным образом описанном выше, могут быть включены в устройство доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением.

Множество модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения, изложенных в настоящей заявке, могут быть очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с вышеприведенными описаниями и сопроводительными чертежами. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными в настоящей заявке вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты осуществления включены в объем охраны настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения. Более того, несмотря на то, что предшествующие описания и сопроводительные чертежи описывают примерные варианты осуществления изобретения в контексте конкретных примерных сочетаний элементов и/или функций, следует отметить, что различные сочетания элементов и/или функций могут быть представлены альтернативными вариантами осуществления изобретения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. В этой связи, например, предусмотрены также сочетания элементов и/или функций, отличающиеся от тех, которые явно описаны выше, как может быть изложено в некоторых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они использованы только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.

Изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит по меньшей мере один кожух и находящийся внутри указанного по меньшей мере одного кожуха нагревательный элемент, выполненный с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при обнаружении прохождения потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха, причем воздух пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля; и специализированную интегральную схему (ASIC), которая содержит системные блоки, выполненные с возможностью реализации соответствующих функций устройства доставки аэрозоля и включающие в себя по меньшей мере: блок управления батареей, выполненный с возможностью управления батареей, выполненной с возможностью питания устройства доставки аэрозоля; интерфейсный блок датчика потока, выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха; и блок возбуждения, выполненный с возможностью вызова активации нагревательного элемента в ответ на входной сигнал от интерфейсного блока датчика потока, который указывает на обнаружение воздушного потока, проходящего по меньшей мере через часть кожуха. Техническим результатом изобретения является создание специализированной интегральной схемы, обеспечивающей более высокий уровень интеграции функциональных возможностей для устройства доставки аэрозоля за счет выполнения различных функций посредством однокристальной интегральной схемы и, таким образом, снижающей производственные затраты. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство доставки аэрозоля, содержащее:

по меньшей мере один кожух и находящийся внутри указанного по меньшей мере одного кожуха

нагревательный элемент, выполненный с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при обнаружении прохождения потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха, причем воздух пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля; и

специализированную интегральную схему (ASIC), которая содержит системные блоки, выполненные с возможностью реализации соответствующих функций устройства доставки аэрозоля и включающие в себя по меньшей мере:

блок управления батареей, выполненный с возможностью управления батареей, выполненной с возможностью питания устройства доставки аэрозоля;

интерфейсный блок датчика потока, выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха; и

блок возбуждения, выполненный с возможностью вызова активации нагревательного элемента для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и

2. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором системные блоки содержат по меньшей мере одно из аппаратного непрограммируемого функционального блока или программируемого логического блока.

3. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором блок управления батареей содержит вспомогательный блок управления, выполненный с возможностью направления электропитания от батареи к нагревательному элементу при получении входного сигнала от интерфейсного блока датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха.

4. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором блок управления батареей содержит вспомогательный блок драйвера светодиода, выполненный с возможностью управления светодиодом по меньшей мере частично на основании входного сигнала от одного или более широтно-импульсных модуляторов, управляемых микропроцессором.

5. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором батарея включает в себя перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок терморезистора, выполненный с возможностью предотвращения перезаряда батареи при обнаружении повышения температуры батареи.

6. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором батарея включает в себя перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок зарядки, выполненный с возможностью управления зарядкой батареи при постоянной силе тока по меньшей частично на основании входного напряжения, причем вспомогательный блок зарядки выполнен с возможностью экспоненциального уменьшения постоянного тока по мере приближения батареи к полному заряду.

7. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором интерфейсный блок датчика потока содержит вспомогательный блок датчика, соединенный с внешним датчиком потока и выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха, проходящего по меньшей мере через часть кожуха, на основании, по меньшей мере частично, входного сигнала от указанного датчика потока.

8. Устройство доставки аэрозоля по п. 7, в котором интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулятора, соединенный со вспомогательным блоком датчика и выполненный с возможностью направления регулируемого напряжения на микропроцессор при получении входного сигнала от датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха, в результате чего происходит отключение передачи электропитания на микропроцессор до обнаружения прохождения потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха.

9. Устройство доставки аэрозоля по п. 7, в котором интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулирования мощности, соединенный со вспомогательным блоком датчика и выполненный с возможностью управления нагревательным элементом по меньшей мере в одном случае.

10. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок драйвера линейного вибродвигателя, выполненный с возможностью управления вибродвигателем при обнаружении по меньшей мере одного из низкого заряда батареи или малого количества композиции предшественника аэрозоля.

11. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок нагревателя с управляемой мощностью, выполненный с возможностью получения входного напряжения и направления электропитания на нагревательный элемент, чтобы тем самым вызвать активацию нагревательного элемента и управлять уровнем мощности нагревательного элемента.

12. Способ управления работой устройства доставки аэрозоля, содержащего по меньшей мере один кожух, в котором находится нагревательный элемент, и специализированную интегральную схему (ASIC), причем способ включает:

активацию нагревательного элемента для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при обнаружении прохождения потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха, при этом воздух пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля; и

управление работой устройства доставки аэрозоля посредством специализированной интегральной схемы (ASIC), которая содержит системные блоки, выполненные с возможностью реализации соответствующих функций устройства доставки аэрозоля и включающие в себя по меньшей мере:

блок управления батареей, управляющий батареей, выполненной с возможностью питания устройства доставки аэрозоля;

интерфейсный блок датчика потока, обнаруживающий поток воздуха, проходящий по меньшей мере через часть кожуха; и

блок возбуждения, вызывающий активацию нагревательного элемента для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля,

13. Способ по п. 12, в котором блок управления батареей содержит вспомогательный блок управления, направляющий электропитание от батареи к нагревательному элементу при получении входного сигнала от интерфейсного блока датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха по меньшей мере через часть кожуха.

14. Способ по п. 12, в котором блок управления батареей содержит вспомогательный блок драйвера светодиода, управляющий светодиодом по меньшей мере частично на основании входного сигнала от одного или более широтно-импульсных модуляторов, управляемых микропроцессором.

15. Способ по п. 12, в котором батарея включает в себя перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок терморезистора, предотвращающий перезаряд батареи при обнаружении повышения температуры батареи.

16. Способ по п. 12, в котором батарея включает в себя перезаряжаемую батарею, а блок управления батареей содержит вспомогательный блок зарядки, управляющий зарядкой батареи при постоянной силе тока по меньшей мере частично на основании входного напряжения, причем вспомогательный блок зарядки экспоненциально уменьшает постоянный ток по мере приближения батареи к полному заряду.

17. Способ по п. 12, в котором интерфейсный блок датчика потока содержит вспомогательный блок датчика, соединенный с внешним датчиком потока и обнаруживающий поток воздуха, проходящий по меньшей мере через часть кожуха, на основании, по меньшей мере частично, входного сигнала от датчика потока.

18. Способ по п. 17, в котором интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулятора, соединенный со вспомогательным блоком датчика и направляющий регулируемое напряжение на нагревательный элемент при получении входного сигнала от датчика потока, который указывает на прохождение потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха, в результате чего происходит отключение передачи электропитания на микропроцессор до обнаружения прохождения потока воздуха через указанную по меньшей мере часть кожуха.

19. Способ по п. 17, в котором интерфейсный блок датчика потока дополнительно содержит вспомогательный блок регулирования мощности, соединенный со вспомогательным блоком датчика и управляющий нагревательным элементом по меньшей мере в одном случае.

20. Способ по п. 12, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок драйвера линейного вибродвигателя, управляющий вибродвигателем при обнаружении по меньшей мере одного из низкого заряда батареи или малого количества композиции предшественника аэрозоля.

21. Способ по п. 12, в котором блок возбуждения содержит вспомогательный блок нагревателя с управляемой мощностью, получающий входное напряжение и направляющий электропитание на нагревательный элемент, чтобы тем самым вызвать активацию нагревательного элемента и управлять уровнем мощности нагревательного элемента.