УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ ИНДУКЦИОННОГО ТИПА Российский патент 2023 года по МПК A24F40/465 A24F40/57 H02M1/42 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты осуществления относятся к устройству для генерирования аэрозоля и, более конкретно, к устройству для генерирования аэрозоля индукционного типа, которое измеряет переменный ток (AC), подаваемый на резонансный блок, используя управляющий импульс обнаружения, имеющий ту же частоту, что и управляющий импульс инвертора для индукционного нагрева.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ФИГ. 1 представляет собой устройство индукционного типа для нагрева аэрозолеобразующей подложки, описанное в WO 2015/177255, что является смежным уровнем техники. Устройство 1 включает в себя корпус 10 устройства, который может быть выполнен из пластика, и источник питания постоянного тока, включающий в себя перезаряжаемый аккумулятор 11а.

Устройство 1 включает в себя зарядную станцию для зарядки перезаряжаемого аккумулятора 11а или стыковочный порт 12, включающий в себя контакт 12а для стыковки устройства 1 с зарядным устройством. Устройство 1 дополнительно включает в себя электронное устройство 13 подачи питания, сконфигурированное для работы на желаемой частоте, например, частоте 5 МГц. Электронное устройство 13 подачи питания электрически соединено с перезаряжаемым аккумулятором 11a через подходящий участок 13a электрического соединения.

Содержащая табак твердая аэрозолеобразующая подложка 20, включающая в себя восприимчивый элемент 21, размещена в полости 14 на ближнем конце корпуса 10 устройства таким образом, что во время работы индуктор L2 (спирально намотанная цилиндрическая катушка индуктивности) индуктивно соединен с восприимчивым элементом 21 содержащего табак твердого вещества аэрозолеобразующий субстрат 20 курительного изделия 2. Фильтрующая часть 22 курительного изделия 2 расположена снаружи полости 14 устройства 1 таким образом, что во время работы потребитель может вдыхать аэрозоль через фильтрующую часть 22. Устройство индукционного нагрева включает в себя индуктор, расположенный и термически прилегающий к аэрозолеобразующей подложке, а аэрозолеобразующая подложка включает в себя восприимчивый элемент. Переменное магнитное поле индуктора вызывает потерю гистерезиса и вихревой ток в приемнике, заставляя приемник нагревать аэрозолеобразующую подложку до температуры, при которой могут выделяться летучие компоненты, которые могут образовывать аэрозоль. Во время операции нагрева необходимо быстро и точно измерить ток, протекающий через индукционную катушку, для точного управления в устройстве 1.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одним из аспектов осуществления является создание устройства для генерирования аэрозоля индукционного типа, которое измеряет переменный ток (AC), подаваемый на резонансный блок, с помощью управляющего импульса обнаружения, имеющего ту же частоту, что и управляющий импульс инвертора для индукционного нагрева.

Другим аспектом осуществления является создание устройства для генерирования аэрозоля индукционного типа, в котором усовершенствован способ подачи управляющего импульса обнаружения, тем самым уменьшая помехи в данных и повышая точность измерений за счет подачи управляющего импульса обнаружения только в требуемом для измерения режиме работы, вместо непрерывного применения управляющего импульса обнаружения.

В одном из аспектов устройство для генерирования аэрозоля индукционного типа включает: корпус с открытой верхней стороной и образованным в нем пространством для вставки; нагревательное устройство, установленное в пространстве для вставки в корпусе и включающее резонансный блок и источник тепла, осуществляющий индукционный нагрев полого пространства нагрева; блок питания, подающий постоянный ток на блок инвертора; блок инвертора, получающий постоянный ток от блока питания в соответствии с сигналом управления инвертором, подаваемым от контроллера, генерирующий переменный ток и подающий переменный ток на резонансный блок; резистор обнаружения, подключенный между блоком инвертора и резонансным блоком; контроллер, подающий сигнал управления инвертором на блок инвертора и обнаруживающий или измеряющий мощность переменного тока в резисторе обнаружения после времени фазовой задержки относительно сигнала управления инвертором, причем контроллер селективно обнаруживает или измеряет мощность переменного тока в резисторе обнаружения только тогда, когда сигнал управления инвертором имеет заранее заданный коэффициент полезного действия цели измерения.

Кроме того, в устройстве для генерирования аэрозоля индукционного типа согласно одному из вариантов осуществления настоящего раскрытия, контроллер может включать: модуль управления инвертором, управляющий инверторным блоком в соответствии с сигналом управления инвертором; модуль обнаружения тока, работающий в соответствии с сигналом управления обнаружением и электрически соединенный с обоими концами резистора обнаружения; и процессор, формирующий сигнал управления инвертором и подающий сформированный сигнал управления инвертором на модуль управления инвертором, и селективно подающий сигнал управления обнаружением с частотой, равной частоте сигнала управления инвертором, на модуль обнаружения тока только тогда, когда сигнал управления инвертором имеет заранее заданный коэффициент полезного действия цели измерения, в момент времени, когда истекло время фазовой задержки по отношению к сигналу управления инвертором.

Кроме того, в устройстве для генерирования аэрозоля индукционного типа согласно варианту осуществления настоящего изобретения сигнал управления инвертором может быть в форме импульса и включать в себя первый и второй сигналы управления инвертором, периоды импульсов включения которых не перекрывают друг друга, управляющий сигнал обнаружения подается в виде импульса, и нарастающий фронт управляющего сигнала обнаружения возникает в момент времени, когда время фазовой задержки истекло по сравнению с нарастающим фронтом сигнала заданного коэффициента полезного действия измерения в первом управляющем сигнале инвертора.

Кроме того, в устройстве для генерирования аэрозоля индукционного типа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения модуль обнаружения тока может обнаруживать или измерять переменную мощность резистора обнаружения в течение периода импульса включения управляющего сигнала обнаружения.

Кроме того, в устройстве для генерирования аэрозоля индукционного типа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения время задержки фазы может изменяться в соответствии с длительностью импульса управляющего сигнала инвертора.

В варианте осуществления, когда переменный ток подается от инверторного блока, работающего на высокой скорости, к резонансному блоку, сигнал управления инвертором может задерживаться на время фазовой задержки, и затем значение переменного тока может быть точно обнаружено или измерено на высокой скорости с использованием сигнала управления обнаружением.

Кроме того, поскольку управляющий сигнал инвертора, который изменяется в режиме реального времени, измеряется путем подачи управляющего сигнала обнаружения только в рабочем состоянии, требующем фактического измерения, вместо того, чтобы измеряться непрерывно, доля шумовых данных может быть уменьшена и могут быть получены точные данные измерений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 представляет собой вид в поперечном сечении устройства индукционного типа в соответствии с уровнем техники.

ФИГ. 2 представляет собой блок-схему управления устройством для генерирования аэрозолей индукционного типа в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

На ФИГ. 3 показаны графики управляющих сигналов и график тока обнаружения процессора по первому варианту осуществления.

На ФИГ. 4 показаны графики управляющего сигнала и тока обнаружения процессора второго варианта реализации, который является предпочтительным.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут раскрыты со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако следует принимать во внимание, что различные варианты осуществления настоящего раскрытия и используемые в нем термины не предназначены для ограничения технологических особенностей, изложенных здесь, конкретными вариантами осуществления и включают различные изменения, эквиваленты или замены для соответствующего варианта осуществления. Что касается описания чертежей, то для обозначения аналогичных или родственных элементов могут использоваться аналогичные контрольные цифры.

В настоящем описании выражение, такое как “имеющий”, “может иметь”, “содержащий” или “может содержать в себе”, указывает на существование соответствующей характеристики (например, числового значения, функции, операции или элемента, подобного детали) и не исключает существования дополнительная характеристика.

Как используется здесь, каждая из таких фраз, как “A или B”, “по меньшей мере одно из A или/и B”, “по меньшей мере одно или более из A или/и B” и т.д., может включать в себя все возможные комбинации элементов, перечисленных вместе в соответствующем одном из фразы. Например, “A или B”, “по меньшей мере один из A и B” или “один или более из A или B” может указывать на все (1), включая по меньшей мере один A, (2), включая по меньшей мере один B, или (3), включая оба, по меньшей мере один A и, по крайней мере, один B.

Выражения, такие как “первый”, “второй”, “в первую очередь” или “вторичный”, используемые здесь, могут представлять различные элементы независимо от порядка и/или важности и не ограничивают соответствующие элементы. Например, первое пользовательское устройство и второе пользовательское устройство могут представлять разные пользовательские устройства независимо от порядка или важности. Например, первый элемент может быть назван как второй элемент, не выходя за рамки правильного объема различных вариантов осуществления настоящего раскрытия, и аналогичным образом второй элемент может быть назван как первый элемент.

Когда описывается, что элемент (например, первый элемент) "оперативно или коммуникативно соединен с" или "соединен" с другим элементом (например, вторым элементом), элемент может быть непосредственно соединен с другим элементом или может быть соединен с другим элементом через другой элемент (например, третий элемент). Однако, когда описывается, что элемент (такой как первый элемент) “непосредственно соединен” или “непосредственно сопряжен” с другим элементом (таким как второй элемент), это означает, что нет промежуточного элемента (такого как третий элемент) между элементом и другим элементом.

Выражение ”сконфигурированный для (или установленный)“, используемое в настоящем описании, может быть заменено, например, ”подходящим для“, ”обладающим способностью“, ”спроектированным для“, ”адаптированным к“, ”изготовленным для“ или ”способным к" в зависимости от ситуации. Термин “сконфигурированный для (или установленный)” не всегда означает только “специально разработанный для” аппаратного обеспечения. Альтернативно, в некоторой ситуации выражение “устройство, сконфигурированное для” может означать, что устройство “может” работать совместно с другим устройством или компонентом. Например, фраза "процессор, сконфигурированный (или настроенный) для выполнения A, B и C" может представлять собой специализированный процессор (например, встроенный процессор) для выполнения соответствующей операции или процессор общего назначения (например, центральный процессор (ЦП) или процессор приложений), который может выполнять соответствующую операцию путем выполнения по меньшей мере одной программы, хранящейся на запоминающем устройстве. Термин “сконфигурированный для (или установленный)” не всегда означает только “специально разработанный для” аппаратного обеспечения.

Термины, определенные в настоящем раскрытии, используются только для описания конкретного варианта осуществления и, возможно, не имеют намерения ограничивать область применения других вариантов осуществления. Предполагается, что формы единственного числа включают также формы множественного числа, если контекст четко не указывает на иное. Все термины, используемые здесь, включая технические или научные термины, имеют те же значения, что и те, которые обычно понимаются обычным специалистом в соответствующей области техники. Термины, определенные в общепринятом словаре, следует интерпретировать как имеющие значения, которые совпадают или сходны с контекстуальными значениями соответствующей технологии, и не следует интерпретировать как имеющие идеальные или преувеличенные значения, если они четко не определены в различных вариантах осуществления. В некоторых случаях термины, определенные в настоящем описании, не могут быть проанализированы для исключения настоящих вариантов осуществления.

В варианте осуществления аэрозолеобразующее изделие включает в себя фильтрующий блок, который представляет собой конструкцию, состоящую из ряда стопок, охлаждающий блок и аэрозолеобразующий слой подложки (например, смешанный материал, включающий, по меньшей мере, один из срезанных листьев, отдушку, никотин, растительный глицерин (VG), пропиленгликоль (PG) и тому подобное). Аэрозолеобразующее изделие включает в себя обычные электронные сигареты, фильтры и тому подобное.

Устройство для генерирования аэрозоля согласно варианту осуществления включает корпус с открытой верхней стороной и сформированным в нем трубчатым (цилиндрическим, прямоугольным трубчатым) пространством для вставки и нагревательное устройство, установленное в пространстве для вставки корпуса и нагревающее полое пространство для нагрева. Корпус имеет канал подачи воздуха, соединяющий нижнюю или боковые поверхности пространства для вставки и нагревательного пространства с внешним пространством. Аэрозолеобразующее изделие вставляется в нагревательное пространство и пространство для вставки или отделяется от него.

В варианте осуществления нагревательное устройство включает в себя блок источника тепла (например, токоприемник), который представляет собой магнитный материал, вставляемый в нагревательное пространство или окружающий нагревательное пространство для применения способа индукционного нагрева, и резонансный блок, включающий индукционную нагревательную катушку, изолированную снаружи нагревательного пространства или расположенную на расстоянии друг от друга с заданным интервалом для индукционного нагрева в блоке источника тепла.

ФИГ. 2 представляет собой блок-схему управления устройством для генерирования аэрозоля индукционного типа в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

Устройство включает в себя блок 110 питания, получающий питание от встроенной аккумулятора или внешнего источника питания и подающий питание, необходимое для устройства для генерирования аэрозоля (включая инверторный блок 120), инверторный блок 120, получающий питание постоянного тока от блока 110 питания, работающий (ВКЛ./ВЫКЛ.) в соответствии с управляющим сигналом инвертора от контроллера 170 для генерирования мощности переменного тока и подачи генерируемой мощности переменного тока на резонансный блок 140, блок 130 источника тепла, выполненный из магнитного материала, генерирующий тепловую энергию и передающий или рассеивающий тепловую энергию в нагревательное пространство посредством индукции тепла, резонансный блок 140 включая индукционную нагревательную катушку, электрически изолированную от блока 130 источника тепла и окружающую снаружи нагревательное пространство, конденсатор и резистор. И устройство для генерирования аэрозоля также включает в себя резистор обнаружения 150, подключенный к линии электрического соединения последовательно между инверторным блоком 120 и резонансным блоком 140. И устройство для генерирования аэрозоля также включает в себя контроллер 170, генерирующий сигнал управления инвертором импульсного типа и подающий сигнал управления инвертором на инверторный блок 120 таким образом, что инверторный блок 120 генерирует переменную мощность и подает генерируемую переменную мощность на резонансный блок 140 для выполнения индукционного нагрева в блоке 130 источника тепла. При этом контроллер 170 селективно формирует управляющий сигнал обнаружения с той же частотой, что и управляющий сигнал инвертора, но с задержкой фазы импульса на заданную величину или отношение, и регулирует управляющий сигнал инвертора, определяя электрические характеристики резистора обнаружения 150 в соответствии со сформированным управляющим сигналом обнаружения.

В деталях, блок 110 питания может в равной степени подавать питание от встроенного аккумулятора на инверторный блок 130 или может повышать мощность аккумулятора и подавать повышенную мощность на инверторный блок 130. Напряжение Vdc и ток Idc, подаваемые от блока 110 питания к блоку 130 инвертора, показаны на фиг. 2.

Инверторный блок 120 сформирован из полномостового инвертора LC-резонансной схемы и включает в себя с первого по четвертый переключатели, соединенные последовательно попарно. Первый и третий переключатели подключены последовательно, а второй и четвертый переключатели подключены последовательно. Структура и принцип работы инверторного блока 120 соответствуют технологии, естественно признанной специалистами в данной области, к которой относится настоящий вариант осуществления, и ее подробное описание опущено. Переменное напряжение Vac и переменный ток Iac, подаваемые от инверторного блока 120 к резонатору 140, показаны на фиг. 2.

Резонансный блок 140 включает в себя индукционную нагревательную катушку и пассивные элементы, такие как конденсаторы и резисторы, а структура и принцип работы резонансного блока 140 соответствуют технологии, естественно признанной специалистами в данной области, к которой относится настоящий вариант осуществления, и подробное описание этого опущено.

Резистор обнаружения 150 является своего рода шунтирующим резистором и представляет собой резистор, который позволяет контроллеру 170 обнаруживать часть тока, подаваемого от инверторного блока 120 к резонансному блоку 140, или часть напряжения на основе приложенного тока. В настоящем варианте осуществления резистор обнаружения 150 составляет, например, 10 МОм.

Контроллер 170 включает в себя модуль 172 управления инвертором, управляющий инверторным блоком 120 в соответствии с сигналом управления инвертором, подаваемым от процессора 178, включающим в себя первый сигнал управления инвертором для включения и выключения первого и третьего переключателей и второй сигнал управления инвертором для включения и выключения второго и четвертого переключателей. И контроллер 170 также включает в себя модуль 174 определения тока, определяющий электрические характеристики резистора 150 обнаружения в соответствии с сигналом управления обнаружением и подающий его на процессор 178. И контроллер 170 также включает в себя процессор 178, генерирующий сигнал управления инвертором и применяющий сгенерированный сигнал управления инвертором к модулю 172 управления инвертором для управления генерированием и величиной мощности переменного тока на основе инверторного блока 120, генерируя сигнал управления обнаружением, имеющий ту же частоту, что и у первого и второго инверторов сигналы управления, но имеющие фазу импульса с задержкой на заданную величину или отношение, и селективно подают сгенерированный сигнал управления обнаружением на модуль 174 обнаружения тока и регулируют сигнал управления инвертором после получения электрических характеристик от модуля 174 обнаружения тока. Однако модуль 172 управления инвертором соответствует технологии, естественно признанной специалистами в данной области, к которой относится настоящий вариант осуществления, и, таким образом, его подробное описание будет опущено.

Модуль 174 определения тока представляет собой элемент, который работает или прекращает работу в соответствии с сигналом управления обнаружением, селективно подаваемым от процессора 178 для обнаружения или измерения электрических характеристик резистора 150 обнаружения и подачи того же сигнала на процессор 178. Например, модуль определения тока сконфигурирован так, чтобы включать в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и тому подобное. Модуль 174 определения тока электрически подсоединен к обоим концам резистора обнаружения 150 для определения электрических характеристик. Электрические характеристики включают ток или напряжение, и в настоящем варианте осуществления это описано как обнаружение или измерение переменного тока Iac. Модуль 174 определения тока подает значение (цифровое значение) переменного тока Iac на процессор 178.

Работа процессора 178 по первому варианту осуществления будет описана со ссылкой на фиг. 3 ниже.

На фиг. 3 показаны графики управляющих сигналов и график тока обнаружения процессора на рис. 2,

(а) на фиг. 3 - первый сигнал управления инвертором, и (b) на фиг. 3 - второй сигнал управления инвертором, которые являются сигналами. ШИМ.

Как показано в (а) на фиг. 3, в случае первого управляющего сигнала инвертора нарастающий фронт возникает в моменты времени t0 и t1, а также в равной степени возникает в моменты времени t2, t3, t4, t5 и t6. Поскольку этот сигнал является управляющим сигналом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), все временные интервалы, через которые возникает нарастающий фронт, равны периоду T. Однако длительность нарастающего фронта, то есть коэффициент заполнения (выраженный в % вверху графика), регулируется для изменения в режиме реального времени, чтобы генерировать соответствующий выходной сигнал в LC-резонансном инверторе.

Как показано в (b) на фиг. 3, в случае сигнала управления вторым инвертором, как хорошо известно в отношении полномостового инвертора, спадающий фронт возникает в моменты времени t0 и t1, а также в равной степени возникает в моменты времени t2., t3, t4, t5 и t6. Таким образом, первый сигнал управления инвертором и второй сигнал управления инвертором имеют обратную зависимость и не включают одновременно интервалы включения в одно и то же время, то есть интервалы включения в импульсы не перекрывают друг друга.

Как и в приведенном выше примере, в управлении ШИМ, чтобы генерировать выходной сигнал переменного тока Iac, как показано в (c) фиг. 3, процессор 178 может изменять коэффициент заполнения первого и второго сигналов управления инвертором в режиме реального времени.

Также процессор 178 может регулировать или изменять частоту и коэффициент полезного действия первого и второго сигналов управления инвертором на основе или с учетом значения переменного тока, полученного от модуля 174 определения тока. Например, как и в методе управления с обратной связью, если значение переменного тока больше заданного опорного значения или опорного диапазона, процессор 178 может уменьшить коэффициент загрузки, а если значение переменного тока меньше заданного опорного значения или опорного диапазона, процессор 178 может увеличить коэффициент загрузки. Принимая во внимание это, необходимо точно и быстро обнаружить или измерить величину переменного тока, подаваемого на резонансный блок 140.

(c) на фиг. 3 представляет собой график формы волны тока Iac, который подается на резонансный блок 140 или протекает через него, выводимый блоком 120 инвертора, после приема первого и второго сигналов управления инвертором, описанных выше. Как показано в (c) на рис. 3, положительные пиковые значения показаны в моменты времени p1 и p2, когда применяется самый высокий коэффициент заполнения (60%).

(d) на фиг. 3 является примером управляющего сигнала обнаружения, подаваемого на текущий модуль 174 обнаружения процессором 178 в настоящем варианте осуществления. Управляющий сигнал обнаружения является типом триггерного сигнала в форме импульса и имеет ту же частоту, что и, по меньшей мере, первый и второй управляющие сигналы инвертора. Однако для измерения максимального значения переменного тока важна синхронизация работы модуля 174 определения тока, и процессор 178 обеспечивает, чтобы сигнал управления обнаружением имел нарастающий фронт в момент времени, задержанный на заданную величину или отношение от момента времени, когда нарастающий фронт сигнала возникает первый сигнал управления инвертором, то есть по истечении времени задержки фазы, тем самым генерируя сигнал управления обнаружением, задержанный на время задержки фазы для сигнала управления инвертором.

Время срабатывания текущего модуля 174 обнаружения, то есть время, в которое возникает нарастающий фронт управляющего сигнала обнаружения, обозначено пунктирными линиями, проходящими обычно через (a), (b), (c) и (d) на фиг. 3. Здесь, чтобы измерить желаемое опорное значение измерения, может быть скорректирована установленная величина или отношение времени задержки фазы.

Как показано в (d) на фиг. 3, сигнал управления обнаружением генерируется таким образом, что нарастающий фронт сигнала управления обнаружением возникает в момент, когда истекло время задержки фазы L от нарастающих фронтов t0, t1, t2, ... первого сигнала управления инвертором. В результате можно видеть, что управляющий сигнал обнаружения имеет тот же цикл, что и у первого управляющего сигнала инвертора и второго управляющего сигнала инвертора. Кроме того, можно видеть, что нарастающий фронт управляющего сигнала обнаружения возникает, когда заданное время задержки фазы L истекло с момента нарастания фронта первого управляющего сигнала инвертора.

Период импульса включения сигнала управления обнаружением перекрывает период импульса включения второго сигнала управления инвертором, сформированного после импульса включения первого сигнала управления инвертором. Процессор 178 может заставить сигнал управления обнаружением иметь спадающий фронт до того, как будет сгенерирован спадающий фронт второго сигнала управления инвертором.

Модуль 174 определения тока работает в течение периода импульса включения управляющего сигнала обнаружения для определения переменного тока Iac и применяет значение переменного тока Iac к процессору 178. В частности, процессор 178 имеет преимущество измерения в том, что максимальное значение среди значений приложенного переменного тока Iac, то есть текущее значение в момент времени p1 или момент времени p2, может быть контрольной точкой для прогнозирования температуры блока 130 источника тепла. Модуль 174 обнаружения тока прекращает работу в течение периода отключения управляющего сигнала обнаружения.

При вышеуказанной настройке процессор 178 изменяет длительность импульса в соответствии с регулировкой коэффициента заполнения первого и второго сигналов управления инвертором и генерирует сигнал управления обнаружением путем вычисления времени фазовой задержки для выполнения измерения в контрольной точке измерения в соответствии с измененной длительностью импульса. То есть, когда коэффициент заполнения и длительность импульса изменяются, время задержки фазы также может изменяться соответствующим образом.

В данном варианте реализации, когда контроллер 170 формирует и подает сигнал управления инвертором на инверторный блок 120 на высокой скорости и точно измеряет значение переменного тока, контроллер 170 может точно обнаружить или измерить значение переменного тока на высокой скорости с помощью сигнала управления обнаружением, после задержки сигнала управления инвертором на время фазовой задержки. То есть контроллер 170 может подавать тот же самый сигнал управления инвертором к модулю 174 обнаружения тока в качестве сигнала управления обнаружением по истечении времени задержки фазы, одновременно управляя блоком 120 инвертора с помощью сигнала управления инвертором.

В случае первого варианта осуществления, описанного выше, со ссылкой на (c) фиг. 3 и пунктирными линиями, указывающими момент времени, когда возникает нарастающий фронт управляющего сигнала обнаружения, модуль определения тока продолжает измерять мощность переменного тока в течение других периодов в дополнение к желаемым контрольным точкам измерения p1 и p2.

Сигналы управления инвертором, как показано в (а) и (b) на фиг. 3, выводимые процессором 178 или модулем 172 управления инвертором для электромагнитного индукционного нагрева, представляют собой высокоскоростные сигналы в единицах от нескольких десятков кГц до нескольких сотен кГц, и, несмотря на измерение за короткий промежуток времени, может быть слишком много данных для процессора 178, встроенного в небольшое электронное устройство, например, устройство для генерирования аэрозоля для хранения и переработки. В частности, эти измеренные значения сохраняются в заранее определенном буферном пространстве, которое может быть включено в процессор 178 через АЦП, как описано выше. Однако, поскольку емкость буферного пространства ограничена, может возникнуть необходимость свести к минимуму хранение ненужных данных (шум).

Второй вариант осуществления, который будет описан ниже, является предпочтительным вариантом осуществления и устраняет ограничения первого варианта осуществления, описанного выше.

На ФИГ. 4 показаны графики управляющего сигнала и тока обнаружения в соответствии со вторым вариантом реализации процессора на ФИГ. 2. Здесь (a), (b) и (c) на ФИГ. 4 могут рассматриваться как те же графики, что и (a), (b) и (c) на ФИГ. 3. Соответственно, описания (a), (b) и (c) на ФИГ. 4 могут быть заменены описаниями (a), (b) и (c) на ФИГ. 3.

(d) на фиг. 4 является примером управляющего сигнала обнаружения, подаваемого на текущий модуль 174 обнаружения процессором 178 в настоящем варианте осуществления. В частности, второй вариант осуществления отличается тем, что процессор 178 селективно подает сигнал управления обнаружением на текущий модуль 174 обнаружения только тогда, когда сигнал управления инвертором имеет заданную целевую нагрузку измерения. То есть управляющий сигнал обнаружения избирательно генерируется только на переднем крае первого управляющего сигнала инвертора, имеющего преимущество при измерении, а не на всех передних краях первого управляющего сигнала инвертора, тем самым дополнительно улучшая изобретение по первому варианту осуществления.

Как описано выше, коэффициент полезного действия первого и второго сигналов управления инвертором может изменяться в режиме реального времени. Кроме того, поскольку переменный ток Iac формирует соответствующую форму выходного сигнала, на основе которого коэффициент заполнения первого управляющего сигнала инвертора, который может использоваться в качестве контрольной точки для измерения, то есть имеет преимущество при измерении, может быть выбран в качестве целевого коэффициента заполнения измерения, а управляющий сигнал обнаружения может быть сгенерирован путем применения заданного времени задержки фазы L от восходящего фронта целевого рабочего сигнала измерения.

Например, в инверторе с резонансным LC-контуром, описанном в одном из вариантов реализации, в период, когда коэффициент полезного действия первого управляющего сигнала инвертора максимален, форма его выходного сигнала, то есть значение переменного тока Iac, как показано в (c) на ФИГ. 4, максимальна, что может быть использовано в качестве опорной точки измерения для прогнозирования температуры. Соответственно, процессор 178 выбирает 60%, т.е. максимальный коэффициент полезного действия, в качестве целевого коэффициента измерения, и формирует сигнал управления обнаружением, применяя время фазовой задержки L, только когда возникает нарастающий фронт сигнала коэффициента полезного действия 60%, который является целевым коэффициентом измерения в сигнале управления первым инвертором. В примере (d) фиг. 4 процессор 178 генерирует сигнал управления обнаружением, применяя время задержки фазы L на возрастающих фронтах времени t0 и времени t4, которые составляют 60% рабочих сигналов первого сигнала управления инвертором. Между тем, при нарастающем фронте оставшегося первого управляющего сигнала инвертора процессор 178 не подает сигнал управления обнаружением.

Таким образом, поскольку процессор 178 селективно подает сигнал управления обнаружением на модуль обнаружения тока 174, все максимальные значения переменного тока Iac, который является опорной точкой (опорным значением) измерения для прогнозирования температуры, могут быть измерены, при этом количество собираемых данных значительно уменьшается, а значит, может быть снижена нагрузка на процессор 178, и, как следствие, повышается точность измерения.

По меньшей мере часть устройства (например, процессоры или их функции) или способ (например, операции) согласно различным вариантам осуществления могут быть реализованы, например, в виде инструкций, сохраненных на машиночитаемом носителе информации в форме модуля программирования. Когда инструкции выполняются процессором, процессор может выполнять функцию, соответствующую инструкциям. Машиночитаемым носителем информации может быть, например память.

Компьютерно-читаемый носитель записи может включать магнитные носители, такие как жесткий диск, дискета и магнитная лента, оптические носители, такие как компакт-диск с памятью (CD-ROM) и цифровой универсальный диск (DVD), магнитооптические носители, такие как флоптический диск, и аппаратные устройства (например, память только для чтения (ROM), память с произвольным доступом (RAM) или флэш-память). Кроме того, программные инструкции могут включать в себя языковые коды высокого класса, которые могут быть выполнены на компьютере с помощью интерпретатора, а также машинные коды, созданные компилятором. Аппаратные устройства, описанные выше, могут быть сконфигурированы для работы в качестве одного или нескольких программных модулей для выполнения операций различных вариантов осуществления, и наоборот.

Хотя настоящее раскрытие было показано и описано в связи с вариантами осуществления, специалистам в данной области техники будет очевидно, что модификации и вариации могут быть сделаны без отступления от духа и объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к устройству генерирования аэрозоля индукционного типа. Технический результат заключается в повышении точности измерения переменного тока, подаваемого на резонансный блок. Технический результат достигается тем, что устройство генерирования аэрозоля содержит корпус с открытой верхней стороной и образованным в нем пространством, нагревательное устройство, установленное в пространство корпуса, блок питания, резистор обнаружения, и контроллер. Нагревательное устройство включает в себя резонансный блок и блок источника тепла, осуществляющий индукционный нагрев полого нагревательного пространства. Блок питания подает питание постоянного тока на инверторный блок. Резистор обнаружения подключен между блоком инвертора и резонансным блоком. Контроллер подает сигнал управления инвертором на блок инвертора и селективно обнаруживает или измеряет мощность переменного тока в резисторе обнаружения по истечении времени задержки фазы относительно сигнала управления инвертором, когда сигнал управления инвертором имеет заданный целевой коэффициент полезного действия при измерении. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для генерирования аэрозоля индукционного типа, содержащее:

корпус с открытой верхней стороной и образованным в нем пространством для вставки;

нагревательное устройство, установленное во вставном пространстве корпуса и включающее в себя резонансный блок и блок источника тепла, осуществляющий индукционный нагрев полого нагревательного пространства;

блок питания, подающий питание постоянного тока на инверторный блок;

инверторный блок, получающий питание постоянного тока от блока питания в соответствии с управляющим сигналом инвертора, подаваемым от контроллера, генерирующий питание переменного тока и подающий питание переменного тока на резонансный блок;

резистор обнаружения, подключенный между блоком инвертора и резонансным блоком; и

контроллер, подающий сигнал управления инвертором на блок инвертора и обнаруживающий или измеряющий мощность переменного тока в резисторе обнаружения по истечении времени задержки фазы относительно сигнала управления инвертором, в котором контроллер селективно обнаруживает или измеряет мощность переменного тока в резисторе обнаружения только тогда, когда сигнал управления инвертором имеет заданный целевой коэффициент полезного действия при измерении.

2. Устройство для генерирования аэрозоля индукционного типа по п. 1, в котором контроллер включает в себя:

модуль управления инвертором, управляющий инверторным блоком в соответствии с управляющим сигналом инвертора;

модуль обнаружения тока, работающий в соответствии с сигналом управления обнаружением и электрически подключенный к обоим концам резистора обнаружения; и процессор, генерирующий сигнал управления инвертором и подающий сформированный сигнал управления инвертором на модуль управления инвертором, а также селективно подающий сигнал управления обнаружением с частотой, равной частоте сигнала управления инвертором, на модуль обнаружения тока только тогда, когда сигнал управления инвертором имеет заранее заданный целевой коэффициент полезного действия измерения, в момент времени, когда истекло время фазовой задержки по отношению к сигналу управления инвертором.

3. Устройство для генерирования аэрозоля индукционного типа по п. 2, в котором сигнал управления инвертором выполнен в форме импульса и включает в себя первый и второй сигналы управления инвертором, периоды импульсов включения которых не перекрывают друг друга, управляющий сигнал обнаружения подается в виде импульса, и нарастающий фронт управляющего сигнала обнаружения возникает в момент времени, когда время фазовой задержки истекло по сравнению с нарастающим фронтом сигнала заданного коэффициента полезного действия измерения в первом управляющем сигнале инвертора.

4. Устройство для генерирования аэрозоля индукционного типа по п. 3, в котором модуль определения тока обнаруживает или измеряет переменную мощность резистора обнаружения в течение периода импульса включения управляющего сигнала обнаружения.

5. Устройство для генерирования аэрозоля индукционного типа по п. 3, в котором время задержки фазы изменяется в зависимости от длительности импульса управляющего сигнала инвертора.