ЭЛЕКТРОННОЕ ВЕЙПИНГОВОЕ УСТРОЙСТВО, БАТАРЕЙНАЯ СЕКЦИЯ И ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО
ELECTRONIC VAPING DEVICE, BATTERY SECTION AND CHARGER

Настоящее раскрытие относится к электронному вейпинговому или е-вейпинговому устройству.
Е-вейпинговое устройство содержит нагревательный элемент, который испаряет предиспарительный состав для образования «пара».
Е-вейпинговое устройство содержит источник питания, такой как перезаряжаемая батарея, расположенный в устройстве. Батарея электрически соединена с нагревателем таким образом, чтобы нагреватель нагревался до температуры, достаточной для превращения предиспарительного состава в пар. Пар выходит из е-вейпингового устройства через мундштук, содержащий по меньшей мере одно выпускное отверстие.
По меньшей мере один пример варианта осуществления относится к батарейной секции электронного вейпингового устройства.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления батарейная секция электронного вейпингового устройства может содержать: корпус, проходящий в продольном направлении и имеющий первый конец и второй конец; источник питания, расположенный в корпусе; схему управления, расположенную в корпусе; и проводящий контактный узел, расположенный на втором конце корпуса, электрически соединяющий источник питания и схему управления и выполненный с возможностью приема внешней мощности и по меньшей мере одной команды.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления схема управления выполнена с возможностью обнаружения изменения сопротивления и/или изменения емкости таким образом, чтобы обнаруживать указанную по меньшей мере одну команду.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления контактный узел содержит зарядный анод и зарядный катод. Схема управления содержит переключатель, выполненный с возможностью электрического отделения зарядного катода от общей плоскости заземления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления контактный узел содержит первый контакт и второй контакт, изолированный от первого контакта. Один из контактов - первый контакт или второй контакт - имеет в целом кольцевую форму, и один из контактов - первый контакт или второй контакт - образует по меньшей мере участок торцевой стенки батарейной секции. Торцевая стенка проходит в целом поперечно продольному направлению. Первый контакт может представлять собой указанную торцевую стенку, а второй контакт может иметь в целом кольцевую форму и проходить по периметру этой торцевой стенки. Торцевая стенка может быть по существу непрозрачной.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления контактный узел может дополнительно содержать торцевой крышечный корпус, выполненный с возможностью удержания в нем первого контакта и содержащий по меньшей мере один паз. Второй контакт может быть образован как единое целое с по меньшей мере одним язычком, проходящим в продольном направлении. Указанный по меньшей мере один язычок может быть выполнен с возможностью его размещения в указанном по меньшей мере одном пазу. Торцевой крышечный корпус может содержать в целом цилиндрическую боковую стенку. Боковая стенка образует отверстие, проходящее через торцевой крышечный корпус. Первый участок в целом цилиндрической боковой стенки размещен внутри корпуса на его втором конце. Второй участок боковой стенки не находится внутри корпуса. Второй участок может быть по существу прозрачным. Торцевая стенка может содержать печатную плату.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления первый контакт и/или второй контакт могут быть магнитными. Первый контакт и/или второй контакт выполнены из по меньшей мере одного из следующего: нержавеющая сталь, золото и серебро.
По меньшей мере один пример варианта осуществления относится к электронному вейпинговому устройству.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления электронное вейпинговое устройство содержит корпус, проходящий в продольном направлении и имеющий первый конец и второй конец; источник питания, расположенный в корпусе; схему управления, расположенную в корпусе; проводящий контактный узел, расположенный на втором конце корпуса; резервуар, выполненный с возможностью хранения предиспарительного состава; и нагреватель, выполненный с возможностью нагрева предиспарительного состава и электрически соединенный с источником питания. Контактный узел электрически соединяет источник питания и схему управления. Контактный узел может быть выполнен с возможностью приема внешней мощности и по меньшей мере одной команды.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления схема управления выполнена с возможностью обнаружения изменения сопротивления и/или изменения емкости таким образом, чтобы обнаруживать указанную по меньшей мере одну команду.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления контактный узел содержит зарядный анод и зарядный катод. Схема управления содержит переключатель, выполненный с возможностью электрического отделения зарядного катода от общей плоскости заземления. Контактный узел содержит первый контакт и второй контакт, изолированный от первого контакта. Второй контакт может иметь в целом кольцевую форму, и первый контакт может образовывать по меньшей мере участок торцевой стенки. Торцевая стенка и батарейная секция могут проходить в целом поперечно продольному направлению.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления контактный узел дополнительно содержит торцевой крышечный корпус, выполненный с возможностью удержания в нем первого контакта. Торцевой крышечный корпус может содержать по меньшей мере один паз. Второй контакт может быть образован как единое целое с по меньшей мере одним язычком, проходящим в продольном направлении. Указанный по меньшей мере один язычок выполнен с возможностью его размещения в указанном по меньшей мере одном пазу.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления электронное вейпинговое устройство содержит батарейную секцию и первую секцию. Батарейная секция может содержать источник питания, схему управления и проводящий контактный узел. Первая секция может содержать резервуар и нагреватель
По меньшей мере один пример варианта осуществления относится к зарядному USB-устройству.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления зарядное USB-устройство содержит корпус. Указанный корпус содержит верхнюю стенку, имеющую выполненный в ней зарядный паз; первый зарядный контакт, расположенный в зарядном пазу; второй зарядный контакт, расположенный в зарядном пазу; нижнюю стенку, противоположную верхней стенке; и по меньшей мере одну боковую стенку, расположенную между верхней стенкой и нижней стенкой. Зарядный паз может быть выполнен с возможностью размещения в нем конца электронного вейпингового устройства. Зарядное устройство содержит также по меньшей мере один магнит, смежный с зарядным пазом. Зарядное устройство может также содержать световод, окружающий зарядный паз и проходящий от зарядного паза до внешней поверхности зарядного USB-устройства. Световод может быть выполнен с возможностью передачи и/или сообщения света, показывающего состояние зарядки электронного вейпингового устройства, от электронного вейпингового устройства на внешнюю поверхность зарядного USB-устройства. Корпус образует внутреннее отделение. Зарядное устройство может дополнительно содержать зарядную схему, содержащуюся внутри указанного внутреннего отделения. Зарядная схема соединена с первым зарядным контактом и со вторым зарядным контактом.
По меньшей мере один пример варианта осуществления относится к батарейной секции электронного вейпингового устройства.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления батарейная секция содержит корпус, проходящий в продольном направлении и имеющий первый конец и второй конец; источник питания, расположенный в корпусе; проводящий контактный узел, расположенный на втором конце корпуса и электрически соединяющий источник питания и схему управления; и схему управления, расположенную в корпусе и выполненную с возможностью обнаружения изменения сопротивления и/или изменения емкости для обнаружения ввода указанной по меньшей мере одной команды. Контактный узел выполнен с возможностью приема внешней мощности и по меньшей мере одной команды. Контактный узел может содержать зарядный анод и зарядный катод. Схема управления содержит переключатель, выполненный с возможностью электрического отделения зарядного катода от общей плоскости заземления.
В по меньшей мере одном другом примере варианта осуществления предложено электронное вейпинговое устройство, содержащее батарейную секцию. Батарейная секция содержит: первый корпус, проходящий в продольном направлении; источник питания, расположенный в первом корпусе и выполненный с возможностью подачи мощности на нагревательную катушку при взаимодействии батарейной секции с картриджной секцией, содержащей резервуар и нагревательную катушку; и схему управления, содержащую схему измерения сопротивления и контроллер. Схема управления выполнена с возможностью: измерения начального сопротивления нагревательной катушки в аналоговой форме; вычисления эталонного сопротивления нагревательной катушки в цифровой форме на основе измеренного начального сопротивления; измерения текущего сопротивления нагревательной катушки в ответ на обнаружение акта затяжки; вычисления процентного изменения сопротивления нагревательной катушки на основе измеренного текущего сопротивления и указанного эталонного сопротивления нагревательной катушки; и управления подачей мощности на нагревательную катушку на основе вычисленного процентного изменения сопротивления нагревательной катушки.
Различные признаки и преимущества неограничивающих вариантов осуществления, раскрытых в данном документе, должны стать более понятны при прочтении подробного описания в сочетании с сопроводительными графическими материалами. Сопроводительные графические материалы представлены исключительно для иллюстративных целей и не должны интерпретироваться как ограничивающие объем формулы изобретения. Сопроводительные графические материалы не должны рассматриваться как изображенные в масштабе, если это не указано явным образом. Для ясности, различные размеры графических материалов могли быть увеличены.
На фиг. 1 показан вид сбоку е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 2 показан вид в сечении по линии II-II е-вейпингового устройства по фиг. 1 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 3А показан увеличенный вид конца батарейной секции е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 3В показан увеличенный вид конца батарейной секции е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 4 показан вид в разобранном состоянии проводящего контактного узла по фиг. 2 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 5 показан вид в сечении проводящего контактного узла по фиг. 2 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 6 показана принципиальная электрическая схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления схемы управления е-вейпингового устройства, показанного на фиг. 1.
На фиг. 7 показан чертеж схемы е-вейпингового устройства по фиг. 1 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 8 показан чертеж схемы е-вейпингового устройства по фиг. 1 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 9 показан перспективный вид зарядного устройства е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 10 показан вид сверху зарядного устройства по фиг. 9 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 11 показан вид в разобранном состоянии зарядного устройства по фиг. 9 и 10 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 12 показан вид в сечении по линии XII-XII зарядного устройства по фиг. 10 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 13 показан вид в разобранном состоянии зарядного контактного узла зарядного устройства по фиг. 9-12 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
На фиг. 14 показана блок-схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления способа работы схемы управления, показанной на фиг. 6.
На фиг. 15 показана блок-схема, иллюстрирующая еще один пример варианта осуществления способа работы схемы управления по фиг. 6.
На фиг. 16 показана блок-схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления способа работы схемы управления в фазе калибровки.
На фиг. 17 показана блок-схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления способа работы схемы управления в фазе измерения сопротивления.
Некоторые подробные примеры вариантов осуществления описаны в данном документе. Тем не менее, конкретные структурные и функциональные подробности, раскрытые в данном документе, представлены исключительно в целях описания примеров вариантов осуществления. Однако примеры вариантов осуществления могут быть осуществлены во многих альтернативных формах и не должны рассматриваться в качестве ограниченных лишь примерами вариантов осуществления, изложенными в данном документе.
Соответственно, хотя примеры вариантов осуществления могут иметь различные модификации и альтернативные формы, в настоящем документе примеры вариантов осуществления показаны в качестве примеров на графических материалах и будут описаны подробно. Однако следует понимать, что примеры вариантов осуществления не предназначены для их ограничения конкретными раскрытыми формами, а наоборот, примеры вариантов осуществления должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы в рамках объема примеров вариантов осуществления. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию графических материалов.
Следует понимать, что если элемент или слой обозначен как «расположенный на», «соединенный с», «связанный с» или «покрывающий» другой элемент или слой, он может быть непосредственно расположен на, соединен с, связан с или может покрывать другой элемент или слой, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. И наоборот, если элемент обозначен как «непосредственно расположенный на», «непосредственно соединенный с» или «непосредственно связанный с» другим элементом или слоем, то промежуточные элементы или слои отсутствуют. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему настоящему описанию.
Следует понимать, что, хотя термины «первый», «второй», «третий» и т. д. могут использоваться в данном документе для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев или секций, эти элементы, компоненты, области, слои или секции не должны ограничиваться данными терминами. Эти термины используются лишь для того, чтобы отличить один элемент, компонент, область, слой или секцию от другого элемента, компонента, области, слоя или секции. Таким образом, первые элемент, компонент, область, слой или секция, описанные ниже, могут именоваться вторыми элементом, компонентом, областью, слоем или секцией без отступления от идей, изложенных в примерах вариантов осуществления.
Термины относительного пространственного расположения (например, «ниже», «под», «нижний», «над», «верхний» и т.п.) могут использоваться в данном документе для упрощения описания с целью раскрытия связи одного элемента или признака с другим элементом или признаком, изображенными на фигурах. Следует понимать, что термины относительного пространственного расположения предназначены для охвата разных ориентаций устройства во время использования или работы, в дополнение к ориентации, изображенной на графических материалах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «под» или «ниже» других элементов или признаков, окажутся расположенными «над» другими элементами или признаками. Следовательно, термин «под» может охватывать расположение как выше, так и ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или расположено с другими ориентациями), и определения относительного пространственного расположения, используемые в данном документе, будут интерпретироваться соответствующим образом.
Терминология, используемая в данном документе, предназначена лишь для описания различных примеров вариантов осуществления и не предназначена для ограничения примеров вариантов осуществления. В контексте данного документа формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если контекст явно не указывает на иное. Следует также понимать, что термины «включает в себя», «включающий в себя», «содержит» и «содержащий», при их использовании в настоящем описании, указывают на присутствие указанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов или компонентов, но не исключают присутствия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов или их групп.
Примеры вариантов осуществления описаны в данном документе со ссылками на иллюстрации в сечении, которые являются схематичными изображениями идеализированных вариантов осуществления (или промежуточных структур) примеров вариантов осуществления. Таким образом, следует ожидать изменения форм указанных иллюстраций, например, в зависимости от технологий изготовления или допусков. Следовательно, примеры вариантов осуществления не должны рассматриваться как ограниченные формами областей, изображенных в данном документе, а должны включать в себя отклонения по форме, которые обусловлены, например, процессом изготовления.
Если не определено иное, то все термины (в том числе технические и научные термины), используемые в данном документе, имеют те же самые значения, в которых их обычно понимают специалисты в области техники, к которой относятся примеры вариантов осуществления. Следует также понимать, что термины, в том числе те, которые определены в общеупотребительных словарях, должны интерпретироваться как имеющие значение, соответствующее их значению в контексте соответствующей области техники, и не должны интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если это явно не определено в данном документе.
На фиг. 1 показан вид сбоку е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано на фиг. 1, электронное вейпинговое устройство (е-вейпинговое устройство) 60 может содержать сменный картридж (или первую секцию) 70 и многоразовую батарейную секцию (или вторую секцию) 72, которые могут быть соединены вместе с помощью резьбового соединителя 205. Следует понимать, что соединитель 205 может представлять собой соединитель любого типа, например соединитель с плотной посадкой, фиксатор, зажим, штыковой соединитель или замковый соединитель.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления соединитель 205 может представлять собой соединитель, описанный в патентной заявке США с порядковым № 15/154,439, опубликована 13 мая 2016, все содержание которой включено в настояую заявку посредством ссылки на нее. Как описано в патентной заявке США с порядковым № 15/154,439, соединитель 205 может быть выполнен с помощью процесса глубокой вытяжки.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления первая секция 70 может содержать корпус 6, и вторая секция 72 может содержать второй корпус 6'. Е-вейпинговое устройство 60 содержит вставку 8 на мундштучном конце.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления корпус 6 и второй корпус 6' могут иметь в целом цилиндрическую форму. В других примерах вариантов осуществления корпусы 6 и 6' могут иметь в целом треугольное поперечное сечение вдоль первой секции 70 и/или второй секции 72. Кроме того, корпусы 6 и 6' могут иметь одинаковую или разную форму поперечного сечения, а также одинаковые или разные размеры. Как указано в данном документе, корпусы 6 и 6'могут также именоваться внешними или основными корпусами.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления е-вейпинговое устройство 60 может содержать проводящий контактный узел 300, содержащий первый контакт 310 (показан на фиг. 2-3 и 5-6), второй контакт 320 и торцевой крышечный корпус 340, которые описаны более подробно ниже. Каждый из контактов - первый контакт 310 и второй контакт 320 - может использоваться для зарядки источника питания е-вейпингового устройства. Первый контакт 310, второй контакт 320 и торцевой крышечный корпус 340 описаны более подробно ниже.
Как описано более подробно ниже, первый контакт 310 и/или второй контакт 320 могут использоваться для зарядки источника питания е-вейпингового устройства, а также для ввода сенсорных команд. Соответственно, проводящий контактный узел 300 может быть выполнен с возможностью использования для зарядки источника питания е-вейпингового устройства и с возможностью ввода сенсорных команд для управления е-вейпинговым устройством.
На фиг. 2 показан вид в сечении по линии II-II е-вейпингового устройства по фиг. 1.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано на фиг. 2, первая секция 70 может содержать резервуар 22, выполненный с возможностью хранения предиспарительного состава, и нагреватель 14, имеющий возможность испарения предиспарительного состава, который может втягиваться из резервуара 22 с помощью фитиля 28. Е-вейпинговое устройство 60 может содержать признаки, изложенные в опубликованной патентной заявке США № 2013/0192623, авторы Tucker и др., опубликована 31 января 2013 г., все содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки на нее. В других примерах вариантов осуществления е-вейпинговое устройство может содержать признаки, изложенные в по меньшей мере одном из следующего: патентная заявка США с порядковым № 15/135,930, опубликована 22 апреля 2016, патентная заявка США с порядковым № 135,923, опубликована 22 апреля 2016, и патент США № 9,289,014, выдан 22 марта 2016, все содержание каждого из которых включено в настоящий документ посредством ссылок на них.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления предиспарительный состав может представлять собой материал или комбинацию материалов, которые способны превращаться в пар. Например, предиспарительный состав может представлять собой по меньшей мере одно из следующего: жидкий, твердый или гелеобразный состав, в том числе, но без ограничения: вода, гранулы, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматизаторы, парообразующие вещества, такие как глицерин и пропиленгликоль, и их комбинации.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления первая секция 70 может содержать корпус 6, проходящий в продольном направлении, и внутреннюю трубку (или канал) 62, коаксиально расположенную в корпусе 6.
На расположенном раньше по ходу потоку концевом участке внутренней трубки 62 в эту внутреннюю трубку 62 может быть вставлен выступающий участок 61 прокладки (или уплотнения) 15, и внешний периметр прокладки 15 способен обеспечивать уплотнение вместе с внутренней поверхностью корпуса 6. Прокладка 15 может также содержать центральный продольный воздушный канал 20, сообщающийся по текучей среде с внутренней трубкой 62 для образования внутреннего канала (именуемого также центральным каналом или центральным внутренним каналом) 21. Поперечный канал 33 в задней части прокладки 15 может пересекать воздушный канал 20 прокладки 15 и сообщаться с ним. Этот поперечный канал 33 обеспечивает сообщение между воздушным каналом 20 и пространством 35, образованным между прокладкой 15 и первой соединительной деталью 37.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления первая соединительная деталь 37 может содержать охватываемую резьбовую секцию для осуществления соединения между первой секцией 70 и второй секцией 72.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления корпус 6 может иметь более чем два впускных отверстия 44 для воздуха. В качестве альтернативы, корпус 6 может иметь единственное впускное отверстие 44 для воздуха. Такая компоновка обеспечивает возможность размещения впускных отверстий 44 для воздуха рядом с соединителем 205 без их запирания вследствие наличия соединительной детали 37. Такая компоновка обеспечивает также возможность упрочнения области впускных отверстий 44 для воздуха, чтобы облегчить точное сверление этих впускных отверстий 44 для воздуха.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления впускные отверстия 44 для воздуха могут быть выполнены в соединителе 205, а не в корпусе 6. В других примерах вариантов осуществления соединитель 205 может не содержать резьбовых участков.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления по меньшей мере одно впускное отверстие 44 для воздуха может быть выполнено в корпусе 6 смежно с соединителем 205 для минимизации вероятности запирания одного из указанных отверстий пальцами совершеннолетнего вейпера и для контроля сопротивления втягиванию (resistance-to-draw, RTD) во время вейпинга. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления впускные отверстия 44 для воздуха могут быть выполнены в корпусе 6 путем механической обработки с помощью точного инструмента таким образом, чтобы обеспечить точный контроль и воспроизведение их диаметров от одного е-вейпингового устройства 60 к другому в процессе изготовления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления впускные отверстия 44 для воздуха могут быть выполнены по размерам и форме таким образом, чтобы е-вейпинговое устройство 60 имело сопротивление затяжке (RTD) в диапазоне от приблизительно 60 миллиметров водяного столба до приблизительно 150 миллиметров водяного столба.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления выступающий участок 93 второй прокладки 10 может быть вставлен внутрь первого концевого участка 81 внутренней трубки 62. Внешний периметр второй прокладки 10 способен обеспечивать по существу герметичное уплотнение вместе с внутренней поверхностью 97 корпуса 6. Вторая прокладка 10 может содержать центральный канал 63, расположенный между внутренним каналом 21 внутренней трубки 62 и внутренней областью вставки 8 на мундштучном конце, которая имеет возможность переноса пара из внутреннего канала 21 к вставке 8 на мундштучном конце. Вставка 8 на мундштучном конце содержит по меньшей мере два выпускных отверстия, которые могут быть расположены со смещением от продольной оси е-вейпингового устройства 60. Выпускные отверстия могут быть направлены наружу под углом относительно продольной оси е-вейпингового устройства 60. Выпускные отверстия могут быть по существу равномерно распределены по периметру вставки 8 на мундштучном конце таким образом, чтобы по существу равномерно распределять пар во рту совершеннолетнего вейпера во время вейпинга и создавать более выраженное ощущение наполненности во рту. Таким образом, по мере прохождения пара в рот совершеннолетнего вейпера, этот пар имеет возможность поступления в рот и возможность перемещения в разных направлениях таким образом, чтобы обеспечивать ощущение наполненного рта.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления пространство, образованное между прокладками 10 и 15, внешним корпусом 6 и внутренней трубкой 62, может образовывать границы резервуара 22. Резервуар 22 может содержать предиспарительный состав и, при необходимости, носитель для хранения (не показан), выполненный с возможностью хранения в нем предиспарительного состава. Носитель для хранения может содержать обмотку из хлопчатобумажной марли или другого волоконного материала вокруг внутренней трубки 62.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления резервуар 22 может быть заключен во внешнем кольцевом пространстве между внутренней трубкой 62 и корпусом 6 и между прокладками 10 и 15. Таким образом обеспечивается возможность по меньшей мере частичного окружения резервуаром 22 внутреннего канала 21. Нагреватель 14 может проходить поперечно через внутренний канал 21 между противоположными участками резервуара 22. В некоторых примерах вариантов осуществления нагреватель 14 может проходить параллельно продольной оси внутреннего канала 21.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления резервуар 22 может быть выполнен по размерам и форме с возможностью вмещения достаточного количества предиспарительного состава таким образом, чтобы е-вейпинговое устройство 60 было способно обеспечивать вейпинг в течение по меньшей мере приблизительно 200 секунд. Кроме того, е-вейпинговое устройство 60 может быть выполнено с возможностью обеспечения длительности каждой затяжки максимум до приблизительно 5 секунд.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, носитель для хранения может представлять собой волоконный материал, содержащий по меньшей мере одно из следующего: хлопок, полиэтилен, сложный полиэфир, вискоза и их комбинации. Волокна могут иметь диаметр в диапазоне от приблизительно 6 микрон до приблизительно 15 микрон (например, от приблизительно 8 микрон до приблизительно 12 микрон или от приблизительно 9 микрон до приблизительно 11 микрон). Носитель для хранения может представлять собой спеченный, пористый или вспененный материал. Кроме того, волокна могут быть выполнены по размеру таким образом, чтобы их вдыхание было невозможно, и их поперечное сечение может иметь Y-образную форму, крестообразную форму, форму клевера или любую другую подходящую форму. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления резервуар 22 может содержать заполненную емкость, не имеющую какого-либо носителя для хранения и содержащую только предиспарительный состав.
Во время вейпинга обеспечивается возможность переноса предиспарительного состава из резервуара 22 и/или носителя для хранения в окрестность нагревателя 14 за счет капиллярного действия фитиля 28. Фитиль 28 может содержать по меньшей мере первый концевой участок и второй концевой участок, которые могут проходить в противоположные стороны резервуара 22. Нагреватель 14 может по меньшей мере частично окружать центральный участок фитиля 28, так что при активации нагревателя 14 обеспечивается возможность испарения предиспарительного состава на центральном участке фитиля 28 посредством нагревателя 14 для образования пара.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления фитиль 28 может содержать нити (или пряди), способные втягивать предиспарительный состав. Например, фитиль 28 может представлять собой пучок стеклянных (или керамических) нитей, пучок, содержащий группу витых стеклянных нитей и т.п., причем все эти компоновки могут быть способны втягивать предиспарительный состав за счет капиллярного действия пустот между нитями. Волокна могут быть в целом выровнены в направлении, перпендикулярном (поперечном) продольному направлению е-вейпингового устройства 60. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления фитиль 28 может содержать от одной до восьми нитяных прядей, причем каждая прядь содержит множество переплетенных стеклянных нитей. Концевые участки фитиля 28 могут быть гибкими и иметь возможность складывания внутрь границ резервуара 22. Поперечное сечение волокон может иметь в целом крестообразную форму, форму клевера, Y-образную форму или любую другую подходящую форму.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления фитиль 28 может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов могут представлять собой, но без ограничения, материалы на основе стекла, керамики или графита. Фитиль 28 может иметь любое подходящее втягивающее действие, обусловленное капиллярностью, для адаптации к предиспарительным составам, имеющим разные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара. Фитиль 28 может быть непроводящим.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления нагреватель 14 может содержать проволочную катушку, которая по меньшей мере частично окружает фитиль 28. Проволока может представлять собой металлическую проволоку. Нагревательная катушка может проходить полностью или частично по длине фитиля 28. Нагревательная катушка может также проходить полностью или частично по окружности фитиля 28. В некоторых примерах вариантов осуществления нагреватель 14 может находиться, а может и не находиться в контакте с фитилем 28.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления нагревательная катушка может быть образована из любых подходящих электрорезистивных материалов. Примеры подходящих электрорезистивных материалов могут включать в себя, но без ограничения, медь, титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих металлических сплавов включают в себя, но без ограничения, нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта и нержавеющей стали. Например, нагреватель 14 может быть образован из алюминида никеля, материала со слоем оксида алюминия на поверхности, алюминида железа и других композитных материалов, при этом электрорезистивный материал может быть при необходимости встроен в изолирующий материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагреватель 14 может содержать по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали, меди, медных сплавов, хромоникелевых сплавов, суперсплавов и их комбинаций. В примере варианта осуществления нагреватель 14 может быть образован из никель-хромовых сплавов или железо-хромовых сплавов. В еще одном примере варианта осуществления нагреватель 14 может представлять собой керамический нагреватель, имеющий электрорезистивный слой на своей наружной поверхности.
Внутренняя трубка 62 может содержать пару противоположных пазов, так что фитиль 28 и первый и второй электрические выводы 109 и 109' или концы нагревателя 14 могут быть выведены наружу из соответствующих противоположных пазов. Благодаря наличию указанных противоположных пазов во внутренней трубке 62, обеспечивается возможность содействия размещению нагревателя 14 и фитиля 28 в месте, находящемся внутри внутренней трубки 62, без нежелательного взаимодействия кромок указанных пазов и катушечной секции нагревателя 14. Соответственно, обеспечивается возможность предотвращения изменения расстояния между витками катушки нагревателя 14 из-за нежелательного взаимодействия с кромками указанных пазов, что в противном случае могло бы привести к созданию потенциальных источников горячих точек. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления внутренняя трубка 62 может иметь диаметр приблизительно 4 миллиметра, и каждый из указанных противоположных пазов может иметь наибольший и наименьший размеры от приблизительно 2 миллиметров до приблизительно 4 миллиметров.
Первый вывод 109 физически и электрически соединен с охватываемой резьбовой соединительной деталью 37. Как показано на фигурах, охватываемая резьбовая соединительная деталь 37 представляет собой полый цилиндр с внешней резьбой на дальнем участке внешней поверхности. Соединительная деталь является проводящей, и она может быть выполнена из проводящего материала или покрыта им. Второй вывод 109' физически и электрически соединен с первым проводящим штырем 110. Первый проводящий штырь 110 может быть выполнен из проводящего материала (например, нержавеющей стали, меди и т.д.), и он может иметь Т-образное сечение, как показано на фиг. 2. Первый проводящий штырь 110 размещен внутри полого участка первой соединительное детали 37 и электрически изолирован от первой соединительной детали 37 с помощью изоляционной оболочки 111. Первый проводящий штырь 110 может быть полым, как показано на фигурах, и его полый участок может сообщаться по текучей среде с воздушным каналом 20. Соответственно, первая соединительная деталь 37 и первый проводящий штырь 110 образуют соответствующее внешнее электрическое соединение с нагревателем 14.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления нагреватель 14 имеет возможность нагрева предиспарительного состава в фитиле 28 за счет теплопроводности. В качестве альтернативы, тепло от нагревателя 14 может передаваться на предиспарительный состав посредством теплопроводного элемента, или нагреватель 14 имеет возможность передачи тепла во входящий окружающий воздух, который втягивается через е-вейпинговое устройство 60 во время вейпинга, в результате чего, в свою очередь, происходит нагрев предиспарительного состава за счет конвекции.
Следует понимать, что вместо использования фитиля 28 нагреватель 14 может содержать пористый материал, который содержит резистивный нагреватель, выполненный из материала с высоким электрическим сопротивлением, способного быстро генерировать тепло.
Как показано на фиг. 2, вторая секция 72 содержит источник 1 питания, схему 200 управления, датчик 16 и проводящий контактный узел (именуемый также контактным узлом или соединительным узлом) 300. Как показано на фигурах, схема 200 управления и датчик 16 расположены в корпусе 6'. Контактный узел 300 образует один конец второй секции 72, и охватывающая резьбовая соединительная деталь 112 образует второй конец. Как показано на фигурах, вторая соединительная деталь 112 имеет форму полого цилиндра с резьбой на дальнем участке внутренней поверхности. Внутренний диаметр второй соединительной детали 112 соответствует внешнему диаметру первой соединительной детали 37, так что две соединительных детали 37 и 112 могут быть соединены между собой по резьбе с образованием соединения 205. Кроме того, вторая соединительная деталь 112 или по меньшей мере дальний участок ее внешней поверхности являются проводящими, например выполненными из проводящего материала или содержащими его. Таким образом, при соединении первой и второй соединительных деталей 37 и 112 обеспечивается электрическое и физическое соединение между ними.
Как показано на фигурах, первый вывод 720 электрически соединяет вторую соединительную деталь 112 со схемой 200 управления. Второй вывод 730 электрически соединяет схему 200 управления с первым зажимом 113 источника 1 питания. Третий вывод 725 электрически соединяет второй зажим 114 источника 1 питания с зажимом питания схемы 200 управления для подачи мощности на схему 200 управления. Кроме того, второй зажим 114 источника 1 питания электрически и физически соединен со вторым проводящим штырем 115. Второй проводящий штырь 115 может быть выполнен из проводящего материала (например, нержавеющей стали, меди и т.д.), и он может иметь Т-образную форму сечения, как показано на фиг. 2. Второй проводящий штырь 115 размещен внутри полого участка второй соединительной детали 112 и электрически изолирован от второй соединительной детали 112 с помощью изоляционной оболочки 116. Второй проводящий штырь 115 также может быть полым, как показано на фигурах. При соединении первой и второй соединительных деталей 37 и 112 второй проводящий штырь 115 физически и электрически соединяется с первым проводящим штырем 110. Кроме того, полый участок второго проводящего штыря 115 может сообщаться по текучей среде с полым участком первого соединительного штыря 110.
Хотя первая секция 70 показана и описана как имеющая охватываемую соединительную деталь, а вторая секция 72 показана и описана как имеющая охватывающую соединительную деталь, альтернативный вариант осуществления включает обратную компоновку, в которой первая секция 70 имеет охватывающую соединительную деталь, а вторая секция 72 имеет охватываемую соединительную деталь.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления источник 1 питания содержит батарею, расположенную в е-вейпинговом устройстве 60. Источник 1 питания может представлять собой литий-ионную батарею или один из ее вариантов, например литий-ионную полимерную батарею. В качестве альтернативы, источник 1 питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею, литий-марганцевую батарею, литий-кобальтовую батарею или топливный элемент. Е-вейпинговое устройство 60 может использоваться для вейпинга совершеннолетним вейпером до тех пор, пока не будет израсходована энергия в источнике 1 питания или, в случае литий-полимерной батареи, до тех пор, пока не будет достигнут минимальный уровень отключения напряжения.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления источник 1 питания является перезаряжаемым. Вторая секция 72 может содержать схему, выполненную таким образом, чтобы обеспечивать возможность перезарядки батареи с помощью внешнего зарядного устройства. Для перезарядки е-вейпингового устройства 60 может использоваться зарядное USB-устройство или другой подходящий зарядный блок, как описано ниже.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления датчик 16 выполнен с возможностью генерирования выходного сигнала, показывающего величину и направление воздушного потока в е-вейпинговом устройстве 60. Схема 200 управления принимает выходной сигнал датчика 16 и определяет тот факт, что (1) направление воздушного потока соответствует втягиванию на вставке 8 на мундштучном конце (противоположно выдуванию), и (2) интенсивность втягивания превышает пороговый уровень. В случае выполнения этих условий вейпинга схема 200 управления электрически соединяет источник 1 питания с нагревателем 14, в результате чего нагреватель 14 активируется. Более конкретно, схема 200 управления электрически соединяет первый и второй выводы 720 и 730 (например, путем активации схемы 945 управления питанием нагревателя, как описано ниже в отношении фиг. 6), так что нагреватель 14 оказывается электрически соединенным с батареей 1. В альтернативном варианте осуществления датчик 16 может отображать падение давления, и в ответ на это схема 200 управления активирует нагреватель 14.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления схема 200 управления может также содержать световой индикатор 48, который активируется для зажигания схемой 200 управления при активации нагревателя 14 и/или при перезарядке батареи. Световой индикатор 48 может содержать один или более светодиодов (light-emitting diodes, LED). Светодиоды могут иметь один или более цветов (например, желтый, красный, зеленый, синий и т.д.). Кроме того, световой индикатор 48 может быть расположен таким образом, чтобы он был виден совершеннолетнему вейперу во время вейпинга, и он может находиться между первым концом 210 и вторым концом 220 е-вейпингового устройства 60. Кроме того, световой индикатор 48 может использоваться для диагностики е-вейпинговой системы или для отображения того факта, что в настоящий момент идет перезарядка. Световой индикатор 48 может также быть выполнен таким образом, чтобы совершеннолетний вейпер имел возможность активации и/или деактивации светового индикатора 48 для скрытности.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления схема 200 управления может содержать ограничитель периода времени. В еще одном примере варианта осуществления схема 200 управления может содержать приводимый вручную переключатель для инициирования нагрева совершеннолетним вейпером. Период времени подачи электрического тока на нагреватель 14 может быть установлен или предустановлен в зависимости от количества предиспарительного состава, требующегося для испарения. В еще одном примере варианта осуществления датчик 16 может обнаруживать падение давления, и схема 200 управления может подавать мощность на нагреватель 14, пока выполняются условия активации.
Далее будет описана работа е-вейпингового устройства для создания пара. Например, воздух первоначально втягивается внутрь первой секции 70 через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие 44 для воздуха в ответ на затяжку, осуществляемую на вставке 8 на мундштучном конце. Воздух поступает через впускное отверстие 50 для воздуха, проходит через поперечный канал 33 в задней части прокладки 15, воздушный канал 20 прокладки 15 и внутренний канал 21 и выходит через выпускное отверстие 24 вставки 8 на мундштучном конце. В случае, если схема 200 управления обнаруживает вышеописанные условия затяжки, схема 200 управления инициирует подачу мощности на нагреватель 14 с тем, чтобы нагреватель 14 нагревал предиспарительный состав в фитиле 28 для образования пара. Пар и воздух, протекающие по внутреннему каналу 21, смешиваются и выходят из е-вейпингового устройства 60 через выпускное отверстие 24 вставки 8 на мундштучном конце.
При активации нагреватель 14 имеет возможность нагрева участка фитиля 28, окруженного нагревателем, в течение менее чем приблизительно 10 секунд.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления первая секция 70 может быть сменной. Иначе говоря, при израсходовании предиспарительного состава в картридже, возможна замена лишь первой секции 70. Альтернативная компоновка может включать пример вариант осуществления, в котором возможно выбрасывание всего е-вейпингового устройства 60 при израсходовании содержимого в резервуаре 22. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления е-вейпинговое устройство 60 может представлять собой монолитное е-вейпинговое устройство.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления е-вейпинговое устройство 60 может иметь длину от приблизительно 80 миллиметров до приблизительно 110 миллиметров, и диаметр от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. Например, в одном примере варианта осуществления е-вейпинговое устройство может иметь длину приблизительно 84 миллиметра и диаметр приблизительно 7,8 миллиметра.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано на фиг. 2, е-вейпинговое устройство 60 содержит контактный узел 300, как описано более подробно ниже в отношении фиг. 4-5.
На фиг. 3А показан увеличенный вид конца второй (или батарейной) секции е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано на фиг. 3А, вторая секция 72 является такой же, что и на фиг. 2. Схема 200 управления размещена на жесткой печатной плате 410. Печатная плата 410 соединена с первым контактом 310 через вывод 700. Печатная плата 410 соединена со вторым контактом 320 через вывод 710.
На фиг. 3В показан увеличенный вид конца второй секции е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано на фиг. 3В, вторая секция 72 является такой же, что и на фиг. 2. Схема 200 управления размещена на гибкой печатной плате 1000. Гибкая печатная плата 1000 обеспечивает возможность включения батареи 1 большего размера, поскольку гибкая печатная плата 1000 требует меньше места внутри корпуса 6', чем жесткая печатная плата 410 по фиг. 3А.
На фиг. 4 показан вид в разобранном состоянии проводящего контактного узла по фиг. 2 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления. На фиг. 5 показан вид в сечении собранной (или неразобранной) версии проводящего контактного узла по фиг. 4 по линии V-V на фиг. 4 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
Как показано на фиг. 4 и 5, контактный узел 300 является таким же, что и на фиг. 2, и он показан более подробно. Как показано на фиг. 4, контактный узел 300 содержит первый контакт 310, второй контакт 320 и торцевой крышечный корпус 340.
Первый контакт 310 имеет форму диска. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления первый контакт 310 может быть выполнен из печатной платы (printed circuit board, PCB), которая может быть жесткой или гибкой. Первый контакт 310 содержит подложку 315 с выполненным на ее верхней поверхности первым проводящим участком 312 и выполненным на ее нижней поверхности вторым проводящим участком 314. По меньшей мере один проводящий переход 313 электрически соединяет первый и второй проводящие участки 312 и 314 (см. фиг. 5). Первый проводящий участок 312 и второй проводящий участок 314 могут быть выполнены из меди, нержавеющей стали, магнитной нержавеющей стали и т.д. Первый проводящий участок 312 может иметь в целом круглую форму и/или он может образовывать рисунок. Например, проводящий участок 312 образует контур номера «10» в примере по фиг. 4. Первый проводящий участок 312 имеет такую площадь, что второй контакт 320 не перекрывается с первым проводящим участком 312, и первый проводящий участок 312 первого контакта 310 электрически изолирован от второго контакта 320. В качестве альтернативы, непроводящий участок 311 подложки 315 открыт, и второй контакт 320 перекрывается и/или контактирует с непроводящим участком 311.
Как показано на фигурах, торцевой крышечный корпус 340 имеет в целом форму полого цилиндра, образованного боковой стенкой 350. Нижний участок боковой стенки 350 содержит гребни 355, и верхний участок содержит фланец 360. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления внешний диаметр фланца 360 является примерно таким же, что и внешний диаметр корпуса 6'. Боковая стенка 350 имеет внешний диаметр, который несколько меньше, чем внутренний диаметр корпуса 6', так что обеспечивается возможность удержания боковой стенки 350 на своем месте в корпусе 6' за счет фрикционной посадки. Боковая стенка 350 может содержать гребни 355 для поддержки удержания торцевого крышечного корпуса 340 внутри корпуса 6'.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления торцевой крышечный корпус 340 содержит гребень или внутренний уступ 305, выступающий от дальнего участка внутренней поверхности. На внутренний уступ 305 опирается первый контакт 310. От конца торцевого крышечного корпуса 340 отходят два выступающих ребра 315. Выступающие ребра 315 отделяют внутренний уступ 305 от фланца 360. На внешний уступ фланца 360 опирается второй контакт 320. Хотя показаны два выступающих ребра 315, каждое из которых проходит в пределах по меньшей мере 90 градусов вокруг конца торцевого крышечного корпуса 340, следует понимать, что выступающие ребра 315 могут быть выполнены в количестве, большем или меньшее, чем два.
Как было указано выше, участок второго контакта 320 сопряжен с фланцем 360 торцевого крышечного корпуса 340, и в результате язычки 380 второго контакта 320 вставлены в пазы 390 в боковой стенке 350 торцевого крышечного корпуса 340 таким образом, что они скрепляют второй контакт 320 с торцевым крышечным корпусом 340 и удерживают первый контакт 310 на своем месте на внутреннем уступе 305. Как показано на фиг. 5, вывод 700 соединен со вторым проводящим участком 314, и вывод 710 соединен с по меньшей мере одним из язычков 380.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления торцевой крышечный корпус 340 может быть выполнен из пластмассы. По меньшей мере участок фланца 360 торцевого крышечного корпуса 340 может быть прозрачным, так что свет от светового индикатора 48 активации нагревателя можно видеть через фланец 360. Первый контакт 310 и второй контакт 320 могут быть непрозрачными (например, они могу содержать паяльную маску для по существу предотвращения возможности видеть свет через печатную плату), так что световой индикатор 48 невозможно увидеть через конец е-вейпингового устройства 60.
Как показано на фиг. 4, на язычках 440 расположены фиксаторы 380, и эти фиксаторы сцепляются с расположенными под ними участками 450 фланца 360 при сопряжении язычков 380 с пазами 390. Язычки 380 могут быть упругими, так что эти язычки 380 немного сгибаются при их вставлении внутрь пазов 390, но упруго возвращаются в исходное положение для фиксации язычков 380 внутри пазов 390.
Второй контакт 320 является проводящим, и проводящие участки первого контакта 310 электрически изолированы от второго контакта 320, как описано выше. Кроме того, в по меньшей мере одном примере варианта осуществления первый контакт 310 и второй контакт 320 являются магнитными. Соответственно, язычки 380 и пазы 390 выполнены с возможностью взаимного сцепления таким образом, чтобы предотвратить извлечение первого контакта 310 и второго контакта 320 из е-вейпингового устройства 60 вследствие магнитного притягивания.
В по меньшей мере одном альтернативном варианте осуществления по меньшей мере участок первого контакта 310 может быть по существу прозрачным, так что световой индикатор 48 просвечивает через боковой участок торцевого крышечного корпуса 340.
На фиг. 6 показана принципиальная электрическая схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления схемы 200 управления в е-вейпинговом устройстве, показанном на фиг. 1. Схема 200 управления, показанная на фиг. 6, описана применительно к состоянию, в котором первая секция 70 соединена со второй секцией 72, как описано выше. Поэтому на фиг. 6 показаны как нагреватель 14, так и источник 1 питания.
Как показано на фиг. 6, схема 200 управления содержит микроконтроллер 905, контроллер 800 зарядки, переключающую схему 920 управления режимом, схему 945 управления питанием нагревателя, схему 94 измерения сопротивления и резистор 910. В данном примере переключающая схема 920 управления режимом содержит переключатель U3 управления режимом, и схема 945 управления питанием нагревателя содержит переключатель U1 управления питанием нагревателя. Микроконтроллер 905 содержит аналого-цифровой преобразователь (ADC) 9052 и цифроаналоговый преобразователь (DAC) 9054. Аналого-цифровой преобразователь 9052 может представлять собой 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь, и цифроаналоговый преобразователь 9054 может представлять собой 8-разрядный цифроаналоговый преобразователь. Тем не менее, примеры вариантов осуществления не ограничиваются этими примерами.
Схема 94 измерения сопротивления содержит первый резистор R1, второй резистор R2, третий резистор R3, четвертый резистор R4, операционный усилитель (operational amplifier, OP-AMP) 947 и схему 946 переключения измерения сопротивления. Схема 946 переключения измерения сопротивления содержит переключатель U2 измерения сопротивления. Операционный усилитель 947 может представлять собой дифференциальный операционный усилитель.
Каждый из нижеперечисленных элементов - переключатель U1 управления питанием нагревателя, переключатель U2 измерения сопротивления и переключатель U3 управления режимом - могут представлять собой транзисторы (например, n-канальные МОП-транзисторы или полевые МОП-транзисторы), хотя примеры вариантов осуществления не должны ограничиваться вышеуказанными примерами. В качестве примера, переключатели U1-U3 будут описаны в настоящем документе как транзисторы. В этой связи, переключатель U1 управления питанием нагревателя может именоваться транзистором U1 управления питанием нагревателя, переключатель U2 измерения сопротивления может именоваться транзистором U2 измерения сопротивления, и переключатель U3 управления режимом может именоваться транзистором U3 управления режимом. Тем не менее, как и в предыдущем случае, примеры вариантов осуществления не должны ограничиваться этими примерами.
Согласно фиг. 6, емкостной вход 940 микроконтроллера 905 соединен с первым выводом резистора 910. Второй вывод резистора 910 соединен со вторым контактом 320 через вывод 710.
Первый электрод транзистора U3 управления режимом соединен с первым узлом NODE1 между вторым выводом резистора 910 и вторым контактом 320. Второй электрод транзистора U3 управления режимом соединен через второй узел NODE2 с отрицательным зажимом источника 1 питания, первым концом нагревателя 14 и первым выводом пятого резистора R4 схемы 94 измерения сопротивления. Затвор транзистора U3 управления режимом соединен с клеммой 930 сенсорного ввода/активации зарядки (именуемой также клеммой активации) в микроконтроллере 905. Как описано в данном документе, отрицательный зажим источника 1 питания может также именоваться общей землей, землей, плоскостью заземления или общей плоскостью заземления.
Контроллер 800 зарядки электрически присоединен между первым контактом 310 (через вывод 700) и клеммой 935 активации зарядки в микроконтроллере 905. Кроме того, контроллер 800 зарядки электрически соединен с положительным зажимом источника 1 питания через третий узел NODE3. Положительный зажим источника 1 питания соединен со схемой 200 управления через вывод 703, и он также соединен с клеммой PWR ввода мощности в микроконтроллере 905 через вывод 725 для подачи мощности на схему 200 управления и на микроконтроллер 905.
CH
CH
CH
CH
Согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления, контроллер 800 зарядки может представлять собой любой известный контроллер зарядки. В одном примере контроллер 800 зарядки может содержать линейный регулятор. Согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления, контроллер 800 зарядки может быть выполнен с возможностью определения уровня зарядки источника 1 питания и с возможностью управления подачей зарядного тока i и/или напряжения на источник 1 питания на основе определенного уровня зарядки. Контроллер 800 зарядки может также обнаруживать ввод зарядного тока i через первый контакт 310 и вывод 700 и выдавать сигнал CHG_EN активации зарядки на основе обнаруженного зарядного тока i. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления сигнал CHG_EN активации зарядки может быть деактивирован (например, переключен на первое логическое значение, такое как низкий логический уровень) при необнаружении зарядного тока, и он может быть активирован (например, переключен на второе логическое значение, такое как высокий логический уровень) при обнаружении зарядного тока. В еще одном примере сигнал CHG_EN активации зарядки может быть описан как сигнал, выдаваемый при обнаружении зарядного тока и не выдаваемый при необнаружении зарядного тока. Контроллер 800 зарядки может также выдавать регулируемый зарядный ток i на положительный зажим источника 1 питания для зарядки источника 1 питания. Поскольку контроллеры зарядки, такие как вышеуказанные, хорошо известны, более подробное описание не приводится.
Как дополнительно показано на фиг. 6, первый электрод транзистора U1 управления питанием нагревателя соединен с положительным зажимом источника 1 питания, и второй электрод транзистора U1 управления питанием нагревателя соединен со вторым концом нагревателя 14 через четвертый узел NODE4 и первый вывод 720 между нагревателем 14 и схемой 200 управления. Затвор транзистора U1 управления питанием нагревателя электрически соединен с клеммой 955 управления питанием нагревателя в микроконтроллере 905. Согласно по меньшей мере данному прмеру варианта осуществления, микроконтроллер 905 выдает сигнал HEAT_PWR_CTRL управления питанием нагревателя для управления транзистором U1 управления питанием нагревателя с целью регулирования мощности и управления ее подачей от источника 1 питания на нагреватель 14.
Схема 94 измерения сопротивления электрически соединена с первым электродом транзистора U1 управления питанием нагревателя, положительным зажимом источника 1 питания и контроллером 800 зарядки через пятый узел NODE5 и третий узел NODE3. Кроме того, схема 94 измерения сопротивления электрически соединена с аналого-цифровым преобразователем 9052, цифроаналоговым преобразователем 9054 и клеммой 956 активации измерения сопротивления в микроконтроллере 905.
Внутри схемы 94 измерения сопротивления первый электрод транзистора 946 измерения сопротивления соединен с первым электродом транзистора U1 управления питанием нагревателя, положительным зажимом источника 1 питания и контроллером 800 зарядки через пятый узел NODE5. Второй электрод транзистора 946 измерения сопротивления соединен с первым выводом первого резистора R1. Затвор транзистора 946 измерения сопротивления соединен с клеммой 956 активации измерения сопротивления в микроконтроллере 905.
Второй вывод первого резистора R1 соединен с положительным входом операционного усилителя (OP-AMP) 947, вторым электродом транзистора U1 управления питанием нагревателя, вторым концом нагревателя 14 и аналоговым входом ANALOG микроконтроллера 905 через шестой узел NODE6.
Выход операционного усилителя 947 соединен с аналого-цифровым преобразователем 9052 в микроконтроллере 905. Второй резистор R2 включен параллельно между отрицательным входом и выходом операционного усилителя 947. Отрицательный вход операционного усилителя 947 соединен также с первым выводом третьего резистора R3 и вторым выводом четвертого резистора R4.
Второй вывод третьего резистора R3 соединен с цифроаналоговым преобразователем 9054 в микроконтроллере 905.
Как дополнительно показано на фиг. 6, микроконтроллер 905 электрически соединен также с датчиком 16.
Хотя пример варианта осуществления, показанный на фиг. 6, описан применительно к схеме 94 измерения сопротивления, отдельной от микроконтроллера 905, примеры вариантов осуществления не должны ограничиваться данным примером. Вместо вышеуказанного, согласно одному или более другим примерам вариантов осуществления схема 94 измерения сопротивления или один или более ее компонентов (например, операционный усилитель 947) могут быть включены и реализованы в микроконтроллере 905.
Далее будет описан пример работы схемы 200 управления, показанной на фиг. 6.
Согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления, при соединении первой секции 70 со второй секцией 72 транзистор U3 управления режимом первоначально устанавливается в состояние ON (отпертое). В данном примере транзистор U3 управления режимом переходит из состояния ON в состояние OFF (запертое) периодически на основе мониторинговой частоты для схемы 200 управления в ответ на переключение сигнала EN_SIG мониторинга зарядки, подаваемого от микроконтроллера 905 через клемму 930 активации (именуемую также в данном документе клеммой активации). Мониторинговая частота более подробно описана ниже.
Согласно по меньшей мере некоторым примерам вариантов осуществления, каждый раз при переходе транзистора U3 управления режимом из состояния ON в состояние OFF схема 200 управления осуществляет мониторинг факта касания в течение сравнительно короткого интервала (иногда именуемого интервалом обнаружения касания). Этот сравнительно короткий интервал может начинаться в момент начала периода, который может именоваться циклом «пробуждения», основанным на спящем состоянии микроконтроллера, после чего схема 200 управления может возвращаться в состояние, в котором возможно инициирование зарядки источника 1 питания.
Как описано в данном документе, переключение сигнала EN_SIG мониторинга зарядки может относиться к переходу этого сигнала от высокого логического уровня к низкому логическому уровню. Как описано в данном документе, переключение сигнала EN_SIG мониторинга зарядки на низкий логический уровень может также именоваться деактивацией сигнала EN_SIG мониторинга зарядки или деактивацией его вывода. Тем не менее, примеры вариантов осуществления не должны ограничиваться данным примером.
Как описано в данном документе, состояние ON транзистора 920 управления режимом может также именоваться активным состоянием или состоянием, в котором транзистор 920 управления режимом активирован. Аналогичным образом, состояние OFF может также именоваться неактивным состоянием или состоянием, в котором транзистор 920 управления режимом деактивирован.
Согласно одному или более примерам вариантов осуществления, микроконтроллер 905 и/или схема 200 управления могут работать в одном из следующих режимов: режиме мониторинга, режиме сенсорной команды и режиме зарядки. Пример работы схемы 200 управления в каждом из этих рабочих режимов будет описан более подробно ниже.
В режиме мониторинга сигнал CHG_EN активации зарядки деактивируется, и транзистор U3 управления режимом периодически деактивируется в ответ на деактивацию сигнала EN_SIG монторинга зарядки от клеммы 930 активации в микроконтроллере 905. Деактивация сгнала EN_SIG мониторинга зарядки может также быть охарактеризована как активация сигнала мониторинга касания.
Частота сигнала EN_SIG мониторинга зарядки и, следовательно, периодичность деактивации транзистора U3 управления режимом, основаны на состоянии микроконтроллера 905 в режиме мониторинга. В одном примере режим мониторинга может включать в себя множество состояний. В каждом из указанного множества состояний сигнал EN_SIG мониторинга может иметь отличную от других частоту и, следовательно, деактивация транзистора U3 управления режимом может иметь разную периодичность. В одном примере режим мониторинга может включать в себя активное состояние, состояние ожидания и спящее состояние.
В примере активного состояния сигнал EN_SIG мониторинга зарядки может иметь частоту приблизительно 100 Герц, так что транзистор U3 управления режимом деактивируется (переходит в состояние OFF) приблизительно каждые 0,01 секунды.
В примере состояния ожидания сигнал EN_SIG мониторинга зарядки может иметь частоту приблизительно 50 Герц, так что транзистор U3 управления режимом деактивируется приблизительно каждые 0,05 секунды.
В примере спящего состояния сигнал EN_SIG мониторинга зарядки может иметь частоту приблизительно 10 Герц, так что транзистор U3 управления режимом деактивируется приблизительно каждые 0,10 секунды.
При прикреплении картриджа, содержащего нагревательный элемент (например первой секции 70) к батарейной секции (например второй секции 72) микроконтроллер 905 обнаруживает, что картридж прикреплен к батарейной секции, и по умолчанию переходит в активное состояние. Как в целом хорошо известно, микроконтроллер 905 может обнаруживать прикрепление картриджа к батарейной секции на основе изменения сопротивления (например, от по существу бесконечного сопротивления до конечного значения сопротивления) в результате прикрепления картриджа.
В случае прикрепления картриджа и необнаружения акта затяжки датчиком 16 в течение первого порогового интервала (например, приблизительно 20 секунд), начиная с момента, когда был прикреплен картридж, микроконтроллер 905 переходит в состояние ожидания. Если в состоянии ожидания датчик 16 не обнаружил акта затяжки в течение второго порогового периода времени (например, 40 секунд), начиная с момента прикрепления картриджа (или, в качестве альтернативы, в течение нового 20-секундного интервала с момента перехода микроконтроллера 905 в состояние ожидания), микроконтроллер 905 переходит в спящее состояние. Микроконтроллер остается в спящем состоянии до тех пор, пока датчиком 16 не будет обнаружен акт затяжки. При обнаружении датчиком 16 акта затяжки в состоянии ожидания или в спящем состоянии, микроконтроллер 905 переходит в активное состояние для повышения способности к реагированию на действия совершеннолетнего вейпера. Если картридж не прикреплен, то микроконтроллер 905 остается в спящем состоянии до тех пор, пока картридж не будет прикреплен. Как описано выше, при прикреплении картриджа микроконтроллер 905 переходит в активное состояние.
На фиг. 14 показана блок-схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления способа работы схемы 200 управления, показанной на фиг. 6. Пример варианта осуществления, показанный на фиг. 14, будет описан в отношении микроконтроллера 905, первоначально работающего в режиме мониторинга, при нахождении транзистора 920 управления режимом в состоянии ON. Тем не менее, примеры вариантов осуществления не должны ограничиваться данным примером.
Как описано выше, в режиме мониторинга транзистор U3 управления режимом периодически деактивируется в результате деактивации сигнала EN_SIG мониторинга зарядки, выдаваемого с клеммы 930 активации в микроконтроллере 905. Способ, показанный на фиг. 14, может осуществляться периодически при деактивации транзистора 920 управления режимом. В этой связи, способ, показанный на фиг. 14, может осуществляться в соответствии с частотой сигнала EN_SIG мониторинга зарядки.
Согласно фиг. 14, при деактивации транзистора U3 управления режимом в ответ на деактивацию сигнала EN_SIG мониторинга зарядки микроконтроллером 905, на этапе S1404 микроконтроллер 905 определяет, осуществлен ли сенсорный ввод совершеннолетним вейпером.
Что касается этапа S1404, то в одном примере при нахождении транзистора U3 управления режимом в состоянии OFF и при осуществлении касания второго контакта 320 совершеннолетним вейпером, часть тела совершеннолетнего вейпера (например, палец), касающаяся второго контакта 320, и сам второй контакт 320 действуют как электроды конденсатора, измеряемая емкость которого изменяется вдоль участка цепи между вторым контактом 320 и емкостным входом 940. При обнаружении микроконтроллером 905 указанного изменения емкости, микроконтроллер 905 определяет, что совершеннолетний вейпер осуществил касание второго контакта 320, обнаруживая таким образом сенсорный ввод, осуществленный совершеннолетним вейпером.
В случае, если на этапе S1404 микроконтроллер 905 не обнаружил осуществление сенсорного ввода совершеннолетним вейпером, микроконтроллер 905 остается в режиме мониторинга и работает так, как описано выше.
Если же на этапе S1404 микроконтроллер 905 обнаружил сенсорный ввод, то микроконтроллер 905 на этапе S1406 переходит в режим сенсорной команды.
В режиме сенсорной команды транзистор 920 управления режимом удерживается в состоянии OFF для электрической изоляции контакта 320, вывода 710 и резистора 910 от по меньшей мере нагревателя 14 и отрицательного зажима источника 1 питания. Поскольку состоянием по умолчанию транзистора U3 управления режимом является ON, микроконтроллер 905 удерживает транзистор U3 управления режимом в состоянии OFF путем предотвращения активации (или выдачи) сигнала EN_SIG мониторинга зарядки и отпирания транзистора 920 управления режимом.
Как дополнительно показано на фиг. 14, после перехода в режим сенсорной команды на этапе S1406, микроконтроллер 905 обнаруживает ввод сенсорной команды совершеннолетним вейпером на этапе S1408. Согласно по меньшей мере некоторым примерам вариантов осуществления, микроконтроллер 905 обнаруживает ввод сенсорной команды совершеннолетним вейпером на основе частоты и/или длительности касания, осуществленного совершеннолетним вейпером.
После того, как обнаружен ввод сенсорной команды совершеннолетним вейпером на этапе S1408, микроконтроллер 905 выполняет обнаруженную сенсорную команду на этапе S1410.
Нижеследующие таблицы иллюстрируют примеры сенсорных команд и операций, выполняемых в ответ на указанные сенсорные вводы, согласно одному или более примерам вариантов осуществления.
Таблица 1
Отображение по запросу уровня зарядки батареиВвод=одно касание контактного узла
Уровень зарядки батареи (%)
Отклик устройства
100-20
Непрерывное горение белого/зеленого светодиодов в течение 5 секунд
20-10
Непрерывное горение желтого светодиода в течение 5 секунд
10-0
Непрерывное горение красного светодиода в течение 5 секунд
0
5-кратное мигание красного светодиода (с включением на 0,5 секунды и выключением на 0,5 секунды)
Таблица 2
Отображение во время вейпинга (необязательная функция 1)Ввод=затяжка на устройстве
Уровень зарядки батареи (%)
Отклик устройства
100-20
Непрерывное горение белого/зеленого светодиодов во время затяжки
20-10
Непрерывное горение желтого светодиода во время затяжки
10-0
Непрерывное горение красного светодиода во время затяжки
0
5-кратное мигание красного светодиода (с включением на 0,5 секунды и выключением на 0,5 секунды)
Таблица 3
Отображение во время вейпинга (необязательная функция 2)Ввод=затяжка на устройстве
Уровень зарядки батареи (%)
Отклик устройства
100-0
Непрерывное горение белого/зеленого светодиодов во время затяжки
0
5-кратное мигание красного светодиода (с включением на 0,5 секунды и выключением на 0,5 секунды)
Таблица 4
Ввод для выключения светодиодов=нажатие на контактный узел и удержание в течение 5 секунд
Уровень зарядки батареи (%)
Отклик устройства
100-0
отсутствует
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано в таблицах 1-4, е-вейпинговое устройство способно откликаться на несколько разных сенсорных команд. В других примерах вариантов осуществления возможно изменение профиля вейпинга посредством входных команд, либо возможна блокировка вейпинга в устройстве путем касания контактного узла.
Как дополнительно следует из фиг. 14, хотя это и не показано явным образом, после выполнения обнаруженной сенсорной команды микроконтроллер 905 имеет возможность возврата в режим мониторинга.
На фиг. 15 показана блок-схема, иллюстрирующая еще один пример варианта осуществления способа работы схемы 200 управления, показанной на фиг. 6. Пример варианта осуществления, показанный на фиг. 15, также будет описан применительно к микроконтроллеру 905, первоначально работающему в режиме мониторинга, при нахождении транзистора U3 управления режимом в состоянии ON. Тем не менее, примеры вариантов осуществления не должны ограничиваться данным примером.
CH
При нахождении транзистора 920 управления режимом в состоянии ON, на этапе S1504 микроконтроллер 905 определяет, идет ли зарядка источника 1 питания, на основе сигнала CHG_EN активации зарядки от контроллера 800 зарядки. Как было указано выше, контроллер 800 зарядки выдает сигнал CHG_EN активации зарядки на основе наличия зарядного тока i через первый контакт 310 и вывод 700. В одном примере микроконтроллер 905 определяет, что идет зарядка источника 1 питания, если активирован (например, имеет высокий логический уровень) сигнал CHG_EN активации зарядки от контроллера 800 зарядки. Как описано в данном документе, активация сигнала CHG_EN активации зарядки может также именоваться выдачей сигнала CHG_EN активации зарядки.
В случае, если на этапе S1504 микроконтроллер 905 обнаружил, что идет зарядка источника 1 питания, микроконтроллер 905 переходит в режим зарядки на этапе S1508.
CH
В режиме зарядки транзистор 920 управления режимом остается в состоянии ON до тех пор, пока контроллер 800 зарядки не покажет, что зарядный ток i больше не протекает к положительному зажиму источника 1 питания, путем деактивации сигнала CHG_EN активации зарядки. В одном примере, при нахождении в режиме зарядки микроконтроллер 905 удерживает транзистор 920 управления режимом в состоянии ON путем предотвращения деактивации активированного сигнала EN_SIG мониторинга зарядки.
Хотя это и не показано явным образом на фиг. 15, в случае, если контроллер 800 зарядки деактивирует сигнал CHG_EN активации зарядки, микроконтроллер 905 имеет возможность возврата в режим мониторинга.
Если же на этапе S1504 микроконтроллер 905 не обнаружил, что идет зарядка источника 1 питания, микроконтроллер 905 остается в режиме мониторинга и работает так, как описано выше.
Как описано выше, схема 200 управления содержит также схему 94 измерения сопротивления.
Во время актов затяжки, осуществляемых совершеннолетним вейпером, подача мощности на нагреватель 14 приводит к изменениям коэффициента сопротивления нагревателя 14, что, в свою очередь, приводит к повышению сопротивления нагревателя 14. Благодаря использованию схемы 94 измерения сопротивления, микроконтроллер 905 выполнен с возможностью мониторинга изменений сопротивления в нагревателе 14 во время актов затяжки и с возможностью управления подачей мощности на нагреватель 14 на основе указанных изменений сопротивления. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления микроконтроллер 905 имеет возможность выборочной деактивации процесса вейпинга путем выключения подачи мощности на нагреватель 14 на основе изменений сопротивления нагревателя 14.
V
op-amp
В показанной на фиг. 6 схеме 94 измерения сопротивления первый резистор R1 представляет собой точный эталонный резистор с известным значением сопротивления (например, приблизительно 10,00 Ом). Резисторы R2, R3 и R4 представляют собой постоянные резисторы, используемые для установки усиления и смещения операционного усилителя 947. Резисторы R2, R3 и R4 также имеют известные значения сопротивления. Цифроаналоговый преобразователь 9054 и аналого-цифровой преобразователь 9052 совместно используют общее опорное напряжение . В этом случае опорное напряжение представляет собой напряжение источника 1 питания. В показанной на фиг. 6 конфигурации схемы 94 измерения сопротивления выходное напряжение операционного усилителя 947 определяется уравнением (1), приведенным ниже.
(1)
Согласно одному или более примерам вариантов осуществления, схема 94 измерения сопротивления может работать в режиме или фазе калибровки и в режиме или фазе мониторинга.
На фиг. 16 показана блок-схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления способа работы схемы 200 управления в фазе калибровки. Как описано выше, при прикреплении картриджа, содержащего нагревательный элемент (например первой секции 70) к батарейной секции (например второй секции 72), микроконтроллер 905 по умолчанию переходит в активное состояние. В дополнение, при прикреплении картриджа, содержащего нагревательный элемент (например первой секции 70) к батарейной секции (например второй секции 72), схема 200 управления переходит в фазу калибровки. Фаза калибровки именуется также фазой тонкой калибровки сопротивления.
Воздействие на нагреватель 14 во время акта затяжки может вызвать сдвиг сопротивления «в состоянии покоя» нагревательной катушки. В одном примере, во время первых 5-10 актов затяжки на новом картридже сопротивление «в состоянии покоя» может изменяться на величину до 0,5 процента от предыдущего значения. Соответственно, микроконтроллер 905 может осуществлять мониторинг продолжительности временного интервала между актами затяжки, и в случае, если временной интервал между актами затяжки превысил пороговое значение (например, приблизительно 25 секунд), схема 200 управления также может переходить в фазу калибровки. Соответственно, схема 200 управления может переходить в фазу калибровки в ответ на по меньшей мере два инициирующих события, а именно: прикрепление нового картриджа к второй секции 72 и превышение порогового значения временным интервалом между актами затяжки.
Согласно фиг. 16, в ответ на одно или более вышеупомянутых инициирующих событий, на этапе S1604 микроконтроллер 905 измеряет приблизительное сопротивление нагревательной катушки . В этом случае приблизительное сопротивление нагревательной катушки представляет собой результат измерения с низким разрешением, полученный микроконтроллером 905 в аналоговой форме.
in
out
Согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления, компоновка из нагревателя 14 и первого резистора R1, который имеет известное постоянное сопротивление и входит в состав схемы 94 измерения сопротивления, обеспечивает на шестом узле NODE6 напряжение, которое подается на аналоговый вход ANALOG и/или обнаруживается на нем с помощью микроконтроллера 905. В данном примере первый резистор R1 и катушка нагревателя 15 образуют схему делителя напряжения. Затем микроконтроллер 905 вычисляет сопротивление нагревателя 14 на основе известного напряжения источника питания (например V), обнаруженного или измеренного напряжения на шестом узле NODE6 (например V) и известного сопротивления первого резистора R1.
Согласно по меньшей мере одному другому варианту осуществления, операционный усилитель 947 может представлять собой компонент, интегрированный в микроконтроллер 905. В данном примере измерение приблизительного сопротивления  осуществляют путем реконфигурирования положительного входа операционного усилителя 947 в качестве входа аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера 905. После того, как указанный вход реконфигурирован, компоновка из нагревателя 14 и первого резистора R1, который имеет известное постоянное сопротивление, обеспечивает на узле NODE6 напряжение, на основе которого микроконтроллер 905 может вычислять сопротивление нагревателя 14. Микроконтроллер 905 может вычислять сопротивление нагревателя 14 аналогично тому, как описано выше.
CODE
V
DAC
op-amp
DAC
На этапе S1606 микроконтроллер 905 выбирает надлежащий цифровой код или слово  на основе результата измерения начального приблизительного сопротивления . Согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления, микроконтроллер 905 выбирает цифровой код таким образом, чтобы выходное напряжение операционного усилителя не приводило к насыщению на входе аналого-цифрового преобразователя 9052 во время последующих измерений. В одном примере цифровой код CODE может быть выбран таким образом, чтобы выходной сигнал операционного усилителя 947 был по существу нулевым.
V
V
op-amp
op-amp
На этапе S1608 аналого-цифровой преобразователь 9052 в микроконтроллере 905 осуществляет дискретизацию выходного напряжения операционного усилителя 947 для генерирования цифрового представления  выходного напряжения операционного усилителя 947.
V
op-amp
На этапе S1610 микроконтроллер 905 вычисляет начальное сопротивление нагревательной катушки  на основе дискретизованного выходного напряжения операционного усилителя 947, завершая таким образом фазу калибровки схемы 94 измерения сопротивления.
CODE
DAC
После калибровки или между итерациями фазы калибровки цифровой код сохраняется для фиксации выходного напряжения цифроаналогового преобразователя т9054.
После обнаружения акта затяжки дачиком 16 и во время последующего вейпинга сигнал HEAT_PWR_CTRL управления питанием нагревателя осуществляет управление транзистором U1 управления питанием нагревателя для регулирования выходного напряжения, подаваемого от источника 1 питания на нагреватель 14. Согласно по меньшей мере одному прмеру варианта осуществления, сигнал HEAT_PWR_CTRL управления питанием нагревателя имеет рабочий цикл 64 миллисекунды. Согласно по меньшей мере данному примеру варианта осуществления, рабочий цикл включает в себя период регулирования и период измерения сопротивления. Период регулирования может представлять собой первые или последние 60 миллисекунд из указанных 64 миллисекунд, в то время как период измерения сопротивления может представлять собой остальную часть указанного рабочего цикла (например, первые или последние 4 миллисекунды рабочего цикла).
Во время периода регулирования в рабочем цикле, сигнал HEAT_PWR_CTRL управления питанием нагревателя представляет собой последовательность импульсов, инициирующих переключение транзитстора U1 управления иптанием нагревателя в отпертое и запертое состояние для регулирования напряжения, подаваемого на нагреватель 14 от источника 1 питания. Кроме того, во время периода регулирования в указанном рабочем цикле, сигнал RES_MEAS_EN активации измерения сопротивления деактивирован, так что транзистор U2 измерения сопротивления удерживается в состоянии OFF (или в запертом).
Во время периода измерения сопротивления транзистор U1 управления питанием нагревателя переключен в состояние OFF (запертое), в то время как транзистор U2 измерения сопротивления удерживается в состоянии ON (отпертом) в течение заданного временного интервала, достаточного для того, чтобы микроконтроллер 905 имел возможность осуществления дискретизации напряжения с выхода операционного усилителя 947. В одном примере указанный заданный временной интервал может составлять не более 4 миллисекунд (например, приблизительно 1 миллисекунду).
На фиг. 17 показана блок-схема, иллюстрирующая пример варианта осуществления способа работы схемы 200 управления в фазе измерения сопротивления. Способ, показанный на фиг. 17, осуществляется в течение периода измерения в рабочем цикле во время акта затяжки.
Согласно фиг. 17, в ответ на прикрепление картриджа, содержащего нагревательный элемент (например первой секции 70) к батарейной секции (например второй секции 72), на этапе S1702 микроконтроллер 905 инициирует обнуление значения i счетчика для данного картриджа. Микроконтроллер 905 использует значение i счетчика, чтобы отслеживать число случаев (например, следующих подряд) выключения подачи мощности на нагреватель 14 для прикрепленного картриджа.
V
V
V
op-amp
op-amp
op-amp
После начальной установки значения i счетчика, при обнаружении датчиком 16 акта затяжки на этапе S1704, микроконтроллер 905 осуществляет измерение или дискретизацию выходного напряжения операционного усилителя 947 на этапе S1706. Затем микроконтроллер 905 генерирует обновленное цифровое представление () выходного напряжения операционного усилителя 947 на основе дискретизованного выходного напряжения .
V
op-amp
Затем на этапе S1708 микроконтроллер 905 вычисляет процентное изменение %ΔR сопротивления между начальным измеренным сопротивлением катушки  и текущим сопротивлением  нагревателя 14 на основе обновленного цифрового представления  выходного напряжения операционного усилителя 947 согласно пирведенному ниже уравнению (2).
(2)
TH
TH
Просле вычисления процентного изменения %ΔR сопротивления, на этапе S1710 микроконтроллер 905 определяет, должно ли быть осуществлено выключение подачи мощности на нагреватель, на основе результата сравнения между вычисленным процентным изменением %ΔR и пороговым процентным изменением %R. В случае, если процентное изменение %ΔR сопротивления достигло (например, стало больше) порогового процентного изменения %R, на этапе S1711 микроконтроллер 905 осуществляет выключение подачи мощности на нагреватель 14 путем деактивации сигнала HEAT_PWR_CTRL управления питанием нагревателя, устанавливая таким образом транзистор U1 управления питанием нагревателя в состояние OFF (запертое).
Затем микроконтроллер 905 увеличивает значение i счетчика на этапе S1712 и определяет, достигло ли значение i счетчика порогового значения LOCK_TH счетчика, на этапе S1714. Пороговое значение LOCK_TH счетчика представляет собой пороговое число раз, когда возможно временное выключение подачи мощности на нагреватель 14 для текущего картриджа до того, как дальнейшее осуществление вейпинга совершеннолетним вейпером с использованием текущего картриджа будет заблокировано. Значение i счетчика достигает порогового значения LOCK_TH счетчика в случае, если значение счетчика больше или равно пороговому значению LOCK_TH счетчика. В одном примере пороговое значение LOCK_TH счетчика может составлять приблизительно 5, однако примеры вариантов осуществления не должны ограничиваться данным примером.
В случае, если микроконтроллер 905 определил, что значение i счетчка достигло порогового значения LOCK_TH счетчика, на этапе S1716 микроконтроллер 905 блокирует подачу мощности на нагреватель 14 до тех пор, пока текущий картридж не будет извлечен и заменен. Как и на этапе S1711, микроконтроллер 905 осуществляет выключение подачи мощности на нагреватель 14 путем деактивации сигнала HEAT_PWR_CTRL управления питанием нагревателя, устанавливая таким образом транзистор U1 управления питанием нагревателя в состояние OFF (запертое).
Если же на этапе S1714 значение i счетчика не достигло порогового значения LOCK_TH счетчика (i < LOCK_TH), то возвращаются к этапу S1704 способа и при обнаружении датчиком 16 следующего акта затяжки продолжают осуществление способа, как описано выше.
TH
TH
Если же на этапе S1710 микроконтроллер 905 определил, что %ΔR не достигло порогового процентного изменения %R (%ΔR < %R) и, следовательно, выключение подачи мощности на нагреватель 14 не требуется, то микроконтроллер 905 повторно осуществляет начальную установку значения i счетчика на ноль на этапе S1702 и при обнаружении датчиком 16 следующего акта затяжки продолжает работать, как описано выше.
Хотя уравнение (2) обеспечивает полное аналитическое определение изменения сопротивления, могут быть сделаны некоторые допущения для упрощения этого уравнения. Одно допущение состоит в том, что изменение сопротивления является сравнительно малым, так что некоторые промежуточные этапы могут быть линеаризованы с использованием разложения в ряд Тейлора, результатом чего является представленное ниже уравнение (3).
(3)
Вследствие потенциально повышенной утечки тока покоя при использовании емкостного сенсорного канала в микроконтроллере 905, схема 200 управления может обнаруживать влияние тела совершеннолетнего вейпера на емкость схемы в по меньшей мере одном варианте осуществления. Различия во влажности кожи не должны влиять на способность схемы реагировать на ввод, осуществляемый совершеннолетним вейпером.
Как описано выше, согласно одному или более примерам вариантов осуществления транзистор 920 управления режимом может представлять собой полевой МОП-транзистор или n-канальный МОП-транзистор, и он способен обеспечивать более надежное обнаружение даже в случае снижения чувствительности измерения емкости.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления ко входу контроллера зарядки может быть добавлен диод (не показан). В данном примере диод действует как разомкнутая цепь до тех пор, пока на втором контакте 320 и первом контакте 310 не появится напряжение зарядки.
На фиг. 7 показан чертеж схемы управления согласно еще одному примеру варианта осуществления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, команды совершеннолетнего вейпера могут обнаруживаться на основе изменений сопротивления, а не емкости. В данном примере второй контакт 320 представляет собой зарядный катод, который электрически соединен с отрицательным зажимом 70 источника питания. Первый контакт 310' представляет собой зарядный анод, который электрически соединен со входом аналого-цифрового преобразователя (ADC) 1010, включенного в микроконтроллер 905'.
Согласно по меньшей мере данному примеру варианта осуществления, микроконтроллер 905' может быть выполнен с возможностью определения сопротивления между зарядным анодом 310'и зарядным катодом 320'. При размещении совершеннолетним вейпером, например, своего пальца на зарядном аноде 310' и зарядном катоде 320', происходит соединение между зарядным анодом 310'и зарядным катодом 320' и, как следствие, изменение сопротивления на входе в микроконтроллер 905'. Микроконтроллер 905' обнаруживает это изменение сопротивления для обнаружения сенсорного ввода, осуществляемого совершеннолетним вейпером.
Схема по фиг. 7 способна обеспечивать возможность более низкой утечки тока покоя. Такая резистивная схема обнаружения может быть выполнена с возможностью прерывания работы микроконтроллера 905', что обеспечивает возможность нахождения микроконтроллера 905' и аксессуаров в спящем состоянии с низким энергопотреблением до тех пор, пока совершеннолетний вейпер не замкнет цепь путем касания второго контакта 320 е-вейпингового устройства 60, в результате чего произойдет пробуждение е-вейпингового устройства 60 с тем, чтобы была обеспечена возможность надлежащего отклика на касание.
На фиг. 8 показан чертеж схемы управления согласно еще одному примеру варианта осуществления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано на фиг. 8, первый контакт 310ʺ представляет собой зарядный анод, который электрически соединен с контроллером 1120 зарядки через диод 1140. Первый контакт 310ʺэлектрически соединен также с емкостным входом 1110 микроконтроллера 905ʺчерез резистор 1100. В данном примере схема управления обеспечивает возможность как резистивного обнаружения касания, так и емкостного обнаружения касания с помощью е-вейпингового устройства 60.
Согласно по меньшей мере данному примеру варианта осуществления, более чувствительное измерение сопротивления может использоваться для пробуждения е-вейпингового устройства 60 при касании совершеннолетним вейпером второго контакта 320 е-вейпингового устройства 60. После измерения сопротивления измеряется емкость для подтверждения того, что совершеннолетний вейпер коснулся второго контакта 320, и для подавления утечки тока покоя в схемах, использующих лишь емкостное обнаружение качания.
На фиг. 9 показан перспективный вид зарядного устройства для е-вейпингового устройства согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления, как показано на фиг. 9, батарея 1 е-вейпингового устройства 60 по фиг. 1-8 может перезаряжаться с помощью зарядного устройства 500.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления зарядное устройство 500 содержит корпус 510, содержащий верхнюю стенку 520. Верхняя стенка 520 может иметь в поперечном сечении по меньшей мере одну форму из следующих: закругленная, в целом колоколообразная или куполообразная, так что боковые участки верхней стенки 520 наклонены вниз от центрального участка верхней стенки 520. Корпус 510 может также содержать боковую стенку 530, соединенную с верхней стенкой 520. Верхняя стенка 520, по меньшей мере одна боковая стенка 530 и нижняя стенка 535 (показана на фиг. 12) образуют внутреннее отделение, которое заключает в себе зарядную схему, как описано ниже. Корпус 510 может быть выполнен из одной или более частей материала, такого как пластмасса или металл.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления боковая стенка 530 имеет в целом закругленные углы, так что боковая стенка 530 проходит по всему периметру зарядного устройства 500. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления боковая стенка 530 выполнена как единое целое с верхней стенкой 520, и кромки, которыми соединены боковая стенка 530 и верхняя стенка 520, являются в целом закругленными.
В других примерах вариантов осуществления корпус 510 может содержать четыре боковых стенки 530, которые соединены в углах (не показано).
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления в верхней стенке 520 корпуса 510 выполнен зарядный паз 540. Зарядный паз 540 может быть в целом цилиндрическим. Зарядный паз 540 образован нижней стенкой 600 и по меньшей мере одной внутренней боковой стенкой 610. Зарядный паз 540 может быть выполнен по размерам и форме с возможностью размещения в нем второго конца 220 е-вейпингового устройства 60. Нижняя стенка 600 может быть в целом плоской. В другом примере варианта осуществления нижняя стенка 600 может содержать неровности или криволинейные участки.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления зарядный паз 540 по существу окружен световодом 550. Световод 550 имеет в целом трубчатую форму, так что при вставлении второго конца 220 е-вейпингового устройства 60 в зарядный паз 540, этот второй конец 220 проходит через световод 550. Световод 550 может содержать удлинение 550а, которое проходит через внутреннее отделение 525 и через участок боковой стенки 530 таким образом, что удлинение 550а является видимым по меньшей мере на первом конце 605 зарядного устройства 500. Световод 550 может быть выполнен из по существу прозрачного материала, который обеспечивает возможность визуального наблюдения света от е-вейпингового устройства 60, когда это е-вейпинговое устройство 60 вставлено в зарядный паз 540. Вершина 505 верхней стенки 520 может иметь приблизительно такую же высоту, что и верхняя поверхность световода 550.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления зарядное устройство 500 содержит также USB-разъем 560. В других примерах вариантов осуществления, вместо USB-разъема 560 зарядное устройство 500 может содержать разъем mini-USB или другой разъем для подачи мощности. Зарядное устройство 500 может быть соединено с источником питания через USB-разъем 560 для обеспечения возможности зарядки батареи 1 е-вейпингового устройства 60, соединенного с зарядным устройством 500.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления корпус 510 является гладким. В других примерах вариантов осуществления корпус 510 может содержать неровности и/или гребни, что способствует захвату зарядного устройства 500 при вставлении USB-разъема 560 в выпускное отверстие или извлечении USB-разъема 560 из выпускного отверстия.
На фиг. 10 показан вид сверху зарядного устройства по фиг. 10 согласно по меньшей одному варианту осуществления. На фиг. 12 показан вид в сечении по линии XII-XII зарядного устройства по фиг. 10 согласно по меньшей мере одному примеру варианта осуществления.
В по меньшей мере одном примере варианта осуществления зарядное устройство 500 является таким же, что и на фиг. 9. Как показано на фигурах, зарядное устройство 500 содержит первый зарядный контакт 630 и второй зарядный контакт 640. Первый зарядный контакт 630 и/или второй зарядный контакт 640 могут быть магнитными. Первый зарядный контакт 630 имеет Т-образное сечение с круглой плоской верхней поверхностью, выступающей вверх внутрь зарядного паза 540. Первый зарядный контакт 630 выполнен по размерам и форме с возможностью притяжения и/или контактирования с первым контактом 310 е-вейпингового устройства 60 таким образом, чтобы образовать с ним первое электрическое соединение и обеспечить выравнивание второго конца 220 е-вейпингового устройства 60 внутри зарядного паза 540. Второй зарядный контакт 640 является цилиндрическим и имеет на верхней поверхности выступающий внутрь фланец. Второй зарядный контакт 640 окружает первый зарядный контакт 630 и электрически изолирован от первого зарядного контакта 630 с помощью изолятора 635. Изолятор 635 является цилиндрическим и имеет на верхней поверхности выступающий внутрь фланец. Второй зарядный контакт 640 выполнен по размерам и форме с возможностью притягивания и/или контактирования со вторым контактом 320 е-вейпингового устройства 60 таким образом, чтобы образовать между ними второе электрическое соединение и обеспечить выравнивание второго конца 220 е-вейпингового устройства 60 внутри зарядного паза 540. Первый зарядный контакт 630 и/или второй зарядный контакт 640 могут быть выполнены из магнитной нержавеющей стали или любого другого подходящего материала, который обеспечивает хорошую проводимость и является магнитным.
Как показано на фиг. 12, внутренние компоненты зарядного устройства 500 показаны расположенными внутри внутреннего отделения 525. Как показано на фигурах, USB-разъем 560 проходит через боковую стенку 520 корпуса 510 внутрь внутреннего отделения 525. USB-разъем 560 непосредственно электрически соединен с печатной платой 650 зарядного устройства, которая, в свою очередь, электрически соединена с первым зарядным контактом 630 и вторым зарядным контактом 640 через выводы 645, 647. Магнит 683 расположен под участком второго зарядного контакта 640 между изолятором 635 и вторым зарядным контактом 640. Фланцы изолятора 635 и второго зарядного контакта 640 проходят поверх верхней поверхности магнита 683. Магнит 683 является цилиндрическим, и первый зарядный контакт 630 проходит через центр магнита 683. Первый зарядный контакт 630 может быть смещен вверх внутрь зарядного паза посредством пружины 632, расположенной внутри изолятора 635, таким образом, чтобы верхняя поверхность первого зарядного контакта 630 имел верхнюю поверхность лежала выше верхней поверхности второго зарядного контакта 640, когда е-вейпинговое устройство 60 вставлено в зарядный паз 540. На фиг. 13 показан вид в разобранном состоянии зарядного контактного узла зарядного устройства по фиг. 9-12. На фиг. 11 показан вид в разобранном состоянии зарядного устройства по фиг. 9. В по меньшей мере одном примере варианта осуществления световод 550 по меньшей мере частично окружен корпусом 675. Корпус 675 обеспечивает возможность по существу предотвращения или уменьшения визуальной заметности света, проходящего через участок световода 550. Как показано на фигурах, световод 550 может содержать первый трубчатый участок 552 и удлинение 554, которое проходит через выпускное отверстие в боковой стенке 525.
Хотя в настоящем документе раскрыты примеры вариантов осуществления, следует понимать, что возможны и другие вариации. Такие вариации не должны рассматриваться как выход за рамки объема настоящего изобретения, и все такие модификации, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники, предназначены для включения в объем нижеследующей формулы изобретения.