CN215347063U - 电子雾化装置及电源机构 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种电子雾化装置及电源机构；其中，电子雾化装置包括：电芯，用于供电；用于加热雾化液体基质的加热元件；第一电阻，用于与加热元件连接形成可检测回路；控制器，被配置为根据可检测回路中第一电阻的电特性与加热元件的电特性的比值，以确定不利条件。以上电子雾化装置，通过第一电阻与加热元件构建可检测回路，并根据可检测回路中第一电阻的电特性与加热元件的电特性的比值以确定不利条件。

Description

电子雾化装置及电源机构

技术领域

本申请实施例涉及电子雾化技术领域，尤其涉及一种电子雾化装置、电源机构及控制方法。

背景技术

烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。

此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。作为另一示例，存在有气溶胶提供制品，例如，所谓的电子雾化装置。这些装置通常包含液体，该液体被加热元件加热以使其发生汽化，从而产生可吸入的气溶胶。该液体可包含尼古丁和/或芳香剂和/或气溶胶生成物质(例如，甘油)。

以上加热装置，通常采用监测加热元件自身的电阻变化来获取加热元件的工作温度，进而确定加热元件的工作温度是否超出预设范围、以及是否存在供液不足等不利条件。

实用新型内容

本申请的一个实施例提供一种电子雾化装置，包括：

电芯，用于供电；

用于加热雾化液体基质的加热元件；

第一电阻，用于与所述加热元件连接形成可检测回路；

控制器，被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电特性与所述加热元件的电特性的比值，以确定不利条件。

在优选的实施中，所述电特性是可检测的。更加优选的实施中，所述电特性是直接检测获取无需运算获得的电性特征，例如电压、电流。

在优选的实施中，还包括：

第一开关管，可操作地将所述加热元件与所述电芯连接，用于使所述电芯对所述加热元件供电以加热雾化液体基质；

第二开关管，可操作地从第一状态变化至第二状态以将所述第一电阻与所述加热元件连接以形成所述可检测回路、以及从所述第二状态变化至所述第一状态以断开所述可检测回路。

在优选的实施中，第二开关管的第一状态是断开状态，第二状态是导通状态。

在优选的实施中，所述控制器被配置为将所述第二开关管自所述第一状态改变至所述第二状态，并在所述第二状态下检测所述第一电阻和加热元件的电特性。

在优选的实施中，所述电子雾化装置包括电源机构、以及可移除地耦合所述电源机构的雾化器；其中，

所述电芯、第一电阻和控制器处于所述电源机构内；

所述加热元件处于所述雾化器中，且所述雾化器包含液体基质。

在优选的实施中，所述第一电阻是电阻值基本恒定的标准电阻，且不与液体基质接触。

在优选的实施中，所述可检测回路中第一电阻和加热元件是串联的；

所述电特性包括电压。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值大于最大阈值或小于最小阈值时，确定不利条件。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值在预期时间段以外达到预设阈值，确定不利条件。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值在预定时间内的变化量，确定不利条件。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值的初始值、以及所述比值在某个时间处相对初始值的变化量之间的比率，确定不利条件。

在优选的实施中，所述可检测回路中第一电阻和加热元件是并联的；

所述电特性包括电流。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值大于最大阈值或小于最小阈值时，确定不利条件。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值在预期时间段以外达到预设阈值，确定不利条件。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值在预定时间内的变化量，确定不利条件。

在优选的实施中，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值的初始值、以及所述比值在某个时间处相对初始值的变化量之间的比率，确定不利条件。

在优选的实施中，所述控制器还被配置为在存在不利条件时阻止所述电芯向所述加热元件供电。

本申请的又一个实施例还提出一种电源机构，用于对电子雾化装置的雾化器供电；所述雾化器包括用于加热雾化液体基质生成气溶胶的加热元件；所述电源机构包括：

电芯，用于供电；

第一电阻，用于与所述加热元件连接形成可检测回路；

控制器，被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电特性与所述加热元件的电特性的比值，以确定不利条件。

以上电子雾化装置，通过第一电阻与加热元件构建可检测回路，并根据可检测回路中第一电阻的电特性与加热元件的电特性的比值以确定不利条件。

附图说明

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

图1是本申请一实施例提供的电子雾化装置的示意图；

图2是图1中电路一个实施例的基本组件的示意图；

图3是图2的电路在一个实施例中第一电阻两端的电压与加热元件两端的电压的比值随时间的变化曲线；

图4是图1中电路又一个实施例的基本组件的示意图；

图5是图4的电路在一个实施例中流过第一电阻的电流与流过加热元件的电流的比值随时间的变化曲线。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。

本申请的一个实施例提出一种电子雾化装置，可以参见图1所示，包括存储有液体基质并对其进行加热雾化生成气溶胶的雾化器100、以及为雾化器100供电的电源机构200。

在一个可选的实施方案中，比如图1所示，电源机构200包括设置于沿长度方向的一端、并用于接收和容纳雾化器100的至少一部分的接收腔270。电源机构200还包括至少部分裸露在接收腔270表面的第一电触头230，用于当雾化器100的至少一部分接收和容纳在电源机构200内时与雾化器100的形成电连接进而为雾化器100供电。

根据图1所示的优选实施方案，雾化器100沿长度方向与电源机构200相对的端部上设置有第二电触头21，进而当雾化器100的至少一部分接收于接收腔270内时，第二电触头21通过与第一电触头230接触抵靠进而形成导电。

电源机构200内设置有密封件260，并通过该密封件260将电源机构200的内部空间的至少一部分分隔形成以上接收腔270。在图1所示的优选实施方案中，该密封件260被构造成沿电源机构200的横截面方向延伸，并且优选是采用具有柔性材质例如硅胶制备，进而阻止由雾化器100渗流至接收腔270的液体基质流向电源机构200内部的电路220、气流传感器250等部件。

在图1所示的优选实施中，电源机构200还包括沿长度方向背离接收腔270的用于供电的电芯210。电源机构200还包括电路220，该电路220可操作地在电芯210与第一电触头230之间引导电流。

电源机构200包括有气流传感器250，用于感测用户对雾化器100抽吸时产生的抽吸气流，进而电路220根据该气流传感器250的感测信号控制电芯210向雾化器100输出电力。

进一步在图1所示的优选实施中，电源机构200在背离接收腔270的另一端设置有充电接口240，用于对电芯210充电。

在一个可选的实施例中，例如图1所示的实施例中，雾化器100包括有：

储液腔20，用于存储液体基质；

加热元件40，用于加热液体基质生成气溶胶；

导液元件30，用于在储液腔20与加热元件40之间传递液体基质。

在一个可选的实施中，液体基质优选包括含烟草的材料，含烟草的材料包括在加热时从液体基质释放的挥发性烟草香味化合物。替代地或另外，液体基质可以包含非烟草材料。液体基质可以包括水、乙醇或其它溶剂、植物提取物、尼古丁溶液和天然或人造的调味剂。优选的是，液体基质进一步包含气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例是甘油和/或丙二醇。

在图1所示的实施例中，导液元件30被构造成沿雾化器100的纵向延伸的中空柱状的形状，加热元件40形成于导液元件30的柱状中空内。在使用中如箭头R1所示，储液腔20的液体基质沿导液元件30的径向方向的外表面被吸收，而后传递至内表面的加热元件40内加热汽化生成气溶胶；生成的气溶胶由导液元件30的柱状中空内沿雾化器100的纵向输出，如图1中箭头R2所示。

在其他的变化实施中，导液元件30包括柔性的纤维，例如棉纤维、无纺布、玻纤绳等等，或者包括具有微孔构造的多孔陶瓷；具体的实施中采用多孔陶瓷的导液元件30的结构可以呈多种规则或不规则的任意形状，例如专利CN212590248U所记载的形状。

在一些实施例中，加热元件40是发热丝或发热片等等的构造，通过接触的方式结合于导液元件30。或者在其他的变化实施中，加热元件40可以是通过印刷、沉积、烧结或物理装配等方式结合在导液元件30上的。在一些其他的变化实施方式中，采用多孔陶瓷的导液元件30可以具有用于支撑加热元件40的平面或曲面，加热元件40通过贴装、印刷、沉积等方式形成于导液元件30的平面或曲面上。

加热元件40的材料可以是具有适当阻抗的金属材料、金属合金、石墨、碳、导电陶瓷或其它陶瓷材料和金属材料的复合材料。适当的金属或合金材料包括镍、钴、锆、钛、镍合金、钴合金、锆合金、钛合金、镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金、铁铬铝合金、钛合金、铁锰铝基合金或不锈钢等中的至少一种。加热元件40的电阻材料可以选取具有适合电阻温度系数的金属或合金材料，例如正温度系数或负温度系数，这样发热线路既可以用来发热，又可以作为用来感测加热元件40实时温度的传感器。

为使在能准确监测加热元件40的工作状态，图2示出了电路20一个实施例的基本组件的示意图；该电路20的组件和连接上包括：

第一开关管Q1，定位于电芯210与加热元件40之间；当第一开关管Q1导通时，用于使电芯210对加热元件40提供电力；

第一电阻R1，定位于第二开关管Q2与加热元件40之间，具体第一端与第二开关管Q2连接、第二端与加热元件40连接；该第一电阻R1是阻值基本恒定的标准电阻，阻值大约是与加热元件40的工作电阻值接近的，用于在当第二开关管Q2导通时与加热元件40形成串联，进而形成可以通过分压检测第一电阻R1和加热元件40的电压的检测回路。当然，在不需要进行检测时，第二开关管Q2断开以断开检测回路。

在图2中所示的具体实施中，加热元件40的第一端包括两路；其中第一路与第一开关管Q1连接，第二路用于与第一电阻R1形成串联。加热元件40的第二端是接地的，则加热元件40的第二端的电势为0。

进一步在图2所示的具体实施中，第一开关管Q1和第二开关管Q2是由MCU控制器221控制通断的，并且第一开关管Q1和第二开关管Q2是不同时导通的。在需要对加热元件40供电时，则MCU控制器221控制第一开关管Q1导通、第二开关管Q2断开，使电芯210对加热元件40供电。在需要检测不利条件时，则MCU控制器221控制第一开关管Q1断开、第二开关管Q2导通，通过检测第一电阻R1和/或加热元件40的相关电特性例如电压、电流等以确定不利条件。

在一个优选的实施中，将第一电阻R1两端的电压记为V1，加热元件40两端的电压记为V2；检测的过程中，MCU控制器221可以采样第一电阻R1的第一端即图2中采样点a处的电压记为Va，采样加热元件40的第一端即图2中采样点b处的电压Vb。基于图3中加热元件40的第二端接地，则采样点b处的电压Vb＝V2，而第一电阻R1两端的电压V1＝Va-V2。

进一步根据分压式Va/V2＝1+V1/V2＝(R1+R40)/R40＝1+R1/R40计算；其中，R40即加热元件40的实时电阻值；进一步在使用中，第一电阻R1为给定的标准电阻，阻值是恒定不变的；则影响V1/V2结果的唯一变量为加热元件40的实时电阻值R40，进而通过V1/V2即可确定加热元件40的工作状态。

进一步基于分压式，V1/V2＝(Va-V2)/V2＝Va/V2-1；其中，由于1为固定常数，则V1/V2的比值与Va/V2比值在意义和结果上是完全相同或等同的。进而在一个实施中，MCU控制器221将Va/V2的比值作为V1/V2的比值是相同的。

进一步图3示出了一个实施例在抽吸过程中，V1/V2的比值随着时间变化的示意图；根据图3所示，V1/V2的比值随着加热过程中加热元件40的温度升高逐渐降低。

基于以上，在一个实施例中MCU控制器221根据第一电阻R1两端的电压V1与加热元件40两端的电压V2的比值，确定加热元件40的不利条件。进一步还可以根据是否存在不利条件来控制电芯210对加热元件40提供电力。

加热元件40的不利条件，一个具体的实施中是传递或提供给加热元件40的液体基质不足或耗尽。一般来说，在恒功率或电力提供给加热元件40时，向加热元件40传递或提供的液体基质越少，加热元件40的温度越高。

在又一个实施中，加热元件40的不利条件是加热元件40的工作参数例如温度、电压超过正常期望值，即加热元件40的工作状态超出所期望的正常范围，可能存在安全风险。

在又一个变化的实施中，加热元件40的不利条件是耦合于电源机构200的雾化器100为仿冒或不合格或损坏的。对于仿冒或不合格或损坏的雾化器100，在给定的电力下与标准的加热元件40不具备相同的工作参数或特性(例如电压、电流)。

在另一个实施的不利条件中，由雾化器100提供给加热元件40的液体基质是非期望的；具体，非期望的液体基质可能与所期望的液体基质具有不同的成分导致具有不同的粘度、热容或沸点等，则在被加热雾化中具有比所预期的更高或更低的温度或电力或功率。

进一步MCU控制器221还可以被配置成当存在不利条件时阻止电芯210向加热元件40提供电力。

在一个具体的实施中，MCU控制器221被配置为，在当第一电阻R1两端的电压V1与加热元件40两端的电压V2的比值大于最大阈值或小于最小阈值时，确定加热元件40的不利条件。例如根据图3所示，正常工作中最大阈值可以选择或设定为S0，最小阈值可以选择或设定为S1；当检测到V1/V2的比值大于S0或者小于S1时，确定加热元件40的不利条件。

或者在又一个具体的实施中，MCU控制器221被配置为，在当第一电阻R1两端的电压V1与加热元件40两端的电压V2的比值在预期时间段以外达到预设阈值时，确定加热元件40的不利条件。例如图3中，在抽吸过程中V1/V2的比值由初始值S0经过预定时间t1后达到S1。

应明确描述“当第一电阻R1两端的电压V1与加热元件40两端的电压V2的比值在预期时间段以外达到预设阈值时”涵盖所描述的比值比预期时间段更早或更晚达到预设阈值时的情况或根本达不到预设阈值的情况。在一些可选的实施中，以上预期时间段例如是50～200ms；或者还可以是80ms～200ms等。或者在一些优选的实施中，预期时间段在50ms～150ms之间。

在又一个具体的实施中，MCU控制器221被配置为，在当第一电阻R1两端的电压V1与加热元件40两端的电压V2的比值在预定时间内的变化量，确定加热元件40的不利条件。例如，在工作中计算在100ms内V1/V2的变化量或变化率超出预设阈值范围来确定加热元件40的工作情况是否存在不利条件；或者在其他的变化实施中，预定时间还可以是50ms、80ms等。例如图3中，在抽吸过程中V1/V2的比值在预定时间t1内的变化量为ΔS(即S0-S1)，根据该变化量或变化率是否符合预期来确定是否存在不利。

或者在又一个具体的实施中，MCU控制器221被配置为，根据第一电阻R1两端的电压V1与加热元件40两端的电压V2的比值在预定时间后某个时间处的变化量ΔS与初始值S0的比率(即ΔS/S0)确定是否存在不利条件。具体实施中，可以根据ΔS/S0的比率选取符合正常工作的最大阈值和最小阈值，当ΔS/S0的比率大于最大阈值或小于最小阈值时，即可确定存在不利条件。

以上通过第一电阻R1两端的电压V1与加热元件40两端的电压V2的比值确定特定不利条件，允许设定较为精确阈值。以上电压的比值不取决于加热元件40的大小或形状因制造公差所致的变化并且不取决于电芯210的输出电压的变化，而仅取决于加热元件40和液体基质的材料特性。

进一步图4示出了电路20又一个实施例的基本组件的示意图；该电路20的组件和连接上包括：

第一开关管Q1，位于电芯210与加热元件40之间，以用于电芯210对加热元件40供电；

串联的第二开关管Q2和第一电阻R1，与加热元件40并联；当第二开关管Q2同时导通时，第一电阻R1与加热元件40在电芯210之间形成了检测回路，以检测流经第一电阻R1和加热元件40的电流。当然，在不需要进行检测时，第二开关管Q2断开以断开检测的回路。

具体，第一电阻R1是阻值基本恒定的标准电阻；当第一开关管Q1和第二开关管Q2同时导通时，MCU控制器221a通过检测流经第一电阻R1的电流I1与流经加热元件40的电流I2的比值即I1/I2，确定是否存在不利条件。

具体，在工作中随着加热元件40的温度升高产生的电阻变化，则在检测中流经第一电阻R1的电流I1与流经加热元件40的电流I2的比值是变化的。

例如图5示出了一个实施例的流经第一电阻R1的电流I1与流经加热元件40的电流I2的比值即I1/I2随时间变化的曲线。在初始时刻，I1/I2的比值为S0；当供电至t1时刻时，I1/I2的比值为S0升高到S1；则MCU控制器221a根据该I1/I2的比值确定不利条件。

具体在一个实施例中，MCU控制器221a根据I1/I2的比值大于最大阈值或小于最小阈值时，确定加热元件40的不利条件。

或者在又一个实施例中，MCU控制器221a被配置为在I1/I2的比值在预期时间段以外达到预设阈值，确定加热元件40的不利条件。应明确描述“I1/I2的比值在预期时间段以外达到预设阈值”涵盖所描述的比值比预期时间段更早或更晚达到预设阈值时的情况或根本达不到预设阈值的情况。在一些可选的实施中，以上预期时间段例如是50～200ms；或者还可以是80ms～200ms等。或者在一些优选的实施中，预期时间段在50ms～150ms之间。

在又一个具体的实施中，MCU控制器221a被配置为在当I1/I2的比值在预定时间内的变化量，确定加热元件40的不利条件；例如图5中I1/I2的比值在预定时间t1内的变化量为ΔS(即S0-S1)，根据该变化量或变化率是否符合预期来确定是否存在不利。

或者在又一个具体的实施中，MCU控制器221a被配置为根据I1/I2的比值在预定时间后某个时间处的变化量ΔS与初始值S0的比率(即ΔS/S0)确定是否存在不利条件。具体实施中，可以根据ΔS/S0的比率选取符合正常工作的最大阈值和最小阈值，当ΔS/S0的比率大于最大阈值或小于最小阈值时，即可确定存在不利条件。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种电子雾化装置，其特征在于，包括：

电芯，用于供电；

用于加热雾化液体基质的加热元件；

第一电阻，用于与所述加热元件连接形成可检测回路；

控制器，被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电特性与所述加热元件的电特性的比值，以确定不利条件。

2.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，所述电特性是可检测的。

3.如权利要求1所述的电子雾化装置，其特征在于，还包括：

第一开关管，可操作地将所述加热元件与所述电芯连接，用于使所述电芯对所述加热元件供电以加热雾化液体基质；

第二开关管，可操作地从第一状态变化至第二状态以将所述第一电阻与所述加热元件连接以形成所述可检测回路、以及从所述第二状态变化至所述第一状态以断开所述可检测回路。

4.如权利要求3所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为将所述第二开关管自所述第一状态改变至所述第二状态，并在所述第二状态下检测所述第一电阻和加热元件的电特性。

5.如权利要求1至4任一项所述的电子雾化装置，其特征在于，所述电子雾化装置包括电源机构、以及可移除地耦合所述电源机构的雾化器；其中，

所述电芯、第一电阻和控制器处于所述电源机构内；

所述加热元件处于所述雾化器中，且所述雾化器包含液体基质。

6.如权利要求1至4任一项所述的电子雾化装置，其特征在于，所述第一电阻是电阻值基本恒定的标准电阻，且不与液体基质接触。

7.如权利要求1至4任一项所述的电子雾化装置，其特征在于，所述可检测回路中第一电阻和加热元件是串联的；

所述电特性包括电压。

8.如权利要求7所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值大于最大阈值或小于最小阈值时，确定不利条件。

9.如权利要求7所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值在预期时间段以外达到预设阈值，确定不利条件。

10.如权利要求7所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值在预定时间内的变化量，确定不利条件。

11.如权利要求7所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电压与所述加热元件的电压的比值的初始值、以及所述比值在某个时间处相对初始值的变化量之间的比率，确定不利条件。

12.如权利要求1至4任一项所述的电子雾化装置，其特征在于，所述可检测回路中第一电阻和加热元件是并联的；

所述电特性包括电流。

13.如权利要求12所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值大于最大阈值或小于最小阈值时，确定不利条件。

14.如权利要求12所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值在预期时间段以外达到预设阈值，确定不利条件。

15.如权利要求12所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值在预定时间内的变化量，确定不利条件。

16.如权利要求12所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述可检测回路中流经第一电阻的电流与流经所述加热元件的电流的比值的初始值、以及所述比值在某个时间处相对初始值的变化量之间的比率，确定不利条件。

17.如权利要求1至4任一项所述的电子雾化装置，其特征在于，所述控制器还被配置为在存在不利条件时阻止所述电芯向所述加热元件供电。

18.一种电源机构，用于对电子雾化装置的雾化器供电；所述雾化器包括用于加热雾化液体基质生成气溶胶的加热元件；其特征在于，所述电源机构包括：

电芯，用于供电；

第一电阻，用于与所述加热元件连接形成可检测回路；

控制器，被配置为根据所述可检测回路中第一电阻的电特性与所述加热元件的电特性的比值，以确定不利条件。

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