用于加熱氣溶膠形成基質(zhì)的感應(yīng)加熱裝置的制造方法
【專利摘要】一種感應(yīng)加熱裝置(1)，其包括：裝置殼體(10)，直流電源(11)，電源電子設(shè)備(13)，所述電源電子設(shè)備包括DC/AC逆變器(132)，所述DC/AC逆變器包括帶有晶體管開關(guān)(1320)的E類功率放大器、晶體管開關(guān)驅(qū)動電路(1322)和被配置為在低歐姆負(fù)載(1324)下操作的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)(1323)，所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)(1323)包括并聯(lián)電容器(C1)和電容器(C2)與電感器(L2)的串聯(lián)連接；以及布置于所述裝置殼體(10)中的腔(14)，所述腔(14)具有被成形為容納至少一部分所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)的內(nèi)表面，所述腔(14)被布置成使得在操作期間所述電感器(L2)感應(yīng)耦合到所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)的感受器(21)。
【專利說明】
用于加熱氣溶膠形成基質(zhì)的感應(yīng)加熱裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于加熱氣溶膠形成基質(zhì)的感應(yīng)加熱裝置，且更特別地涉及一種 用于加熱吸煙制品的氣溶膠形成基質(zhì)的感應(yīng)加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以前所知的很多傳統(tǒng)吸煙制品（例如香煙）由于燃燒過程而為用戶遞送香味和香 氣。大量可燃材料(主要是煙草)被點(diǎn)燃，而材料的鄰近部分由于穿過其抽吸的所施加熱量 而發(fā)生熱解，在抽吸過程中，典型燃燒溫度超過800°C。在此加熱過程中，可燃材料發(fā)生低效 氧化，產(chǎn)生各種蒸餾和熱解產(chǎn)物。當(dāng)穿過吸煙制品的主體朝向使用者口部抽吸這些產(chǎn)物時， 所述產(chǎn)物冷卻并冷凝而形成氣溶膠或蒸汽，為消費(fèi)者提供與吸煙相關(guān)的香味和香氣。
[0003] 對更加傳統(tǒng)的吸煙制品的現(xiàn)有替代包括可燃材料本身不直接給吸煙者所吸入的 氣溶膠提供香料的吸煙制品。在這些吸煙制品中，使通常實(shí)際上含碳的可燃加熱元件燃燒 以加熱經(jīng)抽吸流經(jīng)加熱元件的空氣，所述空氣還經(jīng)過一個包含能夠釋放出有香味的氣溶膠 的熱活化元件的區(qū)域。
[0004] 對更加的傳統(tǒng)吸煙制品的又另一種替代包括裝有氣溶膠形成煙草的固體基質(zhì)，所 述裝有氣溶膠形成煙草的固體基質(zhì)包括滲磁并且導(dǎo)電的感受器，所述感受器布置為熱鄰近 于所述裝有氣溶膠形成煙草的固體基質(zhì)。所述裝有煙草的基質(zhì)的感受器暴露在感應(yīng)源所產(chǎn) 生的一個交互磁場中，使得所述感受器感應(yīng)生成一個交互磁場。
[0005] 所述感應(yīng)生成的交互磁場在感受器內(nèi)部產(chǎn)生熱量，且至少一部分所述感受器內(nèi)生 成的熱量從感應(yīng)器傳輸?shù)讲贾脼闊徉徑诟惺芷鞯臍馊苣z形成基質(zhì)，以生成氣溶膠并獲得 所需的香味。
[0006] 需要將感應(yīng)加熱裝置用于包括感受器的氣溶膠形成基質(zhì)，更特別的是用于包括感 受器的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)，例如吸煙制品的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)。所述感應(yīng)加熱裝置應(yīng) 能夠在無需連接外部電源的情況下工作。此外，所述裝置必須整體尺寸較小并且易于使用， 使其能夠吸引使用者。所述裝置應(yīng)該能夠在感受器內(nèi)快速生成所需熱量，然后將熱量傳輸 至氣溶膠形成基質(zhì)以產(chǎn)生氣溶膠，使得使用者能夠按照需要抽吸氣溶膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，建議使用用于加熱包括感受器的氣溶膠形成基質(zhì)的感應(yīng) 加熱裝置，特別是用于加熱吸煙制品的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)的感應(yīng)加熱裝置。根據(jù)本發(fā)明 的感應(yīng)加熱裝置包括：
[0008] -裝置殼體；
[0009] -具有DC供應(yīng)電壓的直流電源；
[0010] -配置成在高頻下操作的電源電子設(shè)備，所述電源電子設(shè)備包括連接到直流電源 的DC/AC逆變器，所述DC/AC逆變器包括帶有晶體管開關(guān)的E類功率放大器和被配置為在低 歐姆負(fù)載下操作的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，其中，所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)電容器和具有歐姆電阻的 電容器與電感器的串聯(lián)連接；以及
[0011] -布置于裝置殼體中的腔，所述腔具有被成形為容納至少一部分所述氣溶膠形成 基質(zhì)的內(nèi)表面，所述腔被布置成使得一旦氣溶膠形成基質(zhì)的一部分容納于所述腔中，LC負(fù) 載網(wǎng)絡(luò)的電感器就在操作期間感應(yīng)耦合到氣溶膠形成基質(zhì)的感受器。
[0012] 氣溶膠形成基質(zhì)優(yōu)選的是能夠釋放可以形成氣溶膠的揮發(fā)性化合物的基質(zhì)。揮發(fā) 性化合物通過加熱氣溶膠形成劑而釋放。氣溶膠形成基質(zhì)可以是固體或液體，或者包括固 體和液體組分。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣溶膠形成基質(zhì)是固體。
[0013] 氣溶膠形成基質(zhì)可包括尼古丁。含尼古丁的氣溶膠形成基質(zhì)可為尼古丁鹽基質(zhì)。 氣溶膠形成基質(zhì)可包括植物系材料。氣溶膠形成基質(zhì)可以包括煙草，且優(yōu)選的是，含有煙草 的材料包含揮發(fā)性煙草香味的化合物，所述化合物在加熱后從氣溶膠形成基質(zhì)釋放。
[0014] 所述氣溶膠形成基質(zhì)可以包括均質(zhì)煙草材料。均質(zhì)煙草材料可以通過凝結(jié)顆粒煙 草形成。在存在時，均質(zhì)煙草材料可以有按照干重等于或大于5 %的氣溶膠形成劑含量，且 優(yōu)選的是按照干重，含量在大于5 %和30 %之間。
[0015] 氣溶膠形成基質(zhì)可替代地包括不含煙草的材料。所述氣溶膠形成基質(zhì)可以包括均 質(zhì)的植物型材料。
[0016] 氣溶膠形成基質(zhì)可包括至少一種氣溶膠形成劑。氣溶膠形成劑可為任何合適的已 知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于致密和穩(wěn)定 氣溶膠的形成，并且對在氣溶膠生成裝置的操作溫度下的熱降解基本抗性。合適的氣溶膠 形成劑是本領(lǐng)域眾所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1，3-丁二醇和甘油； 多元醇的酯，例如甘油單、二或三乙酸酯;和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基 十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。特別優(yōu)選的氣溶膠形成劑是多元醇或其混合物，例 如三甘醇，1，3_ 丁二醇，最優(yōu)選為甘油。氣溶膠形成基質(zhì)可以包括其它添加劑和成分，例如 香料。氣溶膠形成基質(zhì)優(yōu)選的是包括尼古丁和至少一種氣溶膠形成劑。在一個特別優(yōu)選的 實(shí)施例中，氣溶膠形成劑是甘油。
[0017] 直流電源通常可以包括任何合適的直流電源，特別包括連接到干線的電源單元、 一個或多個單用途電池、可充電電池或能夠提供所需DC供應(yīng)電壓和所需DC供應(yīng)安培數(shù)的任 何其它合適的直流電源。在一個實(shí)施例中，直流電源的直流供電電壓在大約2.5伏到大約 4.5伏的范圍內(nèi)，且直流供電安培數(shù)在大約2.5到大約5安培的范圍內(nèi)（對應(yīng)于范圍在大約 6.25瓦和大約22.5瓦內(nèi)的直流供電功率）。優(yōu)選的是，直流電源包括可充電電池。這種電池 通常是可獲得的，可接受的總體積在大約1.2-3.5立方厘米之間。這種電池可以有基本上圓 柱形或矩形的固體形狀。同樣，直流電源可以包括直流饋電扼流圈。
[0018] 通常，當(dāng)術(shù)語"約"與此申請中的具體值結(jié)合使用時，應(yīng)理解為該詞"約"之后的值 由于技術(shù)考慮不一定精確地是該具體值。然而，與具體值結(jié)合使用的術(shù)語"約"總是理解為 包括并且還明確地公開術(shù)語"約"之后的具體值。
[0019] 所述電源電子設(shè)備被配置成在高頻下操作。出于此申請的目的，術(shù)語"高頻"應(yīng)理 解為指示范圍從大約1兆赫茲(MHz)到大約30兆赫茲(MHz)的頻率(包括IMHz到30MHz的范 圍），特別是從大約1兆赫茲(MHz)到大約10兆赫茲MHz(包括IMHz到IOMHz的范圍），甚至更特 別地從大約5兆赫茲(MHz)到大約7兆赫茲(MHz)(包括5MHz到7MHz的范圍）。
[0020] 電源電子設(shè)備包括連接到所述直流電源的DC/AC逆變器。DC/AC逆變器包括帶有晶 體管開關(guān)的E類功率放大器、晶體管開關(guān)驅(qū)動電路和LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)。E類功率放大器是通常已 知的，例如發(fā)表于在美國CT，紐因頓的American Radio Relay League(ARRL)的2001年1月/ 2月這一期的雙月雜志OEX的9-20頁的Nathan 0· Sokal所著的文章"Class-E RF Power Amplifiers"有所描述。E類功率放大器在高頻下操作是有利的，同時具有包括最小數(shù)目的 組件的簡單的電路結(jié)構(gòu)(例如，只需要一個晶體管開關(guān)，這相對于包括兩個晶體管開關(guān)的D 類功率放大器是有利的，所述兩個晶體管開關(guān)的控制方式是必須在高頻下確保兩個晶體管 之一被切斷的同時兩個晶體管中的另一個被接通）。此外，E類功率放大器以開關(guān)晶體管的 過程中開關(guān)晶體管中的最小功率耗散而聞名。優(yōu)選的是，E類功率放大器是只具有單個晶體 管開關(guān)的單端一階E類功率放大器。
[0021] E類功率放大器的晶體管開關(guān)可以是任何類型的晶體管，可以以雙極型晶體管 (BJT)實(shí)現(xiàn)。然而，更優(yōu)選的是，晶體管開關(guān)體現(xiàn)為場效應(yīng)晶體管(FET)，例如金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MESFET)。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置中E類功率放大器的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)被配置為在低歐姆負(fù) 載下操作。詞語"低歐姆負(fù)載"應(yīng)理解為表示小于大約2歐姆的歐姆負(fù)載。LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)包括并 聯(lián)電容器和電容器和具有歐姆電阻的電感器的串聯(lián)連接。電感器的此歐姆電阻是幾個十分 之一歐姆。在操作中，感受器的歐姆電阻增加到電感器的歐姆電阻，并且應(yīng)當(dāng)大于電感器的 歐姆電阻，原因是供應(yīng)的電功率應(yīng)當(dāng)逆變成感受器中的熱量，這種熱量應(yīng)盡可能高以便提 高功率放大器的效率，允許將盡可能多的熱量從感受器傳輸?shù)綒馊苣z形成基質(zhì)的其它部分 以高效地產(chǎn)生氣溶膠。
[0023] 感受器是能夠被感應(yīng)加熱的導(dǎo)體。"熱鄰近"意味著感受器相對于氣溶膠形成基質(zhì) 的其余部分定位，使得足夠的熱量從感受器傳輸?shù)綒馊苣z形成基質(zhì)的其余部分以產(chǎn)生氣溶 膠。
[0024]由于感受器不只是滲磁的，還是導(dǎo)電的（參見上文，它是導(dǎo)體），根據(jù)歐姆定律已知 為渦流的電流在感受器中產(chǎn)生，并在感受器中流動。感受器應(yīng)當(dāng)具有低電阻率P，以提高焦 耳熱耗散。此外，由于集膚效應(yīng)(超過98%的電流在從距離導(dǎo)體的外表面四倍的集膚深度δ 的層內(nèi)流動），必須考慮交變渦流的頻率?？紤]這種效應(yīng)，感受器的歐姆電阻Rs通過等式計(jì) 算：
[0025]
[0026] 其中，
[0027] f表示交變渦流的頻率，
[0028] 表示自由空間的磁導(dǎo)率，
[0029] μr表示感受器材料 [0030]的相對磁導(dǎo)率，以及 [0031] P表示感受器材料的電阻率。
[0032] 由渦流產(chǎn)生的功率損SPeJi過公式計(jì)算：
[0033] Pe = I2 · Rs
[0034] 其中，
[0035] I表示渦流的電流強(qiáng)度(rms)，以及 [0036] Rs表示感受器的電阻(歐姆）（參見上文）
[0037] 通過Pe等式以及通過Rs的計(jì)算，可以看出對于具有已知相對磁導(dǎo)率和給定電阻 率P的材料，顯然由渦流產(chǎn)生的功率損耗Pe (通過逆變成熱）隨著頻率和電流強(qiáng)度(rms)的增 大而增大。另一方面，交變渦流的頻率(和在感受器中感生渦流的相應(yīng)交變磁場)不可能任 意增大，原因是集膚深度δ隨著渦流(或者在感受器中感生渦流的交變磁場的）頻率的增大 而減小，使得超過特定的截止頻率，在感受器中不再產(chǎn)生渦流，這是由于集膚深度太小，不 能產(chǎn)生渦流。增大電流強(qiáng)度(rms)需要具有高磁通密度的交變磁場，因此需要大量的感應(yīng)源 (電感器）。
[0038] 此外，通過與磁滯關(guān)聯(lián)的加熱機(jī)制在感受器中產(chǎn)生熱。由磁滯產(chǎn)生的功率損耗通 過等式計(jì)算：
[0039] Ph=V · Wh · f
[0040] 其中，
[0041] V表示感受器的體積，
[0042] WH表示使感受器沿B-H圖的
[0043] 閉合磁滯回線磁化所需的功，以及
[0044] f表示交變磁場的頻率。
[0045] 使感受器沿閉合磁滯回線磁化所需的功WH還表示為：
[0046] Wh=^H · dB
[0047] WH的最大可能的量取決于感受器的材料性質(zhì)(飽和剩磁BR和矯頑力HC)，WH的實(shí)際 量取決于由交變磁場在感受器中感應(yīng)的實(shí)際磁化B-H回線，此實(shí)際磁化B-H回線取決于勵磁 的幅度。
[0048]在感受器中有第三種產(chǎn)生熱(功率損耗)的機(jī)制。產(chǎn)生的這種熱是在感受器遇到交 變磁場時，由導(dǎo)磁感受器材料中的磁場域的動態(tài)損耗引起的，這些動態(tài)損耗通常還隨著交 變磁場的頻率增大而增大。
[0049] 為了能夠根據(jù)前述機(jī)制在感受器中產(chǎn)生熱量(主要通過渦流損耗和磁滯損耗），腔 被布置在裝置殼體中。腔具有被成形為容納至少一部分氣溶膠形成基質(zhì)的內(nèi)表面。腔被布 置成使得在將氣溶膠形成基質(zhì)的一部分容納于腔中之后，LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器在操作期間 感應(yīng)耦合到氣溶膠形成基質(zhì)的感受器。這意味著E類功率放大器的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器用 于通過磁感應(yīng)加熱感受器。這消除了諸如用于將E類功率放大器的輸出阻抗與負(fù)載匹配的 附加組件的必要，因此允許進(jìn)一步最小化電源電子設(shè)備的大小。
[0050] 總之，由于基底的不接觸加熱，根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置提供小的易于操作的 高效、清潔和具有魯棒性的加熱裝置。對于如上文描述的形成低歐姆負(fù)載同時有明顯高于 LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器的歐姆電阻的感受器，因此有可能僅在五秒內(nèi)或者在甚至小于五秒的 時間間隔內(nèi)使感受器的溫度達(dá)到范圍350-400攝氏度，同時電感器的溫度是低的（由于大多 數(shù)的功率逆變成感受器中的熱量）。
[0051 ]如已經(jīng)提到的，根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置的一個方面，裝置被配置成用于加熱 吸煙制品的氣溶膠形成基質(zhì)。這具體地包括功率提供到氣溶膠形成基質(zhì)內(nèi)的感受器，使得 氣溶膠形成基質(zhì)被加熱到在200至240攝氏度之間的平均溫度。甚至更優(yōu)選的是，裝置被配 置成用于加熱吸煙制品的裝有煙草的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置的又一個方面，電源電子設(shè)備的總體積等于或小于 2cm3。這允許將電池、電源電子設(shè)備和空腔設(shè)置在具有整體小尺寸的方便和容易操作的裝 置殼體中。
[0053]根據(jù)本發(fā)明中所述感應(yīng)加熱裝置的另一個方面，LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器包括繞成螺 旋狀的圓柱形電感器線圈，所述圓柱形電感器線圈具有長方形形狀并限定了在約0.15cm3 至約1.10cm3之間的內(nèi)部體積。例如，繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈的內(nèi)徑可以在大約 5mm和大約IOmm之間，優(yōu)選可以為大約7mm，繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈的長度可以在 大約8mm和大約14mm之間。根據(jù)使用的是圓形橫截面的線圈還是扁平矩形橫截面的線圈，線 圈的直徑或厚度可以在大約〇.5_到大約Imm之間。繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈被定位 在空腔的內(nèi)表面上或其附近。被定位在空腔的內(nèi)表面上或其附近的繞成螺旋狀的圓柱形電 感器線圈可以進(jìn)一步最小化裝置的尺寸。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明中所述感應(yīng)加熱裝置的又另一個方面，裝置殼體基本為圓柱形，具有 布置在裝置殼體近端處的腔，以及布置在裝置殼體的遠(yuǎn)端處的直流電源。電源電子設(shè)備布 置在直流電源和腔之間。這可以節(jié)約空間并使得感應(yīng)加熱裝置中所有組件能夠美觀地布置 在小型且易于操作的裝置殼體內(nèi)。
[0055] 如上文已提到的，根據(jù)本發(fā)明中所述感應(yīng)加熱裝置的另一個方面，直流電源包括 可充電的直流電池。這允許對電池充電，優(yōu)選通過包括AC/DC逆變器的充電裝置與干線的連 接。
[0056] 根據(jù)本發(fā)明中所述感應(yīng)加熱裝置的另又一個方面，電源電子設(shè)備進(jìn)一步包括微控 制器，所述微控制器經(jīng)編程用于在氣溶膠形成基質(zhì)的感受器溫度在操作過程中超過感受器 的居里溫度時中斷所述DC/AC逆變器生成AC功率，并且經(jīng)編程用于在感受器溫度再次冷卻 降至此居里溫度以下之時恢復(fù)生成AC功率。這一特征可用于在微控制器的幫助下控制感受 器的溫度。
[0057] 在感受器由單一材料制造的情況下，居里溫度應(yīng)對應(yīng)于感受器應(yīng)具有的最大溫度 (也就是說，居里溫度與感受器應(yīng)被加熱到的最高溫度相同或偏離該最高溫度大約1-3%)。 當(dāng)感受器的溫度超過這種單一材料的居里溫度時，感受器將不再呈現(xiàn)出鐵磁性，并且感受 器僅具有順磁性。
[0058] 如果感受器由一種以上的材料制造，則感受器的材料可以相對于另外的方面被優(yōu) 化。例如，可以選擇材料使得感受器的第一材料可以具有高于感受器應(yīng)被加熱到的最高溫 度的居里溫度。然后可以例如相對于最高熱量生成和至氣溶膠形成基質(zhì)的其余部分的傳輸 對感受器的第一材料進(jìn)行優(yōu)化，以便在一方面有效加熱感受器，然而，感受器可能另外包括 具有居里溫度的第二材料，所述居里溫度對應(yīng)于感受器應(yīng)加熱至的最高溫度，且一旦感受 器達(dá)到此居里溫度，感受器的磁性就完全改變。該變化可以被檢測并且傳送到微控制器，然 后所述微控制器然后中斷AC功率的生成直到溫度再次冷卻到低于居里溫度，由此可以恢復(fù) AC功率生成。
[0059] A根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置的又一個方面，E類功率放大器具有輸出阻抗，電源 電子設(shè)備還包括用于將E類功率放大器的輸出阻抗匹配到低歐姆負(fù)載的匹配網(wǎng)絡(luò)。這種措 施可以有助于進(jìn)一步增大低歐姆負(fù)載中的功率損耗，導(dǎo)致低歐姆負(fù)載中熱產(chǎn)生的增大。例 如，匹配網(wǎng)絡(luò)可以包括小的匹配變壓器。
[0060] 本發(fā)明的另一方面涉及一種感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其包括根據(jù)任一上述實(shí)施例的感應(yīng)加 熱裝置和包括感受器的氣溶膠形成基質(zhì)。氣溶膠形成基質(zhì)的至少一部分容納于感應(yīng)加熱裝 置的腔中，使得在操作期間感應(yīng)加熱裝置的DC/AC逆變器的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器感應(yīng)耦合 到氣溶膠形成基質(zhì)的感受器。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明中感應(yīng)加熱系統(tǒng)的一個方面，氣溶膠形成基質(zhì)可以是吸煙制品的氣溶 膠形成基質(zhì)。具體地，氣溶膠形成基質(zhì)可以是可以用在吸煙制品（例如卷煙）中的裝有煙草 的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)。
[0062] 本發(fā)明的又一方面涉及一種套件，其包括根據(jù)任何上述實(shí)施例的感應(yīng)加熱裝置和 包括感受器的氣溶膠形成基質(zhì)。感應(yīng)加熱裝置和氣溶膠形成基質(zhì)被布置為，在操作中，至少 一部分氣溶膠形成基質(zhì)容納于感應(yīng)加熱裝置的腔中，使得感應(yīng)加熱裝置的DC/AC逆變器的 LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器感應(yīng)耦合到氣溶膠形成基質(zhì)的感受器。然而一般來說，氣溶膠形成基 質(zhì)和感應(yīng)加熱裝置可以單獨(dú)提供，也可以部件套件的形式提供。或者，入門套件中可以包括 感應(yīng)加熱裝置和多個氣溶膠形成基質(zhì)，同時另外可以僅提供氣溶膠形成基質(zhì)，使得消費(fèi)者 一旦在入門套件中獲得感應(yīng)加熱裝置并且消耗了入門套件中所含的氣溶膠形成基質(zhì)，消費(fèi) 者僅需要另外的氣溶膠形成基質(zhì)。此外，根據(jù)本發(fā)明中所述套件的一個方面，氣溶膠形成基 質(zhì)可以是吸煙制品的氣溶膠形成基質(zhì)，特別是所述吸煙制品的氣溶膠形成基質(zhì)可以是裝有 煙草的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)。
[0063] 本發(fā)明的另一方面涉及一種操作感應(yīng)加熱系統(tǒng)的方法。所述方法包括以下步驟： [0064]-提供具有DC供應(yīng)電壓的直流電源；
[0065] -提供配置為在高頻下操作的電源電子設(shè)備，所述電源電子設(shè)備包括連接到直流 電源的DC/AC逆變器，所述DC/AC逆變器包括帶有晶體管開關(guān)的E類功率放大器、晶體管開關(guān) 驅(qū)動電路和被配置為在低歐姆負(fù)載下操作的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，其中所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)電 容器和具有歐姆電阻的電容器與電感器的串聯(lián)連接；
[0066] -提供能夠容納至少一部分氣溶膠形成基質(zhì)的腔，所述腔被布置成使得在操作中， 一旦氣溶膠形成基質(zhì)的一部分容納于腔中，LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器就感應(yīng)耦合到氣溶膠形成 基質(zhì)的感受器；以及
[0067] -提供包括感受器的氣溶膠形成基質(zhì)及將至少一部分氣溶膠形成基質(zhì)插入腔，使 得LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的電感器感應(yīng)耦合到氣溶膠形成基質(zhì)的感受器。
[0068] 根據(jù)本發(fā)明中所述方法的一個方面，直流電源是可充電電池，且所述方法進(jìn)一步 包括以下步驟:在將氣溶膠形成基質(zhì)的一部分插入腔之前，為所述可充電電池充電。這一方 面特別有利，因?yàn)樵谑褂每沙潆婋姵氐那闆r下，（在為所述電池充電之后)可使用所述裝置 而無需連接干線或另一外部電源。一旦電池電量低，可以容易地為可充電電池重新充電，因 此不必?cái)y帶任何單用途替換電池。如果電池電量低，僅為可充電電池重新充電，即可再次使 用所述裝置。此外，使用可充電電池更環(huán)保，因?yàn)楣?jié)省了必須妥善處理的單用途電池。
【附圖說明】
[0069]通過借助附圖在下面對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的另外的有利方面將變得顯然。
[0070] 圖1示出以本發(fā)明為基礎(chǔ)的一般加熱原理，
[0071] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置和系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，
[0072] 圖3示出基本組件布置在裝置殼體中的感應(yīng)加熱裝置的實(shí)施例，
[0073] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置的功率電子設(shè)備的基本組件(沒有匹配網(wǎng)絡(luò)） 的實(shí)施例，
[0074] 圖5示出形式為具有長方形形狀的繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò) 的電感器的實(shí)施例，
[0075] 圖6示出包括線圈的感應(yīng)率和歐姆電阻的LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)，此外還示出負(fù)載的 歐姆電阻，
【具體實(shí)施方式】
[0076]在圖1中，示意性圖示以本發(fā)明為基礎(chǔ)的一般加熱原理。在圖1中示意性示出繞成 螺旋狀的圓柱形電感器線圈L2,其具有長方形形狀并限定其中布置吸煙制品2的氣溶膠形 成基質(zhì)20的一部分或全部的內(nèi)體積，所述氣溶膠形成基質(zhì)包括感受器21。包括具有感受器 21的氣溶膠形成基質(zhì)20的吸煙制品2示意性表現(xiàn)在放大的橫截面細(xì)節(jié)中，其單獨(dú)地顯示于 圖1的右手側(cè)。如已經(jīng)提到的，吸煙制品2的氣溶膠形成基質(zhì)20可以是裝有煙草的固態(tài)基底， 然而，并不局限于此。
[0077] 此外，在圖1中，電感器線圈L2的內(nèi)體積內(nèi)的磁場由在一個特定時刻的許多條磁場 線Bl示意性指示，由于由流過電感器線圈L2的交變電流k2產(chǎn)生的磁場是可能在大約IMHz到 大約30MHz的范圍（包括IMHz到30MHz的范圍）內(nèi)以交變電流i L2的頻率改變其極性的交變磁 場，具體可以在大約IMHz到大約IOMHz的范圍（包括IMHz到IOMHz的范圍，并且特別可以小于 I OMHz)，更具體地，所述頻率可以在大約5MHz到大約7MHz的范圍（包括5MHz到7MHz的范圍， 例如可以是5MHz)。負(fù)責(zé)在感受器21中產(chǎn)生熱的兩個主要機(jī)制一由渦流引起的功率損耗Pe (表示渦流的封閉圓）和由磁滯引起的功率損耗Ph(表示磁滯的封閉磁滯曲線）也示意性在 圖1中示出。關(guān)于這些機(jī)制，參照上文對這些機(jī)制的更加詳細(xì)的討論。
[0078] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置的一實(shí)施例。感應(yīng)加熱裝置1包括可以由塑 料制成的裝置殼體10和包括可充電電池110的直流電源11(參見圖2)。感應(yīng)加熱裝置1還包 括對接口 12，對接口 12包括用于對接感應(yīng)加熱裝置到充電站或充電裝置以對可充電電池 110充電的引腳120。更進(jìn)一步地，感應(yīng)加熱裝置1包括電源電子設(shè)備13,其被配置成在所需 頻率下操作，例如在上文提到的頻率5MHz下操作。電源電子設(shè)備13通過適當(dāng)?shù)碾娺B接130電 連接到可充電電池110。盡管電源電子設(shè)備13包括在圖3中不可見的附加組件，但其特別地 包括LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)(參見圖4)，LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)又包括電感器L2,這由圖3中的虛線指示。電感器L2 在裝置殼體10的近端嵌入裝置殼體10中，以圍繞也設(shè)置在裝置殼體10的近端的空腔14。電 感器L2可以包括具有長方形的繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈，如圖5中所示。繞成螺旋狀 的圓柱形電感器線圈L2可以具有范圍在大約5_到大約IOmm內(nèi)的半徑r，并特別地半徑r可 以大約為7mm。繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈的長度1可以在大約8mm到大約14mm的范圍 內(nèi)。相應(yīng)地，內(nèi)體積可能在大約0.15cm 3至大約I. IOcm3的范圍內(nèi)。
[0079]返回圖3,包括感受器21的裝有煙草的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)20在裝置殼體10的近 端處容納于腔14中，使得在操作期間，電感器L2(繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈）感應(yīng)耦 合到吸煙制品2的裝有煙草的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)20的感受器21。吸煙制品2的過濾器部分 22可以布置在感應(yīng)加熱裝置1的腔14外，使得在操作期間，消費(fèi)者可以通過過濾器部分22抽 吸氣溶膠。一旦從腔14中移除吸煙制品，就可以容易地清潔腔14,原因是除了吸煙制品2的 氣溶膠形成基質(zhì)20將穿過而插入的打開的遠(yuǎn)端之外，腔被完全地關(guān)閉，并被限定腔14的塑 料裝置殼體10的那些內(nèi)壁圍繞。
[0080] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱裝置1的實(shí)施例的框圖，然而下文中將討論一些可 選的方面或組件。感應(yīng)加熱裝置1與包括感受器21的氣溶膠形成基質(zhì)20-起形成根據(jù)本發(fā) 明的感應(yīng)加熱系統(tǒng)的實(shí)施例。圖2中所示的框圖是將操作方式考慮入內(nèi)的圖示。如圖所示， 感應(yīng)加熱裝置1包括直流電源11(在圖3中包括可充電電池110)、微處理器控制單元131、DC/ AC逆變器132、用于適配負(fù)載的匹配網(wǎng)絡(luò)133和電感器L2。微處理器控制單元131、DC/AC逆變 器132和匹配網(wǎng)絡(luò)133以及電感器L2都是電源電子設(shè)備13的部件(參見圖1)。提供了兩個反 饋通道134和135,用于通過電感器L2提供指示電壓和電流的反饋信號，以控制進(jìn)一步電力 供給。例如，在感受器溫度超出所需溫度的情況下，可以生成相應(yīng)信號以中斷進(jìn)一步電力供 給，直至感受器溫度再次低于所需溫度，由此可以恢復(fù)另外的電力供應(yīng)。相應(yīng)地，有可能為 了優(yōu)化至感受器的功率傳輸而控制切換電壓的頻率?？梢蕴峁┢ヅ渚W(wǎng)絡(luò)133以最佳適配負(fù) 載，但不是強(qiáng)制性的，匹配網(wǎng)絡(luò)不包含于在下面更加詳細(xì)地描述的實(shí)施例中。
[0081] 圖4示出電源電子設(shè)備13(更具體地是DC/AC逆變器132)的一些基本組件。如圖4中 可見，DC/AC逆變器包括:帶有晶體管開關(guān)1320的E類功率放大器，所述晶體管開關(guān)1320包括 場效應(yīng)晶體管(FET) 1321，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET);晶體管開關(guān)供電 電路，其由箭頭1322指示，用于將開關(guān)信號(柵極-源極電壓)供應(yīng)到FET 1321，以及LC負(fù)載 網(wǎng)絡(luò)1323,其包括并聯(lián)電容器Cl和電容器C2和電感器L2的串聯(lián)連接。此外，示出用于提供DC 供應(yīng)電壓+Vcc的包括扼流圈Ll的直流電源11。在圖4中還示出表示總歐姆負(fù)載1324的歐姆電 阻R，其是電感器L2的歐姆電阻_和感受器21的歐姆電阻的和，這示于圖6中。
[0082] 很明顯，由于組件的數(shù)目非常少，可以保持電源電子設(shè)備13的體積非常小。例如， 電源電子設(shè)備的體積可以等于或小于2cm3。由于LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)1323的電感器L2被直接用作與 氣溶膠形成基質(zhì)20的感受器21感應(yīng)耦合的電感器，所以電源電子設(shè)備的這種極小的體積是 可能的，且此小體積允許使整個感應(yīng)加熱裝置1的總體尺寸是小的。在單獨(dú)的電感器而不是 電感器L2用作與感受器21的感應(yīng)耦合的情況下，這會自動地增大電源電子設(shè)備的體積，如 果匹配網(wǎng)絡(luò)133包括于電源電子設(shè)備中，此體積還會增大。
[0083]盡管E類功率放大器的一般工作原理是已知的，并在已經(jīng)提到的美國CT，紐因頓 American Radio Relay League(ARRL)在2001年 1 月/2月這一期的雙月雜志OEX的9-20頁出 版的Nathan 0· Sokal所著的文章"Class-E RF Power Amplifiers"有詳細(xì)描述，但一些一 般原理將在下文進(jìn)行解釋。
[0084]我們假設(shè)晶體管開關(guān)供電電路1322向FET 1321供應(yīng)具有矩形輪廓的開關(guān)電壓 (FET的柵極-源極電壓）。只要FET 1321是導(dǎo)通的（"接通"狀態(tài)），它基本上構(gòu)成短路(低電 阻），整個電流流過扼流線圈Ll和FET1321。當(dāng)FET 1321非導(dǎo)通時（"截止"狀態(tài)），由于FET 1321基本上表示開路(高電阻），全部電流流入LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)中。在這兩種狀態(tài)之間開關(guān)晶體 管使供應(yīng)的DC電壓和DC電流逆變成AC電壓和AC電流。
[0085]為了高效地加熱感受器21，盡可能大量的供應(yīng)的DC功率將以AC功率形式傳輸?shù)诫?感器L2(繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈），并隨后傳輸?shù)脚c電感器2感應(yīng)耦合的氣溶膠形 成基質(zhì)20的感受器21。感受器21內(nèi)耗散的功率(渦流損失、磁滯損失)在感受器21生成熱量， 如上文中所述?；蛘邠Q種說法，F(xiàn)ET 1321中的功率耗散必須被最小化，同時最大化感受器21 中的功率耗散。
[0086]在AC電壓/電流的一個周期中FET 1321中的功率耗散是在該交流電壓/電流周期 中的每個時間點(diǎn)上晶體管電壓和電流的積對該周期積分再對該周期取平均。由于FET 1321 必須在該周期的一部分期間經(jīng)受高電壓并且在該周期的一部分期間傳導(dǎo)高電流，因此必須 避免高電壓和高電流同時存在，原因是這將導(dǎo)致FET 1321中的顯著功率消耗。在FET 1321 的"接通"狀態(tài)下，晶體管電壓在大電流流過FET 1321時幾乎為零。在FET 1321的"斷開"狀 態(tài)下，晶體管電壓為高，但通過FET 1321的電流幾乎為零。
[0087]開關(guān)晶體管不可避免地還在該周期的一些時段中延伸。不過，表示FET1321中的高 功率損耗的高電壓-電流積可以通過以下附加措施避免。首先，晶體管電壓的上升被延遲， 直到在通過晶體管的電流已經(jīng)降低到零為止。其次，晶體管電壓在通過晶體管的電流開始 升高之前返回零。這是通過負(fù)載網(wǎng)絡(luò)1323實(shí)現(xiàn)的，負(fù)載網(wǎng)絡(luò)1323包括并聯(lián)電容器Cl和電容 器C2和電感器L2的串聯(lián)連接，此負(fù)載網(wǎng)絡(luò)是在FET 1321和負(fù)載13 24之間的網(wǎng)絡(luò)。第三，在導(dǎo) 通時晶體管電壓實(shí)際為零(對于雙結(jié)型晶體管"BJT"，它是飽和偏置電壓V。）。導(dǎo)通的晶體管 并不對充電的并聯(lián)電容器Cl放電，因此，避免耗散并聯(lián)晶體管存儲的能量。第四，晶體管電 壓的斜率在導(dǎo)通時間為零。然后，由負(fù)載網(wǎng)絡(luò)注入到導(dǎo)通晶體管中的電流以可控的適度的 速率平滑上升，導(dǎo)致低功率耗散，同時晶體管電導(dǎo)在導(dǎo)通過渡過程中從零開始積累。結(jié)果， 晶體管電壓和電流不會同時很高。電壓和電流的開關(guān)逆變是彼此時間位移的。
[0088]為了確定圖4中所示的DC/AC逆變器132的各個組件的尺寸，必須考慮以下等式，該 等式是普遍已知的，已經(jīng)在前面提到的美國CT，紐因頓American Radio Relay League (ARRL)在2001年I月/2月這一期的雙月雜志OEX的9-20頁出版的Nathan 0. Sokal所著的文 章"Class-E RF Power Amplifiers"有詳細(xì)描述。
[0089] 假設(shè)QL(LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的品質(zhì)因數(shù))是在任何情況下大于1.7879的值，不過是可以由 設(shè)計(jì)員選擇的值(參見前面提到的文章），還假設(shè)P是傳送到電阻R的輸出功率，并且假設(shè)f是 頻率，則通過以下等式計(jì)算各個組件的數(shù)字值(見上文，對于FET，Vo是零，對于BJT是飽和偏 置電壓）：
[0090] L2 = Ql · R/2JTf
[0091] R=((Vcc-V0)Vp) * 0.576801 · (1.0000086-0.414395/Ql-〇 . 557501/Ql2+ 0.205967/Ql3)
[0092] Cl = (l/(34.2219 · f · R)) · (0.99866+0.91424/QL-1.03175/QL2)+0.6/(23if)2 · (LI)
[0093] C2=(l/23ifR) · (l/QL-〇. 104823) · (1.00121+(I .01468/Ql-1.7879))-(0.2/((2π f)2 * LI)))
[0094] 這允許將歐姆電阻R = 0.6 Ω的感受器快速加熱，以在5-6秒內(nèi)遞送大約7W的功率， 假設(shè)使用最大輸出電壓為2.8V，最大輸出電流為3.4A的直流電源，大約為3.4A電流可用，頻 率f = 5MHz (占空比=50 % )，電感器L2的電感大約為500nH，電感器L2的歐姆電阻R麵=0.1 Ω，電感Ll大約為ΙμΗ，電容器Cl的電容為7nF，電容器C2的電容為2.2必。1?麵和R孅的有效電 阻大約為0.6 Ω?？梢垣@得大約為83.5 %的效率(感受器21中的功率耗散/直流電源11的最 大功率），這是非常高效的。
[0095] 如前文中所提到的，感受器21可以由具有接近感受器21應(yīng)加熱到的期望溫度的居 里溫度的材料或材料的組合制成。一旦感受器21的溫度超過該居里溫度，材料將由鐵磁性 變?yōu)轫槾判?。因此，感受?1中的能量消耗明顯減小，原因是具有順磁性的材料的磁滯損耗 遠(yuǎn)低于具有鐵磁性的材料的磁滯損耗?？梢詸z測感受器21中的該減小的功率消耗，并且例 如，由DC/AC逆變器生成AC功率然后可以被中斷直到感受器21已冷卻到再次低于居里溫度 并且已恢復(fù)其鐵磁性。然后可以再次恢復(fù)由DC/AC逆變器生成交流電。
[0096] 操作中，吸煙制品2插入到感應(yīng)加熱裝置1的腔14中（參見圖2)，使得包括感受器21 的氣溶膠形成基質(zhì)20感應(yīng)耦合到電感器2(例如繞成螺旋狀的圓柱形線圈）。感受器21然后 如上文描述的被加熱幾秒鐘，然后消費(fèi)者可以開始通過過濾器22吸取氣溶膠（當(dāng)然，吸煙制 品不一定必須包括過濾器22)。
[0097] 感應(yīng)加熱裝置和吸煙制品通?？梢詥为?dú)地或作為幾部分的套件分配。例如，可以 分配所稱的包括感應(yīng)加熱裝置以及多個吸煙制品的"啟動器套件"。一旦消費(fèi)者購買這種啟 動器套件，在以后，消費(fèi)者只可以購買借助此啟動器套件的感應(yīng)加熱裝置可以使用的吸煙 制品。感應(yīng)加熱裝置易于清潔，在可充電電池情況下作為直流電源，這些可充電電池易于使 用合適的充電裝置充電，所述充電裝置將連接到包括引腳120的對接口 12(或者感應(yīng)加熱裝 置將對接到充電裝置的對應(yīng)的對接站）。
[0098]已經(jīng)通過附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，顯然在不偏離解釋本發(fā)明的總教導(dǎo)下許多 改變和修改是可想到的。因此，保護(hù)范圍不旨在局限于特定實(shí)施例，而是由所附權(quán)利要求限 定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于加熱包括感受器(21)的氣溶膠形成基質(zhì)（20)的感應(yīng)加熱裝置（1)，所述感 應(yīng)加熱裝置(1)包括： -裝置殼體(10); -具有DC供應(yīng)電壓(VCC)的直流電源（11); -配置成在高頻下操作的電源電子設(shè)備（13)，所述電源電子設(shè)備（13)包括連接到所述 直流電源（11)的DC/AC逆變器（132)，所述DC/AC逆變器包括帶有晶體管開關(guān)（1320)的E類功 率放大器、晶體管開關(guān)驅(qū)動電路(1322)和被配置為在低歐姆負(fù)載(1324)下操作的LC負(fù)載網(wǎng) 絡(luò)（1323)，其中，所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)包括并聯(lián)電容器(C1)和具有歐姆電阻(取《)的電容 器(C2)與電感器(L2)的串聯(lián)連接；以及 -布置于所述裝置殼體（10)中的腔（14)，所述腔（14)具有成形為容納至少一部分所述 氣溶膠形成基質(zhì)(20)的內(nèi)表面，所述腔（14)被布置成使得在操作期間一旦所述氣溶膠形成 基質(zhì)(20)的一部分容納于所述腔中，所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)的所述電感器(L2)就感應(yīng)耦合 到所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)的感受器(21)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述裝置被配置成用于加熱吸煙制品（2) 的氣溶膠形成基質(zhì)(20)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述裝置被配置成用于加熱吸煙制品（2) 的裝有煙草的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)20。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述直流電源（11)的所述DC 供應(yīng)電壓(Vcc)在約2.5伏至約4.5伏的范圍內(nèi)，其中所述直流電源(11)的DC供應(yīng)安培數(shù)在約 2.5安培至約5安培的范圍內(nèi)。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述電源電子設(shè)備（13)的總 體積等于或小于2cm3〇6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)的所 述電感器(L2)包括繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈，其具有長方形形狀(r，l)并限定了范 圍為約0.15cm 3至約1.10cm3的內(nèi)部體積，其中所述繞成螺旋狀的圓柱形電感器線圈定位在 所述腔（14)的內(nèi)表面上或附近。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述裝置殼體（10)基本為圓 柱形，并具有布置在所述裝置殼體（10)的近端處的腔（14)，以及布置在所述裝置殼體（10) 的遠(yuǎn)端處的所述直流電源（11)，且其中所述電源電子設(shè)備（13)布置在所述直流電源（11)和 所述腔（14)之間。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述直流電源（11)包括可充 電DC電池。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述電源電子設(shè)備（13)進(jìn)一 步包括微控制器（131)，所述微控制器經(jīng)編程用于在所述氣溶膠形成基質(zhì)（20)的所述感受 器(21)的溫度在操作期間超過所述感受器(21)的居里溫度時中斷所述DC/AC逆變器生成AC 功率，并且經(jīng)編程用于在所述感受器(21)的溫度冷卻至再次低于此居里溫度時恢復(fù)AC功率 生成。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置，其中所述E類功率放大器具有輸 出阻抗，并且其中，所述電源電子設(shè)備（13)進(jìn)一步包括用于將所述E類功率放大器的所述輸 出阻抗匹配到所述低歐姆負(fù)載(1324)的匹配網(wǎng)絡(luò)（133)。11. 一種感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置（1)和 包括感受器(21)的氣溶膠形成基質(zhì)（20)，其中，所述氣溶膠形成基質(zhì)（20)的至少一部分容 納于所述感應(yīng)加熱裝置（1)的腔（14)中，使得在操作期間所述感應(yīng)加熱裝置（1)的所述DC/ AC逆變器(132)的所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)的所述電感器(L2)感應(yīng)耦合到所述氣溶膠形成基 質(zhì)（20)的所述感受器(21)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中，所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)是吸煙制品 (2)的氣溶膠形成基質(zhì)。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中所述吸煙制品（2)的所述氣溶膠形成基 質(zhì)(20)是裝有煙草的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)。14. 一種套件，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱裝置（1)和包括感受 器(21)的氣溶膠形成基質(zhì)（20)，所述感應(yīng)加熱裝置（1)和所述氣溶膠形成基質(zhì)（20)被配置 成在操作中將所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)的至少一部分容納于所述感應(yīng)加熱裝置(1)的所述 腔（14)中，使得所述感應(yīng)加熱裝置（1)的所述DC/AC逆變器（132)的所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323) 的所述電感器(L2)感應(yīng)耦合到所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)的所述感受器(21)。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的套件，其中，所述氣溶膠形成基質(zhì)（20)是吸煙制品（2)的氣 溶膠形成基質(zhì)。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中所述吸煙制品（20)的所述氣溶膠形成 基質(zhì)(20)是裝有煙草的固態(tài)氣溶膠形成基質(zhì)。17. -種操作感應(yīng)加熱系統(tǒng)的方法，所述方法包括下列步驟： -提供具有DC供應(yīng)電壓(VCC)的直流電源（11); -提供配置為在高頻下操作的電源電子設(shè)備（13)，所述電源電子設(shè)備（13)包括連接到 所述直流電源（132)的DC/AC逆變器（132)，所述DC/AC逆變器（132)包括帶有晶體管開關(guān) (1321)的E類功率放大器、晶體管開關(guān)驅(qū)動電路（1322)和配置為在低歐姆負(fù)載(R)下操作的 LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)，其中所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)包括并聯(lián)電容器（C1)和具有歐姆電阻 (_ι)的電容器(C2)與電感器(L2)的串聯(lián)連接； -提供能夠容納至少一部分氣溶膠形成基質(zhì)（20)的腔（14)，所述腔（14)被布置成使得 一旦所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)的一部分容納于所述腔中，所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)的所述電 感器(L2)就感應(yīng)耦合到所述氣溶膠形成基質(zhì)（209)的所述感受器(21);以及 -提供包括感受器(21)的氣溶膠形成基質(zhì)（20)及將所述氣溶膠形成基質(zhì)(20)的至少一 部分插入所述腔(14)中，使得所述LC負(fù)載網(wǎng)絡(luò)（1323)的所述電感器(L2)感應(yīng)耦合到所述氣 溶膠形成基質(zhì)（20)的所述感受器(21)。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述直流電源（11)是可充電電池，且其中所述 方法進(jìn)一步包括以下步驟:在將所述氣溶膠形成基質(zhì)（20)的一部分插入所述腔（14)之前， 為所述可充電電池充電。
【文檔編號】H05B6/36GK105992528SQ201580007754
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年5月21日
【發(fā)明人】O·米洛諾夫
【申請人】菲利普莫里斯生產(chǎn)公司