ES2925262T3

ES2925262T3 - Un circuito resonante para un sistema generador de aerosol

Info

Publication number: ES2925262T3
Application number: ES19769311T
Authority: ES
Inventors: Anton Korus; Patrick Moloney; Aoun Walid Abi; Terrence Milligan; Thomas Paul Blandino
Original assignee: Nicoventures Trading Ltd
Current assignee: Nicoventures Trading Ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: CN112911955A; AU2019328534B2; US12285050B2; GB201814202D0; KR102549418B1; PT3843566T; US20210186109A1; KR20210044878A; IL281128A; WO2020047417A1; PL3843566T3; AU2019328534A1; CA3111072C; LT3843566T; CA3111072A1; JP7208358B2; RU2770618C1; BR112021003926A2; EP3843566B1; JP2021536238A

Abstract

Un circuito resonante para un sistema de generación de aerosoles comprende un elemento inductivo para calentar por inducción una disposición de susceptor para calentar un material generador de aerosoles y así generar un aerosol. El circuito también comprende una disposición de conmutación que, en uso, alterna entre un primer estado y un segundo estado para permitir que se genere una corriente variable a partir de un suministro de voltaje de CC y fluya a través del elemento inductivo para provocar el calentamiento inductivo de la disposición de susceptor. La disposición de conmutación está configurada para alternar entre el primer estado y el segundo estado en respuesta a oscilaciones de voltaje dentro del circuito resonante que operan a una frecuencia resonante del circuito resonante, por lo que la corriente variable se mantiene a la frecuencia resonante del circuito resonante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un circuito resonante para un sistema generador de aerosol

Solicitud relacionada

La presente solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud GB No. 1814202.6 presentada el 31 de agosto de 2019.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un circuito resonante para un sistema generador de aerosol, más específicamente a un circuito resonante para calentar por inducción una disposición de susceptor para generar un aerosol.

Antecedentes

Los artículos para fumar tales como cigarrillos, puros y similares queman tabaco durante uso para crear humo de tabaco. Se han realizado intentos para proporcionar alternativas a estos artículos mediante la creación de productos que liberan compuestos sin combustión de dichos productos son los llamados productos de “calor no quemado” o dispositivos o productos para calentar tabaco, que liberan compuestos al calentar, pero no quemar, el material. El material puede ser, por ejemplo, tabaco u otros productos distintos del tabaco, que pueden o no contener nicotina.

El documento WO 2017/085242 Al describe un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Resumen

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo generador de aerosol que comprende un circuito resonante para calentar un material generador de aerosol, el circuito resonante comprende: un elemento inductivo para calentar inductivamente una disposición de susceptor para calentar un material generador de aerosol para así generar un aerosol; y una disposición de conmutación que, en uso, alterna entre un primer estado y un segundo estado para permitir que se genere una corriente variable a partir de un suministro de voltaje de CC y fluya a través del elemento inductivo para provocar el calentamiento inductivo de la disposición de susceptor; en el que:

la disposición de conmutación está configurada para alternar entre el primer estado y el segundo estado en respuesta a las oscilaciones de voltaje dentro del circuito resonante que operan a una frecuencia resonante del circuito resonante, por lo que la corriente variable se mantiene a la frecuencia resonante del circuito resonante; la disposición de conmutación comprende un primer transistor y un segundo transistor, y en el que, cuando la disposición de conmutación está en el primer estado, el primer transistor está APAGADO y el segundo transistor está ENCENDIDO y cuando la disposición de conmutación está en el segundo estado, el primer transistor está ENCENDIDO y el segundo transistor está APAGADO; y el primer transistor y el segundo transistor comprenden cada uno un primer terminal para ENCENDER y APAGAR ese transistor, un segundo terminal y un tercer terminal, y en el que el circuito comprende además un tercer transistor y un cuarto transistor, y en el que el primer terminal del el primer transistor está conectado al segundo terminal del segundo transistor a través del tercer transistor y el primer terminal del segundo transistor está conectado al segundo terminal del primer transistor a través del cuarto transistor.

El circuito resonante puede ser un circuito LC que comprende el elemento inductivo y un elemento capacitivo.

El elemento inductivo y el elemento capacitivo se pueden disponer en paralelo y las oscilaciones de voltaje pueden ser oscilaciones de voltaje a través del elemento inductivo y el elemento capacitivo.

La disposición de conmutación se puede configurar de tal manera que el primer transistor esté adaptado para conmutar desde ENCENDIDO hasta APAGADO cuando el voltaje en el segundo terminal del segundo transistor sea igual o inferior a un voltaje de umbral de conmutación del primer transistor.

La disposición de conmutación se puede configurar de tal manera que el segundo transistor esté adaptado para conmutar desde ENCENDIDO hasta APAGADO cuando el voltaje en el segundo terminal del primer transistor sea igual o inferior a un voltaje de umbral de conmutación del segundo transistor.

El tercer y cuarto transistores pueden ser transistores de efecto de campo.

Cada uno del tercer transistor y el cuarto transistor puede tener un primer terminal para ENCENDER y APAGAR ese transistor, y cada uno del tercer y cuarto transistores se puede configurar para ENCENDERSE cuando un voltaje mayor que o igual a un voltaje de umbral se aplica a su respectivo primer terminal.

El circuito resonante puede estar configurado para activarse mediante la aplicación de un voltaje mayor que o igual al voltaje de umbral a los primeros terminales tanto del tercer transistor como del cuarto transistor para de esta manera ENCENDER el tercer y cuarto transistores.

En algunos ejemplos, el circuito resonante no comprende un controlador configurado para accionar la disposición de conmutación.

La frecuencia resonante del circuito resonante puede cambiar en respuesta a la transferencia de energía desde el elemento inductivo a la disposición de susceptor.

El circuito resonante puede comprender un voltaje de control de transistor para suministrar un voltaje de control a los primeros terminales del primer transistor y del segundo transistor.

El circuito resonante puede comprender un primer resistor elevador de voltaje conectado en serie entre el primer terminal del primer transistor y el voltaje de control del transistor y una segunda resistor elevador de voltaje conectado en serie entre el primer terminal del segundo transistor y el voltaje de control del transistor.

El tercer transistor puede estar conectado entre el voltaje de control y el primer terminal del primer transistor y el cuarto transistor puede estar conectado entre el voltaje de control y el segundo transistor.

El primer transistor y/o el segundo transistor pueden ser transistores de efecto de campo.

Un primer terminal del suministro de voltaje de CC se puede conectar al primer y segundo puntos en el circuito resonante en el que el primer punto y el segundo punto están ubicados eléctricamente a cualquier lado del elemento inductivo.

Un primer terminal del suministro de voltaje de CC se puede conectar a un primer punto en el circuito resonante en el que el primer punto está conectado eléctricamente a un punto central del elemento inductivo de tal manera que la corriente que fluye desde el primer punto puede fluir en una primera dirección a través de una primera parte del elemento inductivo y en una segunda dirección a través de una segunda parte del elemento inductivo.

El circuito resonante puede comprender al menos un inductor de estrangulamiento colocado entre el suministro de voltaje de CC y el elemento inductivo.

El circuito resonante puede comprender un primer inductor de estrangulamiento y un segundo inductor de estrangulamiento en el que el primer inductor de estrangulamiento está conectado en serie entre el primer punto y el elemento inductivo y el segundo estrangulador está conectado en serie entre el segundo punto y el elemento inductivo.

El circuito resonante puede comprender un primer inductor de estrangulamiento, en el que el primer inductor de estrangulamiento está conectado en serie entre el primer punto en el circuito resonante y el punto central del elemento inductivo.

El dispositivo generador de aerosol se puede configurar para recibir un primer componente consumible que tiene una primera disposición de susceptor y el dispositivo generador de aerosol se puede configurar para recibir un segundo componente consumible que tiene una segunda disposición de susceptor, en la que la corriente variable se mantiene en una primera frecuencia resonante del circuito resonante cuando el primer componente consumible está acoplado al dispositivo y a una segunda frecuencia resonante del circuito resonante cuando el segundo componente consumible está acoplado al dispositivo.

El dispositivo generador de aerosol puede comprender una porción receptora, se configura la porción receptora para recibir uno del primer componente consumible o el segundo componente consumible de tal manera que la primera o la segunda disposición de susceptor se proporciona en proximidad al elemento inductivo.

El elemento inductivo puede ser una bobina eléctricamente conductora, en la que el dispositivo está configurado para recibir al menos una parte de la primera o segunda disposición de susceptor dentro de la bobina.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema que comprende un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con el primer aspecto y una disposición de susceptor.

La disposición de susceptor puede estar formada por aluminio.

La disposición de susceptor se puede disponer en un consumible que comprende la disposición de susceptor y el material generador de aerosol.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un kit de partes que comprende el dispositivo generador de aerosol de acuerdo con el primer aspecto, un primer componente consumible que comprende un primer material generador de aerosol y una primera disposición de susceptor, y un segundo componente consumible que comprende un segundo material generador de aerosol y un segundo susceptor, el primer y segundo componentes consumibles configurados para uso con el dispositivo generador de aerosol.

El primer componente consumible puede tener una conformación diferente en comparación con el segundo componente consumible.

La primera disposición de susceptor puede tener una conformación diferente o estar formada por un material diferente en comparación con el segundo componente consumible.

El primer y segundo componentes consumibles se pueden seleccionar del grupo que comprende: una barra, un tanque, un cartomizador y una lámina plana.

La primera disposición de susceptor o la segunda disposición de susceptor pueden estar formadas de aluminio.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 ilustra esquemáticamente un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con un ejemplo;

La Figura 2 ilustra esquemáticamente un circuito resonante de acuerdo con un ejemplo;

La Figura 3 ilustra esquemáticamente un circuito resonante de acuerdo con un segundo ejemplo;

La Figura 4 ilustra esquemáticamente un circuito resonante de acuerdo con un tercer ejemplo; y

La Figura 5 ilustra esquemáticamente un circuito resonante de acuerdo con un cuarto ejemplo.

Descripción detallada

El calentamiento por inducción es un proceso de calentamiento de un objeto conductor de electricidad (o susceptor) por inducción electromagnética. Un calentador de inducción puede comprender un elemento inductivo, por ejemplo, una bobina inductiva y un dispositivo para hacer pasar una corriente eléctrica variable, tal como una corriente eléctrica alterna, a través del elemento inductivo. La corriente eléctrica variable en el elemento inductivo produce un campo magnético variable. El campo magnético variable penetra en un susceptor colocado adecuadamente con respecto al elemento inductivo, generando corrientes de Foucault dentro del susceptor. El susceptor tiene resistencia eléctrica a las corrientes de Foucault y, por lo tanto, el flujo de las corrientes de Foucault contra esta resistencia hace que el susceptor se caliente por calentamiento Joule. En los casos en que el susceptor comprenda material ferromagnético como hierro, níquel o cobalto, el calor también puede ser generado por pérdidas de histéresis magnética en el susceptor, es decir, por la orientación variable de los dipolos magnéticos en el material magnético como resultado de su alineación con el campo magnético variable.

En el calentamiento inductivo, en comparación con el calentamiento por conducción, por ejemplo, el calor se genera dentro del susceptor, lo que permite un calentamiento rápido. Además, no es necesario que exista ningún contacto físico entre el calentador inductivo y el susceptor, lo que permite una mayor libertad en la construcción y aplicación.

Un calentador de inducción puede comprender un circuito LC, que tiene una inductancia L proporcionada por un elemento de inducción, por ejemplo, el electroimán que puede estar dispuesto para calentar inductivamente un susceptor, y una capacitancia C proporcionada por un condensador. En algunos casos, el circuito se puede representar como un circuito RLC, que comprende una resistencia R proporcionada por un resistor. En algunos casos, la resistencia es proporcionada por la resistencia óhmica de partes del circuito que conectan el inductor y el condensador y, por lo tanto, el circuito no necesita incluir necesariamente un resistor como tal. Dicho circuito se puede denominar, por ejemplo, circuito LC. Dichos circuitos pueden exhibir resonancia eléctrica, que ocurre a una frecuencia resonante particular cuando las partes imaginarias de las impedancias o admitancias de los elementos del circuito se cancelan entre sí.

Un ejemplo de un circuito que exhibe resonancia eléctrica es un circuito LC, que comprende un inductor, un condensador y, opcionalmente, un resistor. Un ejemplo de un circuito LC es un circuito en serie donde el inductor y el condensador están conectados en serie. Otro ejemplo de un circuito LC es un circuito LC paralelo donde el inductor y el condensador están conectados en paralelo. La resonancia ocurre en un circuito LC porque el campo magnético colapsado del inductor genera una corriente eléctrica en sus devanados que carga el condensador, mientras que el condensador que se descarga proporciona una corriente eléctrica que construye el campo magnético en el inductor. La presente divulgación se centra en los circuitos LC en paralelo. Cuando un circuito LC en paralelo se acciona a la frecuencia resonante, la impedancia dinámica del circuito es máxima (ya que la reactancia del inductor es igual a la reactancia del condensador) y la corriente del circuito es mínima. Sin embargo, para un circuito LC paralelo, el inductor paralelo y el bucle del condensador actúan como un multiplicador de corriente (multiplicando efectivamente la corriente dentro del bucle y, por lo tanto, la corriente que pasa a través del inductor). Accionar el circuito RLC o LC a la frecuencia resonante o cerca de ella puede, por lo tanto, proporcionar un calentamiento inductivo eficaz y/o eficiente al proporcionar el mayor valor del campo magnético que penetra en el susceptor.

Un transistor es un dispositivo semiconductor para conmutar señales electrónicas. Un transistor normalmente comprende al menos tres terminales para la conexión a un circuito electrónico. En algunos ejemplos de la técnica anterior, se puede suministrar una corriente alterna a un circuito utilizando un transistor al suministrar una señal de accionamiento que hace que el transistor conmute a una frecuencia predeterminada, por ejemplo, a la frecuencia resonante del circuito.

Un transistor de efecto de campo (FET) es un transistor en el que el efecto de un campo eléctrico aplicado se puede utilizar para variar la conductancia efectiva del transistor. El transistor de efecto de campo puede comprender un cuerpo B, un terminal de fuente S, un terminal de pérdida D y un terminal de puerta G. El transistor de efecto de campo comprende un canal activo que comprende un semiconductor a través del cual pueden fluir portadores de carga, electrones o huecos entre la fuente S y la pérdida D. La conductividad del canal, es decir, la conductividad entre los terminales de la pérdida D y la fuente S, es una función de la diferencia de potencial entre los terminales de la puerta G y la fuente S, por ejemplo, generada por un potencial aplicado al terminal de puerta G. En los FET de modo de mejora, el FET puede estar APAGADO (es decir, evitar sustancialmente que la corriente pase a través de él) cuando sustancialmente hay cero voltaje de puerta G a la fuente S, y puede estar ENCENDIDO (es decir, permitir sustancialmente que la corriente pase a través de él) cuando hay un voltaje de puerta G a fuente S sustancialmente distinto de cero.

Un transistor de efecto de campo de canal n (o tipo n) (n-FET) es un transistor de efecto de campo cuyo canal comprende un semiconductor de tipo n, donde los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos son los portadores minoritarios. Por ejemplo, los semiconductores de tipo n pueden comprender un semiconductor intrínseco (tal como, por ejemplo, el silicio) dopado con impurezas donantes (tales como, por ejemplo, el fósforo). En los FET de canal n, el terminal de pérdida D se coloca a un potencial más alto que el terminal de fuente S (es decir, hay un voltaje de pérdida-fuente positivo o, en otras palabras, un voltaje de fuente-la pérdida negativo). Para “encender” un FET de canal n (es decir, para permitir que la corriente pase a través de él), se aplica un potencial de conmutación al terminal de puerta G que es más alto que el potencial en el terminal de fuente S.

Un transistor de efecto de campo de canal p (o tipo p) (p-FET) es un transistor de efecto de campo cuyo canal comprende un semiconductor de tipo p, donde los huecos son los portadores mayoritarios y los electrones son los portadores minoritarios. Por ejemplo, los semiconductores de tipo p pueden comprender un semiconductor intrínseco (tal como, por ejemplo, el silicio) dopado con impurezas aceptoras (tales como, por ejemplo, el boro). En los FET de canal p, el terminal de fuente S se coloca a un potencial más alto que el terminal de pérdida D (es decir, hay un voltaje de pérdida-fuente negativo, o en otras palabras, un voltaje de fuente-la pérdida positivo). Para “encender” un FET de canal p (es decir, para permitir que la corriente pase a través de él), se aplica un potencial de conmutación al terminal de puerta G que es más bajo que el potencial en el terminal de fuente S (y que puede ser, por ejemplo, mayor que el potencial en el terminal de pérdida D).

Un transistor de efecto de campo semiconductor de óxido de metal (MOSFET) es un transistor de efecto de campo cuyo terminal de puerta G está eléctricamente aislado del canal del semiconductor por una capa aislante. En algunos ejemplos, el terminal de puerta G puede ser de metal y la capa aislante puede ser un óxido (tal como, por ejemplo, dióxido de silicio), por lo tanto, “semiconductor de óxido de metal”. Sin embargo, en otros ejemplos, la puerta puede estar elaborada de otros materiales distintos al metal, tales como polisilicio, y/o la capa aislante puede estar hecha de otros materiales distintos al óxido, como otros materiales dieléctricos. Dichos dispositivos, sin embargo, se denominan normalmente transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal (MOSFET), y se debe entender que, como se utiliza en el presente documento, el término transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal o MOSFET se debe interpretar como que incluye dichos dispositivos.

Un MOSFET puede ser un MOSFET de canal n (o tipo n) donde el semiconductor es de tipo n. El MOSFET de canal n (n-MOSFET) se puede operar de la misma manera que se describió anteriormente para el FET de canal n. Como otro ejemplo, un MOSFET puede ser un MOSFET de canal p (o tipo p), donde el semiconductor es de tipo p. El MOSFET de canal p (p-MOSFET) se puede operar de la misma manera que se describió anteriormente para el FET de canal p. Un n-MOSFET normalmente tiene una resistencia de fuente-la pérdida más baja que la de un p-MOSFET. Por lo tanto, en un estado “encendido” (es decir, donde la corriente pasa a través de este), los n-MOSFET generan menos calor en comparación con los p-MOSFET y, por lo tanto, pueden desperdiciar menos energía en operación que los p-MOSFET. Además, los n-MOSFET normalmente tienen tiempos de conmutación más cortos (es decir, un tiempo de respuesta característico desde el cambio del potencial de conmutación proporcionado al terminal de puerta G al MOSFET que cambia si la corriente pasa o no a través de este) en comparación con los p-MOSFET. Esto puede permitir tasas de conmutación más altas y un control de conmutación mejorado.

La Figura 1 ilustra esquemáticamente un dispositivo 100 generador de aerosol, de acuerdo con un ejemplo. El dispositivo 100 generador de aerosol comprende una fuente 104 de alimentación de CC, en este ejemplo una batería 104, un circuito 150 que comprende un elemento 158 inductivo, una disposición 110 de susceptor y material 116 generador de aerosol.

En el ejemplo de la Figura 1, la disposición 110 de susceptor está ubicada dentro de un consumible 120 junto con el material 116 generador de aerosol. La fuente 104 de alimentación de CC está conectada eléctricamente al circuito 150 y está dispuesta para proporcionar energía eléctrica de CC al circuito 150. El dispositivo 100 también comprende un circuito 106 de control, en este ejemplo el circuito 150 está conectado a la batería 104 a través del circuito 106 de control.

El circuito 106 de control puede comprender medios para encender y apagar el dispositivo 100, por ejemplo, en respuesta a una entrada del usuario. El circuito 106 de control puede comprender, por ejemplo, un detector de bocanadas (no mostrado), como es conocido per se, y/o puede tomar la entrada del usuario a través de al menos un botón o control táctil (no mostrado). El circuito 106 de control puede comprender medios para monitorizar la temperatura de los componentes del dispositivo 100 o componentes de un consumible 120 insertado en el dispositivo. Además del elemento 158 inductivo, el circuito 150 comprende otros componentes que se describen a continuación.

El elemento 158 inductivo puede ser, por ejemplo, una bobina que, por ejemplo, puede ser plana. El elemento 158 inductivo puede, por ejemplo, estar formado de cobre (que tiene una resistividad relativamente baja). El circuito 150 está dispuesto para convertir una corriente de CC de entrada desde la fuente 104 de alimentación de CC en una corriente variable, por ejemplo alterna, a través del elemento 158 inductivo. El circuito 150 está dispuesto para accionar la corriente variable a través del elemento 158 inductivo.

La disposición 110 de susceptor está dispuesta en relación con el elemento 158 inductivo para la transferencia de energía inductiva desde el elemento 158 inductivo a la disposición 110 de susceptor. La disposición 110 de susceptor se puede formar a partir de cualquier material adecuado que se pueda calentar por inducción, por ejemplo, un metal o una aleación de metal, por ejemplo, acero. En algunas implementaciones, la disposición 110 de susceptor puede comprender o estar completamente formada por un material ferromagnético, que puede comprender uno o una combinación de metales de ejemplo, tal como hierro, níquel y cobalto. En algunas implementaciones, la disposición 110 de susceptor puede comprender o estar formada completamente de un material no ferromagnético, por ejemplo, aluminio. El elemento 158 inductivo, que tiene una corriente variable que lo acciona, hace que la disposición 110 de susceptor se caliente por calentamiento Joule y/o por calentamiento por histéresis magnética, como se describió anteriormente. La disposición 110 de susceptor está dispuesta para calentar el material 116 generador de aerosol, por ejemplo, por calentamiento por conducción, convección y/o radiación, para generar un aerosol en uso. En algunos ejemplos, la disposición 110 de susceptor y el material 116 generador de aerosol forman una unidad integral que se puede insertar y/o retirar del dispositivo 100 generador de aerosol y puede ser desechable. En algunos ejemplos, el elemento 158 inductivo se puede retirar del dispositivo 100, por ejemplo, para reemplazarlo. El dispositivo 100 generador de aerosol puede ser manual. El dispositivo 100 generador de aerosol puede estar dispuesto para calentar el material 116 generador de aerosol para generar aerosol para inhalación por parte del usuario.

Se observa que, como se utiliza en el presente documento, el término “material generador de aerosol” incluye materiales que proporcionan componentes volatilizados al calentarse, normalmente en forma de vapor o aerosol. El material generador de aerosol puede ser un material que no contenga tabaco o un material que contenga tabaco. Por ejemplo, el material generador de aerosol puede ser o comprender tabaco. El material generador de aerosol puede incluir, por ejemplo, uno o más de tabaco per se, derivados del tabaco, tabaco expandido, tabaco reconstituido, extracto de tabaco, tabaco homogeneizado o sustitutos del tabaco. El material generador de aerosol puede estar en forma de tabaco molido, tabaco picado, tabaco extrudido, tabaco reconstituido, material reconstituido, líquido, gel, hoja gelificada, polvo o aglomerados, o similares. El material generador de aerosol también puede incluir otros productos distintos del tabaco que, de acuerdo con el producto, pueden o no contener nicotina. El material generador de aerosol puede comprender uno o más humectantes, tales como glicerol o propilenglicol.

Volviendo a la Figura 1, el dispositivo 100 generador de aerosol comprende un cuerpo 112 exterior que alberga la fuente 104 de alimentación de Cc , el circuito 106 de control y el circuito 150 que comprende el elemento 158 inductivo. El consumible 120 que comprende la disposición 110 de susceptor y el material 116 generador de aerosol en este ejemplo también se inserta en el cuerpo 112 para configurar el dispositivo 100 para uso. El cuerpo 112 exterior comprende una boquilla 114 para permitir que el aerosol generado en uso salga del dispositivo 100.

En uso, un usuario puede activar, por ejemplo a través de un botón (no mostrado) o un detector de soplo (no mostrado), el circuito 106 para hacer que una corriente variable, por ejemplo, alterna, se accione a través del elemento inductivo 108, calentando de esta manera inductivamente la disposición 110 de susceptor, que a su vez calienta el material 116 generador de aerosol, y hace que el material 116 generador de aerosol genere un aerosol. El aerosol se convierte en aire extraído al dispositivo 100 desde una entrada de aire (no mostrada) y, por lo tanto, se transporta a la boquilla 104, donde el aerosol sale del dispositivo 100 para inhalación por el usuario.

El circuito 150 que comprende el elemento 158 inductivo y la disposición 110 de susceptor y/o el dispositivo 100 como un todo puede estar dispuesto para calentar el material 116 generador de aerosol a un rango de temperaturas para volatilizar al menos un componente del material 116 generador de aerosol sin combustión del material generador de aerosol. Por ejemplo, el rango de temperatura puede ser de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 350 °C, tal como entre aproximadamente 50 °C y aproximadamente de 300 °C, entre aproximadamente 100 °C y aproximadamente 300 °C, entre aproximadamente 150 °C y aproximadamente 300 °C, entre aproximadamente 100 °C y aproximadamente 200 °C, entre aproximadamente 200 °C y aproximadamente 300 °C, o entre aproximadamente 150 °C y aproximadamente 250 °C. En algunos ejemplos, el rango de temperatura está entre aproximadamente 170 °C y aproximadamente 250 °C. En algunos ejemplos, el rango de temperatura puede ser distinto de este rango, y el límite superior del rango de temperatura puede ser mayor de 300 °C.

Se apreciará que puede haber una diferencia entre la temperatura de la disposición 110 de susceptor y la temperatura del material 116 generador de aerosol, por ejemplo durante el calentamiento de la disposición 110 de susceptor, por ejemplo cuando la tasa de calentamiento es grande. Por lo tanto, se apreciará que, en algunos ejemplos, la temperatura a la que se calienta la disposición 110 de susceptor puede, por ejemplo, ser mayor que la temperatura a la que se desea que se caliente el material 116 generador de aerosol.

Con referencia ahora a la Figura 2, se ilustra un circuito 150 de ejemplo, que es un circuito resonante, para el calentamiento inductivo de la disposición 110 de susceptor. El circuito 150 resonante comprende el elemento 158 inductivo y un condensador 156, conectados en paralelo.

El circuito 150 resonante comprende una disposición de conmutación M1, M2 que, en este ejemplo, comprende un primer transistor M1 y un segundo transistor M2. El primer transistor M1 y el segundo transistor M2 comprenden cada uno un primer terminal G1, G2, un segundo terminal D1, D2 y un tercer terminal S1, S2 respectivos. Los segundos terminales D1, D2 del primer transistor M1 y el segundo transistor M2 están conectados a cada lado de la combinación del elemento 158 inductivo paralelo y el condensador 156, como se explicará con más detalle a continuación. Los terceros terminales S1, S2 del primer transistor M1 y del segundo transistor M2 están cada uno conectado a tierra 151. En el ejemplo ilustrado en la Figura 2, el primer transistor M1 y el segundo transistor M2 son ambos MOSFET y los primeros terminales G1, G2 son terminales de puerta, los segundos terminales D1, D2 son terminales de pérdida y los terceros terminales S1, S2 son terminales de fuente.

Se apreciará que en ejemplos alternativos se pueden utilizar otros tipos de transistores en lugar de los MOSFET descritos anteriormente.

El circuito 150 de resonancia tiene una inductancia L y una capacitancia C. La inductancia L del circuito 150 resonante es proporcionada por el elemento 158 inductivo, y también puede verse afectada por una inductancia de la disposición 110 de susceptor que está dispuesta para calentamiento inductivo por el elemento 158 inductivo. El calentamiento inductivo de la disposición 110 de susceptor se realiza a través de un campo magnético variable generado por el elemento 158 inductivo, que, de la manera descrita anteriormente, induce calentamiento Joule y/o pérdidas por histéresis magnética en la disposición 110 de susceptor. Una porción de la inductancia L del circuito 150 resonante se puede deber a la permeabilidad magnética de la disposición 110 de susceptor. El campo magnético variable generado por el elemento 158 inductivo es generado por una corriente variable, por ejemplo alterna, que fluye a través del elemento 158 inductivo.

El elemento 158 inductivo puede, por ejemplo, tener la forma de un elemento conductor enrollado. Por ejemplo, el elemento 158 inductivo puede ser una bobina de cobre. El elemento 158 inductivo puede comprender, por ejemplo, un cable multitrenzado, tal como un cable Litz, por ejemplo, un cable que comprende una serie de cables aislados individualmente retorcidos entre sí. La resistencia de CA de un cable multitrenzado es una función de la frecuencia y el cable multitrenzado se puede configurar de tal manera que la absorción de energía del elemento inductivo se reduzca a una frecuencia de accionamiento. Como otro ejemplo, el elemento 158 inductivo puede ser una pista enrollada en una placa de circuito impreso, por ejemplo. El uso de una pista enrollada sobre una placa de circuito impreso puede ser útil, ya que proporciona una pista rígida y autoportante, con una sección transversal que evita cualquier requisito de cable de múltiples hilos (que puede ser costoso), que se puede producir en masa con una alta reproducibilidad a bajo coste. Aunque se muestra un elemento 158 inductivo, se apreciará fácilmente que puede haber más de un elemento 158 inductivo dispuesto para el calentamiento inductivo de una o más disposiciones 110 de susceptor.

La capacitancia C del circuito 150 resonante es proporcionada por el condensador 156. El condensador 156 puede ser, por ejemplo, un condensador cerámico de Clase 1, por ejemplo un condensador de tipo COG. La capacitancia total C también puede comprender la capacitancia parásita del circuito 150 resonante; sin embargo, esto es o puede ser insignificante en comparación con la capacitancia proporcionada por el condensador 156.

La resistencia del circuito 150 resonante no se muestra en la Figura 2, pero se debe apreciar que la resistencia del circuito puede ser proporcionada por la resistencia de la pista o cable que conecta los componentes del circuito 150 de resonancia, la resistencia del inductor 158, y/o la resistencia a la corriente que fluye a través del circuito 150 de resonancia proporcionada por la disposición 110 de susceptor dispuesta para la transferencia de energía con el inductor 158. En algunos ejemplos, se pueden incluir una o más resistencias dedicadas (no mostradas) en el circuito 150 resonante.

El circuito 150 resonante se suministra con un voltaje de suministro de CC V1 proporcionado desde la fuente 104 de alimentación de CC (véase Figura 1), por ejemplo, desde una batería. Un terminal positivo del suministro de voltaje de CC V1 está conectado al circuito 150 resonante en un primer punto 159 y en un segundo punto 160. Un terminal negativo (no mostrado) del suministro de voltaje de CC V1 está conectado a tierra 151 y, por lo tanto, en este ejemplo, a los terminales de fuente S de los MOSFEt M1 y M2. En ejemplos, el voltaje de suministro de CC V1 puede suministrarse al circuito resonante directamente desde una batería o a través de un elemento intermediario.

Por lo tanto, el circuito 150 resonante puede considerarse conectado como un puente eléctrico con el elemento 158 inductivo y el condensador 156 conectados en paralelo entre los dos brazos del puente. El circuito 150 resonante actúa para producir un efecto de conmutación, descrito a continuación, que da como resultado una corriente variable, por ejemplo, alterna que se extrae a través del elemento 158 inductivo, creando de esta manera el campo magnético alterno y calentando la disposición 110 de susceptor.

El primer punto 159 está conectado a un primer nodo A ubicado en un primer lado de la combinación en paralelo del elemento 158 inductivo y el condensador 156. El segundo punto 160 está conectado a un segundo nodo B, a un segundo lado de la combinación en paralelo del elemento 158 inductivo y el condensador 156. Un primer inductor 161 de estrangulamiento está conectado en serie entre el primer punto 159 y el primer nodo A, y un segundo inductor 162 de estrangulamiento está conectado en serie entre el segundo punto 160 y el segundo nodo B. El primer y segundo estranguladores 161 y 162 actúan para filtrar las frecuencias de CA para que no entren en el circuito desde el primer punto 159 y el segundo punto 160 respectivamente, pero permiten que la corriente de CC ingrese y atraviese el inductor 158. Los estranguladores 161 y 162 permiten que el voltaje en A y B oscile con efectos visibles pequeños o nulos en el primer punto 159 o el segundo punto 160.

En este ejemplo particular, el primer MOSFET M1 y el segundo MOSFET M2 son MOSFET de modo de mejora de canal n. El terminal de pérdida del primer MOSFET M1 está conectado al primer nodo A a través de un cable conductor o similar, mientras que el terminal de pérdida del segundo MOSFET M2 está conectado al segundo nodo B a través de un cable conductor o similar. El terminal fuente de cada MOSFET M1, M2 está conectado a tierra 151.

El circuito 150 resonante comprende una segunda fuente de voltaje V2, suministro de voltaje de compuerta (o a veces denominado en este documento como voltaje de control), con su terminal positivo conectado en un tercer punto 165 que se utiliza para suministrar voltaje a los terminales de compuerta G1, g 2 del primer y segundo MOSFET M1 y M2. El voltaje de control V2 suministrado en el tercer punto 165 en este ejemplo es independiente del voltaje V1 suministrado en el primer y segundo puntos 159, 160, lo que permite la variación del voltaje V1 sin impactar el voltaje de control V2. Un primer resistor 163 elevador de voltaje está conectado entre el tercer punto 165 y el terminal de puerta G1 del primer MOSFET M1. Un segundo resistor 164 elevador de voltaje está conectado entre el tercer punto 165 y el terminal de puerta G2 del segundo MOSFET M2.

En otros ejemplos, se puede utilizar un tipo diferente de transistor, tal como un tipo diferente de FET. Se apreciará que el efecto de conmutación descrito a continuación se puede lograr igualmente para un tipo diferente de transistor que sea capaz de conmutar desde un estado “encendido” hasta un estado “apagado”. Los valores y polaridades de los voltajes de suministro V1 y V2 se pueden elegir junto con las propiedades del transistor utilizado y los demás componentes del circuito. Por ejemplo, los voltajes de suministro se pueden elegir dependiendo de si se utiliza un transistor de canal n o de canal p, o dependiendo de la configuración en la que se conecta el transistor, o la diferencia en la diferencia de potencial aplicada a través de los terminales del transistor que da como resultado que el transistor esté encendido o apagado.

El circuito 150 resonante comprende además un primer diodo d1 y un segundo diodo d2, que en este ejemplo son diodos Schottky, pero en otros ejemplos se puede utilizar cualquier otro tipo de diodo adecuado. El terminal de puerta G1 del primer MOSFET M1 está conectado al terminal de pérdida D2 del segundo MOSFET M2 a través del primer diodo d1, con la dirección de avance del primer diodo d1 hacia la pérdida D2 del segundo MOSFET M2.

El terminal de puerta G2 del segundo MOSFET M2 está conectado a la pérdida D1 del primer segundo MOSFET M1 a través del segundo diodo d2, siendo la dirección de avance del segundo diodo d2 hacia la pérdida D1 del primer MOSFET M1. El primer y segundo diodos Schottky d1 y d2 pueden tener un voltaje de umbral de diodo de alrededor de 0.3 V. En otros ejemplos, se pueden utilizar diodos de silicio que tengan un voltaje de umbral de diodo de alrededor de 0.7 V. En los ejemplos, el tipo de diodo utilizado se selecciona junto con el voltaje de umbral de puerta, para permitir la conmutación deseada de los MOSFET M1 y M2. Se apreciará que el tipo de voltaje de suministro de puerta y diodo V2 también se puede elegir junto con los valores de los resistores 163 y 164 elevadores de voltaje, así como los otros componentes del circuito 150 resonante.

El circuito 150 resonante soporta una corriente a través del elemento 158 inductivo que es una corriente variable debido a la conmutación del primer y segundo MOSFET M1 y M2. Dado que, en este ejemplo, los MOSFET M1 y M2 son MOSFET de modo de mejora, cuando se aplica un voltaje en el terminal de puerta G1, G2 de uno de los primer y segundo MOSFET es de tal manera que el voltaje de puerta-fuente es más alto que un umbral predeterminado para ese MOSFET, el MOSFET está en el estado ENCENDIDO. Entonces, la corriente puede fluir desde el terminal de pérdida D1, D2 el terminal de fuente S1, S2 que está conectado a tierra 151. La resistencia en serie del MOSFET en este estado ENCENDIDO es insignificante a los efectos de la operación del circuito, y se puede considerar que la terminal de pérdida D está en el potencial de tierra cuando el MOSFET está en el estado ENCENDIDO. El umbral de fuente de puerta para el MOSFET puede ser cualquier valor adecuado para el circuito 150 resonante y se apreciará que la magnitud del voltaje V2 y las resistencias de los resistores 164 y 163 se eligen en función del umbral de voltaje de fuente de puerta de los MOSFET M1 y M2, esencialmente para que el voltaje V2 sea mayor que el(los) voltaje(s) de umbral de la puerta.

El procedimiento de conmutación del circuito 150 resonante que da como resultado una corriente variable que fluye a través del elemento 158 inductivo se describirá ahora a partir de una condición en la que el voltaje en el primer nodo A es alto y el voltaje en el segundo nodo B es bajo.

Cuando el voltaje en el nodo A es alto, el voltaje en el terminal de pérdida D1 del primer MOSFET M1 también es alto porque el terminal de pérdida D1 de M1 está conectado, directamente en este ejemplo, al nodo A a través de un cable conductor. Al mismo tiempo, el voltaje en el nodo B se mantiene bajo y el voltaje en el terminal de pérdida D2 del segundo MOSFET M2 es correspondientemente bajo (el terminal de pérdida de M2 está, en este ejemplo, conectado directamente al nodo B a través de un cable conductor).

De acuerdo con lo anterior, en este momento, el valor del voltaje de pérdida de M1 es alto y es mayor que el voltaje de puerta de M2. Por lo tanto, el segundo diodo d2 está polarizado inversamente en este momento. El voltaje de la puerta de M2 en este momento es mayor que el voltaje del terminal fuente de M2, y el voltaje V2 es de tal manera que el voltaje de puerta-fuente en M2 es mayor que el umbral de ENCENDIDO para el MOSFET M2. Por lo tanto, M2 está ENCENDIDO en este momento.

Al mismo tiempo, el voltaje de pérdida de M2 es bajo y el primer diodo d1 está polarizado directamente debido al suministro de voltaje de puerta V2 al terminal de puerta de M1. Por lo tanto, el terminal de puerta de M1 está conectado a través del primer diodo d1 polarizado directamente al terminal de pérdida de bajo voltaje del segundo MOSFET M2 y, por lo tanto, el voltaje de puerta de M1 también es bajo. En otras palabras, debido a que M2 está encendido, actúa como una abrazadera de tierra, lo que da como resultado que el primer diodo d1 esté polarizado directamente y que el voltaje de puerta de M1 sea bajo. Como tal, el voltaje de puerta-fuente de M1 está por debajo del umbral de ENCENDIDO y el primer MOSFET M1 está APAGADO.

En resumen, en este punto el circuito 150 se encuentra en un primer estado, en el que:

el voltaje en el nodo A es alto;

el voltaje en el nodo B es bajo;

el primer diodo d1 está polarizado directamente;

el segundo MOSFET M2 está ENCENDIDO;

el segundo diodo d2 está polarizado inversamente; y

el primer MOSFET M1 está APAGADO.

Desde este punto, con el segundo MOSFET M2 que está en el estado ENCENDIDO y el primer MOSFET M1 que está en el estado APAGADO, la corriente se extrae desde el suministro V1 a través del primer estrangulador 161 y a través del elemento 158 inductivo. Debido a la presencia del estrangulador 161 de inducción, el voltaje en el nodo A puede oscilar libremente. Dado que el elemento 158 inductivo está en paralelo con el condensador 156, el voltaje observado en el nodo A sigue el de un perfil de voltaje medio sinusoidal. La frecuencia del voltaje observado en el nodo A es igual a la frecuencia resonante Fo del circuito 150.

El voltaje en el nodo A se reduce sinusoidalmente en el tiempo desde su valor máximo hacia 0 como resultado de una caída de energía en el nodo A. El voltaje en el nodo B se mantiene bajo (porque el MOSFET M2 está encendido) y el inductor L se carga desde el suministro de CC V1. El MOSFET M2 se apaga en un punto de tiempo en el que el voltaje en el nodo A es igual o inferior al voltaje de umbral de puerta de M2 más el voltaje de polarización directa de d2. Cuando el voltaje en el nodo A finalmente llegue a cero, el MOSFET M2 estará completamente apagado.

Al mismo tiempo, o poco después, se eleva el voltaje en el nodo B. Esto sucede debido a la transferencia resonante de energía entre el elemento 158 inductivo y el condensador 156. Cuando el voltaje en el nodo B se vuelve alto debido a esta transferencia de energía resonante, la situación descrita anteriormente con respecto a los nodos A y B y los MOSFET M1 y M2 se invierte. Es decir, a medida que el voltaje en A se reduce hacia cero, el voltaje de pérdida de M1 se reduce. El voltaje de pérdida de M1 se reduce a un punto donde el segundo diodo d2 ya no está polarizado inversamente y se polariza directamente. De manera similar, el voltaje en el nodo B se eleva a su máximo y el primer diodo d1 conmuta desde polarizado directamente hasta polarizado inversamente. Cuando esto sucede, el voltaje de puerta de M1 ya no está acoplado al voltaje de pérdida de M2 y, por lo tanto, el voltaje de puerta de M1 se vuelve alto, bajo la aplicación del voltaje de suministro de puerta V2. Por lo tanto, el primer MOSFET M1 se cambia al estado ENCENDIDO, ya que su voltaje de fuente de puerta está ahora por encima del umbral para el encendido. Como el terminal de puerta de M2 ahora está conectado a través del segundo diodo d2 polarizado directamente al terminal de pérdida de bajo voltaje de M1, el voltaje de puerta de M2 es bajo. Por lo tanto, M2 se conmuta al estado APAGADO.

En resumen, en este punto el circuito 150 se encuentra en un segundo estado, en el que:

el voltaje en el nodo A es bajo;

el voltaje en el nodo B es alto;

el primer diodo d i está polarizado inversamente;

el segundo MOSFET M2 está APAGADO;

el segundo diodo d2 está polarizado directamente; y

el primer MOSFET Mi está ENCENDIDO.

En este punto, se extrae corriente a través del elemento i58 inductivo desde el voltaje de suministro V i a través del segundo estrangulador i62. Por lo tanto, la dirección de la corriente se ha invertido debido a la operación de conmutación del circuito i50 resonante. El circuito i50 resonante continuará conmutando entre el primer estado descrito anteriormente en el que el primer MOSFET Mi está APAGADO y el segundo MOSFET M2 está ENCENDIDO, y el segundo estado descrito anteriormente en el que el primer MOSFET M i está ENCENDIDO y el segundo MOSFET M2 está APAGADO.

En el estado estacionario de operación, la energía se transfiere entre el dominio electrostático (es decir, en el condensador i56) y el dominio magnético (es decir, el inductor i58), y viceversa.

El efecto de conmutación neto es en respuesta a las oscilaciones de voltaje en el circuito i50 resonante donde tenemos una transferencia de energía entre el dominio electrostático (es decir, en el condensador i56) y el dominio magnético (es decir, el inductor i58), creando de esta manera una corriente variable en tiempo en el circuito LC en paralelo, que varía con la frecuencia resonante del circuito. Esto es ventajoso para la transferencia de energía entre el elemento i58 inductivo y la disposición i i 0 de susceptor ya que los circuitos i50 operan a su nivel óptimo de eficiencia y por lo tanto logra un calentamiento más eficiente del material i i 6 generador de aerosol en comparación con los circuitos que operan fuera de resonancia. La disposición de conmutación descrita es ventajosa ya que permite que el circuito i50 se active a la frecuencia resonante en condiciones de carga variables, por ejemplo, cuando se acopla un susceptor diferente al elemento inductivo. Lo que esto significa es que en caso de que cambien las propiedades del circuito i50 (por ejemplo, si el susceptor i i 0 está presente o no, o si cambia la temperatura del susceptor, o incluso el movimiento físico del elemento i i 0 de susceptor), la naturaleza dinámica del circuito i50 adapta continuamente su punto resonante para transferir energía de una manera óptima, lo que significa que el circuito i50 siempre se acciona en resonancia. Más aún, la configuración del circuito i50 es de tal manera que no se requiere ningún controlador externo o similar para aplicar las señales de voltaje de control a las puertas de los MOSFET para efectuar la conmutación.

En los ejemplos descritos anteriormente, con referencia a la Figura 2, los terminales de puerta G i, G2 se suministran con un voltaje de puerta a través de una segunda fuente de alimentación que es diferente a la fuente de alimentación para el voltaje de fuente V i. Sin embargo, en algunos ejemplos, los terminales de puerta pueden recibir el mismo suministro de voltaje que el voltaje de fuente V i. En dichos ejemplos, el primer punto i59, el segundo punto i60 y el tercer punto i65 en el circuito i50 pueden, por ejemplo, estar conectados al mismo riel de potencia. En dichos ejemplos, se apreciará que las propiedades de los componentes del circuito se deben elegir para permitir que tenga lugar la acción de conmutación descrita. Por ejemplo, el voltaje de suministro de puerta y los voltajes de umbral de diodo se deben elegir de tal manera que las oscilaciones del circuito activen la conmutación de los MOSFET al nivel adecuado. La provisión de valores de voltaje separados para el voltaje de suministro de puerta V2 y el voltaje de fuente V i permite variar el voltaje de fuente V i independientemente del voltaje de suministro de puerta V2 sin afectar la operación del mecanismo de conmutación del circuito.

La frecuencia resonante Fo del circuito i50 puede estar en el rango de MHz, por ejemplo en el rango de 0.5 MHz a 4 MHz, por ejemplo en el rango de 2 MHz a 3 MHz. Se apreciará que la frecuencia resonante Fo del circuito i50 resonante depende de la inductancia L y la capacitancia C del circuito i50, como se indicó anteriormente, que a su vez depende del elemento i58 inductivo, el condensador i56 y, adicionalmente, la disposición i i 0 de susceptor. Es decir, se puede considerar que la frecuencia resonante cambia en respuesta a la energía que se transfiere desde el elemento inductivo a la disposición de susceptor. Como tal, la frecuencia resonante F0 del circuito i50 puede variar de una implementación a otra. Por ejemplo, la frecuencia puede estar en el rango de 0.i MHz a 4 MHz, o en el rango de 0.5 MHz a 2 MHz, o en el rango de 0.3 MHz a i.2 MHz. En otros ejemplos, la frecuencia resonante puede estar en un rango diferente de aquellos descritos anteriormente. En general, la frecuencia resonante dependerá de las características de los circuitos, tales como las propiedades eléctricas y/o físicas de los componentes utilizados, que incluyen la disposición i i 0 de susceptor.

También se apreciará que las propiedades del circuito i50 resonante se pueden seleccionar en base a otros factores para una disposición i i 0 de susceptor dada. Por ejemplo, para mejorar la transferencia de energía desde el elemento i58 inductivo hasta la disposición i i 0 de susceptor, puede ser útil seleccionar la profundidad de la piel (es decir, la profundidad desde la superficie de la disposición i i 0 de susceptor dentro de la cual la densidad de corriente cae por un factor de i/e, que es al menos una función de la frecuencia) en base a las propiedades del material de la disposición i i 0 de susceptor. La profundidad de la piel difiere para los diferentes materiales de las disposiciones i i 0 de susceptor y se reduce al aumentar la frecuencia de accionamiento. Por otro lado, por ejemplo, para reducir la proporción de potencia suministrada al circuito i50 resonante y/o al elemento i02 accionador que se pierde como calor dentro de la electrónica, puede ser beneficioso tener un circuito que se autoaccione a frecuencias relativamente más bajas. Dado que la frecuencia de accionamiento es igual a la frecuencia resonante en este ejemplo, las consideraciones en el presente documento con respecto a la frecuencia de accionamiento se hacen con respecto a la obtención de la

i0

frecuencia resonante adecuada, por ejemplo al diseñar una disposición 110 de susceptor y/o utilizando un condensador 156 con un cierta capacitancia y un elemento 158 inductivo con cierta inductancia. En algunos ejemplos, se puede elegir, por lo tanto, un compromiso entre estos factores de acuerdo con sea apropiado y/o deseado.

El circuito 150 resonante de la Figura 2 tiene una frecuencia resonante Fo en que la corriente I o se minimiza y la resistencia dinámica se maximiza. El circuito 150 resonante se acciona a sí mismo a esta frecuencia resonante y, por lo tanto, el campo magnético oscilante generado por el inductor 158 es máximo, y el calentamiento inductivo de la disposición 110 de susceptor por el elemento 158 inductivo es máximo.

En algunos ejemplos, el calentamiento inductivo de la disposición 110 de susceptor por el circuito 150 resonante se puede controlar al controlar el voltaje de suministro proporcionado al circuito 150 resonante, que a su vez puede controlar la corriente que fluye en el circuito 150 resonante y, por lo tanto, puede controlar la energía transferida a la disposición 110 de susceptor por el circuito 150 resonante y, por lo tanto, el grado en que se calienta la disposición 110 de susceptor. En otros ejemplos, se apreciará que la temperatura de la disposición 110 de susceptor se puede monitorizar y controlar, por ejemplo, al cambiar el suministro de voltaje (por ejemplo, al cambiar la magnitud del voltaje suministrado o al cambiar el ciclo de trabajo de una señal de voltaje modulada en ancho) al elemento 158 inductivo dependiendo de si la disposición 110 de susceptor se debe calentar en mayor o menor grado.

Como se mencionó anteriormente, la inductancia L del circuito 150 resonante es proporcionada por el elemento 158 inductivo dispuesto para el calentamiento inductivo de la disposición 110 de susceptor. Al menos una porción de la inductancia L del circuito 150 resonante se debe a la permeabilidad magnética de la disposición 110 de susceptor. la inductancia L, y por lo tanto la frecuencia resonante Fo del circuito 150 resonante puede depender, por lo tanto, del o de los susceptor(es) específico(s) utilizado(s) y de su posicionamiento con respecto al o los elemento(s) 158 inductivo(s), que puede cambiar de vez en cuando. Además, la permeabilidad magnética de la disposición 110 de susceptor puede variar con las temperaturas variables del susceptor 110.

La Figura 3 muestra un segundo ejemplo de un circuito 250 resonante. El segundo circuito 250 resonante comprende muchos de los mismos componentes que el circuito 150 resonante y componentes similares en cada uno de los circuitos 150250 resonantes están provistos de los mismos números de referencia y no se describirán en detalle de nuevo.

El segundo circuito 250 difiere del primer circuito 150 en que el segundo circuito 250 no comprende los diodos d1, d2, a través de los cuales los terminales de puerta G1, G2 de cada uno de los transistores M1, M2 están respectivamente conectados a los terminales de pérdida D1, D2 del otro de los transistores M1, M2. En lugar de los diodos d1, d2 que están incluidos en el primer circuito 150, el segundo circuito 250 comprende un tercer MOSFET M3 y un cuarto MOSFET M4.

En el segundo circuito 250, la puerta G1 del primer MOSFET M1 está conectada a la pérdida D2 del segundo MOSFET M2 a través del tercer MOSFET M3. La puerta G2 del segundo MOSFET M2 está conectada de manera similar a la pérdida D1 del primer MOSFET M1 a través de un cuarto MOSFET M4. El voltaje de control V2 se suministra desde el punto 165 hasta los terminales de puerta G3, G4 tanto del tercer MOSFET M3 como del cuarto MOSFET M4. En un ejemplo, tal como el ejemplo representado en la Figura 3, los terminales de puerta G3, G4 del tercer MOSFET M3 y el cuarto MOSFET M4 están conectados entre sí a través de un conductor eléctrico, por ejemplo, una pista eléctrica, y el voltaje V2 suministrado a un punto sobre el conductor eléctrico. Se apreciará que cada uno del tercer MOSFET M3 y el cuarto MOSFET M4 tiene un voltaje de umbral de puerta de tal manera que cuando se aplica un voltaje mayor que el voltaje de umbral a su terminal de puerta G3, G4, el respectivo MOSFET M3, M4 está “encendido” de tal manera que la corriente pueda fluir desde su terminal de pérdida a su terminal de fuente. En los ejemplos, el voltaje V2 es mayor que los voltajes de umbral del tercer y cuarto MOSFET M3, M4, de tal manera que al aplicar el voltaje de control V2, el tercer y cuarto MOSFET M3, M4 pasan al estado ENCENDIDO. En un ejemplo, el voltaje de umbral del tercer MOSFET M3 es igual al voltaje de umbral del cuarto MOSFET M4. En algunos ejemplos, el segundo circuito 250 puede comprender uno o más resistores reductores de voltaje (no mostrados en la Figura 3) conectados entre las puertas G1, G2 del primer y segundo MOSFET M1, M2 y tierra.

El segundo circuito 250 opera como un circuito autooscilante que hace que fluya una corriente variable a través del elemento 158 inductivo de la manera descrita con referencia al primer circuito 150 de ejemplo con referencia a la Figura 2. Las diferencias en el comportamiento del segundo circuito 250 con respecto al primer circuito 150 de ejemplo debido al uso de MOSFET M3, M4 en lugar de diodos d1, d2, se harán evidentes a partir de la siguiente descripción.

Ahora se describirá el procedimiento de conmutación del segundo circuito 250 que da como resultado una corriente variable que fluye a través del elemento 158 inductivo.

Cuando se aplica el voltaje V2 a las puertas G3, G4 del tercer y cuarto MOSFET M3, M4, el tercer y cuarto MOSFET se “encienden”. Siempre que haya un voltaje VI, en este punto, cada uno de los primero, segundo, tercer y cuarto MOSFET M1-M4 está en el estado ENCENDIDO. En este punto, los voltajes en los nodos A y B comienzan a caer. Ciertos desequilibrios pueden existir en el circuito 250, por ejemplo, diferencias de resistencia entre los MOSFET M1-M4, o las propiedades de los valores de los inductores presentes en el circuito. Estos desequilibrios actúan de tal manera que el voltaje en uno de los nodos A o B comienza a caer más rápido que el voltaje en el otro de estos nodos A, B. El MOSFET M1, M2 que corresponde al nodo A, B en el que el voltaje cae más rápido permanecerá en el estado ENCENDIDO. El otro de los MOSFET M1, M2, correspondiente al otro de los nodos A, B, se conmuta al estado APAGADO. A continuación se describe la situación en la que el voltaje en el nodo A comienza a oscilar y el voltaje en el nodo B permanece en cero. Sin embargo, igualmente, puede darse el caso de que sea el voltaje en el nodo B el que comience a oscilar mientras el voltaje en el nodo A permanece en cero voltios.

Cuando aumenta el voltaje en el nodo A, el voltaje en el terminal de pérdida D1 del primer MOSFET M1 también aumenta porque el terminal de pérdida D1 del primer MOSFET M1 está conectado al nodo A a través de un cable conductor. Al mismo tiempo, el voltaje en el nodo B se mantiene bajo y el voltaje en el terminal de pérdida D2 del segundo MOSFET M2 es correspondientemente bajo (el terminal de pérdida D2 del segundo MOSFEt M2 está, en este ejemplo, conectado directamente al nodo B a través de un cable conductor).

A medida que aumenta el voltaje en el nodo A y la pérdida D1 del primer MOSFET M1, aumenta el voltaje en la puerta G2 del segundo MOSFET M2. Esto se debe a que la pérdida D1 está conectado a través del cuarto MOSFET M4 a la puerta G2 del segundo MOSFET M2 y el cuarto MOSFET M4 está “encendido” debido a que se aplica el voltaje V2 a su terminal de puerta G4.

A medida que aumenta el voltaje en la pérdida D1 del primer MOSFET M1, el voltaje en la puerta G2 del segundo MOSFET M2 continúa aumentando hasta que alcanza un valor de voltaje máximo Vmáx. El valor máximo de voltaje Vmáx. alcanzado en la puerta G2 del segundo MOSFET M2 depende del voltaje de control V2 y del voltaje de puertafuente del cuarto MOSFET M4 (VgsM4). El valor máximo Vmáx. se puede expresar como Vmáx = V2 - VgsM4.

Después de medio ciclo de oscilación a la frecuencia resonante del circuito 250, el voltaje en la pérdida D1 del primer MOSFET M1 comienza a disminuir. El voltaje en la pérdida D1 del primer MOSFET M1 disminuye hasta llegar a 0V. En este punto, el primer MOSFET M1 cambia desde “apagado hasta “encendido” y el segundo MOSFET M2 cambia desde “encendido” hasta “apagado”.

Luego, el circuito continúa oscilando de manera similar a la descrita anteriormente, excepto que el nodo A permanece en cero voltios mientras que el nodo B puede oscilar libremente. Es decir, el voltaje en la pérdida D2 del segundo MOSFET M2 y en el nodo B comienza a aumentar, mientras que el voltaje en la pérdida D1 del primer MOSFET M1 y el nodo A permanece en cero.

A medida que aumenta el voltaje en el nodo B y la pérdida D2 del segundo MOSFET M2, aumenta el voltaje en la puerta G1 del primer MOSFET M1, ya que la pérdida D2 está conectado a través del tercer MOSFET M3 a la puerta G1 del primer MOSFET M1 y el tercer MOSFET M3 está “encendido” debido a que se aplica el voltaje V2 a su terminal de puerta G3.

A medida que aumenta el voltaje en la pérdida D2 del segundo MOSFET M2, el voltaje en la puerta G1 del primer MOSFET M1 continúa aumentando hasta que alcanza un valor de voltaje máximo Vmáx. El valor máximo de voltaje Vmáx. alcanzada en la puerta G1 depende del voltaje de control V2 y del voltaje de puerta-fuente del tercer MOSFET M3 (VgsM3). El valor máximo Vmáx. se puede expresar como Vmáx. = V2 - VgsM3. En este ejemplo, los voltajes de puertafuente del tercer y cuarto MOSFET M3, M4 son iguales entre sí, es decir, VgsM3 = VgsM4.

Después de medio ciclo de oscilación a la frecuencia resonante del segundo circuito 250, el voltaje en la pérdida D2 del segundo MOSFET M2 comienza a disminuir. El voltaje en la pérdida D2 del segundo MOSFET M2 disminuye hasta llegar a 0V. En este punto, el segundo MOSFET M2 cambia desde “apagado hasta “encendido” y el primer MOSFET M1 cambia desde “encendido” hasta “apagado”.

De la manera descrita con referencia al primer ejemplo de circuito 150, cuando el segundo MOSFET M2 está en el estado ENCENDIDO y el primer MOSFET M1 está en el estado APAGADO, se extrae corriente del suministro V1 a través del primer estrangulador 161 y a través del elemento 158 inductivo. Cuando el primer MOSFET M1 está en estado ENCENDIDO y el segundo MOSFET M2 está en estado APAGADO, se extrae corriente del suministro V1 a través del segundo estrangulador 162 y del elemento 158 inductivo. Por lo tanto, el segundo circuito 250 de ejemplo oscila de la misma manera que se describe para el primer circuito 150 de ejemplo de la Figura 2, con la dirección de la corriente invirtiendo con cada operación de conmutación del circuito 250.

El uso del tercer y cuarto MOSFET M3, M4, en algunos ejemplos, puede ser ventajoso porque puede permitir pérdidas de energía más bajas. Es decir, el primer circuito 150 de ejemplo puede dar como resultado pérdidas resistivas debido a la extracción de corriente a través de los resistores 163, 164 elevadores de voltaje a tierra 151. Por ejemplo, cuando el primer MOSFET M1 está en el estado ENCENDIDO, el segundo diodo d2 está directamente polarizado y, por lo tanto, se puede extraer una pequeña corriente a través del segundo resistor 164 elevador de voltaje, lo que resulta en pérdidas resistivas. De manera similar, cuando el segundo MOSFET M2 está en el estado ENCENDIDO, puede haber pérdidas resistivas debido a la corriente extraída a través del primer resistor 163 elevador de voltaje. El segundo circuito de ejemplo en los ejemplos puede omitir los resistores 163, 164. El segundo circuito 250 de ejemplo puede reducir dichas pérdidas al sustituir los resistores 163, 164 y los diodos d1, d2 por el tercer y cuarto MOSf e T M3, M4.

Por ejemplo, en el segundo circuito 250 de ejemplo, cuando el primer MOSFET M1 está en el estado APAGADO, la corriente extraída a través del tercer MOSFET M3 puede ser esencialmente cero. De manera similar, en el segundo circuito 250 de ejemplo, cuando el segundo MOSFEt M2 está en el estado APAGADO, la corriente extraída a través del cuarto MOSFET M4 puede ser esencialmente cero. Por lo tanto, las pérdidas resistivas se pueden reducir mediante el uso de la disposición mostrada en el segundo circuito 250. Además, se puede requerir energía para cargar y descargar las puertas G1, G2 del primer MOSFET M1 y el segundo MOSFET M2. El segundo circuito 250 puede prever que esta energía se suministre efectivamente desde los nodos A y B.

Se han descrito circuitos de ejemplo anteriores que comprenden dos inductores 161, 162 de estrangulamiento. En otro ejemplo, un ejemplo de circuito de calentamiento inductivo puede comprender solo un inductor de estrangulamiento. En dicho circuito de ejemplo, la bobina 158 del inductor puede tener una “toma central”.

La Figura 4 muestra un tercer circuito 350 de ejemplo que es una variación del primer circuito 150 de ejemplo y en el que la bobina 158 es una bobina con derivación central y un solo inductor 461 de estrangulamiento reemplaza al primer y segundo inductor 161, 162 de estrangulamiento. El susceptor 110 se omite de la Figura 4 por motivos de claridad. Nuevamente, los componentes que son iguales a los del circuito 150 ilustrado en la Figura 2 reciben los mismos números de referencia en la Figura 4 que en la Figura 1.

En el tercer circuito 350, el voltaje V1 se aplica a través del inductor 461 de estrangulamiento a un centro de la bobina 158 del inductor, en un solo punto 459 en oposición al primer y segundo punto 159, 160 en el primer circuito 150 de ejemplo. En lugar de, como en los primer y segundo circuitos 150, 250 de ejemplo, la corriente se extrae alternativamente a través del primer estrangulador 161 y el segundo estrangulador 162 a medida que la corriente en el circuito cambia de dirección debido a las oscilaciones resonantes del circuito, la corriente se extrae a través del único inductor 461 de estrangulamiento y alternativamente extraído a través de una primera parte 158a del inductor 158 y a través de una segunda parte 158b del inductor 158 a medida que las oscilaciones de corriente en el circuito 350 cambian de dirección debido a la operación de conmutación de los MOSFET M1, M2. El tercer circuito 350 funciona de manera equivalente al primer circuito 150 en otros aspectos.

Un cuarto circuito de ejemplo se muestra en la Figura 5. Nuevamente, los componentes que son iguales a los del circuito 150 ilustrado en la Figura 2 reciben los mismos números de referencia en la Figura 4 que en la Figura 1. El cuarto circuito 450 se diferencia del tercer circuito 350 en que, en lugar de comprender el único condensador 156 del tercer circuito 350, el cuarto circuito 450 está provisto de un primer condensador 156a y un segundo condensador 156b. El cuarto circuito 450, de manera similar al tercer circuito 350, comprende una disposición de derivación central con el inductor que comprende una primera parte 158a y una segunda parte 158b. El voltaje V1 se aplica a través del inductor 461 de estrangulamiento a un centro de la bobina 158 del inductor (como en la disposición de la Figura 4) y, además, el centro de la bobina 158 del inductor está eléctricamente conectado a un punto entre el primer condensador 156a y el segundo condensador 156b. Por lo tanto, se proporcionan dos bucles de circuito adyacentes, uno que comprende la primera parte del inductor 158a y el primer condensador 156a y el otro que comprende la segunda parte del inductor 158b y el segundo condensador 156b. El cuarto circuito 450 opera de manera equivalente al tercer circuito 350 en otros aspectos.

La disposición de derivación central descrita con referencia a la Figura 4 y la Figura 5 se puede aplicar igualmente en una disposición que utiliza un tercer y cuarto MOSFET en lugar de diodos, de la manera descrita con referencia a la Figura 3. El uso de una disposición de derivación central puede resultar ventajoso ya que se puede reducir el número de partes necesarias para ensamblar el circuito. Por ejemplo, el número de inductores de estrangulamiento se puede reducir de dos a uno.

En los ejemplos descritos en este documento, la disposición 110 de susceptor está contenida dentro de un consumible y, por lo tanto, es reemplazable. Por ejemplo, la disposición 110 de susceptor puede ser desechable y, por ejemplo, integrada con el material 116 generador de aerosol que está dispuesto para calentar. El circuito 150 resonante permite que el circuito se accione a la frecuencia de resonancia, teniendo en cuenta automáticamente las diferencias en la construcción y/o el tipo de material entre las diferentes disposiciones 110 de susceptores y/o las diferencias en la ubicación de las disposiciones 110 de susceptores en relación con el elemento 158 inductivo, a medida que se reemplaza la disposición 110 de susceptor. Adicionalmente, el circuito resonante está configurado para accionarse a sí mismo en resonancia independientemente del elemento 158 inductivo específico o, de hecho, de cualquier otro componente del circuito 150 resonante utilizado. Esto es particularmente útil para adaptarse a las variaciones en la fabricación tanto en términos de la disposición 110 de susceptor como en relación con los otros componentes del circuito 150. Por ejemplo, el circuito 150 resonante permite que el circuito siga accionándose a sí mismo a la frecuencia resonante independientemente del uso de diferentes elementos 158 inductivos con diferentes valores de inductancia y/o diferencias en la colocación del elemento 158 inductivo en relación con la disposición 110 de susceptor. El circuito 150 también se puede accionar a sí mismo en resonancia incluso si los componentes se reemplazan durante la vida útil del dispositivo.

En algunos ejemplos, el dispositivo 100 generador de aerosol está configurado para poder utilizarse con una pluralidad de diferentes tipos de consumibles, cada uno de los cuales comprende un tipo de disposición de susceptor diferente a los otros consumibles.

Las diferentes disposiciones de susceptor pueden estar formadas, por ejemplo, de diferentes materiales o tener diferentes conformaciones o diferentes tamaños o diferentes combinaciones de diferentes materiales o conformaciones o tamaños.

En uso, la frecuencia resonante del circuito 150 depende de la disposición de susceptor particular de cualquier tipo de consumible que esté acoplado, por ejemplo, insertado en el dispositivo 100. Sin embargo, la frecuencia alterna a través del elemento 158 inductivo del circuito resonante, debido a la disposición autooscilante del circuito 150, está configurada para autoajustarse para adaptarse a los cambios en la frecuencia resonante causados por el acoplamiento de un susceptor/consumible diferente. al elemento inductivo. De acuerdo con lo anterior, el circuito está configurado para calentar una disposición de susceptor dada a la frecuencia resonante del circuito 150 cuando ese consumible está acoplado al dispositivo 100, independientemente de las propiedades de la disposición de susceptor o del consumible.

En algunos ejemplos, el dispositivo 100 generador de aerosol está configurado para recibir un primer consumible que tiene una primera disposición de susceptor y el dispositivo también está configurado para recibir un segundo consumible que tiene una segunda disposición de susceptor que es diferente a la primera disposición de susceptor.

Por ejemplo, el dispositivo 100 se puede configurar para recibir un primer consumible que comprende un susceptor de aluminio de un tamaño particular y también se puede configurar para recibir un segundo consumible que comprende un susceptor de acero, que puede tener una conformación y/o tamaño diferente a la del susceptor de aluminio.

La corriente variable en el circuito 150 se mantiene en una primera frecuencia resonante del circuito 150 resonante cuando el primer consumible está acoplado al dispositivo y se mantiene en una segunda frecuencia resonante del circuito resonante cuando el segundo consumible está acoplado al dispositivo 100.

El dispositivo 100 generador de aerosol en los ejemplos comprende una porción receptora para recibir un consumible. La porción receptora se puede configurar para recibir una pluralidad de tipos de consumibles, tal como el primer consumible o el segundo consumible. La Figura 1 muestra el dispositivo 100 generador de aerosol recibiendo un consumible 120, que se muestra esquemáticamente recibido en una porción 130 receptora del dispositivo 100 generador de aerosol. La porción 130 receptora puede ser una cavidad o cámara en el cuerpo 112 del dispositivo. Cuando el consumible 120 está en la porción 130 receptora, la disposición 110 de susceptor del consumible 120 está dispuesta en proximidad para acoplamiento inductivo y calentamiento por el elemento 158 inductivo.

El dispositivo 100 se puede configurar para recibir una pluralidad de diferentes consumibles de diferentes conformaciones.

En los ejemplos, como se mencionó anteriormente, el elemento 158 inductivo es una bobina eléctricamente conductora. En tales ejemplos, al menos una parte de la disposición de susceptor de un consumible se puede configurar para recibirse dentro de la bobina. Esto puede proporcionar un acoplamiento inductivo eficaz entre la disposición de susceptor y el elemento inductivo y, como tal, proporcionar un calentamiento eficaz de la disposición de susceptor.

A continuación se describirá la operación del dispositivo 100 generador de aerosol que comprende el circuito 150 resonante, de acuerdo con un ejemplo. Antes de que se encienda el dispositivo 100, el dispositivo 100 puede estar en un estado “apagado”, es decir, no fluye corriente en el circuito 150 resonante. El dispositivo 150 se conmuta a un estado “encendido”, por ejemplo, cuando un usuario enciende el dispositivo 100. Al encender el dispositivo 100, el circuito 150 resonante comienza a tomar corriente del suministro de voltaje 104, con la corriente a través del elemento 158 inductivo variando a la frecuencia resonante Fo. El dispositivo 100 puede permanecer en el estado encendido hasta que el controlador 106 reciba otra entrada, por ejemplo, hasta que el usuario ya no presione el botón (no mostrado), o el detector de soplo (no mostrado) ya no esté activado, o hasta que ha transcurrido una duración máxima de calentamiento. El circuito 150 resonante siendo accionado a la frecuencia resonante Fo provoca una corriente alterna I para fluir en el circuito 150 resonante y el elemento 158 inductivo, y por lo tanto para que la disposición 110 de susceptor se caliente por inducción. A medida que la disposición 110 de susceptor se calienta por inducción, aumenta su temperatura (y por lo tanto la temperatura del material 116 generador de aerosol). En este ejemplo, la disposición 110 de susceptor (y el material 116 generador de aerosol) se calienta de tal manera que alcanza una temperatura constante T^máx. La temperatura T^máx. puede ser una temperatura que sea sustancialmente igual o superior a una temperatura a la que el material 116 generador de aerosol genera una cantidad sustancial de aerosol. La temperatura T^máx. puede estar entre aproximadamente 200 y aproximadamente 300 °C, por ejemplo (aunque, por supuesto, puede ser una temperatura diferente dependiendo del material 116, la disposición 110 de susceptor, la disposición del dispositivo general 100 y/u otros requisitos y/o condiciones). Por lo tanto, el dispositivo 100 está en un estado o modo de “calentamiento”, en el que el material 116 generador de aerosol alcanza una temperatura a la que se produce sustancialmente el aerosol, o se produce una cantidad sustancial de aerosol. Se debe apreciar que en la mayoría de los casos, si no en todos, a medida que cambia la temperatura de la disposición 110 de susceptor, también lo hace la frecuencia resonante Fo del circuito 150 resonante. Esto se debe a que la permeabilidad magnética de la disposición 110 de susceptor es función de la temperatura y, como se describió anteriormente, la permeabilidad magnética de la disposición 110 de susceptor influye en el acoplamiento entre el elemento 158 inductivo y la disposición 110 de susceptor y, por lo tanto, la frecuencia resonante Fo del circuito 150 resonante.

La presente divulgación describe predominantemente una disposición de circuito paralelo LC. Como se mencionó anteriormente, para un circuito paralelo LC en resonancia, la impedancia es máxima y la corriente es mínima. Tenga en cuenta que la corriente mínima generalmente se refiere a la corriente observada fuera del bucle LC paralelo, por ejemplo, a la izquierda del estrangulador 161 o a la derecha del estrangulador 162. Por el contrario, en un circuito LC en serie, la corriente es máxima y, en términos generales, se requiere insertar un resistor para limitar la corriente a un valor seguro que, de lo contrario, puede dañar ciertos componentes eléctricos dentro del circuito. Esto generalmente reduce la eficiencia del circuito porque la energía se pierde a través de la resistencia. Un circuito paralelo que opera en resonancia no requiere dichas restricciones.

En algunos ejemplos, la disposición 110 de susceptor comprende o consiste en aluminio. El aluminio es un ejemplo de material no ferroso y, como tal, tiene una permeabilidad magnética relativa cercana a uno. Lo que esto significa es que el aluminio generalmente tiene un bajo grado de magnetización en respuesta a un campo magnético aplicado. Por lo tanto, generalmente se ha considerado difícil calentar aluminio por inducción, particularmente a voltajes bajos tales como aquellos que se utilizan en los sistemas de suministro de aerosoles. En general, también se ha encontrado que el accionamiento de circuitos a la frecuencia de resonancia es ventajoso ya que esto proporciona un acoplamiento óptimo entre el elemento 158 inductivo y la disposición 110 de susceptor. Para el aluminio, se observa que una ligera desviación de la frecuencia resonante provoca una reducción notable en el acoplamiento inductivo entre la disposición 110 de susceptor y el elemento 158 inductivo y, por lo tanto, una reducción notable en la eficiencia de calentamiento (en algunos casos hasta el punto en que ya no se observa calentamiento). Como se mencionó anteriormente, a medida que cambia la temperatura de la disposición 110 de susceptor, también cambia la frecuencia resonante del circuito 150. Por lo tanto, en el caso de que la disposición 110 de susceptor comprenda o consista en un susceptor no ferroso, tal como el aluminio, el circuito 150 resonante de la presente divulgación es ventajoso porque los circuitos siempre se accionan a la frecuencia resonante (independientemente de cualquier mecanismo de control externo). Esto significa que se logra en todo momento el máximo acoplamiento inductivo y, por lo tanto, la máxima eficiencia de calentamiento, lo que permite que el aluminio se caliente de manera eficiente. Se ha encontrado que un consumible que incluye un susceptor de aluminio se puede calentar de manera eficiente cuando el consumible incluye una envoltura de aluminio que forma un circuito eléctrico cerrado y/o tiene un grosor de menos de 50 micrones.

En los ejemplos en los que la disposición 110 de susceptor forma parte de un consumible, el consumible puede adoptar la forma descrita en el documento PCT/EP2016/0701 78.

Los ejemplos anteriores se deben entender como ejemplos ilustrativos de la invención. Se debe entender que cualquier característica descrita en relación con cualquier ejemplo se puede utilizar sola o en combinación con otras características descritas, y también se puede utilizar en combinación con una o más características de cualquier otro de los ejemplos, o cualquier combinación de cualquier otro de los otros ejemplos. Adicionalmente, también se pueden emplear equivalentes y modificaciones no descritas anteriormente sin apartarse del alcance de la invención, que se define en las reivindicaciones acompañantes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (100) generador de aerosol que comprende un circuito 2. (150) resonante para calentar un material (116) generador de aerosol, el circuito resonante comprende:

un elemento (158) inductivo para calentar inductivamente una disposición (110) de susceptor para calentar el material generador de aerosol para generar de esta manera un aerosol; y

una disposición de conmutación (M1, M2) que, en uso, alterna entre un primer estado y un segundo estado para permitir que se genere una corriente variable a partir de un suministro de voltaje de CC y que fluya a través del elemento inductivo para provocar el calentamiento inductivo de la disposición de susceptor; caracterizado porque:

la disposición de conmutación está configurada para alternar entre el primer estado y el segundo estado en respuesta a las oscilaciones de voltaje dentro del circuito resonante que operan a una frecuencia resonante del circuito resonante, por lo que la corriente variable se mantiene a la frecuencia resonante del circuito resonante;

la disposición de conmutación comprende un primer transistor y un segundo transistor, y en el que, cuando la disposición de conmutación está en el primer estado, el primer transistor está APAGADO y el segundo transistor está ENCENDIDO y cuando la disposición de conmutación está en el segundo estado, el primer transistor está ENCENDIDO y el segundo transistor está APAGADO; y

el primer transistor y el segundo transistor comprenden cada uno un primer terminal para ENCENDER y APAGAR ese transistor, un segundo terminal y un tercer terminal, y en el que el circuito comprende además un tercer transistor y un cuarto transistor, y en el que el primer terminal del primer el transistor está conectado al segundo terminal del segundo transistor a través del tercer transistor y el primer terminal del segundo transistor está conectado al segundo terminal del primer transistor a través del cuarto transistor.

2. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el circuito resonante es un circuito LC que comprende el elemento inductivo y un elemento (156) capacitivo.

3. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el elemento inductivo y el elemento capacitivo están dispuestos en paralelo y las oscilaciones de voltaje son oscilaciones de voltaje a través del elemento inductivo y el elemento capacitivo.

4. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la disposición de conmutación está configurada de tal manera que el primer transistor está adaptado para conmutar desde ENCENDIDO hasta APAGADO cuando el voltaje en el segundo terminal del segundo transistor es igual o inferior a un voltaje de umbral de conmutación del primer transistor; y/o

la disposición de conmutación está configurada de tal manera que el segundo transistor está adaptado para conmutar desde ENCENDIDO hasta APAGADO cuando el voltaje en el segundo terminal del primer transistor es igual o inferior a un voltaje de umbral de conmutación del segundo transistor.

5. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que cada uno del tercer transistor y el cuarto transistor tiene un primer terminal para ENCENDER y APAGAR ese transistor, y en el que cada uno del tercer transistor y el cuarto transistor está configurado para ENCENDERSE cuando se aplica un voltaje mayor que o igual a un voltaje de umbral a su primer terminal respectivo, y el tercer y cuarto transistores pueden ser transistores de efecto de campo.

6. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el circuito resonante está configurado para activarse mediante la aplicación de un voltaje mayor que o igual al voltaje de umbral a los primeros terminales tanto del tercer transistor como del cuarto transistor para ENCENDER de este modo el tercero y el cuarto transistores.

7. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:

el circuito resonante no comprende un controlador configurado para accionar la disposición de conmutación; y/o la frecuencia resonante del circuito resonante cambia en respuesta a la energía que se transfiere desde el elemento inductivo hasta la disposición de susceptor.

8. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende un voltaje de control de transistor para suministrar un voltaje de control a los primeros terminales del primer transistor y del segundo transistor.

9. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 8 que comprende un primer resistor elevador de voltaje conectado en serie entre el primer terminal del primer transistor y el voltaje de control del transistor y un segundo resistor elevador de voltaje conectada en serie entre el primer terminal del segundo transistor y el voltaje de control del transistor.

10. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el tercer transistor está conectado entre el voltaje de control y el primer terminal del primer transistor y el cuarto transistor está conectado entre el voltaje de control y el segundo transistor.

11. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el primer transistor y/o el segundo transistor es/son transistores de efecto de campo.

12. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:

un primer terminal del suministro de voltaje de CC está conectado al primer y segundo puntos en el circuito resonante y en el que el primer punto y el segundo punto están ubicados eléctricamente a cada lado del elemento inductivo.

13. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que un primer terminal del suministro de voltaje de CC está conectado a un primer punto en el circuito resonante y en el que el primer punto está conectado eléctricamente a un punto central del elemento inductivo de tal manera que la corriente que fluye desde el primer punto puede fluir en una primera dirección a través de una primera parte del elemento inductivo y en una segunda dirección a través de una segunda parte del elemento inductivo.

14. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende al menos un inductor (161, 162) de estrangulamiento colocado entre el suministro de voltaje de CC y el elemento inductivo.

15. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 14 cuando depende de la reivindicación 12 que comprende un primer inductor de estrangulamiento y un segundo inductor de estrangulamiento en el que el primer inductor de estrangulamiento está conectado en serie entre el primer punto y el elemento inductivo y el segundo estrangulador está conectado en serie entre el segundo punto y el elemento inductivo.

16. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 14 cuando depende de la reivindicación 13 que comprende un primer inductor de estrangulamiento, en el que el primer inductor de estrangulamiento está conectado en serie entre el primer punto en el circuito resonante y el punto central del elemento inductivo.

17. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que el dispositivo generador de aerosol está configurado para recibir un primer componente consumible que tiene una primera disposición de susceptor y en el que el dispositivo generador de aerosol está configurado para recibir un segundo componente consumible que tiene una segunda disposición de susceptor, y en el que la corriente variable se mantiene en una primera frecuencia resonante del circuito resonante cuando el primer componente consumible está acoplado al dispositivo y en una segunda frecuencia resonante del circuito resonante cuando el segundo componente consumible está acoplado al dispositivo.

18. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 17, en el que el dispositivo generador de aerosol comprende una porción receptora, configurada la porción receptora para recibir uno del primer componente consumible o el segundo componente consumible de tal manera que la primera o la segunda disposición de susceptor se proporciona en la proximidad del elemento inductivo.

19. Un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con la reivindicación 18, en el que el elemento inductivo es una bobina eléctricamente conductora, y en el que el dispositivo está configurado para recibir al menos una parte de la primera o segunda disposición de susceptor dentro de la bobina.

20. Un sistema que comprende un dispositivo generador de aerosol de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 y una disposición de susceptor.

21. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 20, en el que la disposición de susceptor está formada por aluminio y/o la disposición de susceptor está dispuesta en un consumible que comprende la disposición de susceptor y el material generador de aerosol.

22. Un kit de partes que comprende el dispositivo generador de aerosol de cualquiera de las reivindicaciones 1-19, un primer componente consumible que comprende un primer material generador de aerosol y una primera disposición de susceptor, y un segundo componente consumible que comprende un segundo material generador de aerosol y un segundo susceptor, el primer y segundo componentes consumibles están configurados para uso con el dispositivo generador de aerosol.

23. Un kit de partes de acuerdo con la reivindicación 22, en el que:

el primer componente consumible tiene una conformación diferente en comparación con el segundo componente consumible;

la primera disposición de susceptor tiene una conformación diferente o está formada por un material diferente en comparación con el segundo componente consumible.

el primer y segundo componentes consumibles se seleccionan del grupo que comprende: una barra, un tanque, un cartomizador y una lámina plana; y/o

la primera disposición de susceptor o la segunda disposición de susceptor está formada por aluminio.