RS56372B1 - Prenosivi elektronski sistem koji obuhvata uređaj za punjenje i postupak za punjenje sekundarne baterije - Google Patents

Description

Predmetni pronalazak se odnosi na prenosivi elektronski sistem koji obuhvata punjač i sekundarni uređaj, i postupke za punjenje i rad sekundarnog uređaja. Pronalazak može da se primeni na prenosive elektronske sisteme za pušenje.

Električni sistemi za pušenje u prethodnoj tehnici po pravilu obuhvataju kućište za primanje proizvoda za pušenje, grejne elemente za stvaranje aerosola, izvor napajanja i elektronsko strujno kolo za kontrolisanje rada sistema.

Prenosivi elektronski sistemi treba da budu mali i pogodni za korisnika da bi ih pušači konvencionalnih cigareta prihvatili. To dovodi do više tehničkih zahteva za izvor napajanja prenosivog elektronskog uređaja za pušenje. Izvor napajanja, obično baterija, mora biti dovoljno mali da stane u uređaj za pušenje veličine slične konvencionalnoj cigareti i mora da isporučuje dovoljnu snagu za stvaranje aerosola iz proizvoda za pušenje. Ideja za upotrebu punjive baterije je sugerisana u stanju tehnike, ali u bilo kom komercijalno održivom sistemu punjiva baterija mora biti sposobna da isporuči dovoljno snage za najmanje jednu sesiju pušenja, mora biti sposobna da bude brzo, sigurno i pogodno ponovo napunjena do nivoa na kome može biti ponovo upotrebljena za drugu sesiju pušenja, i mora biti operativna za hiljade ciklusa punjenja.

EP 2454956 opisuje električno zagrevani sistem za pušenje koji sadrži dve jedinice, primarnu jedinicu i sekundarnu jedinicu, pri čemu je primarna jedinica uređaj za punjenje sekundarne jedinice, električno zagrevanog uređaja za pušenje.

U tehnici su poznate baterije različitog hemijskog sastava, koje imaju različite osobine. Vebsajt www.batteryuniversity.com daje detalje o baterijama različitog hemijskog sastava.

US 5,903,136 opisuje postupak za punjenje sekundarne baterije u kome je određen unutrašnji otpor kola punjenja i maksimalni napon punjenja je zasnovan na određenom unutrašnjem otporu, tokom faze konstantne struje punjenja.

Cilj predmetnog pronalaska je obezbeđivanje sistema i postupka punjenja koji ispunjavaju ove uslove za punjivi izvor napajanja.

Pronalazak je definisan karakteristikama nezavisnih patentnih zahteva. Poželjne glavne crte su definisane u zavisnim patentnim zahtevima.

Primeri u skladu sa različitim aspektima otkrića će sada da budu detaljno opisani, sa pozivanjem na priložene crteže, na kojima:

Crtež 1 je šematski dijagram koji prikazuje primer elektronskog sistema za pušenje koji sadrži primarnu i sekundarnu jedinicu;

Crtež 2 prikazuje standardni profil punjenja za punjivu bateriju u skladu sa pretodnom tehnikom;

Crtež 2b je dijagram toka koji prikazuje proces kontrole za profil punjenja sa crteža 2a; Crtež 3 je šematski prikaz kola punjenja koje je stvoreno spajanjem primarnog i sekundarnog uređaja sa crteža 1;

Crtež 4 prikazuje profil punjenja u skladu sa jednom realizacijom pronalaska;

Crtež 5 je dijagram toka koji prikazuje kontrolni proces za profil punjenja sa crteža 4;

Crtež 5 je dijagram toka koji prikazuje alternativni kontrolni proces za profil punjenja sa crteža 4;

Crtež 5 je dijagram toka koji prikazuje još jedan alternativni proces kontrole za profil punjenja sa crteža 4;

Crtež 6 je dijagram toka koji prikazuje proces za izračunavanje unutrašnjeg otpora za kolo punjenja; i

Crtež 7 je dijagram toka koji prikazuje kontrolni proces za sprečavanje preteranog pražnjenja sekundarne baterije u sistemu tipa prikazanog na crtežu 1.

Crtež 1 prikazuje primarni uređaj 100 i sekundarni uređaj 102. Primarni uređaj 100 u ovom primeru je jedinica za punjenje za električno zagrevani sistem za pušenje. Sekundarni uređaj 102 u ovom primeru je električno zagrevani uređaj za proizvodnju aerosola prilagođen da primi proizvod 104 za pušenje koji sadrži supstrat koji daje aerosol. Sekundarni uređaj obuhvata grejač za zagrevanje supstrata koji stvara aerosol u radu. Korisnik udiše na delu usnika proizvoda za pušenje 104 da bi povukao aerosol u svoja usta. Sekundarni uređaj 102 je konfigurisan tako da bude primljen u šupljinu 112 u primarnom uređaju 100 da bi se ponovo napunio izvor napajanja u sekundarnom uređaju.

Primarni uređaj 100 sadrži primarnu bateriju 106, kontrolnu elektroniku 108, i električne kontakte 110 konfigurisane da obezbede električnu energiju sekundarnom uređaju, iz baterije 106, kad je sekundarni uređaj povezan sa električnim kontaktima 110. Električni kontakti 110 su obezbeđeni pored donje šupljine 112. Šupljina je konfigurisana da primi sekundarni uređaj 102. Komponente primarnog uređaja 100 su smeštene unutar kućišta 116.

Sekundarni uređaj 102 sadrži sekundarnu bateriju 126, sekundarnu kontrolnu elektroniku 128 i električne kontakte 130. Kao što je prethodno opisano, druga, punjiva baterija 126 sekundarnog uređaja 102 je konfigurisana da se snabdeva energijom iz primarne baterije 106, kad su električni kontakti 130 u kontaktu sa električnim kontaktima 110 primarnog uređaja 100. Sekundarni uređaj 102 dalje sadrži šupljinu 132, konfigurisanu da primi proizvod za pušenje 104. Grejač 134, u obliku, na primer, oštrice, je obezbeđen na dnu šupljine 132. Prilikom upotrebe, korisnik aktivira sekundarni uređaj102, i energija se grejaču 134 obezbeđuje iz baterije 126, preko kontrolne elektronike 128. Grejač se zagreva do standardne optimalne temperature dovoljne za proizvodnju aerosola iz supstrata za formiranje aerosola sredstvaa za stvaranje aerosola 104. Komponente sekundarnog uređaja 102 su smeštene unutar kućišta 136. Sekundarni uređaj ovog tipa je detaljnije opisan u EP2110033 na primer.

Supstrat koji daje aerosol poželjno sadrži duvanski materijal koji sadrži isparljiva jedinjenja sa aromom duvana koja se oslobađaju iz supstrata nakon zagrevanja. Alernativno, supstrat koji daje aerosol može da sadrži neduvanski materijal. Poželjno je da supstrat koji daje aerosol dalje sadrži stvarač aerosola. Primeri odgovarajućih stvarača aerosola su glicerin i propilen-glikol.

Supstrat koji daje aerosol može da bude supstrat u čvrstom stanju. Čvrsti supstrat može da sadrži, na primer, jedno ili više od sledećeg: prah, granule, pelete, komadiće, štapiće, trake ili listiće koji sadrže jedno ili više od sledećeg: list biljke, list duvana, delove duvanskih žilica, rekonstituisani duvan, homogenizovani duvan kao što su ekstrudirani duvan i ekspandirani duvan. Alternativno, supstrat koji daje aerosol može da bude tečni supstrat i proizvod za pušenje može da sadrži sredstva za zadržavanje tečnog supstrata. Supstrat koji daje aerosol može alternativno da bude neka druga vrsta supstrata, na primer gasoviti supstrat, ili bilo koja kombinacija različitih tipova supstrata.

U ovom primeru, sekundarni uređaj 102 je električno zagrevani uređaj za pušenje. Kao takav sekundarni uređaj 102 je mali (veličine konvencionalne cigarete) ali mora da isporuči veliku snagu tokom perioda od samo nekoliko minuta, obično oko 7 minuta za jednu sesiju pušenja.. Može biti potrebno da druga baterija bude vraćena u primarni uređaj 100 za punjenje. Punjenje je poželjno završeno, bar na nivou dovoljnom da omogući drugo kompletno iskustvo pušenja, za samo nekoliko minuta i poželjno manje od 6 minuta.

Prva baterija 106 u primarnom uređaju je konfigurisana tako da održava dovoljni napon za punjenje druge baterije 126 više puta pre nego što sama zahteva ponovno punjenje. Ovo obezbeđuje korisniku prenosivog sistema više sesija pušenja pre nego što je potrebno ponovno punjenje iz električne mreže.

Takođe je poželjno da druga baterija ne treba da bude često zamenjena. Poželjno druga baterija ima rok trajanja od namanje jedne godine, što čini oko 8000 ciklusa punjenje/pražnjenje za tipičnog korisnika.

Da bi se zadovoljili konkurentni zahtevi za drugu bateriju 126 male veliline, dovoljan kapacitet i bezbednost, ali brzo, punjenje i pražnjenje, kao i prihvatljiv vek trajanja, može se upotrebiti litijum gvožđe fosfat (LiFePO4) baterija, kao u ovom primeru. Druga baterija 126 u ovom primeru ima cilindrični oblik, sa prečnikom od 10mm i dužinom od 37mm. Ova baterija može da prođe kroz 8000 ciklusa punjenje/pražnjenje na više od 900J po ciklusu. Srednja brzina punjenja može biti do 12C. Brzina punjenja od 1C označava da je baterija potpuno napunjena od nule do potpunog punjenja za jedan sat i brzina punjenja od 2C označava da je baterija potpuno napunjena od nule do potpunog punjenja za pola sata. Kapacitet baterije je u oblasti od 125mAh. Maksimalna struja punjenja može biti u rasponu od 980mA do 1,5A. Pražnjenje je izvedeno upotrebom impulsa od 1 milisekunde od do 2A. Brzina pražnjenja zavisi od otpora grejača, koji zauzvrat zavisi od temperature grejača. Na sobnoj temperaturi brzina pražnjenja može biti čak 28C, ali je smanjena na višim temperaturama pošto raste otpor grejača. Na tipičnoj radnoj temperaturi brzina pražnjenja je oko 13C. Kao alternativa, za drugu bateriju može biti uptrebljena litijum titanat baterija.

Uzorak drugih baterija može biti kvalifikaciono testiran da bi se osiguralo da one mogu da zadovolje kvalifikacione standarde u smislu broja korisnih ciklusa punjenje pražnjenje. Kvalifikaciono testiranje može da obuhvati: punjenje baterije brzinom od najmanje 2C; pražnjenje baterije; ponavljanje ciklusa punjenje/pražnjenje najmanje 6000 puta; i zatim određivanje da li baterija ispunjava kvalifikacioni standard ako je kapacitet baterije veći od granične vrednosti kapaciteta, kao što je 80% od originalnog normiranog kapaciteta baterije.

Prva baterija 106 u primarnoj jedinici 100 je litijum kobalt oksid (LiCoO2) baterija prizmatičnog tipa. Prva baterija ima kapacitet od oko 1350mAh, preko deset puta više od kapaciteta druge baterije. Druga baterija može biti punjena iz prve baterije brzinom između 2C i 16C. Pražnjenje prve baterije brzinom od 1C obezbeđuje brzinu punjenja druge baterije od preko 10C. Punjenje prve baterije može biti obezbeđeno iz mreže, brzinom od između 0 i 1,5C, i tipično brzinom od oko 0,5C do maksimalnog veka trajanja baterije.

Litijum kobalt oksid baterija obezbeđuje veći napon baterije nego litijum gvožđe oksid, omogućavajući punjenje litijum gvožđe fosfat baterije iz jedne litijum kobalt oksid baterije.

Crtež 2 prikazuje standardni profil punjenja za punjenje punjive baterije. Crtež 2a prikazuje napon punjenja iz uređaja za punjenje 210, struju punjenja 220 iz uređaja za punjene i napon baterije 230 kad je druga baterija punjena. Profil punjenja sa sastoji od početne faze konstantne struje 200. Tokom faze konstantne struje 200 napon punjenja 210 je kontrolisan tako da obezbeđuje konstantnu, maksimalnu struju punjenja Ich. Ovo obezbeđune maksimalnu brzinu punjenja. Međutim, faza konstantna struje punjenja 200 se završava kad napon punjenja potreban da održi maksimalnu struju punjenja premaši maksimalni napon punjenja Vch. Vchje postavljen na nivo koji čuva vek trajanja druge baterije. Kad je ova etapa postignuta, označena tačkom 203 na crtežu 2a, počinje faza konstantnog napona 202. Tokom faze konstantnog napona napon punjenja 210 je održavan na maksimaumu Vch. Tokom faze konstantnog napona, napon punjenja pada kako pada razlika između napona punjenja 210 i napona baterije 230. Proces punjenja je prekinut kad struja punjenja dostigne donju graničnu vrednost Iend. Maksimalnu struju punjenja i maksimalni napon punjenja utvrđuje proizvođač baterije.

Crtež 2b prikazuje kontrolne korake u ovom procesu. U koraku 20 struja punjenja je postavljena na Ich, maksimalnu struju punjenja. Tokom faze konstantne struje, kontrolna logistika upoređuje napon punjenja sa maksimalnim dozvoljenim naponom punjenja Vch. Ovo je prikazano kao korak 22. Ako je napon punjenja ispod Vchsruja punjenja je održana. Ako je struja punjenja jednaka ili nadmašuje Vch, faza konstantne struje je završena i napon punjenja je postavljen na Vch. Ovo je prikazano kao korak 24. Kontrolna logistika tada prati struju punjenja u koraku 26. Kad je struja ponjenja manja od Iendkapaciteta smatra se da je proces punjenja potpun i završen je u koraku 28.

Profil punjenja prikazan na crtežima 2a i 2b može se upotrebiti u sistemu kao što je opisano u osvrtu na crtež 1. Međutim, vreme punjenja može se načiniti kraćim kompenzacijom unutrašnjeg otpora u kolu napajanja. Kraće vreme punjenja je poželjno, posebno za sisteme kao što su električni sistemi za pušenje, u kojima vreme ponovnog punjenja mora biti samo nekoliko minuta.

Crtež 3 predstavlja dijagram kola koji ilustruje kolo punjenja stvoreno spajanjam primarnog i sekundarnog uređaja. Kolo je podeljeno u stranu primarnog uređaja i stranu sekundarnog uređaja. Isprekidana linija 30 predstavlja graničnu liniju između primarnog uređaja 100 i sekundarnog uređaja 102. Strana primarnog uređaja sadrži kontrolisani izvor napona 320, koji sadrži prvu bateriju i regulator napona i mikrokontroler 340 konfigurisan da kontroliše izvor napona 340 na osnovu merenja struje I i napona V. Strana sekundarnog uređaja sadrži sekundarnu bateriju 126. Unutrašnji otpor kola punjenja sadrži doprinos iz više izvora. Otporirp-i rp+predstavljaju električne otpore električnog rasporeda i sredstva za lemljenje u primarnom uređaju. Otpori rs-i rs+predstavljaju električne otpore elektronske šeme i sredstva za lemljenje u primarnom uređaju. Otpori rc-(t) i rc+(t) predstavljaju električne otpore kontakata između primarnog i sekundarnog uređaja. Oni će varirati od uređaja do uređaja i mogu da variraju vremenom od siklusa punjenja do ciklusa punjenja. U električnom sistemu za pušenje tipa opisanom sa osvrtom na crtež 1, primarna i sekundarna jedinica mogu biti dovedene i izvedene iz kontakta više puta na dan, i svaki put otpor kontakta može biti različit. Otpori kontakta se takođe mogu povećati ako se kontakti ne drže čisto. Otpor ri(t) predstavlja unutrašnji otpor druge baterije, koji se povećava tokom životnog veka druge baterije.

Ako su parazitski otpori rp-, rp+, rs-, rs+, rc-(t) i rc+(t) kombinovani u jedan otpor R(t), tada će napon druge baterije biti manji nego napon punjenja iz izvora napajanja za Vdrop= I * R(t).

To znači da napon punjenja doveden iz izvora napajanja može biti povećan iznad maksimuma Vchza iznos I * R(t) i napon druge bateriju će biti jednak Vch. Faza konstantne struje profila punjenja može se produžiti do tačke kad napon punjenja dostigne Vch+ I * R(t). Dovedeni napon punjenja takođe može biti kontrolisan tako da bude veći od Vchali ne veći od Vch+ I * R(t).

Crtež 4 prikazuje profil punjenja u skladu sa jednim aspektom pronalaska, u kome dovedeni napon punjenja prelazi Vch. Profil punjenja sadrži fazu konstantne struje 400 i fazu pseudo-konstantnog napona 402. Napon punjenja iz izvora napajanja je prikazan kao 410, struja punjenja je prikazana kao 420 i napon druge baterije je prikazan kao 430.

Faza konstantne struje 400 pruža se dok napo punjenja ne dostigne maksimum od Vcomp=Vch+ I * R(t). U fazi pseudo-konstantnog napona 402, napon punjenja je kontrolisan da bude jednak Vcomp. Ciklus napajanja je završen kad je struja punjenja jednaka Iend.

Crteži 5a, 5b, i 5c prikazuju alternativne strategije kontrole za implementaciju profila punjenja prikazanog na crtežu 4. Crtež 5a prikazuje početak procesa na koraku 500. Na koraku 510 struja punjenja je postavljena na Ichmaksimalnu struju napajanja koju je označio proizvođač. U koraku 520 meren je unutrašnji otpor kola punjenja.

Proces merenja unutrašnjeg otpora kola punjenja je prikazan na crtežu 6. U prvom koraku 610 mereni su struja punjenja I1i napon punjenja V1. Napon punjenja je tada smanjen na niži napon V2u koraku 620, pri čemu V2=V1-∆V. ∆V je fiksirana, prethodno utvrđena razlika napona od nekoliko milivolta. Smanjeni napon V2i odgovarajuća smanjena struja I2su mereni u koraku 630. Napon je smanjen samo za period od 100-400µs, dovoljno dugo da napon i struja budu izmereni mikrokontrolorom jedanput (ili nekoliko puta da bi se dobila srednja vrednost). Unutrašnji otpor Rikola punjenja je izračunat u koraku 640 korišćenjem odnosa Ri=(V1-V2)/(I1-I2). Proces se završava u koraku 650, i može biti ponovljen kao što će biti kasnije opisano.

U koraku 530 napon punjenja je upoređen sa kompenzovanim maksimalnim naponom punjenja Vcomp. Unutrašnji otpor Risadrži oba otpora parazitski otpor R(t) i unutrašnji otpor baterije ri(t). Vcomp=Vch+R(t). Maksimalni unutrašnji otpor druge baterije rimaxobezbeđuje proizvođač baterije i može biti upotrebljen da bi se izvela vrednost R(t) od Ri. Kao alternativa, napon baterije se može direktno meriti i preneti u mikrokontrolor da bi mogao da se odredi parazitski otpor. Upotrebom vrednosti R(t), može se izračunati Vcomp.

Ako je napon n punjenja manji od Vcompfaza konstantne struje se nastavlja i korak 530 ponavlja na osnovu izračunate vrednosti Vcomp. Ako je napon punjenja jednaki ili veći od Vcompfaza kontnstantne struje se završava i napon punjenja je postavljen na Vcompu koraku 540. U koraku 550 struja punjenja je upoređena sa Iend. Ako je struja punjenja veća od ili jednaka Iend, proces se vraća u korak 540. Napon punjenja se resetuje na novu vrednost Vcompna osnovu novo izmerene struje punjenja i zatim se proces nastavlja do koraka 550. Kontrolna petlja koraka 540 i 550 može biti ponovljena onoliko često koliko se želi. Ako je u koraku 550 struja napajanja manja nego Iendtada je ciklus punjenja završen na koraku 560 i ovo se indicira korisniku. Vrednost Iendmože biti postavljena na osnovu punog kapaciteta baterije ili može biti zsnovana na količini energije koja je potrebna za jednu strandardnu upotrebu sekundarnog uređaja, npr. jednu sesiju pušenja.

Crtež 5b ilustruje postupak punjenja prema ovom pronalasku. U postupku sa crteža 5b, koraci 500 i 510 si identični onima koji su opisani pozivajući se na crtež 5a. Korak 515 je dodatni korak postupku prikazanom na crtežu 5a. U koraku 515 napon punjenja je upoređen sa Vch, maksimalnim naponom punjenja koji specifikuje proizvođač baterije . Samo ako je napon punjenja jednak ili veći od Vchproces se nastavlja do koraka 520, određivanja unutrašnjeg otpora. Koraci 520 i 530 su kao što je opisano pozivajući se na crtež 5a, ali u procesu na crtežu 5b, unutrašnji otpor i Vcompsu izračunati samo pošto napon napajanja dostigne Vch. U fazi pseudo-konstantne struje na crtežu 5b, prvi korak je ponovno izračunavanje unutrašnjeg otpora, u koraku 535. Unutrašnji otpor kola napajanja se može povećati tokom procesa napajanja, i ponovno izračunavanje omogućava bolje izračunavanje Vcompi potencijalno kraće vreme punjenja. Koraci 540, 550 i 560 su kao što je opisano u vezi sa cretažom 5a.

Crtež 5 prikazuje dodatni alternativni proces punjenja. U procesu sa crteža 5c, koraci 500, 510 i 520 su kao što je opisano u vezi sa crtežom 5a. U koraku 525, napon napajanja je upoređen sa kompenzovanim maksimalnim naponom napajanja Vcomp, na isti način kao u koraku 530 na crtežima 5a i 5b. Međutim, u koraku 525, ako je napon napajanja veći od ili jednak Vcompproces se vraća na korak 520.

Koraci 535 i 540 na crtežu 5c su identični koracima 535 i 540 sa crteža 5b. U koraku 550 struja punjenja je upoređena sa Iend. Ako su struje napajanja veće od ili jednake Iendtada se proces vraća na korak 535, i unutrašnji otpor se ponovo izračunava i Vcompažurira pre koraka 540. Ako je u koraku 550 struja napajanja manja nego Iendtada je ciklus punjenja završen na koraku 560 i ovo se indicira korisniku. Kako je ranije objašnjeno, vrednost Iendmože biti zasnovana na punom kapacitetu baterije tako da je baterija napunjena do nekog dela potpunog punjenja, na primer 90% od potpunog punjenja. Alternatvno Iendmože biti postavljen na osnovu količine sačuvane energije potrebne za jednu upotrebu sekundarnog uređaja.

Crteži 5a, 5b i 5c su primeri kontrolnih procesa i treba biti jasno da su mogući drugi procesi u skladu sa istim opštim principom. Na primer bilo koja faza konstantne struje na crtežima 5a, 5b i 5c, može biti upotrebljena sa bilo kojom fazom pseudo-konstantnog napona sa crteža 5a, 5b i 5c, obezbeđujući devet različitih mogućih kontrolnih procesa.

U sistemu kao što je električni sistem za pušenje, svako smanjenje vremena potrebno da se ponovo napuni sekundarni uređaj može značajno da poveća adaptaciju korisnika. Ključni zahtev je laka i pogodna upotreba, i u ciklusu ponovnog punjenja koje traje nekoliko minuta svaka sekunda je značajno. Procesi ponovnog punjenja opisani u vezi sa crtežom 4 i crtežima 5a, 5b i 5c obezbeđuju brzo ponovno punjenje u granicama rada koje je specifikovao proizvođač baterije.

Dalji aspekti ovog pronalaska su prikazani na crtežu 7. U vezi sa sekundarni uređajem prikazanim na crtežu 1, sekundarni uređaj 102 može biti konfigurisan tako da spreči rad ako druga baterija spadne ispod 20% od nivoa potpunog punjenja. Ovo čuva vek trajanja druge baterije. Elektronska kontrola 128 je konfigurisana da prati napon baterije druge baterije pri upotrebi. Kad napon baterije padne na 20% punog kapaciteta, uređaj je onesposobljen sve dok druga baterija nije ponovo napunjena do nivoa granične vrednosti punjenja. Nivo granične vrednosti punjenja može biti izabran da bude manji od maksimalnog kapaciteta betarije, na primer 90% od punog kapaciteta, opet da bi se zaštitio vek trajanja baterije. Nađeno je da nivo od 20% predstavlja dobar granični nivo za litijum fosfat baterije, ali bilo koji nivo između 15% i 25% se može upotrebiti i drugi nivoi mogu biti izabrani da bi se prolagodilo hemijskom sastavu različitih baterija.

Crtež 7 prikazuje kontrolni proces koji kontroliše da je elektronika 128 konfigurisana za izvođenje. Proces počinje u koraku 700. U koraku 720 napon sekundarne baterije je upoređen sa minimalnim početnim naponom Vminza omogućavanja rada uređaja. Ako je napon baterije manji od Vmintada sekundarni uređaj neće omogućiti rad grejača i uključiće režim niske snage da bi se sačuvao kapacitet baterije do sledećeg ciklusa punjenja. Proces se tada završava u koraku 730. U slučaju uređaja za pušenje ovo sprečava operaciju grejanja uređaja ako je napon nedovoljan u sekundarnoj bateriji da izvrši jedno iskustvo pušenja (ono koje odgovara iskustvu pušenja konvencionalne cigarete na primer). Kad je druga baterija napunjena proces može ponovo da počne u koraku 700.

Ako je napon baterije veći od ili jednak Vmintada će uređaj moći da radi u potpunosti. Tokom rada, napon druge baterije se više puta upoređuje sa sekundarnom graničnom vrednosti, u ovom slučaju Vmin/5, tj. 20% od minimalnog početnog napona baterije. Ovo je prikazano kao korak 740. Ako je napon baterije veći od Vmin/5 tada uređaj nastavlja da bude operativan i korak 740 je ponavljen. Ako je napon baterije manji od ili jednak Vmin/5 tada uređaj ulazi u režim niske snage u kome je grejač onesposobljen u koraku 750. Kad je grejač onesposobljen, kontrolni proces mora opet da počne u koraku 700 tako da grejač ne može da radi sve dok se sekundarna baterija ne napuni do nivoa u kome je napon baterije veći od ili jednak Vmin.

Claims (13)

Patentni zahtevi

1. Prenosivi elektronski sistem za pušenje koji sadrži punjivi primarni (100) i sekundarni (102) uređaj, pri čemu je sekundarni uređaj (102) električno zagrevani duvanski uređaj, navedeni sekundarni uređaj sadrži grejač (134) konfigurisan da zagreva supstrat koji stvara aerosol, sekundarni uređaj (100) koji sadrži kućište (116); navedeni sekundarni uređaj je konfigurisan da bude prihvaćen u kućištu primarnog uređaja tokom ciklusa punjenja, primarni uređaj koji ima prvu bateriju (106) i sekundarni uređaj koji ima drugu bateriju (126), pri čemu kapacitet prve baterije (106) je između pet i četrdeset puta veći od kapaciteta druge baterije (126), i pri čemu primarni i sekundarni uređaj su konfigurisani da pune drugu bateriju (126) iz prve baterije (106) pri čemu primarni uređaj sadrži;

par izlaznih terminala (110) za povezivanje za drugu bateriju;

DC izvor napajanja (106);

regulator napona povezan između DC izvora napajanja (106) i izlazniog terminaal koji kontroliše napon punjenja; i

mikroprocesor (340) povezan za regulator napona i za izlazne terminale, pri čemu primarni uređaj (100) i sekundarna baterija (126) su konfigurisani da budu povezani zajedno i formiraju kolo punjenja, i pri čemu mikroprocesor je konfigurisan da: kontroliše regulator napona da obezbedi prvi napon punjenja; i

samo pošto je prvi napon punjenja dostigao unapred određeni maksimalni nivo punjenja druge baterije (126),

odredi unutrašnji otpor kola punjenja merenjem struje u kolu punjenja na prvom naponu punjenja i na drugom naponu punjenja, pri čemu drugi napon punjenja je niži od prvog napona punjenja, i

ograniči prvi napon punjenja obezbeđen regulatorom napona na maksimalni prvi napon punjenja na osnovu određenog unutrašnjeg otpora i unapred određenog maksimalnog nivoa napona punjenja druge baterije. 

2. Prenosivi elektronski sistem za pušenje u skladu sa zahtevom 1, gde je mikroprocesor (340) konfigurisan da:

izračuna maksimalni prvi napon punjenja na osnovu određenog unutrašnjeg otpora i unapred određenog maksimalnog nivoa napona punjenja druge baterije; i

podesi da prvi napon punjenja održava unapred određenu struju punjenja sve dok prvi napon punjenja ne dostigne maksimalni nivo napona punjenja druge baterije; potom podesi prvi napon punjenja na nivo na ili ispod maksimalnog prvog napona punjenja, i zatim periodično ili konstantno ponovo izračunava maksimalni prvi napon punjenja i podesi prvi napon punjenja da se održava na nivou na ili ispod ponovno izračinatog maksimalnog prvog napona punjenja.

3. Prenosivi elektronski sistem za pušenje u skladu sa zahtevom 1 ili 2, gde je mikroprocesor (340) konfigurisan tako da odredi drugi napon punjenja smanjenjem napona sa prvog napona punjenja za unapred određenuu razliku napona.

4. Prenosivi elektronski sistem za pušenje u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, gde je mikroprocesor (340) konfigurisan da periodično ponovo izračunava unutrašnji otpor.

5. Prenosivi elektronski sistem za pušenje u skladu sa bilo kojim prethodnim zahtevom, gde sekundarna baterija (126) ima prečnik od 10 mm i dužinu od 37 mm.

6. Postupak za punjenje druge baterije (126) u sekundarnom električno zagrevanom duvanskom uređaju (102) iz prve baterije (106) u prvom uređaju (100) koji sadrži kućište (116) i koji sadrži grejač (134) konfigurisan da zagreva supstrat koji stvara aerosol, pri čemu primarni i sekundarni uređaj formiraju prenosivi elektronski sistem za pušenje, primarni uređaj koji ima prvu bateriju (106) i sekundarni uređaj koji ima drugu bateriju (126), pre čemu je kapacitet prve baterije (106) između pet i četrdeset puta veći od kapaciteta druge baterije (126); i pri čemu primarni i sekundarni uređaj su konfigurisani da pune drugu bateriju (126) iz prve baterije (106), postupak koji sadrži:

povezivanje druge baterije za primarni uređaj, primarni uređaj koji ima podesivi izvor napaianja (320), da bi se formiralo kolo punjenja;

kontrolisanje prvog napona dovedenog izvorom napajanja da bi se obezbedila unapred određena struja napajanja do druge baterije;

određivanje unutrašnjeg otpora kola punjenja merenjem struje u kolu punjenja na prvom naponu punjenja i na drugom naponu punjenja, pri čemu je drugi napon punjenja niži od prvog napona punjenja;

Izračunavanje maksimalnog prvog napona punjenja na osnovu određivanja unutrašnjeg otpora i prethodno određenog nivoa maksimalnog napona sekundarne baterije; i podešavanje prvog napona punjenja da održava prethodno određenu struju punjenja sve dok prvi napon punjenja ne dostigne unapred određeni maksimalni nivo  napona punjenja druge baterije, i potom podešavanje prvog napona punjenja da se održi na nivou na ili ispod maksimalnog prvog napona punjenja, pri čemu koraci određivanja unutrašnjeg otpora i izračunavanje maksimalnog prvog napona punjenja je izvedeno samo kad je prvi napon punjenja dostigao unapred određeni maksimalni nivo napona punjenja sekundarne baterije.

7. Postupak u skladu sa zahtevom 6, gde drugi napon ima unapred određenu razliku napona od prvog napona punjenja.

8. Postupak u skladu sa zahtevom 6 ili 7, gde koraci izračunavanja maksimalnog prvog napona punjenja i podešavanje prvog napona punjenja da se održi na nivou na ili ispod maksimalnog prvog napona punjenja su izvedeni više puta tokom jednog ciklusa punjenja.

9. Postupak u skladu sa zahtevom 7, gde koraci izračunavanja maksimalnog prvog napona punjenja i podešavanje prvog napona punjenja da se održi na nivou na ili ispod maksimalnog prvog napona punjenja su izvedeni kontinualno pošto je prvi napon punjenja prvi dostigao maksimalni prvi napon punjenja tokom jednog ciklusa punjenja.

10. Postupak prema bilo kome od zahteva 6 do 9, gde korak određivanja unutrašnjeg otpora je izveden periodično.

11. Postupak prema bilo kome od zahteva 6 do 10, koji dalje sadrži korak vraćanja sekundarnog uređaja u primarni uređaj radi punjenja druge baterije posle jedne sesije pušenja.

12. Postupak prema bilo kome od zahteva 11, gde jedna sesija pušenja traje 7 minuta.

13. Postupak prema bilo kome od zahteva 6 do 12, koji dalje sadrži korak punjenja druge baterije za manje od 6 minuta.