尼古丁电子蒸汽烟装置的制作方法

1.本公开涉及一种尼古丁电子蒸汽烟(electronic vaping或e-vaping)装置。


背景技术：

2.尼古丁电子蒸汽烟装置包括加热元件，该加热元件加热尼古丁蒸汽前制剂以产生尼古丁蒸汽。
3.尼古丁e-蒸汽烟装置包括布置在装置中的电源，例如可充电电池。电源电连接到加热器。电源向加热器供电，使得加热器加热到足以将尼古丁蒸汽前制剂转换成尼古丁蒸汽的温度。尼古丁蒸汽通过包括至少一个出口的烟嘴离开尼古丁电子蒸汽烟装置。尼古丁电子蒸汽烟装置可包括存储器，例如耐热电可擦除可编程只读存储器(eeprom)。


技术实现要素：

4.至少一个示例性实施方案涉及一种尼古丁电子蒸汽烟装置，其包括加热器、功率控制电路和存储器模块。加热器元件被配置成加热尼古丁蒸汽前制剂。所述功率控制电路通过电线联接到所述加热器元件。所述功率控制电路被配置成通过所述电线向所述加热器元件施加脉冲宽度调制功率信号，并且通过所述电线接收信息。所述存储器模块被配置成检测所述脉冲宽度调制功率信号中的多个脉冲，基于所检测的多个脉冲记录信息，以及经由所述电线将所记录的信息输出到所述功率控制电路。
5.至少一个示例性实施方案涉及一种用于尼古丁电子蒸汽烟装置的筒的存储器模块，所述存储器模块包括熔丝阵列和存储器控制器。所述熔丝阵列中的每个熔丝被配置成基于阈值电压而打开。所述存储器控制器被配置成经由电线接收脉冲宽度调制功率信号，并且基于所述脉冲宽度调制功率信号中的多个脉冲，在所述熔丝阵列中的一个或多个熔丝上施加大于或等于所述阈值电压的电压。
6.至少一个示例性实施方案涉及一种用于尼古丁电子蒸汽烟装置的筒的存储器模块，所述存储器模块包括存储器和联接到存储器的存储器控制器。所述存储器控制器被配置成读取存储在所述存储器中的信息，并且通过修改由所述电线携带的脉冲宽度调制功率信号通过电线输出所述信息。
7.至少一个示例性实施方案涉及一种用于尼古丁电子蒸汽烟装置的功率控制电路，所述功率控制电路包括功率施加电路和集成电路。所述功率施加电路被配置成经由电线向加热器元件输出脉冲宽度调制功率信号。所述集成电路包括模数转换器(adc)，所述模数转换器被配置成通过检测所述脉冲宽度调制功率信号的一个或多个脉冲的电流变化来经由所述电线接收数据传输，并且控制所述功率施加电路以输出所述脉冲宽度调制功率信号。
8.至少一个示例性实施方案涉及尼古丁电子蒸汽烟装置的尼古丁筒，所述尼古丁筒包括：包括熔丝阵列的存储器模块，所述熔丝阵列中的每个熔丝被配置成基于阈值电压而打开，和存储器控制器，所述存储器控制器被配置成经由电线接收脉冲宽度调制功率信号，并且基于所述脉冲宽度调制功率信号中的多个脉冲，在所述熔丝阵列中的一个或多个熔丝
上施加大于或等于所述阈值电压的电压；贮存器，所述贮存器被配置成保持尼古丁蒸汽前制剂；以及加热器元件，所述加热器元件被配置成加热从所述贮存器汲取的尼古丁蒸汽前制剂，其中所述加热器元件是所述电线的一部分。
9.至少一个示例性实施方案涉及尼古丁电子蒸汽烟装置的尼古丁筒，所述尼古丁筒包括：包括存储器的存储器模块，和联接到所述存储器的存储器控制器，所述存储器控制器被配置成读取存储于所述存储器中的信息，并且通过修改由所述电线携带的脉冲宽度调制功率信号通过电线输出所述信息；贮存器，所述贮存器被配置成保持尼古丁蒸汽前制剂；以及加热器元件，所述加热器元件被配置成加热从所述贮存器汲取的尼古丁蒸汽前制剂，其中所述加热器元件是所述电线的一部分。
10.至少一个示例性实施方案涉及尼古丁电子蒸汽烟装置，其包括：贮存器，所述贮存器被配置成保持尼古丁蒸汽前制剂；加热器元件，所述加热器元件被配置成加热从所述贮存器汲取的尼古丁蒸汽前制剂；和包括功率施加电路的功率控制电路，所述功率施加电路被配置成经由电线向所述加热器元件输出脉冲宽度调制功率信号，和集成电路，所述集成电路包括模数转换器(adc)，所述模数转换器被配置成通过检测脉冲宽度调制功率信号的一个或多个脉冲的电流变化来经由所述电线接收数据传输，并且控制所述功率施加电路以输出所述脉冲宽度调制功率信号。所述加热器元件是所述电线的一部分。
附图说明
11.在结合附图检视具体实施方式后，本文中所描述的非限制示例性实施方案变得更显而易见。附图仅出于说明目的而提供，并且不应解释为限制权利要求书的范围。除非明确提到，否则不应将附图视为按比例绘制。为了清楚起见，可能放大了附图的各种尺寸。
12.图1是根据至少一个示例性实施方案的尼古丁电子蒸汽烟装置的简化视图。
13.图2是根据至少一个示例性实施方案的尼古丁电子蒸汽烟装置的电气系统和加热器的图。
14.图3是根据至少一个示例性实施方案的存储器模块的图。
15.图4a是说明根据至少一个示例性实施方案的将信息记录到存储器模块的方法的流程图。
16.图4b是说明根据至少一个示例性实施方案的用于将信息传输到主体的方法的流程图。
17.图5是根据至少一个示例性实施方案的熔丝存储器的框图。
18.图6是说明根据至少一个示例性实施方案的示例性记录操作的时移图。
19.图7是根据至少一个示例性实施方案的示例性脉冲宽度调制信号。
20.图8是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性脉冲宽度调制信号。
21.图9是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性脉冲宽度调制信号。
22.图10是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性脉冲宽度调制信号。
23.图11是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性脉冲宽度调制信号。
24.图12是根据至少一个示例性实施方案的示例性功率电路。
具体实施方式
25.本文公开了一些详细的示例实施方案。然而，出于描述示例实施方案的目的，本文中公开的具体结构和功能细节仅为代表性的。然而，示例实施方案可以许多替代形式实施，并且不应被解释为仅限于本文中所阐述的示例实施方案。
26.因此，虽然示例性实施方案能够有各种修改和替代形式，但其示例性实施方案在图式中借助于实例展示，且将在本文中详细地描述。然而，应理解，并不意图将示例性实施方案限于所公开的特定形式，恰恰相反，示例性实施方案将涵盖属于示例性实施方案的范围内的所有修改、等效物和替代方案。贯穿图的描述，相似编号指相似元件。
27.图1是根据至少一个示例性实施方案的尼古丁电子蒸汽烟装置10的简化视图。
28.参考图1，在至少一个示例性实施方案中，尼古丁电子蒸汽烟装置(尼古丁e-蒸汽烟装置)10包括主体(或第一区段)100和可更换筒(或第二区段)200。第一区段100和第二区段200可以联接在一起。例如，第一区段100和第二区段200可以使用连接器(未示出)联接在一起。连接器可包括具有第一区段100上的互补螺纹的公连接器件和包括第二区段200上的互补螺纹的母连接器件。母连接器和公连接器可以通过将螺纹旋转在一起来连接。替代性地，连接器可以是滑动配合连接器、插销连接器、夹子连接器、卡扣连接器等。此外，公连接器和母连接器的定位可视需要颠倒，使得母连接器件是第一区段100的一部分，而公连接器件是第二区段200的一部分。
29.在图1所示的示例性实施方案中，第一区段100包括电源110、功率控制电路120、传感器134和led阵列137。功率控制电路120包括电源电路(或功率施加电路)124和集成电路127。
30.第二区段200包括存储器模块210、贮存器220和加热器240(或加热器元件)。贮存器220被构造成保持尼古丁蒸汽前制剂。功率控制电路120和存储器模块210可通过电源线150电连接。如下文将进一步详细描述的，功率控制电路120和存储器模块210可以通过电源线150传送信息。功率控制电路120还可以通过电源线150向加热器240和存储器模块210供电。
31.电源线150可以是单根线或多根线。加热器240可以是电源线150的一部分。电源线150还可以包括连接元件或其它导电元件。
32.在一些示例性实施方案中，传感器134和空气入口160中的一者或两者可以包括在第二区段200中。第一区段100可包括第一外壳体104。第二区段200可包括第二外壳体204。
33.集成电路127可以控制功率电路124、传感器134和led阵列137。集成电路127还可以从传感器134接收传感器信号。集成电路127可以控制功率电路124以通过电源线150向加热器240和存储器模块210提供脉冲宽度调制(pwm)信号(或pwm功率信号)。
34.集成电路127还可以通过电源线150从存储器模块210接收信息。从存储器模块210接收的信息可以指示例如贮存器220中的尼古丁蒸汽前制剂的水平。集成电路127可以基于所接收的信息控制led阵列137以显示尼古丁蒸汽前制剂的水平。例如，led阵列137可包括6个led。在此实例中，如果从存储器模块210接收的信息指示贮存器220半满，则集成电路127可以控制led阵列137以点亮6个led中的3个，以显示贮存器220半满。
35.传感器134可以是能够感测第一区段100内的内部压降的电容性传感器。在至少一个示例性实施方案中，传感器134被配置成产生指示尼古丁电子蒸汽烟装置10中气流量值
和方向的输出。在此实例中，集成电路127接收传感器134的输出，并且确定(1)气流的方向是否指示向空气出口250施加(例如，汲取的)负压(相对于正压力或吹气)和(2)施加负压的量值是否超过阈值水平。可以基于经验数据来设置阈值水平。如果满足这些蒸汽烟条件，则集成电路127控制功率电路124以经由电源线150向加热器240输出pwm信号。
36.根据至少一个示例性实施方案，关于电容性传感器论述传感器134。然而，传感器134可以是任何合适的压力传感器，例如微机电系统(mems)，其包括压阻或其它压力传感器。
37.加热器240可以加热由芯224从贮存器220汲取的尼古丁蒸汽前制剂。芯224可以从贮存器220汲取尼古丁蒸汽前制剂(例如，经由毛细管作用)，并且加热器240可以将芯224的中心部分中的尼古丁蒸汽前制剂加热到足以使尼古丁蒸汽前制剂汽化的温度，从而产生“蒸汽”。如本文所提到的，“蒸汽”是从根据本文公开的示例性实施方案中的任一个的任何尼古丁电子蒸汽烟装置10产生或输出的任何物质。气流可以将尼古丁蒸汽从空气出口250中排出。
38.在另外其它示例性实施方案中，空气入口160可在第一区段100与第二区段200之间。在一些示例性实施方案中，加热器240可以在第一区段100中。
39.在至少一个示例性实施方案中，贮存器220可包括存储介质，存储介质可以是包含棉(例如，棉纱布的卷绕)、聚乙烯、聚酯、人造丝以及其组合中的至少一种的纤维材料。在至少一个其它示例性实施方案中，贮存器220可以包括不具有任何存储介质且仅含有尼古丁蒸汽前制剂的填充罐。贮存器220可以被设定大小且被构造成保持充足的蒸汽前制剂，使得尼古丁电子蒸汽烟装置10可以被构造成供抽吸蒸汽烟至少约1000秒。此外，尼古丁电子蒸汽烟装置10(更具体地集成电路127)可以被配置成允许每次抽吸持续最多约5秒。
40.尼古丁蒸汽前制剂可包含尼古丁。在至少一个示例性实施方案中，调味剂(至少一种调味剂)包括在尼古丁蒸汽前制剂中。在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂是液体、固体或凝胶制剂，包括但不限于水、珠、溶剂、活性成分、乙醇、植物提取物、天然或人工香料、至少一种尼古丁蒸汽形成剂，诸如甘油和丙二醇，及其组合。
41.在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂的至少一种尼古丁蒸汽形成剂包括二醇(诸如丙二醇和/或1,3-丙二醇中的至少一者)、甘油及其组合或子组合。可以使用各种数量的尼古丁蒸汽形成剂。例如，在一些示例性实施方案中，包含的至少一种尼古丁蒸汽形成剂的量在基于尼古丁蒸汽前制剂的重量的约20重量％至基于尼古丁蒸汽前制剂的重量的约90重量％的范围内(例如，尼古丁蒸汽形成剂在约50％至约80％的范围内，或在约55％至75％的范围内、或在约60％至70％的范围内)等。作为另一个实例，在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂包括二醇和甘油的重量比，其范围为约1:4至4:1，其中二醇是丙二醇或1,3-丙二醇或其组合。在至少一个示例性实施方案中，此比率约为3:2。可以使用其他量或范围。
42.在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂包括水。可以使用各种量的水。例如，在一些示例性实施方案中，可以包含的水的量在基于尼古丁蒸汽前配制剂的重量的约5重量％至基于尼古丁蒸汽前配制剂的重量的约40重量％的范围内，或在基于尼古丁蒸汽前制剂的重量的约10重量％至基于尼古丁蒸汽前制剂的重量的约15重量％的范围内。可以使用其他量或百分比。例如，在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂中不是水
(也不是尼古丁或调味剂)的其余部分是尼古丁蒸汽形成剂(上文所述)，其中尼古丁蒸汽形成剂是30重量％至70重量％的丙二醇，并且尼古丁蒸汽形成剂的其余部分是甘油。可以使用其他量或百分比。
43.在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂包括至少一种调味剂，其量在约0.2重量％至约15重量％的范围内(例如，调味剂可在约1％至约12％，或约2％至约10％，或约5％至约8％的范围内)。在至少一个示例性实施方案中，至少一种调味剂可以是天然调味剂、人工调味剂或天然调味剂和人工调味剂的组合中的至少一种。例如，至少一种调味剂可以包含薄荷醇等。
44.在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂包括量为约1重量％至约10重量％的尼古丁。例如，尼古丁在约2％至9％，或约2％至8％，或约2％至6％的范围内。在至少一个示例性实施方案中，尼古丁蒸汽前制剂中不是尼古丁或调味剂的部分包括10-15重量％的水，其中尼古丁蒸汽前制剂的其余部分是丙二醇和尼古丁蒸汽形成剂的混合物，其中混合物的重量比范围为约60:40至40:60之间。可以使用其他组合、量或范围。
45.返回图1，在至少一个示例性实施方案中，芯224可以包括具有从贮存器220抽吸尼古丁蒸汽前制剂的能力的丝(或丝线)。举例来说，芯224可为玻璃(或陶瓷)丝束、包含一组玻璃丝卷绕物的束等，其所有布置可能够经由毛细作用通过丝之间的隙间间隔抽吸尼古丁蒸汽前制剂。丝可大体上在垂直(横向)于尼古丁电子蒸汽烟装置10的纵向方向的方向上对准。在至少一个示例性实施方案中，芯224可以包括一到八根丝状芯线，每根芯线包括多根绞捻在一起的玻璃丝。芯224的端部可为柔性的，且可折叠到贮存器220的界限中。丝可以具有大致十字形、三叶草形、y形或呈任何其他合适形状的截面。
46.在至少一个示例性实施方案中，芯224可以包括任何合适的材料或材料的组合。合适材料的实例可以为但不限于玻璃、基于陶瓷或石墨的材料。芯224可以具有任何合适的毛细抽吸作用，以适应具有不同物理特性的尼古丁蒸汽前制剂，所述物理特性例如密度、粘度、表面张力和尼古丁蒸汽压力。芯224可以是导电的或不导电的。
47.在至少一个示例性实施方案中，加热器240可包括至少部分地包围芯224的电线线圈(加热器线圈)。用于形成线圈的电线可为金属。加热器240可完全地或部分地沿着芯224的长度延伸。加热器240还可以完全地或部分地围绕芯224的圆周延伸。在一些示例性实施方案中，加热器240可接触或可不接触(或直接接触)芯224。
48.在至少一些其它示例性实施方案中，加热器240可呈平面主体、陶瓷主体、单个电线、网、电阻式电线笼或任何其它合适的形式的形式。更一般地，加热器240可以是被构造成使尼古丁蒸汽前制剂汽化的任何加热器。
49.在至少一个示例性实施方案中，加热器240可通过热传导加热芯224中的尼古丁蒸汽前制剂。替代性地，来自加热器240的热可借助于导热元件传导到尼古丁蒸汽前制剂，或加热器240可将热传递到在吸蒸汽烟期间被抽吸通过尼古丁电子蒸汽烟装置10的传入环境空气，所述传入环境空气又通过对流加热尼古丁蒸汽前制剂。
50.在至少一个实例实施方案中，加热器240可以由任何合适的电阻材料形成。合适电阻材料的实例可以包括但不限于铜、钛、锆、钽和来自铂族的金属。合适的金属合金的实例包含但不限于不锈钢、含镍、含钴、含铬、含铝-钛-锆、含铪、含铌、含钼、含钽、含钨、含锡、含镓、含锰和含铁合金，以及基于镍、铁、钴、不锈钢的超合金。举例来说，取决于能量传递的动
力学和所需的外部物理化学特性，加热器240可以由铝化镍、表面上具有氧化铝层的材料、铝化铁和其他复合材料形成，电阻材料可以任选地嵌入于绝缘材料中、封装或涂布有绝缘材料或反过来。加热器240可包括选自由以下组成的群组的至少一种材料：不锈钢、铜、铜合金、镍-铬合金、超合金及其组合。在至少一个示例性实施方案中，加热器240可以由镍-铬合金或铁-铬合金形成。在另一示例性实施方案中，加热器240可为在其外表面上具有电阻层的陶瓷加热器。
51.根据至少一个示例性实施方案，第一外壳体104和第二外壳体204可以具有大体上圆柱形的截面。在其它示例性实施方案中，第一外壳体104和第二外壳体204可具有大体上三角形、矩形、椭圆形、正方形、或多边形横截面。此外，第一外壳体104和第二外壳体204可具有相同或不同的截面形状，或相同或不同的尺寸。如本文所论述，第一外壳体104和第二外壳体204还可被称作外壳体或主壳体。
52.尽管在一些情况下可以关于联接到第二区段200的第一区段100描述示例性实施方案，但示例性实施方案不应限于这些实例。
53.第一区段100可以是尼古丁电子蒸汽烟装置10的可再用区段，其中可再用区段能够由外部充电装置重新充电。替代性地，第一区段100可以是一次性的。在此实例中，可以使用第一区段100，直到来自电源110的能量耗尽(例如，能量下降到阈值水平以下)。
54.电源110可以是锂离子电池，或锂离子电池的变型，例如锂离子聚合物电池。电源110可以是一次性的或可充电的。
55.空气入口160可以是开孔到第一外壳体104中的一个或多个孔。空气入口160允许在空气通过空气入口160吸入时传感器134检测到由压力变化引起的抽吸。
56.尽管图1中针对空气入口160示出了一个孔，但示例性实施方案不应限于此实例。相反，第一外壳体104可包括任何数目的孔或空气入口160。在至少一个示例性实施方案中，空气入口160可被设定大小并且被构造成使得尼古丁电子蒸汽烟装置10具有在约60毫米水到约150毫米水的范围内的抽吸阻力(rtd)。
57.空气出口250可以是开孔到第二外壳体204中的一个或多个孔或壳体204的端部处的单独烟嘴。尽管在图1中对于空气出口250示出一个孔，但示例性实施方案不应限于此实例。相反，第二外壳体204可包括任何数目的孔或空气出口250。在至少一个示例性实施方案中，空气出口250可以被设定大小且被构造成使得尼古丁电子蒸汽烟装置10具有在约60毫米水至约150毫米水的范围内的抽吸阻力(rtd)。
58.空气入口160与空气出口250之间可以存在连续空气通道，使得在空气入口160中抽吸空气经过加热器240并且离开空气出口250。
59.图2是根据至少一个示例性实施方案的尼古丁电子蒸汽烟装置10的电系统的图。在图2的示例性实施方案中，功率电路124包括晶体管125，其中来自集成电路127的输出信号经由控制线130输入到晶体管125的栅极。晶体管125的源极可以连接到轨140。轨140连接到电源110，施加到轨的电压是电源110的电压。晶体管125的漏极可连接到电源线150。在此配置中，来自集成电路127的输出信号可以切换晶体管125的栅极导通，并且允许来自电源110的电流通过功率电路124。功率电路124不应限于此实例，可包括其它电路元件，例如晶体管、电阻器、电容器、电感器、其组合、其子组合等。例如，图12包含用于功率电路124的替代实施方案。
60.集成电路127可包括控制器129等。控制器129可包括处理电路，例如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，例如执行软件的处理器；或其组合。例如，处理电路更具体地可以包括，但不限于：中央处理单元(cpu)，算术逻辑单元(alu)，数字信号处理器，微型计算机，现场可编程门阵列(fpga)，片上系统(soc)，可编程逻辑单元，微处理器，专用集成电路(asic)，等等。
61.在另一个示例性实施方案中，集成电路127可以连接到供成年蒸汽烟吸烟者启动电子加热器240的手动可操作开关(未示出)。
62.仍参考图2，集成电路127还可以包括模数转换器(adc)128。adc 128可以是基于振荡器的转换器。如下文将更详细地描述的，adc 128可连接到电源线150，并且被配置成确定通过电源线150的电流何时改变超过某一阈值。例如，集成电路127(或控制器129)通过adc 128可以响应于确定pwm信号的电流在pwm信号的脉冲期间改变超过阈值而检测第一位值(例如
‘1’
)，并且响应于确定pwm信号的电流在pwm信号的脉冲期间改变不超过阈值而检测第二位值(例如
‘0’
)。分别为
‘1’
和
‘0’
的第一位值和第二位值仅用作实例。在某些示例性实施方案中，第一位值和第二位值可以颠倒。adc 128可以基于通过电源线150检测到的电流来输出信号。集成电路127可以基于来自adc 128的信号输出来确定已发送哪些数据。集成电路127可以被配置成仅通过电源线150从存储器模块210接收信息。因此，控制器212与集成电路127之间的数据传输不需要附加的电连接。
63.集成电路127可以基于功率电路124的负载来确定阈值。例如，在启动阶段期间，可以通过在pwm信号的一系列脉冲期间改变存储器模块210的负载来发送“010101...”的位序列。集成电路127可以测量数据位“0”和数据位“1”的电流，并确定用于进一步传输的阈值。
64.在至少一个示例性实施方案中，集成电路127可包括时间周期限制器以限制向加热器240连续地供应pwm信号的时间段。可取决于要汽化的尼古丁蒸汽前制剂的量来设置或预设时间周期。在一个实例中，可以将向加热器240连续地施加pwm信号的时间段限制为使得加热器240加热芯224的一部分小于约10秒的时间。在另一实例中，可以将向加热器240连续地施加pwm信号的时间段限制为使得加热器240加热芯224的一部分约5秒的时间。
65.现在将参考图1和图2描述在第一区段100联接到第二区段200时尼古丁电子蒸汽烟装置10产生尼古丁蒸汽的操作。
66.参考图1，空气主要响应于向空气出口250施加负压而通过空气入口160抽吸到第一区段100中。
67.如果传感器134检测到通过第一区段100的气流高于阈值，传感器134将信号传输到集成电路127。响应于来自传感器134的信号，集成电路127控制功率电路124以启动向加热器240供应pwm信号，使得加热器240加热芯224上的尼古丁蒸汽前制剂以产生尼古丁蒸汽。
68.通过空气入口160抽吸的空气进入第一外壳体104，通过加热器240，然后通过空气出口250流动。
69.在加热器240上流动的空气与加热器240产生的尼古丁蒸汽组合和混合，并且空气-蒸汽混合物穿过空气出口250。
70.在图2所示的示例性实施方案中，通过集成电路127间歇地向功率电路124中的晶体管的栅极施加电压来生成pwm信号。
71.图3是根据至少一个示例性实施方案的存储器模块210的图。图2和图3连接在节点260n处。
72.存储器模块210可以直接或间接连接到电源线150。存储器模块210可包括调节器215、控制器(或存储器控制器)212、熔丝存储器217和附加负载219。
73.调节器215可以直接或间接连接到电源线150，并且可以被配置成为调节器215内的解耦电容器(未示出)充电，以向控制器212供电。在一些示例性实施方案中，可以省略调节器215。控制器212还可以直接或间接连接到电源线150。控制器212可以被配置成基于pwm信号接收通过电源线150(经由节点260n)传输的数据。下文将参考图7-11描述控制器212可借助的基于pwm信号接收数据的示例性方法和协议。控制器212可以使用直接从pwm信号接收的功率操作，并且可以使用在pwm信号中的脉冲之间的间隙中从调节器215接收的功率操作。存储器模块210可以被配置成仅通过电源线150从pwm信号接收功率。
74.控制器212可包括处理电路，例如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，例如执行软件的处理器；或其组合。例如，处理电路更具体地可以包括，但不限于：中央处理单元(cpu)，算术逻辑单元(alu)，数字信号处理器，微型计算机，现场可编程门阵列(fpga)，片上系统(soc)，可编程逻辑单元，微处理器，专用集成电路(asic)，等等。
75.如稍后参考图7-11更详细地描述的，控制器212可以通过选择性地将附加负载219连接到电源线150和从其断开来通过电源线150传输数据(例如，在pwm信号的脉冲的一部分期间将附加负载219连接到电源线150以指示第一位值(“1”)，在pwm信号的脉冲期间不将附加负载219连接到电源线150以指示第二位值(“0”))。
76.控制器212还可以通过在包括在熔丝存储器217中的熔丝上施加电压来在熔丝存储器217中记录所接收的信息。熔丝存储器217可包括熔丝阵列。可以通过在熔丝上施加高于设定电压的电压来打开熔丝阵列中的每个熔丝。例如，熔丝可具有用于打开约2伏的熔丝的设定电压。控制器212可以被配置成在熔丝上施加高于设定电压的电压(在此实例中，高于2伏)以打开熔丝阵列中的熔丝。在一个实例中，熔丝存储器217可包括1024个熔丝的阵列，其中前1016个熔丝专用于记录与留在贮存器220中的一定量的尼古丁蒸汽前制剂有关的信息，并且其余8个熔丝专用于存储其他信息，例如产品识别符、序列号等。
77.附加负载219可连接在电源线150与地之间。附加负载219可以是晶体管220，其中晶体管220的栅极连接到控制器212。在一个实例中，晶体管220可以是nmos晶体管。在另一实例中，晶体管220可以是pmos晶体管。
78.附加负载也可以在其它配置中实施。例如，附加负载219可包括多个晶体管、电阻器、电容器、其组合或其子组合。
79.图4a是说明根据至少一个示例性实施方案的将信息记录到存储器模块210的方法的流程图。出于示例性目的，将关于图1-3中所示的尼古丁电子蒸汽烟装置和电气系统讨论图4a中所示的方法。
80.在s310处，功率控制电路120基于电池电压通过电源线150向控制器212输出pwm信号。功率控制电路120可响应于来自传感器134的信号而输出pwm信号。pwm信号可以是矩形pwm信号，或者可以包括嵌入在pwm信号内的信号。pwm信号经由电源线150在控制器212处接收。
81.在s320处，控制器212从pwm信号获得信息。例如，控制器212可以检测pwm信号中的
脉冲数目，并且基于所检测的脉冲数目确定加热器240可操作的时间(操作时间)。控制器212还可以基于所检测的脉冲的数目或加热器240操作的时间来确定要记录的信息。作为另一实例，控制器212可检测嵌入于pwm信号中的信号，并且基于嵌入于pwm信号中的信号确定要记录的信息。稍后将参考图7-11讨论用于将信号嵌入于pwm信号内的示例方法和协议。
82.在s330处，控制器212记录所获得的信息。例如，所获得信息可以是加热器240操作的时间，并且控制器212可以基于pwm信号中的脉冲数目在操作加热器240的每秒打开熔丝存储器217中的一个熔丝。作为另一实例，控制器212可基于由嵌入pwm信号中的信号传达的信息打开多个熔丝。例如，嵌入信号可以包括要打开的熔丝的数目的指示。嵌入信号还可以包括其它命令，例如请求存储器217发送指示在专用于贮存器220中的尼古丁蒸汽前制剂量的熔丝的部分中已打开的熔丝的数目的信号。替代地，控制器212可被编程以发送指示在pwm信号持续至少设定数目的脉冲的情况下已打开的熔丝的数目的数据。
83.图4b是说明根据至少一个示例性实施方案的用于将信息传输到主体的方法的流程图。
84.在s340处，控制器212可以在功率控制电路120输出pwm信号时通过修改功率电路124的负载来经由电源线150传输数据。由于电池充当电压源，负载变化将改变通过电源线150汲取的电流。负载的改变可以通过将附加负载219连接到电源线150来实现。例如，附加负载219可包括晶体管220。可通过控制器212向晶体管219的栅极施加电压来接通晶体管220。晶体管220可连接在电源线150与地之间。当晶体管220接通时，通过电源线150的电流增加。因此，控制器212可以通过接通晶体管220来修改功率电路124的负载。这样，控制器212可以通过在pwm时钟周期期间选择性地修改功率电路124的负载(例如，接通和关断晶体管220)来传达信息。因此，控制器212可以经由电源线150向功率控制电路120输出记录在熔丝存储器217中的信息。再次说明，控制器212可以在功率控制电路120通过电源线150向加热器240输出pwm信号期间经由电源线150输出所记录的信息。通过选择性地修改功率电路124的负载来传输或传达信息的示例方法和协议稍后将参考图7-11进行讨论。
85.在s350处，集成电路127(经由adc 128)响应于由控制器212连接附加负载219引起的电流变化而通过测量pwm信号的电流来检测所传输的数据。也就是说，例如，集成电路127感测通过电源线150汲取的电流的变化，并且基于通过电源线150汲取的电流的感测变化来检测所传输的数据。数据可以包括作为校验和的最后一位或若干位(例如，包括至少一个奇偶位或确认位)。
86.在s360处，集成电路127确定是否无错误地接收数据。集成电路127可以使用一个或若干校验和位来对照校验和检查先前接收的位的总和，从而确定是否无错误地接收数据。因为使用校验和确定数据是否正确接收的方法是已知的，所以省略了进一步的讨论。
87.如果在s360处集成电路127确定数据无错误地接收，则在s370处集成电路127可以控制功率电路124以经由pwm信号传输接收确认。所述确认可嵌入于pwm信号中。替代性地，可以通过不进行修改在pwm信号中传输设定脉冲来发送确认接收。稍后将关于图7-11讨论用于将信息(例如，确认信息或位)嵌入pwm信号内的示例性方法和协议。
88.返回s360，如果集成电路127确定数据被错误地接收(例如，校验和失败)，则集成电路127可以控制功率电路124以经由pwm信号发送重新发送数据的请求(否定确认)。该请求可嵌入于pwm信号中，如稍后关于图7-11更详细地论述的。替代地，如下文将更详细地描
述的，可以通过缩短pwm信号中的设定脉冲来传输重新发送数据的请求。基于重新发送数据(或否定确认)的请求，存储器模块210可以重新发送数据。
89.使用相同或基本上相同的操作，集成电路127可以请求并接收存储在熔丝存储器217中的信息(例如，产品标识、序列号、其组合等)。
90.集成电路127可以基于该数据确定激活led阵列137中的led的数目。例如，该数据可以指示加热器240已激活的总秒数(如由存储在熔丝存储器217中的数据表示)。集成电路127可确定在贮存器220耗尽之前加热器240可激活的总时间的百分比(或分数)(例如，储存在贮存器220中的所有或基本上所有尼古丁蒸汽前制剂均汽化，贮存器220为空或下降到阈值水平以下)，其由加热器240已激活的总秒数表示，并且激活led阵列137中的相同百分比的led。集成电路127可以先验地知道或以几种不同方式确定在储存在贮存器220中的尼古丁蒸汽前制剂耗尽之前加热器240可以激活的总时间。例如，数据可以指示在储存在贮存器220中的尼古丁蒸汽前制剂耗尽之前加热器240可以激活的总秒数。作为另一实例，在贮存器220中的尼古丁蒸汽前制剂耗尽之前，集成电路127可以用加热器240可以激活的秒数进行预编程。作为又一实例，在贮存器220耗尽之前，集成电路127可以预编制有加热器240可以对特定产品类型激活的秒数。在这种情况下，集成电路127可以从存储器模块210请求产品类型，并且基于所识别的产品类型确定秒数。
91.作为另一实例，控制器212可以基于上述百分比确定待激活的led阵列137中的led的数目，并且控制器212可以向集成电路127发送指示led阵列137中的led的确定数目的数据。集成电路127可以根据数据中指示的数字激活led阵列137中的led。
92.图5是根据至少一个示例性实施方案的熔丝存储器217的框图。
93.如上所述，熔丝存储器217可包括熔丝阵列。例如，熔丝阵列可以包括1024个熔丝。贮存器220可包括足够的尼古丁蒸汽前制剂，以便加热器240汽化尼古丁蒸汽前制剂约1016秒。熔丝阵列的第一部分(例如，1016个熔丝)可以表示加热器240的总操作时间。第二部分(例如，8个熔丝)可以存储其他信息，例如用于筒200的产品识别符或序列号。熔丝存储器217的部分中的熔丝的数目不必与在贮存器220耗尽之前加热器240主动加热尼古丁蒸汽前制剂以产生尼古丁蒸汽的秒数一对一相关联，而是可以与任何时间量相关联。例如，如果贮存器220仅保持足以使加热器240在贮存器220耗尽之前操作约508秒的尼古丁蒸汽前制剂，则熔丝阵列的第一部分仍可包括1016根熔丝，其中每个熔丝表示加热器240的总操作时间秒数的一半。
94.熔丝阵列可以将其他信息存储在第二部分中，并且包括表示尼古丁蒸汽前制剂的至少一种风味、日期或与筒200有关的其它信息的信息。
95.图6是示出根据至少一个示例性实施方案的在熔丝存储器217中记录信息的时移图。
96.图6示出控制器212可在从t1到tn的每一时间ti在熔丝中的一个上施加设定电压的方式的实例。例如，如果从每一时间ti到下一时间t
i 1
的时间是一秒，并且pwm信号具有50毫秒的周期，那么控制器212可以在t1处接收到20个脉冲之后在熔丝中的一个上施加设定电压。控制器212接着可在时间t2处接收到另20个脉冲之后在第二熔丝上施加设定电压。这样，将针对由加热器240和控制器212接收的每组20个脉冲打开一个熔丝。
97.根据至少一些示例性实施方案，熔丝是永久打开的，并且不需要维持电压来保持
打开或关闭位置。因此，熔丝存储器217是非易失性的。因此，即使在尼古丁电子蒸汽烟装置10已经关闭并再次打开之后，控制器212可以通过继续在每个时间t打开一个熔丝来继续记录关于加热器240的总操作时间的信息。熔丝保持打开或关闭状态的能力也不受加热器240产生的热量的显著影响。因此，上述熔丝存储器217能够在没有恒定电压且不受由加热器240产生的热量显著影响的情况下保持信息。熔丝存储器通常也比耐热电可擦除可编程只读存储器(eeprom)便宜。
98.控制器212可以被配置成确定哪些熔丝尚未打开，以便知道接下来打开哪个熔丝。控制器212还可以确定在专用于贮存器220中的尼古丁蒸汽前制剂的量的熔丝的部分中已经打开了多少个熔丝，以便对请求存储器模块210发送指示贮存器220中剩余的尼古丁蒸汽前制剂量的信号进行响应。
99.图7是根据至少一个示例性实施方案的示例性pwm信号。图8是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性pwm信号。
100.在图7和图8中，功率控制电路120和存储器模块210可以根据第一协议进行通信。上部图示出通过电源线150的电流，并且中间图示出电源线150的电压。第三图示出pwm时钟周期。
101.在第一协议中，pwm信号可以不包括来自功率控制电路120的任何嵌入信号。
102.存储器模块210可以对在pwm信号中接收的脉冲的数目计数，以便确定何时打开熔丝存储器217的熔丝。
103.控制器212可以在扫描存储在熔丝存储器217中的数据之后传输数据。熔丝存储器217的扫描可以进行约10个pwm时钟周期。
104.在扫描熔丝存储器217之后，控制器212发送指示熔丝存储器217的第一部分中的仍打开的熔丝的数目的制剂数据；d9-d0：贮存器220中剩余的尼古丁蒸汽前制剂。
105.在制剂数据部分之后，控制器212发送存储在熔丝存储器217的第二部分中的产品标识或序列号；p7-p0：产品标识或序列号。
106.在产品标识或序列号之后，控制器212传输两个校验和或奇偶位；c1-c0：校验和。
107.如果功率控制电路120正确地接收到所有信息，则集成电路127控制功率电路124以在如图8所示的确认(ack)pwm时钟周期中传输完整pwm脉冲。如果功率控制电路120未正确接收所有信息，则集成电路127控制功率电路124以在如图7所示的确认(ack)pwm时钟周期中传输短pwm脉冲(否定确认)。短pwm脉冲可具有比pwm信号的先前脉冲短的长度(例如，小于pwm时钟周期的一半)。
108.在图7中，响应于ack pwm时钟周期中的短脉冲，重新发送所传输的数据(包括数据部分、产品标识或序列号、校验和、其组合或其子组合)。
109.如上所述，控制器212可以连接附加负载219以增加通过电源线150的电流，以便传输数据。例如，在图7中，d9，d0，p1，c1的当前图指示数据“1”被发送，而d8，p7，p0，c0的当前图指示位“0”被发送。控制器212被配置成在pwm信号的脉冲的一部分期间通过将附加负载219连接到电源线150以指示第一位值(“1”)，并且在pwm信号的脉冲期间不将附加负载219连接到电源线150以指示第二位值(“0”)来输出数据。
110.图9是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性pwm信号。在图9中，功率控制电路120和存储器模块210可以根据第二协议进行通信。用于使用第二协议进行通信的硬件可
以与用于使用第一协议进行通信的硬件相同或基本上相同。
111.在第二协议中，功率控制电路120可以通过修改pwm信号中的脉冲的宽度与存储器模块210通信。例如，在第一模式中，功率控制电路120可以修改脉冲以具有大于pwm时钟周期的50％的宽度以指示
‘1’
。在第二模式中，功率控制电路120可以修改脉冲以具有小于pwm时钟周期的50％的宽度以指示
‘0’
。存储器模块210(更具体地说，控制器212)可以被配置成检测pwm信号中的单个脉冲的宽度并基于脉冲的宽度记录信息。此外，存储器模块210可以被配置成检测pwm信号中的每个脉冲的宽度，并且基于脉冲的宽度记录信息。
112.在第二协议中，功率控制电路120和存储器模块210可轮流为通过电源线150通信的装置。例如，功率控制电路120可以在前十个pwm时钟周期中传送十个位，并且存储器模块210可以在后十个pwm时钟周期中传送十个位。在第二协议中，存储器模块210可以通过在pwm时钟周期期间选择性地连接负载219以上文关于图4b描述的相同或基本相同的方式进行通信。
113.作为替代方案，功率控制电路120和存储器模块210两者可以使用关于图7-9描述的方法的组合在同一pwm周期中发送信息。在一个实例中，脉冲的长度可以指示从功率控制电路120发送的信息，并且通过电源线150的电流可以指示由存储器模块210发送的信息。
114.在图9中，第一图通过修改pwm信号中的脉冲的长度示出由功率控制电路120发送的数据。第二和第三图示出当存储器模块210通过连接/断开附加负载219来传达数据时，电源线150的电压和电流。
115.图10是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性pwm信号。在图10中，功率控制电路120和存储器模块210可以根据第三协议进行通信。在第三协议中，每个pwm时钟周期可以分为四个部分：发送、空闲、接收和关闭。
116.在发送部分中，功率控制电路120可以调制pwm信号的电压以便传输数据。可以在pwm信号的每个脉冲的发送部分期间发送数据的若干位。发送部分可包括可发送单个位的若干数据pwm周期。在一个实例中，较低电压的较短脉冲可以指示
‘1’
，而较低电压的较长脉冲可以指示
‘0’
。例如，如图10所示，周期1中较低电压的较短脉冲可以指示
‘1’
，周期2中的较长脉冲可以指示
‘0’
。
117.在pwm时钟周期的空闲区段和接收区段中，电压可处于两个电压电平中的较高电压。在接收部分中，存储器模块210可以通过选择性地将附加负载219连接到电源线150来传送若干数据位，以便通过电源线150汲取额外电流。如数据pwm周期1中所示的较低电流的较短脉冲可指示
‘1’
，如数据pwm周期2中所示的较低电流的较长脉冲可指示
‘0’
。
118.在关闭部分中，pwm信号可以处于零伏和零安。
119.图11是根据至少一个示例性实施方案的另一示例性pwm信号。
120.在图11中，功率控制电路120和存储器模块210可以根据第四协议进行通信。在第四协议中，每个pwm时钟周期可以类似于第三协议分成四个区段。
121.不同于第三协议，数据可以通过改变较低电压(对于功率控制电路120)或较高电流(对于存储器模块210)的脉冲的频率来发送。在一个实例中，具有较高频率的脉冲组可以指示
‘1’
，并且一个或多个低频率脉冲可以指示
‘0’
。存储器模块210(更具体地说，控制器212)可以被配置成检测pwm信号中的脉冲的频率并基于脉冲的频率记录信息。
122.图12是根据至少一个示例性实施方案的示例性功率电路124。功率电路124可包括
运算放大器126、晶体管125’和布置为分压电路的电阻器r1和r2。运算放大器126可以在运算放大器126的负输入端处从集成电路127接收输出信号。负输入端子连接到控制线130。运算放大器126的输出可以输入到晶体管125’的栅极。运算放大器126可以在运算放大器126的正输入端子处接收反馈电压。反馈电压可以是电阻器r1和r2之间的节点处的电压。晶体管125’可具有连接到轨140的源极和连接到电源线150的漏极。电阻器r1可连接在电源线150与电阻器r2之间。电阻器r2可连接在电阻器r1与地之间。
123.在一个示例性实施方案中，电阻器r1、r2的电阻可以相等。当电阻r1和r2相等时，施加到电源线150的电压将是来自集成电路127的输出信号的电压的两倍。因此，集成电路可以基于来自集成电路127的输出信号将施加到电源线150的电压控制为地与轨140电压之间的任何电压。
124.在如上文所描述的第三或第四协议的实例中，集成电路127可通过输出在其它两个电压电平之间交替的输出信号控制图12中所示的功率电路124以向电源线150施加具有两个电压电平的pwm信号。在电阻器r1和r2的电阻相等的情况下，两个其它电压电平可分别为向电源线150施加的两个电压电平的一半。
125.应理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接至”、“联接到”或“覆盖”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、连接至、联接到或覆盖另一元件或层，或可存在中间元件或层。相比之下，当元件被称作“直接”在另一个元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。贯穿本说明书，相似编号是指相似元件。
126.应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层或部分，但是这些元件、部件、区域、层或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分。因此，在不脱离示例性实施方案的教示的情况下，下文所论述的第一元件、部件、区域、层或区段可被称为第二元件、部件、区域、层或区段。
127.为易于描述，本文可使用空间相对术语(例如“底下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等)来描述如图所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应理解，除了图式中描绘的定向之外，预期所述空间相对术语涵盖装置在使用或操作时的不同定向。举例来说，如果图中的装置翻转，那么描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将定向在其他元件或特征“上方”。因此，术语“在
……
下方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种定向。装置可能以其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)，并且本文中所用的空间相对描述词可进行相应解释。
128.本文中使用的术语仅用于描述各种示例实施方案的目的，并且并非意图限制示例实施方案。如本文中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一”和“所述”还旨在包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和“包括”时，其指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件或部件，但是，不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组。
129.本文中参考截面图示描述了示例性实施方案，所述截面图示是示例性实施方案的理想化实施方案(和中间结构)的示意性图示。如此，例如由于制造技术或公差而导致的图示形状的变化是可以预期的。因此，示例性实施方案不应被解释为限于本文所示的区域的
形状，而应包括例如由制造引起的形状偏差。
130.除非另有定义，否则本文中所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施方案所属领域的一般技术人员通常所理解的相同的含义。将进一步理解，术语，包括常用词典中定义的术语，应被解释为具有与其在相关领域中的含义一致的含义，并且除非在此明确定义，否则将不以理想化或过度形式化的含义进行解释。
131.虽然本文中已公开多个示例性实施方案，但应理解，可能有其它变化。不应将此类变化视为脱离本公开的范围，且对所属领域的技术人员来说显而易见的所有此类修改旨在包含于所附权利要求书的范围内。