用于感应地对电子香烟中的电池进行充电的方法、系统和装置与流程

本申请要求在2014年5月13日提交的美国临时申请no.61/992,697的权益，其通过引用包含于此，如同在此全部阐述一样。

技术领域

本发明涉及感应地对电子制品的电池进行充电，以及更特别地用于感应地对电子香烟中的电池进行充电的系统、方法和装置。

背景技术：

电子香烟，也称为电子烟(eCig)和个人汽化器(PV)，是电子吸入器，其将液体溶液蒸发或雾化成之后可以输送至用户的气雾剂。典型的电子烟具有两个主要部件——保持电池的外壳和雾化盒。保持电池的外壳通常包括可充电锂离子电池、发光二极管(LED)、和压力传感器。雾化盒通常包括液体溶液、雾化器和吸嘴件。雾化器通常包括蒸发液体溶液的加热线圈。

因为安全原因，可充电电池不直接连接至外部接触件。相反，二极管和场效应晶体管(FET)与电池接头串联连接。当使用FET时，一旦充电过程被检测到用于电子烟，就开启FET。可以通过将电子烟放置在被配置为容纳特定电子烟的充电站来对电子烟进行充电。充电站可以包括被配置为将电力供给至电子烟以对电池进行充电的充电电路。

技术实现要素：

本发明提供用于对电子烟中的电池进行充电的系统、方法、装置和计算机程序。

在一个实施例中，用于电子烟的充电系统包括包装盒，其包括包装盒电池，该包装盒电池电耦合至充电线圈。包装盒可以被配置为保持电子香烟电池以及充电线圈可以被配置为对电子香烟电池进行充电。

在另一实施例中，电子香烟包括主体、设置在所述主体内的电源单元、电连接至电源单元的传感器、以及电连接至电源单元的充电线圈。充电线圈可以被配置为与外部感应充电线圈进行交互以对电源单元进行充电。

在另一实施例中，一种电子充电系统包括：电子香烟，其包括主体、设置在所述主体内的电源单元、电连接至电源单元的传感器、以及电连接至电源单元的充电线圈。充电线圈可以被配置为与外部感应充电线圈进行交互以对电源单元进行充电。电子充电系统还可以包括充电垫，充电垫包括垫线圈。充电垫可以被配置为感应地对电子香烟进行充电。

本发明的附加特征、优点和实施例可以被阐述或者通过考虑详细描述和附图是明显的。此外，可以理解，前述发明内容和以下具体实施例、附图和附件是示例性的并意欲在不限制所要求保护的本发明的范围的情况下提供进一步的解释。

附图说明

被包括以提供本发明的进一步理解的附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，其示出本发明的实施例并与详细说明一起用于解释本发明的原理。不试图比本发明的基本理解所需的更详细地示出本发明的结构细节和其可以实施的各种方式。在图中：

图1A示出根据本发明的原理构建的电子抽烟装置的结构概述。

图1B示出根据本发明的原理构建的电子抽烟装置的另一方面的示意概述。

图2是图1A和1B示出的电子抽烟装置的设计的横截面视图。

图3A是电子抽烟装置的一个实施例的侧视图。

图3B示出根据本发明的原理的充电垫的等距视图。

图4A是可充电包装盒的一个实施例的等距视图。

图4B是电子抽烟装置的另一实施例的侧视图。

具体实施方式

本发明及其各种特征和有利细节更全面地参考在附图中描述和/或示出并在以下详述的非限制性实施例和示例解释。应当注意，在附图中示出的特征不必须按比例绘制，并且一个实施例的特征可以如技术人员理解地与其他实施例使用，即使在本文中没有明确地声明。公知的组件和处理技术的描述可以被省略以避免不必要地模糊本发明的实施例。本文所使用的示例仅仅意于便于理解可以实施本发明的方式，并进一步使得本领域技术人员能够实施本发明的实施例。因此，本文的示例和实施例不应当理解为限制本发明的范围。此外，应当注意，在附图的几个视图中，相同的附图标记表示相似的部件。

图1A示出根据本发明的原理构造的电子香烟(电子烟，eCig)100的结构视图。电子烟100可以是一次性的或可重复使用的。电子烟100可以具有包括两个或更多个主体的多主体构造。例如，电子烟100可以是包括第一主体100A和第二主体100B和/或类似物的可重复使用的电子烟，其可以在不使用任何特定工具的情况下在任意时间容易地连接至彼此并从彼此断开。例如，每个主体可以包括螺纹部件。每个主体可以被不同的外壳覆盖。第二主体100B可以包含可消耗的材料，诸如例如抽吸液体和/或类似物。当可消耗材料被全部消耗时，第二主体100B可以从第一主体100A断开并替换为新的主体。而且，替换的第二主体100B可以是不同的味道、强度、类型等等。可替换地，电子烟100可以具有单一主体构造，如图2所示。与构造类型无关，电子烟100可以具有细长的形状，其具有第一端部102和第二端部104，如图2所示，其可以类似于常规的香烟形状。其他非常规香烟形状也被考虑。例如，电子烟100可以具有吸烟管形状等。

电子烟100可以包括空气入口120、空气流路径122、蒸发室124、烟雾出口126、电源单元130、传感器132、容器140、分配控制装置141、加热器146等。此外，电子烟100可以包括控制器，诸如例如微控制器、微处理器、定制模拟电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)(例如，现场可编程门阵列(FPGA)等)等及其基础数字和模拟电路等价物，其在下面详细参考图1B说明。空气入口120可以从例如外壳110的外表面延伸，如图2所示。空气流路径122可以连接至空气入口120并延伸至蒸发室124。烟雾出口126可以连接至蒸发室124。烟雾出口126可以在电子烟100的第二端部104处形成并连接至蒸发室124。当用户抽吸电子烟100的第二端104时，空气入口120外的空气可以被吸入并经由空气流路径122移动至蒸发室124，如图1A中虚线箭头所示。加热器146可以是图5中所示的固态加热器等，并位于蒸发室124中。容器140可以包含抽吸液体并连接至蒸发室124。容器140可以具有连接至蒸发室124的开口。容器140可以是单个容器或一组容器，诸如例如容器140A、140B等，它们连接至彼此或与彼此分离。

分配控制装置141可以连接至容器140以控制抽吸液体从容器140至蒸发室124的流动。当用户不抽吸电子烟100时，分配控制装置141可以不从容器140分配抽吸液体。分配控制装置141可以不需要来自例如电源单元130等的任何电力来用于操作。

电源单元130可以经由电源总线160连接至需要电力的一个或多个组件，诸如例如传感器132、加热器146等。电源单元130可以包括电池(未示出)，诸如例如可充电电池、一次性电池等。电源单元130可以进一步包括功率控制逻辑(未示出)，用于执行电池的充电、检测电池电荷状态、执行省电操作等。电源单元130可以包括非接触式感应再充电系统，以使得电子烟100可以在不物理地连接至外部电源的情况下被充电。接触充电系统也被考虑。

传感器132可以被配置为检测用户的抽烟动作，诸如例如对电子烟100的第二端104的吸吮、电子烟100的特定区域的触摸等。当检测到用户的抽烟动作时，传感器132可以经由数据总线144将信号发送至其他组件。例如，传感器132可以发送信号以开启加热器146。而且，传感器132可以将信号发送至主动分配装置142(如果使用的话)以将预定量的抽吸液体分配至蒸发室124。当抽吸液体从容器140分配并且加热器146被开启时，抽吸液体可以与来自空气流路径122的空气混合并且被来自蒸发室124内的加热器146的热量蒸发。所产生的蒸汽(即，烟雾)可以经由烟雾出口126从蒸发室144抽出以用于用户的口腔吸入，如图1A中实线箭头所示。为了防止在蒸发室144中生成的烟雾朝向空气入口120流动，空气流路径122可以包括回流防止屏或过滤器138。

当用户的抽烟动作停止时，传感器132可以发送另一信号以关闭加热器146、主动分配装置142等，并且抽吸液体的蒸发和/或分配可以立即停止。在可替换实施例中，传感器132可以仅连接至电源单元130。当检测到用户的抽烟动作时，传感器132可以将信号发送至电源单元130。响应于该信号，电源单元130可以开启其他组件，诸如例如加热器146等以蒸发抽吸液体。

在实施例中，传感器132可以是空气流传感器。例如，传感器132可以连接至空气入口120、空气流路径122等，如图1A所示。当用户吸吮电子烟100的第二端104时，从空气入口120抽入的空气中的一些可以朝向传感器132移动，其可以由传感器132检测到。另外地或可替换地，可以使用电容传感器148来检测用户对外壳100的特定区域的触摸。例如，电容传感器148可以形成在电子烟100的第二端104处。当电子烟100移动至用户的嘴部，并且用户的嘴唇触摸第二端104时，电容的改变可以由电容传感器148检测到，并且电容传感器148可以发送信号以启动加热器146等。其他类型的传感器也被考虑用于检测用户的抽烟动作，包括例如声学传感器、压力传感器、触摸传感器、光学传感器、霍尔效应传感器、电磁场传感器等。

电子烟100可以进一步包括通信单元136，用于与其他装置进行有线(例如串行外围接口等)和/或无线通信，其他装置例如用于电子烟100的包装盒200(未示出)、计算机310(未示出)等。通信单元136还可以将电子烟100连接至有线网络(例如，局域网、广域网、因特网、内联网等)和/或无线网络(例如，WIFI网络、蓝牙网络、蜂窝数据网络等)。例如，通信单元136可以将使用数据、系统诊断数据、系统错误数据等发送至包装盒、计算机等。为了建立无线通信，通信单元136可以包括天线等。电子烟100可以包括用于有线通信的终端162。终端162可以连接至另一终端，例如包装盒的香烟连接器等，以交换数据。终端140还可以用于接收来自包装盒或其他外部电源的电力，并对电源单元130中的电池再充电。

当电子烟100具有多主体构造时，电子烟100可以包括两个或更多个终端162以在其间建立功率和/或数据连接。例如，在图1A中，第一主体100A可以包括第一终端162A，并且第二主体100B可以包括第二终端162B。第一终端162A可以连接至第一电源总线160A和第一数据总线144A。第二终端162B可以连接至第二电源总线160B和第二数据总线144B。当第一和第二主体100A和100B连接至彼此时，第一和第二终端162A和162B可以连接至彼此。而且，第一电源总线160A和第一数据总线144A分别连接至第二电源总线160B和第二数据总线144B。为了对电源单元130中的电池进行充电、交换数据等，第一主体100A可以从第二主体100B断开并连接至包装盒等，其可以继而将第一终端162A连接至包装盒的香烟连接器216等。可替换地，单独的终端(未示出)可以提供至电子烟100以用于充电和/或与外部装置的有线通信。

电子烟100可以进一步包括一个或多个用户接口装置，例如LED单元134、声音发生器(未示出)、振动电机(未示出)等。LED单元134可以分别经由电源总线160A和数据总线144A连接至电源单元130。LED单元134可以在电子烟100操作时提供视觉指示。另外，当在电子烟100内存在问题和/或故障时，集成的传感器/控制器电路132可以控制LED单元134生成不同的视觉指示。例如，当容器140几乎是空的或者电池电荷水平低时，LED单元134可以以特定模式闪烁(例如，以较长的间隔闪烁三十秒)。当加热器146发生故障时，加热器146可以被禁用并控制LED单元134以不同的模式闪烁(例如，以较短的间隔闪烁一分钟)。其他用户接口装置可以用于示出文本和/或图像等，和/或生成声音、和/或振动等。

在图1A示出的电子烟100中，单独的传感器132可能不能控制用户接口装置、通信单元136、传感器132和148等。此外，仅利用传感器132可能不可以执行更复杂和精细的操作。由此，如上所述，控制器可以包括在电子烟100中，例如，微控制器、微处理器、定制模拟电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)(例如，现场可编程门阵列(FPGA)等)等以及基础数字和模拟电路等价物。例如，图1B示出根据本发明的原理构造的另一电子烟100’的结构概述。电子烟100’可以包括控制器170、信号发生器172、信号至功率转换器174、电压传感器176、电流传感器178和/或存储器180等。此外，电子烟100’可以包括电源接口130A’、充电/放电保护电路130B’、电池130C’、一个或多个传感器(例如，传感器132A和/或传感器132B等)、用户接口134’、通信接口136’和/或加热器146’等，其可以类似于图1A所示的电子烟100的组件。两个或多个组件可以集成为单一芯片、逻辑模块或PCB等以减小尺寸和制造成本并简化制造过程。例如，控制器170和传感器132A可以集成为单个半导体芯片。

控制器170可以执行各种操作，例如，加热器校准、加热参数调节/控制、剂量控制、数据处理、有线/无线通信、和/或更综合的用户交互等。存储器180可以存储由控制器170执行的指令以操作电子烟100’，并执行各种基础和高级的操作。此外，存储器180可以存储由控制器170采集的数据，例如，使用数据、参考数据、诊断数据和/或错误数据等。充电/放电保护电路130B’可以被提供以防止电池130C’被过度充电、过度放电、和/或被过多的电力损坏等。由电源接口130A’接收的电力可以经由充电/放电保护电路130B’提供至电池130C’。可替换地，控制器170可以在充电/放电保护电路130B’不可用时执行充电/放电保护操作。在该情况下，由电源接口130A’接收到的电力可以经由控制器170提供至电池130C’。

信号发生器172可以连接至控制器170和/或电池130C’等，并且可以被配置为生成功率控制信号，例如，电流水平信号、电压水平信号、和脉宽调制(PWM)信号等，以控制供给至加热器146’的电力。可替换地，功率控制信号可以由控制器170生成。转换器174可以连接至信号发生器172或控制器170以将来自信号发生器172的功率控制信号转换成提供至加热器146的电力。利用该配置，来自电池130C’的电力可以经由信号发生器172或经由信号发生器172和转换器174传递至加热器146’。可替换地，来自电池130C’的电力可以经由控制器170传递至信号发生器172，并直接地或经由信号至功率转换器174传递至加热器146。

电压传感器176和电流传感器178可以被提供来分别检测加热器146’的内部电压和电流，以用于加热器校准和/或加热参数控制等。例如，每个加热器146可以具有稍微不同的加热温度，其可能由电阻的小的偏差导致。为了产生更一致的单元间加热温度，集成的传感器/控制器电路132可以测量加热器146的电阻并因此调节加热参数(例如，输入电流水平、加热持续时间、和/或电压水平等)。而且，加热器146的加热温度可以在加热器146开启时改变。集成的传感器132/控制器170电路可以在加热器146开启时监测电阻的变化并实时地调节电流水平以将加热温度维持在基本相同的水平。此外，集成的传感器132/控制器电路170可以监测加热器146是否过热和/或故障，并在加热温度高于预定温度范围和/或加热器146或其他组件故障时为了安全目的而禁用加热器146。

图3A和3B示出用于电子烟的感应充电系统的实施例。充电系统包括充电垫304、至少一个垫线圈305、电子烟300、和至少一个电子烟线圈302。充电垫304被配置为使得当具有电子烟线圈302的电子烟300放置在充电垫304上时，至少一个垫线圈305与电子烟线圈302电子交互以对包括在电子烟300内的电池(未示出)进行充电。这将允许用户在不必以其他方式将电池附接至电源的情况下在不使用时对电子烟300中的电池进行充电。通过将电子烟300简单地放置在充电垫304的上部，电子烟300可以再充电。为了电子烟300的最佳充电，电子烟线圈302的中心轴可以与垫线圈305的中心轴基本平行。在一些实施例中，电子烟线圈302是第一电子烟线圈，并且电子烟300还可以包括第二电子烟线圈301，其中第二电子烟线圈301具有与第一电子烟线圈302的中心轴偏移的中心轴。在其他实施例中，电子烟300可以包括多个电子烟线圈，其中，每个线圈包括与电子烟300内存在的其他线圈偏移的中心轴。在具有多个电子烟线圈的电子烟300的实施例中的偏移的轴将增大电子烟300的电耦合至充电垫304内的垫线圈305的能力。

在另一实施例中，电子烟300可以包括重块303，其设置在电子烟300内并且可以被配置为使得当电子烟300放置在充电垫304上时，电子烟线圈302将与垫线圈305适当地对准。在另一实施例中，充电垫304可以被配置为使得电子烟300将坐落在充电垫304上，以使得电子烟线圈302与垫线圈305适当地对准以用于对电子烟300进行充电。

图4A和4B示出本发明的另一实施例，其中，包装盒402包括充电线圈403，在线圈的中央具有足够大的空间以使得充电线圈403可以围绕放置在包装盒402内的电子烟400的外周。电子烟400还可以包括接收线圈401。在一个实施例中，接收线圈401可以放置在电子烟400的端部，并且被配置为使得电子烟400可以放置在包装盒402内，并且充电线圈将围绕电子烟400和接收线圈401。这可以允许电子烟400在不依赖于任何类型的直接电连接的情况下在坐落在包装盒402内的同时被充电。图4A和4B中描述的配置的类型也可以存在于停靠站或其他充电站中。如这里描述的再充电系统将保持电子烟400和包装盒402的电子系统免于暴露于可能损害或以其他方式降低电子烟400和包装盒402的性能的元件。在另一实施例中，包装盒402可以包括多个充电线圈403，并且可以被配置为同时对多个电子烟400进行充电。

应当注意，在附图中示出的特征不必须按比例绘制，并且一个实施例的特征可以如技术人员理解的与其他实施例一起使用，即使在本文未明确声明。公知的组件和处理技术的描述将被省略以避免不必要地模糊本发明的实施例。本文所使用的例子仅仅旨在便于理解可以实施本发明的方式，并进一步使得本领域技术人员能够实施本发明的实施例。因此，本文的示例和实施例应当不被理解为限制本发明的范围。此外，要注意的是，相似的附图标记在附图的几个视图中表示类似的部件。

如在本发明中使用的，“计算机”意指任何机器、装置、电路、组件、或模块、或机器、装置、电路、组件、或模块等的任何系统，其能够根据一个或多个指令操作数据，没有限制地，例如处理器、微处理器、中央处理单元、通用计算机、超级计算机、个人计算机、膝上型电脑、掌上电脑、笔记本电脑、台式计算机、工作站计算机或服务器等、或处理器、微处理器、中央处理单元、通用计算机、超级计算机、个人计算机、膝上型电脑、掌上电脑、笔记本电脑、台式计算机、工作站计算机或服务器等的阵列。

如在本发明中使用的，“服务器”意指软件和/或硬件的任何组合，包括至少一个应用和/或至少一个计算机以执行作为客户机-服务器架构的一部分的所连接客户机的服务。至少一个服务器应用可以包括但不限于例如应用程序，其可以通过将响应发送回客户机来接受对来自客户机的服务请求的连接。服务器可以被配置为通常在重的工作量下无人看管地以最小的人为指导将至少一个应用运行延长的时间段。服务器可以包括多个计算机，其被配置为利用至少一个应用，该应用根据工作量在计算机之间划分。例如，在轻的负荷下，至少一个应用可以在单个计算机上运行。然而，在重的负荷下，可能需要多个计算机运行该至少一个应用。服务器，或其计算机(如果有的话)也可以用作工作站。

如本公开中所使用的，“网络”意指但不限于例如以下中至少之一：局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、个人区域网(PAN)、校园区域网、企业区域网络、全球区域网络(GAN)、宽带区域网络(BAN)、蜂窝网络或因特网等，或前述的任意组合，前述的任一个可以被配置为经由无线和/或有线通信媒介传送数据。这些网络可以运行不限于TCP/IP、IRC或HTTP的各种协议。

可以在将指令的序列运送至计算机中涉及各种形式的计算机可读介质。例如，指令的序列(i)可以从RAM输送至处理器，(ii)可以在无线传输介质上运送，和/或(iii)可以根据许多格式、标准或协议被格式化，包括例如WiFi,WiMAX,IEEE 802.11,DECT,0G,1G,2G,3G或4G蜂窝标准或蓝牙等。

如本发明中使用的，术语“包括”、“包含”及其变形意指“包括但不限于”，除非以其他方式明确指出。

如本发明中使用的，术语“一个”和“所述”意指“一个或多个”，除非以其他方式明确指出。

相互通信的装置不需要彼此连续通信，除非以其他方式明确指出。另外，彼此通信的装置可以直接通信或通过一个或多个媒介间接通信。

尽管处理步骤、方法步骤或算法等可以以连续的顺序描述，但这种处理、方法和算法可以被配置为以交替顺序工作。换句话说，可以被描述的步骤的任何序列或顺序不必然指示以该顺序执行步骤的要求。这里描述的处理、方法或算法的步骤可以以任何实际顺序执行。此外，一些步骤可以同时执行。

当本文描述单个装置或物品时，明显的是，多于一个装置或物品可以代替单个装置或物品使用。类似地，在本文描述多于一个装置或物品的情况下，明显的是，单个装置或物品可以代替多于一个装置或物品使用。装置的功能或特征可以可替换地通过一个或多个其他装置实现，该其他装置未被明确地描述为具有这些功能或特征。