本發(fā)明涉及用于允許電力和數(shù)據(jù)經(jīng)由單對(duì)電線或電觸頭傳輸?shù)南到y(tǒng)及方法。確切地說，本發(fā)明涉及電力和數(shù)據(jù)經(jīng)由單對(duì)電觸頭從充電裝置到可充電裝置的傳輸。

背景技術(shù)：

使用單對(duì)電線或線來傳輸電力和數(shù)據(jù)兩者在本領(lǐng)域中是已知的，使用頻分復(fù)用。通過電線對(duì)使用高頻傳輸來傳輸數(shù)據(jù)。低通或高通過濾器運(yùn)用于接收端，允許數(shù)據(jù)傳輸與電力傳輸同時(shí)發(fā)生。然而，此解決方案并不總是合乎需要的。確切地說，當(dāng)接收裝置需為小而廉價(jià)時(shí)，對(duì)低通或高通過濾器的要求為不合乎需要的。這些組件為裝置電子元件增加額外花費(fèi)且還占據(jù)裝置內(nèi)的空間。

將需要提供用于通過廉價(jià)、緊湊且可靠的單對(duì)電觸頭接收電力和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)、裝置和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的第一方面中，提供用于將電力和數(shù)據(jù)經(jīng)由電連接從主機(jī)裝置傳輸?shù)浇邮掌餮b置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

配置成經(jīng)由輸出傳輸電力和數(shù)據(jù)的主機(jī)裝置，所述主機(jī)裝置配置成經(jīng)由輸出在不同的時(shí)間將電力傳輸?shù)綌?shù)據(jù)；及

具有可連接到所述主機(jī)裝置的所述輸出的輸入的接收器裝置，所述接收器裝置包括電力接收電路和數(shù)據(jù)接收電路和配置成根據(jù)從所述輸入所接收的信號(hào)的電壓將輸入連接到所述電力接收電路或所述數(shù)據(jù)接收電路的開關(guān)元件。

系統(tǒng)采用“時(shí)分復(fù)用”，此為比頻分復(fù)用更廉價(jià)且更容易的解決方案且不需要額外過濾器。此外，系統(tǒng)不依賴于電力和數(shù)據(jù)的專用時(shí)槽，且因此不需要主機(jī)裝置與接收器裝置之間的同時(shí)性。接收器裝置根據(jù)一個(gè)或多個(gè)電壓確定而確定何時(shí)接收數(shù)據(jù)而非電力。

在第二方面中，提供用于從主機(jī)裝置接收電力和數(shù)據(jù)的接收器裝置，所述接收器裝置包括：

可連接到所述主機(jī)裝置的輸入；

電力接收電路；

數(shù)據(jù)接收電路；和

配置成根據(jù)從所述輸入所接收的信號(hào)的電壓將所述輸入連接到所述電力接收電路或所述數(shù)據(jù)接收電路的開關(guān)元件。

開關(guān)元件可配置成在輸入的電壓高于第一電壓閾值時(shí)從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)。開關(guān)元件可配置成當(dāng)輸入的電壓低于第二電壓閾值時(shí)從第二狀態(tài)切換到第一狀態(tài)。第二電壓閾值可低于第一電壓閾值?？商娲兀诙妷洪撝悼傻扔诘谝浑妷洪撝?。

第一狀態(tài)可與數(shù)據(jù)接收電路關(guān)聯(lián)。第二狀態(tài)可與電力接收電路關(guān)聯(lián)。可替代地，第一狀態(tài)可僅與電力接收電路無關(guān)聯(lián)。在此情況下，數(shù)據(jù)接收電路可總是連接到輸入。數(shù)據(jù)接收電路可接著配置成確定與電力傳輸相對(duì)應(yīng)的電壓電平且丟棄在電力傳輸期間所接收的數(shù)據(jù)。

可替代地，第一狀態(tài)可與數(shù)據(jù)接收電路關(guān)聯(lián)且第二狀態(tài)可與數(shù)據(jù)接收電路無關(guān)聯(lián)。在此情況下，電力接收電路可總是連接到輸入。

第二電壓閾值可低于第一電壓閾值。可替代地，第二電壓閾值可等于第一電壓閾值。

第一和第二電壓閾值可在1到30伏特之間且有利地在2到8伏特之間。第一閾值優(yōu)選地為約4伏特。

數(shù)據(jù)接收電路可配置成通過將輸入電壓與第三閾值電壓相比較而確定數(shù)據(jù)中的邏輯電平。數(shù)據(jù)接收電路可配置成通過在輸入電壓升高且到第四電壓閾值時(shí)，在輸入電壓降低時(shí)將輸入電壓與第三電壓閾值相比較而確定數(shù)據(jù)中的邏輯電平。

開關(guān)元件可包括電壓比較器。

接收器裝置可為電池操作裝置。接收器裝置可為手持裝置。

接收器裝置可為氣溶膠生成裝置。氣溶膠生成裝置可配置成接收氣溶膠形成基質(zhì)。氣溶膠生成裝置可配置成加熱或以其它方式蒸發(fā)氣溶膠形成基質(zhì)以產(chǎn)生可遞送給使用者的氣溶膠。氣溶膠生成裝置可為電操作吸煙系統(tǒng)。氣溶膠生成裝置優(yōu)選是手持氣溶膠生成裝置，其對(duì)于使用者在單手的手指之間握住是舒適的。氣溶膠生成裝置在形狀上可基本為圓柱形。

主要裝置的長度可在約70mm到120mm之間且外徑可為在約10mm到20mm之間。

主機(jī)裝置可為電池充電裝置。主機(jī)裝置自身可由電池供電。主機(jī)裝置可為電池組，裝備有電池的配件、啟用USB的配件、USB或其它類型的AC適配器、汽車充電器/適配器或不同類型的電源或配件。主機(jī)裝置可配置成將電力作為電流的脈沖提供到接收器裝置。由主機(jī)裝置提供的電流可在0至5安倍之間。

在第三方面中，提供了用于在具有電力接收電路和數(shù)據(jù)接收電路的接收器裝置處經(jīng)由電連接從主機(jī)裝置接收電力和數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括：

在輸入處從所述主機(jī)裝置接收電信號(hào)；及

執(zhí)行在所述輸入處所接收的所述輸入信號(hào)的電壓與閾值電壓的比較；及

根據(jù)所述比較的結(jié)果將所述輸入與所述電力接收電路或所述數(shù)據(jù)接收電路連接或斷開連接。

當(dāng)在輸入接收到電信號(hào)后，執(zhí)行比較的步驟有利地連續(xù)地執(zhí)行。電信號(hào)有利地為包括電力和數(shù)據(jù)兩者的時(shí)分復(fù)用信號(hào)。

連接或斷開連接的步驟可包括將輸入從與電力接收電路和數(shù)據(jù)接收電路中的一個(gè)連接切換到電力接收電路和數(shù)據(jù)接收電路中的另一個(gè)。可替代地，連接或斷開連接的步驟可包括將輸入與電力接收電路和數(shù)據(jù)接收電路中的僅一個(gè)連接或斷開連接，而電力接收電路和數(shù)據(jù)接收電路中的另一個(gè)保持永久連接到輸入。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖僅作為示例詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：

圖1是電操作吸煙系統(tǒng)的示意圖；

圖2是圖1的系統(tǒng)中的接收器裝置電子元件的一個(gè)配置的示意圖；

圖3是說明圖2的開關(guān)元件的操作的流程圖；及

圖4是圖1的系統(tǒng)中的接收器裝置電子元件的替代配置的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括主機(jī)裝置100和接收器裝置102的系統(tǒng)。此實(shí)例中的主機(jī)裝置100是用于電加熱吸煙系統(tǒng)的充電單元。此實(shí)例中的接收器裝置102是適于容納包括氣溶膠形成基質(zhì)的吸煙制品104的電加熱氣溶膠生成裝置。接收器裝置包含加熱器以在操作中加熱氣溶膠形成基質(zhì)。使用者吮吸吸煙制品104的煙嘴部分以將氣溶膠抽吸到使用者的口中。接收器裝置102配置成容納于主機(jī)裝置100的腔112內(nèi)以便對(duì)接收器裝置中的電源再充電。

主機(jī)裝置100包括第一電池106、控制電子元件108和電觸頭110，所述電觸頭配置成在接收器裝置與電觸頭110連接時(shí)，將電功率從第一電池106提供到接收器裝置中的第二電池且將電數(shù)據(jù)提供到接收器裝置中的電子元件128。電觸頭110鄰近腔112的底部提供。腔配置成容納接收器裝置102。主機(jī)裝置100的組件容納在殼體116內(nèi)。

接收器裝置102包括第二電池126、第二控制電子元件128和電觸頭130。如上所述，當(dāng)電觸頭130與主機(jī)裝置100的電觸頭110接觸時(shí)，接收器裝置102配置成從主機(jī)裝置接收電力供給和數(shù)據(jù)。接收器裝置102進(jìn)一步包括配置成容納吸煙制品104的腔132。以例如刀片加熱器形式的加熱器134提供在腔132的底部。在使用中，使用者啟動(dòng)接收器裝置102，且經(jīng)由控制電子元件128將電力從電池126提供到加熱器134.加熱器加熱至標(biāo)準(zhǔn)操作溫度，所述溫度足以由氣溶膠生成制品104的氣溶膠形成基質(zhì)生成氣溶膠。接收器裝置102的部件容納在殼體136內(nèi)。例如，在EP2110033中更全面地描述此類型的接收器裝置。

在此實(shí)例中，接收器裝置102為電加熱吸煙裝置。由于接收器裝置102較小(傳統(tǒng)香煙尺寸)但必須在僅幾分鐘時(shí)間段內(nèi)遞送高電力，通常單以吸煙環(huán)節(jié)約7分鐘。第二電池可接著需要返回到主機(jī)裝置100以進(jìn)行再充電。

在此實(shí)例中，接收器裝置102具有多邊形截面。從平坦面到相對(duì)平坦面測(cè)量，接收器裝置的外徑可為在約12.7mm到約13.65mm之間；從邊緣到相對(duì)邊緣(即，從接收器裝置的一個(gè)側(cè)上的兩個(gè)面的交點(diǎn)到另一側(cè)上的相應(yīng)交點(diǎn))測(cè)量，在約13.4mm到約14.2mm之間；以及從按鈕頂部到相對(duì)底部平坦面測(cè)量，在約14.2mm到約15mm之間。接收器裝置的長度為約80mm。

主機(jī)裝置中的第一電池106配置成容納足夠充電量以在需要對(duì)自身再充電之前對(duì)第二電池126再充電若干次。此在需要從主出口再充電之前為使用者提供允許若干吸煙環(huán)節(jié)的便攜式系統(tǒng)。

為了滿足較小大小，充足容量和安全，但快速充電與放電，以及可接受壽命的第二電池126的競(jìng)爭(zhēng)要求，如在此實(shí)例中可使用磷酸鋰鐵(LiFePO4)化學(xué)電池。此實(shí)例中的第二電池126具有圓柱形狀，直徑為10mm及長度為37mm。作為替代方案，鈦酸鋰電池可用于第二電池。

主機(jī)裝置100中的第一電池106為棱柱型氧化鈷鋰(LiCoO2)電池。氧化鈷鋰電池提供比磷酸鋰鐵更高的電池電壓，允許磷酸鋰鐵電池從單個(gè)氧化鈷鋰電池充電。

氣溶膠形成基質(zhì)優(yōu)選包括含有揮發(fā)性煙草香味化合物的含煙草材料，在加熱時(shí)所述揮發(fā)性煙草香味化合物從基質(zhì)中釋放。此外，氣溶膠形成基質(zhì)可包括非煙草材料。優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)還包含氣溶膠形成劑。合適的氣溶膠形成劑的例子是甘油和丙二醇。

氣溶膠形成基質(zhì)可為固體基質(zhì)。固體基質(zhì)可包含例如下述中的一種或多種：包含下述中的一種或多種的粉末、顆粒、小球、碎片、通心管(spaghettis)、條或片材：草本植物葉、煙葉、煙肋片段、再生煙草、均質(zhì)煙草、擠出煙草和膨脹煙草?？商娲?，氣溶膠形成基質(zhì)可為液體基質(zhì)，且吸煙制品可包括用于保持液體基質(zhì)的設(shè)備。

圖2是圖1的接收器裝置的控制電子元件的示意圖。在觸點(diǎn)130處接收電信號(hào)。觸點(diǎn)130b為接地連接且觸點(diǎn)130a為信號(hào)連接。來自130的輸入信號(hào)由開關(guān)元件140接收。開關(guān)元件通過接收器裝置電子元件128連接到電力接收電路142和數(shù)據(jù)接收電路144兩者。開關(guān)元件實(shí)質(zhì)上為根據(jù)輸入電壓改變其開關(guān)狀態(tài)的電壓比較器。數(shù)據(jù)接收電路144和電力接收電路143兩者連接到接地線148，所述接地線連接到觸點(diǎn)130b。

電力接收電路142連接到裝置電池126以根據(jù)預(yù)定充電協(xié)議遞送所接收的電力。當(dāng)裝置將用于產(chǎn)生氣溶膠時(shí)，在充電之后，通過加熱器控制電路146從電池126為加熱器134提供電力。

數(shù)據(jù)接收電路144將所接收的控制數(shù)據(jù)根據(jù)情況傳遞到加熱器控制電路146，例如以提供軟件更新。數(shù)據(jù)可從數(shù)據(jù)接收電路傳遞到裝置電子元件的其它元件(例如，電力接收電路142)，例如以確認(rèn)已經(jīng)將主機(jī)裝置識(shí)別為用于和接收器裝置一起使用的兼容裝置。

在使用中，當(dāng)主機(jī)裝置連接到接收器裝置時(shí)，主機(jī)裝置經(jīng)由觸點(diǎn)130a將電力和數(shù)據(jù)發(fā)送到接收器裝置。數(shù)據(jù)也可經(jīng)由觸點(diǎn)130從接收器裝置傳遞回主機(jī)裝置。來自主機(jī)裝置的信號(hào)以連續(xù)方式而非同時(shí)含有電力和數(shù)據(jù)。然而，電力傳輸和數(shù)據(jù)傳輸不必具有專用時(shí)槽。在任何給定時(shí)刻，其可為正在傳輸?shù)碾娏驍?shù)據(jù)。而開關(guān)元件140能夠根據(jù)電壓比較來及時(shí)確定在每一時(shí)刻正在接收的電力或數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)接收電路通過對(duì)其輸入檢測(cè)電壓或電流電平而檢測(cè)。在此實(shí)施例中，數(shù)據(jù)接收電路144通過在電壓升高時(shí)將輸入電壓與低閾值1，在電壓降低時(shí)與低閾值2相比較而檢測(cè)邏輯電平。數(shù)據(jù)比特速率可為極高且可在每秒100比特(100bps)到每秒500千比特(500kbps)的范圍內(nèi)。

圖3是說明圖2中所展示的開關(guān)元件140的功能的流程圖。當(dāng)接收器裝置自主機(jī)裝置移除時(shí)，開關(guān)元件配置成與電力接收電路斷開連接。因此在初始狀態(tài)下，在開始步驟200處所指示，開關(guān)元件將輸入130a連接到數(shù)據(jù)接收電路。

在步驟210中，開關(guān)元件將輸入電壓V與第一閾值電壓V1(在此實(shí)例中為4伏特)相比較。如果輸入電壓不大于4伏特，那么開關(guān)元件仍連接到數(shù)據(jù)接收電路且在步驟260中將所接收的數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)據(jù)接收電路，同時(shí)繼續(xù)將輸入電壓與V1相比較。如果輸入電壓大于4伏特，那么開關(guān)元件在步驟220中切換狀態(tài)以將輸入130a與電力接收電路連接。在步驟230中，開關(guān)元件從輸入接收電力信號(hào)且將其傳遞到電力接收電路142。當(dāng)在此狀態(tài)下，將電力傳遞到電力接收電路，開關(guān)元件繼續(xù)對(duì)輸入電壓與第二電壓閾值V2(在此實(shí)例中為3.5伏特)作出比較。這展示為步驟240。如果輸入處的電壓降低到V2以下，那么開關(guān)元件在步驟250中切換狀態(tài)以將輸入130a與數(shù)據(jù)接收電路連接。在步驟260中，開關(guān)元件從輸入接收數(shù)據(jù)信號(hào)且將其傳遞到數(shù)據(jù)接收電路144。當(dāng)在此狀態(tài)下，將數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)接收電路，開關(guān)元件繼續(xù)對(duì)輸入電壓與第一電壓閾值V1作出比較，如通過返回到步驟210所指示。如果輸入電壓不大于4伏特，那么在步驟260中開關(guān)元件繼續(xù)將數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)接收電路。只要在輸入130a處接收到信號(hào)，此開關(guān)行為繼續(xù)保持。在電力傳輸期間所傳輸?shù)碾娏骺膳c特定充電協(xié)議所需要的一樣高，但在此實(shí)例中在0到5安倍之間。

圖4說明用于開關(guān)元件的替代布置。在圖4中所展示的實(shí)施例中，開關(guān)元件150不連接到數(shù)據(jù)接收電路144但僅連接到電力接收電路142。數(shù)據(jù)接收電路總是保持連接到輸入130a。開關(guān)元件運(yùn)行僅為了根據(jù)輸入電壓將電力接收電路142與輸入130a連接或斷開連接。關(guān)于圖3所描述的相同控制策略可與此布置一起使用，但其中步驟250與電力接收電路斷開連接而不是切換到數(shù)據(jù)接收電路。

圖4的數(shù)據(jù)接收電路配置成在其正在傳輸電力時(shí)承受由主機(jī)裝置所施加的電壓。圖4的數(shù)據(jù)接收電路配置成使用電壓比較器檢測(cè)與電力傳輸相對(duì)應(yīng)的電壓電平，且在電力傳輸階段期間丟棄所讀取的數(shù)據(jù)。

盡管所描述的實(shí)施例僅指從主機(jī)到接收器裝置的傳輸，但接收器裝置經(jīng)由相同觸點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)當(dāng)然是可能的。舉例來說，將存儲(chǔ)的使用數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)或電池相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)裝置可為有利的。

上文描述的示范性實(shí)施例是舉例說明而不是限制性的?？紤]到上述的示例性實(shí)施例，現(xiàn)在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解到與以上示例性實(shí)施例一致的其它實(shí)施例。