CN103251133A - 一种带锁定功能的电子烟控制芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种带锁定功能的电子烟控制芯片，其特征在于，检测装置与内部控制装置连接，所述内部控制装置与LED显示装置和驱动装置连接。本发明能够有效防止用户在使用过程中的吹气错误动作导致电子烟驱动装置的错误触发。
Description
技术领域
本发明涉及一种带锁定功能的电子烟控制芯片。
背景技术
电子烟是通过电池供电，然后通过气流传感器和内部处理电路实现吸烟状态的检测，并对吸烟状态进行响应，控制驱动模块加热电热丝实现吸烟效果的装置。对于气流传感器，普遍采用开关式咪头，通过气流使得开关咪头的膜片接触与断开实现对吸烟动作的响应，但是由于开关是咪头制作工艺要求较高，两个膜片间距需要严格掌握，同时灵敏度较低，且较容易受外部干扰外部的干扰较为敏感，对于电子烟吸烟的灵敏度和可靠性带来了不少麻烦。为了提高检测气流的灵敏度，后期采用电容式咪头感应气流，电容式咪头由导电薄膜和基板组成，当由气流产生的气压作用于电容式咪头的导电薄膜时，导电薄膜的形变引起电容式咪头的等效电容的变化，通过检测咪头等效电容的变化量就可以实现对气流的检测。目前的电子烟检测机制主要是通过检测电容式咪头的等效电容的变化量，为了避免外界的干扰，当变化量达到一定值时，检测模块才对内部输出吸烟信号。但是电容式咪头不同于开关式咪头，由于吸气和吹气同样会对电容式咪头产生一定的影响，当用户在吹气时，电容的变化量也有可能会达到设定值，控制模块也会对此作出错误的吸烟信号，从而引起驱动电路的误动作，发生吹气时电热丝也被加热的情况。
发明内容
为解决上述现有的缺点，本发明的主要目的在于提供一种实用的带锁定功能的电子烟控制芯片，能够有效防止用户在使用过程中由于错误的吹气动作导致电子烟驱动装置的错误触发。
为达成以上所述的目的，本发明的一种带锁定功能的电子烟控制芯片采取如下技术方案：
一种带锁定功能的电子烟控制芯片，其特征在于，检测装置与内部控制装置连接，所述内部控制装置与LED显示装置和驱动装置连接。
所述检测装置实现对咪头等效电容变化的双向检测功能。
当检测到用户在进行吸气动作，并且吸气的作用电容的变化量超过预设定的阈值时，才会对驱动模块进行操作；而检测到用户在进行吹气动作时，当吹气引起的电容变化量超过预设定的吹气阈值一定时间后，将电子烟锁定，直到再一次检测到吹气动作后将其解锁。在锁定过程中，用户对电子烟进行任何操作，电子烟内部处理器均保持驱动模块的关闭状态。
所述LED显示装置显示当前操作状态。
采用如上技术方案的本发明，具有如下有益效果：
能够有效防止用户在使用过程中的吹气错误动作导致电子烟驱动装置被错误触发同时具有清晰的LED指示特性。
附图说明
图1为本发明的内部逻辑结构示意图。
图2为本发明的检测模块内部逻辑结构示意图。
图3A为本发明默认状态下的咪头等效结构图。
图3B为本发明吸气状态下的咪头等效结构图。
图3C为本发明吹气状态下的咪头等效结构图。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明做进一步描述，这些实施例的描述并不是对本发明的内容做限定。本领域的技术人员应理解，对本发明内容所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
如图1所示，本发明的一种带锁定功能的电子烟控制芯片，检测装置与内部控制装置连接，内部控制装置与LED显示装置和驱动装置连接。其中，检测装置主要通过检测外部电容式咪头的等效电容以及电容变化来确定系统所处于哪种阶段(待机阶段，吸烟状态或者吹气状态)，并将标志状态的状态标志位输出到内部控制装置；内部控制装置主要根据检测装置的状态标志位来决定驱动装置和LED显示装置的工作方式，而驱动装置则是根据内部控制装置发出的驱动控制信号对功率开关管进行相应操作产生加热电流，LED显示装置根据内部控制装置的显示输出控制外部的LED灯对各个状态进行必要的显示。本发明是通过检测用户对烟嘴的操作动作，主要是检测气流来判断用户是否处于吸烟状态，并通过内部控制装置对该状态进行响应，同时控制驱动装置加热电热丝产生吸烟动作的设备。气流传感器普遍采用电容式咪头，电容式咪头由导电薄膜和基板组成，当流过咪头的气流的发生变化时，导电薄膜产生相应的形变，导电薄膜和基板之间的等效电容即发生了改变。
如图3A、图3B和图3C所示，当吸气时，导电薄膜在气压的作用下向着基板形变，如果导电薄膜与基板之间的默认间距为D0，此时咪头等效电容Ceff＝C0。当吸烟时，导电薄膜与基板之间的等效间距变为D0-△d1，同时，咪头电容也由默认值C0增加为Ceff＝C0+C1，同样，吹气时，导电薄膜与基板之间的等效间距变为D0+△d2，同时电容也由默认的电容值C0，减小为Ceff＝C0-C2。由于电容式咪头不同于以往的开关式咪头，当用户吸气和吹气均会对等效电容值产生影响，如图中的C1和C2，如果用户吹气或者吸气的力度合适，C1与C2同样可以达到内部设定的阈值，这样导致用户在错误的吹气操作过程中也会引起控制电路的误触发。
如图2所示，检测装置主要包括采样装置，存储器，以及比较运算电路A和B，系统上电后，检测装置中的采样装置首先采样外部电容式咪头的等效电容值，并将其存储在内部存储器中，并通过阈值运算装置，运算确定出电容变化量的阈值，并将该阈值存储，采样装置会周期性的采样咪头等效电容，并在每个采样周期结束后通过比较运算电路A将采样值与存储值进行比较，当采样值大于存储值时认为处于吸气状态，并将两者差值与内部阈值通过比较运算电路B进行比较，如果差值大于内部阈值，则判定系统处于吸烟状态；同样，当比较运算电路A判定采样电容值小于存储值时，认为处于吹气状态，同时，如果比较运算电路B判定，采样值与内部存储值的差值大于内部阈值时，认为用户正在进行错误的吹气操作，此时将向内部控制装置送出吹气误操作信号。当内部控制装置接收的检测装置的输出吸烟信号时，分别向驱动装置发送驱动信号，使驱动装置推动功率管产生加热电流，雾化烟油，达到吸烟效果；同时向LED显示装置发出正常吸烟显示，LED显示装置控制外部LED灯进行正常吸烟的指示。当内部控制装置接收到检测装置输出的用户吹气误操作信号时，内部控制装置向驱动装置发出锁定控制信号，锁定驱动装置保持关闭状态，之后，如果没有解锁信号的输出，驱动装置向驱动装置发送的任何信号均被屏蔽；同时控制装置也向LED显示装置发送锁定显示信号，LED控制装置控制LED灯显示锁定指示，指示用户此时电子烟进入锁定模式。为了节约设计成本以及方便用户使用，解锁方式被设计成系统锁定后，如果检测装置再次检测到用户误操作吹气动作，则内部控制装置向驱动装置送出解锁信号，同时也向LED显示装置送出解锁显示信号，指示用户此时系统锁定状态已解除，可进行正常操作。基于以上的功能，如果用户错误的对电子烟进行了操作，LED会指示锁定状态，同时系统锁定，保证了驱动装置不被误触发。
本发明的一种带锁定功能的电子烟控制芯片，有效防止用户在使用过程中吹气误动作导致电子烟驱动装置的错误触发。由于电容式咪头响应外部动作的原理还是通过气流引起导电薄膜的形变引发电容变化来实现的，如果吸烟过程中导电薄膜向着基板的方向形变，也即电容值增加，那么当用户吹气过程中，导电薄膜向着远离基板的方向形变，也即电容值减小，这样内部控制装置通过首先判断电容的变化方向来判断用户的动作，然后再检测电容的变化量，当变化量达到一定值时做出相应的判断，当最终判断处于吸烟状态时，则正常向驱动装置发出控制信号，加热电热丝；当最终判断用户处于吹气的误操作时，则锁定内部控制装置，在锁定模式下用户的任何吸烟动作控制部分均不作响应，只有检测到用户的解锁动作后，内部控制装置解锁，电路恢复到正常工作模式。同时在整个过程中，电子烟芯片会控制外部LED灯做出相应的显示，方便用户实时对电子烟所处的状态进行判断。本发明通过气流传感器检测用户吸烟动作，并根据气流传感器的输出通过内部处理器的运算，控制输出开关功率管的导通与断开，实现吸烟的效果。由于气流传感器主要通过电容变化来感知外部气流，当对电子烟有不当操作时，尤其是用户对电子烟进行吹气而不是吸气动作，气流传感器的电容变化量也能达到一定阈值，内部处理器会误判断用户处于吸烟状态，导致电子烟驱动装置的误触发，造成电池电量不必要的损耗。本发明通过检测装置和内部控制装置的共同作用实现电子烟气流的双向检测，当检测到用户在进行吸气动作，并且吸气的作用电容的变化量超过预设定的阈值时，才会对驱动装置进行操作；而检测到用户在进行吹气动作时，当吹气引起的电容变化量超过预设定的吹气阈值一定时间后，将电子烟锁定，直到再一次检测到吹气动作后将其解锁。在锁定过程中，用户对电子烟进行任何操作，电子烟内部处理器均保持驱动装置的关闭状态，避免了由于错误的吹气动作引起咪头形变引发的逻辑误触发情况。
Claims (4)
1.一种带锁定功能的电子烟控制芯片，其特征在于，检测装置与内部控制装置连接，所述内部控制装置与LED显示装置和驱动装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种带锁定功能的电子烟控制芯片，其特征在于，所述检测装置实现对咪头等效电容变化的双向检测功能。
3.根据权利要求2所述的一种带锁定功能的电子烟控制芯片，其特征在于，当检测到用户在进行吸气动作，并且吸气的作用电容的变化量超过预设定的阈值时，才会对驱动模块进行操作；而检测到用户在进行吹气动作时，当吹气引起的电容变化量超过预设定的吹气阈值一定时间后，将电子烟锁定，直到再一次检测到吹气动作后将其解锁。在锁定过程中，用户对电子烟进行任何操作，电子烟内部处理器均保持驱动模块的关闭状态。
4.根据权利要求1所述的一种带锁定功能的电子烟控制芯片，其特征在于，所述LED显示装置显示当前操作状态。
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