CN104305527B - 红外感应温控电子烟及其温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外感应温控电子烟及其温度控制方法，包括壳体及套装于壳体内的储液装置、雾化组件及雾化组件内设有的发热体R、电源及带有吸烟开关SW的电路控制板，所述电路控制板包括红外线温度感应单元、电源管理模块，所述红外线温度感应单元能接收所述发热体R发出的可代表一定温度的红外线辐射信号，将其转换成温度电信号传送给所述电源管理模块，所述电源管理模块进行判断和处理后产生控制电信号以控制发热体R与电源的通断。本发明提供的红外感应温控电子烟利用红外线温度感应单元检测雾化腔中的温度并予以控制，具有防止雾化器发生干烧，从而防止有害气体及焦味被吸入人体而危害人体健康的有益效果。

Description

红外感应温控电子烟及其温度控制方法

技术领域

本发明涉及一种电子烟技术领域，特别是涉及红外感应温控电子烟及其温度控制方法。

背景技术

现有的电子烟一般包括壳体及套装于壳体内的储液装置、雾化组件、电源及电路控制板，而未设防干烧保护装置。现有的电子烟，在烟液用完后都需要手动添加烟液或更换储液装置，才能够继续使用，当储液装置中的烟液用完，用户没有及时添加烟液或更换储液装置而继续吸烟时，电路控制板控制的电路仍继续工作，使得雾化组件中的加热单元因缺少烟液导致温度急剧升高而发生干烧，从而产生有害气体及焦味被吸入人体，有害人体健康，另外急剧产生的热量传导至电子烟其余部位也容易烧坏电子烟或烫伤人体皮肤。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有防干烧保护功能的红外感应温控电子烟及其温度控制方法，使得电子烟储液装置中的烟液用完而用户继续吸烟时，不会发生干烧现象。

本发明的技术解决方案是所述红外感应温控电子烟，包括壳体及套装于壳体内的储液装置、雾化组件及雾化组件内设有的发热体R、电源及带有吸烟开关SW的电路控制板，其特殊之处在于：所述电路控制板包括红外线温度感应单元、电源管理模块，所述红外线温度感应单元能接收所述发热体R发出的可代表一定温度的红外线辐射信号，将其转换成温度电信号传送给所述电源管理模块，所述电源管理模块进行判断和处理后产生控制电信号以控制电源的通断。

作为优选：所述红外线温度感应单元整合于所述电源管理模块内。

作为优选：所述红外线温度感应单元为双色温红外线温度感应单元。

作为优选：所述电源管理模块包括一芯片U1、三极管Q4、MOS管M1、电阻R3、电阻R5、电阻R6，其中

所述芯片U1具有多个引脚，包括第一引脚为开关信号KEY1端、第四引脚为电源正极BT+端、第九引脚为控制信号HOT端、第十三引脚为接地端、第十六引脚为检测信号FB端；

所述吸烟开关SW的一端接地，另一端则连接在所述KEY1端上；

所述电阻R3的一端连接在所述HOT端上，另一端连接至所述三极管Q4的基极上，所述三极管Q4的发射极接地，且基极与发射极之间设有电阻R4，所述三极管Q4的集电极分别连接至所述MOS管M1的栅极和电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与所述MOS管M1的源极共同连接至所述BT+端；

所述MOS管的漏极即为F+端，所述发热体R的一端连接在F+端上，另一端接地；

所述电阻R6的一端接地，另一端与所述MOS管的漏极F+端连接。

作为优选：所述红外线温度感应单元包括红外线温度感应器、电阻R8、电容C2、C3、C4，所述红外线温度感应器包括光学镜片、滤色片、光电转换元件ITS，所述光电转换元件ITS包括若干引脚，其中第一引脚连接电源正极，第二引脚与C2串接后输出温度电信号至所述FB端，第三引脚接地；所述电阻R8与电容C3并联后一端与ITS第2引脚连接，另一端接地；所述电容C4一端与所述FB端连接，另一端接地。

作为优选：所述电源管理模块还包括电阻R7、电容C1，所述电阻R7一端连接至所述FB端，另一端与所述电容C1一端连接并接地，所述电容C1的另一端连接在BT+端上。

作为优选：所述电源管理模块还包括电阻R1、R2、发光二极管D1、D2，所述芯片U1上还具有第五引脚和第六引脚，所述第五引脚连接至电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接至发光二极管D1的一端,所述第六引脚连接至所述电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接至发光二极管D2的一端，所述发光二极管D1的另一端和所述发光二极管D2的另一端均接地；当所述电源管理模块检测到发热体R正常温度信号时，所述U1第五引脚通电使D1发光指示正常吸烟状态，当所述电源管理模块检测到发热体R不正常温度信号并切断发热体R的电源时，所述U1第六引脚通电使D2发光指示电子烟干烧故障状态。

作为优选：所述储液装置、雾化组件套装于雾化杆内，所述雾化杆一端设中心带通孔一的连接件一，所述电源及电路控制板套装于电池杆内，所述电池杆一端设中心带通孔二的连接件二，所述电池杆与所述雾化杆连接后，所述红外线温度感应单元可通过通孔一和通孔二接收到所述发热体R发出的红外线辐射信号。

作为优选：所述雾化组件还包括将储液装置里的烟液输导出来的导液件，所述发热体R为紧贴于导液件上的发热丝。

本发明公开了一种红外感应温控电子烟的温度控制方法，通过该控制方法实现对电子烟内部发热体R的温度控制，防止了在无烟液时发热体R干烧而导致温度过高的问题，具体的，该方法包括以下的步骤：

A、用户在没有吸烟时，所述红外感应温控电子烟的吸烟开关SW断开，电源切断，整个电路控制板断电不工作；

B、当用户开始吸烟时，接通吸烟开关SW，控制芯片U1根据KEY1信号在HOT端发出控制信号，使得MOS管M1接通发热体R的电源，红外线温度感应器感应发热体R的温度，U1开始读取FB端的温度电信号；

C、雾化组件内有烟液时，发热体R则雾化烟液，温度较为稳定，此过程中红外线温度感应单元能接收所述发热体R发出的较为稳定的红外线辐射信号，芯片U1读取FB端的温度电信号没有变化，U1在HOT端发出的控制信号不变化，发热体R的电源继续接通，可以正常吸烟；

D、雾化组件内无烟液或者烟液稀少时，发热体R干烧，其表面的温度急剧上升，红外线温度感应单元接收到发热体R发出的红外线辐射信号也急剧加强， 当发热体R的温度超过U1所设定的阀值时，芯片U1读取FB端的温度电信号并判断其发生变化，芯片U1控制HOT端切断MOS管M1对发热体R的电源输出，则不能进行吸烟，发热体R的温度则开始降低；

E、当发热体R的温度尚未降低至设定阀值或雾化组件未添加烟液时，用户即使再次吸烟因接通吸烟开关SW而接通电源后，U1通过红外温度感应单元检测到FB端的温度电信号仍不正常而迅速切断电源；

F、当发热体R的温度降低至设定阀值以下以及添加了烟液时，发热体R恢复正常温度，当用户吸烟时U1接通发热体R电源，发热体R正常雾化烟液，U1通过红外线温度感应单元检测到FB端的温度电信号正常，电源保持接通。

本发明还公开了另外一种红外感应温控电子烟的温度控制方法，通过该控制方法实现对电子烟内部发热体R的温度控制，防止了在无烟液时发热体R干烧而导致温度过高的问题，该方法包括以下的步骤：

A、用户在没有吸烟时，所述红外感应温控电子烟的吸烟开关SW断开，电源切断，整个电路控制板断电不工作；

B、当用户开始吸烟时，接通吸烟开关SW，控制芯片U1根据KEY1信号在HOT端发出控制信号，使得MOS管M1接通发热体R的电源，红外线温度感应器感应发热体R的温度，U1开始读取FB端的温度电信号；

C、雾化组件内有烟液时，发热体R则雾化烟液，温度较为稳定，此过程中红外线温度感应单元能接收所述发热体R发出的较为稳定的红外线辐射信号，芯片U1读取FB端的温度变化率低于设定的温度变化率，U1在HOT端发出的控制信号不变化，发热体R的电源继续接通，可以正常吸烟；

D、雾化组件内无烟液或者烟液稀少时，发热体R干烧，其表面的温度急剧上升，红外线温度感应单元接收到发热体R发出的红外线辐射信号也急剧加强， 当发热体R的温度变化率超过U1所设定的温度变化率时，芯片U1读取FB端的温度电信号并判断其发生变化，芯片U1控制HOT端切断MOS管M1对发热体R的电源输出，则不能进行吸烟，发热体R的温度则开始降低；

E、当发热体R的温度变化率尚未降低至设定阀值或雾化组件未添加烟液时，用户即使再次吸烟因接通吸烟开关SW而接通电源后，U1通过红外温度感应单元检测到FB端的温度变化率仍高于设定的温度变化率而迅速切断电源；

F、当发热体R的温度变化率降低至设定阀值以下以及添加了烟液时，发热体R恢复正常温度，当用户吸烟时U1接通发热体R电源，发热体R正常雾化烟液，U1通过红外线温度感应单元检测到FB端的温度变化率正常，电源保持接通。

与现有技术相比，本发明的优点：红外线温度感应单元可以探测到雾化组件中发热体R发出的可以代表其温度的红外线辐射能量信号，当雾化组件缺少烟液导致温度急剧升高时，电源管理模块可以切断电源，防止发热体R发生干烧，从而防止有害气体及焦味被吸入人体而危害人体健康，以及避免电子烟被烧坏或烫伤人体。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图。

图2是本发明一实施例电源管理模块电路原理图。

图3是本发明一实施例红外线温度感应电路原理图。

图4是本发明一实施例发热丝的温度变化曲线图。

图1主要组件符号说明：

壳体1、储液装置2、发热丝3、电源4、电路控制板5 、红外线温度感应单元6、电源管理模块7、雾化杆8、连接件81、通孔一811、电池杆9、连接件91、通孔二911。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：

请参阅图1所示，本发明实施例的电子烟，包括壳体1、套装于壳体1内的储液装置2、雾化组件（图中未示）及雾化组件内设有的发热丝3、电源4及带有吸烟开关SW的电路控制板5，电路控制板5包括红外线温度感应单元6、电源管理模块7，所述红外线温度感应单元6能接收所述发热丝3发出的可代表一定温度的红外线辐射信号，将其转换成温度电信号传送给所述电源管理模块7，所述电源管理模块7进行判断和处理后产生控制电信号以控制发热丝3与电源4的通断。

请参阅图1、2所示，本发明另一实施例，所述红外线温度感应单元6可以整合于所述电源管理模块7内。

请参阅图1、2所示，本发明实施例的电子烟，所述红外线温度感应单元6为双色温红外线温度感应单元，采用该双色温红外线温度感应单元的效果是可以更加精确地感应到发热丝的温度，不受烟雾、水汽的干扰。

请参阅图2所示，本发明实施例的电子烟，所述电源管理模块包括一芯片U1、三极管Q4、MOS管M1、电阻R3、电阻R5、电阻R6，其中：

所述芯片U1具有多个引脚，包括第一引脚为开关信号KEY1端、第四引脚为电源正极BT+端、第九引脚为控制信号HOT端、第十三引脚为接地端、第十六引脚为检测信号FB端；

所述吸烟开关SW的一端接地，另一端则连接在所述KEY1端上；

所述电阻R3的一端连接在所述HOT端上，另一端连接至所述三极管Q4的基极上，所述三极管Q4的发射极接地，且基极与发射极之间设有电阻R4，所述三极管Q4的集电极分别连接至所述MOS管M1的栅极和电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与所述MOS管M1的源极共同连接至所述BT+端；

所述MOS管的漏极即为F+端，发热丝R的一端连接在F+端上，另一端接地；

所述电阻R6的一端接地，另一端与所述MOS管的漏极F+端连接。

请参阅图3所示，本发明实施例的电子烟，所述红外线温度感应单元包括红外线温度感应器、电阻R8、电容C2、C3、C4，红外线温度感应器包括光学镜片、滤色片、光电转换元件ITS，光电转换元件ITS包括若干引脚，其中第一引脚连接电源正极，第二引脚与C2串接后输出温度电信号至所述FB端，第三引脚接地；电阻R8与电容C3并联后一端与ITS第2引脚连接，另一端接地；电容C4一端与所述FB端连接，另一端接地。

请参阅图2所示，本发明实施例的电子烟，所述电源管理模块还包括电阻R7、电容C1，电阻R7一端连接至所述FB端，另一端与电容C1一端连接并接地，电容C1的另一端连接在BT+端上。

请参阅图2所示，本发明实施例的电子烟，所述电源管理模块还包括电阻R1、R2、发光二极管D1、D2，芯片U1上还具有第五引脚和第六引脚，第五引脚连接至电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接至发光二极管D1的一端,第六引脚连接至所述电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接至发光二极管D2的一端，发光二极管D1的另一端和发光二极管D2的另一端均接地；当电源管理模块检测到发热丝正常温度信号时，U1第五引脚通电使D1发光指示正常吸烟状态，当电源管理模块检测到发热丝R不正常温度信号并切断发热丝R的电源时，U1第六引脚通电使D2发光指示电子烟干烧故障状态。

请参阅图1所示，本发明实施例的电子烟，所述储液装置2、雾化组件套装于雾化杆8内，雾化杆8一端设中心带通孔一811的连接件一81，电源4及电路控制板5套装于电池杆9内，电池杆9一端设中心带通孔二911的连接件二91，电池杆9与所述雾化杆8连接后，红外线温度感应单元6可通过通孔一811和通孔二911接收到所述发热丝3发出的红外线辐射信号。

结合上述图2、3所示的电路连接原理以及图4，我们对本发明的此种红外感应温控电子烟的工作过程进行详细的描述，具体的，该电子烟的工作过程，即电子烟的温度控制方法包括以下的步骤：

A、用户在没有吸烟时，吸烟开关SW断开，电源切断，整个电路控制板断电不工作；

B、当用户开始吸烟时，接通吸烟开关SW，控制芯片U1根据KEY1信号在HOT端发出控制信号，使得MOS管M1接通发热丝R的电源，红外线温度感应器感应发热丝的温度，U1开始读取FB端的温度电信号，此时二极管D1发光；

C、雾化组件内有烟液时，发热丝R则雾化烟液，温度较为稳定，此过程中红外线温度感应单元能接收所述发热丝发出的较为稳定的红外线辐射信号，芯片U1读取FB端的温度电信号没有变化，U1在HOT端发出的控制信号不变化，可以正常吸烟，二极管D1继续发光指示正常状态；

D、雾化组件内无烟液或者烟液稀少时，发热丝R干烧，其表面的温度急剧上升，红外线温度感应单元接收到发热丝发出的红外线辐射信号也急剧加强，在本实施例中，设定发热丝R阀值温度为210℃，超过该设定值时，芯片U1读取FB端的温度电信号并判断其发生变化，芯片U1控制HOT端切断MOS管M1对发热丝R的电源输出，则不能进行吸烟，二极管D2发光指示故障状态，发热丝R的温度则开始降低；

E、当发热丝R的温度尚未降低至设定阀值210℃或雾化组件未添加烟液时，用户即使再次吸烟因接通吸烟开关SW而接通电源后，U1通过红外温度感应单元检测到FB端的温度电信号仍不正常而迅速切断电源，二极管D2发光指示故障状态；

F、当发热丝R的温度降低至设定阀值210℃以下以及添加了烟液时，发热丝R恢复正常温度，当用户吸烟时U1接通发热丝电源，发热丝正常雾化烟液，U1通过红外线温度感应单元检测到FB端的温度电信号正常，电源保持接通，二极管D1发光指示正常状态。

本发明实施例的另一温度控制方法是：在上述方法的基础上，U1检测到FB端的温度电信号以后，不是按照设定的温度阀值210℃来进行比较判断，而是按照设定的温度变化率来进行判断，例如设定温度变化率为40℃/秒，当温度变化率超过此值时，U1将切断MOS管M1对发热丝R的电源输出，则不能进行吸烟。

应当说明的是，在上述的步骤A和步骤B中，吸烟开关SW的接通与断开可通过手动控制，当用户需要吸烟时，按下开关按钮，吸烟开关SW接通，再次按下开关按钮，吸烟开关SW断开；也可在电子烟内部内置压力传感器的方式来实现，用户需要吸烟时，通过压力传感器检测电子烟内部的压力变化，以自动控制吸烟开关SW的通断。另外，本发明吸烟开关SW的通断也可通过其他方式实现，此处无需一一赘述。

本发明的上述电路结构及温度控制方法能够很好实现电子烟内部对发热丝温度的控制，很好地防止了在雾化组件无烟液时发热丝干烧现象，解决了温度过高烧坏电子烟以及导致有害气体及焦味物质被吸入人体发生危害人体健康的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种红外感应温控电子烟，包括壳体及套装于壳体内的储液装置、雾化组件及雾化组件内设有的发热体R、电源及带有吸烟开关SW的电路控制板，其特征在于：所述电路控制板包括红外线温度感应单元、电源管理模块，所述红外线温度感应单元能接收所述发热体R发出的可代表一定温度的红外线辐射信号，将其转换成温度电信号传送给所述电源管理模块，所述电源管理模块进行判断和处理后产生控制电信号以控制发热体R与电源的通断，防止在无烟液时发热体R干烧导致温度过高；

所述储液装置、雾化组件套装于雾化杆内，所述雾化杆一端设中心带通孔一的连接件一，所述电源及电路控制板套装于电池杆内，所述电池杆一端设中心带通孔二的连接件二，所述电池杆与所述雾化杆连接后，所述红外线温度感应单元可通过通孔一和通孔二接收到所述发热体R发出的红外线辐射信号；

所述电源管理模块包括一芯片U1、三极管Q4、MOS管M1、电阻R3、电阻R5、电阻R6，其中

所述芯片U1具有多个引脚，包括第一引脚为开关信号KEY1端、第四引脚为电源正极BT+端、第九引脚为控制信号HOT端、第十三引脚为接地端、第十六引脚为检测信号FB端；

所述吸烟开关SW的一端接地，另一端则连接在所述KEY1端上；

所述电阻R3的一端连接在所述HOT端上，另一端连接至所述三极管Q4的基极上，所述三极管Q4的发射极接地，且基极与发射极之间设有电阻R4，所述三极管Q4的集电极分别连接至所述MOS管M1的栅极和电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与所述MOS管M1的源极共同连接至所述BT+端；

所述MOS管的漏极即为F+端，所述发热体R的一端连接在F+端上，另一端接地；

所述电阻R6的一端接地，另一端与所述MOS管的漏极F+端连接；

所述红外线温度感应单元包括红外线温度感应器、电阻R8、电容C2、电容C3、电容C4，所述红外线温度感应器包括光学镜片、滤色片、光电转换元件ITS，所述光电转换元件ITS包括若干引脚，其中第一引脚连接电源正极，第二引脚与C2串接后输出温度电信号至所述FB端，第三引脚接地；所述电阻R8与电容C3并联后一端与ITS第二 引脚连接，另一端接地；所述电容C4一端与所述FB端连接，另一端接地；

所述电源管理模块还包括电阻R7、电容C1，所述电阻R7一端连接至所述FB端，另一端与所述电容C1一端连接并接地，所述电容C1的另一端连接在BT+端上；

所述电源管理模块还包括电阻R1、R2、发光二极管D1、D2，所述芯片U1上还具有第五引脚和第六引脚，所述第五引脚连接至电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接至发光二极管D1的一端,所述第六引脚连接至所述电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接至发光二极管D2的一端，所述发光二极管D1的另一端和所述发光二极管D2的另一端均接地；当所述电源管理模块检测到发热体R正常温度信号时，所述U1第五引脚通电使D1发光指示正常吸烟状态，当所述电源管理模块检测到发热体R不正常温度信号并切断发热体R的电源时，所述U1第六引脚通电使D2发光指示电子烟干烧故障状态。

2.根据权利要求1所述的红外感应温控电子烟，其特征在于：所述红外线温度感应单元整合于所述电源管理模块内。

3.根据权利要求1所述的红外感应温控电子烟，其特征在于：所述红外线温度感应单元为双色温红外线温度感应单元。

4.根据权利要求1所述的红外感应温控电子烟，其特征在于：所述雾化组件还包括将储液装置里的烟液输导出来的导液件，所述发热体为紧贴于导液件上的发热丝。

5.一种根据权利要求1所述的红外感应温控电子烟的温度控制方法，其特征在于：该方法包括以下的步骤：

A、用户在没有吸烟时，红外感应温控电子烟的吸烟开关SW断开，电源切断，整个电路控制板断电不工作；

B、当用户开始吸烟时，接通吸烟开关SW，控制芯片U1根据KEY1信号在HOT端发出控制信号，使得MOS管M1接通发热体R的电源，红外线温度感应单元感应发热体R的温度，U1开始读取FB端的温度电信号；

C、雾化组件内有烟液时，发热体R则雾化烟液，温度较为稳定，此过程中红外线温度感应单元能接收所述发热体R发出的较为稳定的红外线辐射信号，芯片U1读取FB端的温度电信号没有变化，U1在HOT端发出的控制信号不变化，发热体R的电源继续接通，可以正常吸烟；

D、雾化组件内无烟液或者烟液稀少时，发热体R干烧，其表面的温度急剧上升，红外线温度感应单元接收到发热体R发出的红外线辐射信号也急剧加强，当发热体R的温度超过U1所设定的阀值时，芯片U1读取FB端的温度电信号并判断其发生变化，芯片U1控制HOT端切断MOS管M1对发热体R的电源输出，则不能进行吸烟，发热体R的温度则开始降低；

E、当发热体R的温度尚未降低至设定阀值或雾化组件未添加烟液时，用户即使再次吸烟因接通吸烟开关SW而接通电源后，U1通过红外线温度感应单元检测到FB端的温度电信号仍不正常而迅速切断电源；

F、当发热体R的温度降低至设定阀值以下以及添加了烟液时，发热体R恢复正常温度，当用户吸烟时U1接通发热体R电源，发热体R正常雾化烟液，U1通过红外线温度感应单元检测到FB端的温度电信号正常，电源保持接通。

6.一种根据权利要求1所述的红外感应温控电子烟的温度控制方法，其特征在于：该方法包括以下的步骤：

A、用户在没有吸烟时，红外感应温控电子烟的吸烟开关SW断开，电源切断，整个电路控制板断电不工作；

B、当用户开始吸烟时，接通吸烟开关SW，控制芯片U1根据KEY1信号在HOT端发出控制信号，使得MOS管M1接通发热体R的电源，红外线温度感应单元感应发热体R的温度，U1开始读取FB端的温度电信号；

C、雾化组件内有烟液时，发热体R则雾化烟液，温度较为稳定，此过程中红外线温度感应单元能接收所述发热体R发出的较为稳定的红外线辐射信号，芯片U1读取FB端的温度变化率低于设定的温度变化率，U1在HOT端发出的控制信号不变化，发热体R的电源继续接通，可以正常吸烟；

D、雾化组件内无烟液或者烟液稀少时，发热体R干烧，其表面的温度急剧上升，红外线温度感应单元接收到发热体R发出的红外线辐射信号也急剧加强，当发热体R的温度变化率超过U1所设定的温度变化率时，芯片U1控制HOT端切断MOS管M1对发热体R的电源输出，则不能进行吸烟，发热体R的温度则开始降低；

E、当发热体R的温度变化率尚未降低至设定阀值或雾化组件未添加烟液时，用户即使再次吸烟因接通吸烟开关SW而接通电源后，U1通过红外线温度感应单元检测到FB端的温度变化率高于设定的温度变化率而迅速切断电源；

F、当发热体R的温度变化率降低至设定阀值以下以及添加了烟液时，发热体R恢复正常温度，当用户吸烟时U1接通发热体R电源，发热体R正常雾化烟液，U1通过红外线温度感应单元检测到FB端的温度变化率正常，电源保持接通。