CN104881063B - 一种自动控温铂金丝电子烟 - Google Patents

一种自动控温铂金丝电子烟 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：包括电阻值随温度值正变化的雾化丝，雾化丝为铂金丝、与雾化丝串联的采样电路、与采样电路输出端连接、可对采样电路输出的模拟信号进行处理的单片机、与单片机连接的、由单片机控制的功率调整电路，功率调整电路的输出端连接采样电路。采用抗氧化能力强、电阻温度系数大的铂金丝雾化丝，长时间使用过程中当雾化丝的温度发生变化时，能更准确的采集到雾化丝两端的实时电流值，将这一实时电流值经转换、采集、放大、处理后转换成实时温度值，单片机通过比较实时温度值与预设温度值后的结果来控制调整加载在雾化丝上的功率，进而来调整雾化丝的温度，达到预设温度后进行保温，具有自动检测、控温、恒温的功能。

Description

一种自动控温铂金丝电子烟
技术领域
本发明涉及一种戒烟工具，具体涉及一种自动控温铂金丝电子烟。
背景技术
电子烟又名电子香烟，主要用于戒烟和替代香烟，它有着与香烟一样的外观、与香烟近似的味道，甚至比一般香烟的口味要多出很多，也像香烟一样能吸出烟、吸出味道跟感觉来。其工作原理是雾化丝得电加热，将电能转化为热能来加热烟油，烟油加热到一定温度就会挥发雾化产生烟雾拱吸烟者抽吸，现有的电子烟由于没有自动控温功能，不能精确控制雾化丝的加热温度，过高的雾化温度（超过400℃）会使烟油发生化学反应，产生对人体有害的物质，损害使用者的身体健康；同时，不同的烟油温度具有不同的口感，由于不具备自动控温功能使得现有的电子烟在面向不同人群需求的时候发展受到阻碍。
发明内容
为了解决背景技术中的不足，本发明的目的在于克服背景技术的缺陷，提供一种自动控温铂金丝电子烟，自动控制雾化丝的加热温度，达到预设温度时保持恒温，给使用者个性化的体验，同时一定程度上降低对使用者身体的伤害。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：包括
电阻值随温度值正变化的雾化丝R，所述雾化丝为铂金丝；
与所述雾化丝串联的采样电路；
与所述采样电路输出端连接、可对所述采样电路输出的模拟信号进行处理的单片机；
与所述单片机连接的、由所述单片机控制的功率调整电路，所述功率调整电路的输出端连接采样电路。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括其还包括与所述单片机连接的、由所述单片机控制的保温电路。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述雾化丝还连接到所述单片机的电压采集信号引脚。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述单片机包含电压采集模块、电压转换模块、电阻转换模块、占空比输出控制模块，以及存储器，所述存储器中存储有预设温度值，
所述电压采集模块，用于直接采集所述雾化丝两端的电压值；
所述电压转换模块，用于将所述采样电路输出的电压值转换成电阻值；
所述电阻转换模块，用于将所述电压转换模块输出的电阻值转换成温度值；
所述占空比输出控制模块，根据所述电阻转换模块输出的温度值与所述预设温度值进行比较，以比较结果作为依据来控制所述功率调整电路的功率输出。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括与所述功率调整电路连接的设有电源电路。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括与所述单片机连接的设有作为输入输出的显示屏和按键。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述采样电路包含一电压采样电阻R3、差分放大器U，所述电压采样电阻R3串联在所述功率调整电路输出端和雾化丝之间，所述电压采样电阻R3与所述雾化丝连接的一端还通过一差分电阻R2连接到所述差分放大器的负相输入端，所述电压采样电阻的另一端通过一差分电阻R1连接到所述差分放大器的正相输入端，所述差分放大器的输出端连接单片机。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述功率调整电路包含一个储能元件和两个NMOS管，分别为第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2，两个NMOS管的栅极分别连接至所述单片机的占空比输出控制模块，第一NMOS管Q1的漏极连接至电源电路，第一NMOS管Q1的源极和第二NMOS管Q2的源极并联后连接储能元件，所述储能元件的另一端接地，第二NMOS管Q2的漏极连接至采样电阻R3。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述储能元件为功率电感。
本发明的有益之处在于：本发明的一种自动控温铂金丝电子烟，采用铂金丝作为雾化丝，一方面铂金丝的电阻温度系数大，当雾化丝的温度发生变化时，能更准确的采集到雾化丝两端的实时电流值，将这一实时电流值经转换、采集、放大、处理后转换成实时温度值，单片机通过比较实时温度值与预设温度值后的结果来控制调整加载在雾化丝上的功率，进而来调整雾化丝的温度，达到预设温度后进行保温；
另一方面铂金丝抗氧化能力强，浸渍在烟油中不会被氧化，长时间使用时仍然具有不变的电阻温度系数，长时间使用时自动控制效果更明显。
本发明的电子烟具有自动检测、自动控温、恒温的功能，使用后能够给使用者个性化的体验，在一定程度上降低有害物质的产生，具有很好的市场开发前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明优选实施例的结构框图；
图2时本发明的功率调整电路的电路图。
图中：10、采样电路，20、单片机，30、功率调整电路，30a、储能元件，40、保温电路，50、电源电路，60、显示屏，70、按键；
20a、电压采集模块，20b、电压转换模块，20c、电阻转换模块，20d、占空比输出控制模块，20e、存储器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种自动控温铂金丝电子烟，包括雾化丝R、与雾化丝R串联的采样电路10、与采样电路10输出端连接的单片机20、与单片机20连接的且由单片机20控制工作的功率调整电路30和保温电路40、与功率调整电路30连接的电源电路50、与单片机20连接的作为输入输出的显示屏60和按键70，功率调整电路30的输出端连接采样电路10， 雾化丝R还连接到单片机20的电压采集信号引脚，单片机20的电压采集信号引脚实时采集加在载雾化丝R两端的电压值UR。
单片机20以显示屏30、按键70作为输入输出控制功率调整电路30、保温电路50的工作，单片机20的内部结构如下：所述单片机20包含电压采集模块20a、电压转换模块20b、电阻转换模块20c、占空比输出控制模块20d，以及存储器20e，通过按键70向存储器20e中输入并存储预设温度值T0，
其中，所述电压采集模块20a以电压采集信号引脚作为输入，直接采集所述雾化丝R两端的电压值UR；
所述电压转换模块20b，用于将所述采样电路10输出的电压值转换成电阻值，具体的，述采样电路10包含一电压采样电阻R3、差分放大器U，所述电压采样电阻R3串联在所述功率调整电路30输出端和雾化丝R之间，所述电压采样电阻R3与所述雾化丝R连接的一端还通过一差分电阻R2连接到所述差分放大器U的负(-)相输入端，所述电压采样电阻R3的另一端通过一差分电阻R1连接到所述差分放大器U的正(+)相输入端，所述差分放大器U的输出端(Out)连接单片机20；
雾化丝R浸在烟油里，电源电路10给雾化丝R供电，雾化丝R得电后发热，将电能转化成热能加热烟油，雾化丝R在发热过程中其上的电阻值不断的变化，电压采样电阻R3与雾化丝R串联，电压采样电阻R3采集加载在雾化丝R上的电流值IR，R3*IR经过放大后输出给单片机20，单片机20通过UR/IR换算出雾化丝R上的电阻值RR。
所述电阻转换模块20c，用于将所述电压转换模块输出的电阻值RR转换成温度值TR；
所述占空比输出控制模块20e，根据所述电阻转换模块输出的温度值TR与所述预设温度值T0进行比较，以比较结果作为依据来控制所述功率调整电路30的功率输出。
具体的，如图2所示，所述功率调整电路30包含一个储能元件30a和两个NMOS管，分别为第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2，两个NMOS管的栅极S分别连接至所述单片机20的占空比输出控制模块20e，第一NMOS管Q1的漏极D连接至电源电路50，第一NMOS管Q1的源极S和第二NMOS管Q2的源极S并联后连接所述储能元件30a，所述储能元件30a的另一端接地，第二NMOS管Q2的漏极D连接至所述电压采样电阻R3。
基于上述功率调整电路30的结构，两个NMOS管的工作过程如下，在单片机20的控制下第一NMOS管Q1导通、第二NMOS管Q2截止时，电源电路50通过第一NMOS管Q1给储能元件30a充电，在单片机20的控制下第一NMOS管Q1截止、第二NMOS管Q2截止时，储能元件30a放电给雾化丝R提供电源。单片机20通过调节占空比的大小来调节两个NMOS管的导通时间来调节输出到雾化丝R上的功率值，这一功率值越大，加载在雾化丝R上的电流越大，产生的热量越多，加热烟油的温度越高；反之，温度越低。
当电阻转换模块输出的温度值TR＜预设温度值T0值时，占空比输出控制模块20e控制两个NMOS管的导通状态和导通时间，来提高加载在雾化丝R上的电流；反之，当电阻转换模块输出的温度值TR＞预设温度值T0值时，占空比输出控制模块20e控制两个NMOS管的导通状态和导通时间，来降低加载在雾化丝R上的电流；当电阻转换模块输出的温度值TR＝预设温度值T0值时，单片机20控制启动保温电路40保温。
本发明优选采用雾化丝R为正电阻温度系数的铂金丝，铂金丝材质的雾化丝R，铂金的电阻温度系数at=3.74（*10-3/℃（0-100℃）），一方面铂金丝的电阻温度系数大，也就是其上随温度变化的电阻值变化大，采集更灵敏、更准确，另一方面铂金丝的抗氧化能力强，浸渍在烟油中不会被氧化，长时间使用时仍然具有不变的电阻温度系数，自动控制效果更明显。
基于电子烟的上述电路结构，本发明的电子烟能够实现自动控温、自动恒温的原理如下：抽烟者根据自己的口味需求通过按键70先行设定雾化丝R的温度，当雾化丝R的温度变化与这一温度设定值时，采样电路10采集这一变化值，一方面单片机20将这一变化值分析转换成雾化丝R的当前温度在显示屏60上显示出来，另一方面，单片机20根据这一变化值来控制功率调整电路30来调整输出占空比大小，来调整两个NMOS管的导通状态和导通时间，进而调整加载在雾化丝R上的电流值，从而调整雾化丝R的温度至设定值，当雾化丝R的温度值达到预设值时单片机20控制启动保温电路40，使雾化丝R的温度保持在预设温度值不变，实现本发明电子烟的自动控温、自动恒温的功能。
作为本发明的进一步改进，所述储能元件30a为功率电感L，功率电感L的电压不能突变使得输出到雾化丝R上的电压稳定，效果更好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：包括
电阻值随温度值正变化的雾化丝(R)，所述雾化丝为铂金丝；
与所述雾化丝串联的采样电路；
与所述采样电路输出端连接、可对所述采样电路输出的模拟信号进行处理的单片机；
与所述单片机连接的、由所述单片机控制的功率调整电路，所述功率调整电路的输出端连接采样电路；
与所述单片机连接的、由所述单片机控制的保温电路；
所述单片机包含电压采集模块、电压转换模块、电阻转换模块、占空比输出控制模块，以及存储器，所述存储器中存储有预设温度值，
所述电压采集模块，用于直接采集所述雾化丝两端的电压值；
所述电压转换模块，用于将所述采样电路输出的电压值转换成电阻值；
所述电阻转换模块，用于将所述电压转换模块输出的电阻值转换成温度值；
所述占空比输出控制模块，根据所述电阻转换模块输出的温度值与所述预设温度值进行比较，以比较结果作为依据来控制所述功率调整电路的功率输出。
2.根据权利要求1所述的一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：所述雾化丝还连接到所述单片机的电压采集信号引脚。
3.根据权利要求1所述的一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：与所述功率调整电路连接的设有电源电路。
4.根据权利要求1所述的一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：与所述单片机连接的设有作为输入输出的显示屏和按键。
5.根据权利要求1所述的一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：所述采样电路包含一电压采样电阻(R3)、差分放大器(U)，所述电压采样电阻(R3)串联在所述功率调整电路输出端和雾化丝之间，所述电压采样电阻(R3)与所述雾化丝连接的一端还通过一差分电阻(R2)连接到所述差分放大器的负相输入端，所述电压采样电阻的另一端通过一差分电阻(R1)连接到所述差分放大器的正相输入端，所述差分放大器的输出端连接单片机。
6.根据权利要求5所述的一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：所述功率调整电路包含一个储能元件和两个NMOS管，分别为第一NMOS管(Q1)、第二NMOS管(Q2)，两个NMOS管的栅极分别连接至所述单片机的占空比输出控制模块，第一NMOS管(Q1)的漏极连接至电源电路，第一NMOS管(Q1)的源极和第二NMOS管(Q2)的源极并联后连接所述储能元件，所述储能元件的另一端接地，第二NMOS管(Q2)的漏极连接至所述电压采样电阻(R3)。
7.根据权利要求6所述的一种自动控温铂金丝电子烟，其特征在于：所述储能元件为功率电感。
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