CN104950953A - 一种电子烟及其温度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子产品领域，具体涉及一种电子烟及其温度控制方法,本发明的电子烟，包括雾化装置，与该雾化装置电性连接的供电装置以及控制电路；所述雾化装置内容纳一发热丝，由供电装置电驱动，加热后使烟油雾化；其中，控制电路进一步包括控制器、分别与所述控制器电性连接的显示电路、控制信号采集电路、保护电路、复位电路、充电电路和脉冲宽度调制电路；所述脉冲宽度调制电路根据发热丝的实时温度与预定温度的差值，调制输出脉冲的宽度，通过实时控制发热丝的温度产生稳定口味的电子烟雾，避免了发热丝温度不稳定或者温度波动太大导致的电子烟口味不一致问题，同时避免了发热丝温度过高产生的焦味问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品领域，具体涉及一种电子烟及其温度控制方法。
背景技术
电子烟是一种主要靠电池供电的产品，由控制器内部检测电路检测到有效吸烟信号时，便把电压作用到发热丝上，使发热丝发热，将烟油汽化到人口，从而实现吸烟的效果。
目前的电子烟一般是用锂电池做电源，通过控制芯片输出一个恒定的电压，使发热丝发热产生热量。这些电子烟一般会使用以下三种控制方式：
第一种是输出一定范围的恒定电压，比如输出电压为3.6V±0.2V，当锂电池电压下降到3.1V时，控制芯片停止输出电压。
第二种是全功率输出，即输出电压与锂电池电压一致，锂电池电压下降到一定程度时，控制器芯片控制输出电压。
第三种对发热丝温度会有一定的控制作用。设置一个上限温度和一个下限温度，并设定标准时间，检测发热丝组件从开始加热到发热上限温度所需的升温时间，当升温时间小于设定的标准时间，电子烟关闭；反之，则电子烟正常工作。然后设定单次吸烟基准时间，检测吸烟动作及吸烟动作中单次抽吸的持续时间，如果单次抽吸的时间大于基准时间，则电子烟关闭；反之，电子烟正常工作。同时检测发热丝实时温度，当发热丝实时温度小于或等于下限温度时，控制器输出第一电压，当发热丝实时温度大于或者等于上限温度时，控制器输出第二电压，第二电压低于第一电压。当发热丝温度大于下限温度而小于上限温度时，控制器控制电源输出当前的电压。或者检测发热丝从开始加热到发热上限温度所需的升温时间，当升温时间小于标准时间时，控制所述电源关闭。
但是，第一种和第二种控制方式有比较大的缺陷，由于加在发热丝两端的电压是恒定电压或随锂电池电压改变的电压，因此抽烟时间越长，发热丝的温度越高，当发热丝温度超过烟油的汽化温度时，就会将烟油裂化，产生焦味；而第三种方式在一定程度上能控制发热丝的温度在一定的范围，但是这个区间会比较大，会导致发热丝温度波动很大，也不能很好的解决口味不一致的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电子烟，避免发热丝温度过高产生焦味，并保证每口烟的口味一致。
本发明的另一发明目的为节省电量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电子烟，包括雾化装置，与该雾化装置电性连接的供电装置以及控制电路；所述雾化装置内容纳一发热丝，由供电装置电驱动，加热后使烟油雾化；其中，控制电路进一步包括控制器、分别与所述控制器电性连接的显示电路、控制信号采集电路、保护电路、复位电路、充电电路和脉冲宽度调制电路；所述控制器预先存储所述发热丝的实时温度与发热丝阻值的对应关系数据；所述显示电路用于显示控制器的状态和预设值；所述控制信号采集电路用于检测吸烟者的吸烟动作；所述保护电路对供电装置进行短路保护；所述复位电路恢复控制器的初始状态；所述充电电路用于管理供电装置充电；所述脉冲宽度调制电路根据发热丝的实时温度与预定温度的差值，调制输出脉冲的宽度。
其中，较佳方案是：发热丝具有正温度系数或负温度系数。
其中，较佳方案是：所述脉冲宽度调制电路进一步包括稳压器、电阻和开关管；其中，电阻与发热丝电性连结；开关管与供电装置的电源电性连结。
其中，较佳方案是：电阻可由MOS管或模拟开关代替。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电子烟的温度控制方法，包括以下步骤：首先，设定发热丝的目标温度，并获取发热丝的实时温度；其次，比较实时温度与目标温度的数值，通过PID算法调节控制开关管输出的脉冲宽度，控制加在发热丝两端的温度；最后，重复上述第二步的调节，直至发热丝的实时温度达到或无限接近于预定温度。
其中，较佳方案是：当发热丝的实时温度小于等于目标温度时，通过PID算法调节增大开关管输出的脉冲宽度，从而提高发热丝两端的电压，增大流经发热丝的电流，从而提高发热丝的实时温度。
其中，较佳方案是：当发热丝的实时温度大于目标温度，通过PID算法调节减少开关管输出的脉冲宽度，从而降低发热丝两端的电压，减少流经发热丝的电流，从而降低发热丝的实时温度。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过实时控制发热丝的温度产生稳定口味的电子烟雾，避免了发热丝温度不稳定或者温度波动太大导致的电子烟口味不一致问题，同时避免了发热丝温度过高产生的焦味问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的电子烟的结构示意框图；
图2是图1所示的控制电路的结构示意框图；
图3是本发明电子烟温度控制的流程图；
图4是图2中的电阻分压示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1所示，本实施例公开了一种电子烟，所述电子烟包括雾化装置100，与该雾化装置100电性连接的供电装置200以及控制电路300。所述雾化装置100内容纳一发热丝110，由供电装置200电驱动，加热后使烟油雾化，以获得吸烟体验。
其中，发热丝110具有正温度系数，其阻值随着温度升高而增大；也可以具有负温度系数，其阻值随着温度升高而减少。
具体的，如图2所示，为所述控制电路300的结构示意框图，所述控制电路300包括控制器310，分别与所述控制器310电性连接的显示电路320、控制信号采集电路330、保护电路340、复位电路350、充电电路360和脉冲宽度调制电路370。所述控制器310预先存储所述发热丝110的实时温度T0与发热丝阻值的对应关系数据；所述显示电路320用于显示控制器310的状态和预设值；所述控制信号采集电路330用于检测吸烟者的吸烟动作；所述保护电路340对供电装置200短路保护；所述复位电路350恢复控制器310的初始状态；所述充电电路360用于管理供电装置200充电；所述脉冲宽度调制电路370根据发热丝110的实时温度T0与预定温度T的差值，调制输出脉冲的宽度。
其中，所述脉冲宽度调制电路370进一步包括稳压器370a、电阻370r、开关管370s。其中，电阻370r可以由MOS管或者模拟开关代替。其中，控制器310输出的电压值经过稳压器370a后输出恒定电压；电阻370r为既定电阻。电阻370r与雾化装置100的发热丝110电性连结；开关管370s与供电装置200的电源电性连结。
上述电子烟的温度控制方法如下所述，请同时参照图3：
首先，设定发热丝341的目标温度T，并获取发热丝110的实时温度T0。该步骤通过控制器310输出电压，经过稳压器370a后输出恒定电压值V，电压值V经过串联电阻370r输出至发热丝110，根据电阻分压原理获取实时的发热丝110反馈电压VF，反馈电压VF输出至控制器310，控制器310根据反馈电压VF计算实时的发热丝110的阻值，根据发热丝110的阻值与温度的曲线关系，得到发热丝110的实时温度T0。其中，电阻分压原理示意图如图4所示，设定电阻370r的阻值为r，设定发热丝110的实时阻值为R，根据电压分阻原理得到发热丝110的反馈电压由于VF、V及r均为已知数值，故可由上述公式计算出R的值。
其次，比较实时温度T0与目标温度T的数值，通过PID算法调节控制开关管370s输出的脉冲宽度，控制加在发热丝110两端的温度。
其中，当T0≤T，为了使实时温度T0接近于目标温度T，通过PID算法调节增大开关管370s输出的脉冲宽度，从而提高发热丝110两端的电压V'，增大流经发热丝110的电流，从而提高发热丝110的实时温度T0。
其中，当T0>T，为了使实时温度T0接近于目标温度T，通过PID算法调节减少开关管370s输出的脉冲宽度，从而降低发热丝110两端的电压V'，减少流经发热丝110的电流，从而降低发热丝110的实时温度T0。
最后，重复上述第二步的调节，直至发热丝110的实时温度T0达到或无限接近于预定温度T。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过实时控制发热丝110的温度产生稳定口味的电子烟雾，避免了发热丝温度不稳定或者温度波动太大导致的电子烟口味不一致问题，同时避免了发热丝温度过高产生的焦味问题。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
Claims (7)
1.一种电子烟，包括雾化装置，与该雾化装置电性连接的供电装置以及控制电路；所述雾化装置内容纳一发热丝，由供电装置电驱动，加热后使烟油雾化；其中，控制电路进一步包括控制器、分别与所述控制器电性连接的显示电路、控制信号采集电路、保护电路、复位电路、充电电路和脉冲宽度调制电路；所述控制器预先存储所述发热丝的实时温度与发热丝阻值的对应关系数据；所述显示电路用于显示控制器的状态和预设值；所述控制信号采集电路用于检测吸烟者的吸烟动作；所述保护电路对供电装置进行短路保护；所述复位电路恢复控制器的初始状态；所述充电电路用于管理供电装置充电；所述脉冲宽度调制电路根据发热丝的实时温度与预定温度的差值，调制输出脉冲的宽度。
2.如权利要求1所述的一种电子烟，其特征在于：发热丝具有正温度系数或负温度系数。
3.如权利要求1所述的一种电子烟，其特征在于：所述脉冲宽度调制电路进一步包括稳压器、电阻和开关管；其中，电阻与发热丝电性连结；开关管与供电装置的电源电性连结。
4.如权利要求3所述的一种电子烟，其特征在于：电阻可由MOS管或模拟开关代替。
5.一种电子烟的温度控制方法，包括以下步骤：
首先，设定发热丝的目标温度，并获取发热丝的实时温度；
其次，比较实时温度与目标温度的数值，通过PID算法调节控制开关管输出的脉冲宽度，控制加在发热丝两端的温度；
最后，重复上述第二步的调节，直至发热丝的实时温度达到或无限接近于预定温度。
6.如权利要求5的一种电子烟温度控制方法，其特征在于：当发热丝的实时温度小于等于目标温度时，通过PID算法调节增大开关管输出的脉冲宽度，从而提高发热丝两端的电压，增大流经发热丝的电流，从而提高发热丝的实时温度。
7.如权利要求5的一种电子烟温度控制方法，其特征在于：当发热丝的实时温度大于目标温度，通过PID算法调节减少开关管输出的脉冲宽度，从而降低发热丝两端的电压，减少流经发热丝的电流，从而降低发热丝的实时温度。
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