CN105852228B - 一种电子烟超声电路控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子烟超声电路控制方法及系统，检测超声电路工作时的温度T1；将设定温度T与上述检测得到的温度T1进行比较，若T1﹤T‑△t，则控制超声电路继续工作；若T1≥T+△t，则控制超声电路停止工作；其中，△t为偏差。本发明控制方法简单，能够精确控制超声电路的启停以及加热装置的启停，提高雾化效率，改善吸烟口感，且很好地保护超声电路，防止空振损坏超声电路，控制精度高。

Description

一种电子烟超声电路控制方法及系统

技术领域

本发明涉及一种电子烟超声电路控制方法及系统。

背景技术

现有的超声电路大都采用高压源供电方式，电路结构复杂，体积庞大，无法用于电子烟中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种电子烟超声电路控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电子烟超声电路控制方法，包括以下步骤：

1)检测超声电路工作时的温度T1；

2)将设定温度T与上述检测得到的温度T1进行比较，若T1﹤T-△t，则控制超声电路继续工作；若T1≥T+△t，则控制超声电路停止工作；其中，△t为偏差；T的取值范围为100℃到180℃。

为了提高雾化效率，改善吸烟口感，在检测超声电路工作时的温度之前，进行如下处理：

1)利用发热装置加热烟油；

2)检测烟油的温度T2；

3)将设定温度T0与上述检测到的温度T2进行比较，若T0＞T2，则返回步骤1)，继续加热烟油；若T2≥T0，则停止加热烟油；T0的取值范围为160℃到350℃。

本发明的一种优化方案中，为了提高控制精度，设定偏差△t的计算公式为：

Δt＝(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)；

其中，D为超声电路中雾化片的直径；A为雾化片的直径变化系数；B为雾化片的直径大小基数；E为温度变化系数；G为雾化片的直径变化补偿系数，t1为温度偏差设置常数，20≤t1≤30。

本发明的另一种优化方案中，为了进一步提高控制精度，设定偏差△t的计算公式为：

Δt＝(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)-((F-H)÷W)；

其中，H为频率基数；F为雾化片的频率；W为频率变化系数。

相应的，本发明还提供了一种电子烟超声电路控制系统，其包括：

供电电源；

DC/DC变换器：用于将供电电源提供的电压进行升压或降压处理；

超声电源开关电路：用于将DC/DC变换器处理后的电压信号提供给超声电路；

温度检测电路：用于检测超声电路工作时的温度T1；

MCU主控电路：用于将温度检测电路检测到的温度T1，与设定温度T进行比对，若T1﹤T-△t，则保持超声电源开关电路接通；若T1≥T+△t，则断开超声电源开关电路；其中，△t为偏差。

本发明的一种优化方案中，控制系统还包括：

加热装置电源开关电路：与所述供电电路输出端连接，且其输出端接加热装置负载，加热装置负载用于加热烟油；

所述温度检测电路还用于检测烟油的温度T2；

所述MCU主控电路还用于将设定温度T与T2进行比较，若T＞T2，则控制加热装置电源开关电路保持接通，继续加热烟油；若T2≥T，则断开加热装置电源开关电路，停止加热烟油，同时启动超声电源开关电路开始工作。

本发明的另一种优化方案中，控制系统还包括：

加热装置电源开关电路：与所述DC/DC变换器输出端连接，且其输出端接加热装置负载，加热装置负载用于加热烟油；

所述温度检测电路还用于检测烟油的温度T2；

所述MCU主控电路还用于启动DC/DC变换器工作，同时接通加热装置电源开关电路，并将设定温度T与T2进行比较，若T＞T2，则控制加热装置电源开关电路保持接通，继续加热烟油；若T2≥T，则断开加热装置电源开关电路，停止加热烟油，同时启动超声电源开关电路开始工作。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明控制方法简单，能够精确控制超声电路的启停以及加热装置的启停，提高雾化效率，改善吸烟口感，且很好地保护超声电路，防止空振损坏超声电路，控制精度高；本发明的控制系统结构简单，容易实现。

附图说明

图1为本发明实施例1电路结构框图；

图2为本发明实施例2电路结构框图；

图3为本发明实施例3电路结构框图；

图4为本发明实施例1电路对应的控制方法流程图；

图5为本发明实施例2电路对应的控制方法流程图；

图6为本发明实施例3电路对应的控制方法流程图；

图7为本发明DC/DC变换器电路原理图；

图8为本发明开关电路原理图；

图9为本发明超声电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例1电路包括依次连接的供电电源(低压电源)(锂电池，其它符合规格的电池，直流供电源等可提供电源的部件)、DC/DC变换器、超声电源开关电路；超声电源开关电路与超声电路连接，在MCU主控电路的控制下，控制超声电路工作；温度检测电路检测超声电路中的雾化片的温度，并将温度反馈给MCU主控电路。

供电电源通过保护电路接DC/DC变换器，保护电路可以保护供电电源，防止供电电源过充或者过放。

如图2所示，实施例2中，在供电电源输出端还接有发热丝电源开关电路，MCU主控电路控制发热丝电源开关电路的通断，从而控制发热丝负载加热油烟，温度检测电路同时还检测烟油温度。

如图3所示，实施例3中，发热丝电源开关电路接在DC/DC变换器输出端。

如图4所示，实施例1电路对应的控制流程如下：

1)MCU主控电路启动DC/DC变换器工作；

2)MCU主控电路开通超声电源开关电路；

3)超声电路工作，温度检测电路检测雾化片的温度T1；

4)MCU主控电路将设定温度T与T1比较，若T1﹤T-△t，则控制超声电源开关电路保持接通；若T1≥T+△t，则断开超声电源开关电路；其中，△t为偏差；T的取值范围为100℃到180℃。

如图5所示，实施例2电路对应的控制流程如下：

1)MCU主控电路控制发热丝电源开关电路接通；

2)发热丝负载加热烟油；

3)温度检测电路检测烟油的温度T2；

4)MCU主控电路将设定温度T0与检测到的温度T2进行比较，若T0＞T2，则返回步骤2)，继续加热烟油；若T2≥T0，则MCU主控电路启动DC/DC变换器，并断开发热丝电源开关电路；

5)MCU主控电路接通超声电源开关电路；

6)超声电路工作，温度检测电路检测雾化片的温度T1；

7)MCU主控电路将设定温度T0与上述检测得到的温度T1进行比较，若T1﹤T0-△t，则返回步骤6)；若T1≥T0+△t，则断开超声电源开关电路；其中，△t为偏差；T0的取值范围为160℃到350℃。

如图6所示，实施例3电路对应的控制流程如下：

1)MCU主控电路启动DC/DC变换器工作；

2)MCU主控电路开通发热丝电源开关电路；

3)发热丝负载加热烟油；

4)温度检测电路检测烟油温度T2；

5)MCU主控电路将设定温度T0与检测到的温度T2进行比较，若T0＞T2，则返回步骤2)，继续加热烟油；若T2≥T0，则MCU主控电路启动DC/DC变换器，并断开发热丝电源开关电路；

6)超声电路工作，温度检测电路检测雾化片的温度T1；

7)MCU主控电路将设定温度T与上述检测得到的温度T1进行比较，若T1﹤T-△t，则返回步骤6)；若T1≥T+△t，则断开超声电源开关电路；其中，△t为偏差。

本发明中，偏差△t可以采用下式计算：

Δt≈(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)

参数说明：

Δt为温度偏差，t1为温度偏差设置常数，

D为雾化片的直径，A为雾化片的直径变化系数，

B为雾化片的直径大小基数，E为温度变化系数，

G为雾化片的直径变化补偿系数；

A的取值范围为5±1；雾化片的直径大小基数B为1；温度变化系数E为10±0.5；雾化片的直径变化补偿系数G为0.5。

上述公式的应用范围：雾化片的驱动电压和频率相同；雾化片的散热片面积至少2倍于雾化片的面积；雾化片的直径D尺寸范围：Ф5≤D≤Ф30。

本发明中，偏差△t还可以采用下式计算：

Δt≈(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)-((F-H)÷W)

参数说明：

Δt为温度偏差,T为温度偏差设置常数，

D为雾化片的直径，A为雾化片的直径变化系数，

B为雾化片的直径大小基数，E为温度变化系数，

G为雾化片的直径变化补偿系数，H为频率基数，

F为雾化片的频率，W为频率变化系数；

频率基数H取值范围为1.7MHz，频率变化系数W取值范围为0.3±0.1。

上式的应用范围：雾化片的驱动电压相同：雾化片必须安装散热片结构，散热片结构大相同，散热片结构的面积至少2倍于雾化片的面积；雾化片的直径D尺寸范围：Ф5≤D≤Ф30；雾化片频率范围：1.7Mhz≤f≤3Mhz。

如图7所示，B+1和B-1是电池接口的正负极，电容C6、C7、C8、C9并联组成升压电路输入电源的稳压滤波模块(第一稳压滤波模块)；电容C1、C2、C3、C4并联组成输出电源的稳压滤波模块(第二稳压滤波模块)；U1是升压模块的主控芯片；电阻R5和R9串联组成启动和停止U1的偏置电路，R5和R9的连接点接入U1；电阻R7、电容C14、电容C13是U1的工作时频率选择模块，电阻R7、电容C14串联后与电容C13并联，然后接入U1；电阻R8、电容C15、二极管D1、电容C11是U1驱动开关管Q2和Q4的自举升压模块，电容C15、二极管D1串联，电阻R8一端接入电容C15、二极管D1之间，另一端接U1，二极管D1与电容C11连接，电容C11接开关管Q2和Q4，自举升压模块能加速Q2和Q4的开关速度；电阻R1和电容C5并联组成电流采样模块，该模块输入端与第一稳压滤波模块输出端连接，该模块输出端与U1、升压电路电感L1连接；电阻R2、电容C22、MCP4152组成LTC3786的输出电压的反馈电路，R2、C22均与MCP4152连接，R2接第二稳压滤波模块。图7所示电路的工作过程为：供电电源电压BT+经C6C7C8C9输入给U1(LTC3786)，U1(LTC3786)在RUN脚高电平使能后启动，U1(LTC3786)在检测频率选择模块的参数后，通过BG和TG脚输出控制Q2和Q4的信号，Q2、Q4和L1在Q2、Q4一定频率的开关下，进行升压，并通过第二稳压滤波模块输出，R2和U6C22对输出电压进行采样，采样电压通过U1(LTC3786)的VFB脚反馈给U1，U1(LTC3786)对采样电压和内部基准电压作比较，调整控制Q2和Q4的开关频率，调整输出电压，使输出电压达到设计要求。

本发明中，超声电源开关电路和发热丝电源开关电路结构相同，以超声电源开关电路为例，如图8，Q1为超声电源开关电路的主控元件，Q3是来驱动Q1的电子元件，R3、R6是Q1和Q3的偏置电阻，加强对Q1和Q3的关断，OUT_CON提供给Q3高电平，使Q3导通，Q1的4脚为低电平，Q4导通，28V通过Q1到J1的OUT脚，反之如果OUT_CON提供给Q3低电平，使Q3关断，Q1的4脚为高电平，Q4关断，28V不输出到J1的OUT脚。

图9中，R1、R2、R3、R4组成Q1基极的偏置模块，并提供驱动Q1的工作的信号，C2是滤波电容，C3是耦合电容，把超声雾化片的信号耦合到Q1的基极；C1、C4、Q1组成振荡电路；C4和L2决定超声雾化片的振幅，但频率低于超声片的振荡频率；C1和L1决定超声电路的振荡频率；超声电路的工作过程为：+28V电源接通，Q1的基极通过R1R2R3R4送来电信号使Q1开通工作；超声雾化片在上电瞬间产生一个信号通过C3耦合到Q1的基极，Q1导通，使C4、L2、L1上产生电信号，这电信号通过C1耦合Q1的基极，通过C3耦合超声雾化片的一端，让超声雾化片振动，耦合Q1的基极的电信号使Q1开通，进入下一个工作循环。

Claims (10)

1.一种电子烟超声电路控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)检测超声电路工作时的温度T1；

2)将设定温度T与上述检测得到的温度T1进行比较，若T1﹤T-△t，则控制超声电路继续工作；若T1≥T+△t，则控制超声电路停止工作；其中，△t为偏差；偏差△t的计算公式为：Δt＝(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)；其中，D为超声电路中雾化片的直径；A为雾化片的直径变化系数；B为雾化片的直径大小基数；E为温度变化系数；G为雾化片的直径变化补偿系数；t1为温度偏差设置常数，20≤t1≤30；或者，Δt＝(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)-((F-H)÷W)；其中，H为频率基数；F为雾化片的频率；W为频率变化系数。

2.根据权利要求1所述的电子烟超声电路控制方法，其特征在于，在检测超声电路工作时的温度之前，进行如下处理：

1)利用发热装置加热烟油；

2)检测烟油的温度T2；

3)将设定温度T0与上述检测到的温度T2进行比较，若T0＞T2，则返回步骤1)，继续加热烟油；若T2≥T0，则停止加热烟油。

3.根据权利要求1所述的电子烟超声电路控制方法，其特征在于，D的取值范围为：5mm≤D≤30mm。

4.根据权利要求1所述的电子烟超声电路控制方法，其特征在于，D的取值范围为：5mm≤D≤30mm。

5.根据权利要求1所述的电子烟超声电路控制方法，其特征在于，F的取值范围为：1.7MHz≤F≤3M Hz。

6.一种电子烟超声电路控制系统，其特征在于，包括：

供电电源；

DC/DC变换器：用于将供电电源提供的电压进行升压或降压处理；

超声电源开关电路：用于将DC/DC变换器处理后的电压信号提供给超声电路；

温度检测电路：用于检测超声电路工作时的温度T1；

MCU主控电路：用于将温度检测电路检测到的温度T1，与设定温度T进行比对，若T1﹤T-△t，则保持超声电源开关电路接通；若T1≥T+△t，则断开超声电源开关电路；其中，△t为偏差；偏差△t的计算公式为：Δt＝(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)；或者偏差△t的计算公式为：Δt＝(t1-(((D÷A)－B)×E))+G×(D÷A)-((F-H)÷W)；其中，D为超声电路中雾化片的直径；A为雾化片的直径变化系数；B为雾化片的直径大小基数；E为温度变化系数；G为雾化片的直径变化补偿系数；t1为温度偏差设置常数，20≤t1≤30；H为频率基数；F为雾化片的频率；W为频率变化系数。

7.根据权利要求6所述的电子烟超声电路控制系统，其特征在于，还包括：

加热装置电源开关电路：与所述供电电路输出端连接，且其输出端接加热装置负载，加热装置负载用于加热烟油；

所述温度检测电路还用于检测烟油的温度T2；

所述MCU主控电路还用于将设定温度T0与T2进行比较，若T0＞T2，则控制加热装置电源开关电路保持接通，继续加热烟油；若T2≥T0，则断开加热装置电源开关电路，停止加热烟油，同时启动超声电源开关电路开始工作。

8.根据权利要求6所述的电子烟超声电路控制系统，其特征在于，还包括：

加热装置电源开关电路：与所述DC/DC变换器输出端连接，且其输出端接加热装置负载，加热装置负载用于加热烟油；

所述温度检测电路还用于检测烟油的温度T2；

所述MCU主控电路还用于启动DC/DC变换器工作，同时接通加热装置电源开关电路，并将设定温度T0与T2进行比较，若T0＞T2，则控制加热装置电源开关电路保持接通，继续加热烟油；若T2≥T0，则断开加热装置电源开关电路，停止加热烟油，同时启动超声电源开关电路开始工作。

9.根据权利要求6～8之一所述的电子烟超声电路控制系统，其特征在于，所述DC/DC变换器包括升压模块，所述升压模块与偏置模块、频率选择电路、输出反馈模块连接；所述升压模块输入端通过第一稳压滤波模块接入所述供电电源；所述升压模块输出端通过第二稳压滤波模块接所述输出反馈模块。

10.根据权利要求6～8之一所述的电子烟超声电路控制系统，其特征在于，所述超声电路包括振荡模块；所述振荡模块与偏置模块连接；所述偏置模块与耦合模块连接；所述耦合模块与超声雾化片负极连接；所述超声雾化片正极、振荡模块均与所述超声电源开关电路连接。