CN108181951A - 电子烟控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子烟控制电路及方法，所述电子烟控制电路包括控制模块、感温模块及供能检测模块；所述控制模块分别与所述感温模块、供能检测模块连接；所述感温模块、所述供能检测模块还分别与所述发热元件连接；所述感温模块用于检测所述发热元件的温度，并将检测的温度值发送至所述控制模块；所述供能检测模块用于检测所述电源向所述发热元件提供的电能，并将检测的电能信息发送至所述控制模块；所述控制模块用于根据所述温度值及所述电能信息计算所述电子烟被吸食的次数。该电子烟控制电路及方法便于用户及时知晓吸烟的次数，提高了该电子烟的使用体验。

Description

电子烟控制电路及方法

技术领域

本发明涉及电子烟技术领域，特别是涉及一种电子烟控制电路及方法。

背景技术

电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉，其既可以满足有抽烟习惯的人士，又可以降低香烟中的有害物质对吸烟者身体的影响，因此受到了吸烟人士的欢迎。

为了提高电子烟的使用体验，电源杆式的电子烟经过二代改良，并不是一味地追求大烟雾大功率，而是将用户的感受放在首位，其改良后的产品通常包括电子烟盒(又称为电子烟充电宝)和烟杆(又可以称为加热棒)。其中，烟杆可供用户进行吸食，电子烟盒可以对烟杆进行充电，且具有强大的续航能力。电子烟盒小巧精致，甚至可以比真烟烟盒还小，使得用户可以随身携带，随时拿出来抽，是非常理想的体验。然而，如何提高电子烟的使用体验仍然是人们比较关注的问题。

发明内容

基于此，有必要针对如何提高电子烟的使用体验的问题，提供一种电子烟控制电路及方法。

一种电子烟控制电路，应用于电子烟；所述电子烟包括电源及发热元件，且所述电源用于向所述发热元件供电；所述电子烟控制电路包括控制模块、感温模块及供能检测模块；所述控制模块分别与所述感温模块、供能检测模块连接；所述感温模块、所述供能检测模块还分别与所述发热元件连接；

所述感温模块用于检测所述发热元件的温度，并将检测的温度值发送至所述控制模块；所述供能检测模块用于检测所述电源向所述发热元件提供的电能，并将检测的电能信息发送至所述控制模块；所述控制模块用于根据所述温度值及所述电能信息计算所述电子烟被吸食的次数。

在其中一个实施例中，所述电源利用频率恒定的电流脉冲向所述发热元件供电；

所述供能检测模块连接于所述电源与所述发热元件之间，且所述供能检测模块用于检测所述电源输出的电流脉冲的强度。

在其中一个实施例中，所述供能检测模块包括第一电阻及运算放大器；所述运算放大器与所述第一电阻并联，且所述运算放大器与所述第一电阻均连接于所述电源的正极与所述发热元件的正极端之间；所述运算放大器的输出端与所述控制模块连接。

在其中一个实施例中，所述感温模块与所述发热元件并联。

在其中一个实施例中，所述感温模块包括第二电阻及第三电阻；所述第二电阻的一端连接所述发热元件的正极端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端与所述发热元件的负极端共同连接所述电源的负极；所述第二电阻与所述第三电阻的公共端与所述控制模块连接。

一种电子烟控制方法，由所述电子烟控制电路中的控制模块执行，包括：

实时获取所述感温模块检测的温度值及所述供能检测模块检测的电能信息；

判断所述温度值处于目标温度范围时，根据所述电能信息的变化状态计算所述电子烟被吸食的次数。

在其中一个实施例中，在所述判断所述温度值处于目标温度范围时，根据所述电能信息的变化状态计算所述电子烟被吸食的次数的步骤之前，所述方法还包括：

判断所述温度值进入目标温度范围且所述温度值未发生下降趋势时，控制所述电源降低输出功率。

在其中一个实施例中，所述电源利用频率恒定的电流脉冲向所述发热元件供电；

并且，所述根据所述电能信息的变化状态计算所述电子烟被吸食的次数的步骤为：若所述电源输出的电流脉冲的强度由第一数值升高至第二数值，再由所述第二数值下降至第三数值时，则判定所述电子烟被吸食一次。

在其中一个实施例中，所述供能检测模块包括第一电阻及运算放大器；所述运算放大器与所述第一电阻并联，且所述运算放大器与所述第一电阻均连接于所述电源的正极与所述发热元件的正极端之间；所述运算放大器的输出端与所述控制模块连接；

并且，所述实时获取所述供能检测模块检测的电能信息的步骤包括：

实时获取所述运算放大器输出的电压值；

根据所述运算放大器输出的电压值获取所述电源输出的电流脉冲的强度。

在其中一个实施例中，所述感温模块包括第二电阻及第三电阻；所述第二电阻的一端连接所述发热元件的正极端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端与所述发热元件的负极端共同连接所述电源的负极；所述第二电阻与所述第三电阻的公共端与所述控制模块连接；

并且，所述实时获取所述感温模块检测的温度值的步骤包括：

实时获取所述第三电阻的电压值；

根据所述第三电阻的电压值及阻值、所述第二电阻的阻值计算所述发热元件的电压值；

根据所述发热元件的电压值计算所述发热元件的电阻值；

基于与所述发热元件对应的温度电阻变化系数由所述发热元件的电阻值得到所述发热元件对应的温度值。

上述电子烟控制电路及方法具有的有益效果为：感温模块能够检测发热元件的温度，供能检测模块能够检测电源向发热元件提供的电能，控制模块根据温度值及电能信息能够计算电子烟被吸食的次数，从而便于用户及时知晓吸烟的次数，提高了该电子烟的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式提供的电子烟控制电路的框图；

图2为图1所示实施方式的电子烟控制电路的其中一个实施例的电路图；

图3为另一实施方式提供的电子烟控制方法的流程图；

图4为图3所示实施方式的电子烟控制方法的其中一个实施例的具体流程图；

图5为图3所示实施方式的电子烟控制方法中步骤实时获取所述供能检测模块检测的电能信息的其中一个实施例的具体流程图；

图6为图3所示实施方式的电子烟控制方法中步骤实时获取所述感温模块检测的温度值的其中一个实施例的具体流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，一实施方式提供了一种电子烟控制电路，应用于电子烟，用于对电子烟进行温控并检测吸烟者吸食的次数。电子烟包括电源100及发热元件200。电源100用于向发热元件200供电，例如电源100可以电流脉冲向发热元件200供电。其中，电源100例如为锂电池。发热元件200例如为镍丝、钛丝、不锈钢丝等。此外，如果电子烟包括电子烟盒和烟杆，则该电子烟控制电路可以设于烟杆内。

本实施方式中，电子烟控制电路包括控制模块300、感温模块400及供能检测模块500。控制模块300分别与感温模块400、供能检测模块500。感温模块400、供能检测模块500还分别与发热元件200连接。

其中，感温模块400用于检测发热元件200的温度，并将检测的温度值发送至控制模块300。具体地，由于在电子烟领域中，发热元件200的阻值会随着温度的变化而变化，因此，感温模块400可以通过检测发热元件200的电阻值，来相应得到发热元件200实时的温度值。

供能检测模块500用于检测电源100向发热元件200提供的电能，并将检测的电能信息发送至控制模块300。其中，如果电源100利用频率恒定的电流脉冲对发热元件200进行供电，则电能信息可为电流脉冲的强度。

控制模块300例如为单片机。本实施方式中，控制模块300用于根据上述温度值及电能信息计算电子烟被吸食的次数。由于电子烟在未被吸食前，当发热元件200的温度处于目标温度范围时，发热元件200的温度及电源100输出的电能是几乎保持不变的，而一旦电子烟被用户吸食，发热元件200的温度则会降低，电源100将会增大输出功率，以使得发热元件200的温度再次上升至目标温度范围内。当发热元件200的温度进入目标温度范围后，为了使发热元件200保持温度不变，电源100则需要降低输出功率，直至达到一个稳定的输出功率值，此时，电源100输出的功率与发热元件200的温度都保持不变。

基于电子烟的上述特性，控制模块300的其中一种具体执行方式例如为：控制模块300在判断温度值处于目标温度范围时，若根据电能信息判断电源100向发热元件200提供的电能先增大然后降低(例如电源100输出的电流脉冲在频率不变的前提下强度先增大后降低)，则可认为电子烟被吸食一次。如此，电源100输出的电能每按照上述趋势变化一次，则可认为电子烟被吸食一次，从而可以统计在设定时间段内电子烟被吸食的总次数。

综上所述，本实施方式提供的上述电子烟控制电路，在感温模块400及供能检测模块500的检测作用下，使得控制模块300能够根据温度值及电能信息计算电子烟被吸食的次数，从而便于用户及时知晓吸烟的次数，提高了该电子烟的使用体验。

在其中一个实施例中，电源100利用频率恒定的电流脉冲向发热元件200供电。因此，如果电源100要增大输出功率，则可提高电流脉冲的强度。如果电源100要减小输出功率，则可降低电流脉冲的强度。

并且，请参考图2，供能检测模块500连接于电源100与发热元件200之间，且供能检测模块500用于检测电源100输出的电流脉冲的强度。因此，供能检测模块500通过检测电源100输出的电流脉冲的强度，即可相应检测电源100输出的电能大小及变化状况。

具体地，请继续参考图2，供能检测模块500包括第一电阻R1及运算放大器V_bus。运算放大器V_bus与第一电阻R1并联，且运算放大器V_bus与第一电阻R1均连接于电源100的正极与发热元件200的正极端之间。运算放大器V_bus的输出端与控制模块300连接。

在上述供能检测模块500中，第一电阻R1上流过的电流产生的电压通过运算放大器V_bus输入至控制模块300。如此，控制模块300根据运算放大器V_bus发送的电压值即可得到流经第一电阻R1的电流脉冲的强度，从而在判断电源100输出的电流脉冲的强度由第一数值升高至第二数值，再由第二数值下降至第三数值时(即电流脉冲的强度先增大后降低)，则判定电子烟被吸食一次。。

在其中一个实施例中，请继续参考图2，感温模块400与发热元件200并联。具体地，感温模块400包括第二电阻R2及第三电阻R3。第二电阻R2的一端连接发热元件200的正极端。第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端。第三电阻R3的另一端与发热元件200的负极端共同连接电源100的负极。第二电阻R2与第三电阻R3的公共端与控制模块300连接。

由此可见，第二电阻R2与第三电阻R3的公共端电压为第三电阻R3的电压值，那么，控制模块300根据第三电阻R3的电压值及阻值、第二电阻R2的阻值并根据分压原理即可得到发热元件200的电压值，从而可以根据存储的发热元件200电压与电阻的对应关系得到发热元件200的电阻值，最后基于与发热元件200对应的温度电阻变化系数由发热元件200的电阻值得到发热元件200对应的温度值。

另一实施方式提供了一种电子烟控制方法，由上述实施方式提供的电子烟控制电路中的控制模块300执行。请参考图3，该方法包括以下内容。

步骤S100，实时获取感温模块400检测的温度值及供能检测模块500检测的电能信息。

步骤S300，判断温度值处于目标温度范围时，根据电能信息的变化状态计算电子烟被吸食的次数。

其中，如果电源100利用频率恒定的电流脉冲对发热元件200进行供电，则电能信息可为电流脉冲的强度。

由于电子烟在未被吸食前，当发热元件200的温度处于目标温度范围时，发热元件200的温度及电源100输出的电能是几乎不变的，而一旦电子烟被用户吸食，发热元件200的温度则会降低，此时电源100将会增大输出功率，以使得发热元件200的温度再次上升至目标温度范围。当发热元件200的温度再次进入目标温度范围后，为了使发热元件200保持温度不变，电源100则相应降低输出功率，并直至达到一个稳定的较低的输出功率值，此时，发热元件200的温度及电源100输出的功率都保持不变，直至下次电子烟被用户吸食。因此，基于电子烟的上述特性，控制模块300的其中一种具体执行方式例如为：控制模块300在判断温度值处于目标温度范围后，若根据电能信息判断电源100向发热元件200提供的电能先增大然后降低(例如电源100输出的电流脉冲在频率不变的前提下强度先增大后降低)，则可认为电子烟被吸食一次。如此，电源100输出的电能每按照上述趋势变化一次，则可认为电子烟被吸食一次，从而可以统计在设定时间段内电子烟内吸食的总次数。

综上所述，本实施方式提供的上述电子烟控制方法中，在感温模块400及供能检测模块500的检测作用下，使得控制模块300能够根据温度值及电能信息计算电子烟被吸食的次数，从而便于用户及时知晓吸烟的次数，提高了该电子烟的使用体验。

在其中一个实施例中，请参考图4，在上述步骤S300之前，上述方法还包括以下步骤。

步骤S200，判断温度值进入目标温度范围且温度值未发生下降趋势时，控制电源100降低输出功率。

其中，温度值未发生下降趋势，代表电子烟还未被用户吸食。此时，如果电源100继续维持功率不变(即此时电源100输出的功率值与在发热元件200的温度未进入目标温度范围时电源100输出的功率值大小相同)，发热元件200的温度将会持续上升，甚至烧坏。因此，当发热元件200的温度开始进入目标温度范围后，控制模块300控制电源100降低输出功率，可以使得发热元件200的温度始终保持在目标温度范围内。

在其中一个实施例中，电源100利用频率恒定的电流脉冲向发热元件200供电。因此，如果电源100要增大输出功率，则可提高电流脉冲的强度。如果电源100要减小输出功率，则可降低电流脉冲的强度。

并且，上述步骤S300中的根据电能信息的变化状态计算电子烟被吸食的次数的步骤为：若电源100输出的电流脉冲的强度由第一数值升高至第二数值，再由第二数值下降至第三数值时，则判定电子烟被吸食一次。

其中，电源100输出的电流脉冲的强度由第一数值升高至第二数值，再由第二数值下降至第三数值，换言之，电源100输出的功率先增大，然后下降，即当用户吸食电子烟后，电源100输出的功率先增大，直至发热元件200的温度再次进入目标温度范围后，电源100输出的功率将会下降。因此，当判断电源100输出的功率发生了上述趋势后，则可判定电子烟被用户吸食了一次。此外，由于电源100输出的电能容易测量，因此，本实施例中通过检测电源100输出功率的变化趋势来判断电子烟被吸食的次数，更便于实施。

具体地，请同样参考图2，供能检测模块500包括第一电阻R1及运算放大器V_bus。运算放大器V_bus与第一电阻R1并联，且运算放大器V_bus与第一电阻R1均连接于电源100的正极与发热元件200的正极端之间。运算放大器V_bus的输出端与控制模块300连接。

并且，请参考图5，上述步骤S100中的实时获取供能检测模块检测的电能信息的步骤包括以下内容。

步骤S110，实时获取运算放大器V_bus输出的电压值。

步骤S120，根据运算放大器V_bus输出的电压值获取电源100输出的电流脉冲的强度。

由于运算放大器V_bus输出的电压值与电源100输出的电流脉冲的强度具有一定的对应关系，那么，根据运算放大器V_bus输出的电压值即可获取电源100输出的电流脉冲的强度。由此可见，本实施例只需通过第一电阻R1及运算放大器V_bus即可检测电源100向加热元件200提供的电能，电路简单，易于实现电子烟的小型化。

进一步地，请同样参考图2，感温模块400与发热元件200并联。具体地，感温模块400包括第二电阻R2及第三电阻R3。第二电阻R2的一端连接发热元件200的正极端。第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端。第三电阻R3的另一端与发热元件200的负极端共同连接电源100的负极。第二电阻R2与第三电阻R3的公共端与控制模块300连接。

并且，上述步骤S100中的实时获取所述感温模块检测的温度值的步骤包括以下内容，请参考图6。

步骤S140，实时获取第三电阻R3的电压值。

其中，第三电阻R3的电压值即第二电阻R2与第三电阻R3的公共端输出的电压值。

步骤S150，根据第三电阻R3的电压值及阻值、第二电阻R2的阻值计算发热元件200的电压值。

其中，可以利用分压原理根据第三电阻R3的电压值及阻值、第二电阻R2的阻值计算第二电阻R2与第三电阻R3构成的串联电路的总电压，从而可以得到发热元件200的电压值。

步骤S160，根据发热元件200的电压值计算发热元件200的电阻值。

其中，控制模块300内可以存储发热元件200电压与电阻的对应关系，从而能够根据发热元件200的电压值计算发热元件200的电阻值。

步骤S170，基于与发热元件200对应的温度电阻变化系数由发热元件200的电阻值得到发热元件200对应的温度值。

其中，温度电阻变化系数即TCR(temperature coefficient of resistance)值，并且，每一种材质的TCR都是不同的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子烟控制电路，应用于电子烟；所述电子烟包括电源及发热元件，且所述电源用于向所述发热元件供电；其特征在于，所述电子烟控制电路包括控制模块、感温模块及供能检测模块；所述控制模块分别与所述感温模块、供能检测模块连接；所述感温模块、所述供能检测模块还分别与所述发热元件连接；

所述感温模块用于检测所述发热元件的温度，并将检测的温度值发送至所述控制模块；所述供能检测模块用于检测所述电源向所述发热元件提供的电能，并将检测的电能信息发送至所述控制模块；所述控制模块用于根据所述温度值及所述电能信息计算所述电子烟被吸食的次数。

2.根据权利要求1所述的电子烟控制电路，其特征在于，所述电源利用频率恒定的电流脉冲向所述发热元件供电；

所述供能检测模块连接于所述电源与所述发热元件之间，且所述供能检测模块用于检测所述电源输出的电流脉冲的强度。

3.根据权利要求2所述的电子烟控制电路，其特征在于，所述供能检测模块包括第一电阻及运算放大器；所述运算放大器与所述第一电阻并联，且所述运算放大器与所述第一电阻均连接于所述电源的正极与所述发热元件的正极端之间；所述运算放大器的输出端与所述控制模块连接。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的电子烟控制电路，其特征在于，所述感温模块与所述发热元件并联。

5.根据权利要求4所述的电子烟控制电路，其特征在于，所述感温模块包括第二电阻及第三电阻；所述第二电阻的一端连接所述发热元件的正极端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端与所述发热元件的负极端共同连接所述电源的负极；所述第二电阻与所述第三电阻的公共端与所述控制模块连接。

6.一种电子烟控制方法，由权利要求1提供的电子烟控制电路中的控制模块执行，包括：

实时获取所述感温模块检测的温度值及所述供能检测模块检测的电能信息；

判断所述温度值处于目标温度范围时，根据所述电能信息的变化状态计算所述电子烟被吸食的次数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述判断所述温度值处于目标温度范围时，根据所述电能信息的变化状态计算所述电子烟被吸食的次数的步骤之前，所述方法还包括：

判断所述温度值进入目标温度范围且所述温度值未发生下降趋势时，控制所述电源降低输出功率。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电源利用频率恒定的电流脉冲向所述发热元件供电；

并且，所述根据所述电能信息的变化状态计算所述电子烟被吸食的次数的步骤为：若所述电源输出的电流脉冲的强度由第一数值升高至第二数值，再由所述第二数值下降至第三数值时，则判定所述电子烟被吸食一次。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述供能检测模块包括第一电阻及运算放大器；所述运算放大器与所述第一电阻并联，且所述运算放大器与所述第一电阻均连接于所述电源的正极与所述发热元件的正极端之间；所述运算放大器的输出端与所述控制模块连接；

并且，所述实时获取所述供能检测模块检测的电能信息的步骤包括：

实时获取所述运算放大器输出的电压值；

根据所述运算放大器输出的电压值获取所述电源输出的电流脉冲的强度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述感温模块包括第二电阻及第三电阻；所述第二电阻的一端连接所述发热元件的正极端，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端与所述发热元件的负极端共同连接所述电源的负极；所述第二电阻与所述第三电阻的公共端与所述控制模块连接；

并且，所述实时获取所述感温模块检测的温度值的步骤包括：

实时获取所述第三电阻的电压值；

根据所述第三电阻的电压值及阻值、所述第二电阻的阻值计算所述发热元件的电压值；

根据所述发热元件的电压值计算所述发热元件的电阻值；

基于与所述发热元件对应的温度电阻变化系数由所述发热元件的电阻值得到所述发热元件对应的温度值。