CN109793286A - 一种加热非燃烧电子烟恒温控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加热非燃烧电子烟恒温控制电路及方法，属于电子烟技术领域。本发明包括电源、启动/感应控制模块、控制模块、驱动模块、提示模块、加热片；启动/感应控制模块用于控制电源是否为整个控制电路供电；控制模块用于控制驱动模块中高电压恒压源模块、低电压恒压源模块的选择，并通过提示模块提示该模块的选择情况；驱动模块用于向加热片提供恒定高电压或低电压对其驱动加热，来实现加热片温度上升；提示模块用于提示控制模块对于驱动模块中的高电压恒压源模块、低电压恒压源模块的选择情况。本发明提升了温度控制的精度及准确性。同时保证了抽吸过程中温度的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热非燃烧电子烟恒温控制电路及方法，属于电子烟技术领域。
背景技术
随着社会发展和人类进步，烟草作为对人体有害的消费品逐渐被具有相同功能的健康物品所取代。如最近兴起的电子烟产品，这种产品是通过高科技手段雾化含有尼古丁等化学物质的液体产生烟雾，实现吸烟目的。现在市场上出现了一种电子烟，不会将烟草燃烧，而只是使烟草保持在一定的温度，即可带来吸烟的体验，同时有效地减少有害物质的吸收。
加热温度的恒定控制，这在工业应用上已经非常普遍，可以实现精确控制加热温度在恒定温度范围的目的。但是由于电子烟产品属于微型化的电子设备，电子烟控制系统的体积很小，再加装普通的温度控制装置具有相当的难度。用一般的工业加热控制方法也难以实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种加热非燃烧电子烟恒温控制电路及方法，以用于解决目前加热非燃烧电子烟中缺乏对其准确控制加热温度在恒定温度范围内的问题，进一步提升了温度控制的精度及准确性。同时保证了抽吸过程中温度的一致性，提高了烟雾量和口感。
本发明技术方案是：一种加热非燃烧电子烟恒温控制电路，包括电源10、启动/感应控制模块11、控制模块12、驱动模块13、提示模块14、加热片15；
所述启动/感应控制模块11用于控制电源10是否为整个控制电路供电；
所述控制模块12用于控制驱动模块13中高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302的选择，并通过提示模块14提示该模块的选择情况；
所述驱动模块13用于向加热片15提供恒定高电压或低电压对其驱动加热，来实现加热片15温度上升；
所述提示模块14用于提示控制模块12对于驱动模块13中的高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302的选择情况。
进一步地，所述启动/感应控制模块11用于控制电源10的通断，启动/感应控制模块11采用开关按键。
进一步地，所述控制模块12的控制芯片型号为：HT66F018。
进一步地，所述驱动模块13包括高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302；恒压源模块中驱动元件型号为：NPN功率晶体管BD537；还包括三极管Q2、Q3、常开继电器K1、常闭继电器K2、电阻R、可控精密稳压源TL431CP；所述控制模块12的控制芯片的I/O口输出端接Q2与Q3的基极，Q2与Q3的发射极都接地，Q2与Q3的集电极分别接K2与K1的左下端，K1与K2的左上端都接电源电压4.2V，K2的右上端接R的一端和TL431CP的阴极，K2的右下端接Q1的基极，K1的右上端接TL431CP的参考极，K1的右下端接Q1的发射极和加热片RL的一端，TL431CP的阳极接地，R的另一端接电源电压4.2V，Q1集电极接电源电压4.2V，加热片RL的另一端接地。
进一步地，所述高电压恒压源模块1301为加热片15预热阶段供电，以保证快速升温；低电压恒压源模块1302为加热片15恒温阶段供电，以保证温度恒定；
进一步地，所述加热非燃烧电子烟恒温控制电路通过启动/感应控制模块11上电后控制模块12开始计时，控制模块12控制高电压恒压源模块1301开始给加热片15供电预热，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于预热阶段；当计时到30s时切换控制低电压恒压源模块1302给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于恒温阶段，此阶段用户能进行抽吸；当控制模块12累积计时到300s时驱动模块13不工作，同时提示模块14发出提示，提示此次抽吸过程已结束。
进一步地，所述提示模块14包括0603RGB LED灯和震动马达；提示模块14与驱动模块13连接；
当驱动模块13中的高电压恒压源模块1301给加热片15供电预热，0603RGB LED红灯常亮同时震动马达震动2s，提示现工作阶段为预热阶段；
当驱动模块13中的低电压恒压源模块1302给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值时，预热阶段结束时0603RGB LED红灯熄灭绿灯常亮同时震动马达震动2s，提示现工作阶段为恒温阶段；
当驱动模块13中的高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302均不工作即给加热片15断电以结束此次抽吸过程时，恒温阶段结束，0603RGB LED绿灯熄灭同时震动马达震动2s，提示此次抽吸过程已结束。
一种加热非燃烧电子烟恒温控制方法，所述控制方法的具体步骤为：
步骤A、启动/感应控制模块11上电后控制模块12开始计时，控制模块12控制选择驱动模块13中高电压恒压源模块1301开始给加热片15供电预热，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于预热阶段；
步骤B、预热阶段结束后，控制模块12控制选择驱动模块13中低电压恒压源模块1302开始给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于恒温阶段；
步骤C、恒温结束后，控制模块12控制驱动模块13中高电压恒压源模块1301和低电压恒压源模块1302都不给加热片15供电以结束此次抽吸过程，同时提示模块14发出提示，提示此次抽吸过程已结束。
本发明的工作原理是：
所述加热非燃烧电子烟恒温控制电路通过启动/感应控制模块11上电后控制模块12开始计时，控制模块12控制高电压恒压源模块1301开始给加热片15供电预热，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于预热阶段；其中电路原理图如图2所示：
当控制模块12I/O11＝0、I/O12＝0时，图2的电路图变化为图3所示电路；当控制模块12I/O11＝0时控制Q2不工作，常闭继电器K2还是闭合，控制模块12I/O12＝0时控制Q3不工作，常开继电器K1还是断开，从而实现控制模块12控制高电压恒压源模块1301开始给加热片15供电预热；
当计时到30s时切换控制低电压恒压源模块1302给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于恒温阶段，此阶段用户能进行抽吸；
当控制模块12I/O11＝0、I/O12＝1时，图2的电路图变化为图4所示电路；当控制模块12I/O11＝0时控制Q2不工作，常闭继电器K2还是闭合，控制模块12I/O12＝1时控制Q3工作，进而控制常开继电器K1闭合，从而实现控制模块12控制低电压恒压源模块1302给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值。
当控制模块12累积计时到300s时驱动模块13不工作，同时提示模块14发出提示，提示此次抽吸过程已结束。
当控制模块12I/O11＝1、I/O11＝1，图2的电路图变化为图5所示电路；当控制模块12I/O11＝1时控制Q2工作，进而控制常闭继电器K2断开，控制模块12I/O12＝1时控制Q3工作，进而控制常开继电器K1闭合，从而实现控制模块12控制高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302均不工作即给加热片15断电以结束此次抽吸过程时。
所述驱动模块13中低电压恒压源模块1302恒温原理如下：
在恒温过程中，加热片两端电压恒定，利用低电压恒压源模块使电流自稳定到固定值，从而加热片阻值保持不变，最终实现加热片温度恒定，表达式为：
V＝I×R
在抽吸过程中，持续气流通过该加热片会使其温度暂时降低，加热片阻值减小，加热片两端功率P恒定，则通过加热片的电流会增大，实现加热片温度补偿，表达式为：
P＝I2×R
本发明的有益效果是：电子烟恒温控制电路及方法中高电压恒压源模块为预热阶段供电，能使加热片快速升温至需要温度值，同时缩短了预热时间；而恒温阶段使用低电压恒压源模块供电，保证了温度恒定，也提高了烟雾量和口感。提升了温度控制的精度及准确性。同时保证了抽吸过程中温度的一致性。
附图说明
图1是本发明的基本框架图；
图2是本发明的驱动模块的电路原理图；
图3是本发明实施例1的驱动模块的预热阶段工作电路原理图；
图4为本发明实施例1的驱动模块的恒温阶段工作电路原理图；
图5为本发明实施例1的驱动模块不工作即给加热片断电的电路原理图。
图1中各标号：10-电源，11-启动/感应控制模块，12-控制模块，13-驱动模块，14-提示模块，15-加热片，1301-高电压恒压源模块，1302-低电压恒压源模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-5所示，一种加热非燃烧电子烟恒温控制电路，包括电源10、启动/感应控制模块11、控制模块12、驱动模块13、提示模块14、加热片15；
所述启动/感应控制模块11用于控制电源10是否为整个控制电路供电；
所述控制模块12用于控制驱动模块13中高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302的选择，并通过提示模块14提示该模块的选择情况；
所述驱动模块13用于向加热片15提供恒定高电压或低电压对其驱动加热，来实现加热片15温度上升；
所述提示模块14用于提示控制模块12对于驱动模块13中的高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302的选择情况。
进一步地，所述启动/感应控制模块11用于控制电源10的通断，启动/感应控制模块11采用开关按键。
进一步地，所述控制模块12的控制芯片型号为：HT66F018。
进一步地，所述驱动模块13包括高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302；恒压源模块中驱动元件型号为：NPN功率晶体管BD537；还包括三极管Q2、Q3、常开继电器K1、常闭继电器K2、电阻R、可控精密稳压源TL431CP；所述控制模块12的控制芯片的I/O口输出端接Q2与Q3的基极，Q2与Q3的发射极都接地，Q2与Q3的集电极分别接K2与K1的左下端，K1与K2的左上端都接电源电压4.2V，K2的右上端接R的一端和TL431CP的阴极，K2的右下端接Q1的基极，K1的右上端接TL431CP的参考极，K1的右下端接Q1的发射极和加热片RL的一端，TL431CP的阳极接地，R的另一端接电源电压4.2V，Q1集电极接电源电压4.2V，加热片RL的另一端接地。
进一步地，该高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302向该发热元件加热片15恒定电压供电，具体地，该高电压恒压源模块1301电压为3.5V；该低电压恒压源模块1302电压为2.5V，请参考图3、图4；表1为抽吸5口加热片的电流、温度变化情况，加热片在0℃时阻值为R0：1.191Ω；恒温温度设定为：335℃，恒温温度误差±3℃。
表1抽吸5口加热片的电流、温度变化情况
进一步地，所述高电压恒压源模块1301为加热片15预热阶段供电，以保证快速升温；低电压恒压源模块1302为加热片15恒温阶段供电，以保证温度恒定；
进一步地，所述加热非燃烧电子烟恒温控制电路通过启动/感应控制模块11上电后控制模块12开始计时，控制模块12控制高电压恒压源模块1301开始给加热片15供电预热，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于预热阶段；当计时到30s时切换控制低电压恒压源模块1302给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于恒温阶段，此阶段用户能进行抽吸；当控制模块12累积计时到300s时驱动模块13不工作，同时提示模块14发出提示，提示此次抽吸过程已结束。
进一步地，所述提示模块14包括0603RGB LED灯和震动马达；提示模块14与驱动模块13连接；
当驱动模块13中的高电压恒压源模块1301给加热片15供电预热，0603RGB LED红灯常亮同时震动马达震动2s，提示现工作阶段为预热阶段；
当驱动模块13中的低电压恒压源模块1302给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值时，预热阶段结束时0603RGB LED红灯熄灭绿灯常亮同时震动马达震动2s，提示现工作阶段为恒温阶段；
当驱动模块13中的高电压恒压源模块1301、低电压恒压源模块1302均不工作即给加热片15断电以结束此次抽吸过程时，恒温阶段结束，0603RGB LED绿灯熄灭同时震动马达震动2s，提示此次抽吸过程已结束。
一种加热非燃烧电子烟恒温控制方法，所述控制方法的具体步骤为：
步骤A、启动/感应控制模块11上电后控制模块12开始计时，控制模块12控制选择驱动模块13中高电压恒压源模块1301开始给加热片15供电预热，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于预热阶段；
步骤B、预热阶段结束后，控制模块12控制选择驱动模块13中低电压恒压源模块1302开始给加热片15供电以保持预热阶段结束时的温度值，同时提示模块14发出提示，提示加热片15处于恒温阶段；
步骤C、恒温结束后，控制模块12控制驱动模块13中高电压恒压源模块1301和低电压恒压源模块1302都不给加热片15供电以结束此次抽吸过程，同时提示模块14发出提示，提示此次抽吸过程已结束。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种加热非燃烧电子烟恒温控制电路，其特征在于：包括电源(10)、启动/感应控制模块(11)、控制模块(12)、驱动模块(13)、提示模块(14)、加热片(15)；
所述启动/感应控制模块(11)用于控制电源(10)是否为整个控制电路供电；
所述控制模块(12)用于控制驱动模块(13)中高电压恒压源模块(1301)、低电压恒压源模块(1302)的选择，并通过提示模块(14)提示该模块的选择情况；
所述驱动模块(13)用于向加热片(15)提供恒定高电压或低电压对其驱动加热，来实现加热片(15)温度上升；
所述提示模块(14)用于提示控制模块(12)对于驱动模块(13)中的高电压恒压源模块(1301)、低电压恒压源模块(1302)的选择情况。
2.根据权利要求1所述的加热非燃烧电子烟恒温控制电路，其特征在于：所述启动/感应控制模块(11)用于控制电源(10)的通断，启动/感应控制模块(11)采用开关按键。
3.根据权利要求1所述的加热非燃烧电子烟恒温控制电路，其特征在于：所述控制模块(12)的控制芯片型号为：HT66F018。
4.根据权利要求1所述的加热非燃烧电子烟恒温控制电路，其特征在于：
所述驱动模块(13)包括高电压恒压源模块(1301)、低电压恒压源模块(1302)；恒压源模块中驱动元件型号为：NPN功率晶体管BD537；还包括三极管Q2、Q3、常开继电器K1、常闭继电器K2、电阻R、可控精密稳压源TL431CP；所述控制模块(12)的控制芯片的I/O口输出端接Q2与Q3的基极，Q2与Q3的发射极都接地，Q2与Q3的集电极分别接K2与K1的左下端，K1与K2的左上端都接电源电压4.2V，K2的右上端接R的一端和TL431CP的阴极，K2的右下端接Q1的基极，K1的右上端接TL431CP的参考极，K1的右下端接Q1的发射极和加热片RL的一端，TL431CP的阳极接地，R的另一端接电源电压4.2V，Q1集电极接电源电压4.2V，加热片RL的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的加热非燃烧电子烟恒温控制电路，其特征在于：所述高电压恒压源模块(1301)为加热片(15)预热阶段供电，以保证快速升温；低电压恒压源模块(1302)为加热片(15)恒温阶段供电，以保证温度恒定。
6.根据权利要求3所述的加热非燃烧电子烟恒温控制电路，其特征在于：所述加热非燃烧电子烟恒温控制电路通过启动/感应控制模块(11)上电后控制模块(12)开始计时，控制模块(12)控制高电压恒压源模块(1301)开始给加热片(15)供电预热，同时提示模块(14)发出提示，提示加热片(15)处于预热阶段；当计时到30s时切换控制低电压恒压源模块(1302)给加热片(15)供电以保持预热阶段结束时的温度值，同时提示模块(14)发出提示，提示加热片(15)处于恒温阶段，此阶段用户能进行抽吸；当控制模块(12)累积计时到300s时驱动模块(13)不工作，同时提示模块(14)发出提示，提示此次抽吸过程已结束。
7.根据权利要求4所述的加热非燃烧电子烟恒温控制电路，其特征在于：所述提示模块(14)包括0603 RGB LED灯和震动马达；提示模块(14)与驱动模块(13)连接；
当驱动模块(13)中的高电压恒压源模块(1301)给加热片(15)供电预热，0603 RGB LED红灯常亮同时震动马达震动2s，提示现工作阶段为预热阶段；
当驱动模块(13)中的低电压恒压源模块(1302)给加热片(15)供电以保持预热阶段结束时的温度值时，预热阶段结束时0603 RGB LED红灯熄灭绿灯常亮同时震动马达震动2s，提示现工作阶段为恒温阶段；
当驱动模块(13)中的高电压恒压源模块(1301)、低电压恒压源模块(1302)均不工作即给加热片(15)断电以结束此次抽吸过程时，恒温阶段结束，0603 RGB LED绿灯熄灭同时震动马达震动2s，提示此次抽吸过程已结束。
8.一种加热非燃烧电子烟恒温控制方法，其特征在于：所述控制方法的具体步骤为：
步骤A、启动/感应控制模块(11)上电后控制模块(12)开始计时，控制模块(12)控制选择驱动模块(13)中高电压恒压源模块(1301)开始给加热片(15)供电预热，同时提示模块(14)发出提示，提示加热片(15)处于预热阶段；
步骤B、预热阶段结束后，控制模块(12)控制选择驱动模块(13)中低电压恒压源模块(1302)开始给加热片(15)供电以保持预热阶段结束时的温度值，同时提示模块(14)发出提示，提示加热片(15)处于恒温阶段；
步骤C、恒温结束后，控制模块(12)控制驱动模块(13)中高电压恒压源模块(1301)和低电压恒压源模块(1302)都不给加热片(15)供电以结束此次抽吸过程，同时提示模块(14)发出提示，提示此次抽吸过程已结束。
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| CN112214053A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-12 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种加热卷烟装置的自动控温电路及方法 |
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