CN109805451A - 恒功率防干烧电子烟及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种恒功率防干烧电子烟及其控制方法，恒功率防干烧电子烟包括雾化杆和电池杆，雾化杆内设有发热电阻，电池杆内装有电池、电路控制板和解锁按键开关、有吸烟开关，发热电阻为阻值可随温度变化并具有正温度系数的可变电阻，电路控制板上包括有微控制芯片、阻值检测单元、恒功率输出控制单元、输出反馈单元，所述解锁按键开关、吸烟开关与微控制芯片电连接，在恒功率输出控制单元的调节下，发热电阻的PWM电压值随发热电阻的阻值同步变化以保持相同的功率从而使发热电阻加热烟液产生的雾化量相同。本发明有益效果是：可实现对发热电阻阻值的监控，对电子烟实现防干烧保护功能的同时还可保持功率大小不变而使烟雾量保持不变。

Description

恒功率防干烧电子烟及其控制方法
技术领域
本发明涉及电子烟技术领域，更具体的说，本发明涉及一种恒功率防干烧电子烟以及该恒功率防干烧电子烟的控制方法。
背景技术
电子烟通常是将烟液经过雾化器的加热雾化而发出烟雾供吸烟者使用，随着人们对身体健康的关注度上升，人们都意识到了烟草对于人们身体的危害，而电子烟不含有烟焦油，烟液雾化后对人体产生的危害较小，故电子烟逐渐代替香烟得到广泛使用。
现有的电子烟，由于电池使用中电量、电能不断减少，使得电池的电压也不断降低，在电子烟烟液雾化时，烟雾量会不断减少。另外，为了防止电子烟在缺乏烟液时因温度急剧升高导致的干烧，需要采用具有阻值随温度变化的发热电阻，以便检测发热电阻的工作温度。然而随着工作温度的变化，发热电阻阻值的升高却会导致工作电压下降而造成功率下降，使得吸烟过程中烟雾量越来越小，给用户带来了不良的吸烟体验。
发明内容
本发明的目的在于为克服上述技术的不足而提供一种恒功率防干烧电子烟，该恒功率防干烧电子烟可实现对发热电阻温度的监控，对电子烟实现防干烧保护功能的同时还可保持功率大小不变而使烟雾量保持不变。
本发明的技术方案是这样实现的：一种恒功率防干烧电子烟，包括雾化杆和电池杆，所述雾化杆内设有雾化器，所述雾化器包括用于加热并雾化电子烟烟液的发热电阻，所述电池杆内装有电池、电路控制板和解锁按键开关，所述雾化杆或电池杆内还设有吸烟开关，所述发热电阻为阻值可随温度变化并具有正温度系数的可变电阻，所述电路控制板上包括有微控制芯片、阻值检测单元、恒功率输出控制单元、输出反馈单元，所述解锁按键开关、吸烟开关与微控制芯片电连接，所述阻值检测单元与发热电阻电连接用于检测其阻值并将阻值信号反馈给微控制芯片，所述输出反馈单元与发热电阻电连接用于检测其工作电压并反馈给微控制芯片，所述恒功率输出控制单元与微控制芯片电连接以便接受微控制芯片的PWM控制信号，所述恒功率输出控制单元根据PWM控制信号产生相应的PWM电压值并输出至发热电阻，发热电阻的PWM电压值随发热电阻的阻值同步变化以保持相同的功率从而使发热电阻加热烟液产生的雾化量相同，同时所述微控制芯片将阻值信号与干烧设定值进行比较，当阻值信号超过干烧设定值时，所述微控制芯片切断恒功率输出控制单元的输出以防止电子烟温度过高而产生干烧。
优选地，所述电路控制板上还设有与所述电池电连接的电池充电单元、电池保护单元、电池供电单元和电池检测单元，所述微控制芯片分别与所述电池充电单元、电池保护单元、电池检测单元电连接。
优选地，所述雾化杆或电池杆外表设有显示单元与所述微控制芯片电连接优选地，所述微控制芯片包括20个引脚，其中，第1引脚连接所述阻值检测单元的阻值检测信号输出端，第3引脚连接接地端，第5引脚连接电池供电端，第8引脚连接所述阻值检测单元的控制信号端，第13引脚连接所述恒功率控制单元的PWM控制信号输入端，第15引脚与所述解锁按键开关信号端电连接，第17引脚与所述阻值检测单元的辅助阻值检测信号端连接，第19引脚与基准电压端连接，第20引脚与所述吸烟开关的信号端连接。
优选地，所述恒功率输出控制单元与所述阻值检测单元相互连接，所述阻值检测单元包括具有八个引脚的第一MOS管，所述第一MOS管的第3引脚为栅极，第4、5引脚相互连接为源极，第1、2、6、7、8引脚相互连接为漏极，所述第一MOS管的第3引脚为控制信号输入端，所述第一MOS管的源极通过电阻R1与第3引脚连接，所述阻值检测单元还包括电阻R5、R5、R11、R24和电容C1、C2，所述第一MOS管的漏极串联电阻R11、R24后接地，电阻R24两端并联电容C1，电阻R11与电阻R24的连接点为阻值检测信号输出端，所述第一MOS管的漏极还分别与所述电阻R5、R3、电容C2串联后接地，所述电阻R3与电容C2的连接点为辅助阻值检测信号端；所述恒功率输出控制单元包括具有八个引脚的第二MOS管，所述第二MOS管的第3引脚为栅极，第4、5引脚相互连接为源极，第1、2、6、7、8引脚均为漏极且相互连接后为PWM电压输出端，所述第二MOS管的第3引脚为所述恒功率控制单元的控制信号输入端，所述第二MOS管的第4、5引脚与电池正极连接，所述第二MOS管的第3引脚与第4、5引脚之间串联电阻R7；所述第一MOS管的第4、5引脚同时与所述第二MOS管的第4、5引脚连接，所述电阻R5与R3之间的连接点与所述PWM电压输出端连接。
优选地，所述解锁按键开关一端接地，另一端为解锁按键开关输出信号端，该信号端同时与电池正极之间串联电阻R21。
优选地，所述吸烟开关包括3个引脚，其中，第1引脚为吸烟开关输出信号端MIC，第2引脚为接地端，第3引脚与电池正极之间串联电阻R27，第3引脚同时与电容C10串联后接地。
本发明的另一种技术方案是，一种恒功率防干烧电子烟的控制方法，该方法包括以下的步骤：
⑴设定干烧阻值预设值、功率预设值、待机时间预设值；
⑵微控制芯片判断是否处于开机状态，如果否，则进入下一步，如果是，则进入步骤⑷；
⑶解锁按键开关解锁，进行开机操作；
⑷微控制芯片判断吸烟开关是否打开，如果是，则进入下一步，如果否，则进入步骤⑽；
⑸阻值检测单元检测发热丝阻值，将阻值信号传递给微控制芯片；
⑹微控制芯片控制恒功率输出控制单元输出预设功率给发热电阻；
⑺微控制芯片判断发热电阻阻值是否增加，如果是，则进入下一步，如果否则进入步骤⑷；
⑻阻值检测单元检测阻值是否大于干烧预设值，如果是，则恒功率输出控制单元停止输出，闪红灯5下，进入步骤⑿，如果否，则进入下一步；
⑼恒功率输出控制单元根据功率预设值调整PWM输出电压，保持恒功率输出；
⑽吸烟开关关闭，结束吸烟状态，进入待机状态；
⑾微控制芯片判断待机时间是否超过预设值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回步骤⑷；
⑿进入关机状态。
本发明的有益效果如下：本发明通过阻值检测单元检测发热电阻阻值的升高，经过微控制芯片的作用，使得恒功率输出单元输出PWM电压值给发热电阻，该PWM电压值随发热电阻的阻值同步变化以保持相同的功率从而使发热电阻加热烟液产生的雾化量相同，因此，本发明能够很好的实现电子烟防干烧的同时还可使烟雾量保持不变。
附图说明
图1为本发明的恒功率防干烧电子烟的剖视图；
图2为本发明的电路板的功能结构图；
图3为本发明的微控制芯片的连接示意图；
图4为本发明的恒功率输出控制单元及阻值检测单元的电路原理图；
图5为本发明解锁按键开关的电路原理图；
图6为本发明吸烟开关的电路原理图；
图7为本发明恒功率输出单元输出PWM电压值的示意图；
图8为本发明控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
如图1所示，本发明的一种恒功率防干烧电子烟，包括雾化杆1和电池杆2，雾化杆1内设有雾化器3，雾化器3包括用于加热并雾化电子烟烟液的发热电阻(图中未示)，电池杆2内装有电池4和电路控制板5，发热电阻为阻值可随温度变化并具有正温度系数的可变电阻，电池杆2内设有解锁按键开关6，用户吸烟时，首先需要按压解锁按键开关6进行解锁操作。电池杆2内(也可以设在雾化杆1内)设有吸烟开关7，该吸烟开关7可以是气流感应开关，用户吸烟时产生的气流可以触动而打开该开关。
如图2、图7所示，电路控制板5上设有元件包括微控制芯片MCU、阻值检测单元、恒功率输出控制单元、输出反馈单元，解锁按键开关、吸烟开关与微控制芯片MCU电连接，阻值检测单元与发热电阻电连接用于检测其阻值并将阻值信号反馈给微控制芯片，输出反馈单元与发热电阻电连接用于检测其工作电压并反馈给微控制芯片，恒功率输出控制单元与微控制芯片电连接以便接受微控制芯片的PWM控制信号，恒功率输出控制单元根据PWM控制信号产生相应的PWM电压值并输出至发热电阻，发热电阻的PWM电压值随发热电阻的阻值同步变化以保持相同的功率从而使发热电阻加热烟液产生的雾化量相同，即根据PWM控制信号的大小产生不同占空比的PWM电压并输出给发热电阻，发热电阻的阻值越高则PWM电压在一定时间内的平均电压值也越高以便使发热电阻保持相同的功率从而使烟液加热产生的雾化量相同。同时，微控制芯片将阻值信号与干烧设定值进行对比，当阻值信号超过干烧设定值时，所述微控制芯片切断所述雾化器输出控制单元的输出以防止电子烟温度过高而产生干烧。图7为PWM电压值V随时间轴T变化的情况。
如图2所示，电路控制板5上还设有与所述电池电连接的电池充电单元、电池保护单元、电池供电单元和电池检测单元，所述微控制芯片分别与所述电池充电单元、电池保护单元、电池检测单元电连接。
如图3所示，所述微控制芯片包括20个引脚，其中，第1引脚连接所述阻值检测单元的阻值检测信号输出端R-DET，第3引脚连接接地端GND，第5引脚连接电池供电端VDD，第8引脚连接所述阻值检测单元的控制信号端R-DET-EN，第13引脚连接所述恒功率控制单元的PWM控制信号输入端PWM-EN，第15引脚与所述解锁按键开关信号端KEY-OUT电连接，第17引脚与所述阻值检测单元的辅助阻值检测信号端I-DET连接，第19引脚与基准电压端连接，第20引脚与所述吸烟开关的信号端连接。
如图4所示，所述恒功率输出控制单元与所述阻值检测单元相互连接，所述阻值检测单元包括具有八个引脚的第一MOS管Q1，所述第一MOS管Q1的第3引脚为栅极G，第4、5引脚相互连接为源极S，第1、2、6、7、8引脚相互连接为漏极D，所述第一MOS管的第3引脚为控制信号输入端R-DET-EN，所述第一MOS管的源极S通过电阻R1与第3引脚连接，所述阻值检测单元还包括电阻R5、R5、R11、R24和电容C1、C2，所述第一MOS管的漏极D串联电阻R11、R24后接地，电阻R24两端并联电容C1，电阻R11与电阻R24的连接点为阻值检测信号输出端R-DET，所述第一MOS管的漏极D还分别与所述电阻R5、R3、电容C2串联后接地，所述电阻R3与电容C2的连接点为辅助阻值检测信号端I-DET；所述恒功率输出控制单元包括具有八个引脚的第二MOS管Q2，所述第二MOS管Q2的第3引脚为栅极G，第4、5引脚相互连接为源极S，第1、2、6、7、8引脚均为漏极D且相互连接后为PWM电压输出端PWM-OUT，所述第二MOS管的第3引脚为所述恒功率控制单元的控制信号输入端PWM-EN，所述第二MOS管的第4、5引脚与电池正极连接，所述第二MOS管的第3引脚与第4、5引脚之间串联电阻R7；所述第一MOS管的第4、5引脚同时与所述第二MOS管的第4、5引脚连接，所述电阻R5与R3之间的连接点与所述PWM电压输出端PWM-OUT连接。图4虚线上半部为恒功率输出控制单元，虚线下半部为阻值检测单元。
如图5所示，所述解锁按键开关6一端接地，另一端为解锁按键开关输出信号端KEY-OUT，该信号端KEY-OUT同时与电池正极之间串联电阻R21。
如图6所示，所述吸烟开关7包括3个引脚，其中，引脚R为吸烟开关输出信号端MIC，引脚GND为接地端，引脚VIN与电池正极之间串联电阻R27，引脚VIN同时与电容C10串联后接地。
如图8所示，一种恒功率防干烧电子烟的控制方法，该方法包括以下的步骤：
⑴设定干烧阻值预设值、功率预设值、待机时间预设值；
⑵微控制芯片判断是否处于开机状态，如果否，则进入下一步，如果是，则进入步骤⑷；
⑶解锁按键开关解锁，进行开机操作；
⑷微控制芯片判断吸烟开关是否打开，如果是，则进入下一步，如果否，则进入步骤⑽；
⑸阻值检测单元检测发热丝阻值，将阻值信号传递给微控制芯片；
⑹微控制芯片控制恒功率输出控制单元输出预设功率给发热电阻；
⑺微控制芯片判断发热电阻阻值是否增加，如果是，则进入下一步，如果否则进入步骤⑷；
⑻阻值检测单元检测阻值是否大于干烧预设值，如果是，则恒功率输出控制单元停止输出，闪红灯5下，进入步骤⑿，如果否，则进入下一步；
⑼恒功率输出控制单元根据功率预设值调整PWM输出电压，保持恒功率输出；
⑽吸烟开关关闭，结束吸烟状态，进入待机状态；
⑾微控制芯片判断待机时间是否超过设定值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回步骤⑷；
⑿进入关机状态。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。

Claims (8)

1.一种恒功率防干烧电子烟，包括雾化杆和电池杆，所述雾化杆内设有雾化器，所述雾化器包括用于加热并雾化电子烟烟液的发热电阻，所述电池杆内装有电池、电路控制板和解锁按键开关，其特征在于：所述雾化杆或电池杆内还设有吸烟开关，所述发热电阻为阻值可随温度变化并具有正温度系数的可变电阻，所述电路控制板上包括有微控制芯片、阻值检测单元、恒功率输出控制单元、输出反馈单元，所述解锁按键开关、吸烟开关与微控制芯片电连接，所述阻值检测单元与发热电阻电连接用于检测其阻值并将阻值信号反馈给微控制芯片，所述输出反馈单元与发热电阻电连接用于检测其工作电压并反馈给微控制芯片，所述恒功率输出控制单元与微控制芯片电连接以便接受微控制芯片的PWM控制信号，所述恒功率输出控制单元根据PWM控制信号产生相应的PWM电压值并输出至发热电阻，发热电阻的PWM电压值随发热电阻的阻值同步变化以保持相同的功率从而使发热电阻加热烟液产生的雾化量相同，同时所述微控制芯片将阻值信号与干烧设定值进行比较，当阻值信号超过干烧设定值时，所述微控制芯片切断恒功率输出控制单元的输出以防止电子烟温度过高而产生干烧。
2.根据权利要求1所述的恒功率防干烧电子烟，其特征在于：所述电路控制板上还设有与所述电池电连接的电池充电单元、电池保护单元、电池供电单元和电池检测单元，所述微控制芯片分别与所述电池充电单元、电池保护单元、电池检测单元电连接。
3.根据权利要求1所述的恒功率防干烧电子烟，其特征在于：所述雾化杆或电池杆外表设有显示单元与所述微控制芯片电连接。
4.根据权利要求1所述的恒功率防干烧电子烟，其特征在于：所述微控制芯片包括20个引脚，其中，第1引脚连接所述阻值检测单元的阻值检测信号输出端，第3引脚连接接地端，第5引脚连接电池供电端，第8引脚连接所述阻值检测单元的控制信号端，第13引脚连接所述恒功率控制单元的PWM控制信号输入端，第15引脚与所述解锁按键开关信号端电连接，第17引脚与所述阻值检测单元的辅助阻值检测信号端连接，第19引脚与基准电压端连接，第20引脚与所述吸烟开关的信号端连接。
5.根据权利要求4所述的恒功率防干烧电子烟，其特征在于：所述恒功率输出控制单元与所述阻值检测单元相互连接，所述阻值检测单元包括具有八个引脚的第一MOS管，所述第一MOS管的第3引脚为栅极，第4、5引脚相互连接为源极，第1、2、6、7、8引脚相互连接为漏极，所述第一MOS管的第3引脚为控制信号输入端，所述第一MOS管的源极通过电阻R1与第3引脚连接，所述阻值检测单元还包括电阻R5、R5、R11、R24和电容C1、C2，所述第一MOS管的漏极串联电阻R11、R24后接地，电阻R24两端并联电容C1，电阻R11与电阻R24的连接点为阻值检测信号输出端，所述第一MOS管的漏极还分别与所述电阻R5、R3、电容C2串联后接地，所述电阻R3与电容C2的连接点为辅助阻值检测信号端；所述恒功率输出控制单元包括具有八个引脚的第二MOS管，所述第二MOS管的第3引脚为栅极，第4、5引脚相互连接为源极，第1、2、6、7、8引脚均为漏极且相互连接后为PWM电压输出端，所述第二MOS管的第3引脚为所述恒功率控制单元的控制信号输入端，所述第二MOS管的第4、5引脚与电池正极连接，所述第二MOS管的第3引脚与第4、5引脚之间串联电阻R7；所述第一MOS管的第4、5引脚同时与所述第二MOS管的第4、5引脚连接，所述电阻R5与R3之间的连接点与所述PWM电压输出端连接。
6.根据权利要求4所述的恒功率防干烧电子烟，其特征在于：所述解锁按键开关一端接地，另一端为解锁按键开关输出信号端，该信号端同时与电池正极之间串联电阻R21。
7.根据权利要求4所述的恒功率防干烧电子烟，其特征在于：所述吸烟开关包括3个引脚，其中，第1引脚为吸烟开关输出信号端MIC，第2引脚为接地端，第3引脚与电池正极之间串联电阻R27，第3引脚同时与电容C10串联后接地。
8.一种恒功率防干烧电子烟的控制方法，其特征在于：该方法包括以下的步骤：
⑴设定干烧阻值预设值、功率预设值、待机时间预设值；
⑵微控制芯片判断是否处于开机状态，如果否，则进入下一步，如果是，则进入步骤⑷；
⑶解锁按键开关解锁，进行开机操作；
⑷微控制芯片判断吸烟开关是否打开，如果是，则进入下一步，如果否，则进入步骤⑽；
⑸阻值检测单元检测发热丝阻值，将阻值信号传递给微控制芯片；
⑹微控制芯片控制恒功率输出控制单元输出预设功率给发热电阻；
⑺微控制芯片判断发热电阻阻值是否增加，如果是，则进入下一步，如果否则进入步骤⑷；
⑻阻值检测单元检测阻值是否大于干烧预设值，如果是，则恒功率输出控制单元停止输出，闪红灯5下，进入步骤⑿，如果否，则进入下一步；
⑼恒功率输出控制单元根据功率预设值调整PWM输出电压，保持恒功率输出；
⑽吸烟开关关闭，结束吸烟状态，进入待机状态；
⑾微控制芯片判断待机时间是否超过预设值，如果是，则进入下一步，如果否，则返回步骤⑷；
⑿进入关机状态。
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