CN113439885A - 电子烟及电子烟控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电子烟及电子烟控制方法，该方法包括如下步骤：获取表征吸烟动作的触发信号，并根据所述触发信号控制电池向发热元件供电；检测电池的电压及发热元件的电压，将所述电池的电压与发热元件的电压进行求差，以获取所述电池的电压与发热元件的电压之间的电压差值；以及根据所述电压差值调整所述电池的输出功率。在本发明的方案中，电池输出相应功率给发热元件时，已将线路损耗的功率进行补偿，因而所述发热元件能够得到所需的功率，从而能够输出相对稳定的TPM值。

Description

电子烟及电子烟控制方法

技术领域

本发明涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种电子烟及电子烟控制方法。

背景技术

现有的电子烟通常包括雾化组件及电池组件，雾化组件包括用于雾化气溶胶基质材料的发热元件，电池组件包括用于为发热元件供电的电池，当电池给发热元件供电时，发热元件发热，雾化气溶胶基质材料，使气溶胶基质材料形成气溶胶，因而用户可以吸食。

鉴于目前电子烟市场日益成熟，现有的电子烟的基本功能已经不能满足用户的需要，用户逐渐开始意识到电子烟的品质和体验，并比较关注电子烟的体验。其中一个比较关注的参数是电子烟的TPM(Total Particulate Matter，主流烟气粒相物)，根据经验TPM的大小与电子烟中电源的输出功率大小密切相关，然而不同类型或者不同型号的电子烟输出功率差异非常大，因而在产品制造设计的前期阶段，根据需要设计的TPM值去设计功率只能按照经验去确定，在根据实测TPM值去调整功率，这种方式显得非常繁琐。此外，由于电子烟类型的多样化，组装方式的多样化，实际组装等都会影响电子烟工作时的损耗，造成TPM差异比较大，不能精确甄别电子烟组装的好坏，异常情况下，损耗过大会使电子烟发热，存在烫伤用户、起火等风险。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种能够输出相对稳定的TPM值的电子烟及电子烟控制方法。

第一方面，本发明提供一种电子烟控制方法，包括：

获取表征吸烟动作的触发信号，并根据所述触发信号控制电池向发热元件供电；

检测电池的电压及发热元件的电压，将所述电池的电压与发热元件的电压进行求差，以获取所述电池的电压与发热元件的电压之间的电压差值；以及

根据所述电压差值调整所述电池的输出功率。

优选地，所述根据所述电压差调整所述电池的输出功率包括：当所述电压差值大于预设电压值时，控制所述电池停止向所述发热元件供电。

优选地，所述电子烟控制方法还包括：当所述电压差值大于所述预设电压值时，控制所述电子烟发出报警信号。

优选地，在所述根据所述电压差值调整所述电池的输出功率之后还包括：

获取表征吸烟动作结束的停止信号；

根据所述停止信号记录当前的输出功率；

再次获取所述触发信号，若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，则控制所述电池的输出功率和当前最后一次记录的输出功率相同。

优选地，所述电子烟控制方法，还包括：

若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，则返回步骤二。

优选地，在所述根据所述电压差值调整所述电池的输出功率之后还包括：

获取表征吸烟动作结束的停止信号；

根据所述停止信号记录当前的输出功率及所述停止信号的数量；

再次获取所述触发信号，若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，而且所述停止信号的数量小于预设值，则控制所述电池的输出功率和当前记录的输出功率相同。

优选地，所述电子烟控制方法还包括：若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，而且所述停止信号的数量不小于预设值，则返回步骤二，并将所述停止信号的数量设置为0。

优选地，所述电子烟控制方法还包括：

对电池相邻两次输出的输出功率进行求差；

当电池相邻两次输出的输出功率的功率差值大于预设功率值时，发出提示信号。

优选地，在所述获取表征吸烟动作的触发信号之后，还包括：

检测所述发热元件是否与所述电池电连接；

若所述发热元件与所述电池电连接，则执行步骤二，否则返回步骤一。

第二方面，本发明还公开一种实现如上述第一方面任一项所述方法的电子烟，所述电子烟包括雾化组件及电池组件，所述雾化组件包括用于雾化气溶胶基质材料的发热元件，所述电池组件包括用于为所述发热元件供电的电池，优选地，所述电池组件还包括电压检测控制模块，所述电压检测控制模块用于检测所述电池的电压及发热元件的电压，并将所述电池的电压与发热元件的电压进行求差，以获取所述电池的电压与发热元件的电压之间的电压差值，然后根据所述电压差值调整所述电池的输出功率。

优选地，所述电压检测控制模块包括微处理器、分压电路单元、开关电路单元，所述发热元件的第一端与所述电池的正极电连接，所述发热元件的第二端与所述微处理器电连接，所述电池的负极接地；所述分压电路单元的第一端与所述发热元件的第二端电连接，所述分压电路单元的第二端接地；所述开关电路单元的第一端与所述发热元件的第二端电连接，所述开关电路单元的第二端接地；所述微处理器与所述电池的正极及所述发热元件的第二端电连接。

优选地，所述分压电路单元包括晶体管、第一电阻及第二电阻，所述晶体管的控制极与所述微处理器电连接，所述晶体管的第一传输极与所述发热元件的第二端电连接，所述晶体管的第二传输极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接地；所述第二电阻的第一端与所述晶体管的控制极电连接，所述第二电阻的第二端接地。

优选地，所述电压检测控制模块还包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻与所述发热元件并联，所述第四电阻的第一端与所述发热元件的第二端电连接，所述第四电阻的第二端与所述微处理器电连接。

本发明具有如下有益效果，由于所述电子烟控制方法包括如下步骤：获取表征吸烟动作的触发信号，并根据所述触发信号控制电池向发热元件供电；检测电池的电压及发热元件的电压，将所述电池的电压与发热元件的电压进行求差，以获取所述电池的电压与发热元件的电压之间的电压差值；以及根据所述电压差值调整所述电池的输出功率。也就是说，电池输出给发热元件时，已将损耗的功率进行补偿，因而所述发热元件能够得到所需的功率，从而能够输出相对稳定的TPM值。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明一较佳实施例提供的电子烟的原理框图；

图2是本发明一较佳实施例提供的电子烟的电路图；

图3是本发明一较佳实施例提供的电子烟控制方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。

实施例1

请参阅图1及图2，本发明提出一种电子烟，其包括雾化组件100及电池组件200，所述雾化组件100包括用于雾化气溶胶基质材料的发热元件RL，所述气溶胶基质材料可以是烟液、烟膏、固态烟草等，只要在加热到预设温度时能够雾化形成气溶胶即可。所述电池组件200包括用于为所述发热元件RL供电的电池VCC，所述电池组件200还包括电压检测控制模块，所述电压检测控制模块用于检测所述电池VCC的电压及发热元件RL的电压，并将所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压进行求差，以获取所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压之间的电压差值，然后根据所述电压差值调整所述电池VCC的输出功率。所述发热元件RL可以是电热丝、电热片、网状加热体或管状加热体等各种结构形式，在此不做具体限定。

具体地，所述电压检测控制模块包括微处理器U1、分压电路单元1、开关电路单元2，其中，所述微处理器U1可以是单片机(Single－Chip Microcomputer)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，简称CPLD)等器件，在此不做具体限定。所述发热元件RL的第一端与所述电池VCC的正极电连接，所述发热元件RL的第二端与所述微处理器U1电连接，所述电池VCC的负极接地。所述分压电路单元1的第一端与所述发热元件RL的第二端电连接，所述分压电路单元1的第二端接地。所述开关电路单元2的第一端与所述发热元件RL的第二端电连接，所述开关电路单元2的第二端接地。所述微处理器U1与所述电池VCC的正极及所述发热元件RL的第二端电连接。

所述分压电路单元1包括晶体管Q1、第一电阻R1及第二电阻R2，所述晶体管Q1的控制极与所述微处理器U1电连接，所述晶体管Q1的第一传输极与所述发热元件RL的第二端电连接，所述晶体管Q1的第二传输极与所述第一电阻R1的第一端电连接，所述第一电阻R1的第二端接地。所述第二电阻R2的第一端与所述晶体管Q1的控制极电连接，所述第二电阻R2的第二端接地。该分压电路单元1具有结构简单的优点。

在本实施例中，所述晶体管Q1的控制极通过第五电阻R5与所述微处理器U1电连接，所述晶体管Q1为第一场效应管，所述晶体管Q1的第一传输极、第二传输极及控制极分别为第一场效应管的漏极、源极及栅极。在某些实施例中，所述分压电路单元1包括所述第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端与所述发热元件RL的第二端及所述微处理器U1电连接，所述第一电阻R1的第二端接地。在某些实施例中，可以将所述第一场效应管替换成三极管。

所述开关电路单元2包括第二场效应管Q2、第六电阻R6及第七电阻R7，所述第二场效应管Q2的源极接地，所述第二场效应管Q2的漏极与所述发热元件RL的第二端电连接。所述第六电阻R6的第一端与所述第二场效应管Q2的源极电连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第二场效应管Q2的栅极电连接。所述第七电阻R7的第一端与所述第二场效应管Q2的栅极电连接，所述第七电阻R7的第二端与所述微处理器U1电连接。

所述电压检测控制模块还包括第三电阻R3、第四电阻R4、第八电阻R8及第一电容C1，所述第三电阻R3与所述发热元件RL并联，所述第四电阻R4的第一端与所述发热元件RL的第二端电连接，所述第四电阻R4的第二端与所述微处理器U1电连接。所述第八电阻R8的第一端与所述发热元件RL的第二端电连接，所述第八电阻R8的第二端与所述微处理器U1电连接。所述第一电容C1的第一端与所述电池VCC的正极电连接，所述第一电容C1的第二端接地。通过所述第一电容C1对所述电池VCC输出的电压进行滤波，因而可保证TPM值的稳定性。

所述电压检测控制模块还包括电池保护电路单元3及气流感应器4，所述电池保护电路单元3包括保护芯片U2、第二电容C2及第九电阻R9，所述保护芯片U2的第一脚至第五脚接地，所述保护芯片U2的第六脚与所述第二电容C2的第一端及第九电阻R9的第一端电连接，所述第二电容C2的第二端接地，所述第九电阻R9的第二端与所述电池VCC的正极电连接。通过设置所述电池保护电路单元3，因而可实现过充保护、过放保护、过流保护及短路保护，因而可提高使用的安全性。通过所述第二电容C2及第九电阻R9的配合，可以滤除雾化组件100与电池组件200插拔时产生的波纹。

在本实施例中，所述保护芯片U2为赛芯微电子有限公司生产的型号为XB9901的电池VCC保护芯片U2。可以理解的是，也可以用其它电池VCC保护芯片U2，在此不做具体限定。所述气流感应器4与所述微处理器U1电连接，用于在用户吸烟时向所述微处理器U1发送触发信号，以使所述微处理器U1控制所述电池VCC给所述发热元件RL供电。在某些实施例中，可以用按键开关代替所述气流感应器4。

当电子烟处于用户未吸烟状态时，所述微处理器U1控制所述第一场效应管Q1及第二场效应管Q2关闭，向所述第四电阻R4的第二端输出低电平信号。当所述微处理器U1从所述第八电阻R8的第二端接收到高电平信号时，则判断为雾化组件100与电池组件200已连接，否则判断为不连接。若雾化组件100与电池组件200已连接，则控制所述微处理器U1读取所述电池VCC的电压，并控制所述第一场效应管Q1开启，读取所述发热元件RL的电压，然后求差，从而获取所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压之间的电压差值。当电子烟处于用户吸烟状态即微处理器U1检测到吸烟信号时，则控制开启第二场效应管Q2，具体来说是根据所述电压差值向所述第二场效应管Q2输出脉冲波，以调整所述电池VCC的输出功率。可以理解的是，在读取所述发热元件RL的电压后，便关闭所述第一场效应管Q1，并开启第二场效应管Q2。

实施例2

请参阅图3，本发明提供一种电子烟控制方法，实现该控制方法的电子烟采用如实施例1所述的电子烟，当然，实现该控制方法的电子烟也可以采用其它结构的电子烟实现，在此不做具体限定。

所述电子烟控制方法包括：

步骤一S1、获取表征吸烟动作的触发信号；

用户吸烟时，所述触发信号可以由用户按压电子烟上的按键产生，或者由电子烟内的气流感应器4受到吸烟气流的触发而产生等，当产生所述触发信号时，便接收到触发信号，从而获取所述触发信号。

步骤二S2、根据所述触发信号控制电池VCC向发热元件RL供电；

当获取表征吸烟动作的触发信号后，便控制开关电路单元2导通以实现电子烟内的电池VCC向发热元件RL供电，使所述发热元件RL雾化气溶胶基质材料形成气溶胶。

步骤三S3、检测电池VCC的电压及发热元件RL的电压；

步骤四S4、将所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压进行求差，以获取所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压之间的电压差值；

步骤五S5、根据所述电压差值调整所述电池VCC的输出功率。

当所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压之间的电压差值大于0时，根据所述电压差值调整所述电池VCC的输出功率。例如，发热元件RL的目标功率为60瓦，发热元件RL的电阻为0.25欧，检测到电子烟电池组件200内的电池VCC电压为4.2伏，检测到发热元件RL的电压为3.8伏，由公式P＝U²/R可知，发热元件RL当前的功率为57.76瓦，由所述目标输出功率为60瓦可知，所述发热元件RL上的电压需要约3.873伏，则需要补偿0.073伏的电压，使所述发热元件RL上的电压达到3.873伏。因此，微处理器U1调整输出给所述第二场效应管Q2的脉冲调制信号的占空比，使所述发热元件RL上的电压达到3.873伏。

可以理解的是，在本实施例中，所述目标输出功率在电子烟出厂时已经写入所述微处理器U1内。当然，也可以在电子烟上设置于所述微处理器U1电连接的功率输入显示模块，通过功率输入显示模块输入目标功率，以及显示当前发热元件RL的实际功率。同理，所述发热元件RL的电阻可以在电子烟出厂时已经写入所述微处理器U1内。当然，也可以通过读取第一电阻R1的电压U₁及所述发热元件RL的电压U_RL，由于第一电阻R1的阻值为常量R₁，因此，根据公式：U₁/U_RL＝R₁/R_RL可计算出所述发热元件RL的电压U_RL。

电池组件200在使用过程中，其内部的电路可能会老化或者因液体的气溶胶基质材料浸湿而短路，从而导致工作时，功耗较大，甚至导致安全隐患。为此，在本实施例中，所述根据所述电压差调整所述电池VCC的输出功率包括：当所述电压差值大于预设电压值时，控制所述电池VCC停止向所述发热元件RL供电；或者，当所述电压差值大于所述预设电压值时，控制所述电子烟发出报警信号。因而可提高安全性，以及提高了用户体验。

在某些实施例中，在所述根据所述电压差值调整所述电池VCC的输出功率之后还包括：

获取表征吸烟动作结束的停止信号；

根据所述停止信号记录当前的输出功率；

再次获取所述触发信号，若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件100与电池组件200分离生成的分离信号，则控制所述电池VCC的输出功率和当前最后一次记录的输出功率相同；若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，接收到雾化组件100与电池组件200分离生成的分离信号，则返回步骤二。

也就是说，在吸烟过程中，当已经知道上一口烟的功率补偿值，若雾化组件100与电池组件200未分离，则判断为并未更换雾化组件100，则根据上一口烟的电池VCC的输出功率，控制当前一口烟的电池VCC的输出功率，即当前一口烟的电池VCC的输出功率与上一口烟的电池VCC的输出功率相同。因而，可提高效率。

在另一种实施例中，在所述根据所述电压差值调整所述电池VCC的输出功率之后还包括：

获取表征吸烟动作结束的停止信号；

根据所述停止信号记录当前的输出功率及所述停止信号的数量；

再次获取所述触发信号，若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件100与电池组件200分离生成的分离信号，而且所述停止信号的数量小于预设值，则控制所述电池VCC的输出功率和当前记录的输出功率相同；

若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件100与电池组件200分离生成的分离信号，而且所述停止信号的数量不小于预设值，则返回步骤二，并将所述停止信号的数量设置为0。

也就是说，在未检测电池VCC电压及发热元件RL的电压的情况下，当前一口烟的电池VCC的输出功率与上一口烟的电池VCC的输出功率相同的次数要小于预设次数，从而可降低在使用过程中由于其它原因导致TPM值变化及其它安全隐患的概率。

在本实施例中，所述电子烟控制方法还包括：

对电池VCC相邻两次输出的输出功率进行求差；

当电池VCC相邻两次输出的输出功率的功率差值大于预设功率值时，发出提示信号。

由于电池VCC相邻两次输出的输出功率相差过大，很可很出现了较大的异常，从而提示用户，提高安全性。

在所述获取表征吸烟动作的触发信号之后，还包括：

检测所述发热元件RL是否与所述电池VCC电连接；

若所述发热元件RL与所述电池VCC电连接，则执行步骤二，否则返回步骤一。

通过检测所述发热元件RL是否与所述电池VCC电连接，因而可避免电池VCC任意输出电能。

综上所述，由于所述电子烟控制方法包括如下步骤：步骤一、获取表征吸烟动作的触发信号；步骤二、根据所述触发信号控制电池VCC向发热元件RL供电；步骤三、检测电池VCC的电压及发热元件RL的电压；步骤四、将所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压进行求差，以获取所述电池VCC的电压与发热元件RL的电压之间的电压差值；步骤五、根据所述电压差值调整所述电池VCC的输出功率。也就是说，电池VCC输出给发热元件RL时，已将损耗的功率进行补偿，因而所述发热元件RL能够得到所需的功率，从而能够输出相对稳定的TPM值。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种电子烟控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取表征吸烟动作的触发信号，并根据所述触发信号控制电池向发热元件供电；

检测电池的电压及发热元件的电压，将所述电池的电压与发热元件的电压进行求差，以获取所述电池的电压与发热元件的电压之间的电压差值；以及

根据所述电压差值调整所述电池的输出功率。

2.如权利要求1所述的电子烟控制方法，其特征在于，所述根据所述电压差调整所述电池的输出功率包括：当所述电压差值大于预设电压值时，控制所述电池停止向所述发热元件供电。

3.如权利要求1所述的电子烟控制方法，其特征在于，所述电子烟控制方法包括：当所述电压差值大于所述预设电压值时，控制所述电子烟发出报警信号。

4.如权利要求1至3任一项所述的电子烟控制方法，其特征在于，在所述根据所述电压差值调整所述电池的输出功率之后还包括：

获取表征吸烟动作结束的停止信号；

根据所述停止信号记录当前的输出功率；

再次获取所述触发信号，若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，则控制所述电池的输出功率和当前最后一次记录的输出功率相同。

5.如权利要求4所述的电子烟控制方法，其特征在于，所述电子烟控制方法，还包括：

若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，则返回步骤二。

6.如权利要求1或2所述的电子烟控制方法，其特征在于，在所述根据所述电压差值调整所述电池的输出功率之后还包括：

获取表征吸烟动作结束的停止信号；

根据所述停止信号记录当前的输出功率及所述停止信号的数量；

再次获取所述触发信号，若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，而且所述停止信号的数量小于预设值，则控制所述电池的输出功率和当前记录的输出功率相同。

7.如权利要求6所述的电子烟控制方法，其特征在于，所述电子烟控制方法还包括：若在所述停止信号结束到再次获取所述触发信号之间，未接收到雾化组件与电池组件分离生成的分离信号，而且所述停止信号的数量不小于预设值，则返回步骤二，并将所述停止信号的数量设置为0。

8.如权利要求7所述的电子烟控制方法，其特征在于，所述电子烟控制方法还包括：

对电池相邻两次输出的输出功率进行求差；

当电池相邻两次输出的输出功率的功率差值大于预设功率值时，发出提示信号。

9.如权利要求1或2所述的电子烟控制方法，其特征在于，在所述获取表征吸烟动作的触发信号之后，还包括：

检测所述发热元件是否与所述电池电连接；

若所述发热元件与所述电池电连接，则执行步骤二，否则返回步骤一。

10.一种实现如权利要求1至9任一项所述方法的电子烟，所述电子烟包括雾化组件及电池组件，所述雾化组件包括用于雾化气溶胶基质材料的发热元件，所述电池组件包括用于为所述发热元件供电的电池，其特征在于，所述电池组件还包括电压检测控制模块，所述电压检测控制模块用于检测所述电池的电压及发热元件的电压，并将所述电池的电压与发热元件的电压进行求差，以获取所述电池的电压与发热元件的电压之间的电压差值，然后根据所述电压差值调整所述电池的输出功率。

11.根据权利要求10所述的电子烟，其特征在于，所述电压检测控制模块包括微处理器、分压电路单元、开关电路单元，所述发热元件的第一端与所述电池的正极电连接，所述发热元件的第二端与所述微处理器电连接，所述电池的负极接地；所述分压电路单元的第一端与所述发热元件的第二端电连接，所述分压电路单元的第二端接地；所述开关电路单元的第一端与所述发热元件的第二端电连接，所述开关电路单元的第二端接地；所述微处理器与所述电池的正极及所述发热元件的第二端电连接。

12.如权利要求11所述的电子烟，其特征在于，所述分压电路单元包括晶体管、第一电阻及第二电阻，所述晶体管的控制极与所述微处理器电连接，所述晶体管的第一传输极与所述发热元件的第二端电连接，所述晶体管的第二传输极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接地；所述第二电阻的第一端与所述晶体管的控制极电连接，所述第二电阻的第二端接地。

13.如权利要求11所述的电子烟，其特征在于，所述电压检测控制模块还包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻与所述发热元件并联，所述第四电阻的第一端与所述发热元件的第二端电连接，所述第四电阻的第二端与所述微处理器电连接。

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