CN113576051A - 一种电子烟驱动芯片及电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子烟驱动芯片，所述电子烟驱动芯片包括：气流传感电路，其用于检测电子烟咪头电容值变化，并输出一感应信号；振荡器，其与所述逻辑功能电路连接且用于产生振荡信号；逻辑功能电路，其与所述气流传感电路和振荡器连接，所述逻辑功能电路根据所述振荡信号计算所述感应信号的频率，且在所述感应信号的频率在设定的频率范围内时输出雾化信号。本发明还提供了一种具有上述电子烟驱动芯片的电子烟。本发明可用于防止电子烟误启动。

Description

一种电子烟驱动芯片及电子烟

技术领域

本发明涉及一种电子烟，更确切地说是一种电子烟驱动芯片。

背景技术

电子烟通常包括本体、设于本体内的电子烟咪头和电子烟驱动芯片，电子烟咪头包括极片和膜片，极片和膜片构成电容，利用吸烟时极片和膜片之间的距离发生变化导致电容值变化，从而输出启动信号至电子烟驱动芯片，在启动信号强度达到设定的阈值时，电子烟驱动芯片再输出雾化信号至雾化模块启动雾化。但是，由于自然环境存在诸多原因会导致启动模块的膜片与极片之间的电容会产生变化，如放置的环境气流太大、放置的环境声音太大、产品震动等都可能会导致膜片与极片之间的电容发生变化，从而产生启动信号，导致电子烟驱动芯片输出雾化信号，雾化模块启动雾化。显然，现有的电子烟存在因环境因素导致误启动的缺陷。

发明内容

本发明为了解决现有技术电子烟存在因环境因素导致误启动的技术问题，提供了一种电子烟驱动芯片及电子烟。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为设计一种电子烟驱动芯片，所述电子烟驱动芯片包括：

气流传感电路，其用于检测电子烟咪头电容值变化，并输出一感应信号；

振荡器，其与所述逻辑功能电路连接且用于产生振荡信号；

逻辑功能电路，其与所述气流传感电路和振荡器连接，所述逻辑功能电路根据所述振荡信号计算所述感应信号的频率，且在所述感应信号的频率在设定的频率范围内时输出雾化信号。

所述电子烟驱动芯片还包括感应信号放大电路，其串接在所述气流传感器电路与逻辑功能电路之间，放大所述感应信号并将所述感应信号转换成方波信号输出至所述逻辑功能电路。

所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的用于控制所述电子烟驱动芯片温度的温度控制电路。

所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的用于在输出电压超过预设电压时进入待机模式的过流保护电路。

所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的充电电路。

所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的一次性可编程存储电路，所述一次性可编程存储电路包括：

电压输出电路，其一端连接电源；

多晶硅熔线，其串接在所述电源与电压输出电路之间；

熔断控制场效应管，其栅极与所述逻辑功能电路连接，漏极连接在所述多晶硅熔线与电压输出电路的连接处，源极接地。

所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接且根据电子烟的工作状态控制LED亮、灭或闪烁的LED控制电路。

本发明还提供了一种电子烟，包括电子烟咪头，所述电子烟还包括上述的电子烟驱动芯片，所述气流传感电路与所述电子烟咪头连接。

所述电子烟还包括：

本体；

人体红外传感器，其设于所述本体上，且在检测到人体后发出唤醒信号；

所述逻辑功能电路与所述人体红外传感器相连，所述逻辑功能电路常态下处于待机状态，且在接收到所述唤醒信号后恢复至正常工作状态。

本发明通过设置气流传感电路振荡器，利用气流传感电路检测电子烟咪头电容值的变化，并输出感应信号，利用振荡器输出振荡信号，再利用逻辑功能电路对振荡信号和感应信号进行比较，以振荡信号为依据，计算电容值变化生成的方波信号的频率，从而判断电子烟的变化。因为吸烟动作会使电容产生特定的变化，会产生特定频率的方波信号。当逻辑功能电路检测到这一范围内的方波信号时才会输出雾化信号，触发吸烟工作模式，从而既保证了电子烟的吸烟灵敏度，同时也避免了误触发。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明的原理图；

图2是本发明一次性可编程存储电路的原理图；

图3是本发明一次性可编程存储电路的电路图；

图4是本发明电子烟的结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明的具体实施方式：

请参见图1至图3。本发明电子烟驱动电路包括电子烟驱动芯片1和位于所述电子烟驱动芯片外且与所述电子烟驱动芯片连接的驱动MOS管2。通过将驱动MOS管外置于电子烟驱动芯片外，改变了现有电子烟驱动芯片将驱动MOS管内置的结构，驱动能力可根据实际需要确定，驱动能力更强，适应性更好。

为了便于对输出电压进行控制，所述电子烟驱动电路还包括与所述驱动MOS管连接的反馈电路3，所述电子烟驱动芯片1包括逻辑功能电路11和与所述逻辑功能电路连接的PWM电路12，所述PWM电路的输入端与所述反馈电路3的输出端连接，所述PWM电路的输出端与所述驱动MOS管2连接。

经过驱动MOS管输出的电压会被转化为数字信号，再与预设的电压值进行比较。当电压超过预设电压值时通过反馈电路反馈至逻辑功能电路，逻辑功能电路降低PWM电路的占空比，从而控制降低驱动MOS管的输出电压。当电压低于预设电压值时提高PWM电路的占空比；当电压达到预设电压值时再令驱动MOS管脱离PWM电路的控制。

为了防止电子烟在环境因素影响下误启动，所述电子烟驱动芯片还包括气流传感电路13和振荡器14。其中：

气流传感电路13与所述逻辑功能电路连接，用于检测电子烟咪头电容值变化，并输出一感应信号。电子烟咪头包括极片和膜片，极片和膜片构成一个电容，吸烟时膜片与极片之间的距离发生变化，导致电容值发生变化，利用气流传感电路检测电子烟咪头电容值的变化即可获知膜片的振动情况。

气流传感电路包括运算放大电路，运算放大电路连接电子烟咪头，电子烟咪头的膜片振动产生的电容值的变化，信号经过运算放大电路的处理产生方波信号输出，即感应信号以方波的形式输出。

振荡器14与所述逻辑功能电路连接且用于产生振荡信号。振荡器产生一定频率的振荡信号。

所述逻辑功能电路根据所述振荡信号计算所述感应信号的频率，且在所述感应信号的频率在设定的频率范围内时输出雾化信号。

逻辑功能电路中的运算放大电路对振荡信号和感应信号进行比较，以振荡信号为依据，计算电容值变化生成的方波信号的频率，从而判断电子烟的变化。因为吸烟动作会使电容产生特定的变化，会产生特定频率的方波信号。当逻辑功能电路检测到这一范围内的方波信号时才会输出雾化信号，触发吸烟工作模式，从而既保证了电子烟的吸烟灵敏度，同时也避免了误触发。

为了防止芯片温度过高，所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的用于控制所述电子烟驱动芯片温度的温度控制电路15。温度控制电路也可采用通过控制输出的方式来实现，如检测到温度过高时，通过PWM电路调整输出的占空比，降低输出，甚至直接切断输出。

为了保护芯片，防止因电流过大导致芯片烧毁，所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的用于在输出电压超过预设电压时进入待机模式的过流保护电路16。

此外，所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的充电电路17。充电电路通过内部比较电路监测电池电压，开始充电时以涓流充电模式进行，当电压达到设定阈值时会在极短的时间内切换为恒压充电模式。

为了使用户可以直观的判断电子烟的工作状态，所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接且根据电子烟的工作状态控制LED亮、灭或闪烁的LED控制电路18。

为了实现对芯片工作状态的调整，所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的一次性可编程(OTP，One Time Programmable)存储电路19，所述一次性可编程存储电路包括电压输出电路、多晶硅熔线(poly fuse)和熔断控制场效应管。其中：

电压输出电路的一端连接电源；

多晶硅熔线串接在所述电源与电压输出电路之间；

熔断控制场效应管的栅极与所述逻辑功能电路连接，漏极连接在所述多晶硅熔线与电压输出电路的连接处，源极接地。

使用时，可将设定值按照IIC通信协议传输给逻辑功能电路，逻辑功能控制电路将数据送到一次性可编程存储电路的相应地址的多晶硅熔线上，通过多晶硅熔线控制场效应开关的开关状态，从而实现对芯片工作状态的调整。

通过一次性可编程存储电路，使用者可以依据自身需求设定充电电压、充电电流、LED闪烁模式和进入保护模式的触发电压。

在本具体实施例中，电压输出电路包括第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。多晶硅熔线包括第一多晶硅熔线P1和第二多晶硅熔线P2。熔断控制场效应管包括第一熔断控制场效应管M8和第二熔断控制场效应管M9。

第一多晶硅熔线P1、第二多晶硅熔线P2分别连接在电源VDD和第一场效应管M1、第二场效应管M2的源极之间，在本具体实施例中，第一多晶硅熔线P1、第二多晶硅熔线P2与电源VDD之间连接有第七场效应管M7，第七场效应管M7的栅极连接有第四电阻R4。第一场效应管M1、第二场效应管M2的栅极连接在一起，第一场效应管M1、第二场效应管M2的漏极分别连接第三场效应管M3、第四场效应管M4的漏极，第三场效应管M3、第四场效应管M4的栅极连接在一起，漏极连接在一起。第五场效应管M5、第六场效应管M6的栅极分别与第一场效应管M1、第二场效应管M2的漏极连接，第一电阻R1并联在第五场效应管M5的漏极与源极之间，第二电阻R2、第三电阻R3并联在第六场效应管M6的漏极与源极之间，输入端Vin与第五场效应管M5的漏极相连，输出端Vout与第六场效应管M6的源极相连。

第一熔断控制场效应管M8、第二熔断控制场效应管M9的漏极分别与第一多晶硅熔线P1、第二多晶硅熔线P2连接，源极接地，栅极与逻辑功能电路连接，通过逻辑功能电路输出的控制信号控制第一熔断控制场效应管M8、第二熔断控制场效应管M9是否导通，当第一熔断控制场效应管M8或第二熔断控制场效应管M9导通时，其对应的第一多晶硅熔线P1或第二多晶硅熔线P2熔断，从而切断电源VDD与电压输出电路的连接，从而影响输出。

本发明可用于电子烟，所述电子烟具有所述的电子烟驱动电路。

请一并参见图4，在应用于电子烟上时，为了进一步防止误触发，所述电子烟还包括本体8和人体红外传感器9。人体红外传感器设于所述本体上，且在检测到人体后发出唤醒信号；所述逻辑功能电路与所述人体红外传感器相连，所述逻辑功能电路常态下处于待机状态，且在接收到所述唤醒信号后恢复至正常工作状态。

本体8包括握持部81和设于握持部上端的吸嘴82，人体红外传感器可设置在吸嘴82或者握持部81上，或者同时在吸嘴和握持部上均设置人体红外传感器。此时，可确保只有人才能打开电子烟，有效的防止了环境中的气流或震动等引起电子烟的误启动。

本发明具有以下特点：

1、本发明采用将驱动MOS管从芯片中独立出来，外置驱动MOS管的性能更强于集成的内置MOS管。使得驱动MOS管的设计不用受到芯片的限制，设计时可以根据需求扩展驱动MOS管的面积，增强输出功率。本发明将驱动MOS管外置，具有极强的驱动能力，输出功率高。

2、集成化后，电路一致性比分立元件要好，而内部带有的POLY FUSE等存储器件可以很方便的修正个体差异，进一步改善一致性问题，从而提高了良品率，降低生产成本。

3、芯片以涓流，恒压两种模式相结合的充电方式充电，高效且安全，并且还可以自主设定充电电压，既不会过充而损伤电池，也不会因充电不足而需用户频繁充电。

4、内部带有多种保护电路一直监测芯片的工作状态，当工作电压异常时，保护电路会以极快的速度响应，控制芯片进入待机状态，确保芯片不会损坏，保证芯片再长期工作后也能稳定运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电子烟驱动芯片，其特征在于：所述电子烟驱动芯片包括：

气流传感电路，其用于检测电子烟咪头电容值变化，并输出一感应信号；

振荡器，其与所述逻辑功能电路连接且用于产生振荡信号；

逻辑功能电路，其与所述气流传感电路和振荡器连接，所述逻辑功能电路根据所述振荡信号计算所述感应信号的频率，且在所述感应信号的频率在设定的频率范围内时输出雾化信号。

2.根据权利要求1所述的电子烟驱动芯片，其特征在于：所述电子烟驱动芯片还包括感应信号放大电路，其串接在所述气流传感器电路与逻辑功能电路之间，放大所述感应信号并将所述感应信号转换成方波信号输出至所述逻辑功能电路。

3.根据权利要求2所述的电子烟驱动芯片，其特征在于：所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的用于控制所述电子烟驱动芯片温度的温度控制电路。

4.根据权利要求3所述的电子烟驱动芯片，其特征在于：所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的用于在输出电压超过预设电压时进入待机模式的过流保护电路。

5.根据权利要求4所述的电子烟驱动芯片，其特征在于：所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的充电电路。

6.根据权利要求5所述的电子烟驱动芯片，其特征在于：所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接的一次性可编程存储电路，所述一次性可编程存储电路包括：

电压输出电路，其一端连接电源；

多晶硅熔线，其串接在所述电源与电压输出电路之间；

熔断控制场效应管，其栅极与所述逻辑功能电路连接，漏极连接在所述多晶硅熔线与电压输出电路的连接处，源极接地。

7.根据权利要求6所述的电子烟驱动芯片，其特征在于：所述电子烟驱动芯片还包括与所述逻辑功能电路连接且根据电子烟的工作状态控制LED亮、灭或闪烁的LED控制电路。

8.一种电子烟，包括电子烟咪头，其特征在于：所述电子烟还包括权利要求1-7任一项所述的电子烟驱动芯片，所述气流传感电路与所述电子烟咪头连接。

9.根据权利要求8所述的电子烟，其特征在于：所述电子烟还包括：

本体；

人体红外传感器，其设于所述本体上，且在检测到人体后发出唤醒信号；

所述逻辑功能电路与所述人体红外传感器相连，所述逻辑功能电路常态下处于待机状态，且在接收到所述唤醒信号后恢复至正常工作状态。

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