CN113662261A - 电子烟电路、电子烟控制方法及电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子烟电路、电子烟控制方法及电子烟，该电子烟电路包括：可控电容，被配置为设置电子烟灵敏度；电容式咪头；与可控电容并联设置，电容式咪头和可控电容被配置为感应气流强度，并根据气流强度及电子烟灵敏度，输出相应的气流强度信号；电容频率转换器，其输入端与电容式咪头的输出端连接；电容频率转换器被配置为，给电容式咪头提供工作电流，并根据气流强度信号产生对应的电压值并输出。本发明实现了电子烟的灵敏度可调。

Description

电子烟电路、电子烟控制方法及电子烟

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电子烟电路、电子烟控制方法及电子烟。

背景技术

电子烟通过使用加热电路对具有烟草气味的烟油进行加热雾化，来模拟用户所吸食的传统香烟。目前，电子烟已被越来越广泛的使用。现有电子烟的工作原理为：电子烟中的气流传感器在感应到用户的吸气时，在用户吸气时长内持续触发气流传感开关接通电子烟中的加热电路，加热电路被接通后对烟油进行雾化。但是，目前，电子烟对用户吸气的灵敏度检测较差，容易影响用户的正常使用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电子烟电路、电子烟控制方法及电子烟，旨在实现电子烟的灵敏度可调。

为实现上述目的，本发明提出一种电子烟电路，所述电子烟电路包括：

可控电容，被配置为设置电子烟灵敏度；

电容式咪头；与所述可控电容并联设置，所述电容式咪头和可控电容被配置为感应气流强度，并根据所述气流强度及所述电子烟灵敏度，输出相应的气流强度信号；

电容频率转换器，其输入端与所述电容式咪头的输出端连接；所述电容频率转换器被配置为，给所述电容式咪头提供工作电流，并根据所述气流强度信号产生对应的电压值并输出。

可选地，所述电子烟电路还包括：

微处理器，与所述电容频率转换器的输出端连接，所述微处理器被配置为，在根据所述电容频率转换器输出的电压值，确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器启动。

可选地，在预设检测周期内，所述电容频率转换器跟随气流强度变化产生多个电压值；

所微处理器具体被配置为：

接收多个所述电压值，并计算预设检测周期内的第n+1时刻的电压平均值；

计算预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；

根据所述第n+1时刻的电压平均值，以及所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器启动。

可选地，所述微处理器以第一预设公式计算所述第n+1时刻的电压平均值；所述第一预设公式为：

N_avg(n+1)＝N_avg(n)*α+N(n)*(1-α)；

其中，N_avg(n+1)为第n+1时刻的电压平均值，N_avg(n)第n时刻的电压平均值，α为半导体制程误差。

可选地，所述微处理器以第二预设公式计算所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；所述第二预设公式为：

△N＝N(n)-N_avg(n)；

其中，N_avg(n)为第n时刻的电压平均值，N(n)为第n时刻的电压值。

可选地，所述微处理器还被配置为：

在所述电压差值与所述第n+1时刻的电压平均值之间比值大于或者等于预设阀值时，确定所述电子烟当前处于吸烟状态，并控制电子烟中的雾化器启动；

在所述电压差值与所述第n+1时刻的电压平均值之间比值小于预设阀值时，确定所述电子烟当前未处于吸烟状态，并控制电子烟的雾化器维持当前工作状态。

可选地，电子烟电路还包括：

计数器，所述计数器集成于所述微处理器或者所述电容频率转换器内，所述计数器被配置为生成所述预设检测周期，并在所述预设检测周期内进行计数。

可选地，所述电容频率转换器包括：

电流源、电压比较器和第一电子开关；所述电流源的输出端与所述比较器的同相输入端、所述第一电子开关的第一导电端及所述电容式咪头的一端互连；所述电压比较器的反相输入端接入参考电压信号，所述电压比较器的输出端与所述计数器的输入端及所述第一电子开关的受控端互连；所述第一电子开关的第一导电端与所述电容式咪头的另一端均接地。

本发明还提出一种电子烟，所述电子烟包括壳体、雾化器、电控板及如上所述的电子烟电路；其中，

所述电子烟电路设置于所述电控板上；

所述电控板及所述雾化器均容置于所述壳体内。

本发明还提出一种电子烟控制方法，应用于电子烟，所述电子烟电容频率转换器及雾化器，所述电子烟控制方法包括以下步骤：

在预设检测周期内，获取所述电容频率转换器跟随气流强度变化产生多个电压值，并计算预设检测周期内的第n+1时刻的电压平均值；

计算预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；

根据所述第n+1时刻的电压平均值，以及所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器启动。

本发明电子烟电路通过设置可控电容和电容式咪头，并将可控电容并联设置于电容式咪头的两端，从而通过可控电容和电容式咪头感应气流强度，并根据气流强度，输出相应的气流强度信号至电容频率转换器，电容频率转换器可以给所述电容式咪头提供工作电流和电压，并根据气流强度信号输出相应电压值。本发明可控电容可以根据需求设置不同灵敏度的电容值，并且可控电容和电容式咪头可以根据用户吸气产生的气流强弱，来形成不同容积的总电容值，电容频率转换器再根据电容的变化产生相应的电压值。本发明可以调节电子烟的灵敏度，以满足防误触范围的侦测设计的不同需求。本发明实现了电子烟的灵敏度可调。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电子烟电路应用于电子烟一实施例的电路结构示意图；

图2为电子烟电路一实施例的电路结构示意图；

图3为图1中电子烟电路中的电容频率转换器输出波形图；

图4为本发明电子烟控制方法一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				C2	可控电容	200	电子烟电路
C1	电容式咪头	U11	电压比较器
				U1	电容频率转换器	U12	电流源
U2	微处理器	S1	第一电子开关
				100	雾化器

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A 和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提出一种电子烟电路，应用于电子烟中。

电子烟是一种靠电池供电、由内部检测模块检测气流的运动或压力感测器检测压阻式膜片的压力差以判断当前是否处于吸烟状态，并通过芯片控制电流输出及工作状态的电子产品。加热丝将烟油雾化成微粒，通过肺部吸收，同时吐出模拟烟雾。电子烟不含香烟中的焦油和其它有害物质，也不会产生二手烟，更不会弥漫或者缭绕在密闭空间中。咪头开关作为电子烟经常使用的一类开关，主要是用于气流式触发电子烟。电子烟咪头开关的工作原理，大致是当用户吸气时，咪头开关开始响应，将触发信号传送至控制电路，驱动发热丝接着雾化器开始工作，最后产生蒸汽。当停止吸气时，咪头中的气流消失，咪头开关关闭，控制电路的控制模块停止工作，雾化器停止工作。在这个过程中，电子烟控制板需要解决的主要问题，一是采样信号，一是控制雾化。而咪头开关就是采样信号的关键一环，当用户有吸烟动作时，由于气压的作用，咪头开关正负极闭合，控制板检测到咪头正负极闭合后，开始驱动发热丝。传统的咪头开关，为了实现高灵敏度检测，在很小的吸力下能够检测出吸烟动作，就需要把咪头开关的正负极靠的极近，但这样的话，就容易引起误触发，长时间的误触发会导致电子烟过热，影响电池、导电薄膜等部件。为了解决咪头开关误触发的问题，大部份的解决途径是从开关本身着手，也就是将咪头开关改为电容式咪头，通过收集外部信号，转化为触发信号，然后传递给控制板，进行吸烟触发，但这种情况由于电容式咪头自身的材质限制，会使得开关可靠性下降，还有咪头开关的灵敏度会受到限制。

为了解决上述问题，参照图1至图3，在本发明一实施例中，电子烟电路200包括：

可控电容C2，被配置为设置电子烟灵敏度；

电容式咪头C1；与所述可控电容C2并联设置，所述电容式咪头C1和可控电容C2被配置为感应气流强度，并根据所述气流强度及所述电子烟灵敏度，输出相应的气流强度信号；

电容频率转换器U1(Capacitance to Frequency Converter)，其输入端与所述电容式咪头C1的输出端连接；所述电容频率转换器U1被配置为，给所述电容式咪头C1提供工作电流，并根据所述气流强度信号产生对应的电压值并输出。

本实施例中，可控电容C2与电容式咪头C1并联设置，从而改变电容式咪头C1的容量，根据电荷量Q，电容量C和电容两端的电压U之间的关系：Q＝U*C，也即，U＝Q/C，在单位时间内，电荷一定的情况下，电容量越大，电容两端的电势差越小，反之，电容量越小，电容两端的电势差越大。因此，本实施例的可控电容C2的灵敏度可调，即可调整防误触范围，以满足侦测设计对灵敏度(或者称为触发阀值)不同的需求。具体而言，可控电容C2可以设置为1.6％、3.2％、4.8％、6.4％等。在实际应用时，可以调整可控电容C2两个电极片间相对的有效面积或片间距离，使使电容量进行相应地变化，从而使得可控电容C2可依系统对触发阀值的需求做变化，即为可改变电子烟对吸烟时的触发阀值变化率，可控电容C2在设置完成后，可作为一个固定电容并联在电容式咪头C1的电极板的两端。

电容式咪头C1等同于一个可变电容，电容式咪头C1具体可以采用振膜、垫片和电极板等来实现。振膜和电极板相对设置，并分别作为电容的正负两个电极，例如振膜可以作为正极，电机版可以作为负极，垫片设置于振膜和电极板之间，垫片可以采用橡胶、塑料、树脂等材料制成的绝缘垫片来实现，垫片可以无外界吸力时对电极板和振膜进行电隔离，提高电容式咪头C1的稳定性。振膜可以采用金属与弹性材料(如橡胶、纤维布等)相结合的方式实现，振膜和电极板在无外界吸力时可构成平行板电容器，而在外界吸力达到一定阈值时，振膜与电极板接触而导通。根据用户的吸气或者呼气程度不同，产生的气流强度也就不同，当用户吸气时，电容式咪头C1中的振膜在用户的吸气动作下产生振动，从而减小振膜和极板之间的距离，也即改变了电容器两个极板之间的距离，由静电学可知，对于平行板电容器，有如下的关系式：

C＝ε·S/L (1)

其中，ε为介电常数，S为电极板和振膜形成的电容中，两个极板的面积，L为电极板和振膜之间的距离，由公式(1)可知，当介电常数和两板的面积不变时，电容的容量与介质的介电常数成正比，与两个极板的面积成正比，与两个极板之间的距离成反比。

并且，当用户的吸气强度不同时，振膜和极板之间的距离的减小程度不同，最终使得电容式咪头C1的电容增大程度不同。如此，即可通过电容式咪头C1的电容变化量来实现用户吸气或者呼气时的气流强度检测，进而通过电容式咪头C1的电容变化量来表征用户吸气或者呼气时产生的气流强度的气流强度信号。当然在其他实施例中，也可以根据气流强度的不同，改变振膜与电极板的极板面积来反映气压强度。在不同气流大小的吸力作用下，振膜与电极板的接触面积也会不同，从而使输出的电压可随气流强度不同而变化。此外，在用户开始吸气时，电容式咪头C1和可控电容C2可以侦测到电容量的产生，而在吸气结束时，电容式咪头C1的电量消失，如此电容式咪头C1还可以侦测用户的吸气时间。

电容频率转换器U1能够将电容式咪头C1和可控电容C2的总电容量的实时感应值转换为反馈脉冲信号的频率(电压值)的变化值。此外，脉冲信号的频率(电压值)和电容式咪头C1和可控电容C2的总电容量之间的关系基本上是线性的。电容频率转换器U1在电子烟开启电源或上电开始工作时，电容频率转换器U1内部的参考电流(Ref-I)对IC外部的电容充电而产生电压；其电压值与电容频率转换器U1内部的参考电压(Ref-V)经比后输出1(Hi)或0(Low)，亦即可视为在单位时间内做计数(counter)的动作，也即脉冲信号的产生动作。在电容频率转换器U1给可控电容C2和电容式咪头C1供电后，电容频率转换器U1输入端的总电容值C为可控电容C2的电容值C2与电容式咪头C1的变化电容值C1的总和，即C＝C1+C2。可控电容C2和电容式咪头C1产生的总电容值输入至电容频率转换器U1的输入端，电容频率转换器U1根据可控电容C2和电容式咪头C1产生的总电容值输出一对应于该总电容值C的电压值。电容式咪头C1可以侦测用户是否有进行吸气或者吹气动作：当用户未吸气或者吹气时，电容式咪头C1不动作，电容式咪头C1和可控电容C2产生的总电容值不会改变，而是维持稳定的输出。当用户吸气或者吹气时，电容式咪头C1的正负极位置产生形变，使电容式咪头C1和可控电容C2产生的总电容值产生改变，电容频率转换器U1侦测到该变化，而对电容式咪头C1和可控电容C2的充电输出值随之改变。

本发明电子烟电路200通过设置可控电容C2和电容式咪头C1，并将可控电容C2并联设置于电容式咪头C1的两端，从而通过可控电容C2和电容式咪头C1感应气流强度，并根据气流强度，输出相应的气流强度信号至电容频率转换器U1，电容频率转换器U1可以给所述电容式咪头C1提供工作电流和电压，并根据气流强度信号输出相应电压值。本发明可控电容C2可以根据需求设置不同灵敏度的电容值，并且可控电容C2和电容式咪头C1可以根据用户吸气产生的气流强弱，来形成不同容积的总电容值，电容频率转换器U1再根据电容的变化产生相应的电压值。本发明可以调节电子烟的灵敏度，以满足防误触范围的侦测设计的不同需求。本发明实现了电子烟的灵敏度可调。

参照图1至图3，在一实施例中，所述电子烟电路200还包括：

微处理器U2，与所述电容频率转换器U1的输出端连接，所述微处理器U2被配置为，在根据所述电容频率转换器U1输出的电压值，确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器100启动。

本实施例中，根据可控电容C2的容量值不同，在用户吸气或者吹气的气流密度一定时，所述电容式咪头C1和可控电容C2产生的电容值也会不同，所述电容频率转换器U1在单位时间内输出的电压值也随之改变，微处理器U2将电压值与内部预存的电压值-处理信号列表中的电压值进行一一映射，并根据接收到的电压值输出一处理信号。微处理器U2输出的处理信号随可控电容C2的容量值的变化做相应改变。本实施例通过电容频率转换器U1对电容式咪头C1的输出信号进行预处理，然后再输出到微处理器U2，以通过微处理器U2计算判断是否触发阀值并进行启动雾化器100雾化动作。

具体而言，电容频率转换器U1将产生的电压值输出至微处理器U2，微处理器U2将电压值与内部预存的电压值-处理信号列表中进行映射，并根据电压值输出一处理信号。例如，当电容频率转换器U1的输出电压值为V1时，微处理器U2读取内部预存的关系列表，将电压值V1与列表中的电压值进行映射，并输出一处理信号Ctrl1；同理，当所述电容频率转换器U1的输出电压值依次为V2、V3、V4时，所述处理器对应输出一处理信号Ctrl2、Ctrl3、Ctrl4。其中，V1、V2、V3、V4可以对应不同的灵敏度，例如，1.6％、3.2％、4.8％、6.4％等，在灵敏度设置为1.6％时，当根据检测到电压值V1计算出电压值满足灵敏度达到1.6％的条件时，则输出Ctrl1，同理，在灵敏度设置为3.2％时，当根据检测到电压值V2计算出电压值不满足灵敏度达到3.2％的条件时，则不输出Ctrl2。如此，可以设置不同的灵敏度触发值，实现了电子烟的灵敏度可调。利用可调电容的容置不同，可以大小改变电容式咪头C1的充电速度，从而改变电容频率转换器U1的输出电压值。

微处理器U2在接收到的电压值达到预设阀值时，则确定电子烟当前处于吸烟状态，也即用户正在进行用户吸气或者吹气动作时，则输出一处理信号，以控制雾化器100，进行吸烟动作。在接收到的电压值未达到预设阀值时，则确定电子烟当前未处于吸烟状态，也即用户没有进行用户吸气或者吹气动作时，则输出另一处理信号，以控制雾化器100维持待机或者停机工作状态。

参照图1至图3，在一实施例中，在预设检测周期内，所述电容频率转换器U1跟随气流强度变化产生多个电压值；

所微处理器U2具体被配置为：

接收多个所述电压值，并计算预设检测周期内的第n+1时刻的电压平均值；

计算预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；

根据所述第n+1时刻的电压平均值，以及所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器100启动。

本实施例中，在一个预设检测周期内，电容频率转换器U1可以跟随气流强度变化产生多个电压值，也即每个单位时间可以输出一个电压值，该预设检测周期可以由电容频率转换器U1设置，也可以由微处理器U2进行设置，在由电容频率转换器U1进行设置时，电容频率转换器U1在单位时间内做计数(counter)的动作，每个单位时间产生一个电压值并输出，在达到设定值时则对计数进行重置，重新开始计数。在由微处理器U2进行设置时，微处理器U2可以设置为采样周期，并在单位时间内做计数(counter)的动作，每个单位时间接收一个电压值，在达到设定值时则对计数进行重置，重新开始计数。微处理器U2根据在预设检测周期内获得的多个电压值确定电子烟是否处于吸烟状态，并在确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器100启动。参照图3，图3为电容频率转换器输出波形图，其中，预设检测周期设置为32，周期1和周期2为连续的两个周期，周期1为用户没有吸气/吹气，电容式咪头C1未动作，电容值没有改变的情况下为稳定的输出。周期2为用户进行吸气/吹气，电容式咪头C1的正负极位置产生形变，使电容值产生改变，而电容频率转换器U1对电容的充电输出值亦随之改变。

其中，所述微处理器U2以第一预设公式计算所述第n+1时刻的电压平均值；所述第一预设公式为：

N_avg(n+1)＝N_avg(n)*α+N(n)*(1-α)；

其中，N_avg(n+1)为第n+1时刻的电压平均值，N_avg(n)第n时刻的电压平均值，为半导体制程误差，α通常为0.99或0.98或者可另外用于触发阀值的微调设置。

所述微处理器U2以第二预设公式计算所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；所述第二预设公式为：

△N＝N(n)-Navg(n)；

其中，N_avg(n)为第n时刻的电压平均值，N(n)为第n时刻的电压值。第n时刻的电压值N(n)可以采用电荷公式计算获得：

Q＝I*T＝C*V；

N(n)＝V(n)＝(I*T(n))/C；

I为流经电容式咪头C1和可控电容C2的电流值，T(n)为第n时刻的单位时间，C为电容式咪头C1和可控电容C2在T(n)产生的总电容值；电流I和T(n)为固定值，因此根据电容式咪头C1和可控电容C2在T(n)产生的总电容值C即可得出为第n时刻的电压值N(n)。

微处理器U2根据计算获得的电压差值△N和电压平均值Navg(n+1)即可确定电子烟是否处于吸烟状态。具体地，在所述电压差值△N与所述第n+1时刻的电压平均值Navg(n+1)之间的比值大于或者等于预设阀值TH时，确定所述电子烟当前处于吸烟状态，并控制电子烟中的雾化器100启动；具体可以用以下公式进行表示:

△N/N_avg(n+1)≥TH

其中，预设阀值TH可以设置为1.6％或3.2％或4.8％等。在所述电压差值与所述第n+1时刻的电压平均值之间比值小于预设阀值时，确定所述电子烟当前未处于吸烟状态，并控制电子烟的雾化器100维持当前工作状态。具体可以用以下公式进行表示:

△N/N_avg(n+1)＜TH

综上，当△N/Navg(n+1)≥TH时，则确定电子烟当前处于吸烟状态，也即用户正在进行用户吸气或者吹气动作时，则输出一处理信号，以控制雾化器100，进行吸烟动作。当△N/N_avg(n+1)＜TH时，则确定电子烟当前未处于吸烟状态，也即用户没有进行用户吸气或者吹气动作时，则输出另一处理信号，以控制雾化器100维持待机或者停机工作状态。

参照图1至图3，在一实施例中，电子烟电路200还包括：

计数器(图未示出)，所述计数器集成于所述微处理器U2或者所述电容频率转换器U1内，所述计数器被配置为生成所述预设检测周期，并在所述预设检测周期内进行计数。

可以理解的是，若电子烟的耗电较快，容易导致电子烟的续航能力下降，为此，本实施例可以通过设置计数器，通过计数器设置预设检测周期，以对电子烟进行周期性电压值输出(计数器设置在电容频率转换器U1时)或者进行周期性电压值获取(计数器设置在微处理器U2时)，避免电容式咪头C1实时检测增加功耗。并且只在检测到所述电子烟处于吸烟状态时，微处理器U2才控制电子烟中的雾化器100工作。而在电子烟不需要工作时，微处理器U2可以工作于为低功耗状态，减少微处理器U2和电容频率转换器U1处于工作状态而产生的功耗，延长电子烟的待机时间，提升用户体验。其中，微处理器U2为低功耗微控制单元MCU，用于接收电容频率转换器U1输出的电压数值，用于控制雾化器100开关，还用于控制驱动雾化器100。本发明可以增加电子烟电池的使用时间，可以减少处理器耗电，如降低处理器的工作量，使其在不需要工作时进入低功耗模式(例如省电模式、睡眠模式或休眠模式)，然后对电容频率转换器U1执行周期性的量测机制，只在固定周期点启动电容频率转换器U1进行量测，在其量测完将其转入睡眠状态，来达到省电目的。并且只在检测到电子烟味吸烟状态时，才启动雾化器100，并在吸烟状态结束时，关闭雾化器100。

其中，计数周期的计数阶数可以根据以下公式进行设置：

I*T＝C*V，其中I/C/V值皆为所知，T＝(C*V)/I为可计算或设定。计数器在一个计数周期的计数阶数可以设置为16或32或64次，并且具体可以每1个ms计数1次。计数器可以持续的进行工作，在持续的进行工作时，在一个计数周期，也即预设检测周期完成后，又重新开始计数。计数器也可以间歇性的进行工作，也即每个计数周期之间还设置有间隔时间，例如每个计数周期之间可以间隔一定时间，具体可以为一个或者一个周期以上，也即在计数周期完成后，再间隔一个周期才开始计数，以降低电子烟的功耗，例如在一个完整的周期内，采用周期占比三分之一或者四分之一，微处理器U2或者电容频率转换器U1的休眠或者待机时间未三分之二或者四分之三。当然在其他实施例中，也可以采用计时器(timer)进行计时，时间值可以设置为16或32或64ms。

参照图2，在一实施例中，所述电容频率转换器U1包括：

电流源U12、电压比较器U11和第一电子开关S1；所述电流源U12的输出端与所述比较器的同相输入端、所述第一电子开关S1的第一导电端及所述电容式咪头C1的一端互连；所述电压比较器U11的反相输入端接入参考电压信号，所述电压比较器U11的输出端与所述计数器的输入端及所述第一电子开关S1的受控端互连；所述第一电子开关S1的第一导电端与所述电容式咪头C1的另一端均接地。

本实施例中，第一电子开关S1可以为N-MOS管或者NPN管等开关管，在采用为N-MOS管来实现时，所述N-MOS管的栅极与所述电压比较器U11的输出端连接，所述N-MOS管的漏极与所述电压比较器U11的同相输入端连接，所述N-MOS管的源极接地。

N-MOS管受控于电压比较器U11，电压比较器U11的反相输入端接入参考电压信号，该参考电压信号可以根据第一电子开关S1的开启电压进行设置，例如在采用MOS管和NPN三极管来实现时，可以设置为0.7V，电压比较器U11的同相输入端与电容式咪头C1连接。在用户吸气而使电容式咪头C1形成平板电容器时，电容储能的电容较少，电流源U12给电容式咪头C1提供工作电压充电。在起始充电时电容式咪头C1存储的电能小于参考电压信号的电压值，体现为低电位(小于Vef-V)，此时电压比较器U11输出端则输出低电位的控制信号，N-MOS管处于截止状态，体现为OFF。随后电流源U12持续给对电容式咪头C1充电，使同相输入端CAP电位逐渐升高。当高于反相输入端的参考电压信号Ref-V的电压值时，比较器输出由低电位转高电位。此时N-MOS管则由截止状态OFF转导通状态ON，并将电容式咪头C1的电位CAP拉低电位至0V，电容式咪头C1开始快速放电。电压比较器U11输出由高电位转低电位，N-MOS管由导通状态ON转截止状态OFF，而电容式咪头C1则先进行放电，放电后再次由电流源U12充电使同相输入端的电位逐渐升高，以此循环产生震荡，并输出对应大小电压值(频率值)。由于气流强度的不同，电容式咪头C1的容量则会不同，因此电容式咪头C1的充电时间则会不同，进而电容频率转换器U1产生的频率值也就不同。由此，则可以通过电容频率转换器U1根据气流强度产生频率不同的电压值。并且，用户吸气的时间也能从震荡时间的电压大小表示用户的吸气持续时间长短。

本发明还提出一种电子烟。

参照图1，该电子烟包括壳体(图未示出)、雾化器100、电控板(图未示出)及如上所述的电子烟电路200；其中，该电子烟的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电子烟中使用了上述电子烟，因此，本发明电子烟的实施例包括上述电子烟全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

所述电子烟电路200设置于所述电控板上；

所述电控板及所述雾化器100均容置于所述壳体内。

本实施例中，该壳体可以用于现成电子烟的烟杆，所述电子烟的电子烟电路200设在烟杆内。雾化器100可以包括加热体、雾化芯及储油腔等，加热体30可以采用电阻加热丝(即电阻丝)、加热棒、加热垫等来实现，加热体30基于微控制器的控制，以在用户吸气时对储油腔中的烟油进行加热，使烟油雾化。微处理器U2可以建立电压值大小和温度之间的映射关系，以及电压值的持续时间和加热体的持续时间之间的映射关系并进行存储。如此，微处理器U2即可以根据电容频率转换器U1输出表征吸烟者吸力的大小的储油腔，控制加热体30的温度，达到调整雾化量大小和浓度的目的，使雾化量根据用户的吸气强度进行调整，提高吸烟口感，防止功率浪费。微处理器U240还可以根据电容频率转换器U1输出表征吸烟者吸气时间始末时间的电压值，控制加热体的工作时间。如此设置，使得电子烟可以根据用户吸气时的气流强度来控制加热体30的工作温度，还可以根据用户吸气时产生的气流持续时间来控制加热体30的工作时间，有利于提高用户的使用体验。

在一实施例中，电极板和所述振膜均设置于所述壳体内。

壳体可以围合形成气流通道，当用户进行吸气动作，而使得气流通道中的空气流动时，特别是振膜一侧有气流经过时，便会使得气流通道内部的气压发生变化，振膜在气压的作用下会朝向电极板一侧发生形变，使得振膜与电极板相互靠近而改变两板间的距离，进而形成平板电容；气流通道内没有空气流动时或者气流流速较小时，即便是振膜有变形，但是变形不足以使振膜与所述电极板形成电容。电容式咪头C1根据用户的吸气大小，使其容量发生变化，容量的变化被电子烟电路200中的电容频率转换器U1侦测并产生与该电容变化量对应的电压值大小。

本发明一种电子烟控制方法，应用于电子烟，所述电子烟包括如上所述的电容频率转换器U1及雾化器100，所述电子烟控制方法包括以下步骤：

步骤S100、在预设检测周期内，获取所述电容频率转换器U1跟随气流强度变化产生多个电压值，并计算预设检测周期内的第n+1时刻的电压平均值；

步骤S200、计算预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；

步骤S300、根据所述第n+1时刻的电压平均值，以及所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器100启动。

其中，上述计算的过程可以在电子烟的微处理器U2中进行，微处理器U2通过运行或执行存储的软件程序和/或模块，以及调用存储的数据，对电容频率转换器U1输出的电压值进行计算以确定电子烟当前是否处于吸烟状态动。

本发明电子烟电路200通过设置通过可控电容C2和电容式咪头C1感应气流强度，并根据气流强度，输出相应的气流强度信号，并根据气流强度信号产生相应的电压值。从而在接收到的电压值达到预设阀值时，则确定电子烟当前处于吸烟状态，也即用户正在进行用户吸气或者吹气动作时，则输出一处理信号，以控制雾化器100，进行吸烟动作。在接收到的电压值未达到预设阀值时，则确定电子烟当前未处于吸烟状态，也即用户没有进行用户吸气或者吹气动作时，则输出另一处理信号，以控制雾化器100维持待机或者停机工作状态。本发明可以对电容式咪头C1的灵敏度进行调整，从而使电子烟具有不同的灵敏度，并在对应的灵敏度下确定是否触发电子烟工作。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子烟电路，其特征在于，所述电子烟电路包括：

可控电容，被配置为设置电子烟灵敏度；

电容式咪头；与所述可控电容并联设置，所述电容式咪头和可控电容被配置为感应气流强度，并根据所述气流强度及所述电子烟灵敏度，输出相应的气流强度信号；

电容频率转换器，其输入端与所述电容式咪头的输出端连接；所述电容频率转换器被配置为，给所述电容式咪头提供工作电流，并根据所述气流强度信号产生对应的电压值并输出。

2.如权利要求1所述的电子烟电路，其特征在于，所述电子烟电路还包括：

微处理器，与所述电容频率转换器的输出端连接，所述微处理器被配置为，在根据所述电容频率转换器输出的电压值，确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器启动。

3.如权利要求2所述的电子烟电路，其特征在于，在预设检测周期内，所述电容频率转换器跟随气流强度变化产生多个电压值；

所微处理器具体被配置为：

接收多个所述电压值，并计算预设检测周期内的第n+1时刻的电压平均值；

计算预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；

根据所述第n+1时刻的电压平均值，以及所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器启动。

4.如权利要求3所述的电子烟电路，其特征在于，所述微处理器以第一预设公式计算所述第n+1时刻的电压平均值；所述第一预设公式为：

N_avg(n+1)＝N_avg(n)*α+N(n)*(1-α)；

其中，N_avg(n+1)为第n+1时刻的电压平均值，N_avg(n)第n时刻的电压平均值，α为半导体制程误差。

5.如权利要求3所述的电子烟电路，其特征在于，所述微处理器以第二预设公式计算所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；所述第二预设公式为：

△N＝N(n)-N_avg(n)；

其中，N_avg(n)为第n时刻的电压平均值，N(n)为第n时刻的电压值。

6.如权利要求3所述的电子烟电路，其特征在于，所述微处理器还被配置为：

在所述电压差值与所述第n+1时刻的电压平均值之间比值大于或者等于预设阀值时，确定所述电子烟当前处于吸烟状态，并控制电子烟中的雾化器启动；

在所述电压差值与所述第n+1时刻的电压平均值之间比值小于预设阀值时，确定所述电子烟当前未处于吸烟状态，并控制电子烟的雾化器维持当前工作状态。

7.如权利要求3所述的电子烟电路，其特征在于，电子烟电路还包括：

计数器，所述计数器集成于所述微处理器或者所述电容频率转换器内，所述计数器被配置为生成所述预设检测周期，并在所述预设检测周期内进行计数。

8.如权利要求1-7任一项所述的电子烟电路，其特征在于，所述电容频率转换器包括：

电流源、电压比较器和第一电子开关；所述电流源的输出端与所述比较器的同相输入端、所述第一电子开关的第一导电端及所述电容式咪头的一端互连；所述电压比较器的反相输入端接入参考电压信号，所述电压比较器的输出端与所述计数器的输入端及所述第一电子开关的受控端互连；所述第一电子开关的第一导电端与所述电容式咪头的另一端均接地。

9.一种电子烟，其特征在于，所述电子烟包括壳体、雾化器、电控板及如权利要求1至8任一项所述的电子烟电路；其中，

所述电子烟电路设置于所述电控板上；

所述电控板及所述雾化器均容置于所述壳体内。

10.一种电子烟控制方法，其特征在于，应用于电子烟，所述电子烟电容频率转换器及雾化器，所述电子烟控制方法包括以下步骤：

在预设检测周期内，获取所述电容频率转换器跟随气流强度变化产生多个电压值，并计算预设检测周期内的第n+1时刻的电压平均值；

计算预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值；

根据所述第n+1时刻的电压平均值，以及所述预设检测周期内的第n时刻的电压值与第n时刻的电压平均值之间的电压差值确定所述电子烟当前处于吸烟状态时，控制电子烟中的雾化器启动。

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