CN114209104B - 一种电子烟芯片的灵敏度自适配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯片控制技术领域，公开了一种电子烟芯片的灵敏度自适配方法，其在现有电子烟芯片架构的基础上，还配置有锯齿波信号产生模块和控制模块，其中，所述锯齿波信号产生模块用于在第一芯片引脚SW电连接电容式咪头CM的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，所述控制模块用于采集得到所述锯齿波信号的静态频率，然后根据所述静态频率和设计频率的比较结果，将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于/小于设计阈值的新阈值，以便对冲因在生产过程中缺乏足够的一致性而导致的易触发体验效果/难触发体验效果，进而可确保芯片灵敏度一致性。

Description

一种电子烟芯片的灵敏度自适配方法

技术领域

本发明属于芯片控制技术领域，具体地涉及一种电子烟芯片的灵敏度自适配方法。

背景技术

电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。它是一种以可充电锂聚合物电池供电驱动雾化器，通过加热油舱中的烟油，将尼古丁等变成蒸汽后，让用户吸食的一种产品。由于电子烟相对于点燃烟丝所产生的烟雾，能够减少有害物质的产生，使得其正在逐渐替代传统香烟。

电子烟芯片是电子烟的核心部件，用于实现电子烟的雾化器驱动电流控制、电池充放电管理和工作状态对外指示等功能。目前业内的主流芯片架构如图1所示，包括有内置的电流开关电路、充放电保护电路、咪头检测电路、LED（Light-Emitting Diode，发光二极管）恒流电路和控制逻辑执行电路等，其中，所述电流开关电路用于导通/截止雾化器所需的驱动电流，具体可采用MOS管（即MOSFET的缩写，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管）等实现电流导通/截止目的；所述充放电保护电路用于实现涓流/恒流/恒压充电控制等功能；所述咪头检测电路用于检测外接电容式咪头的电容值变化幅度，以便感知电子烟用户的抽吸力度大小（其与电容值变化幅度正相关，即电容值变化幅度越大，抽吸力度越大；电容值变化幅度越小，抽吸力度越小）；所述LED恒流电路用于外接LED灯，以便指示诸如充放电状态等状态信息；所述控制逻辑执行电路用于根据抽吸力度感知结果对雾化器所需的驱动电流进行通断控制，例如在发现当前抽吸力度大小超过预设的灵敏度阈值（具体指触发电子烟工作所需要的最小抽吸力度，触发抽吸力度越大，灵敏度越低）时，导通电流来触发雾化器加热油舱中的烟油，实现电子烟抽吸目的，反之则截止电流，不触发雾化器加热油舱中的烟油。由此前述电子烟芯片架构具有功能完善和外围精简的特点。

但是，由于电子烟芯片在诸如晶圆加工及封装加工等生产过程中缺乏足够的一致性，会导致不同电子烟芯片在灵敏度上出现不一致，进而导致针对具有不同灵敏度的电子烟芯片，即使应用同一电容式咪头做成对应的电子烟成品，也存在如下的抽吸体验不一致问题：有些电子烟需要重吸一口才能触发咪头功能，而有些电子烟仅轻吸一口也能触发咪头功能。因此有必要提供一种新的电子烟芯片架构方案，来确保每一颗电子烟芯片具有一致性的灵敏度，保障用户的电子烟抽吸体验。

发明内容

为了解决现有电子烟芯片因在生产过程中缺乏足够的一致性而导致在灵敏度上出现不一致及最终导致抽吸体验不一致的问题，本发明目的在于提供一种电子烟芯片的灵敏度自适配方法，可以根据情况将控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于/小于设计阈值的新阈值，以便对冲因在生产过程中缺乏足够的一致性而导致的易触发体验效果/难触发体验效果，进而确保每一颗电子烟芯片具有一致性的灵敏度，保障用户的电子烟抽吸体验，便于实际应用和推广。

第一方面，本发明提供了一种电子烟芯片的灵敏度自适配方法,所述电子烟芯片包括有依次电连接的第一芯片引脚、咪头检测模块和控制逻辑执行模块，以及还包括有电连接所述控制逻辑执行模块的控制模块和分别电连接所述第一芯片引脚及所述控制模块的锯齿波信号产生模块，其中，所述第一芯片引脚用于电连接电容式咪头的一端，所述电容式咪头的另一端接地，所述锯齿波信号产生模块用于在所述第一芯片引脚电连接所述电容式咪头的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，并通过锯齿波信号输出端向所述控制模块传送所述锯齿波信号，所述芯片内外总电容的一端接地且由芯片外部电容和芯片内部等效电容并联而得，所述芯片外部电容包括有所述电容式咪头的咪头电容；

所述灵敏度自适配方法，由所述控制模块执行，包括：

在进入灵敏度自适配模式后，采集得到所述锯齿波信号的静态频率；

比较所述静态频率与设计频率的大小，若所述静态频率大于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于设计阈值的新阈值，而若所述静态频率小于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个小于所述设计阈值的新阈值。

基于上述发明内容，可提供一种在电子烟芯片生产完成后能够自适配灵敏度的电子烟芯片方案，即在现有电子烟芯片架构的基础上，还配置有锯齿波信号产生模块和控制模块，其中，所述锯齿波信号产生模块用于在第一芯片引脚SW电连接电容式咪头CM的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，所述控制模块用于采集得到所述锯齿波信号的静态频率，然后根据所述静态频率和设计频率的比较结果，将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于/小于设计阈值的新阈值，以便对冲因在生产过程中缺乏足够的一致性而导致的易触发体验效果/难触发体验效果，进而确保每一颗电子烟芯片具有一致性的灵敏度，保障用户的电子烟抽吸体验，便于实际应用和推广。

在一个可能的设计中，所述电子烟芯片还包括有电连接所述控制模块的基准时钟信号产生模块，其中，所述基准时钟信号产生模块用于产生占空比小于1/10的基准时钟信号，并通过基准时钟信号输出端向所述控制模块传送所述基准时钟信号；

采集得到所述锯齿波信号的静态频率，包括：

针对所述基准时钟信号的最近连续多个低电平时段，统计在各个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数；

根据与所述最近连续多个低电平时段对应的所有触发次数，计算得到触发次数方差；

判断所述触发次数方差是否小于预设的方差阈值；

若是，则按照如下公式计算得到所述锯齿波信号的静态频率

：

式中，

表示统计用的低电平时段总数，

表示正整数，

表示低电平时段的时长，

表示在所述最近连续多个低电平时段中第

个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数。

在一个可能的设计中，比较所述静态频率与设计频率的大小，若所述静态频率大于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于设计阈值的新阈值，而若所述静态频率小于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个小于所述设计阈值的新阈值，包括：

将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为如下的新阈值

：

式中，

表示所述静态频率，

表示设计频率，

表示设计阈值。

在一个可能的设计中，所述电子烟芯片还包括有第二芯片引脚和电连接所述控制逻辑执行模块的电流开关模块，其中，所述第二芯片引脚用于电连接雾化器的电流输入端，所述电流开关模块用于在所述控制逻辑执行模块的控制下，导通或截止在所述第二芯片引脚输出的电流；

所述灵敏度自适配方法，还包括：

在从所述灵敏度自适配模式切换至抽烟响应模式后，采集得到所述锯齿波信号的动态频率；

判断所述动态频率是否大于所述静态频率；

若是，则确定当前处于吹气状态，并将用于指示所述吹气状态的状态信息传送至所述控制逻辑执行模块，以便所述控制逻辑执行模块根据该状态信息对所述电流开关模块进行截止控制，使在所述第二芯片引脚输出的电流大小为零。

在一个可能的设计中，所述电子烟芯片还包括有电连接所述控制模块的基准时钟信号产生模块，其中，所述基准时钟信号产生模块用于产生占空比小于1/10的基准时钟信号，并通过基准时钟信号输出端向所述控制模块传送所述基准时钟信号；

采集得到所述锯齿波信号的动态频率，包括：

针对所述基准时钟信号的最近一个低电平时段，统计在对应的低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数；

按照如下公式计算得到所述锯齿波信号的动态频率

：

式中，

表示低电平时段的时长,

表示在所述最近一个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数。

在一个可能的设计中，所述锯齿波信号产生模块包括有时基集成电路单元、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和达林顿管，其中，所述时基集成电路单元采用与NE555型芯片的内部电路相同的电路结构；

所述时基集成电路单元的控制端电连接所述第一电容的一端，所述时基集成电路单元的触发点端分别电连接所述时基集成电路单元的重置锁定端、所述第一芯片引脚和所述第一电阻的一端，所述时基集成电路单元的放电端分别电连接所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端和所述第四电阻的一端，所述时基集成电路单元的工作电压端分别电连接所述时基集成电路单元的重置端和直流电源，所述时基集成电路单元的接地端和所述第一电容的另一端分别接地；

所述第二电阻的另一端分别电连接所述第二电容的一端和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端电连接所述直流电源；

所述第四电阻的另一端电连接所述达林顿管的基极，所述达林顿管的集电极电连接所述直流电源，所述达林顿管的发射极作为所述锯齿波信号输出端，并分别电连接所述第二电容的另一端和所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端接地。

在一个可能的设计中，所述第一电阻的电阻值与所述第一电容的电容值的相乘结果不小于5微秒，所述第二电阻的电阻值等于所述第三电阻的电阻值，所述第二电阻的电阻值不小于10倍所述第五电阻的电阻值，所述第四电阻的电阻值为1000欧姆，所述第五电阻的电阻值不小于100欧姆，所述第二电容的电容值大于10倍所述第一电容的电容值。

在一个可能的设计中，所述锯齿波信号的频率与所述芯片内外总电容的电容值具有如下的负相关性：

式中，

表示所述锯齿波信号的频率，

表示所述芯片内外总电容的电容值，

表示所述第一电阻的电阻值，

表示所述第二电阻的电阻值，

表示所述第三电阻的电阻值。

在一个可能的设计中，所述电子烟芯片还包括有电连接所述控制模块的基准时钟信号产生模块，其中，所述基准时钟信号产生模块用于产生占空比小于1/10的基准时钟信号，并通过基准时钟信号输出端向所述控制模块传送所述基准时钟信号，以便所述控制模块在进入灵敏度自适配模式后，应用所述基准时钟信号采集得到所述锯齿波信号的静态频率；

所述基准时钟信号产生模块包括有脉宽调制电路单元，其中，所述脉宽调制电路单元的脉冲信号输入端电连接所述时基集成电路单元的脉冲信号输出端，所述脉宽调制电路单元的脉冲信号输出端作为所述基准时钟信号输出端。

在一个可能的设计中，所述芯片外部电容还包括有分别与所述电容式咪头并联的管脚打线电容和封装引脚电容。

本发明的技术效果：

（1）本发明创造提供了一种在电子烟芯片生产完成后能够自适配灵敏度的电子烟芯片方案，即在现有电子烟芯片架构的基础上，还配置有锯齿波信号产生模块和控制模块，其中，所述锯齿波信号产生模块用于在第一芯片引脚SW电连接电容式咪头CM的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，所述控制模块用于采集得到所述锯齿波信号的静态频率，然后根据所述静态频率和设计频率的比较结果，将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于/小于设计阈值的新阈值，以便对冲因在生产过程中缺乏足够的一致性而导致的易触发体验效果/难触发体验效果，进而确保每一颗电子烟芯片具有一致性的灵敏度，保障用户的电子烟抽吸体验，便于实际应用和推广。

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获得其他的附图。

图1是现有电子烟芯片架构的结构示意图。

图2是本发明提供的新型电子烟芯片的结构示意图。

图3是本发明提供的灵敏度自适配方法的流程示意图。

图4是本发明提供的基准时钟信号与锯齿波信号的时序示意图。

图5是本发明提供的锯齿波信号产生模块及基准时钟信号产生模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明示例的实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其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、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图2～5所示，本实施例提供了一种新型的电子烟芯片，包括有依次电连接的第一芯片引脚SW、咪头检测模块和控制逻辑执行模块，以及还包括有电连接所述控制逻辑执行模块的控制模块和分别电连接所述第一芯片引脚SW及所述控制模块的锯齿波信号产生模块，其中，所述第一芯片引脚SW用于电连接电容式咪头CM的一端，所述电容式咪头CM的另一端接地，所述锯齿波信号产生模块用于在所述第一芯片引脚SW电连接所述电容式咪头CM的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，并通过锯齿波信号输出端SW_Clock向所述控制模块传送所述锯齿波信号，所述芯片内外总电容的一端接地且由芯片外部电容和芯片内部等效电容并联而得，所述芯片外部电容包括有所述电容式咪头CM的咪头电容。

如图2所示，在所述新型的电子烟芯片的具体结构中，所述第一芯片引脚SW为现有电子烟芯片的常备引脚，所述咪头检测模块和所述控制逻辑执行模块等均为现有电子烟芯片中的常备内置功能模块，其中，所述咪头检测模块可以但不限于采用如图1所示咪头检测电路的具体结构，以便通过检测外接的所述电容式咪头CM的电容值变化幅度来感知电子烟用户的抽吸力度大小；所述控制逻辑执行模块可以但不限于采用如图1所示控制逻辑执行电路的具体结构，以便根据抽吸力度感知结果对雾化器所需的驱动电流进行通断控制。所述第一芯片引脚SW还可使所述锯齿波信号产生模块在产生所述锯齿波信号时，能够将所述电容式咪头（CM）的咪头电容作为用于充放电的部分电容，进而使所述锯齿波信号的频率与所述咪头电容的电容值负相关。所述锯齿波信号产生模块和所述控制模块分别为在图1所示电子烟芯片架构的基础上新增加的内置功能模块。此外，所述新型的电子烟芯片还可以配置如图1所示电子烟芯片架构的其他芯片引脚及其他内置功能模块，例如图2所示的LED引脚及LED恒流模块、VIN引脚、GND引脚和BAT引脚等。

所述灵敏度自适配方法，由所述控制模块执行，如图3所示，包括但不限于有如下步骤S1～S2。

S1.在进入灵敏度自适配模式后，采集得到所述锯齿波信号的静态频率。

在所述步骤S1中，所述灵敏度自适配模式是针对本发明所述技术问题，而新设计的一种电子烟芯片工作模式，可在芯片初次上电时自动触发进入，也可以但不限于在用户操作触发或定时启动等方式下自动进入。所述静态频率是指所述锯齿波信号在无抽吸行为时的信号频率（由于此时所述咪头电容的电容值不变，因此所述芯片内外总电容的电容值也不变，使得所述锯齿波信号的信号频率会为一个静态不变的数值）；为了确保所述静态频率的稳定性，需要确保在进入所述灵敏度自适配模式时，基于所述电子烟芯片的电子烟处于未抽吸状态，即确保所述咪头电容的电容值不变。

在所述步骤S1中，具体的，所述电子烟芯片还包括有电连接所述控制模块的基准时钟信号产生模块，其中，所述基准时钟信号产生模块用于产生占空比小于1/10的基准时钟信号，并通过基准时钟信号输出端（Ref_Clock）向所述控制模块传送所述基准时钟信号；采集得到所述锯齿波信号的静态频率，包括但不限于有如下步骤S11～S14。

S11.针对所述基准时钟信号的最近连续多个低电平时段，统计在各个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数。

在所述步骤S11中，如图4所示，针对连续的第一低电平时段和第二低电平时段，可基于常规的下降沿触发方式统计得到它们的对应触发次数。

S12.根据与所述最近连续多个低电平时段对应的所有触发次数，计算得到触发次数方差。

在所述步骤S12中，所述触发次数方差的计算方法为现有常规的统计方法。

S13.判断所述触发次数方差是否小于预设的方差阈值。

在所述步骤S13中，所述方差阈值为预设的且用于作为判断所述静态频率是否稳定的依据，即所述触发次数方差越小，与所述各个低电平时段对应的触发次数具有越小的差异性，所述锯齿波信号的信号频率越趋于稳定，直到所述触发次数方差小于所述方差阈值时，可视为电子烟当前处于未抽吸状态，确保基于后续公式能够准确得到所述静态频率。

S14.若是，则按照如下公式计算得到所述锯齿波信号的静态频率

：

式中，

表示统计用的低电平时段总数，

表示正整数，

表示低电平时段的时长，

表示在所述最近连续多个低电平时段中第

个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数。

在所述步骤S14中，所述静态频率即为基于触发次数平均结果而得的频率，如此基于上述步骤S11～S14，可以根据触发次数方差与方差阈值的比较结果，准确识别当前电子烟是否处于未抽吸状态，进而可确保采集所得静态频率的准确性。此外，若判定所述触发次数方差不小于所述方差阈值，则需等待经过下一个所述低电平时段后，再执行一次所述S11～S14，直到计算得到所述锯齿波信号的静态频率。

S2.比较所述静态频率与设计频率的大小，若所述静态频率大于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于设计阈值的新阈值，而若所述静态频率小于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个小于所述设计阈值的新阈值。

在所述步骤S2中，如图5所示，考虑在所述芯片内外总电容的电容并联结构中，所述电容式咪头CM的工作原理为现有技术，其电容值变化幅度与用户抽吸力度正相关，即用户抽吸力度越大，电容值变化幅度越大，用户抽吸力度越小，电容值变化幅度越小，而所述芯片内部等效电容的电容值在芯片加工完成后将会为一个固定值。由于所述芯片内外总电容是由所述芯片外部电容和所述芯片内部等效电容并联而得，并且所述芯片外部电容包括有所述电容式咪头CM的咪头电容，因此所述咪头检测模块实际是通过检测所述芯片内外总电容的电容值变化幅度来感知电子烟用户的抽吸力度大小：（1）当因晶圆加工不一致等原因造成所述芯片内部等效电容的电容值偏大时，若维持灵敏度阈值为设计阈值，将需要使所述咪头电容的电容值变化更多，才能感知到用于触发雾化器工作的所需抽吸力度（由于电容值变化幅度的计算分母因所述芯片内部等效电容偏大而增大了，导致抽吸力度感知结果普遍偏低），即需要重吸一口才能触发咪头功能，芯片灵敏度偏低，存在难触发的抽吸体验效果；（2）当因晶圆加工不一致等原因造成所述芯片内部等效电容的电容值偏小时，若维持灵敏度阈值为设计阈值，将使得在所述咪头电容的电容值变化幅度较小时，也能感知到用于触发雾化器工作的所需抽吸力度（由于电容值变化幅度的计算分母因所述芯片内部等效电容偏小而减小了，导致抽吸力度感知结果普遍偏高），即轻吸一口也能触发咪头功能，芯片灵敏度偏高，存在易触发的抽吸体验效果。

基于上述分析结果，通过产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，并根据所述锯齿波信号的静态频率与设计频率的比较结果，可以判断所述芯片内部等效电容的电容值是否偏大或偏小，并通过在所述静态频率大于所述设计频率（即所述芯片内部等效电容的电容值偏小）时，将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于设计阈值的新阈值，以便对冲因抽吸力度感知结果普遍偏高所带来的易触发体验效果；而在所述静态频率小于所述设计频率（即所述芯片内部等效电容的电容值偏大）时，将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个小于设计阈值的新阈值，以便对冲因抽吸力度感知结果普遍偏低所带来的难触发体验效果。

由此基于前述电子烟芯片及灵敏度自适配方法的详细描述，提供了一种在电子烟芯片生产完成后能够自适配灵敏度的电子烟芯片方案，即在现有电子烟芯片架构的基础上，还配置有锯齿波信号产生模块和控制模块，其中，所述锯齿波信号产生模块用于在第一芯片引脚SW电连接电容式咪头CM的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，所述控制模块用于采集得到所述锯齿波信号的静态频率，然后根据所述静态频率和设计频率的比较结果，将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于/小于设计阈值的新阈值，以便对冲因在生产过程中缺乏足够的一致性而导致的易触发体验效果/难触发体验效果，进而确保每一颗电子烟芯片具有一致性的灵敏度，保障用户的电子烟抽吸体验，便于实际应用和推广。此外，考虑管脚打线电容（也叫PAD打线电容）和封装引脚电容的电容值虽然在封装加工等后为固定值，但是作为芯片外部电容也会影响到所述芯片内外总电容的电容值，因此具体的， 所述芯片外部电容还包括但不限于有分别与所述电容式咪头CM并联的管脚打线电容和封装引脚电容，即所述芯片内外总电容的电容值为所述咪头电容、所述管脚打线电容、封装引脚电容和所述芯片内部等效电容的并联结果。

优选的，为了实现精准的灵敏度自适配目的，比较所述静态频率与设计频率的大小，若所述静态频率大于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于设计阈值的新阈值，而若所述静态频率小于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个小于所述设计阈值的新阈值，包括但不限于有：将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为如下的新阈值

：

式中，

表示所述静态频率，

表示设计频率，

表示设计阈值。

优选的，所述电子烟芯片还包括但不限于有第二芯片引脚CAT和电连接所述控制逻辑执行模块的电流开关模块，其中，所述第二芯片引脚CAT用于电连接雾化器的电流输入端，所述电流开关模块用于在所述控制逻辑执行模块的控制下，导通或截止在所述第二芯片引脚CAT输出的电流。所述第二芯片引脚CAT为现有电子烟芯片的常备引脚，所述电流开关模块为现有电子烟芯片中的常备内置功能模块，可以但不限于采用如图1所示电流开关电路的具体结构，以便在所述控制逻辑执行模块的控制下导通/截止雾化器所需的驱动电流。所述灵敏度自适配方法，如图3所示，还包括但不限于有如下步骤S3～S5。

S3.在从所述灵敏度自适配模式切换至抽烟响应模式后，采集得到所述锯齿波信号的动态频率。

在所述步骤S3中，所述抽烟响应模式为相对于所述灵敏度自适配模式而设计的另一工作模式，可以在比较所述静态频率与所述设计频率的大小并完成灵敏度阈值更新后自动切换进入，也可以但不限于在用户操作触发等方式下进入。所述动态频率是指所述锯齿波信号在有抽吸行为时的信号频率（由于此时所述咪头电容的电容值会动态变化，因此所述芯片内外总电容的电容值也会动态变化，使得所述锯齿波信号的信号频率为一个会动态变化的数值），其具体采集过程可以但不限于包括有如下步骤S31～S32：S31.针对所述基准时钟信号的最近一个低电平时段，统计在对应的低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数；S32.按照如下公式计算得到所述锯齿波信号的动态频率

：

式中，

表示低电平时段的时长,

表示在所述最近一个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数。此外，为了提高实时性，可以进一步通过脉宽调制方式来缩短所述低电平时段的时长

。

S4.判断所述动态频率是否大于所述静态频率。

S5.若是，则确定当前处于吹气状态，并将用于指示所述吹气状态的状态信息传送至所述控制逻辑执行模块，以便所述控制逻辑执行模块根据该状态信息对所述电流开关模块进行截止控制，使在所述第二芯片引脚CAT输出的电流大小为零。

由于在电子烟的实际抽吸过程中，若对所述电容式咪头CM吸气，将造成负压环境，使所述咪头电容的电容值因极板间距减小而出现增大的情况，导致所述动态频率减小，而若对所述电容式咪头CM吹气，将造成正压环境，使所述咪头电容的电容值因极板间距增大而出现减小的情况，导致所述动态频率增大，因此可以通过所述动态频率与所述静态频率的比较结果，来判断是否发生吹气行为，以及在发现存在吹气行为时，通过将用于指示吹气状态的状态信息传送至所述控制逻辑执行模块，并使所述控制逻辑执行模块根据该状态信息对所述电流开关模块进行截止控制，可以使芯片具有防反吹保护功能，确保在吹气时不会有烟油蒸汽扩散到周围环境中，实现杜绝周围人群抽“二手烟”的目的。

优选的，如图5所示，所述锯齿波信号产生模块包括但不限于有时基集成电路单元、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和达林顿管Q1，其中，所述时基集成电路单元采用与NE555型芯片的内部电路相同的电路结构；所述时基集成电路单元的控制端CTRL电连接所述第一电容C1的一端，所述时基集成电路单元的触发点端TRGP分别电连接所述时基集成电路单元的重置锁定端RSTL、所述第一芯片引脚SW和所述第一电阻R1的一端，所述时基集成电路单元的放电端DCG分别电连接所述第一电阻R1的另一端、所述第二电阻R2的一端和所述第四电阻R4的一端，所述时基集成电路单元的工作电压端VCC分别电连接所述时基集成电路单元的重置端RST和直流电源VDD，所述时基集成电路单元的接地端GND和所述第一电容C1的另一端分别接地；所述第二电阻R2的另一端分别电连接所述第二电容C2的一端和所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端电连接所述直流电源VDD；所述第四电阻R4的另一端电连接所述达林顿管Q1的基极，所述达林顿管Q1的集电极电连接所述直流电源VDD，所述达林顿管Q1的发射极作为所述锯齿波信号输出端SW_Clock，并分别电连接所述第二电容C2的另一端和所述第五电阻R5的一端，所述第五电阻R5的另一端接地。

如图5所示，由于所述时基集成电路单元采用与NE555型芯片的内部电路相同的电路结构，因此所述时基集成电路单元的控制端CTRL可相当于所述NE555型芯片的5号引脚，所述时基集成电路单元的触发点端TRGP可相当于所述NE555型芯片的2号引脚，所述时基集成电路单元的重置锁定端RSTL可相当于所述NE555型芯片的6号引脚，所述时基集成电路单元的放电端DCG可相当于所述NE555型芯片的7号引脚，所述时基集成电路单元的工作电压端VCC可相当于所述NE555型芯片的8号引脚，所述时基集成电路单元的重置端RST可相当于所述NE555型芯片的4号引脚，所述时基集成电路单元的接地端GND可相当于所述NE555型芯片的1号引脚。

详细的，所述锯齿波信号产生模块采用的是一个与温度无关的音频锯齿波发生电路，其锯齿波信号的产生原理如下：由所述直流电源（例如5V直流电源）通过所述第三电阻R3、所述第二电阻R2和所述第一电阻R1对所述芯片内外总电容（即图5所示的电容CM与电容CX的并联结果，其中，电容CM表示所述电容式咪头/所述咪头电容，电容CX表示所述芯片内部等效电容、所述管脚打线电容和所述封装引脚电容的并联结果）进行充电，并通过所述第一电阻R1和所述时基集成电路单元内部的晶体管通道对所述芯片内外总电容进行放电，如此将在所述放电端DCG形成锯齿波，并通过所述达林顿管Q1的发射极输出该锯齿波；同时由于所述达林顿管Q1的发射极通过所述第二电容C2正反馈到所述第二电阻R2的另一端，使得在对所述芯片内外总电容进行充电的期间，在所述第二电阻R2上的压降是一个常数，故能够输出线性斜波（其线性可达到1%以内，使得整个电路的温度稳定性可以显著地改善）。

详细的，所述锯齿波信号产生模块中的各个电阻及电容可按照如下描述进行具体取值：所述第一电阻R1的电阻值与所述第一电容C1的电容值的相乘结果不小于5微秒，所述第二电阻R2的电阻值等于所述第三电阻R3的电阻值，所述第二电阻R2的电阻值不小于10倍所述第五电阻R5的电阻值，所述第四电阻R4的电阻值为1000欧姆，所述第五电阻R5的电阻值不小于100欧姆，所述第二电容C2的电容值大于10倍所述第一电容C1的电容值。此外，所述锯齿波信号的频率与所述芯片内外总电容的电容值可具有如下的负相关性：

式中，

表示所述锯齿波信号的频率，

表示所述芯片内外总电容的电容值，

表示所述第一电阻R1的电阻值，

表示所述第二电阻R2的电阻值，

表示所述第三电阻R3的电阻值。

详细的，如图5所示，所述基准时钟信号产生模块包括有脉宽调制电路单元，其中，所述脉宽调制电路单元的脉冲信号输入端电连接所述时基集成电路单元的脉冲信号输出端POUT，所述脉宽调制电路单元的脉冲信号输出端作为所述基准时钟信号输出端Ref_Clock。其中，所述脉宽调制电路单元可采用现有电路结构实现将从所述脉冲信号输出端POUT输出的脉冲信号调制为占空比小于1/10的所述基准时钟信号，如此可使所述基准时钟信号产生模块与所述锯齿波信号产生模块共用一个信号源（即所述时基集成电路单元），利于对芯片内部电路进行紧凑设计，降低芯片所需晶圆面积，提高生产率。

综上，采用本实施例所提供的电子烟芯片的灵敏度自适配方法，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种在电子烟芯片生产完成后能够自适配灵敏度的电子烟芯片方案，即在现有电子烟芯片架构的基础上，还配置有锯齿波信号产生模块和控制模块，其中，所述锯齿波信号产生模块用于在第一芯片引脚SW电连接电容式咪头CM的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，所述控制模块用于采集得到所述锯齿波信号的静态频率，然后根据所述静态频率和设计频率的比较结果，将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于/小于设计阈值的新阈值，以便对冲因在生产过程中缺乏足够的一致性而导致的易触发体验效果/难触发体验效果，进而确保每一颗电子烟芯片具有一致性的灵敏度，保障用户的电子烟抽吸体验，便于实际应用和推广。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种电子烟芯片的灵敏度自适配方法,其特征在于，所述电子烟芯片包括有依次电连接的第一芯片引脚（SW）、咪头检测模块和控制逻辑执行模块，以及还包括有电连接所述控制逻辑执行模块的控制模块和分别电连接所述第一芯片引脚（SW）及所述控制模块的锯齿波信号产生模块，其中，所述第一芯片引脚（SW）用于电连接电容式咪头（CM）的一端，所述电容式咪头（CM）的另一端接地，所述锯齿波信号产生模块用于在所述第一芯片引脚（SW）电连接所述电容式咪头（CM）的非接地端时，将芯片内外总电容作为充放电电容，产生频率与所述芯片内外总电容的电容值负相关的锯齿波信号，并通过锯齿波信号输出端（SW_Clock）向所述控制模块传送所述锯齿波信号，所述芯片内外总电容的一端接地且由芯片外部电容和芯片内部等效电容并联而得，所述芯片外部电容包括有所述电容式咪头（CM）的咪头电容；

所述灵敏度自适配方法，由所述控制模块执行，包括：

在进入灵敏度自适配模式后，采集得到所述锯齿波信号的静态频率，其中，所述静态频率是指所述锯齿波信号在无抽吸行为时的信号频率；

比较所述静态频率与设计频率的大小，若所述静态频率大于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于设计阈值的新阈值，而若所述静态频率小于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个小于所述设计阈值的新阈值。

2.如权利要求1所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述电子烟芯片还包括有电连接所述控制模块的基准时钟信号产生模块，其中，所述基准时钟信号产生模块用于产生占空比小于1/10的基准时钟信号，并通过基准时钟信号输出端（Ref_Clock）向所述控制模块传送所述基准时钟信号；

采集得到所述锯齿波信号的静态频率，包括：

针对所述基准时钟信号的最近连续多个低电平时段，统计在各个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数；

根据与所述最近连续多个低电平时段对应的所有触发次数，计算得到触发次数方差；

判断所述触发次数方差是否小于预设的方差阈值；

若是，则按照如下公式计算得到所述锯齿波信号的静态频率

：

式中，

表示统计用的低电平时段总数，

表示正整数，

表示低电平时段的时长，

表示在所述最近连续多个低电平时段中第

个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数。

3.如权利要求1所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，比较所述静态频率与设计频率的大小，若所述静态频率大于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个大于设计阈值的新阈值，而若所述静态频率小于所述设计频率，则将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为一个小于所述设计阈值的新阈值，包括：

将所述控制逻辑执行模块中的灵敏度阈值更新为如下的新阈值

：

式中，

表示所述静态频率，

表示设计频率，

表示设计阈值。

4.如权利要求1所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述电子烟芯片还包括有第二芯片引脚（CAT）和电连接所述控制逻辑执行模块的电流开关模块，其中，所述第二芯片引脚（CAT）用于电连接雾化器的电流输入端，所述电流开关模块用于在所述控制逻辑执行模块的控制下，导通或截止在所述第二芯片引脚（CAT）输出的电流；

所述灵敏度自适配方法，还包括：

在从所述灵敏度自适配模式切换至抽烟响应模式后，采集得到所述锯齿波信号的动态频率；

判断所述动态频率是否大于所述静态频率；

若是，则确定当前处于吹气状态，并将用于指示所述吹气状态的状态信息传送至所述控制逻辑执行模块，以便所述控制逻辑执行模块根据该状态信息对所述电流开关模块进行截止控制，使在所述第二芯片引脚（CAT）输出的电流大小为零。

5.如权利要求4所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述电子烟芯片还包括有电连接所述控制模块的基准时钟信号产生模块，其中，所述基准时钟信号产生模块用于产生占空比小于1/10的基准时钟信号，并通过基准时钟信号输出端（Ref_Clock）向所述控制模块传送所述基准时钟信号；

采集得到所述锯齿波信号的动态频率，包括：

针对所述基准时钟信号的最近一个低电平时段，统计在对应的低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数；

按照如下公式计算得到所述锯齿波信号的动态频率

：

式中，

表示低电平时段的时长,

表示在所述最近一个低电平时段内使用所述锯齿波信号进行下降沿触发而得的触发次数。

6.如权利要求1所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述锯齿波信号产生模块包括有时基集成电路单元、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）和达林顿管（Q1），其中，所述时基集成电路单元采用与NE555型芯片的内部电路相同的电路结构；

所述时基集成电路单元的控制端（CTRL）电连接所述第一电容（C1）的一端，所述时基集成电路单元的触发点端（TRGP）分别电连接所述时基集成电路单元的重置锁定端（RSTL）、所述第一芯片引脚（SW）和所述第一电阻（R1）的一端，所述时基集成电路单元的放电端（DCG）分别电连接所述第一电阻（R1）的另一端、所述第二电阻（R2）的一端和所述第四电阻（R4）的一端，所述时基集成电路单元的工作电压端（VCC）分别电连接所述时基集成电路单元的重置端（RST）和直流电源（VDD），所述时基集成电路单元的接地端（GND）和所述第一电容（C1）的另一端分别接地；

所述第二电阻（R2）的另一端分别电连接所述第二电容（C2）的一端和所述第三电阻（R3）的一端，所述第三电阻（R3）的另一端电连接所述直流电源（VDD）；

所述第四电阻（R4）的另一端电连接所述达林顿管（Q1）的基极，所述达林顿管（Q1）的集电极电连接所述直流电源（VDD），所述达林顿管（Q1）的发射极作为所述锯齿波信号输出端（SW_Clock），并分别电连接所述第二电容（C2）的另一端和所述第五电阻（R5）的一端，所述第五电阻（R5）的另一端接地。

7.如权利要求6所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述第一电阻（R1）的电阻值与所述第一电容（C1）的电容值的相乘结果不小于5微秒，所述第二电阻（R2）的电阻值等于所述第三电阻（R3）的电阻值，所述第二电阻（R2）的电阻值不小于10倍所述第五电阻（R5）的电阻值，所述第四电阻（R4）的电阻值为1000欧姆，所述第五电阻（R5）的电阻值不小于100欧姆，所述第二电容（C2）的电容值大于10倍所述第一电容（C1）的电容值。

8.如权利要求6所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述锯齿波信号的频率与所述芯片内外总电容的电容值具有如下的负相关性：

式中，

表示所述锯齿波信号的频率，

表示所述芯片内外总电容的电容值，

表示所述第一电阻（R1）的电阻值，

表示所述第二电阻（R2）的电阻值，

表示所述第三电阻（R3）的电阻值。

9.如权利要求6所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述电子烟芯片还包括有电连接所述控制模块的基准时钟信号产生模块，其中，所述基准时钟信号产生模块用于产生占空比小于1/10的基准时钟信号，并通过基准时钟信号输出端（Ref_Clock）向所述控制模块传送所述基准时钟信号，以便所述控制模块在进入灵敏度自适配模式后，应用所述基准时钟信号采集得到所述锯齿波信号的静态频率；

所述基准时钟信号产生模块包括有脉宽调制电路单元，其中，所述脉宽调制电路单元的脉冲信号输入端电连接所述时基集成电路单元的脉冲信号输出端（POUT），所述脉宽调制电路单元的脉冲信号输出端作为所述基准时钟信号输出端（Ref_Clock）。

10.如权利要求1所述的灵敏度自适配方法，其特征在于，所述芯片外部电容还包括有分别与所述电容式咪头（CM）并联的管脚打线电容和封装引脚电容。

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