CN117223918A - 电子烟的温度控制方法、装置以及电子烟 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,电子烟包括驱动电路和电磁发生装置,驱动电路驱动电磁发生装置发送高频电磁波,以使金属感应件感应该高频电磁波发热,包括:控制电磁发生装置发送高频电磁波;采集并监控电磁发生装置的工作电流,获取工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流I1,获取工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流I2;依据第一电流I1和第二电流I2的数值大小确定目标电流,目标电流的大小大于第一电流I1且小于第二电流I2;依据目标电流调节驱动电路的占空比。本发明还公开了对应的装置和电子烟。本发明适应性广,可对不同种类的金属感应件进行准确的温度控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子烟,尤其涉及基于电磁感应加热的电子烟的温度控制。
背景技术
传统电子烟加热烟支的方式一般为金属电阻丝加热、厚膜加热、薄膜加热、陶瓷发热体加热。使用时,将发热器插入烟支,然后启动烟具工作,进行加热烟支。烟具检测发热器电阻的变化进行温度闭环控制。这种电子烟往往使用寿命比较短。
基于以上的不足,新一代的电子烟采用了电磁感应加热技术,电磁发送装置的电磁加热线圈将高频交流信号发送到加热金属感应件;金属感应件在变化的磁场中,或在非均匀的磁场中运动,该金属内就会产生感应电动势,由于金属的电阻很小,因而即使感应电动势不很大,也能引起强大的电流。从而产生热效应加热气溶胶生成制品。这种气溶胶生成制品一般包括电源控制模块、加热组件、加热腔,所述电源控制模块对所述加热组件提供高频交流信号,加热腔用于容纳烟弹,加热组件包括环绕于加热腔外的电磁加热线圈,被感应的金属感应件安装在加热腔中或者直接装在烟弹中。其中,为了避免加热的金属感应件温度过高,一般会在加热腔中设置一个温度传感器检测烟弹处的温度,以对加热温度进行监控,然而这种方式很容易使得温度传感器的温度传导到电路板上,造成电路板升温或者温度监控失效。故,急需一种无温度传感器的开环温控系统。
现有的金属感应件一般具有多种金属,其主要金属一般选用铁、镍、铬、锰、钴中的两个,以此,金属感应件一般具有第一居里温度和第二居里温度。假设当前的金属感应件包括铁和镍,金属感应件具有镍的第一居里温度和铁的第二居里温度,当加热组件开始工作时,如果加热组件的被感应区中无金属感应件时,由于磁通量没有阻碍,因此电磁发送装置从电源吸收的能量为最大,在电源电压一定的情况下,此时电磁发送装置的工作电流达到最大。如果被感应区具有金属感应件,将会产生感应电动势,产生对磁通量的阻碍。由于通过电磁加热线圈的磁通量减少,所以磁阻Rm增大,电磁发送装置从电源吸收的能量减少,从而工作电流减少。随着涡流效应的进一步加剧,对磁通量的阻碍进一步增加,电磁发送装置从电源吸收的能量进一步减少,磁阻Rm进一步增加,电流进一步减少。随着温度的不断上升,当温度到达较低的第一居里温度时,镍材料将会转变成顺磁体,失去对磁通量的阻碍作用。此时电磁发送装置从电源吸收的能量增加,电流增加。如图1所示,镍材料温度达到第一居里温度358℃时,不产生感应电动势。接着,随着随着温度的进一步升高,金属感应件对磁通量阻碍进一步减少,磁阻Rm减少,电磁发送装置从电源吸收的能量增加,电流增加。当温度上升到铁材料的第二居里温度时,将会转变成顺磁体,失去对磁通量的阻碍作用,此时磁阻Rm达到最小,工作电流达到最大值。如图1所示为镍材料的第一居里温度,/>为铁材料的第二居里温度。
现有很多商家一般将电子烟和其中的烟弹往往配套使用,故,电子烟会依据烟弹中使用的金属感应件的合金类型、含量获得相应的金属感应件的温度和磁阻Rm关系曲线,然后通过计算磁阻Rm的大小牌判断金属感应件温度。例如为此,在中国专利CN106163306B中公开了一种用于加热包括感受器的气溶胶形成基质的感应加热装置,所述感应加热装置在实际工作中采集工作电流,通过工作电流确定视在欧姆电阻,再通过视在欧姆电阻确定气溶胶形成基质中感受器的温度,以此可以依据工作电流控制感受器的温度,无需温度传感器检测而获取感受器温度。
然而,这种情况下,用户买到电子烟后,其购买烟弹的类型和品牌受限严重如果想要更换其他类型的烟弹,电子烟对其加热控制将会失控,出现烟弹温度过高烧焦气溶胶形成基质或者温度过低不能产生足够的气溶胶的问题。
故,急需一种可解决上述问题的方法和电子烟装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法、装置以及电子烟,可以对不同规格的金属感应件进行针对性的温度调节,温控准确,适应性广。
为了实现上述目的,本发明公开了一种基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,电子烟包括驱动电路和电磁发生装置,所述驱动电路驱动所述电磁发生装置发送高频电磁波,以使金属感应件感应该高频电磁波发热,包括:控制所述电磁发生装置发送高频电磁波;采集并监控所述电磁发生装置的工作电流,获取所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流,获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流;依据所述第一电流/>和第二电流/>的数值大小确定目标电流,所述目标电流的大小大于所述第一电流/>且小于所述第二电流/>;依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
较佳地,依据预设的第一居里温度、预设的第二居里温度/>、第一电流/>和第二电流/>计算金属感应件在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k和常数b,依据所述温度-电流线性方程计算金属感应件的目标温度/>对应的工作电流/>,将所述工作电流/>作为目标电流,目标温度/>大于第一居里温度/>且小于第二居里温度/>。该方案针对使用的主要金属材料相同的金属感应件(具有相同的第一居里温度和第二居里温度),对于该类金属感应件,可以针对其内主要金属材料的分量不同进行相应的温度-电流线性方程的参数调整,使其适应当前加热中的金属感应件,即该方案可适用于主要金属材料相同、成分占比不同的金属感应件。温度-电流线性方程的模型为技术人员依据金属感应件电磁感应时的温度、电流特性预设存储的。
具体地,依据公式:计算金属感应件在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k;依据公式/>计算金属感应件在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系常数b;依据公式计算金属感应件的目标温度/>时对应的工作电流/>。当然,具体计算公式和计算过程不限于此,可以依据实际需要设置不同的解答顺序和解答过程。
较佳地,依据所述第一电流和第二电流/>确定目标电流具体包括:依据所述第一电流/>和第二电流/>确定目标电流具体包括:将第一电流值/>和第二电流/>的加权均值作为目标电流/>。烟弹中一般自带不同形状类型的金属感应件,其金属感应件的大小、形状、类型、成分一般和烟弹中气溶胶形成基质所需要的温度相互匹配,即,一般会依据气溶胶形成基质所需要的温度设置金属感应件中主要金属的成分、含量,使得前两种主要金属的居里温度处于所需要温度的两侧,或者说,所需要的温度一般靠近前两种主要金属中,较高的一个居里温度,所以,本方案依据这种特性,在获取了第一居里温度对应的第一电流/>和第二居里温度对应的第二电流/>后,依据一个比例确定目标电流的大小,此时,电子烟进行温度控制时,不是控制到具体某一点的温度,而是控制到与气溶胶形成基质所需要的温度相匹配的一个温度,也就是说,本方案使得电子烟无需检测获知金属感应件的具体温度,而直接通过工作电流将其发热的温度控制在未知的但是又匹配气溶胶形成基质所需要的温度的一个准确点或者范围内,绕开必须检测金属感应件的思维误区。
具体地,目标电流,e、f是常数,e+f=1,f大于等于10%且小于等于50%。当然,f也可以选取其他值,由技术人员依据实际需要选取。
较佳地,若接收到外部的参数确定信号且未收到外部的加热启动信号,则控制所述电磁发生装置发送高频电磁波;采集并监控所述电磁发生装置的工作电流,获取所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流,获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流/>;依据所述第一电流/>和第二电流/>的数值大小确定目标电流,然后控制所述电磁发生装置停止发送高频电磁波。若接收到外部的参数确定信号和加热启动信号,则控制所述电磁发生装置发送高频电磁波;采集并监控所述电磁发生装置的工作电流,获取所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流/>,获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流/>;依据所述第一电流/>和第二电流/>的数值大小确定目标电流,然后依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。若接收到外部的加热启动信号且未接收到外部的参数确定信号,则获取存储的目标电流(或者或者存储的温度调节参数,通过存储的温度调节参数获取目标电流,该温度调节参数包括温度-电流线性方程的系数k和常数b),并依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
本发明还公开了一种基于电磁感应加热的电子烟的温度控制装置,包括:电流采集电路,用于采集电磁发生装置的工作电流;一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由一个或多个处理器执行以实现如上所述基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法。
本发明还公开了一种电子烟,包括供电电源、驱动电路、电磁发生装置、壳体以及控制模块,所述供电电源输出直流电源,所述控制模块控制所述驱动电路的脉冲信号的占空比,所述驱动电路依据所述脉冲信号将所述直流电源转换为交流信号,所述电磁发生装置依据所述交流信号产生高频电磁波,其特征在于:所述控制模块包括上述基于电磁感应加热的电子烟的温度控制装置。
较佳地,所述壳体上具有容纳烟弹的加热腔,所述电磁发生装置与所述加热腔位置匹配。
具体地,所述加热腔内安装有与所述电磁发生装置配合的金属感应件或所述烟弹为自带有金属感应件的烟弹,且所述烟弹容纳于所述加热腔时,所述金属感应件可耦合感应所述电磁发生装置产生的高频电磁波以对所述烟弹加热。
本发明还公开了一种电子烟,包括供电电源、驱动电路、电磁发生装置、壳体以及控制模块,所述供电电源输出直流电源,所述控制模块控制所述驱动电路的脉冲信号的占空比,所述驱动电路依据所述脉冲信号将所述直流电源转换为交流信号,所述电磁发生装置依据所述交流信号产生高频电磁波,以使金属感应件感应所述高频电磁波进行涡流加热, 其特征在于:所述控制模块包括采集电路、控制单元和存储单元,所述采集电路采集所述电磁发生装置的工作电流,所述控制单元监控所述采集电路采集的工作电流并获取所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流,获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流/>,依据所述第一电流/>和第二电流/>的数值大小确定目标电流,所述目标电流的大小大于所述第一电流/>且小于所述第二电流/>,依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
较佳地,所述壳体上具有容纳烟弹的加热腔,所述电磁发生装置与所述加热腔位置匹配。
具体地,所述加热腔内安装有与所述电磁发生装置配合的金属感应件或所述烟弹为自带有金属感应件的烟弹,且所述烟弹容纳于所述加热腔时,所述金属感应件可耦合感应所述电磁发生装置产生的高频电磁波以对所述烟弹加热。
较佳地,所述控制单元依据预设的第一居里温度、预设的第二居里温度/>、第一电流/>和第二电流/>计算金属感应件在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k和常数b,依据计算获得的所述温度-电流线性方程计算金属感应件的目标温度/>对应的工作电流/>,将所述工作电流/>作为目标电流,目标温度/>大于第一居里温度/>且小于第二居里温度/>。该方案针对使用的主要金属材料相同的金属感应件(具有相同的第一居里温度和第二居里温度),对于该类金属感应件,可以针对其内主要金属材料的分量不同进行相应的温度-电流线性方程的参数调整,使其适应当前加热中的金属感应件,即该方案可适用于主要金属材料相同、成分占比不同的金属感应件。温度-电流线性方程的模型为技术人员依据金属感应件电磁感应时的温度、电流特性预设存储的。
具体地,所述控制单元依据公式:计算金属感应件在第一居里温度和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k;依据公式/>计算金属感应件在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系常数b;依据公式/>计算金属感应件的目标温度/>对应的工作电流/>。当然,具体计算公式和计算过程不限于此,可以依据实际需要设置不同的计算顺序和计算过程。
较佳地,所述控制单元依据所述第一电流和第二电流/>确定目标电流具体包括:将第一电流值/>和第二电流/>的加权均值作为目标电流/>。烟弹中一般自带不同形状类型的金属感应件,其金属感应件的大小、形状、类型、成分一般和烟弹中气溶胶形成基质所需要的温度相互匹配,即,一般会依据气溶胶形成基质所需要的温度设置金属感应件中主要金属的成分、含量,使得前两种主要金属的居里温度处于所需要温度的两侧,或者说,所需要的温度一般靠近前两种主要金属中,较高的一个居里温度,所以,本方案依据这种特性,在获取了第一居里温度对应的第一电流/>和第二居里温度对应的第二电流/>后,依据一个比例确定目标电流的大小,此时,电子烟进行温度控制时,不是控制到具体某一点的温度,而是控制到与气溶胶形成基质所需要的温度相匹配的一个温度,也就是说,本方案使得电子烟无需检测获知金属感应件的具体温度,而直接通过工作电流将其发热的温度控制在未知的但是又匹配气溶胶形成基质所需要的温度的一个准确点或者范围内,绕开必须检测金属感应件的思维误区。
较佳地,目标电流,e、f是常数,e+f=1为佳,f大于等于10%且小于等于50%。e、f的选值不限于上实施例,由技术人员依据实际需要选取。
与现有技术相比,本发明可以在电磁发生装置发送高频电磁波后,监控工作电流,获取第一居里点处的工作电流作为第一电流,获取第二居里点处的工作电流作为第二电流/>,并不直接在工作电流到达第二电流/>后直接控制工作电流以完成金属感应件的温度控制,而是依据所述第一电流/>和第二电流/>的数值大小确定一个与第一电流/>和第二电流/>的大小关联且位于第一电流/>和第二电流/>之间的目标电流,从而实现使得当前的目标电流为可以准确使得烟弹中的气溶胶形成基质得到期望的加热温度,可以对不同规格的金属感应件进行适应性调整,使其温度控制准确,适用性广。
附图说明
图1是金属感应件在电磁感应环境中电流-温度关系曲线图。
图2是本发明电子烟的结构图。
图3是本发明电子烟的结构分解图。
图4是本发明电子烟的电磁感应驱动电路图。
图5是本发明基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参考图2和图3,本发明公开了一种电子烟,包括供电电源10、驱动电路20、电磁发生装置30、壳体40以及控制模块50,供电电源10输出直流电源VCC,控制模块50向驱动电路20发送脉冲信号,驱动电路20依据脉冲信号将直流电源VCC转换为交流信号,电磁发生装置30包括电磁加热线圈L2和电容的LC谐振电路,电磁加热线圈L2可在交流信号的作用下产生高频电磁波。其中,电磁加热线圈L2可电磁感应件产生电磁感应,使得电磁感应件产生涡流从而对气溶胶生成基质进行加热,图中的电阻R为电磁感应件一侧的负载电阻。
参考图2和图3,壳体40容纳供电电源10、驱动电路20、电磁发生装置30和控制模块50,并形成有容纳烟弹200的加热腔41,电磁加热线圈L2环绕加热腔41设置,烟弹200中具有气溶胶生成基质和包裹在气溶胶生成基质中的电磁感应件,当烟弹200插入到加热腔41中时,电磁加热线圈L2与电磁感应件耦合,使得电磁感应件可对电磁加热线圈L2发出的高频电磁波产生电磁感应,以此产生涡流从而对气溶胶生成基质加热。本实施例中,烟弹200为自带有金属感应件201的烟弹200。当然,在其他实施例中,烟弹200也可以为不携带金属感应件201的烟弹200,所述加热腔41内安装有与所述电磁发生装置30配合的金属感应件201。
参考图4,本实施例中,驱动电路20包括E类放大电路,该E类放大电路包括晶体管开关Q1、高频扼流圈L1、电容C1、驱动晶体管开关Q1动作的开关驱动电路以及LC谐振电路,E类放大电路与直流电源VCC连接,将直流电源VCC转换为交流信号。控制单元通过开关驱动电路向晶体管开关Q1的控制端输送相应的脉冲信号,使得晶体管开关Q1通断动作,以将直流电源VCC转换为高频交流信号并输送到LC谐振电路,LC谐振电路的电磁加热线圈L2随之产生高频电磁波。
本发明中,金属感应件201的主要金属成分为铁和镍,该金属感应件201具有与镍的第一居里温度和与铁的第二居里温度/>,当然,该金属感应件201的主要金属不限制在铁和镍,其可以是铁、镍、铬、锰、钴等金属元素中的多个,选取含量大于预设范围可以显著影响整个金属感应件201的磁阻Rm的前两种金属元素作为主要金属成分,将该两种主要金属成分的居里温度作为第一居里温度/>和第二居里温度/>。
所述控制模块50包括采集电路、控制单元和存储单元,所述采集电路采集所述电磁发生装置30的工作电流,所述控制单元在驱动电路20开始工作以使电磁发生装置30发出高频电磁波时,监控所述采集电路采集的工作电流,识别并获得所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流,识别并获得所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流/>,依据所述第一电流/>和第二电流/>的数值大小确定目标电流/>,所述目标电流/>的大小大于所述第一电流/>且小于所述第二电流/>,依据所述目标电流调节所述驱动电路20的占空比。以上,控制模块在开始工作并对烟弹加热时,执行温度控制方法:确定当前温度控制的目标电流,然后依据该确定的目标电流调节所述驱动电路的占空比。
依据所述目标电流调节所述驱动电路20的占空比具体为:在所述工作电流值大于所述目标电流时降低所述驱动电路20的占空比,在所述工作电流小于所述目标电流/>时增加所述驱动电路20的占空比,使得工作电流的大小保持在恒定的目标电流/>或者说目标电流/>附近。
其中,本发明在控制模块50控制驱动电路20开始工作以使所述电磁发生装置30发送高频电磁波时,以第一预设占空比持续控制驱动电路20工作,当采集识别到第二电流时,由于目标电流/>小于第二电流/>,控制模块50必然降低驱动电路20的占空比,以低于第一预设占空比的一个占空比控制驱动电路20工作,该占空比使得金属感应件201的温度开始降低,直至到达目标电流/>。也就是说,本发明控制时,金属感应件201的温度会持续上升的第二居里温度/>,然后逐渐下降到目标电流/>对应的温度。
其中,本发明将金属感应件201的工作温度控制在第一居里温度和第二居里温度/>之间,进行温度控制时,工作电流越大,温度越高,金属感应件201的磁阻越小。
较佳者,在一个实施例中,电子烟并不在每次工作时都重新抓取第一电流和第二电流/>的数值大小来确定目标电流,而仅仅在需要参数确定的时候抓取第一电流/>和第二电流/>的数值大小来确定目标电流或者温度调节参数。具体地,电子烟还包括输入单元,所述输入单元可接受外部的参数确定信号和加热启动信号;所述控制单元接到所述参数确定信号后开始对金属感应件201加热,确定并存储所述目标电流或者温度调节参数;所述控制单元接到外部的加热启动信号且未接收到外部的参数确定信号,则获取存储的目标电流或者获取存储的温度调节参数然后依据温度调节参数获得目标电流,并依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比;所述控制单元接到外部的参数确定信号和加热启动信号,则依据所述参数确定信号开始对金属感应件201加热,并在开始加热时确定并存储目标电流,依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
较佳者,在另一实施例中,电子烟并每次重新开始工作时都重新抓取第一电流和第二电流/>的数值大小来确定目标电流,电子烟还包括输入单元,所述输入单元可接受外部的启动信号;所述控制单元接到外部的启动信号时,依据所述启动信号对金属感应件201加热,并在开始加热时确定并存储目标电流,依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
在第一实施例中,所述控制单元依据预设的第一金属对应的第一居里温度、预设第二金属对应的第二居里温度/>、第一电流/>和第二电流/>计算金属感应件201在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k和常数b,依据计算获得的所述温度-电流线性方程计算金属感应件201的目标温度/>对应的工作电流/>,将所述工作电流/>作为目标电流,目标温度/>大于第一居里温度/>且小于第二居里温度/>。其中,温度/>为当前控制的目标温度,其中目标温度可以依据实际需要需要(依据当前的工作档位)选择。本实施例中,可以在开始工作时计算确定出系数k和常数b,将系数k和常数b作为温度调节参数,依据该温度调节参数更新温度-电流线性方程。在后续目标温度更改时,直接依据更新后的温度-电流线性方程计算新的目标电流,以进行对应的温度调节。
具体地,所述控制单元依据公式:计算金属感应件201在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k;依据公式计算金属感应件201在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系常数b;依据公式/>计算金属感应件201的目标温度对应的工作电流/>。当然,具体计算公式和计算过程不限于此,可以依据实际需要设置不同的计算顺序和计算过程。
本实施例中,可以依据当前的工作电流确定检测当前金属感应件201的温度,如果需要,电子烟可以依据当前工作电流的大小显示该温度。
在第二实施例中,所述控制单元依据所述第一电流和第二电流/>确定目标电流具体包括:依据第一电流/>和第二电流/>的加权均值计算目标电流,例如目标电流,e、f是依据需要或者经验设置的权重系数,g为预设偏移校准值。在一实施例不考虑偏移校准时,g为0,/>。该公式必须使得最后的目标电流/>小于第二电流/>大于第一电流/>。e以大于f,且e+f等于1为佳,例如e=0.8,f=0.2。其中,以f大于等于10%小于等于50%为佳。f并非一个固定值,在可以多档位调节加热温度的电子烟中,可以依据当前的加热强度选择的一个比例常数,例如在默认场景下,将f选取10%、e选取90%,在低档加热场景,将f选取20%、e选取80%,在高档加热场景,将f选取30%、e选取70%。
在本实施例中,g为0。在有一些实施例中,g可以是预设的常数,是基于整个电子烟的一些机械器件或电子器件造成的实际偏差在出厂时获得的校准参数。当然,g也可以作为依据其他方式确定的校准值,该校准值可以为正数也可以为负数。
其中,依据第一电流和第二电流/>的加权均值计算目标电流的整个计算过程不限于上述公式,例如,在不考虑偏差值g时(g等于0),将比第二电流值/>小第一差值的电流值作为目标电流,所述第一差值/>,/>为一个大于0小于1的系数值。本实施例中,c等于20%。具体地,c以大于等于10%小于等于50%为佳。当然,也可以选取其他值,由技术人员依据实际需要选取。当然,也可以将比第一电流值大第二差值的电流值作为目标电流,所述第一差值/>,/>为一个大于0小于1的系数值,d以小于等于90%大于等于50%为佳。这两种方式是实质相同的调节方式,可以等同替换。其中,c和d并非一定是一个固定值,在可以多档位调节加热温度的电子烟中,可以依据当前的加热强度选择的一个比例常数,例如在默认场景下,将c选取20%,在低档加热场景,将c选取30%,在高档加热场景,将c选取10%。
当然,不限于此,依据所述第一电流和第二电流/>的数值大小确定目标电流具体为:预先以第一电流/>和第二电流/>为变量建立一个计算模型,然后在获取第一电流/>和第二电流/>后,将第一电流/>和第二电流/>输入到计算模型计算目标电流/>。该计算模型不限于上述加权均值的计算模型,可以依据实际经验设置。
该实施例中,由于目标电流与金属感应件201中第一居里温度和第二居里温度的具体数值无关,故本实施例不能依据实际工作电流的大小完全确定金属感应件201的实际温度,但是可以依据工作电流的大小指示当前是高温加热、低温加热还是中温加热。
参考图5,本发明公开了一种基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,电子烟包括驱动电路20和电磁发生装置30,所述驱动电路20驱动所述电磁发生装置30发送高频电磁波,以使金属感应件201感应该高频电磁波发热。该温度控制方法包括步骤S11-S15。
S11,控制所述电磁发生装置发送高频电磁波。
S12,采集并监控所述电磁发生装置的工作电流。
S13,获取所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流,获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流/>。
S14,依据所述第一电流和第二电流/>的数值大小确定目标电流,所述目标电流的大小大于所述第一电流/>且小于所述第二电流/>。
S15,依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
较佳者,在一个实施例中,若接收到外部的参数确定信号且未收到外部的加热启动信号,则执行步骤S11至步骤S14以获取目标电流或者一个温度调节参数且存储该目标电流或者一个温度调节参数。若接收到外部的参数确定信号和加热启动信号,则执行步骤S11至步骤S15。若接收到外部的加热启动信号且未接收到外部的参数确定信号,则获取存储的目标电流(或者或者存储的温度调节参数,通过存储的温度调节参数获取目标电流,该温度调节参数包括温度-电流线性方程的系数k和常数b),执行步骤S15。
在第一实施例中,步骤S14中,依据预设的第一金属对应的第一居里温度、预设第二金属对应的第二居里温度/>、第一电流/>和第二电流/>计算金属感应件201在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k和常数b,依据计算获得的所述温度-电流线性方程计算金属感应件201的目标温度/>对应的工作电流/>,将所述工作电流/>作为目标电流,目标温度/>大于第一居里温度/>且小于第二居里温度/>。其中,温度/>为当前控制的目标温度,其中目标温度可以依据实际需要需要(依据当前的工作档位)选择。本实施例中,可以在开始工作时计算确定出系数k和常数b,将系数k和常数b作为温度调节参数,依据该温度调节参数更新温度-电流线性方程。在后续目标温度更改时,直接依据更新后的温度-电流线性方程计算新的目标电流,以进行对应的温度调节。
具体地,步骤S14中,依据公式:计算金属感应件201在第一居里温度和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系数k;依据公式/>计算金属感应件201在第一居里温度/>和第二居里温度/>之间的温度-电流线性方程的系常数b;依据公式/>计算金属感应件201的目标温度/>对应的工作电流/>。当然,具体计算公式和计算过程不限于此,可以依据实际需要设置不同的计算顺序和计算过程。
本实施例中,可以依据当前的工作电流确定检测当前金属感应件201的温度,如果需要,电子烟可以依据当前工作电流的大小显示该温度。
在第二实施例中,步骤S14中,依据所述第一电流和第二电流/>确定目标电流具体包括:依据第一电流/>和第二电流/>的加权均值计算目标电流,例如目标电流,e、f是依据需要或者经验设置的权重系数,g为预设偏移校准值,可以为0。在一实施例不考虑偏移校准时,g为0,/>。该公式必须使得最后的目标电流/>小于第二电流/>大于第一电流/>。e以大于f,且e+f等于1为佳,例如e=0.8,f=0.2。其中,以f大于等于10%小于等于50%为佳。f并非一个固定值,在可以多档位调节加热温度的电子烟中,可以依据当前的加热强度选择的一个比例常数,例如在默认场景下,将f选取10%、e选取90%,在低档加热场景,将f选取20%、e选取80%,在高档加热场景,将f选取30%、e选取70%。
在本实施例中,g为0。在有一些实施例中,g可以是预设的常数,是基于整个电子烟的一些机械器件或电子器件造成的实际偏差在出厂时获得的校准参数。当然,g也可以作为依据其他方式确定的校准值,该校准值可以为正数也可以为负数。
其中,依据第一电流和第二电流/>的加权均值计算目标电流的整个计算过程不限于上述公式,例如,在不考虑偏差值g时(g等于0),将比第二电流值/>小第一差值的电流值作为目标电流,所述第一差值/>,/>为一个大于0小于1的系数值。本实施例中,c等于20%。具体地,c以大于等于10%小于等于50%为佳。当然,也可以选取其他值,由技术人员依据实际需要选取。当然,也可以将比第一电流值大第二差值的电流值作为目标电流,所述第一差值/>,/>为一个大于0小于1的系数值,d以小于等于90%大于等于50%为佳。这两种方式是实质相同的调节方式,可以等同替换。其中,c和d并非一定是一个固定值,在可以多档位调节加热温度的电子烟中,可以依据当前的加热强度选择的一个比例常数,例如在默认场景下,将c选取20%,在低档加热场景,将c选取30%,在高档加热场景,将c选取10%。
当然,不限于此,依据所述第一电流和第二电流/>的数值大小确定目标电流具体为:预先以第一电流/>和第二电流/>为变量建立一个计算模型,然后在获取第一电流/>和第二电流/>后,将第一电流/>和第二电流/>输入到计算模型计算目标电流/>。该计算模型不限于上述加权均值的计算模型,可以依据实际经验设置。
该实施例中,由于目标电流与金属感应件201中第一居里温度和第二居里温度的具体数值无关,故本实施例不能依据实际工作电流的大小完全确定金属感应件201的实际温度,但是可以依据工作电流的大小指示当前是高温加热、低温加热还是中温加热。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (11)
1.一种基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,电子烟包括驱动电路和电磁发生装置,所述驱动电路驱动所述电磁发生装置发送高频电磁波,以使金属感应件感应该高频电磁波发热,其特征在于:包括:
控制所述电磁发生装置发送高频电磁波;
采集并监控所述电磁发生装置的工作电流,获取所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流I1,获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流I2;
依据所述第一电流I1和第二电流I2的数值大小确定目标电流,所述目标电流的大小大于所述第一电流I1且小于所述第二电流;
依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
2.如权利要求1所述的基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,其特征在于:依据预设的第一居里温度TC1、预设的第二居里温度TC2、第一电流I1和第二电流I2计算金属感应件在第一居里温度TC1和第二居里温度TC2之间的温度-电流线性方程的系数k和常数b,依据所述温度-电流线性方程计算金属感应件的目标温度Td对应的工作电流Id,将所述工作电流Id作为目标电流,目标温度Td大于第一居里温度TC1且小于第二居里温度TC2。
3.如权利要求2所述的基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,其特征在于:依据公式:计算金属感应件在第一居里温度TC1和第二居里温度TC2之间的温度-电流线性方程的系数k;
依据公式b=TC1-k×I1计算金属感应件在第一居里温度TC1和第二居里温度TC2之间的温度-电流线性方程的系常数b;
依据公式Td=k×Id+b计算金属感应件的目标温度Td对应的工作电流Id。
4.如权利要求1所述的基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,其特征在于:
依据所述第一电流I1和第二电流I2确定目标电流具体包括:将第一电流值I1和第二电流I2的加权均值作为目标电流Id。
5.如权利要求4所述的基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法,其特征在于:目标电流Id=eI1+fI2,e、f是常数,e+f=1,f大于等于10%且小于等于50%。
6.一种基于电磁感应加热的电子烟的温度控制装置,其特征在于:包括:
电流采集电路,用于采集电磁发生装置的工作电流;
一个或多个处理器;
存储器;以及
一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由一个或多个处理器执行以实现如权利要求1-5中任一项所述基于电磁感应加热的电子烟的温度控制方法。
7.一种电子烟,包括供电电源、驱动电路、电磁发生装置、壳体以及控制模块,所述供电电源输出直流电源,所述控制模块控制所述驱动电路的脉冲信号的占空比,所述驱动电路依据所述脉冲信号将所述直流电源转换为交流信号,所述电磁发生装置依据所述交流信号产生高频电磁波,其特征在于:所述控制模块包括如权利要求6所述的基于电磁感应加热的电子烟的温度控制装置。
8.如权利要求7所述的电子烟,其特征在于:所述壳体上具有容纳烟弹的加热腔,所述电磁发生装置与所述加热腔位置匹配,所述加热腔内安装有与所述电磁发生装置配合的金属感应件或所述烟弹为自带有金属感应件的烟弹,且所述烟弹容纳于所述加热腔时,所述金属感应件可耦合感应所述电磁发生装置产生的高频电磁波以对所述烟弹加热。
9.一种电子烟,包括供电电源、驱动电路、电磁发生装置、壳体以及控制模块,所述供电电源输出直流电源,所述控制模块控制所述驱动电路的脉冲信号的占空比,所述驱动电路依据所述脉冲信号将所述直流电源转换为交流信号,所述电磁发生装置依据所述交流信号产生高频电磁波,以使金属感应件感应所述高频电磁波发热,其特征在于:所述控制模块包括采集电路、控制单元和存储单元,所述采集电路采集所述电磁发生装置的工作电流,所述控制单元监控所述采集电路采集的工作电流并获取所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流I1,获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流I2,依据所述第一电流I1和第二电流I2的数值大小确定目标电流,所述目标电流的大小大于所述第一电流I1且小于所述第二电流I2,依据所述目标电流调节所述驱动电路的占空比。
10.如权利要求9所述的电子烟,其特征在于:所述壳体上具有容纳烟弹的加热腔,所述电磁发生装置与所述加热腔位置匹配,所述加热腔内安装有与所述电磁发生装置配合的金属感应件或所述烟弹为自带有金属感应件的烟弹,且所述烟弹容纳于所述加热腔时,所述金属感应件可耦合感应所述电磁发生装置产生的高频电磁波以对所述烟弹加热。
11.如权利要求9所述的电子烟,其特征在于:所述控制单元依据预设的第一金属的第一居里温度TC1、预设第二金属的第二居里温度TC2、第一电流I1和第二电流I2计算金属感应件在第一居里温度TC1和第二居里温度TC2之间的温度-电流线性方程的系数k和常数b,依据计算获得的所述温度-电流线性方程计算金属感应件的目标温度Td对应的工作电流Id,将所述工作电流Id作为目标电流,目标温度Td大于第一居里温度TC1且小于第二居里温度TC2;或者,
所述控制单元依据所述第一电流I1和第二电流I2确定目标电流具体包括:依据所述第一电流I1和第二电流I2确定目标电流具体包括:将第一电流值I1和第二电流I2的加权均值作为目标电流Id。
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