CN203302352U - 一种新型的电子烟控制芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型的电子烟控制芯片，其特征在于，电容式咪头装置通过恒定电流产生电路与咪头电容检测装置连接，所述咪头电容检测装置与驱动控制电路装置连接。本实用新型有效的提高了电子烟芯片的灵敏度及可靠性，使电子烟能够在很小的吸力下也能产生烟雾，且不会发生误触发吸烟的现象，并且有效解决现有的电子烟芯片因长时间连续的误触发吸烟动作导致的电子烟过度发热，烫化电子烟塑料外壳，缩短电子烟的寿命，良品率低等一系列问题。

Description

一种新型的电子烟控制芯片

技术领域

本实用新型涉及一种新型的电子烟控制芯片。

背景技术

电子烟是采用内部电池供电，以及通过内部处理芯片采样检测用户吸烟动作，当检测到用户吸烟时，将触发信号送至控制电路，驱动电热丝雾化烟油产生香烟气味，同时控制相应的显示电路，实现必要的显示功能。电子烟主要包括两个部分：首先是采样检测，其次是电热丝控制。对于采样检测部分，目前有通过开关式咪头进行检测，当用户有吸烟动作时，由于气压的作用，开关式咪头正负极闭合，控制电路检测到咪头正负极闭合后，开始驱动发热丝。但是为了提高灵敏度，在很小的吸力下能够检测出吸烟动作，需要把开关式咪头的正负极靠得很近，这样，在微小的震动下，可能会使开关式咪头的正负极闭合，从而误触发吸烟，长时间的误触发会导致电子烟过度发热，电池过度放电，缩短电池寿命。另外，由于开关式咪头膜片与固定基板之间的距离很难精确控制，导致传统的一次性电子烟产品灵敏度过低，因此，传统的咪头可靠性较低。随后产生了采用电容式咪头的电子烟，电容式咪头主要由导电薄膜和基板组成，由于气流的强度和方向会影响导电薄膜和基板之间的距离，进而影响咪头的等效电容，通过检测咪头电容值就可以检测用户相应吸烟动作。电容式咪头的引入，大大增加了咪头的灵敏度，但是，由于电容值的检测较为复杂，同时由于导电薄膜的设计工艺偏差以及电容式咪头会受到环境条件的影响，例如温度等，均会对电容产生影响，所以电容式咪头具有相对于较高的灵敏度的同时，可靠性的影响因素相对于传统的开关式咪头反而更多了。对于电热丝控制部分，普遍采用的方式是当检测到吸烟动作后，运算电路向驱动电路发出触发信号，控制驱动功率开关管的导通，对外部电热丝进行加热，这样，在电池电压较高时，开关管导通后，电热丝的电流较大，会缩短电池寿命。

发明内容

为解决上述现有的缺点，本实用新型的主要目的在于提供一种实用新型的电子烟控制芯片，有效的提高了电子烟芯片的灵敏度及可靠性，使电子烟能够在很小的吸力下也能产生烟雾，且不会发生误触发吸烟的现象，并且有效解决现有的电子烟芯片因长时间连续的误触发吸烟动作导致的电子烟过度发热，烫化电子烟塑料外壳，缩短电子烟的寿命，良品率低等一系列问题，同时优化驱动控制部分，实现不同电压的驱动电流的稳定，延长电池寿命。

为达成以上所述的目的，本实用新型的一种新型的电子烟控制芯片取如下技术方案：

一种新型的电子烟控制芯片，其特征在于，电容式咪头装置通过恒定电流产生电路与咪头电容检测装置连接，所述咪头电容检测装置与驱动控制电路装置连接。

自动识别咪头电容并根据外界情况适时刷新检测频率的阈值，检测外部供电电压，并根据电压调整驱动方式，实现驱动电流的稳定。

所述驱动控制电路根据外界电源电压自动调整。

采用如上技术方案的本实用新型，具有如下有益效果：

有效的提高了电子烟芯片的灵敏度及可靠性，使电子烟能够在很小的吸力下也能产生烟雾，且不会发生误触发吸烟的现象，并且有效解决现有的电子烟芯片因长时间连续的误触发吸烟动作导致的电子烟过度发热，烫化电子烟塑料外壳，缩短电子烟的寿命，良品率低等一系列问题，有效解决较高电压工作时不必要功率损耗问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为将咪头电容值简化为内部采样频率的环路振荡电路示意图。

图3为咪头电容检测内部逻辑功能图。

图4为驱动控制占空比产生电路示意图。

具体实施方式

下面将通过实施例对本实用新型做进一步描述，这些实施例的描述并不是对本实用新型的内容做限定。本领域的技术人员应理解，对本实用新型内容所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本实用新型的保护范围之内。

如图1所示，本实用新型的一种新型的电子烟控制芯片，电容式咪头装置通过恒定电流产生电路与咪头电容检测装置连接，咪头电容检测装置与驱动控制电路装置连接。在采用电容式咪头的电子烟结构中，通过恒定电流对咪头电容的周期性充放电，实现产生随咪头电容变化的震荡频率的方式，检测该频率实现对咪头中气流的方向和强度的检测。芯片内部的自学习检测功能，实现吸烟特性检测不受咪头工艺偏差以及环境变化的影响。内部特有的抗干扰特性，滤除外界干扰对电子烟输出特性的影响。针对电热丝的驱动，提出一种输出电流恒定不受电池电压影响的驱动方式，有效延长电池寿命。

如图2所示，电容式咪头等效为图中的可变电容，芯片内部的恒定电流产生电路输出一个恒定电流对电容进行充电，电容两端电压呈线性方式上升，内部的参考电压与电容两端电压分别输入到电压比较器的输入端，当电容电压高于内部参考电压时，比较器翻转，经过数个反相器推动NMOS开关管导通，电容放电，这样实现了对咪头电容的周期性的充放电，周期仅由电容决定，此电路将检测电容值与检测环路振荡器的频率等效，方便了逻辑检测的实现。

如图3所示，采样频率即为图2中振荡器的输出频率，本实用新型提出一种自学习的采样方式，当系统上电后，经过一定稳定时间，内部逻辑开启采样频率计数器，并将一定计数周期内的计数值存入寄存器，作为默认的参考频率，这样保证咪头工艺即使有误差默认的参考频率也能相应的做出调整。同时，逻辑电路周期性的对采样频率进行计数，并将计数值周期性的与寄存器中的计数值通过数字比较器A进行比较，由于用户吸气与吹气对频率会产生相反的效果，所以当检测到频率的变化方向与吸气一致时(该状态由数字比较器的输出OUT1表示)，电路认为用户处于吸气状态，并计算出实时采样的频率值相对于寄存器中存储的频率值的变化量，即数字比较器的输出OUT2，当此变化量达到一定阈值(该阈值由寄存器中的频率值做除法运算产生，即图中的除法器的输出OUT3)以上时，内部系统认为处于吸烟状态，并向驱动模块发出吸烟信号(即图中数字比较器B的输出OUT4)，由驱动模块完成对电热丝的操作，进而产生吸烟效果，同时当内部电路检测到咪头的频率变化并非由于用户吸气所引起，则认为外界环境改变，内部电路会产生刷新控制信号OUT5适时的对寄存器中存储的频率值进行刷新，同时更新频率的比较阈值，这样的自学习检测方式，有效避免了由于咪头固有的工艺误差以及环境变化引发的吸烟动作的误触发。

如图4所示，驱动控制电路主要包括如图4的输出电流控制模块，图4中的电源分压电路将电源电压等分为数个点，并分别将其与内部参考电压进行比较，将比较的结果输入到输出电流控制控制模块中，输出电流控制模块会根据实际电压的大小对输出电流进行相应的调整，保证在电池电压的整个范围内输出电流几乎保持恒定不变的状态，实现了输出电流在较宽的电池电压范围内的恒定，增加了输出的稳定性，尤其降低了电池电压较高情况下不必要的电流消耗，延长了电池的使用寿命。

本实用新型的一种新型的电子烟控制芯片，采用电容式咪头的电子烟中根据电容式咪头的电容变化控制电子烟的打开与关闭，包括相互连接的咪头电容检测装置以及驱动控制电路装置，咪头电容检测装置用于检测电容式咪头的电容值并将无吸烟动作时电容式咪头的电容值转化为比较信号，实时与吸烟时的电容值进行比较，根据比较结果控制驱动控制电路装置。本实用新型中的电子烟芯片有效的提高了电子烟芯片的灵敏度及可靠性，使电子烟能够在很小的吸力下也能产生烟雾，且不会发生误触发吸烟的现象，可有效解决现有的电子烟芯片因长时间连续的误触发吸烟动作导致的电子烟过度发热，烫化电子烟塑料外壳，缩短电子烟的寿命，良品率低等一系列问题。同时本实用新型针对电子烟加热丝的控制提出了一种自动调节的机制，使得在较宽的电池电压范围内加热丝中的电流仍能保持相对恒定，有效延长了电池的使用寿命。本实用新型主要针对电子烟重要的两个模块：检测模块和驱动控制模块进行。针对于检测模块，本实用新型提出了一种既满足高灵敏度要求，同时又具有较高可靠性的检测机制对电子烟的吸烟动作进行检测。针对于驱动控制模块，本实用新型提出了电热丝的输出电流不受电池电压影响的控制方式，有效优化了输出电流控制，同时也延长了电池的使用寿命。首先，本实用新型采用灵敏度较高的电容式咪头作为检测吸烟状态的传感器，保证整个电子烟灵敏度的要求，同时采用较为精确的恒定电流充放电的振荡信号产生电路实现咪头电容到吸烟震荡频率的转化。在本实用新型所述的电路中，为了避免由于工艺误差以及环境变化引起不必要的误触发动作，本实用新型提出了一种自学习的检测方式，通过自动识别咪头电容并根据外界情况适时的刷新检测频率的阈值，极大程度的避免了由于工艺误差以及环境变化对电容绝对值影响进而发生电容的错误检测，导致误触发吸烟状态的情况。通过以上两点，本实用新型即保证了电容式咪头高灵敏度的特性，又避免了由于咪头制作工艺误差以及环境变化引起电子烟误触发的情况。其次，针对于控制电路，由于驱动模块根据是否存在吸烟有效信号针对功率开关管进行控制，通常电池电压较高的情况下，输出电流较大，本实用新型通过改变控制机制，实现电池电压在整个范围内输出电流几乎保持恒定的输出特性，既保证了对电热丝加热程度的稳定性同时又降低了电池电压较高时的输出电流，延长了电池使用寿命。

Claims (3)

1.一种新型的电子烟控制芯片，其特征在于，电容式咪头装置通过恒定电流产生电路与咪头电容检测装置连接，所述咪头电容检测装置与驱动控制电路装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型的电子烟控制芯片，其特征在于，自动识别咪头电容并根据外界情况适时刷新检测频率的阈值。

3.根据权利要求1所述的一种新型的电子烟控制芯片，其特征在于，所述驱动控制电路根据外界电源电压自动调整。

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