CN204440200U - 一种用于烘焙型烟雾发生装置的加热控制电路 - Google Patents
一种用于烘焙型烟雾发生装置的加热控制电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于烘焙型烟雾发生装置的加热控制电路(30)，所述加热控制电路(30)用于控制该烘焙型烟雾发生装置中的电芯(16)向至少两个发热单元(14)提供的输出电流；所述加热控制电路(30)包括主控芯片(U2)、至少两个受主控芯片(U2)电控制的输出控制电路(34)和至少一个温度检测电路(31)，所述输出控制电路(34)与所述发热单元(14)一一对应并用于开启或关闭该发热单元(14)；所述温度检测电路(31)用于检测至少其中一个所述发热单元(14)的温度，并将温度信号反馈给所述主控芯片(U2)；所述主控芯片(U2)被配置于根据该温度信号控制所述输出控制电路(34)单独开启或关闭每个发热单元(14)。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟具领域，特别是涉及一种适于烘焙卷烟的烘焙型烟雾发生装置的加热控制电路。
背景技术
在传统香烟中，烟草燃烧的烟雾中存在数十种致癌物质，如焦油等对人体健康会产生非常大的危害，而且，烟雾弥漫在空气中，形成二手烟，周围的人群吸入后也会对身体造成伤害。
随着科技进步和人们对健康生活的追求，出现了一种烘焙型香烟系统，通过对卷烟等固体发烟物质进行烘烤以产生烟雾，不需要燃烧。现有烘焙型香烟系统基本分为单发热丝和多发热丝两种。对于多发热丝的香烟系统而言，一般多个发热丝均为同时工作，同时加热，导致产生的烟雾前后口味差异大。
因此，有必要提供一种可以单独控制每个发热单元的工作与关闭，烟雾前后口味差异较小的加热控制电路及烘焙型烟雾发生装置。
实用新型内容
本实用新型涉及一种用于烘焙型烟雾发生装置的加热控制电路30，所述加热控制电路30用于控制该烘焙型烟雾发生装置中的电芯16向至少两个发热单元14提供的输出电流；所述加热控制电路30包括主控芯片U2、至少两个受主控芯片U2电控制的输出控制电路34和至少一个向主控芯片U2提供与温度相关的电压信号的温度检测电路31，所述输出控制电路34与所述发热单元14一一对应并用于开启或关闭该发热单元14；所述温度检测电路31用于检测至少其中一个所述发热单元14的温度，并将温度信号反馈给所述主控芯片U2；所述主控芯片U2被配置于根据该温度信号控制所述输出控制电路34单独开启或关闭每个发热单元14。
作为本实用新型的优选方案，所述加热控制电路30进一步包括升压电路35，所述升压电路35与所述电芯16、所述主控芯片U2和所述输出控制电路34连接，所述升压电路35用于基于所述主控芯片U2的控制信号对所述电芯16的输出电压进行提升并输出提升后的电压至所述输出控制电路34。
作为本实用新型的优选方案，所述升压电路35为一包括升压芯片U3、第一P型金属氧化物半导体晶体管Q5和电感L1的振荡电路，所述电感L1的一端与所述电芯16连接，所述电感L1的另一端与所述升压芯片U3连接，所述第一P型金属氧化物半导体晶体管Q5的S极、G极分别用于与所述升压芯片U3连接，该第一P型金属氧化物半导体晶体管Q5的D极作为所述升压电路35的输出端，所述升压芯片U3具有一使能引脚，所述升压芯片U3通过该使能引脚接收所述主控芯片U2的控制信号，并控制所述第一P型金属氧化物半导体晶体管Q5的开启和关闭。
作为本实用新型的优选方案，所述输出控制电路34包括第二P型金属氧化物半导体晶体管Q1，所述第二P型金属氧化物半导体晶体管Q1的S极与所述升压电路35的输出端连接，第二P型金属氧化物半导体晶体管Q1的G极与所述主控芯片U2连接以接收控制信号，所述第二P型金属氧化物半导体晶体管Q1的D极与一个所述发热单元14的一端连接，所述发热单元14的另一端接地。
作为本实用新型的优选方案，所述主控芯片U2适于当所述发热单元14的温度小于该主控芯片U2的内设温度阈值时，调节输出至所述第二P型金属氧化物半导体晶体管Q1的控制信号的脉冲宽度，以增大所述输出控制电路34输出至所述发热单元14的功率。
作为本实用新型的优选方案，所述温度检测电路31包括串联连接在所述电芯16两极上的温度传感器RTn1、和匹配电阻R3，在所述温度传感器RTn1和匹配电阻R3之间具有一节点310，所述节点310与所述主控芯片U2连接，以将该节点310上的电压信号反馈给所述主控芯片U2。
作为本实用新型的优选方案，所述温度传感器为热敏电阻。
作为本实用新型的优选方案，在所述温度传感器两端还并联有一滤波电容C2。
作为本实用新型的优选方案，在所述电芯16与主控芯片U2之间设置有供电电路32，所述供电电路32包括一稳压芯片U1，所述稳压芯片U1的输入端2与所述电芯16连接，所述稳压芯片U1的输出端3与所述主控芯片U2的电源端连接，所述稳压芯片U1的输入端2通过输入滤波电容C1接地，输出端3通过输出滤波电容C3接地。
本实用新型的加热控制电路中，所述输出控制电路与所述发热单元一一对应，所述主控芯片通过所述输出控制电路单独控制每个发热单元的工作与关闭，因此各发热单元可以对固体发烟物质均匀加热，从而烟雾前后口味差异较小。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施例提供的烘焙型烟雾发生装置的立体示意图。
图2是图1的的烘焙型烟雾发生装置中的发热单元、固体发烟物质配合的立体示意图。
图3是本实用新型较佳实施例提供的烘焙型烟雾发生装置的电路功能模块图。
图4是图3中的供电电路的电路示意图。
图5是图3中的主控芯片的电路示意图。
图6是图3中的温度检测电路的电路示意图。
图7是图3中的升压电路的电路示意图。
图8是图3中的输出控制电路的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型实施例进行详细说明。
如图1及2所示，一种烘焙型烟雾发生装置10包括壳体11，设置在壳体上的开关按键K1，及设置在壳体11一端的雾化腔13。雾化腔13用于收容固体发烟物质20。固体发烟物质20可以是普通香烟、卷烟、烟丝、固体烟膏等。在本实施方式中，固体发烟物质20为卷烟，其包括吸嘴部21和烟草部22。当固体发烟物质20插入雾化腔13时，吸嘴部21露出于雾化腔13，从而使用者可以通过吸嘴部21吸食烟雾。
烘焙型烟雾发生装置10内部设置有多个发热单元14和支架15，支架15用于支撑多个发热单元14，以共同围成用于收容固体发烟物质20的雾化腔。具体地，在本实施方式中，烘焙型烟雾发生装置10内部设置五个发热单元14，且为并联连接。发热单元14用于产生热量以对固体发烟物质20烘焙，进而产生烟雾。雾化腔的形状可以根据固体发烟物质20的形状相应调整。在本实施方式中，雾化腔基本为圆柱形，当然，在其他实施方式中，亦可以为其他形状。在本实施方式中，发热单元14具体为发热片，材料可以是镍铬合金等。
请一起参阅图3，烘焙型烟雾发生装置10内部还设置有用于提供工作电源的电芯16及加热控制电路30。在本实施方式中，电芯16为锂电芯。
一种较佳实施方式揭示的加热控制电路30包括供电电路32、主控芯片U2、升压电路35、多个输出控制电路34、至少一个温度检测电路31。在本实施方式中，加热控制电路30包括多个温度检测电路31，且输出控制电路34、温度检测电路31分别与多个发热单元14一一对应。为了描述的方便，以下仅以其中一个发热单元14、及与该发热单元14对应的输出控制电路34、温度检测电路31为例进行说明。
电芯16分别与升压电路35、供电电路32连接，用于提供电压VBAT。电芯的电压VBAT一般范围在3.0V-4.2V之间。主控芯片U2与供电电路32、升压电路35、输出控制电路34、温度检测电路31电性相连。升压电路35与输出控制电路34连接。发热单元14连接于温度检测电路30与输出控制电路34之间。
供电电路32用于向主控芯片U2提供工作电压。
升压电路35用于基于主控芯片U2的输出，提升电芯16的电压，并输出提升后的电压至输出控制电路34。
温度检测电路31用于检测发热单元14的温度，并反馈给主控芯片U2。
输出控制电路34用于基于主控芯片U2的输出，控制输出功率对发热单元14进行加热。
主控芯片U2预设有温度阈值，主控芯片U2用于将发热单元14的温度与所述温度阈值比较，当发热单元14的温度高于所述温度阈值时，所述主控芯片U2控制所述输出控制电路34关闭输出，从而关闭所述发热单元14；当发热单元14的温度低于所述温度阈值时，所述主控芯片U2增大所述输出控制电路34的输出功率。
图4为供电电路32的一种较佳的具体结构。以下对其工作原理进行说明。在本实施方式中，采用特瑞仕(Torex)公司的XC6020型稳压芯片U1对电芯进行降压输出+3.0V稳定电压VDD，VDD为主控芯片U2提供工作电压。C1为输入滤波电容，C3为输出滤波电容。
图5为主控芯片U2原理图。主控芯片U2用于控制输出控制电路34、温度检测电路31及升压电路35。在本实施方式中，主控芯片U2为美国微芯科技公司(Microchip Technology Incorporated)的PIC(L)F1512/1513型号芯片。引脚28、1、2、27、23分别用于接收信号T1-T5，T1-T5分别代表温度检测电路31反馈回来的各发热单元14的温度信号。引脚10、11、12、13、14分别用于输出控制信号S1-S5，以分别控制各输出控制电路34的输出功率。引脚4用于输出升压控制开关信号OUT，以控制升压电路35的开启与关闭。
图6为温度检测电路31的一种较佳的具体结构。电压VBAT与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与节点310连接。节点310与温度传感器RTn的一端连接，温度传感器RTn的另一端接地。温度传感器RTn的两端并联电容C2。节点310通过电阻R1与主控芯片28引脚连接。温度传感器RTn是热敏电阻等。温度传感器RTn与发热单元14热性连接，用于检测该发热单元14的温度，当发热单元14的温度发生改变时，节点310处的电压会发生变化，温度传感器RTn反馈以电压的形式反馈温度信号T1给主控芯片U2。
图7为升压电路35的一种较佳的具体结构。芯片U3的使能引脚4通过电阻R10与主控芯片U1的引脚4连接，用于接收主控芯片U1的升压控制开关信号OUT。VBAT与节点350连接，节点350与芯片U3的引脚6、引脚7连接，节点350还与电感L1的一端连接。电感L1的另一端与节点352连接，节点352与芯片U3的引脚7、8、19、20连接，节点352还通过电容C10与芯片U3的引脚1连接，节点352进一步与P型金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)晶体管Q5的S极连接。P型MOS管Q5的G极与芯片U3的引脚2连接。P型MOS管Q5的D极通过电容C13接地，D极输出电压Vout。
节点354依次连接电阻R15、电阻R16，R16一端接地。节点354与芯片U3的引脚3连接，芯片U3的引脚14连接于电阻R15和电阻R16之间。在本实施方式中，芯片U3为美国芯源系统有限公司(MPS)的MP3428型号的升压芯片。电压VBAT与电容C7连接，且电容C7接地。输出电压Vout与电容C13连接，且电容C13接地。电容C7用于滤去电压VBAT的杂波，电容C13用于滤去输出电压Vout的杂波。
以下对其工作原理进行说明。电感L1、P型MOS管Q5、芯片U3组成升压振荡电路。当芯片U3的使能引脚4接收到使能信号后，芯片U3将电压VBAT升压到输出电压Vout。输出电压Vout的范围在4.2V-9V之间。通过改变电阻R15、电阻R16的阻值，可以改变输出电压Vout。
图8为输出控制电路34的一种较佳的具体结构。P型MOS管Q1的S极与输出电压Vout连接，P型MOS管Q1的G极与主控芯片U2的引脚10连接，P型MOS管Q1的S极与G极之间连接有电阻R2，P型MOS管Q1的D极与发热单元14的一端连接，发热单元14的另一端接地。
主控芯片U2输出控制信号S1，从而控制P型MOS管Q1的导通与截止。控制信号S1为脉冲宽度调制信号。当控制信号S1为低电平时，P型MOS管Q1导通时，发热单元14发热；当控制信号S1为高电平时，P型MOS管Q1截止时，发热单元14停止加热。通过调节控制信号S1的脉冲宽度，可以改变输出功率，进而调节发热单元的温度。
本实用新型的加热控制电路中，所述输出控制电路与所述发热单元一一对应，所述主控芯片通过所述输出控制电路单独控制每个发热单元的工作与关闭，因此各发热单元可以对固体发烟物质均匀加热，从而烟雾前后口味差异较小。
可以理解的是，在其他实施方式中，加热控制电路30也可以只包含一个温度检测电路31，用于检测其中一个发热单元14。当该发热单元14的温度高于所述温度阈值时，主控芯片U2控制关闭与该发热单元对应的输出控制电路的输出；经过一定的时间间隔后，若该发热单元的温度仍高于所述温度阈值时，主控芯片U2控制开启与该发热单元对应的输出控制电路的输出，同时关闭与该发热单元14相邻的一个发热单元14；经过一定的时间间隔后，若该发热单元的温度仍高于所述温度阈值时，主控芯片U2控制开启刚刚关闭的输出控制电路的输出，同时关闭与上一个发热单元14相邻的一个发热单元14；如此依序反复，直至该发热单元的温度等于所述温度阈值。
当该发热单元的温度低于所述温度阈值时，可以类似操作，直至该发热单元的温度等于所述温度阈值。上述调整都可以通过对主控芯片U2进行编程操作，由主控芯片U2自动执行。
当然，所述温度阈值可以是一个具体的温度值，例如250℃，也可以是一个温度范围，例如160℃-300℃，只要保证固体发烟物质在该温度时不燃烧即可。
以上应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，应该理解，以上实施方式只是用于帮助理解本实用新型，而不应理解为对本实用新型的限制。对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。
Claims (9)
1.一种用于烘焙型烟雾发生装置的加热控制电路(30)，所述加热控制电路(30)用于控制该烘焙型烟雾发生装置中的电芯(16)向至少两个发热单元(14)提供的输出电流，其特征在于：
所述加热控制电路(30)包括主控芯片(U2)、至少两个受主控芯片(U2)电控制的输出控制电路(34)和至少一个向主控芯片(U2)提供与温度相关的电压信号的温度检测电路(31)，所述输出控制电路(34)与所述发热单元(14)一一对应并用于开启或关闭该发热单元(14)；
所述温度检测电路(31)用于检测至少其中一个所述发热单元(14)的温度，并将温度信号反馈给所述主控芯片(U2)；
所述主控芯片(U2)被配置于根据该温度信号控制所述输出控制电路(34)单独开启或关闭每个发热单元(14)。
2.根据权利要求1所述的加热控制电路(30)，其特征在于，进一步包括升压电路(35)，所述升压电路(35)与所述电芯(16)、所述主控芯片(U2)和所述输出控制电路(34)连接，所述升压电路(35)用于基于所述主控芯片(U2)的控制信号对所述电芯(16)的输出电压进行提升并输出提升后的电压至所述输出控制电路(34)。
3.根据权利要求2所述的加热控制电路(30)，其特征在于，所述升压电路(35)为一包括升压芯片(U3)、第一P型金属氧化物半导体晶体管(Q5)和电感(L1)的振荡电路，所述电感(L1)的一端与所述电芯(16)连接，所述电感(L1)的另一端与所述升压芯片(U3)连接，所述第一P型金属氧化物半导体晶体管(Q5)的S极、G极分别用于与所述升压芯片(U3)连接，该第一P型金属氧化物半导体晶体管(Q5)的D极作为所述升压电路(35)的输出端，所述升压芯片(U3)具有一使能引脚，所述升压芯片(U3)通过该使能引脚接收所述主控芯片(U2)的控制信号，并控制所述第一P型金属氧化物半导体晶体管(Q5)的开启和关闭。
4.根据权利要求3所述的加热控制电路(30)，其特征在于，所述输出控制电路(34)包括第二P型金属氧化物半导体晶体管(Q1)，所述第二P型金属氧化物半导体晶体管(Q1)的S极与所述升压电路(35)的输出端连接，第二P型金属氧化物半导体晶体管(Q1)的G极与所述主控芯片(U2)连接以接收控制信号，所述第二P型金属氧化物半导体晶体管(Q1)的D极与一个所述发热单元(14)的一端连接，所述发热单元(14)的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的加热控制电路(30)，其特征在于，所述主控芯片(U2)适于当所述发热单元(14)的温度小于该主控芯片(U2)的内设温度阈值时，调节输出至所述第二P型金属氧化物半导体晶体管(Q1)的控制信号的脉冲宽度，以增大所述输出控制电路(34)输出至所述发热单元(14)的功率。
6.根据权利要求1所述的加热控制电路(30)，其特征在于，所述温度检测电路(31)包括串联连接在所述电芯(16)两极上的温度传感器(RTn1)、和匹配电阻(R3)，在所述温度传感器(RTn1)和匹配电阻(R3)之间具有一节点(310)，所述节点(310)与所述主控芯片(U2)连接，以将该节点(310)上的电压信号反馈给所述主控芯片(U2)。
7.根据权利要求6所述的加热控制电路(30)，其特征在于，所述温度传感器(RTn1)为热敏电阻。
8.根据权利要求6所述的加热控制电路(30)，其特征在于，在所述温度传感器(RTn1)两端还并联有滤波电容(C2)。
9.根据权利要求1所述的加热控制电路(30)，其特征在于，在所述电芯(16)与主控芯片(U2)之间设置有供电电路(32)，所述供电电路(32)包括一稳压芯片(U1)，所述稳压芯片(U1)的输入端(2)与所述电芯(16)连接，所述稳压芯片(U1)的输出端(3)与所述主控芯片(U2)的电源端连接，所述稳压芯片(U1)的输入端(2)通过输入滤波电容(C1)接地，输出端(3)通过输出滤波电容(C3)接地。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |