CN206321965U - 一种工作频率控制系统及电子烟具 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种工作频率控制系统及电子烟具，所述工作频率控制系统包括电流反馈电路和/或电压反馈电路、单片机、推挽电路、振荡驱动电路；推挽电路耦接于单片机与振荡驱动电路之间，电流反馈电路和/或电压反馈电路耦接于振荡驱动电路和单片机之间；振荡驱动电路用于连接负载；其中，单片机输出频率不断变化的脉冲宽度调制信号至推挽电路，并在电流反馈电路和/或电压反馈电路反馈对应负载谐振频率点的电流和/或电压时，确定负载谐振频率点，以负载谐振频率点作为脉冲宽度调制信号的正常工作频率。通过上述方式，本实用新型能够自动检测出负载谐振频率点并控制脉冲宽度调制信号的正常工作频率为负载的谐振频率点。

Description

一种工作频率控制系统及电子烟具
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种工作频率控制系统及电子烟具。
背景技术
超声电子烟是利用电子高频振荡引起陶瓷雾化片谐振而产生超声波，超声波在烟油中传播产生空化现象，从而使烟油雾化。每个陶瓷雾化片都有一个谐振频率，当陶瓷雾化片工作在谐振频率点时，其雾量大、效率高。但是由于生产工艺的原因，不同陶瓷雾化片谐振频率具有一定的差异。如果采用固定频率驱动陶瓷雾化片，不同电子烟的烟雾量和功率大小将不一致，有的电子烟烟雾大，有的则烟雾小。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种工作频率控制系统及电子烟具，能够自动检测出负载的谐振频率点并使设备正常工作在负载的谐振频率点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种工作频率控制系统，包括电流反馈电路和/或电压反馈电路、单片机、推挽电路、振荡驱动电路；所述推挽电路耦接于所述单片机与所述振荡驱动电路之间，所述电流反馈电路和/或电压反馈电路耦接于所述振荡驱动电路和所述单片机之间；所述振荡驱动电路用于连接负载；其中，所述单片机输出频率不断变化的脉冲宽度调制信号至所述推挽电路，并在所述电流反馈电路和/或电压反馈电路反馈对应所述负载谐振频率点的电流和/或电压时，确定所述负载谐振频率点，以所述负载谐振频率点作为所述脉冲宽度调制信号的工作频率。
其中，所述振荡驱动电路包括控制开关和电感，所述控制开关包括控制端、第一端以及第二端，所述控制开关的所述控制端连接所述推挽电路，所述控制开关的第一端与第一接地电阻连接；所述电感一端连接所述控制开关的第二端，所述电感另一端连接电压源；其中，所述控制开关的所述第二端通过第一电容连接所述负载，所述控制开关的所述第一端也连接所述负载。
进一步，所述振荡驱动电路包括：第二电容、第三电容、第四电容；所述第二电容并联于所述电感的两端；所述第三电容、第四电容与所述电感并联，一端连接所述电感接电压源的一端，所述第三电容和所述第四电容为接地电容。
进一步，所述振荡驱动电路还包括：并联的第五电容和第一电阻、二极管；所述二极管的正极端连接所述第一电容，所述二极管的负极端连接所述并联的第五电容和第一电阻一端；所述并联的第五电容和第一电阻另一端连接所述电感接电压源的一端。
其中，所述电压反馈电路包括：串联的第二电阻和第三电阻，所述串联的第二电阻和第三电阻一端接所述二极管的负极端，所述第三电阻为接地电阻，所述第二电阻和所述第三电阻之间作为电压反馈点耦接所述单片机。
其中，所述电流反馈电路包括：串联的第四电阻和第六电容，所述第四电阻一端接所述控制开关的所述第一端；所述第六电容为接地电容；所述第四电阻与所述第六电容之间作为电流反馈点耦接所述单片机。
其中，所述推挽电路包括：第一半导体三极管和第二半导体三极管；所述第一半导体三极管包括第一集极、第一基极、第一射极，所述第二半导体三极管包括第二集极、第二基极、第二射极；所述第二集极与所述单片机的第一输出端耦合，所述第二基极与所述第一基极连接并耦合所述单片机的第二输出端，所述第二射极与所述第一射极相互连接并耦合所述控制开关的控制端，所述第一集极接地；其中，所述第一输出端为所述单片机的电源输出端，所述第二输出端为所述单片机的脉冲宽度调制信号输出端。
其中，
所述电流反馈电路进一步包括耦接于所述第四电阻和所述控制开关之间的第二滤波电路；
所述电压反馈电路进一步包括耦接于所述第二电阻与所述单片机之间的第一滤波电路；
所述推挽电路进一步包括耦接于所述单片机的所述第一输出端和所述第二集极之间的第三滤波电路。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是，提供一种电子烟具，所述电子烟具包括雾化片及上述任一种工作频率控制系统。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型通过单片机自动检测在一定频率范围内逐步变化的脉冲宽度调制信号下电路的反馈电流或者反馈电压，从而确定负载谐振频率点，进而控制脉冲宽度调制信号的正常工作频率为负载谐振频率点；本实用新型可以让让基于不同负载的设备具有相近的工作状态。
附图说明
图1是本实用新型工作频率控制系统一实施方式的示意图；
图2是图1中工作频率控制系统详细示意图；
图3是图1中工作频率控制系统的具体电路示意图；
图4是本实用新型工作频率控制系统一实施方式的滤波电路示意图；
图5是本实用新型工作频率控制系统另一实施方式的具有图4的滤波电路的具体电路示意图；
图6是本实用新型工作频率控制系统又一种实施方式的具体电路示意图；
图7是本实用新型电子烟具一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为确定负载的谐振频率点，本实用新型提供了一种工作频率控制系统及电子烟具。
请参阅图1，图1是本实用新型实施方式的一种工作频率控制系统示意图，上述工作频率控制系统包括电流反馈电路101和/或电压反馈电路102、单片机(MCU)103、推挽电路104、振荡驱动电路105。
推挽电路104耦接于单片机103与振荡驱动电路105之间，电流反馈电路101和/或电压反馈电路102耦接于振荡驱动电路105和单片机103之间；振荡驱动电路105用于连接负载；其中，单片机103输出频率不断变化的脉冲宽度调制信号至推挽电路104，并在电流反馈电路101和/或电压反馈电路反馈102对应负载谐振频率点的电流和/或电压时，确定负载谐振频率点，以负载谐振频率点作为脉冲宽度调制信号的工作频率。
具体地，请参阅图2，图2为单片机103内部电路示意图，单片机103包括第一控制电路201、A/D转换电路202、存储电路203、比较电路204、第二控制电路205。
第一控制电路201的输出端与推挽电路104输入端耦合，用于输出频率不断变化的脉冲宽度调制信号至推挽电路104并将输出频率实时传输至存储电路203，输出频率变化范围为从初始工作频率按预定幅值逐步增加至截止工作频率；
A/D转换电路202的输入端耦合电流反馈电路101和/或电压反馈电路102的输出端，用于将反馈电流和/或反馈电压电信号转换为反馈电流或反馈电压数字信号，并将其输入至存储电路203；
存储电路203用于接收和存储第一控制电路201的输出频率及其对应的输出频率下的反馈电流或反馈电压数字信号，并将其传输至比较电路204；
比较电路204接收存储电路203的所有存储数据后，比较得出其中最大反馈电流数字信号或最小反馈电压数字信号对应的第一控制电路201的输出频率，上述条件下的输出频率即为负载谐振频率点并将其输出至第二控制电路205；
第二控制电路205接收上述负载谐振频率点，并控制脉冲宽度调制信号的正常工作频率值为负载谐振频率点数值。
在一个应用环境中，预估负载的谐振频率点为2.4MHz左右，设备接收到开始工作指令，单片机103内的第一控制电路201输出频率不断变化的脉冲宽度调制信号至推挽电路104，输出频率范围2MHz(初始工作频率)～3MHz(截止工作频率)，预定幅值8KHz；存储电路203同时存储实时输出频率和此时对应的反馈电流或者反馈电压；待第一控制电路工作201完毕后，比较电路204接收存储电路203的所有内容，并从中比较得出最大反馈电流或最小反馈电压对应的第一控制电路201的输出频率，并将该结果输出至第二控制电路205；第二控制电路205接收上述结果，并控制设备此后输出的脉冲宽度调制信号的正常工作频率为上述最大反馈电流或最小反馈电压对应的第一控制电路201的输出频率，即负载谐振频率点。
请参阅图3，为实现上述内容，本实用新型提供了工作频率控制系统的一种电路图。
振荡驱动电路105包括控制开关301和电感302，控制开关301包括控制端3011、第一端3012以及第二端3013，控制端3011连接推挽电路104，第一端3012与第一接地电阻303连接，第二端3013通过第一电容304连接负载305，控制开关301的第一端3012也连接负载305；负载305处可以是振荡器、雾化片或者两者均有，此处对负载的种类不做限定；电感302一端连接控制开关301的第二端3013，电感302另一端连接电压源，电压源可以是24V或者12V等，此处对电压源大小不做限定。
振荡驱动电路105进一步包括：第二电容306、第三电容307、第四电容308；第二电容306并联于电感302的两端，第三电容307、第四电容308与电感302并联，一端连接电感302接电压源的一端，另一端均接地；上述三个电容组成的电路用于减小对用户的电磁辐射。
振荡驱动电路105还包括：并联的第五电容309和第一电阻310、二极管311；其中，二极管311的正极端连接第一电容304，二极管311的负极端连接并联的第五电容309和第一电阻310一端；并联的第五电容309和第一电阻310另一端连接电感302接电压源的一端。
电压反馈电路102包括第二电阻312和第三电阻313，第二电阻312串联于二极管311的负极端和单片机103之间，第三电阻313一端接在第二电阻312与单片机103之间，第三电阻313为接地电阻第二电阻312和第三电阻313之间的连接点A点作为电压反馈点耦接单片机103。在其他实施例中，第二电阻312的位置也可在二极管311的正极端和第一电容304之间。
电流反馈电路101包括第四电阻314和第六电容315，第四电阻314耦接于控制开关301的第一端3012与单片机103之间；第六电容315为接地电容；第四电阻314与第六电容315的连接点B点作为电流反馈点耦接单片机103。在其他实施例中，电流反馈点也可以是控制开关301与负载305的连接点，即不需要第四电阻314和第六电容315。
推挽电路104包括：第一半导体三极管316和第二半导体三极管317；第一半导体三极管316包括第一集极3161、第一基极3162、第一射极3163，第二半导体三极管317包括第二集极3171、第二基极3172、第二射极3173；第二集极3171与单片机103的第一输出端耦合1031，第二基极3172与第一基极3162相互连接并耦合单片机103的第二输出端1032，第二射极3173与第一射极3163相互连接并耦合控制开关301的控制端3011，第一集极3161接地。在本实施例中，单片机103的第一输出端1031为电源输出端，第二输出端1032为脉冲宽度调制信号输出端。其中，第一输出端1031优选为单片机103的电源输出端，第二输出端1032为脉冲调制信号输出端。上述推挽电路104的作用是将输入的脉冲调制信号进行放大。
请参阅图4-图5，在一应用环境中，一种工作频率控制系统电路还包括滤波电路，图4为本实用新型实施方式的滤波电路示意图，该滤波电路为典型的π型结构，包括一电阻401和并联在电阻两端的两个接地电容402、403，滤波电路通过电阻401耦接于电路中。在其他实施例中，滤波电路的结构还可以是L型、T型等。
如图5所示，图5为本实用新型实施方式的具有滤波电路的另一种工作频率控制系统电路图。
电流反馈电路101进一步包括耦接于控制开关301和单片机103之间的第二滤波电路501，第二滤波电路501的具体位置在本实施例中不做限定，可以在控制开关301和第四电阻314之间，也可在第四电阻314与单片机103之间。
电压反馈电路102进一步包括耦接于振荡驱动电路105与单片机103之间的第一滤波电路502；第一滤波电路502的具体位置在本实施例中不做限定，可以在电压反馈点A与单片机103之间，也可在电压反馈点A与第二电阻312之间。
推挽电路104进一步包括耦接于单片机103和第二集极3171之间的第三滤波电路。
为保护电路安全运行，还可在电路中接入一些电阻或电容，请参阅图6，本实用新型提供的另一种工作频率系统电路示意图，在单片机103和推挽电路104之间接入一并联的电阻601和接地电阻602，在推挽电路104和振荡驱动电路105的控制开关301之间接入一并联的电阻603和接地电阻604。在其他实施例中，接入的电阻的位置、类型、个数可不相同，接入的电阻也可是电容。
请参阅图7，图7为本实用新型提供的一种电子烟具结构示意图，该烟具包括雾化片及上述任一实施例中的工作频率控制系统。当电子烟具接收到开始工作指令，其内部单片机输出频率不断变化的脉冲宽度调制信号至推挽电路，频率范围以及增加的幅值可根据实际情况预估；在频率变化的同时，单片机同时检测反馈电流或者反馈电压；最大反馈电流或最小反馈电压处即为电子烟具雾化片的谐振频率点。此后正常工作时，设定单片机的脉冲宽度调制信号的频率为上述最大反馈电流或最小反馈电压时对应的输出频率。通过上述方式，可以使电子烟具自动检测出雾化片的谐振频率点，可以让不同的雾化片都尽量工作在其最佳状态，让基于不同雾化片的电子烟具具备相近的功率和烟雾量。
以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种工作频率控制系统，其特征在于，
包括电流反馈电路和/或电压反馈电路、单片机、推挽电路、振荡驱动电路；
所述推挽电路耦接于所述单片机与所述振荡驱动电路之间，所述电流反馈电路和/或电压反馈电路耦接于所述振荡驱动电路和所述单片机之间；
所述振荡驱动电路用于连接负载；
其中，所述单片机输出频率不断变化的脉冲宽度调制信号至所述推挽电路，并在所述电流反馈电路和/或电压反馈电路反馈对应负载谐振频率点的电流和/或电压时，确定所述负载谐振频率点，以所述负载谐振频率点作为所述脉冲宽度调制信号的工作频率。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述振荡驱动电路包括：
控制开关，所述控制开关包括控制端、第一端以及第二端，所述控制开关的所述控制端连接所述推挽电路，所述控制开关的第一端与第一接地电阻连接；
电感，所述电感一端连接所述控制开关的第二端，所述电感另一端连接电压源；
其中，所述控制开关的所述第二端通过第一电容连接所述负载，所述控制开关的所述第一端也连接所述负载。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述振荡驱动电路进一步包括：
第二电容、第三电容、第四电容；
所述第二电容并联于所述电感的两端；所述第三电容、第四电容与所述电感并联，一端连接所述电感接电压源的一端，所述第三电容和所述第四电容为接地电容。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述振荡驱动电路进一步包括：
并联的第五电容和第一电阻、二极管；
其中，所述二极管的正极端连接所述第一电容，所述二极管的负极端连接所述并联的第五电容和第一电阻一端；所述并联的第五电容和第一电阻另一端连接所述电感接电压源的一端。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，
所述电压反馈电路包括：串联的第二电阻和第三电阻，所述串联的第二电阻和第三电阻一端接所述二极管的负极端，所述第三电阻为接地电阻，所述第二电阻和所述第三电阻之间作为电压反馈点耦接所述单片机。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述电压反馈电路进一步包括耦接于所述第二电阻与所述单片机之间的第一滤波电路。
7.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
所述电流反馈电路包括：串联的第四电阻和第六电容，所述第四电阻一端接所述控制开关的所述第一端；所述第六电容为接地电容；所述第四电阻与所述第六电容之间作为电流反馈点耦接所述单片机。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述电流反馈电路进一步包括耦接于所述第四电阻和所述控制开关之间的第二滤波电路。
9.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
所述推挽电路包括：第一半导体三极管和第二半导体三极管；所述第一半导体三极管包括第一集极、第一基极、第一射极，所述第二半导体三极管包括第二集极、第二基极、第二射极；所述第二集极与所述单片机的第一输出端耦合，所述第二基极与所述第一基极连接并耦合所述单片机的第二输出端，所述第二射极与所述第一射极相互连接并耦合所述控制开关的控制端，所述第一集极接地；
其中，所述第一输出端为所述单片机的电源输出端，所述第二输出端为所述单片机的脉冲宽度调制信号输出端；
所述推挽电路进一步包括耦接于所述单片机的所述第一输出端和所述第二集极之间的第三滤波电路。
10.一种电子烟具，其特征在于，包括雾化片及如权利要求1～9任一项所述的工作频率控制系统。
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