CN206371515U - 电子烟 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子烟，包括主控芯片、与主控芯片连接的功率调节电路、与功率调节电路连接的雾化器以及与功率调节电路连接的电源；功率调节电路包括驱动开关和功率控制电路；功率控制电路包括第一开关、功率电感、二极管以及功率调节芯片；驱动开关的输入端连接主控芯片的第一输出端，用于接收主控芯片输出的PWMB信号；功率调节芯片的第一输入端连接主控芯片的第二输出端，用于接收主控芯片输出的PWMA信号。PWMA信号控制上侧MOS管和下侧MOS管的开通与关闭，根据PWMB信号和PWMA信号共同实现功率调节。由于引入了功率调节芯片，无需使用分立器件搭建复杂的功率调节电路，能够节约电子烟的成本，进一步的减小了电子烟的体积。

Description

电子烟

技术领域

本实用新型涉及电子烟控制领域，特别是涉及一种电子烟。

背景技术

电子烟是一个使用电子装置将烟油转变为烟雾的电子设备，它通过加热电阻丝，将净化过的烟油转换成烟雾，给烟民带来满足感。电子烟取代了普通香烟，减少了香烟燃烧时的其他有害物质进入烟民体内，进而减少有害物质对烟民造成的伤害。

电子烟技术随着用户群的增大也迅速发展起来。为了得到更好的用户体验，电子烟从开始单纯的加热、烟油雾化装置，朝着更加智能化方向发展。为了延长电子烟的雾化器，通常使电子烟进行恒功率输出。为此，需要对电子烟雾化器的输出功率进行调节。传统的方法是使用分立器件搭建功率调节电路，但这种方式成本高且会导致电子烟体积增大。

实用新型内容

基于此，有必要提高一种成本低的电子烟。

一种电子烟，包括：

包括主控芯片、与所述主控芯片连接的功率调节电路、与所述功率调节电路连接的雾化器以及与所述功率调节电路连接的电源；

所述功率调节电路包括驱动开关和功率控制电路；所述功率控制电路包括第一开关、功率电感、二极管以及功率调节芯片；

所述驱动开关的输入端连接所述主控芯片的第一输出端，用于接收所述主控芯片输出的PWMB信号；所述功率调节芯片的第一输入端连接所述主控芯片的第二输出端，用于接收所述主控芯片输出的PWMA信号；

所述驱动开关的输出端与所述第一开关的栅极连接；所述第一开关的源极与功率电感的一端连接以及与二极管的阴极连接，所述二极管的阳极接地；所述第一开关的漏极与电源连接；所述功率电感的另一端连接所述功率调节芯片的第二输入端；所述驱动开关根据所述PWMB信号驱动所述第一开关开通或关闭；所述功率调节芯片集成有上侧MOS管和下侧MOS管，所述PWMA信号控制所述上侧MOS管和下侧MOS管的开通与关闭。

在其中一个实施例中，所述驱动开关包括第二开关、第三开关、第四开关、第一电阻和第二电阻；所述第二开关的栅极连接所述主控芯片的第一输出端；所述第二开关的源极接地，其漏极分别连接第一电阻的一端、第三开关的基极和第四开关的基极；所述第一电阻的另一端与所述第三开关的集电极分别接入设定电压；所述第三开关的发射极与分别所述第二电阻的一端、第四开关的发射极连接；所述第四开关的集电极分别与所述第二电阻的另一端连接并接地及与第一开关的栅极连接。

在其中一个实施例中，还包括第一滤波电路；所述第一滤波电路的输入端与所述电源连接，输出端与所述第一开关漏极连接。

在其中一个实施例中，还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路的一端与所述功率调节芯片的第三输出端连接，另一端与所述雾化器连接。

在其中一个实施例中，所述功率调节芯片的型号为NCP81382。

在其中一个实施例中，所述电子烟还包括采样电路，所述采样电路的输入端与所述雾化器连接，所述采样电路的输出端与所述主控芯片连接。

在其中一个实施例中，所述采样电路包括电流采样电路和电压采样电路。

在其中一个实施例中，还包括与所述主控芯片连接的TFT显示屏。

在其中一个实施例中，还包括与所述主控芯片连接的电容触摸屏。

上述的电子烟，通过主控芯片连接功率调节电路，功率调节电路连接雾化器，功率调节电路包括第一开关、功率电感、二极管和功率调节芯片。主控芯片的第一输出端与驱动开关的输入端连接，向其输入PWMB信号，主控芯片的第二输出端与功率调节芯片的第一输入端连接，向其输入PWMA信号，驱动开关根据PWMB信号驱动第一开关开通或关闭，功率调节芯片集成有上侧MOS管和下侧MOS管，PWMA信号控制上侧MOS管和下侧MOS管的开通与关闭，根据PWMB信号和PWMA信号共同实现功率调节。由于引入了功率调节芯片，无需使用分立器件搭建复杂的功率调节电路，能够节约电子烟的成本，进一步的减小了电子烟的体积。

附图说明

图1为为一个实施例的电子烟的结构示意图；

图2为一个实施例的功率调节电路的电路原理图；

图3为一个实施例的NCP81382芯片的结构示意图；

图4为一个实施例的主控芯片的ADC采样过程说明示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种电子烟，包括：包括主控芯片101、与所述主控芯片101连接的功率调节电路102、与所述功率调节电路102连接的雾化器103以及与功率调节电路102连接的电源104，具体的，电源可采用锂电池。

如图2所示，功率调节电路103包括驱动开关1031和功率控制电路1032，所述功率控制电路1032包括第一开关Q4、功率电感L1、二极管D4以及功率调节芯片U4。

所述驱动开关1031的输入端连接所述主控芯片101的第一输出端，用于接收所述主控芯片101输出的PWMB信号，所述功率调节芯片U4的第一输入端连接所述主控芯片101的第二输出端，用于接收所述主控芯片输出的PWMA信号。所述驱动开关1031的输出端与所述第一开关Q4的栅极连接，所述第一开关Q4的源极与功率电感L1的一端连接以及与二极管D4的阴极连接，所述二极管的阳极接地，所述第一开关Q4的漏极与电源连接，所述功率电感L1的另一端连接所述功率调节芯片U4的第二输入端，所述驱动开关1031根据所述PWMB信号驱动所述第一开关Q4开通或关闭，功率调节芯片集成有上侧MOS管和下侧MOS管，所述PWMA信号控制所述上侧MOS管和下侧MOS管的开通与关闭。在一个具体的实施方式中，功率调节芯片的型号为NCP81382，芯片的结构示意图如图3所示。

当电路需要降压时，电路需要工作在降压模式下，即需要功率调节芯片U4上侧管长时间导通，而通过第一开关Q4的导通的占空比，可以控制输出电压的大小。在降压模式下，当第一开关Q4导通时，电池电流由第一开关Q4的源极进行功率电感L1，然后经功率调节芯片U4的上侧管流到雾化器，输出电压微微升高。当第一开关Q4导通时，功率电感L1的电流继续按原来的方向流动，进行到雾化器，而二极管D4正向导通，给功率电感L1建立电流回路，输出电压微微下降。然后第一开关Q4再次导通，进行循环工作。

当电路需要升压时，主控芯片101控制PWMB的占空比为0％，使得第一开关Q4保持长时间开通，而控制PWMA的占空比，使得U4的上侧管和下侧管交替导通，功率电感L1交替进行充电和放电，最终到达升压目的。即第一开关Q4长期开通时，等效于电池直接与功率电感L1左端相连，当PWMA为低电平时，功率控制芯片U4下侧管开通时，功率电感L1电流线性增加，存储能量，当PWMA为高电平时，功率控制芯片U4U4的上侧管开通，这时功率电感L1上的电流线性减少，其能量就会释放到雾化器上，由于功率电感L1左边的电压为电池电压，所以右边的电压比电池电压要高，即实现输出电压高于输入电压。

上述的电子烟，通过主控芯片连接功率调节电路，功率调节电路连接雾化器，功率调节电路包括第一开关、功率电感、二极管和功率调节芯片。主控芯片的第一输出端与驱动开关的输入端连接，向其输入PWMB信号，主控芯片的第二输出端与功率调节芯片的第一输入端连接，向其输入PWMA信号，驱动开关根据所述PWMB信号驱动所述第一开关开通或关闭，功率调节芯片集成有上侧MOS管和下侧MOS管，所述PWMA信号控制所述上侧MOS管和下侧MOS管的开通与关闭，根据PWMB信号和PWMA信号共同实现功率调节。由于引入了功率调节芯片，无需使用分立器件搭建复杂的功率调节电路，能够节约电子烟的成本，进一步的减小了电子烟的体积。

主控芯片具有PWM软件接口，在一个实施例的输出控制PWM软件接口如表1所示。

表1输出控制PWM软件接口

主控芯片通过PWM完成对功率输出大小的调节，如表1所示，其中SCT_Change_Duty通过改变输出PWM的高电平时间来改变占空比，而SCT_Change_Freq通过输出固定脉宽，改变PWM的频率来改变PWM的占空比。

通过直接调用PWM_Control进行输出调节，后级功率输出分为在降压和升压两种状态。当入参为0～100的时候，NCP81382处于降压输出状态，此时PWMA输出占空比为99％，频率为250khz的方波，而PWM B频率同为250khz，占空比则从100％递减；当入参大于100时，NCP81382处于升压输出状态，此时PWM B始终为低电平，而PWM A的占空比则从99％递减。主控芯片通过改变入参从0～MAX_OUTPUT完成降压到升压的线性转换。

请继续参阅图2，驱动开关包括第二开关Q10、第三开关Q3、第四开关Q5、第一电阻R15和第二电阻R17。所述第二开关Q10的栅极连接所述主控芯片的第一输出端，所述第二开关Q10的源极接地，其漏极分别连接第一电阻R15的一端、第三开关Q3的基极和第四开关Q5的基极；所述第一电阻R15的另一端与所述第三开关Q3的集电极分别接入设定电压，具体为12V的电压，所述第三开关Q3的发射极与分别所述第二电阻R17的一端、第四开关Q5的发射极连接，所述第四开关Q5的集电极分别与所述第二电阻R17的另一端连接并接地、及与第一开关Q4的栅极连接。

具体的，第三开关Q3和第四开关Q5为三极管，互相组成推挽电路。由于第一电阻R15的对接入的12V电压的上拉作用和第二开关Q10对接地的导通和关断，在第一电阻R15与第三开关Q3和第四开关Q5的连接处会产生0V或12V的变化。当该点的电压为12V时，第三开关Q3导通，第四开关Q5截止，从而第一开关Q4被驱动导通。当该点的电压为低电平OV时，第三开关Q3截止，第四开关Q5导通，迅速将第一开关Q4的栅极的电平拉低，关断第一开关Q4。第二电阻R17是为了保证在没有驱动第一开关Q4时，第一开关Q4的栅极被默认拉为低电平，第一开关Q4默认关断。具体的，第一开关和第二开关为MOS管。

通过第三开关Q3和第四开关Q5组成推挽电路，使驱动电路的驱动速度快，驱动能力强，功耗小。

请继续参阅图2，电子烟还包括第一滤波电路105，所述第一滤波电路的输入端与所述电源连接，输出端与所述第一开关漏极连接。第一滤波电路由多个电容并联而成，用于对电源输出的信号进行滤波处理。电子烟还包括第二滤波电路106，第二滤波电路106的一端与所述功率调节芯片U5的第三输出端连接，另一端与所述雾化器103连接。第二滤波电路由多个电容并联而成，用于对功率调节电路输出的信号进行滤波处理。

请继续参阅图1，所述电子烟还包括采样电路107，所述采样电路107的输出端与所述雾化器103连接，所述采样电路的输出端与所述主控芯片101连接。具体的，采样电路107包括电流采样电路和电压采样电路，用于对雾化器的电流和电压进行采样。主控芯片101根据采样得到的电流和电压计算雾化器的输出功率，当当前输出功率大于设定功率时，向功率调节电路输出对应的PWMA和PWMB信号，由功率输出电路根据信号进行降压处理。当当前输出功率小于于设定功率时，向功率调节电路输出对应的PWMA和PWMB信号，由功率输出电路根据信号进行升压处理。

具体的，主控芯片具有ADC采样模块，ADC采样使用突发(Burst)模式，ADC的采样速率为600K Samples/s，系统中使能了4个通道，因此每个通道的采样率为150K。

如图4所示，每个通道转换完成后将触发DMA(Direct Memory Access，直接内存存取，自动将转换结果保存到Adc_Result[60]，且目的地址进行自增，当指针到达缓冲区末尾，将自动返回缓冲区起始位置。因此，当ADC被初始化后，缓冲区将被持续更新。当ADC_Get_ChannelVal()被调用时，软件先将对应通道的转换结果提取到Adc_Tmp临时缓冲中，完成去平均值和去极值简单数字滤波后，向用户返回被请求的转换结果。根据这种方法得到的模拟采样值，既能实时的反映雾化器的工作情况，也能最大程度的减少采样对主控器的资源占用。

请继续参阅图1，电子烟还包括与所述主控芯片连接的TFT显示屏108，使电子烟具有图片显示功能。进一步的，电子烟还包括与所述主控芯片连接的电容触摸屏109，可实现用户对电子烟的触摸操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电子烟，其特征在于，包括：

包括主控芯片、与所述主控芯片连接的功率调节电路、与所述功率调节电路连接的雾化器以及与所述功率调节电路连接的电源；

所述功率调节电路包括驱动开关和功率控制电路；所述功率控制电路包括第一开关、功率电感、二极管以及功率调节芯片；

所述驱动开关的输入端连接所述主控芯片的第一输出端，用于接收所述主控芯片输出的PWMB信号；所述功率调节芯片的第一输入端连接所述主控芯片的第二输出端，用于接收所述主控芯片输出的PWMA信号；

所述驱动开关的输出端与所述第一开关的栅极连接；所述第一开关的源极与功率电感的一端连接以及与二极管的阴极连接，所述二极管的阳极接地；所述第一开关的漏极与电源连接；所述功率电感的另一端连接所述功率调节芯片的第二输入端；所述驱动开关根据所述PWMB信号驱动所述第一开关开通或关闭；所述功率调节芯片集成有上侧MOS管和下侧MOS管，所述PWMA信号控制所述上侧MOS管和下侧MOS管的开通与关闭。

2.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，所述驱动开关包括第二开关、第三开关、第四开关、第一电阻和第二电阻；所述第二开关的栅极连接所述主控芯片的第一输出端；所述第二开关的源极接地，其漏极分别连接第一电阻的一端、第三开关的基极和第四开关的基极；所述第一电阻的另一端与所述第三开关的集电极分别接入设定电压；所述第三开关的发射极与分别所述第二电阻的一端、第四开关的发射极连接；所述第四开关的集电极分别与所述第二电阻的另一端连接并接地及与第一开关的栅极连接。

3.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，还包括第一滤波电路；所述第一滤波电路的输入端与所述电源连接，输出端与所述第一开关漏极连接。

4.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路的一端与所述功率调节芯片的第三输出端连接，另一端与所述雾化器连接。

5.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，所述功率调节芯片的型号为NCP81382。

6.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，所述电子烟还包括采样电路，所述采样电路的输入端与所述雾化器连接，所述采样电路的输出端与所述主控芯片连接。

7.根据权利要求6所述的电子烟，其特征在于，所述采样电路包括电流采样电路和电压采样电路。

8.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，还包括与所述主控芯片连接的TFT显示屏。

9.根据权利要求8所述的电子烟，其特征在于，还包括与所述主控芯片连接的电容触摸屏。