CN206949539U - 一种超声波电子烟电路及该超声波电子烟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波电子烟电路及该超声波电子烟，其中电子烟电路包括超声雾化片、控制电路、第一驱动电路、第一振荡电路和电源电路，控制电路通过第一驱动电路、第一振荡电路与超声雾化片的第一端电连接，控制电路、第一驱动电路和第一振荡电路与电源电路电连接，电源电路包括单节锂电池、充放电电路和升压电路，升压电路包括第一升压电路和第二升压电路，单节锂电池通过充放电电路分别与第一升压电路与第二升压电路电连接，控制电路和第一驱动电路均与第一升压电路电连接，第一振荡电路与第二升压电路电连接。本实用新型使用单节锂电池供电，成本低，体积小；超声雾化片两端同时工作，工作效率高，发热量小，能量损耗低，使用寿命长。

Description

一种超声波电子烟电路及该超声波电子烟

技术领域

本实用新型属于电子烟技术领域，特别涉及一种超声波电子烟电路及该超声波电子烟。

背景技术

现有超声波电子烟中，控制电路依次通过驱动电路、振荡电路与超声雾化片的一端电连接，控制电路、驱动电路和振荡电路均与电源电路电连接，其中电源电路包括多节锂电池，电压值不同的工作电压和振荡电压分别由不同的锂电池组提供，因而成本较高且体积大。同时，由于超声雾化片为一路驱动，因而不能满负荷工作，超声雾化片只能半波振荡，效率低，发热严重，超声雾化片损耗快。

发明内容

现有的超声波电子烟包含多节锂电池，成本高且体积大；仅为一路驱动，不能满负荷工作，超声雾化片只能半波振荡，效率低，发热严重，超声雾化片损耗快。本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种超声波电子烟电路及该超声波电子烟，使用单节锂电池供电，成本低，体积小；超声雾化片两端同时工作，工作效率高，发热量小，能量损耗低，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种超声波电子烟电路，包括超声雾化片、控制电路、第一驱动电路、第一振荡电路和电源电路，所述控制电路依次通过第一驱动电路、第一振荡电路与超声雾化片的第一端电连接，控制电路、第一驱动电路和第一振荡电路均与电源电路电连接，其结构特点是所述电源电路包括单节锂电池、充放电电路和升压电路，所述升压电路包括第一升压电路和第二升压电路，所述单节锂电池通过充放电电路分别与第一升压电路与第二升压电路电连接，所述控制电路和第一驱动电路均与第一升压电路的输出端电连接，所述第一振荡电路与第二升压电路的输出端电连接。

借由上述结构，可以利用单节锂电池为整个超声波电子烟电路供电，从而成本更低，效率更高，体积更小。

进一步地，还包括第二驱动电路和第二振荡电路，所述控制电路依次通过第二驱动电路、第二振荡电路与超声雾化片的第二端电连接，第二驱动电路与第一升压电路的输出端电连接，第二振荡电路与第二升压电路的输出端电连接。

借由上述结构，电源电路为驱动电路和振荡电路提供电源，驱动电路用于开关并驱动振荡电路，振荡电路通过驱动电路提供的驱动信号使电感电容形成LC谐振。控制电路通过第一驱动电路和第二驱动电路同时产生驱动信号，促使超声雾化片雾化烟油，产生烟雾。由于超声雾化片两端同时工作，此时超声雾化片处于谐振状态，从而极大地提高了超声雾化片的工作效率，使超声波电子烟在产生同样烟雾量的情况下发热量最小，功耗更低，使用寿命更长。

进一步地，还包括电压电流检测电路，所述电压电流检测电路的输出端与控制电路电连接；所述电压电流检测电路接在超声雾化片与第一振荡电路之间，或者电压电流检测电路接在超声雾化片与第二振荡电路之间。

借由上述结构，通过电压电流检测电路检测超声雾化片的工作电压和工作电流，电压电流检测电路将检测到的电压值和电流值反馈至控制电路，控制电路根据电压峰峰值与电流峰峰值，可以快速找到超声雾化片的谐振频率，再根据谐振频率控制超声雾化片工作，进一步提高超声雾化片的工作效率。

作为一种优选方式，所述第一振荡电路包括第一MOS管、第一电感和第一电容，第一MOS管的栅极与第一驱动电路的输出端相连，第一MOS管的源极接地，第一电感接在电源电路与第一MOS管的漏极之间，第一电容接在第一MOS管的漏极与地之间，第一MOS管的漏极与超声雾化片的第一端电连接。

作为一种优选方式，所述第二振荡电路包括第二MOS管、第二电感和第二电容，第二MOS管的栅极与第二驱动电路的输出端相连，第二MOS管的源极接地，第二电感接在电源电路与第二MOS管的漏极之间，第二电容接在第二MOS管的漏极与地之间，第二MOS管的漏极与超声雾化片的第二端电连接。

进一步地，所述第二驱动电路与第二振荡电路之间连有第一电阻，所述第一驱动电路与第一振荡电路之间连有第二电阻，所述第二驱动电路与控制电路之间连有第三电阻，所述第一驱动电路与控制电路之间连有第四电阻。

第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻起到限流作用，防止超声雾化片短路而烧毁前端电路。

作为一种优选方式，所述第一驱动电路包括第一NPN型三极管、第一PNP型三极管和第三电容，所述第一NPN型三极管的基极和第一PNP型三极管的基极均与控制电路相连，所述第一NPN型三极管的发射极和第一PNP型三极管的发射极均与第一振荡电路相连，第一NPN型三极管的集电极与电源电路相连并通过第三电容接地，第一PNP型三极管的集电极接地。

作为一种优选方式，所述第二驱动电路包括第二NPN型三极管、第二PNP型三极管和第四电容，所述第二NPN型三极管的基极和第二PNP型三极管的基极均与控制电路相连，所述第二NPN型三极管的发射极和第二PNP型三极管的发射极均与第二振荡电路相连，第二NPN型三极管的集电极与电源电路相连并通过第四电容接地，第二PNP型三极管的集电极接地。

进一步地，还包括第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第五电阻的一端接在第二驱动电路与第二振荡电路之间，第五电阻的另一端接地；第六电阻的一端接在控制电路与第一驱动电路之间，第六电阻的另一端接地；第七电阻的一端接在控制电路与第二驱动电路之间，第七电阻的另一端接地；第八电阻的一端接在第一驱动电路与第一振荡电路之间，第八电阻的另一端接地。

第六电阻和第七电阻可以起到增加低电平驱动能力的作用。

基于同一个发明构思，本实用新型还提供了一种超声波电子烟，包括所述的超声波电子烟电路。

与现有技术相比，本实用新型使用单节锂电池供电，成本低，体积小；超声雾化片两端同时工作，工作效率高，发热量小，能量损耗低，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的方框结构图。

图2至图6组成本实用新型实施例的电路图。

图7为本实用新型的工作流程图。

其中，1为超声雾化片，2为控制电路，3为第一驱动电路，4为第一振荡电路，5为电源电路，6为第二驱动电路，7为第二振荡电路，8为单节锂电池，9为充放电电路，10为第一升压电路，11为第二升压电路，12为电压电流检测电路，L1为第一电感，L2为第二电感，C1为第一电容，C2为第二电容，C3为第三电容，C4为第四电容，Q1为第一NPN型三极管，Q2为第二NPN型三极管，Q3为第一MOS管，Q4为第二MOS管，Q5为第一PNP型三极管，Q6为第二PNP型三极管，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R4为第四电阻，R5为第五电阻，R6为第六电阻，R7为第七电阻，R8为第八电阻。

具体实施方式

如图1至图6所示，超声波电子烟电路包括超声雾化片1、控制电路2、第一驱动电路3、第一振荡电路4和电源电路5，所述控制电路2依次通过第一驱动电路3、第一振荡电路4与超声雾化片1的第一端电连接，控制电路2、第一驱动电路3和第一振荡电路4均与电源电路5电连接，其特征在于，所述电源电路5包括单节锂电池8、充放电电路9和升压电路，所述升压电路包括第一升压电路10和第二升压电路11，所述单节锂电池8通过充放电电路9分别与第一升压电路10与第二升压电路11电连接，所述控制电路2和第一驱动电路3均与第一升压电路10的输出端电连接，所述第一振荡电路4与第二升压电路11的输出端电连接。所述超声雾化片1为无孔的压电陶瓷雾化片。

超声波电子烟电路还包括第二驱动电路6和第二振荡电路7，所述控制电路2依次通过第二驱动电路6、第二振荡电路7与超声雾化片1的第二端电连接，第二驱动电路6与第一升压电路10的输出端电连接，第二振荡电路7与第二升压电路11的输出端电连接。

超声波电子烟电路还包括电压电流检测电路12，所述电压电流检测电路12的输出端与控制电路2电连接；电压电流检测电路12接在超声雾化片1与第二振荡电路7之间（所述电压电流检测电路12也可接在超声雾化片1与第一振荡电路4之间）。

所述第一振荡电路4包括第一MOS管Q3、第一电感L1和第一电容C1，第一MOS管Q3的栅极与第一驱动电路3的输出端相连，第一MOS管Q3的源极接地，第一电感L1接在电源电路5与第一MOS管Q3的漏极之间，第一电容C1接在第一MOS管Q3的漏极与地之间，第一MOS管Q3的漏极与超声雾化片1的第一端电连接。

所述第二振荡电路7包括第二MOS管Q4、第二电感L2和第二电容C2，第二MOS管Q4的栅极与第二驱动电路6的输出端相连，第二MOS管Q4的源极接地，第二电感L2接在电源电路5与第二MOS管Q4的漏极之间，第二电容C2接在第二MOS管Q4的漏极与地之间，第二MOS管Q4的漏极与超声雾化片1的第二端电连接。

所述控制电路2控制第一驱动电路3和第二驱动电路6在同一时刻分别输出相位相反、频率相等的驱动电平至超声雾化片1。

所述第二驱动电路6与第二振荡电路7之间连有第一电阻R1，所述第一驱动电路3与第一振荡电路4之间连有第二电阻R2，所述第二驱动电路6与控制电路2之间连有第三电阻R3，所述第一驱动电路3与控制电路2之间连有第四电阻R4。

所述第一驱动电路3包括第一NPN型三极管Q1、第一PNP型三极管Q5和第三电容C3，所述第一NPN型三极管Q1的基极和第一PNP型三极管Q5的基极均与控制电路2相连，所述第一NPN型三极管Q1的发射极和第一PNP型三极管Q5的发射极均与第一振荡电路4相连，第一NPN型三极管Q1的集电极与电源电路5相连并通过第三电容C3接地，第一PNP型三极管Q5的集电极接地。

所述第二驱动电路6包括第二NPN型三极管Q2、第二PNP型三极管Q6和第四电容C4，所述第二NPN型三极管Q2的基极和第二PNP型三极管Q6的基极均与控制电路2相连，所述第二NPN型三极管Q2的发射极和第二PNP型三极管Q6的发射极均与第二振荡电路7相连，第二NPN型三极管Q2的集电极与电源电路5相连并通过第四电容C4接地，第二PNP型三极管Q6的集电极接地。

超声波电子烟电路还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8，所述第五电阻R5的一端接在第二驱动电路6与第二振荡电路7之间，第五电阻R5的另一端接地；第六电阻R6的一端接在控制电路2与第一驱动电路3之间，第六电阻R6的另一端接地；第七电阻R7的一端接在控制电路2与第二驱动电路6之间，第七电阻R7的另一端接地；第八电阻R8的一端接在第一驱动电路3与第一振荡电路4之间，第八电阻R8的另一端接地。

图7中示出本实用新型的大致工作过程，电源由单节锂电池8经过升压提供。

升压电路包括将单节锂电池8电压升到3.3V/5V的第一升压电路10和将单节锂电池8电压升到16V左右的第二升压电路11。升压电路采用专用BOOST升压芯片，通过控制外置MOS管的不断开关，给后端二极管及电解电容充电，将单节锂电池8电压稳定升至16V左右，达到30W左右的输出功率及85%以上的转换效率，同时伴有过流保护电路，以满足后端超声雾化电路的供电需求。另外将单节锂电池8电压升到3.3V/5V，给单片机及驱动电路供电。

充放电电路9通过锂电池充电芯片实现5V/2A的USB接口充电，具有过充和过压保护功能，放电保护电路保护电源部分为整个电路提供所需正确的电压，同时防止后端电路过流及短路，造成对电池的损害。

控制电路2通过51系列单片机控制LED灯的指示及MOS管的开关来实现整个电路板的低功耗和安全保护，并且进行AD检测实时检测超声雾化片1的电压电流变化情况，防止超声雾化片1干烧及频偏，同时也为后端驱动电路提供PWM信号。

震荡电路通过图腾电路对PWM信号的增强来驱动后端震荡电路充分震荡，使雾化片进行LC全波震荡，提高工作效率。

电压电流检测电路12接在超声雾化片1的电源端，用来检测超声雾化片1工作时候的电压电流变化，超声雾化片1频率发生偏移时负载的电流也会有相应变化，通过电压电流检测电路12检测超声雾化片1上电压的峰峰值和电流的峰峰值，快速找到超声雾化片1的谐振频率，根据检测到的电压电流变化及时调整输出的PWM波频率，达到追频的效果，使超声雾化片1时刻保持高效率的全波震荡，以达到用最小的功耗实现最大的烟雾量。

本实用新型的工作原理如下：

1.电源电路5分别为驱动电路和振荡电路提供有效电压值。驱动电路对控制电路2输出的PWM信号（脉宽调制信号）进行信号放大，去驱动振荡电路的MOS管（金属氧化物场效应晶体管），使振荡电路的MOS管能够完全开启或关闭，达到最大的电流导通或截断效果，从而使振荡电路在较低的电源电压下充分谐振，为与其连接的压电陶瓷雾化片提供高效的振荡频率和振荡幅值，使压电陶瓷雾化片振荡工作效率达到最优。

2.驱动电路为一个P型三极管和一个N型三极管链接组成的图腾柱，分为左右两边即第一驱动电路3和第二驱动电路6，通过放大控制电路2中单片机提供的与超声雾化片1固有频率匹配的PWM信号，使左右两边即第一振荡电路4和第二振荡电路7同时产生相同频率且相反相位的高频信号，驱动超声雾化片1围绕轴心按照正弦波上下振荡，并使超声雾化片1上的烟油、类似烟油的液体或混合物产生最大的烟雾量。当第一驱动电路3输出一个高电平时，第二驱动电路6产生频率相同相位相反的低电平；当第一驱动电路3输出一个低电平时，第二驱动电路6同时产生频率相同相位相反的高电平，这样周而复始，使超声雾化片1工作效率达到最优，能量损耗最小，以较小的功率实现烟雾量的最大化。

3.震荡电路是将驱动电路放大的PWM信号通过与之连接的电感电容以及超声雾化片1本身的静电容一起产生谐振，形成正弦波，从而有效地驱动超声雾化片1。如图2所述，PWM1信号的频率等于超声雾化片1的固有频率，当PWM1输出高电平到第一驱动电路3时，第一NPN型三极管Q1导通，第一PNP型三极管Q5关断，从而输出高电平VDD1打开第一MOS管Q3，第一电感L1充电，第一电容C1放电；同时PWW2输出与PWM1信号相位相反，频率、幅度相等的低电平信号到第二驱动电路6，第二NPN型三极管Q2关断，第二PNP型三极管Q6导通，从而输出低电平GND关断第二MOS管Q4，第二电感L2放电，第二电容C2充电，电压通过第二电感L2、第一电容C1开始驱动超声雾化片1振荡。当PWM1输出低电平到第一驱动电路3时，第一NPN型三极管Q1关断，第一PNP型三极管Q5导通，从而输出低电平GND关断第一MOS管Q3，第一电感L1放电，第一电容C1充电；同时PWW2输出与PWM1信号相位相反，频率、幅度相等的高电平信号到第二驱动电路6，第二NPN型三极管Q2导通，第二PNP型三极管Q6关断，从而输出高电平VDD1打开第二MOS管Q4，第二电感L2充电，第二电容C2放电，电压通过第一电感L1、第二电容C2开始对驱动超声雾化片1振荡。这样周而复始，使超声雾化片1反复震荡，工作效率达到最优，能量损耗最小，以较小的功率实现烟雾量的最大化。

4.第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4起到限流作用，防止雾化片短路烧毁前端电路，第三电容C3和第四电容C4可以稳定电源电压，第六电阻R6和第七电阻R7起到增加低电平驱动能力的作用。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声波电子烟电路，包括超声雾化片（1）、控制电路（2）、第一驱动电路（3）、第一振荡电路（4）和电源电路（5），所述控制电路（2）依次通过第一驱动电路（3）、第一振荡电路（4）与超声雾化片（1）的第一端电连接，控制电路（2）、第一驱动电路（3）和第一振荡电路（4）均与电源电路（5）电连接，其特征在于，所述电源电路（5）包括单节锂电池（8）、充放电电路（9）和升压电路，所述升压电路包括第一升压电路（10）和第二升压电路（11），所述单节锂电池（8）通过充放电电路（9）分别与第一升压电路（10）与第二升压电路（11）电连接，所述控制电路（2）和第一驱动电路（3）均与第一升压电路（10）的输出端电连接，所述第一振荡电路（4）与第二升压电路（11）的输出端电连接。

2.如权利要求1所述的超声波电子烟电路，其特征在于，还包括第二驱动电路（6）和第二振荡电路（7），所述控制电路（2）依次通过第二驱动电路（6）、第二振荡电路（7）与超声雾化片（1）的第二端电连接，第二驱动电路（6）与第一升压电路（10）的输出端电连接，第二振荡电路（7）与第二升压电路（11）的输出端电连接。

3.如权利要求2所述的超声波电子烟电路，其特征在于，还包括电压电流检测电路（12），所述电压电流检测电路（12）的输出端与控制电路（2）电连接；所述电压电流检测电路（12）接在超声雾化片（1）与第一振荡电路（4）之间，或者电压电流检测电路（12）接在超声雾化片（1）与第二振荡电路（7）之间。

4.如权利要求1所述的超声波电子烟电路，其特征在于，所述第一振荡电路（4）包括第一MOS管（Q3）、第一电感（L1）和第一电容（C1），第一MOS管（Q3）的栅极与第一驱动电路（3）的输出端相连，第一MOS管（Q3）的源极接地，第一电感（L1）接在电源电路（5）与第一MOS管（Q3）的漏极之间，第一电容（C1）接在第一MOS管（Q3）的漏极与地之间，第一MOS管（Q3）的漏极与超声雾化片（1）的第一端电连接。

5.如权利要求2所述的超声波电子烟电路，其特征在于，所述第二振荡电路（7）包括第二MOS管（Q4）、第二电感（L2）和第二电容（C2），第二MOS管（Q4）的栅极与第二驱动电路（6）的输出端相连，第二MOS管（Q4）的源极接地，第二电感（L2）接在电源电路（5）与第二MOS管（Q4）的漏极之间，第二电容（C2）接在第二MOS管（Q4）的漏极与地之间，第二MOS管（Q4）的漏极与超声雾化片（1）的第二端电连接。

6.如权利要求2所述的超声波电子烟电路，其特征在于，所述第二驱动电路（6）与第二振荡电路（7）之间连有第一电阻（R1），所述第一驱动电路（3）与第一振荡电路（4）之间连有第二电阻（R2），所述第二驱动电路（6）与控制电路（2）之间连有第三电阻（R3），所述第一驱动电路（3）与控制电路（2）之间连有第四电阻（R4）。

7.如权利要求1所述的超声波电子烟电路，其特征在于，所述第一驱动电路（3）包括第一NPN型三极管（Q1）、第一PNP型三极管（Q5）和第三电容（C3），所述第一NPN型三极管（Q1）的基极和第一PNP型三极管（Q5）的基极均与控制电路（2）相连，所述第一NPN型三极管（Q1）的发射极和第一PNP型三极管（Q5）的发射极均与第一振荡电路（4）相连，第一NPN型三极管（Q1）的集电极与电源电路（5）相连并通过第三电容（C3）接地，第一PNP型三极管（Q5）的集电极接地。

8.如权利要求2所述的超声波电子烟电路，其特征在于，所述第二驱动电路（6）包括第二NPN型三极管（Q2）、第二PNP型三极管（Q6）和第四电容（C4），所述第二NPN型三极管（Q2）的基极和第二PNP型三极管（Q6）的基极均与控制电路（2）相连，所述第二NPN型三极管（Q2）的发射极和第二PNP型三极管（Q6）的发射极均与第二振荡电路（7）相连，第二NPN型三极管（Q2）的集电极与电源电路（5）相连并通过第四电容（C4）接地，第二PNP型三极管（Q6）的集电极接地。

9.如权利要求2所述的超声波电子烟电路，其特征在于，还包括第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）和第八电阻（R8），所述第五电阻（R5）的一端接在第二驱动电路（6）与第二振荡电路（7）之间，第五电阻（R5）的另一端接地；第六电阻（R6）的一端接在控制电路（2）与第一驱动电路（3）之间，第六电阻（R6）的另一端接地；第七电阻（R7）的一端接在控制电路（2）与第二驱动电路（6）之间，第七电阻（R7）的另一端接地；第八电阻（R8）的一端接在第一驱动电路（3）与第一振荡电路（4）之间，第八电阻（R8）的另一端接地。

10.一种超声波电子烟，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的超声波电子烟电路。