CN207251178U - 一种电子烟的防干烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电子烟的防干烧装置。该电子烟的防干烧装置，包括微控制器、升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块、电池供电电路，微控制器依次电连接升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块后接回微控制器，雾化器阻值采样电路还电连接雾化器阻值检测模块，雾化器阻值采样电路与升降压桥电路之间连接有反馈电路，反馈电路接回微控制器，以便微控制器调整升降压桥电路的输出电压并保持稳定，当电子烟在使用过程中，烟液快耗尽时，雾化器阻值检测模块检测到雾化器的阻值连续超过干烧保护设定阻值的设定次数时，微控制器指令升降压桥电路关闭输出，电子烟自动停止工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子烟技术领域，特别涉及一种电子烟的防干烧装置。
背景技术
现有的电子烟一般包括吸嘴、壳体及套装于壳体内的储液装置、雾化组件、电源及电路控制板，而未设防干烧保护模块。现有的电子烟，在烟液用完后都需要手动添加烟液或更换储液装置，才能够继续使用，当储液装置中的烟液用完，用户没有及时添加烟液或更换储液装置而继续吸烟时，电路控制板控制的电路仍继续工作，使得雾化组件中的加热模块因缺少烟液导致温度急剧升高而发生干烧，从而产生有害气体及焦味被吸入人体，有害人体健康，另外急剧产生的热量传导至电子烟其余部位也容易烧坏电子烟或烫伤人体皮肤。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种当电子烟储液装置中的烟液用完而用户继续吸烟时，不会发生干烧的电子烟的防干烧装置。
本实用新型的技术解决方案是：包括微控制器、升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块、电池供电电路，所述电池供电电路包括开关和可充电的电池，所述微控制器依次电连接升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块后接回微控制器，所述雾化器阻值采样电路还电连接雾化器阻值检测模块，所述雾化器阻值采样电路与所述升降压桥电路之间连接有反馈电路，所述反馈电路接回微控制器，以便微控制器调整升降压桥电路的输出电压并保持稳定；当电子烟工作时，雾化器阻值检测模块根据微控制器的间隔设定时间连续检测雾化器的阻值，当雾化器的阻值连续超过干烧保护设定阻值并且连续超过的次数达到设定次数时，微控制器指令升降压桥电路关闭输出，电子烟自动停止工作。
作为优选：还包括短路检测模块，所述雾化器接入短路检测模块，所述短路检测模块接入微控制器。
作为优选：还包括充电电路、充电器、充电器电压检测模块，所述微控制器电连接充电电路、所述充电器电连接充电器电压检测模块后接入微控制器，所述充电器依次电连接充电电路和电池供电电路，所述电池供电电路分别向微控制器和升降压桥电路供电。
作为优选：所述微控制器分别电连接LED控制模块和辅助升压模块，所述辅助升压模块接入所述升降压桥电路。
作为优选：还设有温度传感器和电池温度检测模块，充电时，所述温度传感器探测电池的温度信号并接入所述电池温度检测模块，再通过所述电池供电电路接入微控制器，当温度信号超过设定温度范围值时，微控制器指令充电电路停止充电；放电时，所述温度传感器检测到温度信号超过设定温度范围值时，微控制器指令半桥升压电路或斩波降压电路关闭输出，电子烟停止工作。
作为优选：所述雾化器阻值检测模块包括运放U4、电阻R16、电阻R17、电容C12、电阻R19、电容C13、电阻R22、电容C14和电容C15，所述雾化器阻值采样电路包括电阻R18，所述运放U4具有第一引脚REF、第二引脚GND、第三引脚VCC、第四引脚IN+、第五引脚IN-和第六引脚OUT，运放U4的第四引脚IN+分别连接电容C12和电阻R17后接入升降压桥电路输出端VOUT，第五引脚IN-分别连接电容C12和电阻R16后接入雾化器输出端PWM-OUT，电阻R16与雾化器输出端PWM-OUT的联线结点和电阻R17与升降压桥电路输出端VOUT的联线结点之间连接电阻R18，运放U4的第六引脚OUT连接电阻R19后分别接入电流检测信号IDET和电容C13、电容C13另一端接地，运放U4的第一引脚REF和第二引脚GND接地，运放U4的第三引脚VCC连接电阻R22后接入辅助升压VCC-12V，第三引脚VCC与电阻R22之间的结点分别连接电容C15和电容C14，电容C15和电容C14的另一端接地；当电流经过电阻R18时，电阻R18两端会分压，经过电阻R16、电阻R17、电容C12进行一次滤波再输入到运放U4，运放U4对滤波后的电压进行放大并通过电阻R19、电容C13滤波，再通过电流检测信号IDET计算出雾化器的阻值。
作为优选：所述升降压桥电路包括芯片U1、芯片U2、MOS管Q1和Q2、MOS管Q3和Q4、第一稳压二极管、第二稳压二极管、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C3、电容C2、电容C4和电感L1，所述芯片U1的第一引脚VCC连接电容C3后接地，芯片U1的第三引脚HO接入MOS管Q2的栅极，芯片U1的第十引脚LO接入MOS管Q1的栅极，所述芯片U2的第一引脚VCC连接电容C4后接地，芯片U2的第三引脚HO接入MOS管Q3的栅极，芯片U2的第十引脚LO接入MOS管Q4的栅极，芯片U1的第四引脚HS通过电感L1接入芯片U2的第四引脚HS，芯片U1的第二引脚分别连接稳压二极管D1、电容C1，电容C1另外一端接入芯片U1的第四引脚HS，稳压二极管D1另外一端接入芯片U1的第一引脚VCC，芯片U2的第二引脚分别连接稳压二极管D2、电容C2，电容C2另外一端接入芯片U2的第四引脚HS，稳压二极管D2另外一端接入芯片U2的第一引脚VCC，芯片U1和芯片U2各自的第九引脚VSS均接地，芯片U1的第八引脚IN接微控制器的升压输出频率的信号端PWM-UP，芯片U2的第八引脚IN接微控制器的降压输出频率的信号端PWM-DN，芯片U1和芯片U2各自的第七引脚EN均连接升降压桥的输出控制信号端PWM-EN，芯片U2第七引脚EN与输出控制信号端PWM-EN联线结点连接电阻R3后接地，芯片U1的第六引脚RDT接电阻R1后接地，芯片U2的第六引脚RDT接电阻R2后接地；当电池电压低于输出电压时，升降压桥电路降压驱动芯片U2输出信号打开MOS管Q3，通过电感L1连接芯片U1、MOS管Q1和Q2，升压驱动芯片U1通过微控制器输出PWM-UP控制信号驱动MOS管Q1和Q2升压输出VOUT；反之，当电池电压高于输出电压时，升降压桥电路升压驱动芯片U1输出信号打开MOS管Q2，通过电感L1连接芯片U2、MOS管Q4和Q3，降压驱动芯片U2通过微控制器输出PWM-DN控制信号驱动MOS管Q4和Q3降压输出VOUT。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
该电子烟设有防干烧装置，其中设有升降压桥电路、雾化器阻值采样电路及雾化器阻值检测模块，可检测到雾化器中的发热体电阻的阻值信号，当雾化器因缺少烟液而继续工作，温度急剧升高时导致雾化器的阻值超过干烧保护设定阻值并且连续超过的次数达到设定次数时，电子烟的防干烧装置作出判断并及时切断升降压桥电路的电源输出，防止雾化器发生干烧，从而防止有害气体及焦味被吸入人体而危害人体健康，以及避免电子烟被烧坏或烫伤人体。
附图说明
图1是本实用新型电子烟的防干烧装置的电路框图；
图2是本实用新型雾化器阻值检测模块的电路原理图；
图3是本实用新型升降压桥电路的电路原理图；
图4是本实用新型电子烟防干烧控制方法的流程图。
具体实施方式
本实用新型下面将结合附图作进一步详述：
图1示出了本实用新型电子烟的防干烧装置。
请参阅图1所示，本实用新型电子烟的防干烧装置，包括微控制器、升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块、电池供电电路，电池供电电路包括开关和可充电的电池，微控制器依次电连接升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块后接回微控制器，雾化器阻值采样电路还电连接雾化器阻值检测模块，雾化器阻值采样电路与升降压桥电路之间连接有反馈电路，反馈电路接回微控制器，以便微控制器调整升降压桥电路的输出电压并保持稳定；当电子烟工作时，雾化器阻值检测模块根据微控制器的间隔设定时间连续检测雾化器的阻值，当雾化器的阻值连续超过干烧保护设定阻值并且连续超过的次数达到设定次数时，微控制器指令升降压桥电路关闭输出，电子烟自动停止工作。上述设定检测阻值连续超过干烧保护设定阻值并连续超过该设定阻值达到设定次数的意义在于，可以避免偶发因素造成雾化器阻值升高导致不必要的干烧保护。因为有时电子烟内还有烟液不会发生干烧时，存在偶然因素导致偶尔一两次测到的雾化器阻值瞬间超过干烧保护的设定阻值，如果此种情况即启动干烧保护而关停电子烟的工作，显然不符合实际情况，给用户带来了不好的使用体验。只有当连续多次检测到的雾化器阻值均超过干烧保护的设定阻值，并且达到设定次数时，才能真正反映干烧的客观情况，此时进行关停才可进行干烧保护。
本实用新型电子烟的防干烧装置中，雾化器包括发热单元中的热敏电热丝(图中未示)，热敏电热丝的电阻随温度变化而变化，因此检测其电阻阻值即可计算出对应的温度值。
请参阅图1所示，本实用新型电子烟的防干烧装置，还包括短路检测模块，雾化器接入短路检测模块，短路检测模块接入微控制器。短路检测模块用于检测雾化器的热敏电热丝是否发生短路，如发生短路，则微控制器可以指令升降压桥电路关闭输出进行保护，电子烟停止工作。
请参阅图1所示，本实用新型电子烟的防干烧装置，还包括充电电路、充电器、充电器电压检测模块，微控制器电连接充电电路、充电器电连接充电器电压检测模块后接入微控制器，充电器依次电连接充电电路和电池供电电路，电池供电电路分别向微控制器和升降压桥电路供电。充电电压检测模块在充电时工作，防止充电器发生过度充电。
请参阅图1所示，本实用新型电子烟的防干烧装置，微控制器分别电连接LED控制模块和辅助升压模块，辅助升压模块接入升降压桥电路。LED控制模块用于控制LED指示灯对吸烟状态进行不同亮度或不同颜色或其组合的指示，开关检测模块用于对按键开关闭合状态或闭合时间进行检测，辅助升压模块用于补偿或辅助升降压桥电路以便进行更好地升压。
请参阅图1所示，本实用新型电子烟的防干烧装置，还设有温度传感器和电池温度检测模块，充电时，温度传感器探测电池的温度信号并接入电池温度检测模块，再通过电池供电电路接入微控制器，当温度信号超过设定温度范围值时，微控制器指令充电电路停止充电；放电时，温度传感器检测到温度信号超过设定温度范围值时，微控制器指令半桥升压电路或斩波降压电路关闭输出，电子烟停止工作。电池温度检测模块用于检测电池充电和放电时的温度，避免电池温度过高发生损坏或爆炸的危险。
请参阅图2所示，雾化器阻值检测模块包括运放U4、电阻R16、电阻R17、电容C12、电阻R19、电容C13、电阻R22、电容C14和电容C15，雾化器阻值采样电路包括电阻R18，运放U4具有第一引脚REF、第二引脚GND、第三引脚VCC、第四引脚IN+、第五引脚IN-和第六引脚OUT，运放U4的第四引脚IN+分别连接电容C12和电阻R17后接入升降压桥电路输出端VOUT，第五引脚IN-分别连接电容C12和电阻R16后接入雾化器输出端PWM-OUT，电阻R16与雾化器输出端PWM-OUT的联线结点和电阻R17与升降压桥电路输出端VOUT的联线结点之间连接电阻R18，运放U4的第六引脚OUT连接电阻R19后分别接入电流检测信号IDET和电容C13、电容C13另一端接地，运放U4的第一引脚REF和第二引脚GND接地，运放U4的第三引脚VCC连接电阻R22后接入辅助升压VCC-12V，第三引脚VCC与电阻R22之间的结点分别连接电容C15和电容C14，电容C15和电容C14的另一端接地；当电流经过电阻R18时，电阻R18两端会分压，经过电阻R16、电阻R17、电容C12进行一次滤波再输入到运放U4，运放U4对滤波后的电压进行放大并通过电阻R19、电容C13滤波，再通过电流检测信号IDET计算出雾化器的阻值。
请参阅图3所示，升降压桥电路包括芯片U1、芯片U2、MOS管Q1和Q2、MOS管Q3和Q4、第一稳压二极管、第二稳压二极管、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C3、电容C2、电容C4和电感L1，芯片U1的第一引脚VCC连接电容C3后接地，芯片U1的第三引脚HO接入MOS管Q2的栅极，芯片U1的第十引脚LO接入MOS管Q1的栅极，芯片U2的第一引脚VCC连接电容C4后接地，芯片U2的第三引脚HO接入MOS管Q3的栅极，芯片U2的第十引脚LO接入MOS管Q4的栅极，芯片U1的第四引脚HS通过电感L1接入芯片U2的第四引脚HS，芯片U1的第二引脚分别连接稳压二极管D1、电容C1，电容C1另外一端接入芯片U1的第四引脚HS，稳压二极管D1另外一端接入芯片U1的第一引脚VCC，芯片U2的第二引脚分别连接稳压二极管D2、电容C2，电容C2另外一端接入芯片U2的第四引脚HS，稳压二极管D2另外一端接入芯片U2的第一引脚VCC，芯片U1和芯片U2各自的第九引脚VSS均接地，芯片U1的第八引脚IN接微控制器的升压输出频率的信号端PWM-UP，芯片U2的第八引脚IN接微控制器的降压输出频率的信号端PWM-DN，芯片U1和芯片U2各自的第七引脚EN均连接升降压桥的输出控制信号端PWM-EN，芯片U2第七引脚EN与输出控制信号端PWM-EN联线结点连接电阻R3后接地，芯片U1的第六引脚RDT接电阻R1后接地，芯片U2的第六引脚RDT接电阻R2后接地；当电池电压低于输出电压时，升降压桥电路降压驱动芯片U2输出信号打开MOS管Q3，通过电感L1连接芯片U1、MOS管Q1和Q2，升压驱动芯片U1通过微控制器输出PWM-UP控制信号驱动MOS管Q1和Q2升压输出VOUT；反之，当电池电压高于输出电压时，升降压桥电路升压驱动芯片U1输出信号打开MOS管Q2，通过电感L1连接芯片U2、MOS管Q4和Q3，降压驱动芯片U2通过微控制器输出PWM-DN控制信号驱动MOS管Q4和Q3降压输出VOUT。
请参阅图4所示，本实用新型电子烟防干烧装置的原理是这样的，即其控制方法，包括以下步骤：
⑴当电子烟开始工作时，微控制器判断开关闭合的时间是否超过设定的时间如0.3毫秒，如果否，则进入步骤⑽，如果是，则进入下一步骤；
本步骤中，开关闭合的时间没有超过设定的开关时间0.3秒，则表明开关被误触碰，斩波降压电路不输出，电子烟的雾化器发热单元不工作，超过0.3秒则表明开关闭合系人为操作；
⑵微控制器使升降压桥电路的输出端VOUT输出电压信号；
本步骤中，升降压桥电路输出电压信号即雾化器开始工作；
⑶微控制器将雾化器的阻值连续超过干烧保护设定阻值的次数计为零；
⑷微控制器开始计时并判断是否达到测量雾化器的阻值的间隔设定时间如3毫秒，如果否，则继续计时并判断，如果是，则进入下一步骤；
本步骤中，测电阻计时是因为测量发热单元的阻值需要间隔一段时间进行一次，该间隔时间3ms在微控制器中设定；
⑸微控制器指令雾化器阻值检测模块检测雾化器的阻值；
本步骤中，雾化器阻值检测模块检测电阻是通过检测电流来实现的；
⑹检测到雾化器的阻值后，微控制器判断雾化器的阻值是否超过干烧保护设定阻值如0.75欧姆，如果否，则返回步骤⑶，如果是，则进入下一步骤；
⑺微控制器将前述步骤中雾化器的阻值连续超过干烧保护设定阻值的次数+1；
本步骤对测定阻值连续超过设定阻值的次数进行累加；
⑻微控制器判断连续超过干烧保护设定阻值的累计次数是否达到设定次数，如果否，则返回步骤⑷，如果是，则进入下一步骤；
本步骤中，只有当连续多次检测到的雾化器阻值均超过干烧保护的设定阻值，并且达到设定次数时，才表明雾化器缺少烟液而发生干烧；
⑼微控制器判断电子烟的状态为干烧状态；
⑽关闭升降压桥电路的输出，电子烟停止工作。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种电子烟的防干烧装置，其特征在于，包括微控制器、升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块、电池供电电路，所述电池供电电路包括开关和可充电的电池，所述微控制器依次电连接升降压桥电路、雾化器阻值采样电路、雾化器、雾化器阻值检测模块后接回微控制器，所述雾化器阻值采样电路还电连接雾化器阻值检测模块，所述雾化器阻值采样电路与所述升降压桥电路之间连接有反馈电路，所述反馈电路接回微控制器，以便微控制器调整升降压桥电路的输出电压并保持稳定；当电子烟工作时，雾化器阻值检测模块根据微控制器的间隔设定时间连续检测雾化器的阻值，当雾化器的阻值连续超过干烧保护设定阻值并且连续超过的次数达到设定次数时，微控制器指令升降压桥电路关闭输出，电子烟自动停止工作。
2.根据权利要求1所述电子烟的防干烧装置，其特征在于，还包括短路检测模块，所述雾化器接入短路检测模块，所述短路检测模块接入微控制器。
3.根据权利要求1所述电子烟的防干烧装置，其特征在于，还包括充电电路、充电器、充电器电压检测模块，所述微控制器电连接充电电路、所述充电器电连接充电器电压检测模块后接入微控制器，所述充电器依次电连接充电电路和电池供电电路，所述电池供电电路分别向微控制器和升降压桥电路供电。
4.根据权利要求1所述电子烟的防干烧装置，其特征在于，所述微控制器分别电连接LED控制模块和辅助升压模块，所述辅助升压模块接入所述升降压桥电路。
5.根据权利要求1所述电子烟的防干烧装置，其特征在于，还设有温度传感器和电池温度检测模块，充电时，所述温度传感器探测电池的温度信号并接入所述电池温度检测模块，再通过所述电池供电电路接入微控制器，当温度信号超过设定温度范围值时，微控制器指令充电电路停止充电；放电时，所述温度传感器检测到温度信号超过设定温度范围值时，微控制器指令半桥升压电路或斩波降压电路关闭输出，电子烟停止工作。
6.根据权利要求1所述电子烟的防干烧装置，其特征在于，所述雾化器阻值检测模块包括运放U4、电阻R16、电阻R17、电容C12、电阻R19、电容C13、电阻R22、电容C14和电容C15，所述雾化器阻值采样电路包括电阻R18，所述运放U4具有第一引脚REF、第二引脚GND、第三引脚VCC、第四引脚IN+、第五引脚IN-和第六引脚OUT，运放U4的第四引脚IN+分别连接电容C12和电阻R17后接入升降压桥电路输出端VOUT，第五引脚IN-分别连接电容C12和电阻R16后接入雾化器输出端PWM-OUT，电阻R16与雾化器输出端PWM-OUT的联线结点和电阻R17与升降压桥电路输出端VOUT的联线结点之间连接电阻R18，运放U4的第六引脚OUT连接电阻R19后分别接入电流检测信号IDET和电容C13、电容C13另一端接地，运放U4的第一引脚REF和第二引脚GND接地，运放U4的第三引脚VCC连接电阻R22后接入辅助升压VCC-12V，第三引脚VCC与电阻R22之间的结点分别连接电容C15和电容C14，电容C15和电容C14的另一端接地；当电流经过电阻R18时，电阻R18两端会分压，经过电阻R16、电阻R17、电容C12进行一次滤波再输入到运放U4，运放U4对滤波后的电压进行放大并通过电阻R19、电容C13滤波，再通过电流检测信号IDET计算出雾化器的阻值。
7.根据权利要求1所述电子烟的防干烧装置，其特征在于，所述升降压桥电路包括芯片U1、芯片U2、MOS管Q1和Q2、MOS管Q3和Q4、第一稳压二极管、第二稳压二极管、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C3、电容C2、电容C4和电感L1，所述芯片U1的第一引脚VCC连接电容C3后接地，芯片U1的第三引脚HO接入MOS管Q2的栅极，芯片U1的第十引脚LO接入MOS管Q1的栅极，所述芯片U2的第一引脚VCC连接电容C4后接地，芯片U2的第三引脚HO接入MOS管Q3的栅极，芯片U2的第十引脚LO接入MOS管Q4的栅极，芯片U1的第四引脚HS通过电感L1接入芯片U2的第四引脚HS，芯片U1的第二引脚分别连接稳压二极管D1、电容C1，电容C1另外一端接入芯片U1的第四引脚HS，稳压二极管D1另外一端接入芯片U1的第一引脚VCC，芯片U2的第二引脚分别连接稳压二极管D2、电容C2，电容C2另外一端接入芯片U2的第四引脚HS，稳压二极管D2另外一端接入芯片U2的第一引脚VCC，芯片U1和芯片U2各自的第九引脚VSS均接地，芯片U1的第八引脚IN接微控制器的升压输出频率的信号端PWM-UP，芯片U2的第八引脚IN接微控制器的降压输出频率的信号端PWM-DN，芯片U1和芯片U2各自的第七引脚EN均连接升降压桥的输出控制信号端PWM-EN，芯片U2第七引脚EN与输出控制信号端PWM-EN联线结点连接电阻R3后接地，芯片U1的第六引脚RDT接电阻R1后接地，芯片U2的第六引脚RDT接电阻R2后接地；当电池电压低于输出电压时，升降压桥电路降压驱动芯片U2输出信号打开MOS管Q3，通过电感L1连接芯片U1、MOS管Q1和Q2，升压驱动芯片U1通过微控制器输出PWM-UP控制信号驱动MOS管Q1和Q2升压输出VOUT；反之，当电池电压高于输出电压时，升降压桥电路升压驱动芯片U1输出信号打开MOS管Q2，通过电感L1连接芯片U2、MOS管Q4和Q3，降压驱动芯片U2通过微控制器输出PWM-DN控制信号驱动MOS管Q4和Q3降压输出VOUT。
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