CN208367566U - 一种超声雾化片工作控制电路及超声波电子烟 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声雾化片工作控制电路及超声波电子烟，其中工作控制电路包括电源模块、升压电路、抽烟开关、控制器、驱动电路和LC振荡电路；升压电路的输出端还通过调压电路与驱动电路连接；调压电路包括第一MOS管、第一电阻和第二电阻，升压电路的参考电平反馈端通过第三电阻接地，升压电路的电压输出端通过第四电阻与升压电路的参考电平反馈端连接，第一MOS管的栅极和第二电阻的一端均与控制器的输出端连接，第一MOS管的漏极通过第一电阻与升压电路的电压输出端连接，第一MOS管的源极接在第三电阻与第四电阻之间，第二电阻的另一端接地。本实用新型中超声雾化片启动速度快，使用寿命长，烟雾量稳定，使用成本低，用户体验好。
Description
技术领域
本实用新型特别涉及一种超声雾化片工作控制电路及超声波电子烟。
背景技术
如图1所示，现有的一种超声雾化片工作控制电路包括电源模块1、升压电路2、抽烟开关3、控制器4、驱动电路7和LC振荡电路5，电源模块1依次通过升压电路2、驱动电路7、LC振荡电路5与超声雾化片J电连接，抽烟开关3与控制器4的输入端电连接，控制器4的输出端与升压电路2的使能端电连接。当按下抽烟开关3时，控制器4检测到输入端的电位变化，从而控制器4控制升压电路2工作，电源模块1输出的电压经升压电路2升压至预设电压值，然后以该恒定的预设电压值驱动超声雾化片工作。
为避免抽烟开关3多次连续导通时超声雾化片J出现干烧的现象，同时为防止超声雾化片J因工作电压过大而寿命缩短，需要控制超声雾化片J的功率，从而升压电路2输出的电压值较小。
由于超声雾化片J过冷以及烟油长时间堆积等问题，在长时间不抽烟后启动电子烟时，需要较大的功率才能使超声雾化片J上的烟油迅速雾化。因而，在现有升压电路2输出的电压值较小的条件下，当抽烟开关3相邻两次导通时刻之间的间隔时间大于预设时间时，超声雾化片J的启动速度慢，当应用在电子烟上时，具体的表现就是吸烟时前几口烟雾量较小，烟雾量不稳定，用户体验差。
发明内容
现有超声雾化片工作控制电路中，升压电路输出的电压值为恒定值且升压电路输出的电压值较小，从而超声雾化片启动速度慢，吸烟时前几口烟雾量较小，烟雾量不稳定，用户体验差。本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种超声雾化片工作控制电路及超声波电子烟，超声雾化片启动速度快，超声雾化片不会干烧或因工作电压过大而缩短寿命，烟雾量稳定，更加节能，用户体验好。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种超声雾化片工作控制电路，包括电源模块、升压电路、抽烟开关、控制器、驱动电路和LC振荡电路，电源模块依次通过升压电路、驱动电路、LC振荡电路与超声雾化片电连接，抽烟开关与控制器的输入端电连接，控制器的输出端与升压电路的使能端电连接；其结构特点是还包括用于在抽烟开关相邻两次导通时刻之间的间隔时间大于预设时间时调高升压电路输送至驱动电路的电压值的调压电路，升压电路的输出端通过该调压电路与驱动电路的输入端电连接，控制器的输出端与调压电路的控制端电连接；
所述调压电路包括第一MOS管、第一电阻和第二电阻，升压电路的参考电平反馈端通过第三电阻接地，升压电路的电压输出端通过第四电阻与升压电路的参考电平反馈端电连接，第一MOS管的栅极和第二电阻的一端均与控制器的输出端电连接，第一MOS管的漏极通过第一电阻与升压电路的电压输出端电连接，第一MOS管的源极接在第三电阻与第四电阻之间，第二电阻的另一端接地。
借由上述结构，利用调压电路调整升压电路输出至驱动电路的电压，可以解决超声波电子烟因为功率不足导致在启动之初烟雾量小的问题。调压电路的工作原理如下：
由于升压电路参考电平反馈端输出的反馈电压参考值Vrf较小（接近零伏），所以本实用新型对上电阻进行调节，上电阻为第四电阻或第一电阻与第四电阻并联后的总电阻，利用控制器I/O口输出电压和Vrf的压差是否大于第一MOS管的Vgs,从而驱动第一MOS管开关，使第一电阻与第四电阻并联调压、或者第四电阻单独调压。
当抽烟开关相邻两次导通时刻之间的间隔时间大于预设时间时，控制器输出低电平至第一MOS管的栅极，第一MOS管截止，第一电阻断开连接，由于第四电阻的阻值大于其与第一电阻并联的阻值，且取样电平Vrf不变，根据电压比等于电阻比的关系式得知升压电路输出至驱动电路的输出电压提高，输出功率加大，从而调高了超声雾化片的工作电压，使超声雾化片启动速度快、出烟速度快，解决了超声波电子烟在抽吸每口烟雾时，由于抽吸每口烟雾的时间间隔比较长而产生烟雾量少、启动速度慢的问题。
当间隔时间不大于预设时间时，超声雾化片已经经过预热，只需要较小功率就可以产生较大的烟雾量。此时，控制器输出高电平至第一MOS管的栅极，第一MOS管导通，第一电阻与第四电阻并联，从而降低了上电阻阻值，根据电压比等于电阻比的关系式得知升压电路输出至驱动电路的输出电压降低，输出功率降低，从而使得超声雾化片雾化出来的烟雾与刚启动时基本保持一致，烟雾量稳定，用户体验好；同时更加节能，超声雾化片不会干烧或因工作电压过大而缩短寿命。
本实用新型所述电压调节方案适用于取样参考电平Vrf较低的升压电路，利用Vrf恒定的特点，设计MOS管电路去调节取样电阻的上电阻，用较简单的电路实现升压电路输出电压的动态调节。
进一步地，还包括接在升压电路电压输出端与驱动电路之间的第一滤波电路。
第一滤波电路用于滤除经升压电路升压后输出至驱动电路的电压信号的噪声。
进一步地，还包括接在升压电路输入端与电源模块之间的第二滤波电路。
第二滤波电路用于滤除电源模块输出至升压电路的电压信号的噪声。
作为一种优选方式，所述第一滤波电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容，第一电容、第二电容、第三电容、第四电容的一端均接在升压电路电压输出端与驱动电路之间，第一电容、第二电容、第三电容、第四电容的另一端均接地。
作为一种优选方式，所述第二滤波电路包括第五电容、第六电容，第五电容、第六电容的一端接在升压电路输入端与电源模块之间，第五电容、第六电容的另一端接地。
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，其特征在于，包括所述的超声雾化片工作控制电路。
与现有技术相比，本实用新型中，超声雾化片启动速度快，超声雾化片不会干烧或因工作电压过大而缩短寿命，烟雾量稳定，更加节能，制作工艺简单，降低了使用成本，用户体验好。
附图说明
图1为现有超声雾化片工作控制电路方框图。
图2为本实用新型超声雾化片工作控制电路方框图。
图3为本实用新型升压电路和调压电路具体电路连接结构图。
其中，1为电源模块，2为升压电路，3为抽烟开关，4为控制器，5为LC振荡电路，6为调压电路，7为驱动电路，8为第一滤波电路，9为第二滤波电路，J为超声雾化片，Q1为第一MOS管，Q2为第二MOS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，R9为第九电阻，C1为第一电容，C2为第二电容，C3为第三电容，C4为第四电容，C5为第五电容，C6为第六电容，C7为第七电容，C8为第八电容，C9为第九电容，C10为第十电容，C11为第十一电容，C12为第十二电容，L为电感，U为升压芯片，D为二极管。
具体实施方式
如图2和图3所示，超声波电子烟中的超声雾化片工作控制电路包括电源模块1、升压电路2、抽烟开关3、控制器4、驱动电路7和LC振荡电路5，电源模块1依次通过升压电路2、驱动电路7、LC振荡电路5与超声雾化片J电连接，抽烟开关3与控制器4的输入端电连接，控制器4的输出端与升压电路2的使能端电连接；还包括用于在抽烟开关3相邻两次导通时刻之间的间隔时间（本实施例中为相邻两次按按键时刻之间的间隔时间）大于预设时间时调高升压电路2输送至驱动电路7的电压值的调压电路6，升压电路2的输出端通过该调压电路6与驱动电路7的输入端电连接，控制器4的输出端与调压电路6的控制端电连接。
如图3所示，所述调压电路6包括第一MOS管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2，升压电路2的电压输出端与驱动电路7的输入端电连接，升压电路2的参考电平反馈端通过第三电阻R3接地，升压电路2的电压输出端通过第四电阻R4与升压电路2的参考电平反馈端电连接，第一MOS管Q1的栅极和第二电阻R2的一端均与控制器4的输出端电连接，第一MOS管Q1的漏极通过第一电阻R1与升压电路2的电压输出端电连接，第一MOS管Q1的源极接在第三电阻R3与第四电阻R4之间，第二电阻R2的另一端接地。
电源模块1由单节锂电池充放电路和保护电路组成，保护电路具有过充电和过压保护功能，同时防止后端电路过流及短路。升压电路2采用单节锂电池升压的方式，为后端高频LC振荡电路5提供大约30W功率的电源。
控制器4通过51内核单片机控制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，并且实时检测超声雾化片J的电压电流变化情况，防止超声雾化片J干烧及过载，同时也为后端驱动电路7提供PWM信号和通过功率检测实现实时追频。
本实施例中，LC振荡电路5采用高频他激式双边振荡电路。高频它激式双边振荡电路是通过MOS管的不断开关使电感和电容以及超声雾化片J本身的静电容一起产生谐振，形成正弦波，从而有效的驱动超声雾化片J振荡，将烟油雾化。
驱动电路7通过驱动芯片对控制器4提供的两路PWM信号进行放大后，来分别驱动后端高频他激式双边振荡电路中的电感电容与超声雾化片J谐振，使超声雾化片J进行全波振荡，达到雾化效果。
超声雾化片工作控制电路还包括接在升压电路2电压输出端与驱动电路7之间的第一滤波电路8，用于滤除经升压电路2升压后输出的电压信号的噪声。所述第一滤波电路8包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的一端均接在升压电路2电压输出端与驱动电路7之间，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的另一端均接地。
超声雾化片工作控制电路还包括接在升压电路2输入端与电源模块1之间的第二滤波电路9，用于滤除电源模块1输出至升压电路2的电压信号的噪声。所述第二滤波电路9包括第五电容C5、第六电容C6，第五电容C5、第六电容C6的一端接在升压电路2输入端与电源模块1之间，第五电容C5、第六电容C6的另一端接地。
所述升压电路2包括电感L、二极管D、升压芯片U、第二MOS管Q2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11和第十二电容C12，其中第二电阻R2的一端与升压芯片U的使能端相连，第二电阻R2的另一端与控制器4相连。其中，VIN为来自电源模块1的电压输出；EN1为来自控制器4的使能信号；VOLTAGE为来自控制器4的调压信号；VOUT为升压电路2输出至驱动电路7的电压信号。
本实用新型中，调压电路6的工作原理如下：
由于升压电路2参考电平反馈端输出的反馈电压参考值Vrf较小（接近零伏），所以本实用新型对上电阻进行调节，上电阻为第四电阻R4或第一电阻R1与第四电阻R4并联后的总电阻，利用控制器4I/O口输出电压和Vrf的压差是否大于第一MOS管Q1的Vgs,从而驱动第一MOS管Q1开关，使第一电阻R1与第四电阻R4并联调压、或者第四电阻R4单独调压。
当抽烟开关3相邻两次导通时刻之间的间隔时间大于预设时间时，控制器4输出低电平至第一MOS管Q1的栅极，第一MOS管Q1截止，第一电阻R1断开连接，由于第四电阻R4的阻值大于其与第一电阻R1并联的阻值，且取样电平Vrf不变，根据电压比等于电阻比的关系式得知升压电路2输出至驱动电路7的输出电压提高，输出功率加大，从而调高了超声雾化片J的工作电压，使超声雾化片J启动速度快、出烟速度快，解决了超声波电子烟在抽吸每口烟雾时，由于抽吸每口烟雾的时间间隔比较长而产生烟雾量少、启动速度慢的问题。
当间隔时间不大于预设时间时，超声雾化片J已经经过预热，只需要较小功率就可以产生较大的烟雾量。此时，控制器4输出高电平至第一MOS管Q1的栅极，第一MOS管Q1导通，第一电阻R1与第四电阻R4并联，从而降低了上电阻阻值，根据电压比等于电阻比的关系式得知升压电路2输出至驱动电路7的输出电压降低，输出功率降低，从而使得超声雾化片J雾化出来的烟雾与刚启动时基本保持一致，烟雾量稳定，用户体验好；同时更加节能，超声雾化片J不会干烧或因工作电压过大而缩短寿命。
本实用新型所述电压调节方案适用于取样参考电平Vrf较低的升压电路2，利用Vrf恒定的特点，设计MOS管电路去调节取样电阻的上电阻，用较简单的电路实现升压电路2输出电压的动态调节。
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 (6)
1.一种超声雾化片工作控制电路，包括电源模块（1）、升压电路（2）、抽烟开关（3）、控制器（4）、驱动电路（7）和LC振荡电路（5），电源模块（1）依次通过升压电路（2）、驱动电路（7）、LC振荡电路（5）与超声雾化片（J）电连接，抽烟开关（3）与控制器（4）的输入端电连接，控制器（4）的输出端与升压电路（2）的使能端电连接；其特征在于，还包括用于在抽烟开关（3）相邻两次导通时刻之间的间隔时间大于预设时间时调高升压电路（2）输送至驱动电路（7）的电压值的调压电路（6），升压电路（2）的输出端通过该调压电路（6）与驱动电路（7）的输入端电连接，控制器（4）的输出端与调压电路（6）的控制端电连接；
所述调压电路（6）包括第一MOS管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2，升压电路（2）的参考电平反馈端通过第三电阻R3接地，升压电路（2）的电压输出端通过第四电阻R4与升压电路（2）的参考电平反馈端电连接，第一MOS管Q1的栅极和第二电阻R2的一端均与控制器（4）的输出端电连接，第一MOS管Q1的漏极通过第一电阻R1与升压电路（2）的电压输出端电连接，第一MOS管Q1的源极接在第三电阻R3与第四电阻R4之间，第二电阻R2的另一端接地。
2.如权利要求1所述的超声雾化片工作控制电路，其特征在于，还包括接在升压电路（2）电压输出端与驱动电路（7）之间的第一滤波电路（8）。
3.如权利要求1所述的超声雾化片工作控制电路，其特征在于，还包括接在升压电路（2）输入端与电源模块（1）之间的第二滤波电路（9）。
4.如权利要求2所述的超声雾化片工作控制电路，其特征在于，所述第一滤波电路（8）包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的一端均接在升压电路（2）电压输出端与驱动电路（7）之间，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的另一端均接地。
5.如权利要求3所述的超声雾化片工作控制电路，其特征在于，所述第二滤波电路（9）包括第五电容C5、第六电容C6，第五电容C5、第六电容C6的一端接在升压电路（2）输入端与电源模块（1）之间，第五电容C5、第六电容C6的另一端接地。
6.一种超声波电子烟，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的超声雾化片工作控制电路。
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