CN211861810U - 一种电子烟发热芯系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电子烟发热芯系统，包括发热芯和基座，所述发热芯设置于基座上，所述发热芯上套设置有用于产生交变磁场使发热芯发热的感应线圈，所述基座中设置有用于检测发热芯的温度的温度传感器，并与发热芯相抵接，使所述温度传感器能较好的监控发热芯的实时温度，将采集到的温度用于发热芯发热功率的调整和过温保护，还通过将感应线圈套设于发热芯上，使感应线圈与发热芯合并成一个整体，充当电子烟系统的发热器，使发热芯产生涡流，迅速发热，具有加热效率高、加热速度快、使烟草受热均匀、烟草散发烟味稳定等特点，从而满足消费者的需要，提升用户的使用体验，还减小了整个加热系统的尺寸，提高了电子烟设计的灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子烟技术领域，特别涉及一种电子烟发热芯系统。
背景技术
新型加热不燃烧型电子烟越来越受到大家的欢迎。加热不燃烧型电子烟是通过精密的电子芯片加热烟草，而不是像普通香烟燃烧烟草，香烟中的烟草在超过600℃的温度下燃烧，产生含有有害化学物质的烟雾。加热不燃烧型电子烟将烟草加热到低于350℃的温度，而不会燃烧，且没有明火。较低的温度加热释放了烟草真正的味道。由于烟草加热而不燃烧，与香烟相比，有害的化学物质显著降低。
市面上大多数品牌的加热不燃烧型电子烟，采用电阻式发热陶瓷片为发热源，将电能转换成热能，加热烟草。这种方案的缺点是：陶瓷发热片，比较脆弱，容易折断；陶瓷发热片生产难度较高、成本高，产品生产一致性较差。
市面上还有环形陶瓷发热套筒发热方式。这样的方案缺点是：热辐射方式由外向内辐射，容易将烟枝的纸包装烤焦，产生异味。
另外市面上还有采用电磁加热方式，但电磁加热芯与产生电磁场的线圈分离，发热芯在内部加热烟草或烟油，产生磁场的线圈环绕在烟草或烟油外部。这样的方案缺点是：a.发热系统尺寸较大，结构设计复杂，不利于电子烟的小型化。b.产生磁场的线圈本身会发热，线圈离烟具外部抓握部分较近，不利于电子烟的隔热设计。c.线圈附近金属部件离线圈较近，会对电磁加热系统造成较大影响。
因而现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种电子烟发热芯系统，将感应线圈与发热芯组成一个加热整体作为发热器，有效提高了加热效率。
为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：
一种电子烟发热芯系统，包括发热芯和基座，所述发热芯设置于基座上，所述发热芯上套设置有用于产生交变磁场使发热芯发热的感应线圈，所述基座中设置有用于检测发热芯的温度的温度传感器，所述温度传感器与发热芯相抵接。
所述的电子烟发热芯系统中，所述基座为陶瓷基座，所述基座为非磁性基座或者弱磁性基座，所述发热芯为磁性发热芯。
所述的电子烟发热芯系统中，所述基座为陶瓷基座，所述发热芯为铁芯。
所述的电子烟发热芯系统中，所述感应线圈的感应部分缠绕于所述发热芯上。
所述的电子烟发热芯系统，还包括用于给感应线圈输送交变电压的交流逆变器，所述交流逆变器的输出端连接感应线圈，所述温度传感器连接交流逆变器。
所述的电子烟发热芯系统中，所述发热芯的外壁设置有绝缘层。
所述的电子烟发热芯系统中，所述发热芯的下部呈柱状，发热芯的顶部呈锥状。
所述的电子烟发热芯系统中，所述基座上具有凸起部，所述发热芯设置于所述凸起部上，所述温度传感器设置于所述凸起部中。
所述的电子烟发热芯系统中，所述基座设置有供感应线圈及温度传感器的导线穿过的通孔。
所述的电子烟发热芯系统中，所述交流逆变器包括MCU芯片、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、线圈和电容，所述MCU芯片的PWM1端连接第一MOS管的栅极和第四MOS管的栅极，所述MCU芯片的PWM2端连接第二MOS管的栅极和第三MOS管的栅极，所述MCU芯片的ADC IN+端连接温度传感器的正极，所述第一MOS管的漏极和第三MOS管的漏极连接直流输入端，第一MOS管的源极连接线圈的一端和第二MOS管的漏极，线圈的另一端通过电容连接第三MOS管的源极和第四MOS管的漏极。
相较于现有技术，本实用新型提供的电子烟发热芯系统，由于采用了将感应线圈套设于发热芯上，使感应线圈与发热芯合并成一个整体的结构，通过所述感应线圈，使发热芯产生涡流，迅速发热，具有加热效率高、加热速度快、使烟草受热均匀、烟草散发烟味稳定等特点，减小了整个加热系统的尺寸，提高了电子烟设计的灵活性，还通过所述温度传感器能较好的监控发热芯的实时温度，将采集到的温度用于发热芯发热功率的调整和过温保护，以延长发热芯的使用寿命中，还有效提升了用户的使用体验。
附图说明
图1为本实用新型提供的电子烟发热芯系统的结构示意图。
图2为本实用新型提供的电子烟发热芯系统中交流逆变的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。
还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
请参阅图1，本实用新型提供的电子烟发热芯系统，包括发热芯1和基座2，所述发热芯1设置于基座2上，所述发热芯1上套设置有用于产生交变磁场使发热芯1发热的感应线圈3，所述基座2中设置有用于检测发热芯1的温度的温度传感器4，所述温度传感器4与发热芯1相抵接。通过所述温度传感器4能较好的监控发热芯1的实时温度，将采集到的温度用于发热芯1发热功率的调整和过温保护。
进一步的，还通过将所述感应线圈3套设于发热芯1上，使感应线圈3与发热芯1合并成一个整体，充当电子烟系统的发热器，使发热芯1产生涡流，迅速发热，具有加热效率高、加热速度快、使烟草受热均匀、烟草散发烟味稳定等特点，从而提高用户的使用体验，还减小了整个加热系统的尺寸，提高了电子烟设计的灵活性。
具体的，所述感应线圈3的感应部分缠绕于所述发热芯1上，使其紧紧包裹或缠绕在发热芯1的外部，以减小发热芯1与感应线圈3的间隙，进而减少漏磁通，使感应线圈3内部感应的磁通绝大部分穿过处于感应线圈3内部的发热芯1，该交变的磁通在发热芯1内感应出比较大的涡流，产生热量，并且使所述感应线圈3本身的热量，也参与到烟草或烟油的加热过程中，进一步有效提高了加热系统的加热速度和加热效率。
本实施例中，将发热芯1与电磁感应线圈3合并成一个整体作为发热器，增大了感应线圈3与电子烟外部金属件或使用环境下的外部金属件的距离，大大降低了这些金属件对加热系统的影响，还避免电子烟在吸食过程中，出现外壳发烫的现象。
进一步的，所述基座2为非磁性基座或者弱磁性基座，所述发热芯1为磁性发热芯，使基座2的导热系数小于发热芯的导热系数，从而隔离发热芯1产生的高温，避免影响电子烟的电子元件性能，甚至损坏电子烟下部的部件。本实用新型将发热芯1选用磁性材料，基座2为非磁性或弱磁性材料，能降低发热芯1根部温度，从而有效降低烟具外部温度。在使用中，上部分的磁性材料感应出热量负责给烟草或烟油加热或雾化；下部分的非磁性材料不感应或少感应出热量，它的热量主要靠上部分的磁性材料的热量传导而来，远远低于电磁发热材料，以此种方式降低发热芯1根部的温度，降低发热芯1对设备外表面的热传递，从而达到隔热目的。进一步的，较于现有的陶瓷材质的发热芯1，铁芯材质的发热芯1提高了刚性和耐用性，使发热芯1的使用寿命长，而且集热效果好。
优选地，所述基座2为陶瓷基座，所述发热芯1为铁芯。所述陶瓷基座隔热效果好，所述铁芯集热效果好，进一步提供发热芯系统的性能。本实施例中，所述发热芯1的外壁设置有绝缘层(图中未示出)，具有良好的电磁转换性能。
请继续参阅图1，所述的电子烟发热芯系统，还包括用于给感应线圈3输送交变电压的交流逆变器5，所述交流逆变器5的输出端连接感应线圈3，所述温度传感器4连接交流逆变器5，由所述交流逆变器5将直流电压转换成交变电压，当交变电压通过感应线圈3时感应出交变磁场，通过所述温度传感器4得到的温度返馈，输入至交流逆变器5的直流电压值，或者通过调整交流逆变器5的频率，而对发热芯1发热功率的大小进行调整和控制。
请一并参阅图2，所述交流逆变器包括MCU芯片U1、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和电容C，所述MCU芯片U1的PWM1端连接第一MOS管Q1的栅极和第四MOS管Q4的栅极，所述MCU芯片U1的PWM2端连接第二MOS管Q2的栅极和第三MOS管Q3的栅极，所述MCU芯片U1的ADC IN+端连接温度传感器4的正极，所述第一MOS管Q1的漏极和第三MOS管Q3的漏极连接直流输入端，第一MOS管Q1的源极连接感应线圈3的一端和第二MOS管Q2的漏极，感应线圈3的另一端通过电容C连接第三MOS管Q3的源极和第四MOS管Q4的漏极。
由MCU芯片U1产生两路频率相等，相位相差180度的方波信号，依次导通和截止，第一、第四MOS管Q4和第二、第三MOS管Q3，将直流电源转换成交流电源。该交流电源，通过感应线圈3和电容C组成的串联谐振电路将电能转换成磁能，感应线圈3中的高频交互磁场，在加热磁芯中产生涡流，发热。通过该热量，给烟草加热。
温度传感器4可采用通用NTC或PTC热敏电阻，可将发热芯1的温度转换成相应的电压值，MCU芯片U1通过ADC接口采集到电压值，可获得对应的发热芯1温度值。MCU芯片U1可通过这个温度决定输出的两路PWM信号的频率，通过此方式提高或降低发热芯的发热功率，从而使发热芯系统达到一个平衡的状态。
请继续参阅图1，所述发热芯1的下部呈柱状，发热芯1的顶部呈锥状，以利于将所述感应线圈3一并插入烟支中，起到导向的作用，使感应线圈3直接与烟支中的烟丝接触，以保证更好的加热效果。
具体的，所述基座2上具有凸起部21，所述发热芯1设置于所述凸起部21上，所述温度传感器4设置于所述凸起部21中，使所述温度传感器4的检测部分与烟具之间具有间隙，以保证温度检测的精确性。
所述基座2设置有供感应线圈3及温度传感器4的导线穿过的通孔(图中未示出)，以便于安装温度传感器4及感应线圈3，还能减小基座2的占用空间。
综上所述，本实用新型提供的电子烟发热芯系统，包括发热芯和基座，所述发热芯设置于基座上，所述发热芯上套设置有用于产生交变磁场使发热芯发热的感应线圈，所述基座中设置有用于检测发热芯的温度的温度传感器，所述温度传感器与发热芯相抵接，通过所述温度传感器能较好的监控发热芯的实时温度，将采集到的温度用于发热芯发热功率的调整和过温保护。进一步的，还通过将所述感应线圈套设于发热芯上，使感应线圈与发热芯合并成一个整体，充当电子烟系统的发热器，使发热芯产生涡流，迅速发热，具有加热效率高、加热速度快、使烟草受热均匀、烟草散发烟味稳定等特点，从而提高用户的使用体验，还减小了整个加热系统的尺寸，提高了电子烟设计的灵活性。
同时，所述基座为非磁性基座或者弱磁性基座，所述发热芯为磁性发热芯，使基座的导热系数小于发热芯的导热系数，从而隔离发热芯产生的高温，避免影响电子烟的电子元件性能，甚至损坏电子烟下部的部件。
此外，本实用新型结构简单，加热效率高，可广泛应用于各种电子烟、医疗器械等领域。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种电子烟发热芯系统，包括发热芯和基座，所述发热芯设置于基座上，其特征在于，所述发热芯上套设置有用于产生交变磁场使发热芯发热的感应线圈，所述基座中设置有用于检测发热芯的温度的温度传感器，所述温度传感器与发热芯相抵接。
2.根据权利要求1所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述基座为非磁性基座或者弱磁性基座，所述发热芯为磁性发热芯。
3.根据权利要求2所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述基座为陶瓷基座，所述发热芯为铁芯。
4.根据权利要求1所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述感应线圈的感应部分缠绕于所述发热芯上。
5.根据权利要求4所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，还包括用于给感应线圈输送交变电压的交流逆变器，所述交流逆变器的输出端连接感应线圈，所述温度传感器连接交流逆变器。
6.根据权利要求1所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述发热芯的外壁设置有绝缘层。
7.根据权利要求4所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述发热芯的下部呈柱状，发热芯的顶部呈锥状。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述基座上具有凸起部，所述发热芯设置于所述凸起部上，所述温度传感器设置于所述凸起部中。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述基座设置有供感应线圈及温度传感器的导线穿过的通孔。
10.根据权利要求5所述的电子烟发热芯系统，其特征在于，所述交流逆变器包括MCU芯片、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和电容，所述MCU芯片的PWM1端连接第一MOS管的栅极和第四MOS管的栅极，所述MCU芯片的PWM2端连接第二MOS管的栅极和第三MOS管的栅极，所述MCU芯片的ADC IN+端连接温度传感器的正极，所述第一MOS管的漏极和第三MOS管的漏极连接直流输入端，第一MOS管的源极连接线圈的一端和第二MOS管的漏极，线圈的另一端通过电容连接第三MOS管的源极和第四MOS管的漏极。
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