CN212036008U - 一种防干烧电子烟电路及电子烟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防干烧电子烟电路及电子烟，所述电路包括MCU，加热驱动电路、开关电路、报警单元、雾化数据读写电路、雾化器电路、以及电池管理单元，雾化器电路包括输入端、与输入端连接的输出端及加密芯片，所述输入端连接MCU、雾化数据读写电路及加热驱动电路，所述输出端连接雾化器的发热元件；所述MCU用于对加密芯片进行解密，并通过雾化数据读写电路读取加密芯片内的雾化数据，计算雾化器的剩余烟油量，剩余烟油量达到设定值则通过报警单元报警并停止加热驱动电路的输出，MCU还用于将使用过程中产生的新雾化数据更新写入加密芯片进行存储。本实用新型能自动计算雾化器内的剩余烟油量，防止雾化器干烧。

Description

一种防干烧电子烟电路及电子烟

技术领域

本实用新型涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种防干烧电子烟电路及电子烟。

背景技术

电子烟是一种通过模拟传统香烟工作的电子设备，电子烟通过发热丝将存储在雾化器中含有尼古丁、丙二醇、甘油、香精等成分的烟油雾化，模拟吸烟时产生的烟雾，通过香精模拟吸烟口感，同时满足烟民对尼古丁的摄入需求。

电子烟的雾化加热功能由电子烟内的电路进行控制，但是现有的电子烟一般是通过使用者肉眼观察电子烟雾化器内的剩余烟油量来进行电子烟的抽吸控制。这样当使用者疏忽而在雾化器内烟油用完的情况下继续抽吸，易导致雾化器的干烧而损伤雾化器。

因此，现有技术有待发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种防干烧电子烟电路及电子烟。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种防干烧电子烟电路，其中，包括：

MCU，分别与MCU电连接的加热驱动电路、开关电路、报警单元、雾化数据读写电路、雾化器电路、以及电池管理单元，电池管理单元连接各电路单元用于供电，雾化数据读写电路及加热驱动电路还与雾化器电路电连接；

雾化器电路包括输入端、与输入端连接的输出端及加密芯片，所述输入端连接MCU、雾化数据读写电路及加热驱动电路，所述输出端连接雾化器的发热元件；

所述MCU用于对加密芯片进行解密，并通过雾化数据读写电路读取加密芯片内的雾化数据，根据雾化数据及使用状态实时计算雾化器的剩余烟油量，剩余烟油量达到设定值则通过报警单元报警并停止加热驱动电路的输出，所述MCU还用于将使用过程中产生的新雾化数据更新至雾化数据读写电路，并在本次雾化加热结束后将该雾化数据写入加密芯片进行存储；

所述开关电路用于控制MCU的启闭。

其中，所述雾化器电路设置于雾化器，所述MCU、加热驱动电路、开关电路、报警单元、雾化数据读写电路、电池管理单元设置于主机；

所述雾化器电路的输入端设置有第一接头，所述主机上设置有连接MCU、加热驱动电路、及雾化数据读写电路的第二接头，第一接头与第二接头可拆卸连接。

其中，所述MCU采用型号为N76E003的芯片。

其中，所述加密芯片采用型号为IL005的芯片。

其中，所述雾化器电路的第一接头设置有4个引脚，其中第一引脚连接至加密芯片的SDA引脚，第二引脚连接至加密芯片的VDD引脚，第三、第四引脚连接发热元件的正负极。

其中，所述开关电路为气流传感器开关电路。

其中，所述报警单元包括显示屏用于显示报警信息。

其中，所述雾化数据读写电路设置有数据存储芯片。

其中，所述电池管理单元包括电池，与电池连接的充电电路及稳压输出电路。

本实用新型还提出一种电子烟，其中，包括上述的防干烧电子烟电路。

本实用新型的防干烧电子烟电路，通过在雾化器电路内内置加密芯片，加密芯片用于存储雾化器内的烟油总量、雾化器累计使用时长，抽吸次数等雾化数据，电子烟雾化器和主机导通时，主机的MCU与加密芯片进行解密验证然后获取加密芯片内的雾化数据，同时结合本次雾化器的使用时长及烟油消耗速度，计算雾化器内的剩余烟油量，当达到设定的报警值时通过报警单元进行报警以提示使用者进行加油或者更换雾化器，同时切断加热驱动电路对雾化器发热元件的加热输出，而防止雾化器干烧；并且将本次使用完成产生后的新雾化数据更新写入加密芯片，以便下一次使用时进行雾化数据的调用。

附图说明

图1为本实用新型防干烧电子烟电路第一种实施方式的组成示意图。

图2为本实用新型防干烧电子烟电路第二种实施方式的组成示意图。

图3为本实用新型气流传感器开关电路的示意图。

图4为本实用新型MCU电路的示意图。

图5为本实用新型雾化器电路的示意图。

图6为本实用新型雾化数据读写电路的示意图。

图7为本实用新型加热驱动电路的示意图。

图8为本实用新型报警单元的电路示意图。

图9为本实用新型电池管理单元的电路示意图。

附图标记说明：

100-电子烟电路，10-MCU，20-加热驱动电路,30-开关电路，40-报警单元，41-显示屏，50-雾化数据读写电路,51-数据存储芯片，60-雾化器电路，61-输入端，62-输出端，63-加密芯片，70-电池管理单元，71-电池，72-充电电路，73-稳压输出电路，80-发热元件，200-主机,201-第二接头，300-雾化器，301-第一接头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，实施例的内容不作为对本实用新型的保护范围的限制。

请参考图1，为本实用新型的一种防干烧电子烟电路100的框图，包括：

MCU10，分别与MCU10电连接的加热驱动电路20、开关电路30、报警单元40、雾化数据读写电路50、雾化器电路60、以及电池管理单元70，电池管理单元70连接各电路单元用于供电，雾化数据读写电路50及加热驱动电路20还与雾化器电路60电连接。雾化数据包括：雾化器内总烟油量，雾化器累计使用时长，抽烟次数，雾化器口味，尼古丁含量，雾化器阻值等信息。

雾化器电路60包括输入端61、与输入端61连接的输出端62及加密芯片63，所述输入端61连接MCU10、雾化数据读写电路50及加热驱动电路20，所述输出端62连接雾化器的发热元件80。发热元件80为发热丝或发热管等加热元件。

所述MCU10用于对加密芯片63进行解密，并通过雾化数据读写电路50读取加密芯片63内的雾化数据，根据雾化数据及使用状态实时计算雾化器的剩余烟油量，剩余烟油量达到设定值则通过报警单元40报警并停止加热驱动电路20的输出，所述MCU10还用于将使用过程中产生的新雾化数据更新至雾化数据读写电路50，并在本次雾化加热结束后将该雾化数据写入加密芯片63进行存储。

雾化器的当前使用状态主要包括次本次雾化器加热雾化的使用时长及烟油消耗速度。MCU10结合从加密芯片63获取的雾化器总烟油量，雾化器累计使用时长即可计算雾化器内当前的剩余烟油量，剩余烟油量达到预设值，如小于等于5ML时通过报警单元40进行报警，如发出声音或显示报警信息，同时关断加热驱动电路20而停止雾化器内发热元件的工作，从而实现了自动防雾化器干烧的功能，大大提高了雾化器的使用寿命。

所述开关电路30用于控制MCU10的启闭。即开关电路30打开后MCU10及整个电子烟电路100才开始工作。

优选地，本实用新型的开关电路30为气流传感器开关电路。即用气流传感器(空气开关)来触发MCU工作，如图3所示，M1为气流传感器，其中，M1的MTout引脚连接MCU，使用者抽吸雾化器的烟嘴时，由于气压变化会产生一个低电平信号从MTout引脚传送给MCU，MCU收到后就开始工作。使用者停止抽吸时，低电平信号恢复为高电平，MCU停止工作。气流传感器开关电路的设置可以节省电能。

如图2所示，作为一种实施方式，本实用新型的雾化器电路60设置于雾化器300，所述MCU10、加热驱动电路20、开关电路30、报警单元40、雾化数据读写电路50、电池管理单元70设置于主机200。

结合图5和图6，所述雾化器电路60的输入端61设置有第一接头301，所述主机200上设置有连接MCU10、加热驱动电路20、及雾化数据读写电路50的第二接头201，第一接头301与第二接头201可拆卸连接。

采用第一接头301和第二接头201连接主机200和雾化器300，使得主机200和雾化器300可分离，在雾化器300内的烟油使用完时，直接跟换相同型号的另一雾化器300即可。同时由于雾化器300内置有加密芯片63，不是配套的主机200和雾化器300连接后无法完成加密芯片63的解密，无法获取加密芯片63内的雾化数据，无法加热雾化，这样防止电子烟不同类主机和雾化器的混用。

具体地，如图4所示，本实用新型防干烧电子烟电路100中的MCU(U3)采用型号为N76E003的芯片。

优选地，如图5所示，本实用新型雾化器电路60的加密芯片63(U7)采用型号为IL005的芯片。加密芯片63存储有解密验证码完成与MCU的对码解密验证，并存储雾化数据以供主机的调用。

具体地，本实用新型的雾化器电路60的第一接头301设置有4个引脚，其中第一引脚连接至加密芯片63(U7)的SDA引脚，第二引脚连接至加密芯片63(U7)的VDD引脚，第三、第四引脚连接发热元件80的正负极。如图5所示，第一引脚串联电阻R22后连接U7的SDA引脚，第二引脚串联电阻R20后连接U7的VDD引脚，同时第二引脚连接二极管D2的阴极，D2的阳极连接U7的GND引脚，U7的VDD引脚和SDA引脚之间连接有电阻R3，U7的VDD引脚和GND引脚之间连接有电容C2，U7的GND引脚连接第一接头301的第三引脚。

这样雾化器电路60通过第一接头301连接主机200，完成加热雾化及雾化数据的存储与发送。当拆卸或更换雾化器300时，拆卸第一接头301即可，使用方便快捷。

优选地，如图6所示，所述雾化数据读写电路50设置有数据存储芯片51(U2)。数据存储芯片51(U2)用于存储从加密芯片63获取的数据，同时存储电子烟在本次雾化加热过程中的使用状态时间如本次雾化器的使用时长，烟油消耗速度等，然后更新雾化器的累计使用时长，并在本次雾化器使用结束后将新的雾化数据存储至加密芯片63。当该雾化器300再次使用时，主机200可直接调压加密芯片63内的新的雾化数据进行烟油量的计算。数据存储芯片51(U2)的设置使得MCU读写加密芯片63的数据时有独立的数据存储空间，减轻MCU的存储负担，提高MCU的运行速度。同时，如图6中所示，雾化数据读写电路50连接第二接头201，优选地，数据存储芯片51(U2)采用型号为IL005的芯片。其中，数据存储芯片51(U2)的SDA引脚连接第二接头201的第一引脚，第二接头201的第一引脚还通过电阻R1连接MCU的GP1引脚，完成数据的读写，第二接头201的第二引脚连接至数据存储芯片51(U2)的VDD引脚为其提供工作电压，第二接头201的第三引脚、第四引脚连接加热驱动电路20的GND及L+引脚。即加热驱动电路20通过第二接头201的第三引脚、第四引脚连接至第一接头301的第三引脚、第四引脚然后为发热元件80供电，MCU及数据存储芯片51(U2)通过第二接头201的第一引脚连接第一接头301的第一引脚连接，然后连接至加密芯片63的SDA引脚完成数据的传输。

如图7所示，为本实用新型的加热驱动电路20，加热驱动电路20由CHS、PWM1引脚连接MCU，然后通过MCU控制开关管Q1、Q2的导通关断来控制电池端BAT的导通关断频率从L+端输出，从而控制雾化器发热元件80的驱动功率大小。

如图8所示，本实用新型的报警单元40包括显示屏41用于显示报警信息。即本实用新型的电子烟使用时，直接在显示屏41上显示报警信息，如剩余油量过低时进行闪烁显示。

本实用新型防干烧电子烟电路100的具体工作原理：

电子烟雾化器内置加密芯片63用于记录电子烟雾化器的累计工作时间，抽烟口数，雾化器口味，尼古丁含量等雾化数据信息。电子烟主机可以读取雾化器加密芯片63的雾化数据，同时基于雾化器消耗烟油的速度和雾化器的使用时长，计算出雾化器消耗烟油的总量，与雾化器烟油总量比对，从而判断雾化器是否还有烟油，从而达到防止雾化器干烧的目的。

同时通过将雾化器使用时间的数据存贮在雾化器的加密芯片内，每次使用时，都会读取雾化器内加密芯片63内的雾化数据,并计算雾化器的烟油有没有消耗完。如果雾化器的烟油消耗完，则通过显示屏41显示报警信息，提示烟油已经耗完，提示用户需要更换雾化器。同时电池停止输出电压，保障雾化器不会因为没有烟油，发热丝继续发热，温度超过棉的燃点，干烧，而出现烧焦味，产生有害物质及损伤雾化器。

本实用新型电子烟电路100中，雾化器300有单独的加密芯片63记录雾化数据，电子烟主机200可以读取雾化器加密芯片63的数据，同时向雾化器加密芯片63存取雾化器的雾化使用数据。雾化器加密芯片63的数据在不同的电子烟主机200上都可以查询使用，同时信息不会丢失，从而保障防干烧功能始终有效。

具体的工作流程如下：

1、主机200检测到接入雾化器300以后，MCU会对雾化器的加密芯片63发出对码的命令，对码OK后进入待机状态；如果对码不成功，则报警显示雾化器300是非法设备，不能使用。

2、电池工作时，也会对码，对码OK后，再读取雾化器300加密芯片63上存储的雾化数据,如果读取的数据为0，则报警提示烟油已经用完，同时停止工作；若不为0，则继续正常工作。

3、停止工作完成后，主机200会对雾化器300加密芯片63更新最新的雾化数据，以备下次比对。

4、主机200重复步骤2-3流程进行反复循环，直到读取的数据为0，则停止工作,必须更换雾化器300后才能再次开始工作。

优选地，如图9所示，本实用新型的电池管理单元70包括电池71，与电池71连接的充电电路72及稳压输出电路73。充电电路72对电池71进行充电管理，稳压输出电路73为其他电路单元提供3.3V的稳压电源。

其中，充电电路72中设置有充电管理芯片U10，型号为SUN5156，锂电池保护芯片U1，型号为CT2105，稳压输出电路73设置有稳压器U5，型号为ME6209A30M3G。

本实用新型实施例还提出一种电子烟，包括上述的防干烧电子烟电路100。由于该电子烟具有上述的防干烧电子烟电路100，故能自动防止雾化器300的干烧，防止雾化器300损坏。

本实用新型提出的防干烧电子烟电路100及电子烟，通过在雾化器电路60内内置加密芯片63，加密芯片63用于存储雾化器300内的烟油总量、雾化器累计使用时长，抽吸次数等雾化数据，电子烟雾化器300和主机200导通时，主机200的MCU与加密芯片63进行解密验证然后获取加密芯片63内的雾化数据，同时结合本次雾化器300的使用时长及烟油消耗速度，计算雾化器300内的剩余烟油量，当达到设定的报警值时通过报警单元40进行报警以提示使用者进行加油或者更换雾化器300，同时切断加热驱动电路20对雾化器300发热元件80的加热输出，而防止雾化器300干烧；并且将本次使用完成产生后的新雾化数据更新写入加密芯片63，以便下一次使用时进行雾化数据的调用。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种防干烧电子烟电路，其特征在于，包括：

MCU，分别与MCU电连接的加热驱动电路、开关电路、报警单元、雾化数据读写电路、雾化器电路、以及电池管理单元，电池管理单元连接各电路单元用于供电，雾化数据读写电路及加热驱动电路还与雾化器电路电连接；

雾化器电路包括输入端、与输入端连接的输出端及加密芯片，所述输入端连接MCU、雾化数据读写电路及加热驱动电路，所述输出端连接雾化器的发热元件；

所述MCU用于对加密芯片进行解密，并通过雾化数据读写电路读取加密芯片内的雾化数据，根据雾化数据及使用状态实时计算雾化器的剩余烟油量，剩余烟油量达到设定值则通过报警单元报警并停止加热驱动电路的输出，所述MCU还用于将使用过程中产生的新雾化数据更新至雾化数据读写电路，并在本次雾化加热结束后将该雾化数据写入加密芯片进行存储；

所述开关电路用于控制MCU的启闭。

2.根据权利要求1所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述雾化器电路设置于雾化器，所述MCU、加热驱动电路、开关电路、报警单元、雾化数据读写电路、电池管理单元设置于主机；

所述雾化器电路的输入端设置有第一接头，所述主机上设置有连接MCU、加热驱动电路、及雾化数据读写电路的第二接头，第一接头与第二接头可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述MCU采用型号为N76E003的芯片。

4.根据权利要求3所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述加密芯片采用型号为IL005的芯片。

5.根据权利要求4所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述雾化器电路的第一接头设置有4个引脚，其中第一引脚连接至加密芯片的SDA引脚，第二引脚连接至加密芯片的VDD引脚，第三、第四引脚连接发热元件的正负极。

6.根据权利要求1所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述开关电路为气流传感器开关电路。

7.根据权利要求1所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述报警单元包括显示屏用于显示报警信息。

8.根据权利要求1所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述雾化数据读写电路设置有数据存储芯片。

9.根据权利要求1所述的防干烧电子烟电路，其特征在于，所述电池管理单元包括电池，与电池连接的充电电路及稳压输出电路。

10.一种电子烟，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的防干烧电子烟电路。

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