CN214151517U - 雾化装置及其加热电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及了一种雾化装置及其加热电路，该加热电路包括发热体电阻、MCU，还包括：第一驱动单元、第二驱动单元、以及阻值大于所述发热体电阻的阻值的采样电阻，而且，所述MCU在PWM周期的第一时段内，通过其相应IO口控制所述第一驱动单元使电池电源仅为所述发热体电阻供电；所述MCU在PWM周期的第二时段内，通过其相应IO口控制所述第二驱动单元使电池电源为相串联的所述采样电阻和所述发热体电阻供电，而且，通过其相应IO口分别采集所述发热体电阻的电压及所述采样电阻的电压，并根据所述采样电阻的阻值及所采集的电压计算所述发热体电阻的阻值。实施本实用新型的技术方案，可提高发热体电阻的阻值检测精度比较高，而且，可降低成本。

Description

雾化装置及其加热电路
技术领域
本实用新型涉及雾化设备领域，尤其涉及一种雾化装置及其加热电路。
背景技术
在雾化装置中，其核心的元件就是加热元件，核心技术就是对加热元件的温度控制，而进行温度控制的关键是对加热元件的温度进行测量。而且，加热元件通常为发热体电阻，通过给发热体电阻供电使其产生热量，从而加热雾化基质，以使雾化基质升温后产生气雾或气溶胶。在目前的加热电路中，通常通过在加热回路上串联一个采样电阻来检测发热体电阻的阻值，然后通过运算放大器将采样电阻上的压降放大后给MCU采集及计算，MCU先通过I＝U/R来获得电流。因为MCU电压通常通过LDO降压后获得，MCU能采集到的电压小于加热电源(电池)的电压，故发热体电阻上的电压还需要经过采样电阻分压后给MCU采集，然后通过R＝U/I算得发热体电阻的阻值。这种方式由于采样电阻串联在加热回路上，故采样阻值要非常小(mΩ级别)才能不影响加热效率，因为采样电阻上压降非常小，需要增加运放将采样电阻的压降放大。由于采样电阻非常小，阻值本身精度难以做到非常高，另外还有运算放大器本身的误差，这样采样到的电流误差就比较大，再加上采样电阻的精度误差使得采集到的发热体电阻上的电压也存在误差，从而通过R＝U/I计算到的发热体电阻的阻值误差就比较大，而且由于需要增加运算放大器，成本比较高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的误差大、成本高的缺陷，提供一种雾化装置及其加热电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种雾化装置的加热电路，包括发热体电阻、MCU，还包括：第一驱动单元、第二驱动单元、以及阻值大于所述发热体电阻的阻值的采样电阻，而且，
所述MCU在PWM周期的第一时段内，通过其相应IO口控制所述第一驱动单元使电池电源仅为所述发热体电阻供电；
所述MCU在PWM周期的第二时段内，通过其相应IO口控制所述第二驱动单元使电池电源为相串联的所述采样电阻和所述发热体电阻供电，而且，通过其相应IO口分别采集所述发热体电阻的电压及所述采样电阻的电压，并根据所述采样电阻的阻值及所采集的电压计算所述发热体电阻的阻值。
优选地，所述第一驱动单元包括PMOS管、开关器件、第三电阻及第四电阻，其中，所述MCU的第一IO口分别连接所述开关器件的控制端及所述第四电阻的第一端，所述开关器件的第一端及所述第四电阻的第二端分别接地，所述开关器件的第二端分别连接所述PMOS管的栅极及所述第三电阻的第一端，所述PMOS管的源极及所述第三电阻的第二端分别接电池电源，所述PMOS管的漏极连接所述发热体电阻的第一端，所述发热体电阻的第二端接地。
优选地，所述第二驱动单元包括第一三极管，而且，所述第一三极管的基极连接所述MCU的第二IO口，所述第一三极管的集电极连接电池电源，所述第一三极管的发射极分别连接所述采样电阻的第一端及所述MCU的第三IO口，所述采样电阻的第二端分别连接所述发热体电阻的第一端及所述MCU的第四IO口。
优选地，所述开关器件包括NMOS管，且所述NMOS管的栅极连接所述MCU的第一IO口，所述NMOS管的源极接地，所述NMOS管的漏极分别连接所述PMOS管的栅极及所述第三电阻的第一端。
优选地，所述开关器件包括第二三极管和第五电阻，其中，所述第二三极管的基极分别连接所述第四电阻的第一端及所述第五电阻的第一端，所述第二三极管的集电极分别连接所述PMOS管的栅极及所述第三电阻的第一端，所述第二三极管的发射极及所述第四电阻的第二端分别接地，所述第五电阻的第二端连接所述MCU的第一IO口。
本实用新型还构造一种雾化装置，其特征在于，包括以上所述的加热电路。
本实用新型所提供的技术方案，雾化装置的加热电路中除了设置加热回路外，还额外增加了一路检测回路，且MCU采用PWM驱动方式实现加热控制，即，分时段控制加热回路及检测回路工作，具体地：在PWM周期的第一时段，MCU通过控制第一驱动单元使电池电源仅为发热体电阻供电，即，控制加热回路工作；在PWM周期的第二时段，MCU通过控制第二驱动单元使电池电源为相串联的采样电阻和发热体电阻供电，即，控制检测回路工作。在该加热电路中，由于采样电阻仅在对发热体电阻的阻值检测时(PWM周期的第二时段内)工作，其它时刻不工作，所以，该采样电阻可选用较大阻值的电阻，这样，一方面，由于较大阻值的采样电阻的精度可以做的更高，所以可提高发热体电阻的阻值检测精度；另一方面，由于采样电阻上的电压可通过MCU的相应IO口(ADC口)直接进行采样，不再需要使用运算放大器放大，因此可提高电压采样的精度，进而提高发热体电阻的阻值检测精度比较高，同时，由于不需要设置运算放大器，所以可降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1是本实用新型雾化装置的加热电路实施例一的电路图；
图2是本实用新型雾化装置的加热电路实施例二的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
针对现有的加热电路存在发热体阻值的检测精度不高、成本较大的技术问题，本实用新型构造一种雾化装置的加热电路，该加热电路包括MCU、发热体电阻、采样电阻、第一驱动单元及第二驱动单元，且采样电阻的阻值大于发热体电阻的阻值，例如，采样电阻选用阻值为Ω级别的高精度电阻。而且，MCU在PWM周期的第一时段内，通过其相应IO口控制第一驱动单元使电池电源仅为发热体电阻供电；MCU在PWM周期的第二时段内，通过其相应IO口控制第二驱动单元使电池电源为相串联的采样电阻和发热体电阻供电，而且，在第二时段内，通过其相应IO口分别采集发热体电阻的电压及采样电阻的电压，并根据采样电阻的阻值及所采集的电压计算发热体电阻的阻值。应理解，PWM周期等于第一时段与第二时段之和。
在该实施例中，加热电路中除了设置加热回路外，还额外增加了一路检测回路，且MCU采用PWM驱动方式实现加热控制，即，分时段控制加热回路及检测回路工作，具体地：在PWM周期的第一时段，MCU通过控制第一驱动单元使电池电源仅为发热体电阻供电，即，控制加热回路工作；在PWM周期的第二时段，MCU通过控制第二驱动单元使电池电源为相串联的采样电阻和发热体电阻供电，即，控制检测回路工作。在该实施例的加热电路中，由于采样电阻仅在对发热体电阻的阻值检测时(PWM周期的第二时段内)工作，其它时刻不工作，所以，该采样电阻可选用较大阻值的电阻，这样，一方面，由于较大阻值的采样电阻的精度可以做的更高，所以可提高发热体电阻的阻值检测精度；另一方面，由于采样电阻上的电压可通过MCU的相应IO口(ADC口)直接进行采样，不再需要使用运算放大器放大，因此可提高电压采样的精度，进而提高发热体电阻的阻值检测精度比较高，同时，由于不需要设置运算放大器，所以可降低成本。
图1是本实用新型雾化装置的加热电路实施例一的电路图，该实施例的加热电路包括MCU U1、发热体电阻R2、采样电阻R1、第一驱动单元及第二驱动单元，且采样电阻R1的阻值大于发热体电阻R2的阻值。
第一驱动单元包括PMOS管Q1、NMOS管Q3、第三电阻R3及第四电阻R4，其中，MCU U1的第一IO口(PMOS)分别连接NMOS管Q3的栅极及第四电阻R4的第一端，NMOS管Q3的源极及第四电阻R4的第二端分别接地，NMOS管Q3的漏极分别连接PMOS管Q1的栅极及第三电阻R3的第一端，PMOS管Q1的源极及第三电阻R3的第二端分别接电池电源(BAT)，PMOS管Q1的漏极连接发热体电阻R2的第一端，发热体电阻R2的第二端接地。
第二驱动单元包括第一三极管Q2，而且，第一三极管Q2的基极连接MCU U1的第二IO口(ISEN)，第一三极管Q2的集电极连接电池电源(BAT)，第一三极管Q2的发射极分别连接采样电阻R1的第一端及MCU U1的第三IO口(IS1)，采样电阻R1的第二端分别连接发热体电阻R2的第一端及MCU的第四IO口(IS2)，应理解，MCU U1的第三IO口(IS1)及第四IO口(IS2)为AD口。
下面说明该加热电路的工作原理：
在每个PWM周期的第一时段内，MCU U1的第一IO口(PMOS)输出高电平，NMOS管Q3导通，从而使得PMOS管Q1导通。同时，MCU U1的第二IO口(ISEN)输出低电平，第一三极管Q2关断。此时，电池电源(VBAT)的电压通过PMOS管Q1直接加载到发热体电阻R2上，发热体电阻R2开始正常工作；
在每个PWM周期的第二时段内，MCU U1的第一IO口(PMOS)输出低电平，NMOS管Q3关断，从而使得PMOS管Q1关断，发热体电阻R2停止加热。同时，MCU U1的第二IO口(ISEN)输出高电平，第一三极管Q2导通。此时，电流从电池电源(VBAT)经由第一三极管Q2、采样电阻R1、发热体电阻R2到地。而且，第一三极管Q2的基极电压为MCU U1的IO口的高电平，由于第一三极管Q2基极电压的钳位作用，导通时第一三极管Q2的发射极电压略小于其基极电压，所以，此时MCU U1的第三、四IO口(IS1、IS2)的电压都小于MCU U1的IO口的高电平，故MCU U1的第三、四IO口(IS1、IS2)可直接进行电压采样，假设MCU U1的第三IO口所采样的电压为VIS1，MCU U1的第四IO口所采样的电压为VIS2，然后，根据以下公式计算检测回路的电流I：I＝(VIS1-VIS2)/R1，其中，R1为采样电阻R1的阻值，再根据以下公式计算发热体电阻R2的阻值R2：R2＝VIS2/I＝R1*VIS2/(VIS1-VIS2)。
图2是本实用新型雾化装置的加热电路实施例二的电路图，该实施例的加热电路相比图1所示的实施例，所不同的仅是：开关器件由NMOS管Q3替换成了第二三极管Q4和第五电阻R5，而且，第二三极管Q4的基极分别连接第四电阻R4的第一端及第五电阻R5的第一端，第二三极管Q4的集电极分别连接PMOS管Q1的栅极及第三电阻R3的第一端，第二三极管Q4的发射极及第四电阻R4的第二端分别接地，第五电阻R5的第二端连接MCU U1的第一IO口(PMOS)。其它相同的部分在此不做赘述。
下面说明该加热电路的工作原理：
在每个PWM周期的第一时段内，MCU U1的第一IO口(PMOS)输出高电平，第二三极管Q4导通，从而使得PMOS管Q1导通。同时，MCU U1的第二IO口(ISEN)输出低电平，第一三极管Q2关断。此时，电池电源(VBAT)的电压通过PMOS管Q1直接加载到发热体电阻R2上，发热体电阻R2开始正常工作；
在每个PWM周期的第二时段内，MCU U1的第一IO口(PMOS)输出低电平，第二三极管Q4关断，从而使得PMOS管Q1关断，发热体电阻R2停止加热。同时，MCU U1的第二IO口(ISEN)输出高电平，第一三极管Q2导通。此时，电流从电池电源(VBAT)经由第一三极管Q2、采样电阻R1、发热体电阻R2到地。而且，第一三极管Q2的基极电压为MCU U1的IO口的高电平，由于第一三极管Q2基极电压的钳位作用，导通时第一三极管Q2的发射极电压略小于其基极电压，所以，此时MCU U1的第三、四IO口(IS1、IS2)的电压都小于MCU U1的IO口的高电平，故MCU U1的第三、四IO口(IS1、IS2)可直接进行电压采样，假设MCU U1的第三IO口所采样的电压为VIS1，MCU U1的第四IO口所采样的电压为VIS2，然后，根据以下公式计算检测回路的电流I：I＝(VIS1-VIS2)/R1，其中，R1为采样电阻R1的阻值，再根据以下公式计算发热体电阻R2的阻值R2：R2＝VIS2/I＝R1*VIS2/(VIS1-VIS2)。
本实用新型还构造一种雾化装置，该雾化装置包括加热电路，且该加热电路的结构可参照前文所述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种雾化装置的加热电路，包括发热体电阻、MCU，其特征在于，还包括：第一驱动单元、第二驱动单元、以及阻值大于所述发热体电阻的阻值的采样电阻，而且，
所述MCU在PWM周期的第一时段内，通过其相应IO口控制所述第一驱动单元使电池电源仅为所述发热体电阻供电；
所述MCU在PWM周期的第二时段内，通过其相应IO口控制所述第二驱动单元使电池电源为相串联的所述采样电阻和所述发热体电阻供电，而且，通过其相应IO口分别采集所述发热体电阻的电压及所述采样电阻的电压，并根据所述采样电阻的阻值及所采集的电压计算所述发热体电阻的阻值。
2.根据权利要求1所述的雾化装置的加热电路，其特征在于，所述第一驱动单元包括PMOS管、开关器件、第三电阻及第四电阻，其中，所述MCU的第一IO口分别连接所述开关器件的控制端及所述第四电阻的第一端，所述开关器件的第一端及所述第四电阻的第二端分别接地，所述开关器件的第二端分别连接所述PMOS管的栅极及所述第三电阻的第一端，所述PMOS管的源极及所述第三电阻的第二端分别接电池电源，所述PMOS管的漏极连接所述发热体电阻的第一端，所述发热体电阻的第二端接地。
3.根据权利要求2所述的雾化装置的加热电路，其特征在于，所述第二驱动单元包括第一三极管，而且，所述第一三极管的基极连接所述MCU的第二IO口，所述第一三极管的集电极连接电池电源，所述第一三极管的发射极分别连接所述采样电阻的第一端及所述MCU的第三IO口，所述采样电阻的第二端分别连接所述发热体电阻的第一端及所述MCU的第四IO口。
4.根据权利要求2所述的雾化装置的加热电路，其特征在于，所述开关器件包括NMOS管，且所述NMOS管的栅极连接所述MCU的第一IO口，所述NMOS管的源极接地，所述NMOS管的漏极分别连接所述PMOS管的栅极及所述第三电阻的第一端。
5.根据权利要求2所述的雾化装置的加热电路，其特征在于，所述开关器件包括第二三极管和第五电阻，其中，所述第二三极管的基极分别连接所述第四电阻的第一端及所述第五电阻的第一端，所述第二三极管的集电极分别连接所述PMOS管的栅极及所述第三电阻的第一端，所述第二三极管的发射极及所述第四电阻的第二端分别接地，所述第五电阻的第二端连接所述MCU的第一IO口。
6.一种雾化装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的加热电路。
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