CN215728445U - 一种阻抗检测电路以及电子雾化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种阻抗检测电路以及电子雾化器。电子雾化器包括加热模块以及控制模块，加热模块的第一端用于连接电源，其第二端用于接地，控制模块与加热模块的第一端连接，以获取加热模块的电压，阻抗检测电路包括：上拉电阻，上拉电阻的第一端用于连接电源，上拉电阻的第二端与加热模块的第一端连接；电流采样模块，包括电流采样电阻以及运算放大器，电流采样电阻串接在加热模块的第二端与地端之间，运算放大器的第一输入端与加热模块的第二端连接，运算放大器的第二输入端与地端连接，运算放大器的输出端用于连接控制模块，运算放大器的输出端用于向控制模块传输电流采样信号。使得电子雾化器的静态功耗满足要求，还节约了成本并简化了电路。

Description

一种阻抗检测电路以及电子雾化器

技术领域

本实用新型涉及雾化技术领域，特别是涉及一种阻抗检测电路以及电子雾化器。

背景技术

电子雾化器产生的烟雾，是烟弹中的雾化介质会被雾化器的加热模块加热而雾化成雾态状的烟雾，加热的温度越高，产生烟雾效果就大。在实际电子雾化器使用时，消费者要求即要有充足的烟雾效果又要避免烟弹过热，加热模块的阻抗能直接反应加热模块的好坏及温度状态。而传统技术中的阻抗检测电路存在着静态功耗较大的问题。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种低静态功耗的阻抗检测电路以及电子雾化器。

一方面，本实用新型实施例提供一种阻抗检测电路，应用于电子雾化器，电子雾化器包括加热模块以及控制模块，加热模块的第一端用于连接电源，加热模块的第二端用于接地，控制模块与加热模块的第一端连接，以获取加热模块的电压，电路包括：上拉电阻，上拉电阻的第一端用于连接电源，上拉电阻的第二端与加热模块的第一端连接；电流采样模块，包括电流采样电阻以及运算放大器，电流采样电阻串接在加热模块的第二端与地端之间，运算放大器的第一输入端与加热模块的第二端连接，运算放大器的第二输入端与地端连接，运算放大器的输出端用于连接控制模块，运算放大器的输出端用于向控制模块传输电流采样信号，以使控制模块根据加热模块的电压和电流采样信号得到加热模块的阻抗。

在其中一个实施例中，电流采样模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻；第一电阻串接在运算放大器的第一输入端与加热模块的第二端之间；第二电阻串接在运算放大器的第二输入端与地端之间；第二电阻与第一电阻阻值相同；第三电阻串接在运算放大器的第一输入端与地端之间；第四电阻串接在运算放大器的第二输入端与运算放大器的输出端之间；第四电阻与第三电阻阻值相同。

另一方面，本实用新型实施例提供一种电子雾化器，包括：加热模块，加热模块的第一端用于连接电源，加热模块的第二端用于接地，加热模块用于加热电子雾化器中的雾化介质；控制模块，与加热模块的第一端连接，以获取加热模块的电压；如上述任一实施例中的阻抗检测电路。

在其中一个实施例中，电源包括第一供电端和第二供电端；第一供电端与加热模块的第一端连接，第一供电端用于以第一电压向加热模块供电；第二供电端与运算放大器的电源端连接，第二供电端用于以第二电压向运算放大器供电。

在其中一个实施例中，电源还包括电池单元、电压转换单元；电池单元分别与第一供电端和电压转换单元的输入端连接，用于输出第一电压；电压转换单元用于将第一电压转换为第二电压并输出，电压转换单元的输出端与第二供电端连接。

在其中一个实施例中，电池单元为锂电池单元。

在其中一个实施例中，电子雾化器还包括可控开关模块，可控开关模块包括输入端、输出端以及控制端，可控开关模块的输入端与电源连接，可控开关模块的输出端与加热模块的第一端连接，可控开关模块的控制端与控制模块连接；控制模块用于输出PWM信号，以控制可控开关模块的输入端和可控开关模块的输出端之间的通断状态。

在其中一个实施例中，可控开关模块为MOS管，MOS管的漏极为可控开关模块的输入端，MOS管的源极为可控开关模块的输出端，MOS管的栅极为可控开关模块的控制端。

在其中一个实施例中，电子雾化器还包括雾化介质载体以及雾化介质量检测模块，雾化介质载体用于容纳雾化介质，雾化介质量采样模块的输入端与雾化介质载体连接，雾化介质量采样模块的输出端与控制模块连接，雾化介质量采样模块用于获取雾化介质载体中的雾化介质量；控制模块还用于在雾化介质量采样模块反馈的雾化介质量低于预设值时向可控开关模块输出第二控制信号，以使可控开关模块的输入端与可控开关模块的输出端之间关断。

在其中一个实施例中，电子雾化器还包括提示模块，提示模块用于输出提示信号；控制模块与提示模块连接，控制模块还用于在雾化介质量采样模块反馈的雾化介质量低于预设值时控制提示模块输出提示信号。

基于上述任一实施例，通过将电流采样电模块的电流采样电阻设置在加热模块与地端之间，使得加热模块被拔出时上拉电阻与地端的连接完全断开，大大降低了在电子雾化器空载时的功耗，使得电子雾化器的静态功耗满足要求。本申请相较于传统技术中的解决方式省去了一个开关管，节约了成本并简化了电子雾化器的电路。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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申请的一些实施例，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。

图1为一个实施例中电子雾化器的示意图；

图2为一个实施例中阻抗检测电路的结构示意图；

图3为另一个实施例中阻抗检测电路的结构示意图；

图4为一个实施例中电子雾化器的电路原理图；

图5为另一个实施例中电子雾化器的电路原理图；

图6为又一个实施例中电子雾化器的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

经发明人研究发现，传统技术中的阻抗检测电路也通过上拉电阻将加热模块的上端不确定的电压进行钳位，但是在加热模块被拨出时，电子雾化装置的电源仍会通过上拉电阻以及阻抗检测电路中的运放与地端连接，使上拉电阻在电子雾化装置空载时仍会有较大的静态功耗。为了解决该问题，现有技术中采用开关管将电源通过上拉电阻以及阻抗检测电路中的运放与地端连接的回路断开，但这一方法将导致电子雾化器中需要额外增设一个开关管，导致电子雾化器的电路复杂程度以及成本都有一定程度的提升。

本实用新型实施例提供一种阻抗检测电路，应用于电子雾化器100，请参阅图1至图2，电子雾化器10包括加热模块110以及控制模块130。加热模块110的第一端用于连接电源，加热模块110的第二端用于接地。加热模块110在电源提供电能后可以对电子雾化器10中的雾化介质进行加热，使雾化介质受热成为气溶胶。控制模块130与加热模块110的第一端连接，以获取加热模块110的电压。由于加热模块110的第二端接地，加热模块110的第一端的电位与加热模块110上的电压降相同。因此控制模块130检测加热模块110第一端的电位即可获取加热模块110的电压。阻抗检测电路150包括上拉电阻151以及电流采样模块153。

上拉电阻的第一端用于连接电源，上拉电阻151的第二端与加热模块110的第一端连接。可以理解，加热模组的阻值相较于上拉电阻151的阻值一般较小。在一些可选实施例中，加热模组为1欧姆至10欧姆的电阻丝，而上拉电阻151的阻值可到达几十万或上百万欧姆。上拉电阻151使检测模块可以根据加热模块110第一端的电压判断加热模块110的插拔状态。具体而言，加热模块110拔出时，加热模块110第一端的电压被上拉电阻151钳位为电子雾化器10的电源的输出电压。加热模块110插入时，电源依次通过上拉电阻151、加热模块110连接到地端，根据串联分压的原理，加热模块110第一端的电压为远低于电子雾化器10的电源的输出电压的值。

电流采样模块153包括电流采样电阻153A以及运算放大器153B。电流采样电阻153A串接在加热模块110的第二端与地端之间。可以理解，是高精度且阻值远小于加热模块110的阻值的电阻。由于电流采样电阻153A的阻值远小于加热模块110的阻值，其对控制模块130从加热模块110第一端检测到的电压影响很小，可以忽略。运算放大器153B的第一输入端IN1与加热模块110的第二端连接，运算放大器153B的第二输入端IN2与地端连接。具体而言，运算放大器153B的输入为电流采样电阻153A的电压。运算放大器153B的输出端用于连接控制模块130，即电流采样电阻153A的电压经过运算放大器153B的放大后所得到的电流采样信号由运算放大器153B的输出端输出至控制模块130。根据欧姆定律，控制模块130在获取加热模块110的电流以及电压后可以计算出加热模组的阻抗。在电流采样电阻153A的阻值已知的情况下即可根据电流采样电阻153A的电压计算出电流采样电阻153A的电流，而电流采样信号又与电流采样电阻153A的电压有关，则根据电流采样信号和电流采样电阻153A的阻值即可计算出电流采样电阻153A的电流。由于电流采样电阻153A与加热模块110串联，电流采样电阻153A上流经的电流与加热模块110的电流相同。基于此，控制模块130根据电流采样信号和计算出加热模块110的电流后结合加热模组的电压可得到加热模块110的阻抗。

本实施例中的阻抗检测电路150，通过将电流采样电模块的电流采样电阻153A设置在加热模块110与地端之间，使得加热模块110被拔出时上拉电阻151与地端的连接完全断开，大大降低了在电子雾化器10空载时的功耗，使得电子雾化器10的静态功耗满足要求。本申请相较于传统技术中的解决方式省去了一个开关管，节约了成本并简化了电子雾化器10的电路。

在一个实施例中，如图3所示(以运算放大器的第一输入端为正相输入端。第二输入端为负相输入端为例)，电流采样模块153还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻。具体而言，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及运算放大器153B构成了减法器。第一电阻R1串接在运算放大器153B的第一输入端与加热模块110的第二端之间。第二电阻R₂串接在运算放大器153B的第二输入端与地端之间。第二电阻R2与第一电阻R1阻值相同。第三电阻R3串接在运算放大器153B的第一输入端与地端之间。第四电阻R4串接在运算放大器153B的第二输入端与运算放大器153B的输出端之间。第四电阻R4与第三电阻R3阻值相同。

其工作原理具体为：设电流采样电阻153A第一端的电位为U₁、运算放大器153B的输出端电位为Uout,并以R₁、R₂、R₃以及R₄分别对应代表第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻的阻值。根据运算放大器153B虚短的特性，其第一输入端和第二输入端的电位相同，第一输入端的电位等于

第二输入端的电位等于

根据这两个表达式可得到运算放大器153B的输出端电位为

在第二电阻R₂与第一电阻R₁阻值相同以及第四电阻R₄与第三电阻R₃阻值相同的情况下，可以将运算放大器153B的输出端电位简化为

由于电流采样电阻153A的第二端接地，电流采样电阻153A两端的电压与U₁相同，U₁被放大的倍数与R₃与R₂的比值有关，通过调整R₃与R₂的比值以得到不同放大倍数的电流采样信号。考虑到电流采样电阻153A的阻值较小，其上分得的电压也较小，直接将电流采样电阻153A的电压输出到控制模块130可能导致计算精度不高。为解决这一问题，本实施例通过第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻与运算放大器153B配合工作，将电流采样电阻153A的电压放大为电流采样信号。

请继续参阅图1与图2，本实用新型实施例还提供一种电子雾化器10，包括加热模块110、控制模块130以及阻抗检测电路150。加热模块110的第一端用于连接电源，加热模块110的第二端用于接地，加热模块110用于加热电子雾化器10中的雾化介质。控制模块130与加热模块110的第一端连接，以获取加热模块110的电压。阻抗检测电路150包括上拉电阻151以及电流采样模块153。上拉电阻151的第一端用于连接电源，上拉电阻151的第二端与加热模块110的第一端连接。电流采样模块153包括电流采样电阻153A以及运算放大器153B，电流采样电阻153A串接在加热模块110的第二端与地端之间，运算放大器153B的第一输入端与加热模块110的第二端连接，运算放大器153B的第二输入端与地端连接，运算放大器153B的输出端用于连接控制模块130，运算放大器153B的输出端用于向控制模块130传输电流采样信号，以使控制模块130根据加热模块110的电压和电流采样信号得到加热模块110的阻抗。

本实施例中的电子雾化器10，通过将电流采样电模块的电流采样电阻153A设置在加热模块110与地端之间，使得加热模块110被拔出时上拉电阻151与地端的连接完全断开，大大降低了在电子雾化器10空载时的功耗，使得电子雾化器10的静态功耗满足要求。本申请相较于传统技术中的解决方式省去了一个开关管，节约了成本并简化了电子雾化器10的电路。

在一个实施例中，请参阅图3，电流采样模块153还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。第一电阻R1串接在运算放大器153B的第一输入端与加热模块110的第二端之间。第二电阻R2串接在运算放大器153B的第二输入端与地端之间；第二电阻R2与第一电阻R1阻值相同。第三电阻R3串接在运算放大器153B的第一输入端与地端之间。第四电阻R4串接在运算放大器153B的第二输入端与运算放大器153B的输出端之间。第四电阻R4与第三电阻R3阻值相同。

在一个实施例中，请参阅图4，电子雾化器10中各需要供电的元件可能需要不同电压等级的电压。电源包括可以提供不同电压等级的电能的第一供电端SUP1和第二供电端SUP2。第一供电端SUP1与加热模块110的第一端连接，第一供电端SUP1用于以第一电压向加热模块110供电。第二供电端SUP2与运算放大器153B的电源端连接，第二供电端SUP2用于以第二电压向运算放大器153B供电。

在一个实施例中，请参阅图5，电源170还包括电池单元171、电压转换单元173。电池单元171分别与第一供电端SUP1和电压转换单元173的输入端连接，用于输出第一电压。即电池单元171通过第一供电端SUP1直接向加热模块110提供第一电压的电能，电池单元171还向电压转换单元173的输入端输出第一电压。电压转换单元173将第一电压转换为第二电压并通过第二供电端SUP2向运算放大器153B的电源端提供第二电压的电能。

在一个实施例中，电池单元171为锂电池单元171。锂电池单元171具有使用寿命长、充电快速、安全性高等优点而被广泛应用在电子雾化器10中。

在一个实施例中，电子雾化器10还包括可控开关模块。可控开关模块包括输入端、输出端以及控制端，可控开关模块的输入端与电源170连接，可控开关模块的输出端与加热模块110的第一端连接，可控开关模块的控制端与控制模块130连接。控制模块130用于输出PWM信号，以控制可控开关模块的输入端和可控开关模块的输出端之间的通断状态。具体而言，为了使电子雾化器10可以稳定的产出气溶胶，一般了利用PWM信号来控制加热模块110与电源170之间通断，通过控制PWM信号的占空比以使加热模块110以不同的功率恒定输出。加热模块110的阻抗将随着温度的变化而变化，加热模块110的输出功率与加热模块110的阻抗以及电压有关。控制模块130还可根据阻抗检测电路150输出的数据实时计算加热模块110的阻抗并根据变化的阻抗调整加热模块110的输出功率。

在一个实施例中，如图6所示，可控开关模块为MOS管，MOS管的漏极为可控开关模块的输入端，MOS管的源极为可控开关模块的输出端，MOS管的栅极为可控开关模块的控制端。

在一个实施例中，电子雾化器10还包括雾化介质载体以及雾化介质量检测模块。雾化介质载体用于容纳雾化介质。雾化介质量采样模块的输入端与雾化介质载体连接，雾化介质量采样模块的输出端与控制模块130连接，雾化介质量采样模块用于获取雾化介质载体中的雾化介质量。可以理解，雾化介质在被加热而产生气溶胶的过程中会被消耗。但是当雾化介质消耗殆尽时，加热模块110持续对雾化介质载体加热会导致雾化介质载体进入干烧状态，使温度持续上升，可能导致电子雾化器10严重损坏。为了避免此种情况发生，控制模块130还用于在雾化介质量采样模块反馈的雾化介质量低于预设值时向可控开关模块输出第二控制信号，以使可控开关模块的输入端与可控开关模块的输出端之间关断。控制模块130在雾化介质载体中剩余的雾化介质的数量不多时，断开加热模块110的供电回路。

在一个实施例中，电子雾化器10还包括提示模块，提示模块用于输出提示信号。控制模块130与提示模块连接，控制模块130还用于在雾化介质量采样模块反馈的雾化介质量低于预设值时控制提示模块输出提示信号。提示模块可以为LED、蜂鸣器、显示单元中的一项或者几项的组合构成，通过声、光信号等向用户发出提示，以提示用户可以及时更换雾化介质载体或者向雾化介质载体中补充雾化介质。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种阻抗检测电路，其特征在于，应用于电子雾化器，所述电子雾化器包括加热模块以及控制模块，所述加热模块的第一端用于连接电源，所述加热模块的第二端用于接地，所述控制模块与所述加热模块的第一端连接，以获取所述加热模块的电压，所述电路包括：

上拉电阻，所述上拉电阻的第一端用于连接电源，所述上拉电阻的第二端与所述加热模块的第一端连接；

电流采样模块，包括电流采样电阻以及运算放大器，所述电流采样电阻串接在所述加热模块的第二端与地端之间，所述运算放大器的第一输入端与所述加热模块的第二端连接，所述运算放大器的第二输入端与所述地端连接，所述运算放大器的输出端用于连接所述控制模块，所述运算放大器的输出端用于向所述控制模块传输电流采样信号，以使所述控制模块根据所述加热模块的电压和所述电流采样信号得到所述加热模块的阻抗。

2.根据权利要求1所述的阻抗检测电路，其特征在于，所述电流采样模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻；

所述第一电阻串接在所述运算放大器的第一输入端与所述加热模块的第二端之间；

所述第二电阻串接在所述运算放大器的第二输入端与所述地端之间；所述第二电阻与所述第一电阻阻值相同；

所述第三电阻串接在所述运算放大器的第一输入端与所述地端之间；

所述第四电阻串接在所述运算放大器的第二输入端与所述运算放大器的输出端之间；所述第四电阻与所述第三电阻阻值相同。

3.一种电子雾化器，其特征在于，包括：

加热模块，所述加热模块的第一端用于连接电源，所述加热模块的第二端用于接地，所述加热模块用于加热所述电子雾化器中的雾化介质；

控制模块，与所述加热模块的第一端连接，以获取所述加热模块的电压；

如权利要求1或2所述的阻抗检测电路。

4.根据权利要求3所述的电子雾化器，其特征在于，所述电源包括第一供电端和第二供电端；

所述第一供电端与所述加热模块的第一端连接，所述第一供电端用于以第一电压向所述加热模块供电；

所述第二供电端与所述运算放大器的电源端连接，所述第二供电端用于以第二电压向所述运算放大器供电。

5.根据权利要求4所述的电子雾化器，其特征在于，所述电源还包括电池单元、电压转换单元；

所述电池单元分别与所述第一供电端和所述电压转换单元的输入端连接，用于输出第一电压；

所述电压转换单元用于将所述第一电压转换为所述第二电压并输出，所述电压转换单元的输出端与所述第二供电端连接。

6.根据权利要求5所述的电子雾化器，其特征在于，所述电池单元为锂电池单元。

7.根据权利要求3所述的电子雾化器，其特征在于，所述电子雾化器还包括可控开关模块，所述可控开关模块包括输入端、输出端以及控制端，所述可控开关模块的输入端与所述电源连接，所述可控开关模块的输出端与所述加热模块的第一端连接，所述可控开关模块的控制端与所述控制模块连接；

所述控制模块用于输出PWM信号，以控制所述可控开关模块的输入端和所述可控开关模块的输出端之间的通断状态。

8.根据权利要求7所述的电子雾化器，其特征在于，所述可控开关模块为MOS管，所述MOS管的漏极为所述可控开关模块的输入端，所述MOS管的源极为所述可控开关模块的输出端，所述MOS管的栅极为所述可控开关模块的控制端。

9.根据权利要求7所述的电子雾化器，其特征在于，所述电子雾化器还包括雾化介质载体以及雾化介质量检测模块，所述雾化介质载体用于容纳所述雾化介质，所述雾化介质量采样模块的输入端与所述雾化介质载体连接，所述雾化介质量采样模块的输出端与所述控制模块连接，所述雾化介质量采样模块用于获取所述雾化介质载体中的雾化介质量；

所述控制模块还用于在所述雾化介质量采样模块反馈的雾化介质量低于预设值时向所述可控开关模块输出第二控制信号，以使所述可控开关模块的输入端与所述可控开关模块的输出端之间关断。

10.根据权利要求9所述的电子雾化器，其特征在于，所述电子雾化器还包括提示模块，所述提示模块用于输出提示信号；

所述控制模块与所述提示模块连接，所述控制模块还用于在所述雾化介质量采样模块反馈的雾化介质量低于预设值时控制所述提示模块输出提示信号。

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