CN217132440U - 一种功率型气压传感模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率型气压传感模组，集成度高，客户市场应用灵活，成本低。本实用新型包括基板，基板为线路板，基板上设有电路板，电路板设有覆盖其上的外壳，电路板与外壳容置空间内设有气压传感器；气压传感器内设有微机电传感器与ASIC芯片，微机电传感器与ASIC芯片电性连接；基板上设有与ASIC芯片电性连接的MOS管，MOS管的栅极G连接ASIC芯片引脚12，MOS管的源极S连接电源，MOS管的漏极D经过电阻R1后连接负载RL，负载RL另一端接地。本实用新型功率可选一体方案，适用大规模生产，抗干扰能力强，稳定性好、一致性好；带载能力强、范围宽。

Description

一种功率型气压传感模组

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，特别涉及一种应用于负压传感器件相关的电子烟仪器或设备、电子口香糖、呼吸机、便携式医疗雾化设备等关联的功率型气压传感器模块。

背景技术

随着半导体制造技术的日益成熟，在此基础上所发展起来的微机电系统以其体积小，功耗低，性能稳定的优点也逐渐成为现今高新技术发展的主流之一。微机电组件的封装具有不同功能，封装保护组件免受机械的和化学的环境影响。此外，封装或壳体的类型确定了在使用地点如何安装和接通组件。

目前市场上现有的电子烟采用传感器皆是驻极体的结构+ASIC方案，这类传感器通过气流进入传感器时，内部膜片产生形变，使得振动膜和基板之间的距离随着振动而发生改变，从而基板间的电容发生变化，根据Q=C*V得到变化的电荷量Q，电荷量的变化值经过ASIC芯片处理判断，最后完成对雾化器的输出控制，且方案单一输出功率范围小客户体验差。现有的电子烟传感器缺点：方案配置单一、生产效率低、生产不良率高、一致性差、不耐高温、灵敏度不稳定。

实用新型内容

为了解决上述的问题，本实用新型提供了一种功率型气压传感模组，功率可选一体方案（外形和输出功率8～50W及以上可配置）；集成度高；客户市场应用灵活；成本低；耐高温≧260℃；防水、防油；SMT工艺焊接效率和良率高、适用大规模量产；灵敏度高稳定性好；便于市场产品小型化、集成化方向、方案灵活可带负载范围宽。

为达上述目的，本实用新型具体技术方案如下：

一种功率型气压传感模组，包括基板，基板为线路板，基板上设有电路板，电路板设有覆盖其上的外壳，电路板与外壳容置空间内设有气压传感器，气压传感器设置在电路板上；气压传感器内设有微机电传感器与ASIC芯片，微机电传感器与ASIC芯片电性连接；

基板上设有与ASIC芯片电性连接的MOS管，MOS管的栅极G连接ASIC芯片引脚12，MOS管的源极S连接电源，MOS管的漏极D经过电阻R1后连接负载RL，负载RL另一端接地；

ASIC芯片的引脚8（SP端）经过负载RL后接地，ASIC芯片的引脚8作为负载RL电流保护检测输入端。

进一步，在一些实施例中，所述基板上一侧设有USB插接座，USB插接座与ASIC芯片的引脚9电性连接；

ASIC芯片的引脚7接地；

基板上设有与ASIC芯片的引脚1电性连接的LED指示灯；

ASIC芯片的引脚5经过振动马达M1后接地。

进一步，在一些实施例中，所述电路板设置在外壳的敞口处，电路板朝向外壳的一面设有微机电传感器、ASIC芯片、电容C1，微机电传感器通过金线电性连接ASIC芯片，微机电传感器紧邻电路板的接触端外缘设有环绕的硅胶；

微机电传感器、ASIC芯片、电容C1电性连接电源，ASIC芯片输出端连接负载RL；ASIC芯片通过金线连接微机电传感器输出脚。

进一步，在一些实施例中，所述电路板上的微机电传感器底端开设有与微机电传感器连通的第一导气孔；外壳远离电路板的一面开设有一个及以上第二导气孔；第一导气孔贯通电路板后连通微机电传感器。

进一步，在一些实施例中，所述ASIC芯片外面设有包封胶，包封胶把ASIC芯片完全覆盖封装在电路板上；电容C1通过焊锡膏采用SMT贴片固定在电路板上；

外壳远离电路板一面的外侧设有防止灰尘渗透的防水网，防水网全面罩覆第二导气孔。

进一步，在一些实施例中，所述ASIC芯片引脚8经过电阻R1后连接到MOS管的漏极D；

ASIC芯片的引脚2、引脚3经过电容C1后接地，ASIC芯片的引脚2、引脚3连接电源；

负载RL一端连接ASIC芯片引脚8，负载RL另一端接地。

进一步，在一些实施例中，所述基板的四个角落上分别设有VDD焊盘、AT焊盘、第一GND焊盘、第二GND焊盘，基板上的VDD焊盘连接电源，基板上的第一GND焊盘、第二GND焊盘为接地焊盘；

ASIC芯片的引脚10、引脚11通过电阻R1后连接基板上的AT焊盘，AT焊盘电性连接负载RL。

本实用新型主要改善的地方为：1、功率可选一体方案（8～50W及以上可配置）；2、集成度高且耐高温；3、适用大规模生产；4、抗干扰能力强；5、稳定性好、一致性好；6、带载能力强、范围宽；7、方案和市场应用灵活。

附图说明

图1是本实用新型实施例的立体示意图；

图2是本实用新型实施例气压传感器部分的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的原理示意图；

图4是本实用新型实施例的原理框图；

图5是本实用新型实施例的结构示意图。

图中标记：

基板10，MOS管11，USB插接座12，VDD焊盘13，AT焊盘14，第一GND焊盘15，第二GND焊盘16，电源17，气压传感器20，电路板21，外壳22，第一导气孔23，包封胶24，防水网25，金线26，微机电传感器27，锡膏28，第二导气孔29，硅胶31，ASIC芯片32。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的功率型气压传感器模块传感器：由气压传感器+外置MOS+连接器，MOS管11实现大功率输出；本实用新型可实现小功率与大功率（转换）可选一体方案；其中气压传感器20内微机电传感器27的硅振膜和硅背极板构成微型电容器，能将气压变化转化成电容值变化，然后经ASIC芯片32处理和控制实现“气压---电容值---功率”转换，经ASIC芯片32输出控制负载RL。

本实用新型包括基板10，基板10为线路板，基板10上设有电路板21，电路板21设有覆盖其上的外壳22，电路板21与外壳22容置空间内设有气压传感器20，气压传感器20设置在电路板21上；气压传感器20内设有微机电传感器27与ASIC芯片32，微机电传感器27与ASIC芯片32电性连接。

基板10上设有与ASIC芯片32电性连接的MOS管11，MOS管11的栅极G连接ASIC芯片32引脚12（GATE：外置功率管栅极控制信号），MOS管11的源极S连接电源17（VDD），MOS管11的漏极D经过电阻R1后连接负载RL，负载RL另一端接地；ASIC芯片32的引脚8（SP端）经过负载RL后接地。

ASIC芯片32的引脚7（MOD：模式选择信号，内置功率管模式接地，外置功率管模式接电源）接地；ASIC芯片32的引脚7（MOD端）是模式选择端，是对应大小功率输出的选择。

在一个实施例中，ASIC芯片32的引脚7控制选择接地时，ASIC芯片32的引脚10、引脚11直接驱动负载RL工作，ASIC芯片32的引脚8为负载电流保护检测输入端。

在另一个实施例中，ASIC芯片32的引脚7选择不接地时（断开），连接电源VDD；ASIC芯片32的引脚12（GATE：外置功率管栅极控制信号）通过MOS管11连接电阻R1，MOS管11经过电阻R1后驱动负载RL进行大功率工作。

进一步，在一个实施例中，基板10上一侧设有USB插接座12，USB插接座12与ASIC芯片32的引脚9（充电输入口，与充电电源连接）电性连接；

基板10上设有与ASIC芯片32引脚1（与LED指示灯相连，作为工作指示灯的驱动端）电性连接的LED指示灯；

ASIC芯片32的引脚5（OUT：马达驱动端输出，与马达相连）经过振动马达M1后接地。

负载RL一端连接ASIC芯片32引脚8（SP：外置MOS功率管模式的电流检测端），负载RL另一端接地；

ASIC芯片32引脚8经过电阻R1后连接到MOS管11的漏极D；

ASIC芯片32的引脚2、引脚3（BAT：电池正极连接端）经过电容C1后接地，ASIC芯片32的引脚2、引脚3（BAT）连接电源17。

进一步，在一个实施例中，基板10的四个角落上分别设有VDD焊盘13、AT焊盘14、第一GND焊盘15、第二GND焊盘16，基板10上的VDD焊盘13连接电源17，基板10上的第一GND焊盘15、第二GND焊盘16为接地焊盘。

ASIC芯片32的引脚10、引脚11经过电阻R1后连接基板10上的AT焊盘14，AT焊盘14电性连接负载RL；AT焊盘14与负载RL（发热丝）相连，作为驱动电流（负载）的输出端 。

在一个实施例中，ASIC芯片32的引脚7（MOD模式脚，模式选择信号，内置功率管模式接地，外置功率管模式接电源）连接电源17后，当气压传感器接20收到负压起动信号，输入到ASIC芯片32处理，然后ASIC芯片32输出驱动MOS管11的高低信号控制MOS管导通和截止，从而实规上负载RL的输出和关闭；

ASIC芯片32的引脚7连接电源VDD时，为驱动外置MOS管11，此时内部MOS无效，芯片32的引脚10、引脚11无输出。

ASIC芯片32的引脚9连接USB插接座12，USB插接座12主要实现对电池的电源输入。

在另一个实施例中，ASIC芯片32的引脚7接地时，为驱动ASIC芯片32内部MOS；ASIC芯片32的引脚10、引脚11直接驱动负载RL工作。

振动马达M1是驱动一个信息发生产生振动的工作件，主要功能是提示作用如：抽烟起动时有振动；换烟弹振动，充电接口连接时振动等等，满足体验感。

电路板21设有覆盖其上的外壳22，电路板21设置在外壳22的敞口处，电路板21朝向外壳22的一面设有微机电传感器27、ASIC芯片32、电容C1，微机电传感器27通过金线26电性连接ASIC芯片32，微机电传感器27紧邻电路板21的接触端外缘设有环绕的硅胶31。

微机电传感器27、ASIC芯片32、电容C1电性连接电源17（VDD），ASIC芯片32输出端连接负载RL；ASIC芯片32通过金线26连接微机电传感器27输出脚，ASIC芯片32将接收到的微机电传感器27感应到压力的变化信号进行侦别后、输出稳定有效的控制信号到负载RL。

ASIC芯片32引脚1连接LED指示灯，LED指示灯显示ASIC芯片32的工作状态。

进一步，在一个实施例中，电路板21的外缘设有一圈锡膏28，电路板21通过外缘设置的一圈锡膏28采用SMT贴片固定在外壳22底端的敞口处；

电路板21上的微机电传感器27底端开设有与微机电传感器27连通的第一导气孔23；外壳22远离电路板21的一面开设有一个及以上第二导气孔29；第一导气孔23贯通电路板21后连通微机电传感器27。

进一步，在一个实施例中，ASIC芯片32外面设有包封胶24，包封胶24把ASIC芯片32完全覆盖封装在电路板21上；电容C1通过焊锡膏采用SMT贴片固定在电路板21上。

外壳22远离电路板21一面的外侧设有防止灰尘渗透的防水网25，防水网25全面罩覆第二导气孔29。

进一步，在其中一个具体实施例中，微机电传感器27连接电源17，微机电传感器27输出脚通过金线26连接ASIC芯片32引脚4；

ASIC芯片32引脚2、引脚3连接电源17（VDD），ASIC芯片32引脚2、引脚3（电池正极连接端）经过电容C1后接地。

以上描述是示意性的和非限制性的。例如，上述示例（或者其一个或多个方面）可以彼此结合地使用。例如，本领域技术人员在阅读以上描述时，可以使用其它实施例。说提供的摘要是便于快速确定该技术公开的实质。摘要并不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上的具体实施方式中，各种特征可以组合在一起使本公开成为一个整体。这不应被解释为预计未要求保护的公开特征对任何权利要求是必要的。相反，本实用新型的主旨可以在于少于所公开的特定实施例的全部特征。因而所附权利要求被并入具体实施方式，每个权利要求自成单独的实施例，这样的实施例可以彼此组合为各种组合或替换。本实用新型的范围应当参考所附权利要求、以及权利要求的等价物的全部范围来确定。

Claims (7)

1.一种功率型气压传感模组，包括：基板（10），所述基板（10）为线路板，所述基板（10）上设有电路板（21），电路板（21）设有覆盖其上的外壳（22），电路板（21）与外壳（22）容置空间内设有气压传感器（20），气压传感器（20）设置在电路板（21）上；其特征在于，所述气压传感器（20）内设有微机电传感器（27）与ASIC芯片（32），微机电传感器（27）与ASIC芯片（32）电性连接；

基板（10）上设有与ASIC芯片（32）电性连接的MOS管（11），MOS管（11）的栅极G连接ASIC芯片（32）引脚12，MOS管（11）的源极S连接电源（17），MOS管（11）的漏极D经过电阻R1后连接负载RL，负载RL另一端接地；

ASIC芯片（32）的引脚8经过负载RL后接地。

2.根据权利要求1所述的一种功率型气压传感模组，其特征在于，所述基板（10）上一侧设有USB插接座（12），USB插接座（12）与ASIC芯片（32）的引脚9电性连接；

ASIC芯片（32）的引脚7接地；

所述基板（10）上设有与所述ASIC芯片（32）的引脚1电性连接的LED指示灯；

ASIC芯片（32）的引脚5经过振动马达M1后接地。

3.根据权利要求1所述的一种功率型气压传感模组，其特征在于，所述电路板（21）设置在外壳（22）的敞口处，电路板（21）朝向外壳（22）的一面设有微机电传感器（27）、ASIC芯片（32）、电容C1，微机电传感器（27）通过金线（26）电性连接ASIC芯片（32），微机电传感器（27）紧邻电路板（21）的接触端外缘设有环绕的硅胶（31）；

微机电传感器（27）、ASIC芯片（32）、电容C1电性连接电源（17），ASIC芯片（32）输出端连接负载RL；ASIC芯片（32）通过金线（26）连接微机电传感器（27）输出脚。

4.根据权利要求1所述的一种功率型气压传感模组，其特征在于，所述电路板（21）上的微机电传感器（27）底端开设有与微机电传感器（27）连通的第一导气孔（23）；外壳（22）远离电路板（21）的一面开设有一个及以上第二导气孔（29）；第一导气孔（23）贯通电路板（21）后连通微机电传感器（27）。

5.根据权利要求1所述的一种功率型气压传感模组，其特征在于，所述ASIC芯片（32）外面设有包封胶（24），包封胶（24）把ASIC芯片（32）完全覆盖封装在电路板（21）上；电容C1通过焊锡膏采用SMT贴片固定在电路板（21）上；

外壳（22）远离电路板（21）一面的外侧设有防止灰尘渗透的防水网（25），防水网（25）全面罩覆第二导气孔（29）。

6.根据权利要求1所述的一种功率型气压传感模组，其特征在于，所述ASIC芯片（32）引脚8经过电阻R1后连接到MOS管（11）的漏极D；

ASIC芯片（32）的引脚2、引脚3经过电容C1后接地，ASIC芯片（32）的引脚2、引脚3连接电源（17）；

所述负载RL一端连接所述ASIC芯片（32）引脚8，所述负载RL另一端接地。

7.根据权利要求1所述的一种功率型气压传感模组，其特征在于，所述基板（10）的四个角落上分别设有VDD焊盘（13）、AT焊盘（14）、第一GND焊盘（15）、第二GND焊盘（16），基板（10）上的VDD焊盘（13）连接电源（17），基板（10）上的第一GND焊盘（15）、第二GND焊盘（16）为接地焊盘；

ASIC芯片（32）的引脚10、引脚11通过电阻R1后连接基板（10）上的AT焊盘（14），AT焊盘（14）电性连接负载RL。

Images