CN218960082U - 一种雾化片振荡控制电路及电子雾化终端 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种雾化片振荡控制电路及电子雾化终端,雾化片振荡控制电路包括微控制器、驱动信号产生电路、升压振荡电路、驱动信号调节电路、开关电路和电源组件;电源组件依次通过驱动信号产生电路、驱动信号调节电路和开关电路来与雾化片的一端连接,电源组件还通过升压振荡电路与雾化片的另一端连接,微控制器的占空比输出端与驱动信号产生电路的信号输入端连接。驱动信号产生电路的信号输出端与驱动信号调节电路的触发输入端连接,驱动信号调节电路的调节输出端与开关电路的控制端连接;雾化片的一端与开关电路的输出端连接,雾化片的另一端与升压振荡电路的输出端连接,以使雾化片产生周期性的振幅。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声波电子烟技术领域,具体涉及到一种雾化片振荡控制电路及电子雾化终端。
背景技术
现有的超声波电子烟雾化片驱动电路均会使用通用的电容三点式、电感三点式振荡电路来获取激励信号以驱动超声雾化片振荡,而且依靠单个晶体管控制工作,工作时,以分立元件形式存在的晶体管的电量驱动能力较差,而且,晶体管的温度在短时间内会升到晶体管的极限温度,极容易损坏。
现有技术为了提高驱动电流电压以满足雾化片谐振工作的需求,会在有限的电子烟容纳空间内布局多个晶体管、电阻、电容等分立器件,并额外设置检波网络以及多阶RC滤波网络,则增大分立元件的布局难度,还容易聚集热量,很难实现超声波电子烟的小型化。
实用新型内容
本申请公开一种雾化片振荡控制电路及电子雾化终端,包括如下技术方案:
一种雾化片振荡控制电路,雾化片振荡控制电路包括微控制器、驱动信号产生电路、升压振荡电路、驱动信号调节电路、开关电路和电源组件;电源组件依次通过驱动信号产生电路、驱动信号调节电路和开关电路来与雾化片的一端连接,电源组件还通过升压振荡电路与雾化片的另一端连接,微控制器的占空比输出端与驱动信号产生电路的信号输入端连接。
进一步地,驱动信号产生电路的信号输出端与驱动信号调节电路的触发输入端连接,驱动信号调节电路的调节输出端与开关电路的控制端连接;雾化片的一端与开关电路的输出端连接,雾化片的另一端与升压振荡电路的输出端连接。
进一步地,所述驱动信号产生电路包括第一电阻、第二电阻、反相器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管;反相器的第一输入端是所述驱动信号产生电路的信号输入端,反相器的第一输入端接入所述微控制器输出的PWM信号;第一电阻连接在反相器的第一输入端与反相器的第二输入端之间,反相器的第一输入端通过第二电阻与反相器的正电源端连接;反相器的正电源端与第三电阻的一端连接,第三电阻的另一端连接于第一电容与第四电阻之间,第三电阻的另一端还与所述电源组件连接;所述电源组件通过第一电容接地,第一NMOS管的漏极通过第四电阻与所述电源组件连接;第一PMOS管的源极与第一NMOS管的源极连接,第一PMOS管的栅极与第一NMOS管的栅极连接,第一NMOS管的栅极与反相器的输出端连接,第一PMOS管的漏极接地,第二NMOS管的漏极连接于第一PMOS管的源极与第一NMOS管的源极之间,所述驱动信号产生电路通过第二NMOS管连接到所述驱动信号调节电路,其中,驱动信号产生电路的信号输出端是第二NMOS管的源极。
进一步地,所述驱动信号调节电路包括单稳态触发器芯片、第二电容和第五电阻;单稳态触发器芯片的上边沿触发输入端与第二NMOS管的源极连接,单稳态触发器芯片的下边沿触发输入端与单稳态触发器芯片的接地端都接地;单稳态触发器芯片的清零端与单稳态触发器芯片的电源端都与所述电源组件连接;第五电阻的一端与所述电源组件连接,第五电阻的另一端与第二电容的一端连接,第二电容的另一端接地,第五电阻接在单稳态触发器芯片的电源端和单稳态触发器芯片的电阻外接端之间,第二电容接在单稳态触发器芯片的电阻外接端和单稳态触发器芯片的电容外接端之间;所述驱动信号调节电路的触发输入端是单稳态触发器芯片的上边沿触发输入端,单稳态触发器芯片的输出端是所述驱动信号调节电路的调节输出端;其中,第五电阻与第二电容的时间常数确定单稳态触发器芯片的输出端产生预设脉宽的电平信号所需的定时周期;所述驱动信号调节电路的触发输入端输入的信号频率与所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的信号频率相同。
进一步地,所述驱动信号调节电路还包括第六电阻和开关;所述第六电阻的一端与第二NMOS管的栅极连接,所述第六电阻的另一端与所述电源组件连接;开关的一端同时与第二NMOS管的栅极和微控制器的占空比使能端连接,开关的另一端接地。
进一步地,所述开关电路包括第七电阻和第三NMOS管,第三NMOS管的栅极与第七电阻的一端连接,第三NMOS管的源极与第七电阻的另一端连接,第七电阻的另一端接地,第三NMOS管的漏极是开关电路的输出端以连接上所述雾化片,开关电路的控制端是第三NMOS管的栅极以连接上所述驱动信号调节电路。
进一步地,所述升压振荡电路包括线性升压单元、电感、第三电容、第四电容和第八电阻;线性升压单元的输入端与所述电源组件连接,线性升压单元的输出端与电感的一端连接,电感的另一端与第三电容的一端连接,第三电容的另一端与第四电容的一端连接,第四电容的另一端接地;第八电阻的一端连接在电感和第三电容之间,第八电阻的另一端与开关电路的输出端连接;升压振荡电路的输出端是设置在第三电容与第四电容的公共端点处;其中,线性升压单元是直流升压芯片或连接有直流升压芯片的阻容升压电路。
进一步地,所述微控制器是支持将交流信号或直流信号调制为PWM信号并由占空比输出端输出;所述电源组件用于分别为驱动信号产生电路、升压振荡电路、驱动信号调节电路提供直流信号或交流信号。
进一步地,所述雾化片包括但不限于压电陶瓷片;所述雾化片以一定频率振荡后产生表面弹性波,以将雾化片表面的液体雾化;其中,一定频率是由所述升压振荡电路和所述开关电路施加电压到雾化片后产生。
一种电子雾化终端,包括所述雾化片振荡控制电路。
本申请立足于提高对雾化片雾化工作的驱动能力,包括提高驱动电压和让雾化片处于振荡状态的时间是可控,在本申请公开的雾化片振荡控制电路中,驱动信号产生电路用于将微控制器提供的PWM信号整形为稳定的方波信号,并提供足够大的驱动电压电流给升压振荡电路和驱动信号调节电路,触发所述驱动信号调节电路加快响应所述驱动信号产生电路输出的高电平信号或低电平信号,并触发所述驱动信号调节电路产生一定时间宽度的正、负脉冲信号,即产生指定宽度的单个输出脉冲,即“高”或“低”,不仅让所述开关电路内的MOS管导通到地快速放电,而且让所述驱动信号调节电路周期性地控制所述开关电路的开启和关闭。因此,通过定时控制开关电路的开通时间来限制分立元件或芯片模块的温度升高,抑制温度对雾化片工作的影响。
所述升压振荡电路内设线性升压单元,减少使用由分立电阻元件构成的分压网络以及由分立电阻元件和分立电容元件构成的滤波网络,设计必要的电感电容网络以驱动雾化片高频振荡。
所述驱动信号调节电路内设单稳态触发器芯片,在外部施加占空比信号的触发作用下,能够依据单一电容和单一电阻组成的阻容网络确定的时间常数,轮流输出一定时间宽度的高电平信号和低电平信号且是在该时间常数确定的定时周期内进行,使雾化片在可控的时间(单稳态触发器芯片外接的电阻电容所确定的脉冲宽度)内进行振荡工作和停止振荡工作,从而以单稳态触发器的形式周期性地调节所述升压振荡电路产生的用于驱动雾化片的振荡信号,在尽可能地使用芯片模块搭建所述驱动信号调节电路的基础上抑制相关MOS管持续升温,例如在一个完整的周期内不用持续保持升温。
所述驱动信号产生电路内设反相器和一对MOS管组成的图腾电路,相对于现有技术,实现使用少量分立器件配合单个电路模块来获取驱动电压更大且更稳定的脉冲信号,再在所述驱动信号调节电路和所述升压振荡电路的共同作用下,加快雾化片在一定的时间周期内达到谐振状态。
综上,本申请在每个电路内使用至多一个阻容网络和至多一个芯片模块来控制雾化片的振荡工作,不容易聚集热量,克服MOS管温度过高的影响,也容易实现内设有雾化片振荡控制电路的电子雾化终端的小型化。
附图说明
图1为一种实施例公开的一种雾化片振荡控制电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。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,或一体地连接;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。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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
作为一种实施例,公开一种雾化片振荡控制电路,参阅图1可知,本实施例公开的雾化片振荡控制电路包括微控制器、驱动信号产生电路、升压振荡电路、驱动信号调节电路、开关电路和电源组件;电源组件依次通过驱动信号产生电路、驱动信号调节电路和开关电路来与雾化片的一端连接,电源组件还通过升压振荡电路与雾化片的另一端连接,即驱动信号产生电路、驱动信号调节电路、开关电路、以及升压振荡电路连接在微控制器与雾化片之间或连接在电源组件与雾化片之间;其中,驱动信号产生电路、驱动信号调节电路和开关电路串联连接,升压振荡电路和雾化片串联连接;可以理解,升压振荡电路先与雾化片串联连接,再依次与开关电路、驱动信号调节电路以及驱动信号产生电路串联连接,当然,驱动信号产生电路先与驱动信号调节电路串联,再依次与开关电路、雾化片与升压振荡电路串联连接。
需要说明的是,在本实施例中,所述雾化片的振荡工作回路可以是从所述电源组件的正极,依次经过驱动信号产生电路、驱动信号调节电路、开关电路、雾化片的正极、雾化片的负极、升压振荡电路,最后回到所述电源组件的负极所形成的闭合回路。而且,在本实施例中,雾化片振荡控制电路和雾化片都安装在电子雾化终端的外壳内,所述雾化片振荡控制电路优选为安装在电子烟的外壳内部的驱动电路基板上。
所述微控制器的占空比输出端与驱动信号产生电路的信号输入端连接,微控制器的占空比输出端是微控制器的信号输出端,在微控制器的占空比输出端输出的PWM信号的控制下,驱动信号产生电路对PWM信号整形处理再通过所述驱动信号调节电路调整脉冲宽度,稳定控制所述开关电路的通断,可以理解为所述雾化片振荡控制电路是否控制所述雾化片发生振荡动作且加速起振连接。
所述微控制器包括单片机、微处理器或DSP,所述微控制器被配置为至少支持将交流信号或直流信号调制为PWM信号并由占空比输出端输出,这里待调制的信号可以是低频信号,调制后形成高频信号输出以接受所述驱动信号产生电路和所述驱动信号调节电路的调节。所述电源组件用于分别为驱动信号产生电路、升压振荡电路、驱动信号调节电路提供直流信号或交流信号。所述电源组件所提供的电源电压值一般为1.8V、3.3V或5V。
在本实施例中,所述驱动信号调节电路用于将所述驱动信号产生电路输出的占空比信号进行整形处理,包括将微控制器输出的PWM信号放大处理、反相处理等以将PWM信号的驱动能力(包括驱动电流和驱动电压)提高,获得稳定的方波信号;为了便于控制,所述驱动信号产生电路的信号输出端与所述驱动信号调节电路的触发输入端连接,则所述驱动信号调节电路的触发输入端接收到更加稳定的方波信号,所述驱动信号调节电路用于对所述驱动信号产生电路输出的占空比信号的脉宽进行调节,包括高电平信号或低电平信号的脉冲宽度的调节,从而在更加稳定有效的电平状态下进行脉冲宽度的调节;所述驱动信号调节电路的调节输出端与所述开关电路的控制端连接,所述开关电路在所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的高电平信号下导通,所述开关电路在所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的低电平信号下关闭,其中,所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的高电平信号和低电平信号在抽吸者使用所述雾化片振荡控制电路所在的电子雾化终端期间轮流产生;所述雾化片的一端与所述开关电路的输出端连接,所述雾化片的另一端与所述升压振荡电路的输出端连接,使所述雾化片产生周期性的振幅,则MOS管在一个时间段内会升温发热,再在相邻一个时间段内会截止以降温散热,也可以在所述开关电路导通阶段内将雾化片保持在一个固定的工作频率上进行振荡,促使其容易稳定在谐振工作状态内。
在本实施例中,所述升压振荡电路内设线性升压单元,减少使用由分立电阻元件构成的分压网络以及由分立电阻元件和分立电容元件构成的滤波网络,设计必要的电感电容网络以驱动雾化片高频振荡。
所述驱动信号调节电路内设单稳态触发器芯片,在外部施加占空比信号的触发作用下,能够依据单一电容和单一电阻组成的阻容网络确定的时间常数,轮流输出一定时间宽度的高电平信号和低电平信号且是在该时间常数确定的定时周期内进行,使雾化片在可控的时间(单稳态触发器芯片外接的电阻电容所确定的脉冲宽度)内进行振荡工作和停止振荡工作,从而以单稳态触发器的形式周期性地调节所述升压振荡电路产生的用于驱动雾化片的振荡信号,在尽可能地使用芯片模块搭建所述驱动信号调节电路的基础上抑制相关MOS管持续升温,例如在一个完整的周期内不用持续保持升温。
需要说明的是,所述雾化片包括但不限于压电陶瓷片;所述雾化片以一定频率振荡后产生表面弹性波,以将雾化片表面的液体雾化;其中,一定频率是由所述升压振荡电路和所述开关电路施加电压到雾化片后产生;当一定频率是位于谐振频率(共振频率)时,所述雾化片雾化效率最高,雾化片处于谐振状态后,在一定程度上克服温度对雾化片工作效率的影响。具体地,所述雾化片可以具备压电元件基板,其具有梳形电极对;当电子雾化终端内设的液体供给部将应雾化的液体供给至上述压电元件基板时,上述压电元件基板构成为利用通过高频率(可以达到共振频率或谐振频率)对上述梳形电极对施加电压而产生的表面弹性波将液体雾化。所述升压振荡电路可供给至梳形电极对振荡所需的电力,包括驱动雾化片振荡所需的电压和频率,同时,驱动信号产生电路、驱动信号调节电路和开关电路作为驱动雾化片振荡的电信号通断和时间调节电路,用于提高所述雾化片的雾化效率。
在一些实施例中,所述升压振荡电路和所述驱动信号调节电路都可以产生高频信号,包括高频电压,其中,高频电压存在周期性振幅,高频电压的周期性振幅可以描绘正弦波形状,也可以描绘矩形波形状,也可以描绘三角波形状,也可以描绘锯齿波形状,优选以高频率的电压的周期性的振幅描绘矩形波形状的方式施加高频率的电压。在所述驱动信号调节电路调节出的脉冲宽度的约束下,所述升压振荡电路被配置为周期性地控制施加于前述的梳形电极对的电压的频率,能够将前述的梳形电极对的振荡频率控制在谐振频率处;在一些振荡环境内,受到温度等因素的影响,谐振频率会随着时间的变化而变化。则可以通过监视所述升压振荡电路的输出信号及时间经过而变化的频率,来对所述驱动信号产生电路、所述驱动信号调节电路和所述开关电路施加控制,包括对高电平信号的脉宽和低电平信号的脉宽进行调节,然后以监视的最佳频率供给电力,能够提高雾化片的雾化效率。
作为一种实施例,参阅图1可知,所述驱动信号产生电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、反相器U1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第一PMOS管MP1、第一NMOS管MN1和第二NMOS管MN2;反相器U1的第一输入端是所述驱动信号产生电路的信号输入端,反相器U1的第一输入端接入所述微控制器输出的PWM信号;第一电阻R1连接在反相器U1的第一输入端与反相器U1的第二输入端之间,反相器U1的第一输入端通过第二电阻R2与反相器U1的正电源端连接;反相器U1的正电源端与第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另一端连接于第一电容C1与第四电阻R4之间,其中,第一电容C1的一端与第四电阻R4的一端连接,第一NMOS管的漏极与第四电阻R4的另一端连接;第三电阻R3的另一端还与所述电源组件连接,即第三电阻R3的另一端接入VCC(可以视为所述电源组件的正电源端提供的电压),所述电源组件的负电源端接地。
所述电源组件通过第一电容C1接地,第一NMOS管MN1的漏极通过第四电阻R4与所述电源组件连接;第一PMOS管MP1的源极与第一NMOS管MN1的源极连接,第一PMOS管MP1的栅极与第一NMOS管MN1的栅极连接,第一NMOS管MN1的栅极与反相器U1的输出端连接,第一PMOS管MP1的漏极接地,第二NMOS管MN2的漏极连接于第一PMOS管MP1的源极与第一NMOS管MN1的源极之间,所述驱动信号产生电路通过第二NMOS管MN2连接到所述驱动信号调节电路,其中,所述驱动信号产生电路的信号输出端是第二NMOS管MN2的源极,第二NMOS管MN2作为开关管使用,第一NMOS管MN1和第一PMOS管MP1形成图腾柱电路,提升电压驱动能力,反相器U1和图腾柱电路使用同一供电电压VCC,供电电压VCC不超出20V。
在本实施例中,所述微控制器输出的PWM信号通过反相器U1反相整形成为稳定的方波信号,同时提供足够的驱动电压/驱动电流来驱动由第一NMOS管MN1和第一PMOS管MP1构成的图腾柱电路,具体地,所述图腾柱的工作原理的逻辑就是高电平输入,上管导通下管截止输出高电平;低电平输入,下管导通上管截止,输出低电平。当然由本领域技术人员通晓的三极管来代替组成所述图腾柱电路;另外,从三极管组合来看,上管也可以为PNP型号的三极管,这种类型的三极管集电极能够接变压器实现辅助绕组供电输出端。
在上述实施例的基础上,如图1所示,所述驱动信号调节电路包括单稳态触发器芯片、第二电容C2和第五电阻R5;单稳态触发器芯片的上边沿触发输入端B与第二NMOS管MN2的源极连接;单稳态触发器芯片的下边沿触发输入端A与单稳态触发器芯片的接地端GND都接地;单稳态触发器芯片的清零端CLR与单稳态触发器芯片的电源端VDD都与所述电源组件连接,即接入供电电压VCC;第五电阻R5的一端与所述电源组件连接,第五电阻R5的另一端与第二电容C2的一端连接,第二电容C2的另一端接地,第五电阻R5接在单稳态触发器芯片的电源端VDD和单稳态触发器芯片的电阻外接端REXT之间,第二电容C2接在单稳态触发器芯片的电阻外接端REXT和单稳态触发器芯片的电容外接端CEXT之间;所述驱动信号调节电路的触发输入端是单稳态触发器芯片的上边沿触发输入端B,单稳态触发器芯片的输出端Q是所述驱动信号调节电路的调节输出端;其中,第五电阻R5与第二电容C2的时间常数确定单稳态触发器芯片的输出端Q产生预设脉宽的电平信号所需的定时周期,包括高电平信号或低电平信号所需持续的时间,可以对应为晶体管或MOS管导通时间或截止时间。所述驱动信号调节电路的触发输入端输入的信号频率与所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的信号频率相同,但所述驱动信号调节电路的触发输入端输入的电压与所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的电压不一定相同,且所述驱动信号调节电路的输入和输出信号之间存在时延。
需要说明的是,当施加合适的外部触发信号或脉冲给单稳态触发器芯片的上边沿触发输入端B时,单稳态触发器芯片的输出端Q用于产生指定宽度的单个输出脉冲,即输出一定时间宽度的高电平信号或低电平信号。单稳态触发器芯片被施加外部触发信号或脉冲后,会启动一个定时周期,可以理解为响应于所述驱动信号产生电路输出的单个脉冲信号而经历一个完整的定时周期,该定时周期导致单稳态触发器芯片的输出端输出信号在定时周期开始时就改变其状态,对应会改变所述开关电路的通断状态,并能在此基础上保持在新的状态处,至少能设置出相对固定的脉冲宽度,从而将所述升压振荡电路施加的频率保持在上述定时周期内进行动态控制,能够在恒定时间内为所述雾化片的振荡工作回路提供谐振频率。所述定时周期是由第五电阻R5与第二电容C2的乘积确定,用于配置所述驱动信号调节电路输出的脉冲宽度,包括所述高电平信号或低电平信号的脉冲宽度,对应为晶体管或MOS管导通时间或截止时间;另外,所述定时周期的长短与所述驱动信号调节电路输入的信号作用时间长短没有关系,减少外部输入信号或所述升压振荡电路携带的干扰因素对于PWM信号的脉宽和频率的影响。
在一些实施例中,所述单稳态触发器芯片可以包括74LVC1G123集成芯片。所述单稳态触发器芯片也可以用555定时器实现。所述单稳态触发器芯片可以产生非常短的脉冲或更长的矩形波形,其前沿随外部施加的触发脉冲而随时间上升,其后沿取决于所用反馈分量的RC时间常数,此RC时间常数会随时间以产生一系列具有相对于原始触发脉冲的受控的固定时间延迟;或者,所述单稳态触发器芯片可以产生非常短的脉冲或更长的矩形波形,其前沿随外部施加的触发脉冲而随时间上升,其后沿取决于所用反馈分量的RC时间常数,此RC时间常数会随时间以产生一系列具有相对于原始触发脉冲的受控的固定时间延迟。
在上述实施例的基础上,如图1所示,所述驱动信号调节电路还包括第六电阻R6和开关S1;所述第六电阻R6的一端与第二NMOS管MN2的栅极连接,所述第六电阻R6的另一端与所述电源组件连接,即所述第六电阻R6的另一端接入供电电压VCC;开关S1的一端与第二NMOS管MN2的栅极连接,开关S1的一端同时与第二NMOS管MN2的栅极和所述微控制器的占空比使能端连接,开关S1的另一端接地,其中,开关S1相当于串接在所述驱动信号产生电路与所述单稳态触发器芯片之间的开关,用于控制由所述电源组件、驱动信号产生电路、驱动信号调节电路、开关电路、雾化片、以及升压振荡电路组成的振荡工作回路的通断。
所述雾化片振荡控制电路和雾化片都设置在电子烟内部的条件下,所述开关S1根据用户的吸烟操作触发闭合或者断开,该开关S1具体形式可以是机械按键开关或气压传感器,即所述开关S1支持手动按压或自动感应气流变化以检测是否发生抽吸动作。吸烟者开始吸烟时,所述开关S1被断开,所述微控制器的占空比使能端处的电压为供电电压VCC经过所述第六电阻R6分压,则所述微控制器的占空比使能端处的电压为高电平,触发所述微控制器为所述驱动信号产生电路提供所述PWM信号,因而为所述雾化片提供振荡所需的驱动电压和频率,所述雾化片以一定频率振荡后产生表面弹性波,以将雾化片表面的液体雾化。吸烟者停止吸烟时,所述开关S1闭合,所述第六电阻R6所在的支路被短路,所述微控制器的占空比使能端处的电压为0,触发所述微控制器停止为所述驱动信号产生电路提供所述PWM信号,因而切断了所述振荡工作回路,所述雾化片停止工作,结束烟油的雾化过程。
在上述实施例的基础上,如图1所示,所述开关电路包括第七电阻R7和第三NMOS管MN3,第三NMOS管MN3的栅极与第七电阻R7的一端连接,第三NMOS管MN3的源极与第七电阻R7的另一端连接,第七电阻R7的另一端接地,第三NMOS管MN3的漏极是开关电路的输出端以连接上所述雾化片,开关电路的控制端是第三NMOS管MN3的栅极以连接上所述驱动信号调节电路,其中,为了提高驱动效率,第三NMOS管MN3采用高频MOS管,以使第三NMOS管MN3快速通断。所述驱动信号调节电路为第三NMOS管MN3提供高电平信号时,第三NMOS管MN3导通,将所述雾化片振荡控制电路和雾化片连成闭合通路,此时,所述振荡工作回路连接成导通的回路,将驱动电能传递到雾化片,使其快速起振,将烟油雾化。所述驱动信号调节电路为第三NMOS管MN3提供低电平信号时,第三NMOS管MN3关掉,第七电阻R7作为下拉电阻,让第三NMOS管MN3的栅极电平下拉导通到地以保持截止状态,例如在不加PWM信号到所述驱动信号产生电路时,所述开关电路保持关掉,雾化片变为断路状态,则所述雾化片振荡控制电路和雾化片不能形成闭合通路,不将驱动电能传递到雾化片,停止雾化,预留时间给所述雾化片振荡控制电路内的MOS管散热。由于所述驱动信号调节电路的触发输入端输入的信号频率与所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的信号频率相同,所以所述驱动信号调节电路为第三NMOS管MN3提供的也是占空比信号,让所述驱动信号调节电路周期性地控制所述开关电路的开启和关闭,从而通过定时控制开关电路的开通时间来限制分立元件或芯片模块的温度升高,抑制温度对雾化片工作的影响。
作为一种实施例,如图1所示,所述升压振荡电路包括线性升压单元、电感L、第三电容C3、第四电容C4和第八电阻R8;线性升压单元的输入端与所述电源组件连接,以将所述电源组件提供的VCC电压提升为所述雾化片振荡(例如达到谐振状态)所需的驱动电压;线性升压单元的输出端与电感L的一端连接,电感L的另一端与第三电容C3的一端连接,第三电容C3的另一端与第四电容C4的一端连接,第四电容C4的另一端接地;第八电阻R8的一端连接在电感L和第三电容C3之间,形成电感电容网络,构成起振的硬件条件;第八电阻R8的另一端与开关电路的输出端连接,第八电阻R8可以作为驱动电阻,为所述雾化片提供足够的驱动电流。升压振荡电路的输出端是设置在第三电容C3与第四电容C4的公共端点处,优选地,所述雾化片的正极与该公共端点连接,所述雾化片的负极与所述开关电路的输出端连接;其中,线性升压单元是直流升压芯片或连接有直流升压芯片的阻容升压电路;具体地,直流升压芯片是所述线性升压单元,或者所述线性升压单元是由直流升压芯片及其外围电路构成,直流升压芯片优选为LM2596系列DC-DC直流升压芯片。电源组件通过所述线性升压单元升压获得雾化片所需要的工作电压,在PWM信号的高电平期间或所述驱动信号调节电路的输出端产生高电平期间,所述线性升压单元升压输出的信号依次经过RC滤波网络(可以视为第三电容C3和第八电阻R8并联连接)、LC网络(可以视为第三电容C3和电感L串联连接),并所述驱动信号产生电路和所述开关电路的驱动作用下,在所述驱动信号调节电路调节产生的稳定脉宽范围内加快达到谐振状态,优选地,所述升压振荡电路产生的振荡频率能够与PWM信号的占空比成比例关系。
综上,前述实施例立足于提高对雾化片雾化工作的驱动能力,包括提高驱动电压和让雾化片处于振荡状态的时间是可控,在每个电路内使用至多一个阻容网络和至多一个芯片模块来控制雾化片的振荡工作,不容易聚集热量,容易实现内设有雾化片振荡控制电路的电子雾化终端的小型化。而且,在本申请公开的雾化片振荡控制电路中,驱动信号产生电路用于将微控制器提供的PWM信号整形为稳定的方波信号,并提供足够大的驱动电压电流给升压振荡电路和驱动信号调节电路,触发所述驱动信号调节电路加快响应所述驱动信号产生电路输出的高电平信号或低电平信号,并触发所述驱动信号调节电路产生一定时间宽度的正、负脉冲信号,即产生指定宽度的单个输出脉冲,即“高”或“低”,不仅让所述开关电路内的MOS管导通到地快速放电,而且让所述驱动信号调节电路周期性地控制所述开关电路的开启和关闭,抑制温度对雾化片工作的影响。
基于前述实施例,还公开一种电子雾化终端,包括前述实施例公开的雾化片振荡控制电路。采用较少的分立元件来加快驱动LC网络在较高的电压下进行振荡,克服MOS管温度过高的影响,也容易实现内设有雾化片振荡控制电路的电子雾化终端的小型化。相对于现有技术中使用多个RC网络和LC网络对单个微控制器进行电压频率反馈,本申请采用较少的分立元件和较小规模的芯片模块,且充分利用单稳态触发器的暂态来将占空比的高低电平的脉宽调节稳定以加快雾化片在闭合通路中起振,提高雾化片的雾化效率和降温效果。
优选地,电子雾化终端可以用作电子烟。
所述电子雾化终端的具体工作过程如下:
当存在抽吸动作(吸烟动作)时,所述开关S1被断开,触发所述微控制器为所述驱动信号产生电路提供所述PWM信号,所述驱动信号产生电路将所述PWM信号整形处理为稳定的方波信号并提高其内设的MOS管的电量驱动能力,则输出高电平信号或低电平信号到所述驱动信号调节电路。当所述驱动信号产生电路输入高电平时,所述驱动信号调节电路将输入的高电平调节为指定宽度的高电平信号,并延时输出给所述开关电路以控制其内部的NMOS管导通,此时,所述电源组件、所述驱动信号产生电路、所述驱动信号调节电路、所述开关电路、所述雾化片、以及所述升压振荡电路形成导通的振荡工作回路,即形成导通的回路;然后触发所述雾化片开启振荡,所述雾化片以一定频率振荡后产生表面弹性波,以将雾化片表面的液体雾化。当所述驱动信号产生电路输入低电平时,所述驱动信号调节电路将输入的低电平调节为指定宽度的低电平信号,并延时输出给所述开关电路以控制其内部的NMOS管关掉,此时,所述电源组件、所述驱动信号产生电路、所述驱动信号调节电路、所述开关电路、所述雾化片、以及所述升压振荡电路形成断开的振荡工作回路;然后触发所述雾化片停止振荡,所述雾化片表面的液体不继续雾化。
当不存在抽吸动作(停止吸烟动作)时,所述开关S1闭合,触发所述微控制器停止为所述驱动信号产生电路提供所述PWM信号,所述第六电阻R6所在的支路被短路,所述微控制器的占空比使能端处的电压为0,触发所述微控制器停止为所述驱动信号产生电路提供所述PWM信号,因而切断了所述振荡工作回路,所述雾化片没有驱动电压合驱动频率,所述雾化片停止工作,结束雾化过程。
以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
Claims (10)
1.一种雾化片振荡控制电路,其特征在于,雾化片振荡控制电路包括微控制器、驱动信号产生电路、升压振荡电路、驱动信号调节电路、开关电路和电源组件;
电源组件依次通过驱动信号产生电路、驱动信号调节电路和开关电路来与雾化片的一端连接,电源组件还通过升压振荡电路与雾化片的另一端连接,微控制器的占空比输出端与驱动信号产生电路的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,驱动信号产生电路的信号输出端与驱动信号调节电路的触发输入端连接,驱动信号调节电路的调节输出端与开关电路的控制端连接;
雾化片的一端与开关电路的输出端连接,雾化片的另一端与升压振荡电路的输出端连接。
3.根据权利要求2所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,所述驱动信号产生电路包括第一电阻、第二电阻、反相器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管;
反相器的第一输入端是所述驱动信号产生电路的信号输入端,反相器的第一输入端接入所述微控制器输出的PWM信号;
第一电阻连接在反相器的第一输入端与反相器的第二输入端之间,反相器的第一输入端通过第二电阻与反相器的正电源端连接;反相器的正电源端与第三电阻的一端连接,第三电阻的另一端连接于第一电容与第四电阻之间,第三电阻的另一端还与所述电源组件连接;
所述电源组件通过第一电容接地,第一NMOS管的漏极通过第四电阻与所述电源组件连接;
第一PMOS管的源极与第一NMOS管的源极连接,第一PMOS管的栅极与第一NMOS管的栅极连接,第一NMOS管的栅极与反相器的输出端连接,第一PMOS管的漏极接地,第二NMOS管的漏极连接于第一PMOS管的源极与第一NMOS管的源极之间,所述驱动信号产生电路通过第二NMOS管连接到所述驱动信号调节电路,其中,驱动信号产生电路的信号输出端是第二NMOS管的源极。
4.根据权利要求3所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,所述驱动信号调节电路包括单稳态触发器芯片、第二电容和第五电阻;
单稳态触发器芯片的上边沿触发输入端与第二NMOS管的源极连接,单稳态触发器芯片的下边沿触发输入端与单稳态触发器芯片的接地端都接地;
单稳态触发器芯片的清零端与单稳态触发器芯片的电源端都与所述电源组件连接;
第五电阻的一端与所述电源组件连接,第五电阻的另一端与第二电容的一端连接,第二电容的另一端接地,第五电阻接在单稳态触发器芯片的电源端和单稳态触发器芯片的电阻外接端之间,第二电容接在单稳态触发器芯片的电阻外接端和单稳态触发器芯片的电容外接端之间;
所述驱动信号调节电路的触发输入端是单稳态触发器芯片的上边沿触发输入端,单稳态触发器芯片的输出端是所述驱动信号调节电路的调节输出端;
其中,第五电阻与第二电容的时间常数确定单稳态触发器芯片的输出端产生预设脉宽的电平信号所需的定时周期;所述驱动信号调节电路的触发输入端输入的信号频率与所述驱动信号调节电路的调节输出端输出的信号频率相同。
5.根据权利要求4所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,所述驱动信号调节电路还包括第六电阻和开关;
所述第六电阻的一端与第二NMOS管的栅极连接,所述第六电阻的另一端与所述电源组件连接;
开关的一端同时与第二NMOS管的栅极和微控制器的占空比使能端连接,开关的另一端接地。
6.根据权利要求5所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,所述开关电路包括第七电阻和第三NMOS管,第三NMOS管的栅极与第七电阻的一端连接,第三NMOS管的源极与第七电阻的另一端连接,第七电阻的另一端接地,第三NMOS管的漏极是开关电路的输出端以连接上所述雾化片,开关电路的控制端是第三NMOS管的栅极以连接上所述驱动信号调节电路。
7.根据权利要求2所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,所述升压振荡电路包括线性升压单元、电感、第三电容、第四电容和第八电阻;
线性升压单元的输入端与所述电源组件连接,线性升压单元的输出端与电感的一端连接,电感的另一端与第三电容的一端连接,第三电容的另一端与第四电容的一端连接,第四电容的另一端接地;第八电阻的一端连接在电感和第三电容之间,第八电阻的另一端与开关电路的输出端连接;升压振荡电路的输出端是设置在第三电容与第四电容的公共端点处;
其中,线性升压单元是直流升压芯片或连接有直流升压芯片的阻容升压电路。
8.根据权利要求2所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,所述微控制器是支持将交流信号或直流信号调制为PWM信号并由占空比输出端输出;
所述电源组件用于分别为驱动信号产生电路、升压振荡电路、驱动信号调节电路提供直流信号或交流信号。
9.根据权利要求8所述雾化片振荡控制电路,其特征在于,所述雾化片包括但不限于压电陶瓷片;
所述雾化片以一定频率振荡后产生表面弹性波,以将雾化片表面的液体雾化;其中,一定频率是由所述升压振荡电路和所述开关电路施加电压到雾化片后产生。
10.一种电子雾化终端,其特征在于,包括权利要求1至9任一项所述雾化片振荡控制电路。
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CN202223153326.7U CN218960082U (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种雾化片振荡控制电路及电子雾化终端 |
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CN202223153326.7U Active CN218960082U (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种雾化片振荡控制电路及电子雾化终端 |
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