CN221012012U - 一种发热丝测阻电路及电子雾化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发热丝测阻电路及电子雾化装置，所述发热丝测阻电路包括开关管，所述开关管包括输入端、输出端及受控端，所述开关管的输入端用于接入电源，所述开关管的受控端用于接入第一控制信号；测流电阻，包括第一端及第二端，所述测流电阻的第一端连接所述开关管的输出端，所述测流电阻的第二端用于连接发热丝；分压电路，所述分压电路的两端分别设置有接入点及控制点，所述分压电路的中间设置有分压测量点，所述接入点连接所述测流电阻的第二端使得所述分压电路与所述发热丝呈并联关系，所述控制点用于接入第二控制信号。本实用新型简化了测阻电路，降低了成本。

Description

一种发热丝测阻电路及电子雾化装置

技术领域

本实用新型涉及电子雾化装置技术领域，尤其涉及一种用于电子雾化装置上的发热丝测阻电路及电子雾化装置。

背景技术

电子雾化装置如电子烟包括主机和烟弹，由于现有烟弹的发热丝具有不同的阻值，为了便于主机识别烟弹内发热丝的阻值后自动调节发热功率，一般会设置测量发热丝电阻的测阻电路。现有的发热丝测阻电路一般包括多个开关管(如MOS管)，通过控制多个开关管的通断来产生高低电平以实现阻值的检测，即现有的发热丝测阻电路较复杂，成本相对较高。

因此，现有技术有待改进。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种发热丝测阻电路及电子雾化装置，旨在简化电路，降低成本。

为实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种发热丝测阻电路，其中，包括：

开关管，所述开关管包括输入端、输出端及受控端，所述开关管的输入端用于接入电源，所述开关管的受控端用于接入第一控制信号；

测流电阻，包括第一端及第二端，所述测流电阻的第一端连接所述开关管的输出端，所述测流电阻的第二端用于连接发热丝；

分压电路，所述分压电路的两端分别设置有接入点及控制点，所述分压电路的中间设置有分压测量点，所述接入点连接所述测流电阻的第二端使得所述分压电路与所述发热丝呈并联关系，所述控制点用于接入第二控制信号。

其中，所述分压电路为电阻分压电路，包括串联的第一分压电阻及第二分压电阻，所述分压测量点设置在所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的连接节点上。

其中，所述第一控制信号、第二控制信号直接由MCU提供，所述分压测量点直接连接MCU的测压引脚。

其中，所述发热丝测阻电路还包括三极管，所述三极管包括集电极、发射极及基极，所述三极管的集电极连接所述开关管的受控端，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极用于连接MCU，所述第一控制信号由所述三极管的通断提供，所述第二控制信号直接由MCU提供，所述分压测量点直接连接MCU的测压引脚。

其中，所述开关管为MOS管。

其中，所述发热丝测阻电路还包括MCU，所述MCU包括第一控制信号引脚、第二控制信号引脚、及测压引脚，所述第一控制信号引脚直接或间接与所述开关管的受控端连接，所述第二控制信号引脚直接与所述分压电路的控制点连接，所述测压引脚直接与所述分压电路的分压测量点连接。

其中，所述发热丝测阻电路还包括短路检测电路，所述短路检测电路的两端分别与所述接入点及控制点连接使得所述短路检测电路与所述分压电路并联，所述短路检测电路的中间设置有短路测量点。

其中，所述短路检测电路包括串联的第三分压电阻及及第四分压电阻，所述短路测量点设置在所述第三分压电阻与所述第四分压电阻的连接节点上。

其中，所述发热丝测阻电路还包括滤波电容，所述滤波电容连接在所述分压测量点与所述控制点之间。

本实用新型还提出一种电子雾化装置，其中，所述电子雾化装置包括前述的发热丝测阻电路。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案，限于篇幅，在此不再一一累述。

本实用新型的有益效果：通过设置开关管、测流电阻及分压电路，利用分压电路上的分压测量点测出该点电压后再计算出发热丝上的电压，然后再计算出测流电阻上的电流，然后利用该电流及发热丝的电压算出发热丝的电阻从而完成测阻，该电路只使用一个开关管，同时该电路可直接连接MCU来控制开关管及分压电路的通断，而无需再通过增加额外的开关管输出高低电平来控制整个电路的通断，这样简化了测阻电路，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型发热丝测阻电路一实施例的原理框图；

图2为本实用新型发热丝测阻电路一电路示意图；

图3为本实用新型发热丝测阻电路另一电路示意图；

图4为本实用新型发热丝测阻电路另一实施例的原理框图。

附图标记说明：

100-测阻电路，10-开关管，11-输入端，12-输出端，13-受控端，20-测流电阻，21-第一端，22-第二端，30-发热丝电压输出点，40-分压电路，41-接入点，42-控制点，43-分压测量点，44-第一分压电阻，45-第二分压电阻，50-三极管，60-MCU，61-第一控制信号引脚，62-第二控制信号引脚，63-测压引脚，70-短路检测电路，71-短路测量点，72-第三分压电阻，73-第四分压电阻，80-滤波电容，200-发热丝。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”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，除非另有明确的限定。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。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参考图1，本实用新型提出一种发热丝测阻电路100，包括开关管10，所述开关管10包括输入端11、输出端12及受控端13，所述开关管10的输入端11用于接入电源BAT+，所述开关管10的受控端13用于接入第一控制信号EN1。开关管10可以采用MOS管或三极管，优选地，本实施例中的开关管10为MOS管。开关管10的输入端11接入的电源BAT+可以是电子烟的电池提供。开关管10的受控端13接入的第一控制信号EN1可以直接是MCU提供或MCU间接提供。第一控制信号EN1控制开关管10的通断，开关管10的通断控制电源BAT+是否从开关管10的输出端12输出至发热丝200。

还包括测流电阻20，该测流电阻20包括第一端21及第二端22，所述测流电阻20的第一端21连接所述开关管10的输出端12，所述测流电阻20的第二端22用于连接发热丝200，如图1所示，发热丝200的一端连接测流电阻20的第二端22，另一端接地。设测流电阻20的第二端22与发热丝200的连接处为发热丝电压输出点30(OUT+)，在测量发热丝200的电阻时，利用发热丝电压输出点30(OUT+)的电压和电源BAT+电压的差值得到测流电阻20两端的电压差，然后用测流电阻20两端的电压差除以测流电阻20的阻值即得到发热丝200回路的电流，然后根据该电流和发热丝电压输出点30(OUT+)的电压可以计算得到发热丝200的电阻。测流电阻20的阻值是已知的，测流电阻20的作用是用测流电阻20的阻值计算由电源BAT+、开关管10、测流电阻20、发热丝200组成的电路回路的电流。

还包括分压电路40，所述分压电路40的两端分别设置有接入点41及控制点42，所述分压电路40的中间设置有分压测量点43(OUT-AD)，所述接入点41连接所述测流电阻20的第二端22使得所述分压电路40与所述发热丝200呈并联关系，所述控制点42用于接入第二控制信号AGND。由于发热丝200与测流电阻20的第二端22连接处即发热丝电压输出点OUT+的电压一般较高，高于MCU所能识别的电压范围，故发热丝电压输出点OUT+不能通过直接连接到MCU上然MCU识别。本实用新型采用将分压电路40与发热丝200并联，然后从分压电路40中分压的一个点即分压测量点OUT-AD来获取电压，由于该点电压是经过降压后电压，其可以被MCU直接识别，故分压测量点OUT-AD可直接连接MCU进行电压的识别获取，得到分压测量点OUT-AD的电压，然后利用分压电路40内部电路结构计算出分压电路40接入点41的电压，该接入点41与发热丝电压输出点OUT+相连，故接入点41的电压等于发热丝电压输出点OUT+的电压，相当于得到了发热丝电压输出点OUT+的电压，然后再经过测流电阻20计算回路上的电流，然后再利用该电流和发热丝电压输出点OUT+的电压即可计算出发热丝200的电阻。第二控制信号用于控制分压电路40是否导通而起作用，如需要测量发热丝200电阻时，先通过发送第一控制信号EN1使得开关管10导通，而使得发热丝200回路导通，然后在通过控制点42发送一个低电平的第二控制信号AGND，使得测流电阻20的第二端22与分压电路40的控制点42之间的电路导通，从而使得分压电路40起作用，以完成发热丝200电阻的测量。

优选地，本实用新型的所述控制点42在发热丝的电阻测量完成后呈高阻态。即在发热丝200的电阻测量完成后，又可以通过控制点42发送一个高电平第二控制信号AGND，使得控制点42呈高阻态而使得分压电路40不起作用。

具体地，如图1所示，所述分压电路40为电阻分压电路，包括串联的第一分压电阻44及第二分压电阻45，所述分压测量点43设置在所述第一分压电阻44与所述第二分压电阻45的连接节点上，第一分压电阻44远离所述第二分压电阻45的一端为接入点41连接在测流电阻20的第二端22，第二分压电阻45远离所述第一分压电阻44的一端为控制点42用于接入第二控制信号。分压电路40中的两个电阻，每个电阻都起到了分压作用，两个电阻两端的电压值之和等于发热丝200上的电压，两个电阻的分压值按照各自的阻值进行比例的分压。可以理解，在其他实施例中，分压电路40中还可以是多个串联的电阻如3个、4个等串联的电阻。

作为一种实施方式，本实用新型发热丝测阻电路100的第一控制信号、第二控制信号直接由MCU提供，所述分压测量点直接连接MCU的测压引脚。如图2所示，Q5为开关管，R26为测流电阻，R17和R14组成分压电路，本实施例中，分压电路的电阻值远大于测流电阻的阻值，这样在分压电路工作时，很小的电流近似于没有电流从分压电阻流过，分压电路只起分压作用。Q5的S极连接电源BAT+，Q5的G极直接连接MCU，由MCU提供第一控制信号EN1。Q5的S极与G极之间还连接有偏置电阻R25。Q5的D极连接R26，R26的另一端连接R17的一端及发热丝电压输出点OUT+，发热丝电压输出点OUT+是连接发热丝200的。R17和R14的中间连接点为分压测量点OUT-AD，该分压测量点OUT-AD直接连接MCU，R14的一端直接连接MCU，由MCU提供第二控制信号AGND。

图2电路发热丝200的电阻测量原理如下：

1、MCU发送一个高电平的第一控制信号EN1至Q5的G极，Q5导通，电池的电源BAT+通过Q5的S极输入，D极输出至R26，然后通过OUT+点输入发热丝200，使得发热丝200导通。

2、MCU发送一个低电平的第二控制信号AGND，R17、R14导通形成分压环境，然后MCU直接取OUT-AD位置的电压,得到V_OUT-AD。

3、由分压电路计算OUT+处的电压即发热丝200上的电压：

V_OUT＝V_OUT-AD*(R14+R17)/R14。

3、R26左侧电压等于电源电压V_BAT，则R26上电流：

I＝(V_BAT-V_OUT)/R26。

4、该电流I也等于分压电路不工作时整个发热丝200回路上的电流，故发热丝的电阻：

R＝V_OUT/I。

本实施例方式的测阻电路100，只使用一个开关管，电路简单，同时开关管的导通和分压电路的作用均直接由MCU控制，无需再增加开关管来控制电路，整个电路简单，成本低。

作为另一种实施方式，如图3所示，所述发热丝测阻电路100还包括三极管50，所述三极管50包括集电极，发射极及基极，所述三极管50的集电极连接所述开关管10的受控端13，所述三极管50的发射极接地，所述三极管50的基极用于连接MCU，所述第一控制信号由所述三极管50的通断提供，所述第二控制信号直接由MCU提供，所述分压测量点42直接连接MCU的测压引脚。三极管50的接入可以较好地隔离MCU与电源BAT+，同时三极管50较MOS管成本低。

在图3中，Q5为开关管，Q3为三极管，R26为测流电阻，R13和R14组成测量发热丝阻值用的分压电路，Q5的S极连接电源BAT+，Q5的G极连接Q3的集电极，Q3的的发射极接地，Q3的基极连接MCU，由MCU提供控制信号EN1来控制Q3的通断，Q3的通断再控制Q5的通断，相当于Q3为Q5提供了第一控制信号。Q5的D极连接R26，R26的另一端连接R13的一端及发热丝电压输出点OUT+，发热丝电压输出点OUT+是连接发热丝200的。R13和R14的中间连接点为分压测量点OUT-AD，该分压测量点OUT-AD直接连接MCU，R14的一端直接连接MCU，由MCU提供第二控制信号AGND。

图3电路发热丝200的电阻测量原理如下：

1、MCU发送一个高电平的控制信号EN1至Q3的基极，Q3导通，Q3导通后使得Q5导通，Q5导通后电池的电源BAT+通过Q5的S极输入，D极输出至R26，然后通过OUT+点输入发热丝200，使得发热丝200导通。

2、MCU发送一个低电平的第二控制信号AGND，R13、R14导通形成分压环境，然后MCU直接取OUT-AD位置的电压,得到V_OUT-AD。

3、由分压电路计算OUT+处的电压即发热丝200上的电压：

V_OUT＝V_OUT-AD*(R14+R13)/R14。

3、R26左侧电压等于电源电压V_BAT，则R26上电流：

I＝(V_BAT-V_OUT)/R26。

4、该电流I也等于分压电路不工作时整个发热丝200回路上的电流，故发热丝的电阻：

R＝V_OUT/I。

同样，在本实施例方式中，测阻电路100只使用一个MOS开关管，电路简单，同时分压电路的作用均直接由MCU控制，无需再增加MOS开关管来控制电路，成本低。

优选地，如图3所示，本实用新型的发热丝测阻电路100还包括短路检测电路70，所述短路检测电路70的两端分别与所述接入点41及控制点42连接使得所述短路检测电路70与所述分压电路40并联，所述短路检测电路70的中间设置有短路测量点71。短路检测电路70通过测量短路测量点71上的电压而用于检测发热丝200是否短路。以便于电路后续的保护控制。

具体地，所述短路检测电路70包括串联的第三分压电阻72及及第四分压电阻73，所述短路测量点71设置在所述第三分压电阻72与所述第四分压电阻73的连接节点上。如图3中所示，第三分压电阻为R15，第四分压电阻为R16，R15与R16的连接处为短路测量点VDET，VDET直接连接MCU。MCU发送低电平的第二控制信号AGND，则短路检测电路70工作，然后MCU读取VDET点的电压，如VDET点的电压为高电压则判断正常，若VDET点的电压为低电压则判断短路。

进一步地，如图3中所示，所述发热丝测阻电路100还包括滤波电容80，所述滤波电容80连接在所述分压测量点43与所述控制点42之间。滤波电容C9能防止信号干扰而影响分压测量点的电压值读取。

作为另一种实施方式，如图4所示，所述发热丝测阻电路100还包括MCU60，所述MCU60包括第一控制信号引脚61、第二控制信号引脚62、及测压引脚63，所述第一控制信号引脚61直接或间接与所述开关管10的受控端13连接，所述第二控制信号引脚62直接与所述分压电路40的控制点42连接，所述测压引脚63直接与所述分压电路40的分压测量点43连接。优选地，本实施例中MCU的芯片型号为CM9M0A5-Q-QFN20。这样，本实用新型的发热丝测阻电路100可通过MCU直接控制开关管的通断及直接控制分压电路工作，降低电路成本。

本实用新型还提出一种电子雾化装置，该电子雾化装置包括上述的发热丝测阻电路100，由于采用了所述发热丝测阻电路100，故本实用新型的电子雾化装置也具有上述的有益效果。

本实用新型实施例提出的发热丝测阻电路100及电子雾化装置，只使用一个开关管，同时该电路可直接由MCU来控制开关管及分压电路的通断，而无需再通过增加额外的开关管输出高低电平来控制整个电路的通断，电路结构简单，降低了电路成本。

以上所述仅为清楚地说明本实用新型所作的举例，并非因此限制本实用新型的专利范围，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型技术方案中的内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种发热丝测阻电路，其特征在于，包括：

开关管，所述开关管包括输入端、输出端及受控端，所述开关管的输入端用于接入电源，所述开关管的受控端用于接入第一控制信号；

测流电阻，包括第一端及第二端，所述测流电阻的第一端连接所述开关管的输出端，所述测流电阻的第二端用于连接发热丝；

分压电路，所述分压电路的两端分别设置有接入点及控制点，所述分压电路的中间设置有分压测量点，所述接入点连接所述测流电阻的第二端使得所述分压电路与所述发热丝呈并联关系，所述控制点用于接入第二控制信号。

2.根据权利要求1所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述分压电路为电阻分压电路，包括串联的第一分压电阻及第二分压电阻，所述分压测量点设置在所述第一分压电阻与所述第二分压电阻的连接节点上。

3.根据权利要求1所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述第一控制信号、第二控制信号直接由MCU提供，所述分压测量点直接连接MCU的测压引脚。

4.根据权利要求1所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述发热丝测阻电路还包括三极管，所述三极管包括集电极、发射极及基极，所述三极管的集电极连接所述开关管的受控端，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极用于连接MCU，所述第一控制信号由所述三极管的通断提供，所述第二控制信号直接由MCU提供，所述分压测量点直接连接MCU的测压引脚。

5.根据权利要求1所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述开关管为MOS管。

6.根据权利要求1所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述发热丝测阻电路还包括MCU，所述MCU包括第一控制信号引脚、第二控制信号引脚、及测压引脚，所述第一控制信号引脚直接或间接与所述开关管的受控端连接，所述第二控制信号引脚直接与所述分压电路的控制点连接，所述测压引脚直接与所述分压电路的分压测量点连接。

7.根据权利要求1所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述发热丝测阻电路还包括短路检测电路，所述短路检测电路的两端分别与所述接入点及控制点连接使得所述短路检测电路与所述分压电路并联，所述短路检测电路的中间设置有短路测量点。

8.根据权利要求7所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述短路检测电路包括串联的第三分压电阻及及第四分压电阻，所述短路测量点设置在所述第三分压电阻与所述第四分压电阻的连接节点上。

9.根据权利要求1所述的发热丝测阻电路，其特征在于，所述发热丝测阻电路还包括滤波电容，所述滤波电容连接在所述分压测量点与所述控制点之间。

10.一种电子雾化装置，其特征在于，所述电子雾化装置包括如权利要求1-9任一项所述的发热丝测阻电路。