一种电子雾化器控制系统及方法与流程

1.本发明属于电子雾化器技术领域，特别涉及一种电子雾化器控制系统及方法。


背景技术：

2.目前市场上的电子雾化器产品不具备干烧保护功能，也就是不具备判断烟油是否用完以及烟油用完后不能保护而继续加热造成电子雾化器过热，严重时会导致电子雾化器损坏，甚至烫伤使用者；对于储油式电子雾化器由于烟油用完后继续加热造成高温使部分残留物碳化产生焦糊味，影响后续添加烟油后的使用口感；目前市场上高端电子雾化器产品普遍采用mcu和分立器件方案通过增加温度传感器来实现烟油检测和干烧保护。由于烟油用完或剩少量烟油造成加热丝的温度超过正常烟油雾化的温度，传感器检测后送到mcu，mcu控制关断发热丝电流，起到干烧保护功能。基于以上干烧保护方案，产品的制造成本较高，市场上急需低成本解决干烧检测和保护方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种电子雾化器控制系统及方法，以解决上述问题。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种电子雾化器控制系统，其特征在于，包括传感器u1、控制器u2；传感器u1、控制器u2依次连接；
6.控制器u2包括传感器输入端、主控逻辑、第一计时器、第二计时器、比较器、驱动、主功率管m0、采样管m1和采样电阻r2；传感器输入端连接传感器u1，传感器输入端、第一计时器、第二计时器和驱动均连接在主控逻辑上；比较器cmp1的输出端连接第一计时器和第二计时器，比较器cmp1的两个输入端分别连接加热电阻r1和采样电阻r2，比较器用于比较采样电阻r2和加热电阻r1上的电压；驱动输出端分别连接主功率管m0和采样管m1，采样管m1连接电阻r2一端，主功率管m0连接加热电阻r1的一端，采样电阻r2和加热电阻r1的另一端接地。
7.进一步的，传感器u1为负压气流传感器，用于检测空气流动产生的负压。
8.进一步的，传感器u1的一端连接主控逻辑的传感器接入端，另一端接地。
9.进一步的，加热电阻r1加热烟油并使烟油雾化；第一计时器和第二计时器分别控制主功率管m0开启和关断时长。
10.进一步的，控制器u2还包括充电管理，充电管理的输入端连接usb外接电源；充电管理模块的输出端连接vdd外接电池，vdd外接电池连接在吸烟状态检测模块上。
11.进一步的，控制器u2还包括led模块，led模块包括led驱动和led指示灯，led驱动一端连接主控逻辑，另一端连接led指示灯。
12.进一步的，加热电阻r1上的电压满足：
13.14.采样电阻r2的电压满足：
[0015][0016]
其中：rdson_m0为主功率管m0的导通电阻，rdson_m1为采样管m1的导通电阻。
[0017]
进一步的，采样管m1的尺寸为主功率管m0的尺寸的k1分之一；采样电阻r2为加热电阻r1的k2倍，其中k1和k2可以相等也可以不相等。
[0018]
进一步的，一种电子雾化器控制方法，包括以下步骤：
[0019]
传感器u1输入有效信号后，主控逻辑控制驱动模块开启主功率管m0和采用管m1，同时启动第一计时器计时，在t1时间内比较器cmp1比较r1和r2上的电压；
[0020]
将比较器cmp1的比较结果输入主控逻辑；
[0021]
当在t1时间内，如果r1上的电压大于r2上的电压，主控逻辑判断为干烧情况，关断主功率管m0并锁定，直到传感器u1的有效信号结束；
[0022]
当在t1时间后，如果r1上的电压大于r2上的电压，则主控逻辑判断为正常加热，关闭主功率管m0但不锁定，同时启动第二计时器，计时t2时间后重新开启主功率管m0加热，重复此过程，直至传感器u1的有效信号结束，实现加热器温度恒温控制。
[0023]
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
[0024]
本发明是利用电子雾化器的加热丝在有烟油和没有烟油的情况下，其电阻变化率的不一样来检查是否是在干烧；从吸烟动作开始计时，同时发热丝上的电压与内部参考电压做比较，在设定的时间内若加热丝电压超过参考电压这判定为干烧，并立即关掉功率管停止给发热丝加热，直至本次吸烟过程结束；如果超过设定的时间后加热丝电压超过参考电压这判定为正常加热，关掉功率管停止加热，并于一固定时间后重新启动功率管加热，重复此过程直至本次吸烟过程结束。本技术能够适应充油多次使用和一次性使用的电子雾化器，在加热芯片上集成干烧保护和温度控制功能，避免了烟油用完后继续加热或烟油减少后加热温度过高造成烟油分解产生焦糊味影响口感和吸烟体验，并有效降低制作成本。
[0025]
本发明设置第二计时器，关断主功率管加热后经过设定的一段时间后重新开启加热，这样加热丝的温度就会保持在一个和阈值电压相关温度点。可以通过调节阈值电压来控制加热丝的工作温度，实现温度恒温控制。
附图说明
[0026]
图1为本发明系统原理图；
[0027]
图2为本发明电子雾化器系统结构图。
具体实施方式
[0028]
以下结合附图对本发明进一步说明：
[0029]
请参阅图1至图2，一种电子雾化器控制系统，包括传感器u1、控制器u2；传感器u1、控制器u2依次连接；
[0030]
控制器u2包括传感器输入端、主控逻辑、第一计时器、第二计时器、比较器、驱动、主功率管m0、采样管m1和采样电阻r2；传感器输入端连接传感器u1，传感器输入端、第一计时器、第二计时器和驱动均连接在主控逻辑上；比较器的输出端连接第一计时器和第二计
时器，比较器的两个输入端分别连接加热电阻r1和采样电阻r2，比较器用于比较采样电阻r2和加热电阻r1上的电压；驱动输出端分别连接主功率管m0和采样管m1，采样管m1连接电阻r2一端，主功率管m0连接加热电阻r1的一端，采样电阻r2和加热电阻r1的另一端接地。
[0031]
具体的：
[0032]
1、充电管理：usb外接电源，vdd外接电池，由usb端给vdd外接电池充电；分为涓流、恒流和恒压三种充电模式；
[0033]
2、传感器输入端：是传感器u1检测到吸烟状态后在输出有效信号给u2的sense端，控制器u2的传感器输入端接收到sense信号后将吸烟状态信号给到主控逻辑；
[0034]
3、主控逻辑：主控逻辑接收传感器输入端信号，控制led驱动和mos驱动；
[0035]
a、当接收到传感器输入端信号后，主控逻辑控制led驱动，led根据吸烟状态点亮led并分不同的状态，控制led灯闪烁频率；
[0036]
b、当接收到传感器输入端信号后，主控逻辑打开功率管m0和采样管m1，并根据out电压来控制m0导通占空比，实现输出功率恒定；
[0037]
4、计时器：第一计时器，当接收到传感器输入端信号后，开始启动计时计时；第二计时器，当正常加热模式，主控逻辑关断主功率管m0后开始计时；
[0038]
5、led驱动：根据主控逻辑信号控制led的亮灭；
[0039]
6、驱动：根据主控逻辑信号控制功率管m0和采样管m1的导通和关断，给电热丝r1加热和控制；
[0040]
本技术中：
[0041]
m0为主功率管，作为电加热丝r1的开关；m1为采样管，与m0类型保持一致，只是尺寸为m0的k1分之一；即用采样管m1和电阻r2，并设计m0的宽长比是m1宽长比的k1倍；同时r2的阻值是发热丝干烧时的k2倍，k1和k2可以相同也可以不相同；
[0042]
r2为采样电阻，在芯片内设计r2接近0温漂电阻，且将r2设计为r1在干烧时的近似k2倍；
[0043]
在传感器输入端有效信号后，启动第一计时器计时，在t1时间将比较器cmp1的比较结果输入主控逻辑；
[0044]
cmp1比较r1和r2上的电压；
[0045]
当在t1时间内，如果r1上的电压大于r2上的电压，主控逻辑判断为干烧情况，关断主功率管m0并锁定，直到传感器u1的有效信号结束。
[0046]
功率管m0导通时，r1上的电压为
[0047][0048]
由于电热丝随温度上升电阻值上升，该电压也随着电热丝发热会上升，只是有烟油的情况下上升的慢，在没有烟油的情况下上升的很快；同理r2上的电压为：
[0049][0050]
r2的电阻设计成接近零温漂的点电阻，因此vr2可近似与温度无关；
[0051]
实施例：
[0052]
在吸烟状态检测模块输入信号后，启动第一计时器计时，在t1时间内比较器cmp1
比较r1和r2上的电压；
[0053]
将比较器cmp1的比较结果输入主控逻辑；
[0054]
当在t1时间内，如果r1上的电压大于r2上的电压，主控逻辑判断为干烧情况，关断主功率管m0并锁定，直到传感器u1的有效信号结束；
[0055]
当在t1时间后，如果r1上的电压大于r2上的电压，则主控逻辑判断为正常加热，关闭主功率管m0但不锁定，同时启动第二计时器，计时t2时间后重新开启主功率管m0加热，重复此过程，直至传感器u1的有效信号结束，实现加热器温度恒温控制。
[0056]
本技术是利用电子雾化器的加热丝的电阻随温度升高而增加的特性，来检测温度实现加热丝的温度控制，当启动加热后加热丝的温度快速升高同时加热丝的电阻也随温度升高而增加，加热丝的电阻增加必然会导致加热丝上的电压增加，检测加热丝上的电压和内部的阈值电压比较，当加热丝上的电压超过阈值电压，比较器翻转，触发控制器关断加热，同时启动计时器，经过设定的一段时间后重新开启加热，这样加热丝的温度就会保持在一个和阈值电压相关温度点。可以通过调节阈值电压来控制加热丝的工作温度，实现温度控制。
[0057]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。