掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

一种系统控制电路及电子烟

文献发布时间:2023-06-19 15:49:21



技术领域

本申请涉及电子烟技术领域,尤其涉及一种系统控制电路及电子烟。

背景技术

现有的电子烟,包括电池和雾化组件。请参见图1,雾化组件与电池电连接,电池用于给雾化组件提供电能量,雾化组件一般包括系统控制模块、雾化芯、第一开关单元910和气流传感器940等,系统控制模块通过电池端B1、接地端对应与电池电连接,雾化芯包括发热丝950,发热丝950经由第一开关单元910与电池电连接,第一开关单元910、气流传感器940分别与系统控制模块电连接,发热丝950用于加热烟油以雾化产生烟雾,气流传感器940用于检测是否有气流流动,例如用户吸烟时会引起电子烟内气流流动。

当系统控制模块通过气流传感器940检测到有气流流动时,系统控制模块控制第一开关单元910开启导通,从而发热丝950与电池形成的回路导通,从而发热丝950发热以加热烟油产生烟雾,烟雾通过电子烟的吸嘴输送到用户嘴里,实现吸烟效果,当系统控制模块通过气流传感器940检测到用户停止吸烟时,系统控制模块控制第一开关单元910断开截止,发热丝950与电池形成的回路断开,从而实现发热丝950停止加热。

当用户一次吸烟的时长比较长(过吸)时,例如超过15s、20s,此时气流传感器940在吸烟期间一直被触发,或者电子烟在物流运输中,气流传感器940被长时间误触发等(过吸),导致第一开关单元910工作时间过长,造成第一开关单元910温升过高,可能超过此器件的最大工作温度,例如℃,会造成第一开关单元910的寿命或者可靠性降低,严重的会造成第一开关单元910短路损坏,第一开关单元910短路损坏或者温度升高会引起连锁反应,例如造成第一开关单元910周围的系统控制模块等损坏。

为了解决第一开关单元910长时间工作的问题,目前的解决方式为系统控制模块对气流传感器940的触发时长进行控制,当气流传感器940的触发时长超过预设时长时,例如预设时长为5s或者10s等,即使气流传感器940还检测到有气流流动被触发,系统控制模块也强制控制第一开关单元910停止工作,此种设置有利于保护第一开关单元910及其周围电路。现有还存在一种系统控制模块方案,系统控制模块方案里面有过温保护功能。

发明内容

然而,本申请的发明人经过长期研究发现:上述的过吸保护机制有一定几率会损坏失效,或者还存在上述过吸机制之外的情形:例如气流检测被反复误触发,间隔很短,而每次气流传感器被触发时长小于内部预设时长;或者系统控制模块出现异常导致第一开关单元一直工作;或者第一开关单元损坏短路。此时原来的通过气流传感器被触发以对吸气时长进行控制的方式就会失效。导致第一开关单元长时间工作,或者第一开关单元停止工作时间很短热量来不及散掉,导致第一开关单元的温升过高,造成整个电子烟内部的温度升高,导致第一开关单元恶化损坏,以及第一开关单元周边电路也会恶化损坏,造成电子烟严重损坏;而且,电子烟内部温升持续升高,可能会导致电子烟着火,引起安全问题。而且,即使有些系统控制模块方案里面有过温保护功能,但是过温保护的温度检测并不能完全体现第一开关管单元的工作温度,即第一开关单元的最大工作温度已经超过器件本身的最大工作结温,但是温度保护功能还没有检测到。同样也会导致第一开关单元的寿命或者可靠性降低。同时如果电子烟输出功率都比较大,电池放电电流都在安培级别,例如5A,此时电池通过第一开关长时间工作,因为电池本身是有内阻,长时间大电流放电会导致电池自身温升过高,超过电池安全放电温度范围,引起安全问题。

本申请实施例所要解决的技术问题在于,提供一种系统控制电路及电子烟。可以防止第一开关单元长时间工作。

为了解决至少部分上述技术问题,本申请实施例第一方面提供了一种应用于电子烟的系统控制电路,包括系统控制模块和第一开关单元,所述系统控制模块包括电池端、第一接地端、系统控制单元,其中,所述电池端、所述第一接地端用于对应与电池组件的两端电连接,所述系统控制单元包括开关控制单元,所述开关控制单元与所述第一开关单元的控制端电连接,所述第一开关单元的控制端与系统控制单元电连接,所述第一开关单元用于与发热元件串联以形成至少部分发热支路;

所述系统控制模块还包括支路检测单元,所述支路检测单元用于获得第二检测电压,所述第二检测电压用于表征发热支路是否导通,所述系统控制单元包括二级过吸保护单元,所述二级过吸保护单元与所述支路检测单元电连接,当所述二级过吸保护单元根据所述第二检测电压判断所述发热支路导通时,所述二级过吸保护单元开始计时,当所述二级过吸保护单元计时时长大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元用于控制所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述支路检测单元包括雾化端,所述雾化端用于分别与第一开关单元、发热元件电连接,所述第二检测电压根据所述雾化端的电压确定。

可选的,所述第二检测电压为所述雾化端的电压,当所述二级过吸保护单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时,所述二级过吸保护单元开始计时,当所述二级过吸保护单元计时时长大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元用于控制所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述支路检测单元还包括电流检测单元,所述电流检测单元与所述雾化端电连接,所述电流检测单元用于获得与所述发热支路流过的电流成比例的第三检测电压,所述第二检测电压根据所述第三检测电压确定。

可选的,第一开关单元的一端与电池端电连接,第一开关单元的另一端与雾化端电连接;所述第二检测电压为所述第三检测电压,所述电流检测单元包括第一检测MOS管、第一检测运算放大器、第二检测MOS管和第三检测电阻,其中,第一检测MOS管的栅极与第一开关单元的栅极电连接,其源极与电池端电连接,其漏极与第一检测运算放大器的同向端电连接,第一检测运算放大器的反向端与雾化端电连接,第一检测运算放大器的同向端还与第二检测MOS管的源极电连接,第一检测运算放大器的输出端与第二检测MOS管的栅极电连接,第二检测MOS管的漏极与第三检测电阻的一端电连接,第三检测电阻的另一端接第一接地端,所述第三检测电压为所述第二检测MOS管的漏极处的电压;或者,

第一开关单元的一端与第一接地端电连接,第一开关单元的另一端与雾化端电连接;所述第二检测电压为所述第三检测电压,所述电流检测单元包括第一检测MOS管、第一检测运算放大器、第二检测MOS管和第三检测电阻,其中,第一检测MOS管的栅极与第一开关单元的栅极电连接,其漏极与第一接地端电连接,其源极与第一检测运算放大器的反向端电连接,第一检测运算放大器的同向端与雾化端电连接,第一检测运算放大器的反向端还与第二检测MOS管的漏极电连接,第一检测运算放大器的输出端与第二检测MOS管的栅极电连接,第二检测MOS管的源极与第三检测电阻的一端电连接,第三检测电阻的另一端接电池端,所述第三检测电压为所述第二检测MOS管的源极处的电压。

可选的,所述支路检测单元还包括分压检测单元,所述分压检测单元与所述雾化端电连接,所述分压检测单元用于获得与发热元件的压降呈比例的分压电压,所述第二检测电压根据所述分压电压确定。

可选的,所述第一开关单元的一端与电池端电连接,第一开关单元的另一端与雾化端电连接;所述第二检测电压等于所述分压电压,所述分压检测单元包括第四检测电阻和第五检测电阻,所述第四检测电阻的一端与雾化端电连接,所述第四检测电阻的另一端与第五检测电阻的一端电连接,所述第五检测电阻的另一端与第一接地端电连接,所述分压电压为所述第四检测电阻和第五检测电阻连接点处的电压;或者,

第一开关单元的一端与第一接地端电连接,第一开关单元的另一端与雾化端电连接;所述第二检测电压等于所述分压电压,所述分压检测单元包括第四检测电阻和第五检测电阻,第四检测电阻的一端与电池端电连接,第四检测电阻的另一端与第五检测电阻的一端电连接,第五检测电阻的另一端与雾化端电连接,所述分压电压为所述第四检测电阻和第五检测电阻连接点处的电压。

可选的,所述支路检测单元包括所述第一开关单元的控制端,所述第二检测电压根据所述第一开关单元的控制端的电压确定。

可选的,所述第二检测电压为所述第一开关单元的控制端的电压,当所述二级过吸保护单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时,所述二级过吸保护单元开始计时,当所述二级过吸保护单元计时时长大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元用于控制所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述发热支路包括串联连接的第一开关单元、发热元件和第二检测电阻,所述支路检测单元包括发热检测端,所述发热检测端用于与检测连接点电连接,所述检测连接点为所述第一开关单元和所述第二检测电阻的连接点或者所述发热元件与第二检测电阻的连接点,所述第二检测电压根据所述发热检测端的电压确定。

可选的,所述第二检测电压为所述发热检测端的电压,当所述二级过吸保护单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时,所述二级过吸保护单元开始计时,当所述二级过吸保护单元计时时长大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元用于控制所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述二级过吸保护单元与所述开关控制单元电连接,当所述二级过吸保护单元根据所述第二检测电压判断所述发热支路导通时,所述二级过吸保护单元开始计时,当所述二级过吸保护单元计时时长大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元通过所述开关控制单元控制所述第一开关单元保持关断以使所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述二级过吸保护单元包括过吸比较单元和过吸逻辑单元,所述过吸比较单元的一个输入端接入第二检测电压,所述过吸比较单元的另外一个输入端接入预设的第一参考电压或者预设的第二参考电压,所述过吸比较单元的输出端与过吸逻辑单元电连接,所述过吸逻辑单元用于与所述开关控制单元或者所述电池组件的电池保护电路电连接。

可选的,所述过吸逻辑单元包括第二计时单元和第二时长控制单元,所述第二计时单元的输入端与所述过吸比较单元电连接,所述第二计时单元的输出端与所述第二时长控制单元电连接,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第二计时单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压小于第一参考电压或者大于第二参考电压时所述第二计时单元停止计时,当所述第二时长控制单元判断第二计时单元的计时时长大于或等于第二预设时长时,所述第二时长控制单元输出二级过吸保护信号以控制所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述第二计时单元包括第一基准频率发生单元和第二计时子单元;其中,所述第二计时子单元分别与所述过吸比较单元、第二时长控制单元、第一基准频率发生单元电连接,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第二计时子单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压小于第一参考电压或者大于第二参考电压时所述第二计时子单元停止计时;或者,

所述第二计时单元包括第二基准频率发生单元和第二计时子单元;所述第二基准频率发生单元与所述过吸比较单元电连接,所述第二计时子单元分别与第二时长控制单元、第二基准频率发生单元电连接,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第二基准频率发生单元开始工作,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压小于第一参考电压或者大于第二参考电压时所述第二基准频率发生单元停止工作。

可选的,所述过吸逻辑单元包括第二计时单元、第二时长控制单元、第三计时单元和第三时长控制单元,所述第二计时单元的输入端、所述第三计时单元的输入端分别与所过吸比较单元电连接,所述第二计时单元与所述第二时长控制单元电连接,所述第三计时单元与所述第三时长控制单元电连接,所述第三时长控制单元与所述第二计时单元电连接,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第二计时单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压小于第一参考电压或者大于第二参考电压时所述第三计时单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第三计时单元停止计时,当所述第三时长控制单元判断第三计时单元的计时时长大于或等于第三预设时长时输出复位信号给所述第二计时单元以使第二计时单元停止计时并将计时时长置零,当所述第二时长控制单元判断第二计时单元的计时时长大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元用于控制所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述第二计时单元包括第一基准频率发生单元和第二计时子单元,所述第三计时单元包括第三计时子单元;其中,所述第二计时子单元分别与所述过吸比较单元、第二时长控制单元、第一基准频率发生单元电连接,所述第三计时子单元分别与所述过吸比较单元、第三时长控制单元、第一基准频率发生单元,所述第三时长控制单元与所述第二计时子单元电连接,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第二计时子单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压小于第一参考电压或者大于第二参考电压时所述第三计时子单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第三计时子单元停止计时,当所述第三时长控制单元判断第三计时子单元的计时时长大于或等于第三预设时长时输出复位信号给所述第二计时子单元以使第二计时单元停止计时并将计时时长置零;或者,

所述第二计时单元包括第二基准频率发生单元和第二计时子单元,所述第三计时单元包括第三计时子单元;其中,所述第二基准频率发生单元与所述过吸比较单元电连接,所述第二计时子单元分别与所述第二时长控制单元、第二基准频率发生单元电连接,所述第三计时子单元分别与所述过吸比较单元、第三时长控制单元、第二基准频率发生单元电连接,所述第三时长控制单元分别与所述第二计时子单元、第二基准频率发生单元电连接,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第二基准频率发生单元开始工作,所述第二计时子单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压小于第一参考电压或者大于第二参考电压时所述第三计时子单元开始计时,当所述过吸比较单元判断所述第二检测电压大于第一参考电压或者小于第二参考电压时所述第三计时子单元停止计时,当所述第三时长控制单元判断第三计时子单元的计时时长大于或等于第三预设时长时输出复位信号给所述第二计时子单元和第二基准频率发生单元,以将第二计时单元的计时时长置零,且使第二基准频率发生单元停止工作;或者,

第三预设时长小于第二预设时长的十分之一。

可选的,所述第二预设时长可调。

可选的,所述二级过吸保护单元包括第一基准频率发生单元或者第二基准频率发生单元,其中,所述第一基准频率发生单元或者第二基准频率发生单元包括频率比较器、频率开关单元、第一电流源、频率电容端,其中,第一电流源的第一端与电池端电连接,第一电流源的第二端分别与频率开关单元的第一端、频率比较器的一个输入端、频率电容端电连接,频率比较器的另外一个输入端接入预设的第一频率参考电压,频率比较器的输出端与频率开关单元的控制端电连接,频率开关单元的第二端与第一接地端电连接,频率电容端用于与频率电容电连接,所述第二预设时长用于与频率电容的电容值成比例关系;或者,

所述逻辑控制单元包括过吸逻辑单元,所述过吸逻辑单元包括第一基准频率发生单元或者第二基准频率发生单元;其中,第一基准频率发生单元或者第二基准频率发生单元包括频率比较器、频率运算放大器、频率开关单元、第一电流源、第二电流源、频率电容和频率电阻端,第一电流源包括第一频率MOS管,第二电流源包括第二频率MOS管;其中,第一频率MOS管的源极、第二频率MOS管的源极均与电池端电连接,第一频率MOS管的栅极和第二频率MOS管的栅极电连接,共同连接到频率运算放大器的输出端,频率运算放大器的一个输入端接入预设的第二频率参考电压,频率运算放大器的另外一个输入端与第二频率MOS管的漏极电连接,第二频率MOS管的漏极还电连接频率电阻端,第一频率MOS管的漏极分别与频率开关单元的第一端、频率比较器的一个输入端、频率电容的第一端电连接,频率比较器的另外一个输入端接入预设的第一频率参考电压,频率比较器的输出端与频率开关单元的控制端电连接,频率开关单元的第二端、频率电容的第二端均与第一接地端电连接,频率电阻端用于电连接频率电阻,所述第二预设时长用于与频率电阻的阻值成比例关系。

可选的,所述系统控制模块、所述第一开关单元位于同一个芯片上,所述电池端为电池引脚,所述第一接地端为第一接地引脚;或者,

所述系统控制模块位于第三芯片上,所述第一开关单元位于第三芯片之外,所述电池端为电池引脚,所述第一接地端为第一接地引脚,所述系统控制模块还包括第一开关控制引脚,所述第一开关控制引脚与所述第一开关单元的控制端电连接。

本申请实施例第二方面提供了一种电子烟,包括:

电池组件,其包括电池;

雾化组件,其包括上述系统控制电路,雾化组件还包括发热元件,所述系统控制电路的电池端、第一接地端对应与电池组件的两端电连接,所述系统控制电路的第一开关单元与所述发热元件串联以形成至少部分发热支路,所述发热支路与所述系统控制模块并联形成并联电路;

所述电池、所述发热支路、所述系统控制模块连接形成至少部分放电主回路,所述电池与所述并联电路电连接。

可选的,所述系统控制模块包括气流检测端,所述气流检测端用于与气流检测元件电连接,所述系统控制单元包括气流检测单元、第一计时单元和第一时长控制单元,所述气流检测单元分别与所述气流检测端、第一计时单元、所述开关控制单元电连接,所述第一时长控制单元分别与所述开关控制单元、第一计时单元电连接;当所述气流检测单元通过气流检测元件检测气流流动时所述第一计时单元开始计时,且所述开关控制单元驱动第一开关单元工作,当所述气流检测单元通过气流检测元件未检测到气流流动时所述第一计时单元停止计时并置零,且所述开关控制单元停止驱动所述第一开关单元以使其停止工作,当所述第一计时单元计时时长大于或等于第一预设时长时所述第一时长控制单元通过所述开关控制单元停止驱动第一开关单元以使其停止工作,且所述第一预设时长小于第二预设时长。

可选的,所述气流检测单元与所述第一计时单元电连接,所述气流检测单元通过边沿触发所述第一计时单元复位置零。

可选的,所述第二预设时长与第一预设时长的比值范围为1.1:1-2:1;或者,

所述第一预设时长、所述第二预设时长均可调。

可选的,所述开关控制单元通过PWM方式或者PFM方式驱动第一开关单元工作,或者所述开关控制单元通过常开启导通方式驱动第一开关单元工作。

可选的,所述电池组件还包括电池保护电路,所述电池保护电路包括第二开关单元和电池保护模块,所述电池保护模块包括电源供电端、第二接地端、过放电压保护单元、放电过流保护单元、第一基准电压产生单元和逻辑控制单元,其中,所述电源供电端、所述第二接地端用于对应与电池的两端电连接,所述逻辑控制单元分别与过放电压保护单元、放电过流保护单元电连接,所述第二开关单元的控制端与所述逻辑控制单元电连接,所述第二开关单元用于控制电池是否向雾化组件供电,所述电池、所述第二开关单元、所述并联电路串联以形成所述放电主回路;

所述电池保护模块包括过吸接收端,所述系统控制模块包括过吸控制端,所述过吸控制端与所述二级过吸保护单元电连接,所述过吸接收端与所述过吸控制端电连接,所述过吸接收端与所述逻辑控制单元或者所述过放电压保护单元电连接,当所述二级过吸保护单元计时大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元输出休眠信号给所述逻辑控制单元或者输出过放信号给所述过放电压保护单元,所述逻辑控制单元控制所述电池保护电路进入休眠模式,在休眠模式所述第二开关单元保持断开以使所述放电主回路保持断开,使所述第一开关单元保持停止工作。

可选的,所述电池组件还包括电池保护电路,所述电池保护电路包括第二开关单元和电池保护模块,所述电池保护模块包括电源供电端、第二接地端、过放电压保护单元、放电过流保护单元、第一基准电压产生单元和逻辑控制单元,其中,所述电源供电端、所述第二接地端用于对应与电池的两端电连接,所述逻辑控制单元分别与过放电压保护单元、放电过流保护单元电连接,所述第二开关单元的控制端与所述逻辑控制单元电连接,所述第二开关单元用于控制电池是否向雾化组件供电;

所述系统控制模块包括过吸控制端、第四开关单元,所述系统控制电路还包括过放电阻,所述第四开关单元、过放电阻、过吸控制端串联形成过放串联电路,所述第四开关单元的控制端与所述二级过吸保护单元电连接,所述过放串联电路的一端接第一接地端,所述过放串联电路的另一端与电源供电端电连接,所述电池组件还包括第一电阻,所述电源供电端经由第一电阻与电池的正极电连接,当所述二级过吸保护单元计时大于或等于第二预设时长时,所述二级过吸保护单元控制所述第四开关单元开启导通,所述过放电压保护单元输出休眠信号给所述逻辑控制单元,所述逻辑控制单元控制所述电池保护电路进入休眠模式,在休眠模式所述第二开关单元保持断开。

可选的,所述过放电阻与所述第一电阻的阻值比值小于2:1。

可选的,在休眠模式所述电池保护模块至少部分单元停止耗电或者在休眠模式所述电池保护模块全部单元停止耗电。

本申请实施例通过设置当二级过吸保护单元计时时长大于或等于第二预设时长时,二级过吸保护单元用于控制所述第一开关单元保持停止工作,当第一开关单元停止工作后,发热支路不再工作,从而发热元件和第一开关单元不会再产生热量,第一开关单元及其周边温度不会再上升,可以防止第一开关单元或者系统控制模块等因为高温损坏,引起电子烟损坏加剧,尤其是不会发生火灾。而且,本实施例通过使用系统控制电路中的第一开关单元或者电池保护电路中的第二开关单元,不需要额外增设新的开关单元,只需要简单修改就能实现二级过吸保护功能,系统控制电路的外围几乎可以不用变,不需要增加额外的成本或者增加的成本很低;而且,本申请的二级过吸保护方案可以兼容现有的电子烟,应用范围广。再有,本实施例增设二级过吸保护功能,使电子烟可靠性较高,安全性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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是现有技术的雾化组件的电路模块图;

图2是本申请第一实施例电子烟的电路模块图;

图3a是第一实施例的系统控制电路的部分模块图;

图3b是第一实施例中二级过吸保护单元和过吸逻辑单元的连接示意图;

图3c是本申请另一实施例中二级过吸保护单元和过吸逻辑单元的连接示意图;

图3d是本申请一实施例的第一基准频率发生单元或者第二基准频率发生单元的电路模块图;

图3e是本申请另一实施例的第一基准频率发生单元或者第二基准频率发生单元的电路模块图;

图4是本申请另一实施例电子烟的电路模块图;

图5是本申请第二实施例电子烟的电路模块图;

图6是本申请另一实施例电子烟的电路模块图;

图7a是本申请第三实施例电子烟的电路模块图;

图7b是本申请第三实施例系统控制电路的部分模块图;

图7c是本申请另一实施例电子烟的电路模块图;

图7d是本申请又一实施例电子烟的电路模块图;

图7e是本申请再一实施例电子烟的电路模块图;

图8是本申请第四实施例中二级过吸保护单元和过吸逻辑单元的连接示意图;

图9是本申请另一实施例中二级过吸保护单元和过吸逻辑单元的连接示意图;

图10是本申请第五实施例系统控制电路的部分模块图;

图11是本申请第六实施例系统控制电路的部分模块图;

图12是本申请第七实施例系统控制电路的部分模块图;

图13a是本申请第八实施例电子烟的电路模块图;

图13b是本申请第八实施例系统控制电路的部分模块图;

图14是本申请第九实施例电子烟的电路模块图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。

本申请说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象,而并非用于描述特定的顺序。本申请的电连接包含直接电连接和间接电连接,间接电连接是指电连接的两个元器件之间还可以存在其他电子元器件、引脚等。本申请提到的XX端可能是实际存在的端子,也可能不是实际存在的端子,例如仅仅为元器件的一端或者导线的一端。本申请提到的和/或包含三种情况,例如A和/或B,包含A、B、A和B这三种情况。

请参见图2,本申请提供一种电子烟,电子烟包括电池组件100和雾化组件200。电池组件100包括电池110(裸电池110)和电池保护电路120,电池110和电池保护电路120一般包裹在一起对外供电。另外,在本申请的其他实施例中,电池组件100还可以不包括电池保护电路。雾化组件200与电池组件100电连接,电池组件100用于给雾化组件200供电,雾化组件200一般包括系统控制电路、雾化芯和气流检测元件240等,系统控制电路与电池组件100电连接,雾化芯包括发热元件250,发热元件250、气流检测元件240分别与系统控制电路电连接,发热元件250用于加热烟油以雾化产生烟雾,气流检测元件240用于检测电子烟内是否有气流流动。

在本申请一实施例中,电池110为锂电池110等可充电电池110,也可以为不可充电电池110。在本申请中,电池保护电路120包括电池保护模块130,电池保护模块130与电池110电连接,电池110与电池保护模块130之间还设有第一电阻R1和第一电容C1,第一电阻R1和第一电容C1用于稳压滤波。另外,在本申请的其他实施例中,电池110与电池保护模块130之间还可以不设置第一电阻R1和第一电容C1,或者只设置其中一个,当然也可以设有其他电路或者电子元件。

在本申请中,电池保护模块130用来保护电池110,防止电池110过放电、放电过流等情况下,对电池110本身造成永久性损坏。在本申请中,电池保护模块130包括电源供电端VDD、第二接地端GND2、过放电压保护单元、放电过流保护单元、系统端VM、第一基准电压产生单元和逻辑控制单元等,其中,电源供电端VDD、第二接地端GND2对应与电池110的正、负极电连接,从而电池110可以供电给电池保护模块130。系统端VM用于监测流过雾化组件200的实时电流,当然,系统端VM也可以具有其他作用。

在本申请中,第一基准电压产生单元为过放电压保护单元、放电过流保护单元等提供参考电压,以判断电池110是否处于过放电压状态、过放电流状态等。过放电压保护单元用于在电池110放电过程中,当侦测到电池110电压低于第一基准电压产生单元提供的参考电压时对电池110进行保护,例如控制电池110只进行最低程度的放电等,一般停止对雾化组件200供电,防止电池110放电过度而造成电池110永久性的损坏。逻辑控制单元用于控制电池保护电路120的每个模块的工作状态及控制逻辑,控制电池110是否向外放电,控制电池110是否充电。

在本申请一实施例中,电子烟具有充电功能,此时电池保护模块130还可以包括过充电压保护单元、充电过流保护单元。另外,在本申请的另一实施例中,电子烟还可以不具有充电功能,此时不需要进行充电保护。另外,在本实施例中,电池保护模块130还包括短路保护单元、温度保护单元、基准频率发生单元。

在本申请中,电池保护电路120还包括第二开关单元140,第二开关单元140的第一端与电池的负极或者电池的正电连接,第二开关单元140的第二端与雾化组件电连接,第二开关单元140的第二端还与系统端VM电连接。

在本申请中,第二开关单元140包括充电开关单元和放电开关单元(一般用于第一开关单元210外置,当然也可以内置),其中,充电开关单元和放电开关单元为MOS或者其他合适的场效应管等,例如均为NMOS、PMOS等,充电开关单元和放电开关单元分别与逻辑控制单元电连接,电池保护模块130的第二开关控制端CO/DO包括充电开关控制端和放电开关控制端,充电开关控制端与充电开关单元的控制端电连接,放电开关控制端与放电开关单元的控制端电连接,充电开关控制端与放电开关控制端分别与逻辑控制单元电连接,实现逻辑控制单元对充电开关单元、放电开关单元的分别控制,当需要控制停止放电时,此时逻辑控制单元通过放电开关控制端控制放电开关单元截止断开,此时一般充电开关单元开启导通,可以对电池110进行充电。另外,在本申请的其他实施例中,第二开关单元140还可以包括开关管和衬底控制电路(一般用于第一开关单元210内置,当然也可以外置),开关管为MOS或者其他场效应管等,例如为NMOS或者PMOS,开关管的控制端通过第二开关控制端CO/DO与逻辑控制单元电连接,衬底控制电路与逻辑控制单元电连接,衬底控制电路用于实现开关管的衬底的正确偏置,例如在电池110放电和电池110充电时使开关管的衬底处于不同的偏置状态,例如,当需要控制停止放电时,此时逻辑控制单元通过第二开关控制端CO/DO控制开关管断开,同时通过衬底控制电路控制开关管的衬底偏置到充电状态,此时可以对电池110进行充电,也即充电回路是导通的,放电主回路断开。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,第二开关单元140还可以是其他实现形式,例如只包括一个开关管,此时开关管对放电进行控制。

在本申请一实施例中,雾化组件200的雾化芯一般包括两种:陶瓷雾化芯和棉雾化芯。陶瓷雾化芯包括陶瓷座、发热元件250,发热元件250安装在陶瓷座上或者陶瓷座内,陶瓷座与烟油仓连通以用于将烟油仓中的烟油补充到陶瓷座中,当发热元件250加热时,陶瓷座被传导热,从而加热烟油实现烟油雾化。棉雾化芯包括导油棉、发热元件250,导油棉位于发热元件250上,导油棉与烟油仓连通以将烟油仓中的烟油补充到导油棉上,当发热元件250加热时,位于发热元件250上的导油棉被加热,导油棉吸收的烟油被加热实现烟油雾化。一般发热元件250为发热丝或者加热丝,发热丝或者加热丝的材料例如为铁铬铝、不锈钢、镍铬合金、纯镍、纯钛等。本申请不限于上述两种雾化芯,本领域的技术人员还可以使用其他常规的雾化芯。

请继续参见图2,在本申请一实施例中,系统控制电路包括系统控制模块272和第一开关单元210,系统控制模块272包括电池端BAT1、第一接地端GND1、雾化端AT、气流检测端EN、系统控制单元220。其中,电池端BAT1、第一接地端GND1分别与电池组件100电连接;雾化端AT与发热元件250电连接;气流检测端EN与气流检测元件240电连接,气流检测元件240例如为气流传感器,气流传感器例如为电容咪头、开关咪头等。在本实施例中,系统控制单元220分别与电池端BAT1、第一接地端GND1、第一开关单元210的控制端、雾化端AT电连接。

在本申请中,第一开关单元210与发热元件250串联形成发热支路,电池110、第二开关单元140、发热支路、系统控制模块272电连接形成放电主回路,其中,电池110与第二开关单元140串联,发热支路与系统控制模块272并联形成并联电路,并联电路与电池110、第二开关单元140串联形成放电主回路。

在本申请中,第一开关单元210与系统控制模块272的布局方式一般有以下四种,当然本领域的技术人员还可以根据需要针对以下描述的电路进行简单的变形,这也是在本申请的范围内。

1、请参见图2,第一开关单元210与系统控制模块272位于同一个芯片上(第一开关单元210内置),此时可以称作雾化控制芯片,第一开关单元210的第一端与电池端BAT1电连接(第一开关单元210上置),第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端与第一接地端GND1电连接,第一开关单元210的控制端与系统控制单元220电连接。在本实施例中,系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通或者截止关断,从而,当系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通时,此时发热支路导通,发热元件250产生热量,当系统控制单元220控制第一开关单元210关闭截止时,此时第一开关单元210保持停止工作,发热支路断开,发热元件250停止产生热量。当系统控制模块272位于芯片上时,此时电池端BAT1为电池110引脚,第一接地端GND1为第一接地引脚,雾化端AT为雾化引脚,气流检测端EN为气流检测引脚。

2、请参见图4,第一开关单元210与系统控制模块272不位于同一个芯片上(第一开关单元210外置,系统控制模块272位于第三芯片上),第一开关单元210的第一端与电池端BAT1电连接(第一开关单元210上置),第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端与第一接地端GND1电连接,第一开关单元210的控制端通过第一开关控制端GT(引脚)与系统控制单元220电连接。在本实施例中,系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通或者截止关断,从而,当系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通时,此时发热元件250产生热量,当系统控制单元220控制第一开关单元210关闭截止时,此时发热元件250停止产生热量。在本实施例中,第一开关单元210位于一个芯片上,系统控制模块272位于另一个芯片上,两个芯片可以封装在一起,也可以不封装在一起。另外,在本申请的其他实施例中,系统控制模块272还可以不设置雾化端AT(引脚),此时第一开关单元210的第二端与发热元件250的一端电连接。

3、请参见图5,第一开关单元210与系统控制模块272位于同一个芯片上(第一开关单元210内置),第一开关单元210的第一端与第一接地端GND1电连接(第一开关单元210下置),第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT用于与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端与电池端BAT1电连接,第一开关单元210的控制端与系统控制单元220电连接。在本实施例中,系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通或者截止关断,从而,当系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通时,此时发热元件250产生热量,当系统控制单元220控制第一开关单元210关闭截止时,此时发热元件250停止产生热量。

4、请参见图6,第一开关单元210与系统控制模块272不位于同一个芯片上(第一开关单元210外置,系统控制模块272位于第三芯片上),第一开关单元210的第一端与第一接地端GND1电连接(第一开关单元210下置),第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端与电池端BAT1电连接,第一开关单元210的控制端通过第一开关控制端GT(引脚)与系统控制单元220电连接。在本实施例中,系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通或者截止关断,从而,当系统控制单元220控制第一开关单元210开启导通时,此时发热元件250产生热量,当系统控制单元220控制第一开关单元210关闭截止时,此时发热元件250停止产生热量。在本实施例中,第一开关单元210位于一个芯片上,系统控制模块272位于另一个芯片上,两个芯片可以封装在一起,也可以不封装在一起。另外,在本申请的其他实施例中,系统控制模块272还可以不设置雾化端AT(引脚),此时第一开关单元210的第二端与发热元件250的一端电连接。

在本申请中,第一开关单元210包括NMOS管或者PMOS管等,本实施例以第一开关单元210为PMOS管为例进行说明。当系统控制单元220通过气流检测元件240检测到没有气流流动(例如用户没吸烟)时,系统控制单元220停止驱动第一开关单元210以使其停止工作,此时第一开关单元210断开截止,发热支路断开,发热元件250不加热。当系统控制单元220通过气流检测元件240检测到有气流流动(例如用户吸烟)时,系统控制单元220驱动第一开关单元210工作,从而发热元件250持续发热或者间歇发热以加热烟油产生烟雾,烟雾通过吸嘴输送到用户嘴里,实现吸烟效果。

现有的系统控制单元220驱动发热单元进行加热的方式一般有以下三种,当然不限于以下三种驱动方式,还可以为其他常规的驱动方式。

1、系统控制单元220通过PWM(脉冲宽度调制)方式驱动发热元件250工作,具体为以PWM方式驱动第一开关单元210工作,PWM方式为频率(周期)不变,第一开关单元210的开启导通时间、关断截止时间可调节,此种方式在一个周期内的开启导通时间第一开关单元210开启导通,在关断截止时间第一开关单元210关断截止。此种驱动方式可以实现电子烟的恒功率、恒电压输出,当电子烟不工作时(例如不吸烟时),此时系统控制单元220停止驱动第一开关单元210,第一开关单元210保持常断开,此时第一开关单元210不工作。

2、系统控制单元220通过PFM(脉冲频率调制)方式驱动发热元件250工作,具体为以PFM方式驱动第一开关单元210工作,PFM方式为频率(周期)可以调节,第一开关单元210的开启导通时间或者关断截止时间不变,此种方式在一个周期内的开启导通时间第一开关单元210开启导通,在关断截止时间第一开关单元210关断截止。此种驱动方式可以实现电子烟的恒功率、恒电压输出,当电子烟不工作时(例如不吸烟时),此时系统控制单元220停止驱动第一开关单元210,第一开关单元210保持常断开,此时第一开关单元210不工作。

3、系统控制单元220通过常开启导通方式驱动第一开关单元210工作,具体为当侦测到用户吸烟时,气流检测元件240在吸烟时间段一直被触发,在被触发时间段第一开关单元210一直开启导通,第一开关单元210不会关断截止,此种方式电路实现比较简单,成本较低。当电子烟不工作时(例如不吸烟时),此时系统控制单元220停止驱动第一开关单元210,第一开关单元210断开,此时第一开关单元210不工作。

在本申请中,本领域的技术人员还可以根据需要增设指示元件、马达等,指示元件例如为LED灯、显示屏等,指示元件、马达等分别与系统控制模块272电连接。另外,当电子烟具有充电功能时,此时系统控制模块272通过充电端(引脚)VCC与充电接口260电连接,系统控制模块272包括充电单元230,充电单元230分别与系统控制单元220、电池端BAT1、充电接口260电连接,充电单元230用于对充电过程进行控制,用于提供符合电池110充电曲线的充电电压和充电电流。

当用户一次吸烟的时长比较长(过吸)时,例如超过15s、20s,此时气流检测元件240在吸烟期间被触发,或者电子烟在物流运输中,气流检测元件240被长时间误触发(过吸);导致第一开关单元210工作时间过长,造成第一开关单元210温升过高,可能超过此器件的最大工作温度,例如150℃,会造成第一开关单元210的寿命或者可靠性降低,严重的会造成第一开关单元210短路损坏,第一开关单元210短路损坏,或者温度升高,会引起连锁反应,例如造成第一开关单元210周围的系统控制模块272等损坏。

为了解决上述问题,在本申请中,系统控制单元220包括气流检测单元281、第一计时单元、开关控制单元284(请参见图3a),当气流检测单元281通过气流检测元件240检测到气流流动较大时,例如气流检测单元281通过侦测咪头开关导通、咪头电容改变、咪头电容的频率改变等方式检测是否有气流、气流较小还是较大,气流检测单元281判断有气流流动或者较大气流流动时,此时第一计时单元进行计时,同时开关控制单元284通过以上方式驱动第一开关单元210工作,发热元件250加热,实现烟油雾化效果。当气流检测单元281通过气流检测元件240检测到气流流动较小或者没有气流流动时,第一计时单元停止计时,同时开关控制单元284停止驱动第一开关单元210,第一开关单元210保持关断截止。当气流检测单元281通过气流检测元件240检测到气流保持时间较长时,当第一计时单元计时的时长大于或等于第一预设时长时,系统控制单元220也强制停止驱动第一开关单元210,第一开关单元210保持关断截止,从而可以防止第一开关单元210温度过高。在本申请中,第一预设时长的范围例如为4s-15s,例如为4s、5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s等。

在本申请中,为了弥补上述保护的不足,防止第一开关单元210长时间工作,或者第一开关单元210停止工作时间很短热量来不及散掉又重新工作等导致的问题,例如导致第一开关单元210的温升过高,进而电子烟内部的温升升高,当温度持续升高时,第一开关单元210、系统控制模块272等会恶化损坏,严重时电子烟会着火,引起安全问题,以下描述具体实施例来解决至少部分上述问题。

第一实施例

请参见图2,在本实施例中,第一开关单元210上置且第一开关单元210内置,也即第一开关单元210的第一端与电池端BAT1电连接,电池端BAT1与电池110的正极电连接,或者经由第二开关单元140与电池110的正极电连接,第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端接第一接地端GND1,第一接地端GND1经由第二开关单元140与电池110的负极电连接,或者与电池110的负极电连接,雾化端AT为第一开关单元210与发热元件250的连接点(以下称为雾化连接点)。另外,在本申请的其他实施例中,请参见图4,第一开关单元210上置且第一开关单元210外置,此时雾化端AT与雾化连接点电连接。

在本实施例中,当第一开关单元210导通开启时,此时发热支路导通,发热支路有较大的电流流动,一般为安培级别,例如0.5A、1A、2A等,第一开关单元210与发热元件250的连接点(雾化连接点)的电压为电池端BAT1的电压减去第一开关单元210的压降,电池端BAT1的电压为电池110电压或者系统端VM的电压,第一开关单元210、第二开关单元140的压降一般为毫伏级别,此时雾化连接点的电压一般大于3.2V,雾化端AT的电压较大;当第一开关单元210关断截止时,此时发热支路断开,发热支路没有电流流动,第一开关单元210与发热元件250的连接点处的电压为第一接地端GND1的电压,第一接地端GND1的电压为0或者系统端VM的电压,第二开关单元140的压降一般为微伏级别,一般为0或者微伏级别(第二开关单元140上的电流为微安级别),此时雾化连接点的电压一般小于0.5V,雾化端AT的电压较小。从而通过判断第一开关单元210与发热元件250的连接点处的电压即可以判断发热支路是否导通,进而判断第一开关单元210是导通还是关断,进而判断发热元件250是否在加热。

请参见图3a,在本实施例中,系统控制单元220包括一级过吸保护单元222、气流检测单元221和开关控制单元224。其中,气流检测单元221与气流检测元件240电连接,一级过吸保护单元222与气流检测单元221电连接,气流检测单元221和一级过吸保护单元222分别与开关控制单元224电连接,开关控制单元224与第一开关单元210的控制端电连接。

在本实施例中,一级过吸保护单元222包括第一计时单元和第一时长控制单元,第一计时单元与气流检测单元221电连接,第一时长控制单元分别与第一计时单元、开关控制单元224电连接。当气流检测单元221通过气流检测元件240检测到气流流动较大时,例如气流检测单元221通过侦测咪头开关导通、咪头电容改变、咪头电容的频率改变等方式侦测气流较小还是较大,气流检测单元221判断有气流流动,例如用户正在吸烟,此时第一计时单元进行计时,同时开关控制单元224通过以上方式驱动第一开关单元210工作,发热元件250工作,实现烟油雾化效果。当气流检测单元221通过气流检测元件240检测到气流流动较小或者没有气流流动时,气流检测单元221判断用户停止吸烟或者不进行吸烟,此时第一计时单元停止计时,同时开关控制单元224停止驱动第一开关单元210,第一开关单元210停止工作,第一开关单元210保持关断截止。当气流检测单元221通过气流检测元件240侦测到气流时间比较长或者误触发时间比较长时,第一时长控制单元判断第一计时单元计时的时长大于或等于第一预设时长时,第一时长控制单元输出关断信号给开关控制单元224,开关控制单元224强制停止驱动第一开关单元210,第一开关单元210保持关断截止,此时进行一级过吸保护。在本申请中,第一预设时长的范围例如为4s-15s,例如为4s、5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s等。在本实施例中,第一计时单元、第一时长控制单元可以参考下面描述的第二计时单元420、第二时长控制单元430,在此不再赘述。在本实施例中,开启导通信号例如为高电平。另外,在本申请的其他实施例中,本领域的技术人员还可以通过简单的电路实现高、低电平的转换,这也在本申请的范围内。

在本实施例中,在气流检测单元221持续检测有气流引起一级过吸保护后,在气流检测单元221从检测有气流到无气流的变化或者从无气流到有气流的变化时会触发对第一计时单元复位清零,也即第一计时单元通过边沿触发进行复位清零,例如通过上升沿或者下降沿触发,此后第一时长控制单元恢复到正常状态。在正常状态第一时长控制单元输出开启导通信号给开关控制单元224。当气流检测单元221重新检测到有气流时,此时气流检测单元221输出开启导通信号给开关控制单元224,同时输送计时信号给第一计时单元,第一计时单元开始计时,此时第一时长控制单元仍然输出开启导通信号,从而开关控制单元224控制第一开关单元210开启导通。

在本实施例中,系统控制模块272还包括支路检测单元,支路检测单元用于获得第二检测电压,第二检测电压用于表征发热支路是否导通。在本实施例中,支路检测单元包括雾化端AT,雾化端AT的电压用于确定第二检测电压。在本实施例中,雾化端AT的电压即为第二检测电压,当然在其他实施例中也可以将雾化端AT的电压经过转换处理得到第二检测电压。在本实施例中,系统控制模块272通过雾化端AT的电压即可以判断发热支路是否导通,进而判断发热元件250是否在加热。

在本实施例中,系统控制单元220还包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223分别与支路检测单元、开关控制单元224电连接,在本实施例中是与雾化端AT电连接,二级过吸保护单元223通过侦测雾化端AT的电压即可以判断发热元件250是否在加热。在正常状况下二级过吸保护单元223输出开启导通信号给开关控制单元224。

请结合参见图3a和图3b,在本实施例中,二级过吸保护单元223包括过吸比较单元410,过吸比较单元410例如为电压比较器,过吸比较单元410的一个输入端与支路检测单元电连接,在本实施例中与雾化端AT电连接,过吸比较单元410的另外一个输入端与第三基准电压产生单元电连接,第三基准电压产生单元产生第一参考电压Vref1并输入给过吸比较单元410,在本实施例中,第一参考电压Vref1一般介于0.5V-3.2V之间,例如0.5V、1V、1.5V、2V、2.5V、3V、3.2V等。

在本实施例中,当第一开关单元210断开截止时,此时发热支路断开,没有电流流过,此时雾化端AT的电压与第一接地端GND1的电压相等,第一接地端GND1的电压为0或者微伏级(第二开关单元140的压降为微伏级),小于第一参考电压Vref1,过吸比较单元410输出第二电平信号;当第一开关单元210开启导通时,此时发热支路导通,发热支路上有较大电流流过,为安培级别,此时雾化端AT的电压与电池端BAT1的电压相近,电池端BAT1的电压一般大于3.2V,大于第一参考电压Vref1,过吸比较单元410输出第一电平信号。

在本实施例中,二级过吸保护单元223还包括过吸逻辑单元,过吸逻辑单元与过吸比较单元410电连接,过吸逻辑单元还与开关控制单元224电连接。

请结合参见图3a和图3b,在本实施例中,过吸逻辑单元包括第二计时单元420和第二时长控制单元430,第二计时单元420的输入端与过吸比较单元410的输出端电连接,第二计时单元420的输出端与第二时长控制单元430电连接,第二时长控制单元430的输出端与开关控制单元224电连接。另外,为了使第二时长控制单元430输出端的信号进行锁定保持,过吸逻辑单元还可以包括触发器,触发器输入端与第二时长控制单元430的输出端电连接,触发器的输出端与开关控制单元224电连接,当然也可以不设置触发器。

在本实施例中,当有气流流动时,气流检测单元221被触发,第一计时器开始计时,第一开关单元210开启导通,过吸比较单元410判断雾化端AT的电压大于第一参考电压Vref1,此时过吸比较单元410输出第一电平信号,第二计时单元420开始计时(边沿触发或者电平触发),当没有气流流动(或者处于PWM信号的低电平、PFM信号的低电平)时,此时第一开关单元210关断截止,发热支路不导通,发热支路上没有电流流动,此时过吸比较单元410判断雾化端AT的电压低于第一参考电压Vref1,过吸比较单元410输出第二电平信号,第二计时单元420停止计时(边沿触发或者电平触发)并将第二计时单元420计时的时长置零,从而第二计时单元420可以实时获得发热元件250加热时长并输出给第二时长控制单元430。在本实施例中第一电平信号例如为高电平或者低电平,第二电平信号例如对应为低电平或者高电平。边沿触发例如为上升沿触发或下降沿触发,电平触发例如为高电平触发或者低电平触发。

当一级过吸保护单元222损坏或者非由气流导致第一开关单元210导通或者其他问题时,也即一级过吸保护单元222不会被触发或者损坏,可能的故障情形之一为第一开关单元210持续导通,不会关断,此时第二计时单元420一直持续计时,不会停止计时且不会置零,第二计时单元420将计时的时长实时输出给第二时长控制单元430,当第二时长控制单元430获知第一开关单元210导通的时长大于或等于第二预设时长时,第二时长控制单元430输出二级过吸保护信号给开关控制单元224,开关控制单元224控制第一开关单元210保持关断,此时第一开关单元210保持停止工作,当第一开关单元210断开后,发热支路断开,此时第一开关单元210停止工作,发热元件250不会再加热,第一开关单元210及其周边温度不会再上升,可以防止第一开关单元210或者系统控制模块272等因为高温损坏,引起电子烟损坏加剧,尤其是不会发生火灾;而且,本实施例通过增加二级过吸保护单元223,可以对一级过吸保护单元222进行保护补充。而且共用现有的第一开关单元210,不需要额外增加开关单元,可以降低成本。

请继续参见图2和图3b,在本实施例中,当第二时长控制单元430获知第一开关单元210导通的时长大于或等于第二预设时长时,第二时长控制单元430输出二级过吸保护信号给开关控制单元224,同时,过吸逻辑单元锁定输出二级过吸保护信号给开关控制单元224,并控制将第二计时单元420的计时时长置零,这样有利于降低能耗。在本实施例中,二级过吸保护信号例如为关断信号,或者对关断信号进行处理后的信号等,只要能实现通过开关控制单元224控制第一开关单元210关断就可以。

在本实施例中,开关控制单元224包括逻辑门电路,在本实施例中逻辑门电路例如为与门,与门的三个输入端分别电连接一级过吸保护单元222、二级过吸保护单元223、气流检测单元221,与门的输出端与开关控制单元224内的其他电路单元电连接。在本实施例中,只有当一级过吸保护单元222、二级过吸保护单元223、气流检测单元221均输出开启导通信号给开关控制单元224,开关控制单元224才控制第一开关单元210开启导通,正常情况下,一级过吸保护单元222、二级过吸保护单元223均输出开启导通信号。在本实施例中,气流检测单元221与一级过吸保护单元222电连接以用于发送复位信号、计时开始信号给一级过吸保护单元222。另外,在本申请的其他实施例中,逻辑门电路还可以是与门与和非门的组合、或门和与非门的组合、与门、或门、非门的组合来实现想要的信号,非门可以位于与门、或门的前面或者后面,非门、与门、或门的数量可以为一个或者多个,本领域技术人员可以根据实际需要设置来实现想要的功能。

在本实施例中,当第二时长控制单元430判断第二计时单元420的计时时长大于或等于第二预设时长时,此时表示电子烟内部电路出现异常,或者电子烟的使用环境出现异常,第二时长控制单元430输出二级过吸保护信号给开关控制单元224,开关控制单元224控制第一开关单元210保持关断截止,第一开关单元210被锁定关断。在本实施例中,雾化组件200还包括激活电路,激活电路与二级过吸保护单元223电连接,激活电路用于输出激活信号以使过吸逻辑单元恢复正常状态,在正常状态过吸逻辑单元输出开启导通信号给开关控制单元224,解除锁定状态。当电子烟的故障排除,此时可以通过激活电路发送激活指令给二级过吸保护单元223,以激活电子烟,电子烟又可以恢复正常使用。在本实施例中,激活电路例如包括激活按键,激活指令由激活按键触发,或者是激活按键与时长的组合触发。

为了防止电子烟一级过吸保护没有触发而直接触发二级过吸保护造成的困扰,例如二级过吸保护后电子烟需要激活才能正常工作,在本实施例中,第二预设时长大于第一预设时长,这样设置可以防止一级过吸保护单元222还没有进行一级过吸保护时触发二级过吸保护单元223进行过吸保护,影响用户正常使用,也即只有一级过吸保护单元222失效、损坏或者非由气流导致的第一开关单元210长时间持续导通时才会触发二级过吸保护。在本实施例中,第二预设时长例如比第一预设时长大10%,例如第二预设时长为5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s、20s,较佳第二预设时长与第一预设时长的比值范围为1.1:1-2:1,设置比值上限可以防止二级过吸保护滞后引起电子烟损坏加剧,降低二级过吸保护的效果。

请继续参见图3b,在本实施例中,第二计时单元420包括第一基准频率发生单元422和第二计时子单元421,第一基准频率发生单元422与第二计时子单元421电连接,第二计时子单元421的一端与过吸比较单元410的输出端电连接,第二计时子单元421的另一端与第二时长控制单元430电连接,第二时长控制单元430的输出端直接或者间接与开关控制单元224电连接。在本申请一实施例中,第二计时子单元421通过对第一基准频率发生单元422的周期数进行计数,通过计数与频率周期的乘积即为时长。在本申请另一实施例中,第二计时子单元421也可以通过计数获得的周期数代表时长,当然也可以通过其他常规的数据代表时长。在本实施例中,第二计时子单元421通过第一种边沿触发或者第一种电平触发开始计时,通过第二种边沿触发或者第二种电平触发停止计时并将计时时长置零。在本实施例中,第一基准频率发生单元422可以与系统控制模块272中的其他单元共用,这样可以节省成本。第一基准频率发生单元422例如为振荡器等。

在本实施例中,不管电子烟工作还是未工作,第二计时单元420的第一基准频率发生单元422一直需要工作,造成能耗较高,为了节省能耗,在本申请的其他实施例中,请参见图3c,第二计时单元420包括第二基准频率发生单元442和第二计时子单元421,第二基准频率发生单元442位于第二计时子单元421与过吸比较单元410之间,具体为第二基准频率发生单元442的输入端与过吸比较单元410的输出端电连接,第二基准频率发生单元442的输出端与第二计时子单元421电连接,第二基准频率发生单元442通过第一边沿或者第一电平触发产生频率信号,通过第二边沿或者第二电平触发停止产生频率信号,从而可以降低功耗。具体而言,过吸比较单元410判断雾化端AT的电压是否大于第一参考电压Vref1,当雾化端AT的电压由低于第一参考电压Vref1转为高于第一参考电压Vref1时,过吸比较单元410的输出电平信号进行改变,第二基准频率发生单元442在收到边沿信号或者改变后的电平信号时触发产生频率信号,第二计时子单元421根据接收的频率信号开始计时,并将计时的实时时长输出给第二时长控制单元430;当雾化端AT的电压由高于第一参考电压Vref1转为低于第一参考电压Vref1时,第二基准频率发生单元442停止产生频率信号,并且第二计时子单元421停止计时并将计时时长复位置0。至于第二时长控制单元430与开关控制单元224的关系在前面有叙述,在此不再赘述。在本实施例中,第二计时子单元421和第二时长控制单元430可以合并在一个电路模块中实现,也可以分开单独实现。

在本实施例中,第二预设时长均可调,第二预设时长可调的方式举例以下三种,但不限于以下三种,本领域的技术人员可以根据实际需要设计其他常规的时长可调电路,第一预设时长的可调方式请参考第二预设时长可调方式。在本实施例中,第一预设时长与第二预设时长的比值可以是固定值,也即第一预设时长调整时,第二预设时长也对应调整。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,第一预设时长、第二预设时长可以是不能调整。

1、请参见图3d,第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442包括频率比较器331、频率开关单元PK1、第一电流源310、频率电容端PC(引脚)。其中,第一电流源310的第一端与电池端BAT1电连接,第一电流源310的第二端分别与频率开关单元PK1的第一端、频率比较器331的一个输入端、频率电容端PC电连接,频率比较器331的另外一个输入端接入预设的第一频率参考电压PVref1,频率比较器331的输出端与频率开关单元PK1的控制端电连接,频率开关单元PK1的第二端与第一接地端GND1电连接,频率电容端PC用于与频率电容C2的一端电连接,频率电容C2的另一端接地。图3d产生频率或者周期的工作原理为本领域的常规技术,在此不再赘述。第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442的频率周期与电容的电容值呈线性关系,且周期与第二预设时长也呈线性关系,从而第二预设时长与频率电容C2的电容值成比例关系,而第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442的参数值在芯片做出后就确定,从而通过改变频率电容C2的电容量,就可以改变第二预设时长。在此处,频率电容C2外置,也即不位于芯片上,频率电容端PC通过电连接不同电容量的频率电容C2,就可以得到不同的第二预设时长,实现第二预设时长可调。另外,在其他实施例中,第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442还包括第一频率电容C2,通过频率电容端PC可以外接第二频率电容C2,此时第一频率电容C2和第二频率电容C2并联设置,当频率电容端PC悬空时,此时第二预设时长由内置的第一频率电容C2确定,当频率电容端PC外接不同电容值的第二频率电容C2时,此时第二预设时长由第一频率电容C2和第二频率电容C2共同确定,第二预设时长可调。

2、请参见图3e,第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442包括频率比较器331、频率运算放大器332、频率开关单元PK1、第一电流源310、第二电流源320、频率电容C2和频率电阻端PR(引脚),第一电流源310包括第一频率MOS管PM1,第二电流源320包括第二频率MOS管PM2。其中,第一频率MOS管PM1的源极、第二频率MOS管PM2的源极均与电池端BAT1电连接,第一频率MOS管PM1的栅极和第二频率MOS管PM2的栅极电连接,共同连接到频率运算放大器332的输出端,频率运算放大器332的一个输入端接入预设的第二频率参考电压PVref2,频率运算放大器332的另外一个输入端与第二频率MOS管PM2的漏极电连接,第二频率MOS管PM2的漏极还电连接频率电阻端PR,第一频率MOS管PM1的漏极分别与频率开关单元PK1的第一端、频率比较器331的一个输入端、频率电容C2的第一端电连接,频率比较器331的另外一个输入端接入预设的第一频率参考电压PVref1,频率比较器331的输出端与频率开关单元PK1的控制端电连接,频率开关单元PK1的第二端接第一接地端GND1,频率电容C2的第二端接第一接地端GND1,频率电阻端PR用于电连接频率电阻R2的第一端,频率电阻R2的第二端接地。图3e产生频率的工作原理为本领域的常规技术,在此不再赘述。在本实施例中,第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442产生的频率与流过电容的电流呈线性关系,周期为频率的倒数,且周期与第二预设时长呈线性关系,从而第二预设时长与频率电阻R2的阻值成比例关系,而第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442的参数在芯片做出后就确定,从而流过电容的电流由频率电阻R2决定,从而通过改变频率电阻R2的电阻值,就可以改变第二预设时长。在此处,频率电阻R2外置,频率电阻端PR通过连接不同电阻值的频率电阻R2,就可以得到不同的第二预设时长,实现第二预设时长可调。在此处,第一电流源310与第二电流源320构成镜像电流源、比例电流源等。另外,第一基准频率发生单元422或者第二基准频率发生单元442还包括第一频率电阻R2,通过频率电阻端PR可以外接第二频率电阻R2,此时第一频率电阻R2和第二频率电阻R2并联设置,当频率电阻端PR悬空时,此时第二预设时长由第一频率电阻R2确定,当频率电阻端PR外接不同电阻值的第二频率电阻R2时,此时第二预设时长由第一频率电阻R2和第二频率电阻R2共同确定,第二预设时长可调。

3、还可以通过微控制器的方式、内置多路不同电流值的电流源的方式调整输出给频率电容C2的电流的大小,用于调整第二预设时长。

在本实施例中,通过设置第二预设时长可调,从而当不同第一预设时长的电子烟使用本申请的二级过吸保护电路时,只需要调整第二预设时长,就可以比较容易的满足第二预设时长大于第一预设时长的需求,不需要额外设计新的电路,兼容性较强。而且,不同的用户、不同的品牌、不同的厂商等对第二预设时长的要求不同,通过设计第二预设时长可调,可以满足不同用户、不同品牌、不同厂商的要求,提升了系统控制电路的市场竞争力。

在本实施例中,获得雾化端AT的电压包括直接采集或者间接采集,直接采集获得的电压为雾化端AT的电压,间接采集获得的电压一般与雾化端AT的电压不相等,例如通过分压电阻(支路检测单元包括分压电阻,请参见第五、六实施例)获得的电压比雾化端AT的电压小。这些均是本领域的常规技术或者常规变形,这也是本申请的保护范围。

第二实施例

请参阅图5,图5是本申请第二实施例的电子烟的电路模块图,本实施例与第一实施例相似,因此本实施例未描述的部分可以参照第一实施例,本实施例与第一实施例的主要不同点为第一开关单元210下置。

请参见图5,在本实施例中,第一开关单元210下置且第一开关单元210内置,也即第一开关单元210的第一端与第一接地端GND1电连接,第一接地端GND1经由第二开关单元140与电池110的负极电连接,或者与电池110的负极电连接,第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端接电池端BAT1,电池端BAT1与电池110的正极电连接,或者经由第二开关单元140与电池110的正极电连接,雾化端AT为第一开关单元210与发热元件250的连接点(以下称为雾化连接点)。另外,在本申请的其他实施例中,请参见图6,第一开关单元210下置且第一开关单元210外置,此时雾化端AT与雾化连接点电连接。

在本实施例中,当第一开关单元210导通开启时,此时发热支路导通,发热支路有较大的电流流动,一般为安培级别,例如0.5A、1A、2A等,雾化连接点的电压为第一接地端GND1的电压加上第一开关单元210的压降,第一开关单元210、第二开关单元140的压降一般为毫伏级别,第一接地端GND1的电压接近于0或者为系统端VM的电压,一般为0或者毫伏级别,此时雾化连接点的电压一般小于0.5V,雾化连接点的电压较小;当第一开关单元210关断截止时,此时发热支路断开,发热支路没有电流流动,雾化连接点的电压为电池端BAT1的电压,电池端BAT1的电压为电池110电压或者系统端VM的电压,第二开关单元140的压降一般为微伏级别,此时雾化连接点的电压一般大于3.2V,从而通过判断第一开关单元210与发热元件250的连接点处的电压即可以判断第一开关单元210是导通还是关断,进而判断发热元件250是否在加热。

请参见图3a,在本实施例中,系统控制单元220包括一级过吸保护单元222、气流检测单元221和开关控制单元224。其中,气流检测单元221与气流检测元件240电连接,一级过吸保护单元222与气流检测单元221电连接,气流检测单元221与一级过吸保护单元222分别与开关控制单元224电连接,开关控制单元224与第一开关单元210的控制端电连接。

在本实施例中,系统控制模块272还包括支路检测单元,支路检测单元用于获得第二检测电压,第二检测电压用于表征发热支路是否导通。在本实施例中,支路检测单元包括雾化端AT,雾化端AT的电压用于确定第二检测电压。在本实施例中,雾化端AT的电压即为第二检测电压,当然在其他实施例中也可以将雾化端AT的电压经过转换处理得到第二检测电压。在本实施例中,系统控制模块272通过雾化端AT的电压即可以判断发热支路是否导通,进而判断发热元件250是否在加热。

在本实施例中,系统控制单元220还包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223分别与支路检测单元、开关控制单元224电连接,在本实施例中是与雾化端AT电连接,二级过吸保护单元223通过侦测雾化端AT的电压即可以判断发热元件250是否在加热。在正常状况下二级过吸保护单元223输出开启导通信号给开关控制单元224。

请参见图3b,在本实施例中,二级过吸保护单元223包括过吸比较单元410,过吸比较单元410例如为电压比较器,过吸比较单元410的一个输入端与雾化端AT电连接,过吸比较单元410的另外一个输入端与第三基准电压产生单元电连接,第三基准电压产生单元产生第二参考电压Vref2并输入给过吸比较单元410,在本实施例中,第二参考电压Vref2一般介于0.5V-3.2V之间,例如0.5V、1V、1.5V、2V、2.5V、3V、3.2V等。

在本实施例中,当第一开关单元210断开截止时,此时发热支路断开,没有电流流过,此时雾化端AT的电压与电池端BAT1的电压相等,电池端BAT1的电压一般大于3.2V,大于第二参考电压Vref2,过吸比较单元410输出第二电平信号,当第一开关单元210开启导通时,此时发热支路导通,发热支路上有较大电流流过,为安培级别,此时雾化端AT的电压与第一接地端GND1的电压相近,第一接地端GND1的电压为0或者毫伏级(第二开关单元140的压降、第一开关单元210的压降为毫伏级),小于第二参考电压Vref2,过吸比较单元410输出第一电平信号。

在本实施例中,二级过吸保护单元223还包括过吸逻辑单元,过吸逻辑单元与过吸比较单元410电连接,过吸逻辑单元还与开关控制单元224电连接。

请结合参见图3a和图3b,在本实施例中,过吸逻辑单元包括第二计时单元420和第二时长控制单元430,第二计时单元420的输入端与过吸比较单元410的输出端电连接,第二计时单元420的输出端与第二时长控制单元430电连接,第二时长控制单元430的输出端与开关控制单元224电连接。另外,为了使第二时长控制单元430输出端的信号进行锁定保持,过吸逻辑单元还可以包括触发器,触发器输入端与第二时长控制单元430的输出端电连接,触发器的输出端与开关控制单元224电连接,当然也可以不设置触发器。

在本实施例中,当有气流流动时,气流检测单元221被触发,第一计时器开始计时,第一开关单元210开启导通,过吸比较单元410判断雾化端AT的电压小于第二参考电压Vref2,此时过吸比较单元410输出第一电平信号,第二计时单元420开始计时(边沿触发或者电平触发),当没有气流流动(或者处于PWM信号的低电平、PFM信号的低电平)时,此时第一开关单元210关断截止,发热支路不导通,发热支路上没有电流流动,此时过吸比较单元410判断雾化端AT的电压大于第二参考电压Vref2,过吸比较单元410输出第二电平信号,第二计时单元420停止计时(边沿触发或者电平触发)并将第二计时单元420计时的时长置零,从而第二计时单元420可以实时获得发热元件250加热时长并输出给第二时长控制单元430。在本实施例中第一电平信号例如为高电平或者低电平,第二电平信号例如对应为低电平或者高电平。边沿触发例如为上升沿触发或下降沿触发,电平触发例如为高电平触发或者低电平触发。

当一级过吸保护单元222损坏或者非由气流导致第一开关单元210导通或者其他问题时,也即一级过吸保护单元222不会被触发或者损坏,可能的故障情形之一为第一开关单元210持续导通,不会关断,此时第二计时单元420一直持续计时,不会停止计时且不会置零,第二计时单元420将计时的时长实时输出给第二时长控制单元430,当第二时长控制单元430获知第一开关单元210导通的时长大于或等于第二预设时长时,第二时长控制单元430输出二级过吸保护信号给开关控制单元224,开关控制单元224控制第一开关单元210保持关断,第一开关单元210保持停止工作,当第一开关单元210断开后,发热支路断开,此时第一开关单元210停止工作,发热元件250不会再加热,第一开关单元210及其周边温度不会再上升,可以防止第一开关单元210或者系统控制模块272等因为高温损坏,引起电子烟损坏加剧,尤其是不会发生火灾;而且,本实施例通过增加二级过吸保护单元223,可以对一级过吸保护单元222进行保护补充。而且共用现有的第一开关单元210,不需要额外增加开关单元,可以降低成本。

请继续参见图5和图3a,在本实施例中,当第二时长控制单元430获知第一开关单元210导通的时长大于或等于第二预设时长时,第二时长控制单元430输出二级过吸保护信号给开关控制单元224,同时,过吸逻辑单元锁定输出关断控制信号给开关控制单元224,并控制将第二计时单元420的计时时长置零,这样有利于降低能耗。在本实施例中,二级过吸保护信号例如为关断信号,或者对关断信号进行处理后的信号等,只要能实现通过开关控制单元224控制第一开关单元210关断就可以。

在本实施例中,开关控制单元224包括逻辑门电路,在本实施例中逻辑门电路例如为与门,与门的三个输入端分别电连接一级过吸保护单元222(请参见第一实施例)、二级过吸保护单元223、气流检测单元221,与门的输出端与开关控制单元224内的其他电路单元电连接。在本实施例中,只有当一级过吸保护单元222、二级过吸保护单元223、气流检测单元221均输出开启导通信号给开关控制单元224,开关控制单元224才控制第一开关单元210开启导通,正常情况下,一级过吸保护单元222、二级过吸保护单元223均输出开启导通信号。在本实施例中,气流检测单元221与一级过吸保护单元222电连接以用于发送复位信号、计时开始信号给一级过吸保护单元222。

在本实施例中,当第二时长控制单元430判断第二计时单元420的计时时长大于或等于第二预设时长时,此时表示电子烟内部电路出现异常,或者电子烟的使用环境出现异常,第二时长控制单元430输出关断信号给开关控制单元224,开关控制单元224控制第一开关单元210保持关断截止,第一开关单元210被锁定关断。在本实施例中,雾化组件200还包括激活电路,激活电路与二级过吸保护单元223电连接,激活电路用于输出激活信号以使过吸逻辑单元恢复正常状态,在正常状态过吸逻辑单元输出开启导通信号给开关控制单元224,解除锁定状态。当电子烟的故障排除,此时可以通过激活电路发送激活指令给二级过吸保护单元223,以激活电子烟,电子烟又可以恢复正常使用。在本实施例中,激活电路例如包括激活按键,激活指令由激活按键触发,或者是激活按键与时长的组合触发。

为了防止电子烟一级过吸保护没有触发而直接触发二级过吸保护造成的困扰,例如二级过吸保护后电子烟需要激活才能正常工作,在本实施例中,第二预设时长大于第一预设时长,这样设置可以防止一级过吸保护单元222还没有进行一级过吸保护时触发二级过吸保护单元223进行过吸保护,影响用户正常使用,也即只有一级过吸保护单元222失效、损坏或者非由气流导致的第一开关单元210长时间持续导通时才会触发二级过吸保护。在本实施例中,第二预设时长例如比第一预设时长大10%,例如第二预设时长为5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s、20s,较佳第二预设时长与第一预设时长的比值范围为1.1:1-2:1,设置比值上限可以防止二级过吸保护滞后引起电子烟损坏加剧,降低二级过吸保护的效果。

请继续参见图3b或图3c,在本实施例中,第二计时单元420包括第一基准频率发生单元422和第二计时子单元421,或者,第二计时单元420包括第二级基准频率发生单元和第二计时子单元421,具体请见第一实施例,在此不再赘述。

在本实施例中,第一预设时长、第二预设时长均可调,第一预设时长、第二预设时长可调的方式在第一实施例已描述,在此不再赘述。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,第一预设时长、第二预设时长可以是不能调整,或者只有一个可调。

第三实施例

请参阅图7a,图7a是本申请第三实施例的电子烟的电路模块图,本实施例与第一实施例、第二实施例相似,因此本实施例未描述的部分可以参照第一实施例、第二实施例,本实施例与第一实施例、第二实施例的主要不同点为不是通过雾化端AT检测发热支路是否导通。

请参见图7a和图7b,在本实施例中,雾化组件200还包括第二检测电阻271,第二检测电阻271与第一开关单元210、发热元件250串联形成发热支路,一般第二检测电阻271的阻值为毫欧级,例如1毫欧-100毫欧。

在本实施例中,第一开关单元210上置且第一开关单元210内置。在本实施例中,第一开关单元210的第一端与电池端BAT1电连接,电池端BAT1与电池110的正极电连接,或者经由第二开关单元140与电池110的正极电连接,第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端接第二检测电阻271的一端,第二检测电阻271的另一端接第一接地端GND1,第一接地端GND1经由第二开关单元140与电池110的负极电连接,或者与电池110的负极电连接。另外,在本申请的其他实施例中,第二检测电阻271与发热元件250的位置还可以调换。

请继续参见图7a,在本实施例中,系统控制模块272包括支路检测单元,支路检测单元与发热支路电连接,支路检测单元用于获得第二检测电压,第二检测电压用于表征发热支路是否导通。在本实施例中,当发热支路导通时,第二检测电压是一个值,当发热支路不导通断开时,第二检测电压是另外一个不同的值。在本实施例中,系统控制单元220包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223分别与支路检测单元和开关控制单元224电连接。

在本实施例中,支路检测单元包括发热检测端GX,发热检测端GX与第二检测电阻271和发热元件250的连接处电连接,发热检测端GX的电压用于确定第二检测电压。在本实施例中,发热检测端GX的电压即为第二检测电压,当然在其他实施例中也可以将发热检测端GX的电压经过转换处理得到第二检测电压,例如为第二检测电阻271的压降。在本实施例中,发热检测端GX与二级过吸保护的单元的过吸比较单元410的一个输入端电连接,过吸比较单元410的另外一个输入端与第三基准电压产生单元138电连接,第三基准电压产生单元138用于产生第一参考电压Vref1。

在本实施例中,当有气流流动时,气流检测单元221被触发,第一计时器开始计时,第一开关单元210开启导通,此时发热支路上的电流较大,为安培级别,例如为0.5A、1A、2A等,此时发热检测端GX的电压为第一接地端GND1电压加上第二检测电阻271的压降,第二开关单元140的压降、第二检测电阻271的压降一般为毫伏级别;当没有气流流动时,此时第一开关单元210断开截止,发热支路上没有电流流过,此时发热检测端GX的电压与第一接地端GND1的电压相等,第二开关单元140的压降一般为微伏级别。在本实施例中,第一参考电压Vref1大于第一开关单元210断开时第一接地端GND1的电压,且小于第一开关单元210导通时第一接地端GND1电压加上第二检测电阻271的压降。从而,通过判断发热检测端GX的电压与第一参考电压Vref1的大小就可以得知第一开关单元210是否导通,在本实施例中,第一参考电压Vref1的范围为几十微伏到几十毫伏之间,例如为100uV、200uV、300uV、400uV、500uV、600uV、700uV、800uV、900uV、1mV、5mV、10mV、20mV、30mV、40mV、50mV等,本领域的技术人员可以根据实际需要进行设置。

在本实施例中,过吸比较单元410获得检测端的电压与第三参考电压后如何触发二级过吸保护可以参见第一实施例、第二实施例,在此不再赘述。

另外,第二检测电阻271的位置不限于图7a所示,在本申请的其他实施例中,请参见图7c,第一开关单元210上置且第一开关单元210外置。在本实施例中,第二检测电阻271的一端与电池端BAT1电连接,电池端BAT1与电池110的正极电连接,或者经由第二开关单元140与电池110的正极电连接,第二检测电阻271的另一端与第一开关单元210的第一端电连接,第一开关单元210的第二端与雾化端AT电连接,雾化端AT与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端接第一接地端GND1,第一接地端GND1经由第二开关单元140与电池110的负极电连接,或者与电池110的负极电连接。在本实施例中,发热检测端GX与第一开关单元210和第二检测电阻271的连接处电连接,发热检测端GX的电压用于确定第二检测电压,例如发热检测端GX的电压即为第二检测电压。当第一开关单元210导通时,此时发热支路上的电流较大,为安培级别,例如为0.5A、1A、2A等,此时发热检测端GX的电压为电池端BAT1的电压减去第二检测电阻271的压降,第二开关单元140的压降、第二检测电阻271的压降一般为毫伏级别;当第一开关单元210断开截止时,发热支路上没有电流流过,此时发热检测端GX的电压与电池端BAT1的电压相等,第二开关单元140的压降一般为微伏级别。在本实施例中,过吸比较单元410的一个输入端与发热检测端GX电连接,另一个输入端接入第二参考电压Vref2。在本实施例中,第二参考电压Vref2小于第一开关单元210断开时电池端BAT1的电压,且大于第一开关单元210导通时电池端BAT1的电压减去第二检测电阻271的压降。从而,通过判断发热检测端GX的电压是否大于第二参考电压Vref2就可以得知第一开关单元210是否导通,进而得知发热支路是否导通。另外,在本申请的其他实施例中,第二检测电阻271与第一开关单元210的位置可以调换。一般第一开关单元210的导通电阻为毫欧级别。

另外,第二检测电阻271的位置不限于图7a所示,在本申请的其他实施例中,请参见图7d,第一开关单元210下置且第一开关单元210内置。在本实施例中,第二检测电阻271的一端与电池端BAT1电连接,电池端BAT1与电池110的正极电连接,或者经由第二开关单元140与电池110的正极电连接,第二检测电阻271的另一端与发热元件250的一端电连接,发热元件250的另一端接雾化端AT,雾化端AT与第一开关单元210的一端电连接,第一开关单元210的另一端与第一接地端GND1电连接,第一接地端GND1经由第二开关单元140与电池110的负极电连接,或者与电池110的负极电连接。在本实施例中,发热检测端GX与发热元件250和第二检测电阻271的连接处电连接,发热检测端GX的电压用于确定第二检测电压,例如发热检测端GX的电压即为第二检测电压。在本实施例中,当第一开关单元210导通时,此时发热支路上的电流较大,为安培级别,此时发热检测端GX的电压为电池端BAT1的电压减去第二检测电阻271的压降,第二开关单元140的压降、第二检测电阻271的压降一般为毫伏级别;当第一开关单元210断开截止时,发热支路上没有电流流过,此时发热检测端GX的电压与电池端BAT1的电压相等,第二开关单元140的压降一般为微伏级别。在本实施例中,过吸比较单元410的一个输入端与发热检测端GX电连接,另一个输入端接入第二参考电压Vref2。在本实施例中,第二参考电压Vref2小于第一开关单元210断开时电池端BAT1的电压,且大于第一开关单元210导通时电池端BAT1的电压减去第二检测电阻271的压降。从而,通过判断发热检测端GX的电压是否大于第二参考电压Vref2就可以得知第一开关单元210是否导通。另外,在本申请的其他实施例中,第二检测电阻271与发热元件250的位置可以调换。

另外,第二检测电阻271的位置不限于图7a所示,在本申请的其他实施例中,请参见图7e,第一开关单元210下置且第一开关单元210外置。在本实施例中,发热元件250的一端与电池端BAT1电连接,电池端BAT1与电池110的正极电连接,或者经由第二开关单元140与电池110的正极电连接,发热元件250的另一端接雾化端AT,雾化端AT与第一开关单元210的一端电连接,第一开关单元210的另一端与第二检测电阻271的一端电连接,第二检测电阻271的另一端与第一接地端GND1电连接,第一接地端GND1经由第二开关单元140与电池110的负极电连接,或者与电池110的负极电连接。在本实施例中,发热检测端GX与第一开关单元210和第二检测电阻271的连接处电连接,发热检测端GX的电压用于确定第二检测电压,例如发热检测端GX的电压即为第二检测电压。在本实施例中,当第一开关单元210导通时,此时发热支路上的电流较大,为安培级别,此时发热检测端GX的电压为第一接地端GND1的电压加上第二检测电阻271的压降,第二开关单元140的压降、第二检测电阻271的压降一般为毫伏级别;当第一开关单元210断开截止时,发热支路上没有电流流过,此时发热检测端GX的电压与第一接地端GND1的电压相等,第二开关单元140的压降一般为微伏级别。在本实施例中,过吸比较单元410的一个输入端与发热检测端GX电连接,另一个输入端接入第一参考电压Vref1。从而第一参考电压Vref1小于第一开关单元210导通时第一接地端GND1的电压加上第二检测电阻271的压降,且大于第一开关单元210断开时第一接地端GND1的电压。从而,通过判断发热检测端GX的电压是否大于第一参考电压Vref1就可以得知第一开关单元210是否导通。另外,在本申请的其他实施例中,第二检测电阻271与第一开关单元210的位置可以调换。

另外,在本申请的其他实施例中,第二检测电阻271还可以串联在发热支路的其他合适位置,本领域的技术人员可以根据实际需要进行设置。

第四实施例

在第一实施例-第三实施例中,当开关控制单元224是通过PWM方式或者PFM方式驱动第一开关单元210工作,PWM方式和PFM方式在一个周期包括开启时间和关断时间,第一开关单元210在开启时间开启导通,在关断时间断开截止,由于只具有一个第二计时单元420,此时第二计时单元420的计时会出现问题(在关断时间会复位清零),此时上述三个实施例的二级过吸保护机制在有些情况不再适用,例如当一级过吸保护失效或者损坏,且长时间气流流动导致系统控制单元220一直驱动第一开关单元210工作,没法对电子烟起到有效二级保护。为了彻底解决这个问题,本申请提供第四实施例,本申请未描述的部分可以参见第一实施例-第三实施例。

在本实施例中,第一开关单元210可以通过PWM方式或者PFM方式驱动。请参见图2和图8,在本实施例中,过吸逻辑单元包括第二计时单元420、第二时长控制单元430、第三计时单元440和第三时长控制单元450。其中,第二计时单元420的输入端、第三计时单元440的输入端分别与过吸比较单元410的输出端电连接,第二计时单元420的输出端与第二时长控制单元430电连接,第二时长控制单元430的输出端经由开关控制单元224与第一开关单元210的控制端电连接,第三计时单元440的输出端与第三时长控制单元450电连接,第三时长控制单元450的输出端与第二计时单元420电连接。在本实施例中,第二计时单元420通过第一种边沿触发或者第一种电平触发计时,第三计时单元440通过第二种边沿或者第二种电平触发计时,且第三计时单元440通过第一种边沿触发或者第一种电平触发停止计时,且第三时长控制单元450控制第二计时单元420是否停止计时。

具体而言,在本实施例中,当有气流流动时,气流检测单元221被触发,系统控制单元220通过PWM信号或者PFM信号驱动第一开关单元210工作,在一个周期PWM信号、PFM信号包含开启时间和关断时间。当处于开启时间时,第一开关单元210导通,二级过吸保护单元223判断第一检测电压会大于第一参考电压Vref1(以第一开关单元210上置为例进行说明),此时过吸比较单元410输出第一电平信号,第二计时单元420开始计时,第二计时单元420将计时的时长输出给第二时长控制单元430;当处于关断时间时,此时二级过吸保护单元223判断第一检测电压低于第一参考电压Vref1时,此时过吸比较单元410输出第二电平信号,第三计时单元440开始计时,第三计时单元440将计时的时长输出给第三时长控制单元450,并且当到达下一个周期的开启时间时,第三计时单元440接收到二级过吸保护单元223输出的第一电平信号并触发停止计时,也即第三计时单元440用于计时关断时间的时长或者第一开关单元210不工作的时长。当第三时长控制单元450接收到第三计时单元440计时的时长大于或等于第三预设时长时,此时表示第一开关单元210已经处于未工作状态,也即表示此时接收的信号不是PWM信号或者PFM信号,而是完全关断第一开关单元210的信号,此时已经没有气流流动,第三时长控制单元450输出复位信号给第二计时单元420,第二计时单元420停止计时并将计时时长复位置零,当第三时长控制单元450接收到第三计时单元440计时的时长小于第三预设时长时,此时表明第一开关单元210还是受PWM信号或者PFM信号驱动,只是在此时间段处于关断时间,第三时长控制单元450不输出复位信号给第二计时单元420,第二计时单元420累计计时。当第二时长控制单元430获知第二计时单元420计时的时长大于或等于第二预设时长时,第二时长控制单元430输出二级过吸保护信号,以控制第一开关单元210保持断开,第一开关单元210保持停止工作,当第一开关单元210断开后,发热支路断开,第一开关单元210保持停止工作,此时发热元件250也不会再加热,第一开关单元210也不会再产生热量,第一开关单元210及其周边温度不会再上升,可以防止第一开关单元210或者系统控制模块272等因为高温损坏,引起电子烟损坏加剧,尤其是不会发生火灾。

在本实施例中,当第二时长控制单元430判断第二计时单元420的计时时长大于或等于第二预设时长时,此时表示电子烟内部电路出现异常,或者电子烟的使用环境出现异常,第二时长控制单元430输出二次过吸保护信号给开关控制单元224,开关控制单元224控制第一开关单元210保持关断截止,第一开关单元210被锁定关断,进入二级过吸保护。在本实施例中,雾化组件200还包括激活电路,激活电路与二级过吸保护单元223电连接,激活电路用于输出激活信号以使过吸逻辑单元恢复正常状态,在正常状态过吸逻辑单元输出开启导通信号给开关控制单元224,解除锁定状态。当电子烟的故障排除,此时可以通过激活电路发送激活信号给二级过吸保护单元223,以激活电子烟,电子烟又可以恢复正常使用。在本实施例中,激活电路例如包括激活按键,激活信号由激活按键触发,或者是激活按键与时长的组合触发,本领域的技术人员可以根据实际进行设置。

在本实施例中,第三预设时长大于PWM信号、PFM信号的最大周期,第三预设时长例如大于或等于60ms,例如为60ms、70ms、80ms、90ms、100ms、110ms、120ms、130ms、140ms、150ms等。本实施例可以解决系统控制模块272、一级过吸保护损坏产生的各种问题。在本实施例中第三预设时长与第二预设时长的比值例如小于1:10。

本实施例解决上述问题的方式可以适用系统控制模块272各种(包括但不限于上述三种)驱动第一开关单元210的方式。例如,当系统控制单元220驱动发热元件250进行加热的方式为第三种时(第一种驱动方式、第二种驱动方式请见本实施例前面的描述),此时第三计时单元440一直不触发开始计时,计时时长一直为0,第三时长控制单元450不会输出复位信号给第二计时单元420(只有在第一开关单元210不工作时第三时长控制单元450才输出复位信号),第二计时单元420一直累计计时,当第二时长控制单元430获知第二计时单元420计时的时长大于或等于第二预设时长时,第二时长控制单元430输出二级过吸保护信号以关断第一开关单元210。

在本实施例中,当气流检测被反复误触发,只要间隔时间低于第三预设时长,第二计时单元420会一直计时,当第二计时单元420的计时时长大于或等于第二预设时长,二级过吸保护就会被触发,也可以防止热量没有及时散发出去而又一次吸烟,导致第一开关单元210温度持续升高的问题。

请继续参见图8,在本实施例中,第二计时单元420包括第一基准频率发生单元422和第二计时子单元421,第三计时单元440包括第三计时子单元441,第二计时单元420与第三计时单元440共用一个第一基准频率发生单元422,可以降低成本。其中,第二计时子单元421、第三计时子单元441分别与过吸比较单元410的输出端电连接,第二计时子单元421分别与第二时长控制单元430、第一基准频率发生单元422电连接,第三计时子单元441分别与第三时长控制单元450、第一基准频率发生单元422电连接,第三时长控制单元450与第二计时子单元421电连接。在本实施中,第一基准频率发生单元422一直在工作,当第一开关单元210导通时,第二计时子单元421被触发接收第一基准频率发生单元422输出的频率信号,频率信号例如为脉冲信号、锯齿波信号、三角波信号等,第二计时子单元421开始计时,当第一开关单元210关断时,第三计时子单元441被触发接收第一基准频率发生单元422输出的频率信号,第三计时子单元441开始计时,当第一开关单元210又导通时,第三计时子单元441停止接收第一基准频率发生单元422输出的频率信号,第三计时子单元441停止计时并复位清零,当第三时长控制单元450接收到第三计时子单元441计时的时长大于或等于第三预设时长时,第三时长控制单元450输出复位信号给第二计时子单元421,第二计时子单元421复位置零;当第三时长控制单元450接收到第三计时子单元441计时的时长小于第三预设时长时,第三计时子单元441不输出复位信号。另外,在本申请的其他实施例中,第二计时单元420和第三计时单元440也可以不共用第一基准频率发生单元422,也可以各自都具有一个第一基准频率发生单元422。在本实施例中,第二计时子单元421和第二时长控制单元430可以合并在一个电路模块中实现,也可以分开单独实现,第三计时子单元441和第三时长控制单元450可以合并在一个电路模块中实现,也可以分开单独实现;第二计时子单元421、第二时长控制单元430、第三计时子单元441和第三时长控制单元450也可以合并在一个电路模块中实现。

在本实施例中,不管电子烟工作还是未工作,第一基准频率发生单元422一直工作,能耗较高,为了节省能耗,在本申请的其他实施例中,请参见图9,第二计时单元420包括第二基准频率发生单元442和第二计时子单元421,第三计时单元440包括第三计时子单元441,第二计时单元420与第三计时单元440共用一个第二基准频率发生单元442,这样可以降低成本。其中,第二基准频率发生单元442、第三计时子单元441分别与过吸比较单元410的输出端电连接,第二计时子单元421、第三计时子单元441分别与第二基准频率发生单元442电连接,第二计时子单元421与第二时长控制单元430电连接,第三计时子单元441与第三时长控制单元450电连接,第三时长控制单元450分别与第二基准频率发生单元442、第二计时子单元421电连接。在本实施中,在第一开关单元210工作时第二基准频率发生单元442工作,在第一开关单元210不工作时第二基准频率发生单元442延迟一段时间后不工作,不产生频率信号,不产生频率信号,这样设置可以节省能耗。

具体而言,在本实施例中,当第一开关单元210开启导通时,过吸比较单元410输出第一电平信号,第二基准频率发生单元442被触发以输出频率信号,第二计时子单元421接收频率信号并开始计时,当第一开关单元210关断截止时,过吸比较单元410输出第二电平信号,第三计时子单元441被触发接收第二基准频率发生单元442输出的频率信号,第三计时子单元441开始计时,当第一开关单元210又导通时,过吸比较单元410由输出第二电平信号转为输出第一电平信号,第三计时子单元441停止接收第二基准频率发生单元442输出的频率信号,第三计时子单元441停止计时并复位清零,当第三时长控制单元450接收到第三计时子单元441计时的时长大于或等于第三预设时长时,此时表示电子烟已经不在工作,第三时长控制单元450输出复位信号给第二计时子单元421和第二基准频率发生单元442,第二基准频率发生单元442不再工作,第二基准频率发生单元442停止产生频率信号,同时,第二计时子单元421复位置零;当第三时长控制单元450接收到第三计时子单元441计时的时长小于第三预设时长时,第三计时子单元441不输出复位信号。另外,在本申请的其他实施例中,第三时长控制单元450还可以与第二基准频率发生单元442电连接,不与第二计时子单元421电连接,此时,当第三时长控制单元450接收到第三计时子单元441计时的时长大于或等于第三预设时长时,此时表示电子烟已经不在工作,第三时长控制单元450输出复位信号给第二基准频率发生单元442,第二基准频率发生单元442不再工作,第二基准频率发生单元442停止产生频率信号,第二计时子单元421接收不到频率信号,第二计时子单元421自动复位置零。另外,在本申请的其他实施例中,第二计时单元420和第三计时单元440也可以不共用第二基准频率发生单元442,也可以各自都具有一个第二基准频率发生单元442。在本实施例中,第二计时子单元421和第二时长控制单元430可以合并在一个电路模块中实现,也可以分开单独实现,第三计时子单元441和第三时长控制单元450可以合并在一个电路模块中实现,也可以分开单独实现;第二计时子单元421、第二时长控制单元430、第三计时子单元441和第三时长控制单元450也可以合并在一个电路模块中实现。

在本实施例中,第二预设时长可调,第二预设时长可调的方式在第一实施例有描述,在此不再赘述。在本实施例中,第三预设时长可调,第三预设时长可调的方式请参见第二预设时长可调的方式,在此不再赘述。在本申请一实施例中,第二预设时长、第三预设时长的比例可以是固定的。另外,在本申请的其他实施例中,第三预设时长也可以是不可调的。

在第一-第四实施例中,通过系统控制电路实现对电子烟的二级过吸保护,可以至少部分解决以下问题:第一开关单元210长时间工作,或者第一开关单元210停止工作时间很短热量来不及散掉,导致第一开关单元210的温升过高,造成整个电子烟内部的温度升高,导致第一开关单元210恶化损坏,以及第一开关单元210周边电路也会恶化损坏,造成电子烟严重损坏等问题。而且,本实施例共用第一开关单元210,不需要额外增加开关元件,成本较低;而且,不需要改变电子烟原有的电路系统,只需要对系统控制模块272进行小修改,兼容性较好,成本较低。

第五实施例

在第一-第四实施例均是通过检测雾化端AT、第二检测电阻271的电压判断第一开关单元210是否开启导通,本实施例通过侦测发热元件250与第一开关单元210串联形成的发热支路是否有导通电流判断第一开关单元210是否开启导通。本实施例未描述的部分可以参见第一-第四实施例中。

请参见图2,在本实施例中,第一开关单元210上置,系统控制模块272包括支路检测单元,支路检测单元用于获得第二检测电压,第二检测电压用于表征发热支路是否导通。在本实施例中,支路检测单元包括电流检测单元和雾化端AT,电流检测单元用于获得与发热支路流过的电流成比例的第三检测电压,该第三检测电压用于确定第二检测电压,在本实施例中,该第三检测电压为第二检测电压,该第三检测电压用于表征发热支路中是否有电流流动。

具体而言,请结合参见图2和图10,在本实施例中,电流检测单元包括第一检测MOS管JM1、第一检测运算放大器JOPA1、第二检测MOS管JM2和第三检测电阻JR3,其中,第一检测MOS管JM1的栅极与第一开关单元210的栅极电连接,源极与电池端BAT1电连接,漏极与第一检测运算放大器JOPA1的同向端电连接,第一检测运算放大器JOPA1的反向端与雾化端AT电连接,第一检测运算放大器JOPA1的同向端还与第二检测MOS管JM2的源极电连接,第一检测运算放大器JOPA1的输出端与第二检测MOS管JM2的栅极电连接,第二检测MOS管JM2的漏极与第三检测电阻JR3的一端电连接,第三检测电阻JR3的另一端接第一接地端GND1。其中,当第一开关单元210导通时第二检测MOS管JM2的漏极处的电压如下:

Visen=Iload*JR3/KI;

其中,Visen代表第三检测电压,该检测电压用于表征发热元件250流过的电流,Iload代表流过发热元件250的实时电流,KI:1代表第一开关单元210(第一MOS管)与第一检测MOS管JM1的宽长比,JR3代表第三检测电阻JR3的阻值,且JR3、KI的值已知。在本实施例中,第一开关单元210、第一检测MOS管JM1、第二检测MOS管JM2均为PMOS管。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,还可以均为NMOS管等。

在本实施例中,当第一开关单元210导通开启时,此时第一检测MOS管JM1也开启导通,此时第一开关单元210上流过Iload的电流,第一检测MOS管JM1流过Iload/KI电流,该电流也流过第三检测电阻JR3,此时第二检测MOS管JM2的漏极处相对第一接地端GND1的的电压Visen如上式,当第一开关单元210关断截止时,此时第一检测MOS管JM1也关断截止,此时第二检测MOS管JM2的漏极处的电压Visen为第一接地端GND1的电压,一般为0V或者微伏级。从而通过检测电压Visen的大小就可以直接判断第一开关单元210是否工作。

在本实施例中,系统控制单元220还包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223包括过吸比较单元410,过吸比较单元410一般为电压比较器,过吸比较单元410的一个输入端与第二检测MOS管JM2的漏极电连接以接收检测电压Visen,过吸比较单元410的另外一个输入端接入第一参考电压Vref1,第一参考电压Vref1大于第一开关单元210断开时电池端BAT1的电压,第一参考电压Vref1小于第一开关单元210导通时的检测电压,第一参考电压Vref1的范围例如为(0.5/K)V-(3.2/K)V。

在本实施例中,二级过吸保护单元223包括过吸逻辑单元,过吸逻辑单元在第一实施例-第四实施例有描述,在此不再赘述。

另外,在本实施例中,请继续参见图10,支路检测单元还包括分压检测单元,分压检测单元和电流检测单元可以只具有其中之一。在本实施例中,分压检测单元包括第四检测电阻JR4和第五检测电阻JR5,第四检测电阻JR4的一端与雾化端AT电连接,第四检测电阻JR4的另一端与第五检测电阻JR5的一端电连接,第五检测电阻JR5的另一端与第一接地端GND1电连接。其中,第四检测电阻JR4与第五检测电阻JR5的连接点处的分压电压Vvsen如下,该分压电压也可以用于确定第二检测电压,在此处,该分压电压为第二检测电压。

Vvsen=Vload*JR5/(JR3+JR4);

其中,Vvsen代表分压电压,Vload为发热元件250上的压降,JR4代表第四检测电阻JR4的阻值,JR5代表第五检测电阻JR5的阻值。在此处,分压电压Vvsen间接代表雾化端AT的电压。从而通过分压电压Vvsen就可以直接判断第一开关单元210是否工作。

第六实施例

请参见图11,图11是本申请第六实施例系统控制电路的电路模块图,本实施例与第五实施例相似,因此本实施例未描述的部分可以参照第五实施例,本实施例与第五实施例的主要不同点为第一开关单元210下置。

请参见图5和图11,在本实施例中,第一开关单元210下置,系统控制模块272包括支路检测单元,支路检测单元用于获得第二检测电压,第二检测电压用于表征发热支路是否导通。在本实施例中,支路检测单元包括电流检测单元和雾化端AT,电流检测单元用于获得与发热支路流过的电流成比例的检测电压,该检测电压用于确定第二检测电压,在本实施例中,该检测电压为第二检测电压,该检测电压用于表征发热支路中是否有电流流动。

具体而言,请结合参见图5和图11,在本实施例中,电流检测单元包括第一检测MOS管JM1、第一检测运算放大器JOPA1、第二检测MOS管JM2和第三检测电阻JR3,其中,第一检测MOS管JM1的栅极与第一开关单元210的栅极电连接,漏极与第一接地端GND1电连接,源极与第一检测运算放大器JOPA1的反向端电连接,第一检测运算放大器JOPA1的同向端与雾化端AT电连接,第一检测运算放大器JOPA1的反向端还与第二检测MOS管JM2的漏极电连接,第一检测运算放大器JOPA1的输出端与第二检测MOS管JM2的栅极电连接,第二检测MOS管JM2的源极与第三检测电阻JR3的一端电连接,第三检测电阻JR3的另一端接电池端BAT1。其中,当第一开关单元210导通时第二检测MOS管JM2的源极处的电压如下:

Visen=Vbat-Iload*JR3/KI;

其中,Visen代表检测电压,该检测电压用于表征发热元件250流过的电流,Vbat代表电池端BAT1电压,Iload代表流过发热元件250的实时电流,KI:1代表第一开关单元210(第一MOS)与第一检测MOS管JM1的宽长比,JR3代表第三检测电阻JR3的阻值,且JR3、KI的值已知。在本实施例中,第一开关单元210、第一检测MOS管JM1、第二检测MOS管JM2均为PMOS管。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,还可以均为NMOS管等。

在本实施例中,当第一开关单元210导通开启时,此时第一检测MOS管JM1也开启导通,此时第一开关单元210上流过Iload的电流,第一检测MOS管JM1流过Iload/KI电流,该电流也流过第三检测电阻JR3,此时第二检测MOS管JM2的源极处的电压Visen如上式,较小,当第一开关单元210关断截止时,此时第一检测MOS管JM1也关断截止,此时第二检测MOS管JM2的源极的电压Visen为电池端BAT1的电压,较大。从而通过检测电压Visen就可以直接判断第一开关单元210是否工作。

在本实施例中,系统控制单元220还包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223包括过吸比较单元410,过吸比较单元410一般为电压比较器,过吸比较单元410的一个输入端与第二检测MOS管JM2的漏极电连接以接收检测电压Visen,过吸比较单元410的另外一个输入端接入第二参考电压Vref2,第二参考电压Vref2小于第一开关单元210断开时电池端BAT1的电压,第二参考电压Vref2大于第一开关单元210导通时的检测电压。

在本实施例中,二级过吸保护单元223还包括过吸逻辑单元,过吸逻辑单元在第一实施例-第四实施例有描述,在此不再赘述。

另外,在本实施例中,请继续参见图11,支路检测单元还包括分压检测单元,分压检测单元和电流检测单元可以只具有其中之一。在本实施例中,分压检测单元包括第四检测电阻JR4和第五检测电阻JR5,第四检测电阻JR4的一端与电池端BAT1电连接,第四检测电阻JR4的另一端与第五检测电阻JR5的一端电连接,第五检测电阻JR5的另一端与电池端BAT1电连接。其中,第四检测电阻JR4与第五检测电阻JR5的连接点处的分压电压如下,该分压电压也可以用于确定第二检测电压,在此处,该分压电压为第二检测电压。

Vvsen=Vbat-Vload*JR5/(JR4+JR5);

其中,Vvsen代表分压电压,Vload为发热元件250上的压降,JR4代表第四检测电阻JR4的阻值,JR5代表第五检测电阻JR5的阻值。在此处,分压电压Vvsen间接代表雾化端AT的电压。从而通过分压电压Vvsen就可以直接判断第一开关单元210是否工作。另外,分压检测单元、电流检测单元还可以具有其他作用。

第七实施例

在第一-第六实施例均是通过检测雾化端AT的电压、第二检测电阻271的电压、流过发热元件250的电流判断第一开关单元210是否开启导通,本实施例与前面实施例不同,本实施例通过侦测第一开关单元210的驱动电压判断第一开关单元210是否导通。本实施例未描述的部分可以参见第一-第六实施例中。

一般说来,当第一开关单元210为PMOS时(本实施例以PMOS管为例进行说明),此时第一开关单元210的控制端通过较低的电压驱动第一开关单元210开启导通,例如第一接地端GND1电压,第一开关单元210的控制端通过较高的电压驱动第一开关单元210关闭截止,例如电池端BAT1的电压。当第一开关单元210为NMOS时,此时第一开关单元210控制端通过较高的电压驱动第一开关单元210开启导通,例如电池端BAT1的电压,第一开关单元210的控制端通过较低的电压驱动第一开关单元210关闭截止,例如第一接地端GND1的电压。从而,一般驱动第一开关单元210开启的电压或者关闭截止的电压是确定的,且相差比较大。

为了判断第一开关单元210是导通还是关断,请参见图12,在本实施例中,系统控制模块272包括支路检测单元,支路检测单元用于获得第二检测电压,第二检测电压用于表征发热支路是否导通。在本实施例中,支路检测单元包括第一开关单元210的控制端。在本实施例中,系统控制单元220还包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223与第一开关单元210的控制端电连接,第一开关单元210的控制端的电压用于确定第二检测电压,在本实施例中,第一开关单元210的控制端的电压为第二检测电压。具体而言,二级过吸保护单元223包括过吸比较单元410,过吸比较单元410例如为电压比较器,过吸比较单元410的一个输入端与第一开关单元210的控制端电连接,过吸比较单元410的另外一个输入端与第三基准电压产生单元电连接,第三基准电压产生单元产生第二参考电压Vref2并输入给过吸比较单元410,在本实施例中,第二参考电压Vref2一般介于第一开关单元210的开启电压与关断电压之间,例如0.5V-2V之间,例如0.5V、1V、1.5V、2V等,在本实施例中,当第一开关单元210断开截止时,此时第一开关单元210的控制端的电压大于第二参考电压Vref2,过吸比较单元410输出第二电平信号,当第一开关单元210开启导通时,此时第一开关单元210的控制端的电压小于第二参考电压Vref2,过吸比较单元410输出第一电平信号。在本实施例中,第一电平信号为高电平或者低电平,第二电平信号为低电平或者高电平。另外,在本申请的其他实施例中,当第一开关单元210为NMOS管时,过吸比较单元410的另外一个输入端接入第一参考电压Vref1,第一参考电压Vref1一般介于第一开关单元210的开启电压与关断电压之间,例如0.5V-2V之间,例如0.5V、1V、1.5V、2V等,此时,当第一开关单元210断开截止时,此时第一开关单元210的控制端的电压小于第一参考电压Vref1,过吸比较单元410输出第二电平信号,当第一开关单元210开启导通时,此时第一开关单元210的控制端的电压大于第一参考电压Vref1,过吸比较单元410输出第一电平信号。

在本实施例中,二级过吸保护单元223还包括过吸逻辑单元,过吸逻辑单元在第一实施例-第六实施例有描述,在此不再赘述。

另外,在本实施例中,第一开关单元210内置,但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,第一开关单元210还可以外置,此时支路检测单元包括第一开关控制端(引脚)GT,第一开关控制端GT与第一开关单元210的控制端电连接,过吸比较单元410的一个输入端与第一开关控制端GT电连接。

第八实施例

在第一-第七实施例均是通过第一开关单元210进行二级过吸保护,但如果第一开关单元210本身短路损坏或者开关控制单元224等损坏,此时虽然系统控制单元220中设有二级过吸保护单元223,但是第一开关单元210或者开关控制单元224不受控制,为了彻底解决该问题,本实施例共用第二开关单元140,实现二级过吸保护。这样可以不用额外增设开关单元,可以降低成本。本实施例未描述的部分可以参见第一-第七实施例,在此不再赘述。

请参见图13a和图13b,在本实施例中,系统控制单元220还包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223的功能和作用在前面实施例已经叙述,在此不再赘述。在本实施例中,系统控制模块272还包括过吸控制端SC,过吸控制端SC与二级过吸保护单元223电连接,电池保护模块130包括过吸接收端SR,过吸接收端SR与过吸控制端SC电连接,过吸接收端SR与逻辑控制单元150或者过放电压保护单元电连接,当二级过吸保护单元223的第二时长控制单元430判断第二计时单元420的计时时长大于或等于第二预设时长时,过吸逻辑单元经由过吸控制端SC输出休眠信号或者过放信号,过吸接收端SR收到休眠信号或者过放信号后,逻辑控制单元150控制电池保护电路120进入休眠模式,在休眠模式第二开关单元140保持关闭截止。休眠信号或过放信号为过吸逻辑单元与电池保护模块130协议好的编码信号。

在本实施例中,当逻辑控制单元150与过吸接收端SR电连接时,逻辑控制单元150包括逻辑门电路,逻辑门电路一个输入端与过放电压保护单元的输入端电连接,逻辑门电路的另外一个输入端与过吸接收端SR电连接,当过放电压保护单元、过吸接收端SR任意一个接收到休眠信号或者关断信号时,逻辑控制单元150控制电池保护电路120进入休眠模式,在休眠模式第二开关单元140保持关断,且电池保护模块130至少部分单元不耗电或者整体不耗电。当过放电压保护单元与过吸接收端SR电连接时,当过吸接收端SR接收到过放信号时,过放电压保护单元输出休眠信号给逻辑控制单元150,逻辑控制单元150控制电池保护电路120进入休眠模式,在休眠模式第二开关单元140保持关断,且电池保护模块130至少部分单元不耗电或者整体不耗电。至于逻辑控制单元150收到休眠信号后如何进入休眠模式为本领域的常规技术,在此不再赘述。

当第二开关单元140断开后,放电主回路断开,即使第一开关单元210仍然开启导通或者短路导通,电池110也不会给系统控制电路供电,第一开关单元210保持停止工作,此时发热元件250也不会再加热,第一开关单元210也不会再产生热量,第一开关单元210及其周边温度不会再上升,可以防止第一开关单元210或者系统控制模块272等因为高温损坏,引起电子烟损坏加剧,尤其是不会发生火灾。而且,本实施例只需要对电池保护电路120、系统控制模块272进行少量修改,兼容性较好。

当用户经过维修排除第一开关单元210或者系统控制模块272等的故障后,此时可以将电池保护电路120的系统端VM的电压拉低(第二开关单元140下置)或者拉高(第二开关单元140上置)以使电池保护模块130重新激活,第二开关单元140恢复保持开启导通。在本实施例中,系统端VM可以通过连接充电器实现拉低为低电平或者拉高为高电平。在本实施例中,逻辑控制单元150与系统端VM之间还设置充电检测单元,当充电检测单元检测到充电信号时,电池保护电路120可以退出休眠模式,第二开关单元140恢复导通。

第九实施例

图14为本申请第九实施例的示意图,本实施例与第八实施例相似,本实施例与第八实施例的主要不同点为不需要增设过吸接收端SR。本实施例未描述的部分可以参见第八实施例,在此不再赘述。

请参见图14,在本实施例中,系统控制单元220还包括二级过吸保护单元223,二级过吸保护单元223的功能和作用在前面实施例已经叙述,在此不再赘述。在本实施例中,系统控制模块272还包括过吸控制端SC和第四开关单元280,系统控制电路还包括过放电阻R3,其中,第四开关单元280、过放电阻R3、过吸控制端SC串联形成过放串联电路,过放串联电路的一端接第一接地端GND1,过放串联电路的另一端与电源供电端电连接,在一种实现方式中,第四开关单元280一端与第一接地端GND1电连接,第四开关单元280的另一端与过吸控制端SC电连接,过吸控制端SC与过放电阻R3的一端电连接,过放电阻R3的另一端与电源供电端电连接(过放电阻R3外置),电源供电端经由第一电阻与电池110的正极电连接,第四开关单元280的控制端与过吸逻辑单元电连接。在另外一种实现方式中,第四开关单元280一端与第三接地端电连接,第四开关单元280的另一端与过放电阻R3的一端电连接,过放电阻R3的另一端与过吸控制端SC电连接(过放电阻R3内置),过吸控制端SC与电源供电端电连接,电源供电端经由第一电阻与电池110的正极电连接,第四开关单元280的控制端与过吸逻辑单元电连接;另外,第四开关单元280与过放电阻R3的位置可以进行调换。在本实施例中,过放电阻R3的阻值一般与第一电阻阻值的比值小于2:1,较佳为1:1。

在本实施例中,当过吸逻辑单元的第二时长控制单元430判断第二计时单元420的计时时长大于或等于第二预设时长时,过吸逻辑单元控制第四开关单元280开启导通,电源供电端的电压被拉低到预设过放阈值电压以下,从而电池保护模块130的过放电压保护单元起作用,使电池保护模块130进入休眠模式,在休眠模式第二开关单元140保持断开,此时电池110不会供电给发热支路,第一开关单元210保持停止工作。

一般说来,常规的电池保护电路120,当电池110深度放电时,此时常规的电池保护电路120通过过放电压保护单元检测到电池110深度放电,具体为通过检测电源供电端处的电压是否低于预设过放阈值电压来确定是否深度放电,如果低于预设过放阈值电压,则过放电压保护单元确定电池110处于深度放电状态,过放电压保护单元发送休眠信号给逻辑控制单元150,逻辑控制单元150控制电池保护电路120进入休眠模式,在休眠模式第二开关单元140断开,并且控制电池保护电路120停止耗电,用于保护电池110,防止电池110因为过度放电损坏,直到充电检测单元检测到充电信号后电池保护电路120恢复供电,第二开关单元140开启导通以恢复对雾化组件200的供电。在本申请一实施例中,充分利用现有技术的过放电压保护单元原有的电路和功能,实现控制第二开关单元140断开,并且控制电池保护电路120不耗电。具体而言,过放串联电路的一端与电源供电端电连接,在第四开关单元280关断截止时过吸控制端SC呈高阻态。在正常状况下,第四开关单元280断开,此时过吸控制端SC呈高阻态,当第二时长控制单元430控制第四开关单元280导通时,此时电源供电端、过放电阻R3、第四开关单元280构成的过放串联电路导通,从而过放电阻R3与第一电阻对电池110电压进行分压,从而电源供电端处接收的电压信号会降低,在本实施例中降低到小于2/3的电池110电压,一般小于2/3的电池110电压会低于深度放电设置的预设过放阈值电压,一般说来,电池110供电电压的范围为2.8V-4.2V,深度放电的预设过放阈值电压一般为2.8V,而小于2/3的电池110电压范围为小于2.8V,低于深度放电的预设过放阈值电压。从而当第四开关单元280导通时,过放电压保护单元检测到电源供电端的电压低于预设过放阈值电压,此时过放电压保护单元输出休眠信号给逻辑控制单元150,逻辑控制单元150控制电池保护电路120进行休眠模式,在休眠模式第二开关单元140保持断开,并且控制电池保护模块130停止耗电。在本实施例中,第四开关单元280为NMOS管。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,第四开关单元280还可以为PMOS管等。在本实施例中,电池保护电路120不需要进行修改,兼容性较好,成本低。

一般说来,电池保护模块130对于深度放电具有两种保护模式:过放可恢复模式和过放不可恢复模式,用户或者厂家可以根据需要进行设置,当电池保护电路120处于过放可恢复模式时,过放电压保护单元检测到电源供电端的电压低于预设过放阈值电压时(例如误检测),第二开关单元140断开,当电源供电端的电压增大到预设过放阈值电压以上时,电池保护电路120自动退出休眠模式,第二开关单元140导通,因此在此种模式下第四开关单元280需要保持一直导通;当电池保护模块130处于过放不可恢复模式时,过放电压保护单元检测到电源供电端的电压低于预设过放阈值电压时,第二开关单元140断开,并且电池保护模块130均不耗电,在此模式下即使电源供电端处的电压增大到预设过放阈值电压以上时,电池保护电路120还是处于休眠模式,这种模式第四开关单元280不用保持一直导通,在此情况下,只有检测到充电信号时,电池保护模块130才退出休眠模式,本实施例较佳位于过放不可恢复模式。

在本实施例中,过放电阻R3位于系统控制模块272之外,系统控制模块272位于芯片上。但本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,过放电阻R3、系统控制模块272可以位于同一个芯片上。

应当理解的是,在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,因此依本申请权利要求所作的等同变化,仍属本申请所涵盖的范围。

技术分类

06120114591653