电子雾化装置及其控制方法和控制电路

技术领域

本发明涉及雾化技术领域，具体而言，涉及一种电子雾化装置及其控制方法和控制电路。

背景技术

电子雾化装置是一种生成气溶胶供用户吸食的电子产品，其中，可更换式电子雾化装置是电子雾化装置中很常见的一种类型，这种类型的电子雾化装置的雾化器和电源装置设置成具有可相互配合和分离的两种形态，通过相互匹配的电源装置和雾化器相互可拆卸地配合来组装成该可更换式电子雾化装置，雾化器中设置雾化机构，例如雾化机构(如雾化芯)中的发热丝通电后产生热量，利用发热丝产生的热量将雾化器中的液态基质雾化形成气溶胶，由设置在雾化器中的气道流入吸食嘴的吸食口处供使用者吸食，用户在使用过程中可以通过更换不同的雾化器来选择不同口味的液态基质，从而体验不一样的雾化口味。

目前，当存在用户使用电子雾化装置时的吸食时间过长或者雾化器遭浸水而导致电路板损害使得咪头短路等不利情况下，现有电子雾化装置尤其是其雾化机构均一直持续工作，因此，电子雾化装置尤其是雾化机构的工作时长无法预设地控制，造成雾化机构无法得到超时保护，从而引起雾化机构的发热丝温度过高而产生过热导致用户吸食到烧焦味道、还有雾化机构表面出现积碳的不利情况发生，不仅无法规避用户在短时间内吸食过量气溶胶而引起的身体不适，还容易带来不佳的用户使用体验，以及造成雾化机构的损坏。

因此，亟需提供一种电子雾化装置尤其是雾化机构得到工作超时保护、可避免用户在短时间内吸食气溶胶过量、确保用户使用体验佳、避免雾化机构的损坏的电子雾化装置及其控制方法和控制电路。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种电子雾化装置及其控制方法和控制电路，用以解决现有技术中电子雾化装置的雾化机构无法得到工作超时保护、用户有可能在短时间内吸食气溶胶过量、用户吸食到烧焦味道、雾化机构表面出现积碳的技术问题。

一方面，本发明提供一种电子雾化装置控制方法，电子雾化装置包括具有雾化机构的雾化器和电源装置，该电子雾化装置控制方法包括以下步骤：获得雾化机构工作的持续时长；比较持续时长与时长阈值，若持续时长小于时长阈值则获得第一比较信号，若持续时长大于或等于时长阈值则获得第二比较信号；根据第一比较信号控制雾化机构正常工作，根据第二比较信号控制雾化机构停止工作并锁定雾化机构使其无法正常工作；在雾化机构处于锁定状态下，判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出，若是，则控制对雾化机构解锁使其恢复正常工作，若否，则控制保持对雾化机构的锁定。

在一个技术方案中，获得雾化机构工作的持续时长步骤包括通过检测雾化机构的发热丝电阻值的变化时长来确定持续时长。

在一个技术方案中，获取雾化机构工作的持续时长步骤包括通过检测雾化器的MOS脉冲宽度调制信号的占空比来确定持续时长。

在一个技术方案中，电源装置上设有触控开关或触发部，雾化器相对应地设有触发部或触控开关，在雾化机构处于锁定状态下，判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出步骤包括检测触发部是否抵压触控开关。

在一个技术方案中，在检测出触控开关所接受的抵压保持时，则控制对雾化机构保持锁定，在检测出触控开关所接受的抵压消失时，则对拔出的速度进行检测以获得拔出速度，并比较拔出速度和预设拔出速度阈值，当拔出速度小于等于预设拔出速度阈值时，则判断为雾化器未拔出，从而控制对雾化机构保持锁定，当拔出速度大于预设拔出速度阈值时，则进一步检测触控开关是否再次受到抵压，当检测出未再次受到抵压，则仍然维持判断为雾化器未拔出，当检测出触控开关在预设时长内再次受到抵压，则判断结果为雾化器已插入，控制对雾化机构解锁。

在一个技术方案中，在检测出触控开关为初始接受抵压或者在预设时长之后再次受抵压时，则对雾化器插入电源装置的速度进行检测以获得插入速度，并比较插入速度和预设插入速度阈值，若插入速度小于等于预设插入速度阈值时，则对应地控制雾化机构不工作或不解锁，若插入速度大于预设插入速度阈值时，则控制雾化机构准备初始工作或者解锁以准备再次工作

另一方面，本发明提供电子雾化装置控制电路，电子雾化装置包括具有雾化机构的雾化器和电源装置，该电子雾化装置控制电路包括：计时模块，用于对雾化机构的持续工作进行计算以得出持续时长；时长比较模块，用于比较持续时长和时长阀值，当比较出持续时长小于时长阈值时则产生第一比较信号，当比较出持续时长大于等于时长阈值时则产生第二比较信号；控制模块，用于根据第一比较信号控制雾化机构正常工作和根据第二比较信号控制雾化机构停止工作并锁定雾化机构使其无法正常工作；雾化器插拔判断模块，用于判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出；速度比较模块，用于比较拔出速度和预设拔出速度阈值以及比较插入速度和预设插入速度阈值；当雾化器插拔判断模块判断为已拔出时，则速度比较模块比较拔出速度和预设拔出速度阈值，且当拔出速度小于等于预设拔出速度阈值时，则更正雾化器插拔判断模块的判断为未拔出，则雾化器插拔判断模块产生保持配合信号至控制模块从而控制对雾化机构保持锁定，当拔出速度大于预设拔出速度阈值时，则雾化器插拔判断模块再次判断雾化器是否在预设时长内再次插入，若判断出已再次插入，则维持雾化器插拔判断模块的已拔出判断，雾化器插拔判断模块产生分离信号至控制模块从而控制对雾化机构解锁使其恢复正常工作。

在一个技术方案中，当雾化器插拔判断模块判断出雾化器初始插入电源装置时则产生初始配合信号至控制模块以控制雾化机构进行正常工作。

在一个技术方案中，当雾化器插拔判断模块判断出雾化器初始或者预设时长之后插入电源装置时，则速度比较模块比较插入速度和预设插入速度阈值，若插入速度小于等于预设插入速度阈值时，则雾化器插拔判断模块产生保持配合信号使得锁定雾化机构，若插入速度大于预设插入速度阈值时，则述雾化器插拔判断模块产生初始配合信号或者解锁信号至控制模块从而控制雾化机构准备初始工作或者解锁以准备再次工作。

在一个技术方案中，计时模块包括发热丝阻值变化检测子模块和MOS脉冲宽度调制信号检测子模块，发热丝阻值变化检测子模块用于检测雾化机构的发热丝阻值的变化时长来确定持续时长，MOS脉冲宽度调制信号检测子模块用于检测雾化器的MOS脉冲宽度调制信号的占空比来确定持续时长；电子雾化装置控制电路包括与雾化器插拔判断模块、发热丝阻值变化检测子模块和MOS脉冲宽度调制信号检测子模块分别电连接的第一端子、第二端子和第三端子。

又一方面，本发明提供一种电子雾化装置，该电子雾化装置包括以上任一的电子雾化装置控制电路。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：通过比较雾化器的雾化机构工作的持续时长与时长阈值，只有持续时长小于时长阈值时，雾化机构能够正常工作，而一旦持续时长大于等于时长阈值，则雾化机构被控制停止工作并锁定，且后续需要在对雾化器相对于电源装置的拔出、插入满足相应条件而判断雾化器为拔出时，雾化机构才能恢复正常工作，因此，本发明电子雾化装置及其控制方法和控制电路实现了电子雾化装置尤其是雾化机构的工作超时保护、避免了用户在短时间内吸食气溶胶过量、确保了用户使用体验佳、避免了雾化机构的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，这些均在本发明的保护范围内。

图1为本发明电子雾化装置控制方法的流程示意图；

图2为本发明电子雾化装置控制方法的获得雾化机构工作的持续时长步骤的细化示意图；

图3为本发明电子雾化装置控制电路的结构框图；

图4为本发明电子雾化装置控制电路的电路原理图；

图5为本发明电子雾化装置控制电路的局部构造示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参考图1，本发明提供一种电子雾化装置控制方法，该电子雾化装置控制方法可以由电子雾化装置控制电路(以下将做进一步详细说明)控制实现，其中，电子雾化装置(未图示)包括雾化器和电源装置，雾化器中设有内部布置了发热丝的雾化机构(雾化芯)，电源装置中设有电池，雾化器与电源装置以插拔的方式可拆卸固定地配合形成电子雾化装置，该电子雾化装置控制方法包括以下步骤：

S10：获得雾化机构工作的持续时长；

S20：比较持续时长与时长阈值，该时长阈值可以存储于电子雾化装置控制电路的例如存储模块中，根据发明人针对用户普遍在每吸食一次的气溶胶吸食量、吸食频率、发热丝持续工作所达到的高温值的反复实验及数据统计，时长阈值优选设为10至12秒，此情形下，既有助于防止用户一直吸食而导致的气溶胶吸食量过量，又避免了发热丝温度过高而产生过热导致用户吸食到烧焦味道、还有雾化机构(雾化芯)表面出现积碳的不利情况发生，若持续时长小于时长阈值则获得第一比较信号，若持续时长大于或等于时长阈值则获得第二比较信号；

S30：根据第一比较信号控制雾化机构正常工作，也就是说，雾化机构在工作了小于时长阈值的持续时长之后能够再次工作，根据第二比较信号控制雾化机构停止工作并锁定雾化机构使其无法正常工作，也就是说，雾化机构在工作至少达到时长阈值之后无法再次工作；

S40：在雾化机构处于锁定状态下，判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出，若是，则控制对雾化机构解锁使其恢复正常工作，若否，则控制保持对雾化机构的锁定，也就是说，当雾化机构被锁定后，用户需要将雾化器相对于电源装置拔出再插入，雾化机构才能再次工作，另外，对于拔出再插入的判断可以结合拔出速度和插入速度满足条件与否来进一步加以精确判断(以下将做进一步说明)，这样的话，通过强制用户将已配合安装在一起的雾化器和电源装置分离才能再次正常使用电子雾化装置，使得雾化机构在雾化器相对于电源装置的拔出和再次插入过程中始终停止工作从而发热丝的温度能够下降至安全温度。综上所述，由于本发明电子雾化装置控制方法能够在雾化机构工作时长一旦达到时长阈值将其锁定，且雾化机构只有在雾化器相对于雾化器先拔出后插入才能再次正常工作，从而确保了雾化机构工作时长不超过时长阈值，因此，雾化机构及具有雾化机构的电子雾化装置得到了工作超时保护、避免了用户在短时间内吸食气溶胶过量、又避免了发热丝温度过高而产生过热导致用户吸食到烧焦味道、雾化机构(雾化芯)表面出现积碳的不利情况发生。

请进一步参考图2，在一个具体实施例中，获得雾化机构工作的持续时长步骤S10包括通过检测雾化机构的发热丝阻值的变化时长来确定持续时长，可知的是，由于大部分金属电阻，温度升高时其电阻增大，从而可以确定出阻值变化时长与持续时长的对应关系，这样的话，由于发热丝通电后产生热量，而发热丝的电阻变化率随发热丝的温度变化，因此，只要通过检测出发热丝的电阻值发生变化及变化的持续时长就能够准确得出雾化机构工作的持续时长。

请进一步参考图2，在一个具体实施例中，获取雾化机构工作的持续时长步骤S10包括通过检测雾化器的MOS脉冲宽度调制信号来确定持续时长，由于电子雾化装置控制电路设有MOS场效应管，以下简称为MOS管，且雾化器的例如发热丝的部件是通过MOS管后的脉冲宽度调制信号的占空比来控制工作的，因此，通过检测MOS脉冲宽度调制信号的一个波形或者多个波形的占空比来确定时长即能够准确得出持续时长。

在一个具体实施例中，电源装置上设有触控开关或触发部，雾化器相对应地设有触发部(未图示)或触控开关(未图示)，触发部可以是突起，对于在雾化机构处于锁定状态下，判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出步骤S40包括检测触发部是否抵压触控开关，具体来说，在绝大部分情况下为雾化器初次插入电源装置来初次使用电子雾化装置时，触控开关接受到触发部的抵压使得状态为开，在将雾化器拔出电源装置而将雾化机构由锁定状态转为解锁状态时，触控开关不再受到触发部的抵压使得状态由开转为关，当雾化器再次插入电源装置以再次使用电子雾化装置时，触控开关再次接受到触发部的抵压使得状态为关转为开，因此，通过判断触控开关的状态变化能够准确、快捷地检测出雾化器是否相对于电源装置拔出，从而准确地锁定及解锁雾化机构，保障电子雾化装置的安全使用，并且，通过只有插拔雾化器才实现解锁的相对繁琐的机械式操作，在多次插拔操作后能潜移默化之中培养用户吸食气溶胶的时间不宜过长，提高用户吸食气溶胶的体验。

为确保用户在抽吸雾化气体时满足国家对《电子烟》强制标准中有关“应具有防儿童启动功能和防止意外启动的保护功能”的强制要求，在本发明的实施例中，还对雾化器从电源装置插拔中作了锁定技术进一步改进，在插拔开始时设置为分段方式，当雾化机构被锁定后，用户需要将雾化器相对于电源装置拔出再插入，雾化机构才能再次工作。

具体来说，考虑到上述强制标准以及针对上述的判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出步骤，作为一具体实施方式，在检测出触控开关所接受的抵压保持时，则控制对雾化机构保持锁定，在检测出触控开关所接受的抵压消失时，则对拔出的速度进行检测以获得拔出速度，并比较拔出速度和预设拔出速度阈值，当拔出速度小于等于预设拔出速度阈值时，则判断为雾化器未拔出，从而控制对雾化机构保持锁定，当拔出速度大于预设拔出速度阈值时，则进一步检测触控开关是否再次受到抵压，当检测出未再次受到抵压，则仍然维持判断为雾化器未拔出，当检测出触控开关在预设时长内再次受到抵压，则判断结果为雾化器已插入，控制对雾化机构解锁，由于对于儿童来说，他们的力量小，拔出雾化器的速度较慢，也就是小于预设拔出速度阈值，这样就能继续保持对雾化机构的锁定，满足上述强制标准中的相关规定。并且通过设置上述预设时长，能确保雾化机构为有意的解锁，而避免误操作的解锁。更进一步的实施例中，本发明实施例的电子雾化装置具有防止儿童启动的功能，上述步骤S40：在雾化机构处于锁定状态下，判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出，若是，则控制对雾化机构解锁使其恢复正常工作，若否，则控制保持对雾化机构的锁定，进一步包括：

S41：确定触控开关是否受到抵压保持的力；

S42：当受到抵压保持的力时，锁定雾化机构处于断电不工作状态；

S43：当受到抵压保持的力低于预设数值时，进一步确定雾化器被拔出的拔出速度；

S44：若所述拔出速度小于等于预设拔出速度阈值，则继续锁定雾化机构处于断电不工作状态；

S45：若所述拔出速度大于预设拔出速度阈值，则检测触控开关是否再次受到抵压；

S46：当检测出触控开关未再次受到抵压时，则确定雾化器未拔出的判断准确；

S47：当检测出触控开关在预设时长内再次受到抵压，则判断为雾化器已插入，控制对雾化机构进行解锁。

本发明上述实施例通过在常规插拔操作基础上，针对儿童可能启动带来的危害等，综合考虑了儿童在插拔雾化器与成人插拔雾化器存在的差异点，起到防止儿童插拔电子雾化器抽吸的问题。

在一个具体实施例中，在检测出触控开关为初始接受抵压或者在预设时长之后再次受抵压时，则对雾化器插入电源装置的速度进行检测以获得插入速度，并比较插入速度和预设插入速度阈值，若插入速度小于等于预设插入速度阈值时，则对应地控制雾化机构不工作或不解锁，若插入速度大于预设插入速度阈值时，则控制雾化机构准备初始工作或者解锁以准备再次工作。这样的话，考虑到力量小的儿童，他们将雾化器插入电源装置的速度也较慢，因此通过对插入速度与预设插入速度阈值的比较，能够进一步避免由于儿童插入雾化器而错误地进行初始工作或者解锁雾化机构，保障了电子雾化装置的安全使用、符合强制要求。另外，上述初始接受抵压主要为在绝大部分情况下触控开关接受初次插入电源装置的雾化器所施加的抵压，或者该初始接受抵压也可以指未在检测出持续时长大于等于时长阈值情形下、雾化器相对于电源装置的先拔出后插入而对触控开关施加的抵压，或者该初始接受抵压也可以是更换使用不同雾化器时不同雾化器之一插入电源装置而对触控开关施加的抵压。这样就更进一步地通过插拔雾化器的过程中能准确识别到是否是儿童操作行为，防止对儿童身体健康造成危害。

在一个具体实施例中，本发明的电子雾化装置还可以设有存储器，其对用户每次拔插解除锁定方式中的例如拔出速度、插入速度等进行存储，当解除锁定与之前所存储的数据存在明显差异时，则判断为异常解锁，则控制雾化机构依然保持锁定状态。

请进一步参考图3至图5，本发明实施例还提供了一种电子雾化装置控制电路，该电子雾化装置控制电路采用MCU来控制，且MCU的多个端子与相应模块电连接以接收及输出信号，电子雾化装置包括具有雾化机构的雾化器和电源装置，关于电子雾化装置控制电路中各个模块的控制方式及作用，可以参考及借鉴以上对于电子雾化装置控制方法的有关描述，不再赘述，以下重点对不同内容进行描述，电子雾化装置控制电路包括计时模块、时长比较模块、控制模块、雾化器插拔判断模块和速度比较模块，计时模块用于对雾化机构的持续工作进行计算以得出持续时长，时长比较模块用于比较持续时长和时长阀值，当比较出持续时长小于时长阈值时则产生第一比较信号，当比较出持续时长大于等于时长阈值时则产生第二比较信号，控制模块用于根据第一比较信号控制雾化机构正常工作和根据第二比较信号控制雾化机构停止工作并锁定雾化机构使其无法正常工作，雾化器插拔判断模块用于判断雾化器是否相对于电源装置由插入转为拔出，速度比较模块，用于比较拔出速度和预设拔出速度阈值以及比较插入速度和预设插入速度阈值；当雾化器插拔判断模块判断为已拔出时，则速度比较模块比较拔出速度和预设拔出速度阈值，且当拔出速度小于等于预设拔出速度阈值时，则更正雾化器插拔判断模块的判断为未拔出，则雾化器插拔判断模块产生保持配合信号至控制模块从而控制对雾化机构保持锁定，当拔出速度大于预设拔出速度阈值时，则雾化器插拔判断模块再次判断雾化器是否在预设时长内再次插入，若判断出已再次插入，则维持雾化器插拔判断模块的已拔出判断，雾化器插拔判断模块产生分离信号至控制模块从而控制对雾化机构解锁使其恢复正常工作，可以理解的是，上述各模块均根据实际需要而相互间电连接，因此，本发明电子雾化装置控制电路对雾化机构提供了工作超时保护、避免了用户在短时间内吸食气溶胶过量、又避免了发热丝温度过高而产生过热导致用户吸食到烧焦味道、还有雾化机构(雾化芯)表面出现积碳的不利情况发生。

在一个具体实施例中，当雾化器插拔判断模块判断出雾化器初始或者预设时长之后插入电源装置时，则速度比较模块比较插入速度和预设插入速度阈值，若插入速度小于等于预设插入速度阈值时，则雾化器插拔判断模块产生保持配合信号使得锁定雾化机构，若插入速度大于预设插入速度阈值时，则述雾化器插拔判断模块产生初始配合信号或者解锁信号至控制模块从而控制雾化机构准备初始工作或者解锁以准备再次工作。由上所述，对于初始插入的理解可以参照上述关于初始接受抵压的说明而得到，因此，判断模块能准确判断雾化器插入电源装置是由于时长比较模块比较出持续时长大于等于时长阈值的情形还是例如初次拆封使用而插入雾化器等其他情形而实施，从而确保用户使用的高可靠性。

在一种实施例中，计时模块包括发热丝阻值变化检测子模块和MOS脉冲宽度调制信号检测子模块，发热丝阻值变化检测子模块用于检测雾化机构的发热丝阻值的变化时长来确定持续时长，MOS脉冲宽度调制信号检测子模块用于检测雾化器的MOS脉冲宽度调制信号的占空比来确定持续时长，例如，通过检测出MOS管的通断时长大于等于持续时长，则判断雾化机构工作超时。

请进一步参考图4和图5，在一种实施例中，电子雾化装置控制电路包括与雾化器插拔判断模块、发热丝阻值变化检测子模块和MOS脉冲宽度调制信号检测子模块分别电连接的第一端子、第二端子(未图示)和第三端子，其中，参考图5，第一端子经由第十三电阻R13分别与发热丝H1的非接地端及MOS管的第一端相连，且MOS管并联一二极管，第三端子经由第十二电阻R12分别与MOS管的第二端及二极管的第一端相连，且发热丝H1非接地端与MOS管的第一端和二极管的第一端相连，MOS管的第三端和二极管的第二端与电池的正极相连。进一步参考图4，图4示出电子雾化装置控制电路的电路原理图，其中，管脚8为CHECK_IN端子即第一端子，管脚13为MOS_PWM端子即第三端子，由上所述，通过雾化器插拔判断子模块和MOS脉冲宽度调制信号检测子模块所获得的信号能对MOS管脉冲宽度调制以达到MOS管导通时间的改变，进而可以达到控制发热丝H1是否与电池导通而接受供电进而工作的目的。

本发明实施例还提供了一种电子雾化装置，电子雾化装置包括以上任一种的电子雾化装置控制电路，因此，本发明电子雾化装置具有以上电子雾化装置控制电路的优点，在此不再赘述，本发明电子雾化装置避免了用户使用时吸食气溶胶过量、又避免了发热丝温度过高而产生过热导致用户吸食到烧焦味道、还有雾化机构(雾化芯)表面出现积碳的不利情况发生。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序，或者若干步骤同时执行。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。