CN112716056A - 用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路及控制方法，所述加热电路包括：可变电容、吸力检测电路、数模转换电路及恒功率输出电路，所述吸力检测电路输入端与所述可变电容电连接，所述吸力检测电路的输出端与所述数模转换电路的输入端电连接，所述数模转换电路的输出端与恒功率输出电路电连接，所述吸力检测电路获取吸力值并确定吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号，所述数模转换电路用于将所述数字信号转换为对应的模拟信号，所述恒功率输出电路用于输出与所述模拟信号相对应的输出功率，通过吸力检测电路检测到的吸力值并转换为对应的模拟信号，进而控制输出功率，可以获得较高的烟雾模拟度提高用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及雾化器技术领域，尤其涉及一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路及控制方法。
背景技术
电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉，当感受到吸烟者抽烟时通过预设的雾化器的加热电路发热并产生烟雾来模拟真实吸烟。
但目前雾化器的加热电路设计和真实吸烟时存在明显区别，主要原因在于目前的雾化器的加热电路无法根据使用者的吸食力度产生相应的温度及烟雾，使得用户体验感较差。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提出了一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路及控制方法。
第一方面，提供了一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路，其特征在于，所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路包括可变电容、吸力检测电路、数模转换电路及恒功率输出电路，所述吸力检测电路输入端与所述可变电容电连接，所述吸力检测电路的输出端与所述数模转换电路的输入端电连接，所述数模转换电路的输出端与恒功率输出电路电连接，所述吸力检测电路获取吸力值并确定吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号，所述数模转换电路用于将所述数字信号转换为对应的模拟信号，所述恒功率输出电路用于输出与所述模拟信号相对应的输出功率。
优选的，所述吸力检测电路包括定值电容、第一时钟电路、第二时钟电路、采样电路、锁存电路及吸力区间电路，所述吸力区间电路与所述锁存电路输出端和所述采样电路输出端电连接，所述采样电路输出端与所述锁存电路的输入端相连，所述采样电路输入端分别与所述第一时钟电路输出端和所述第二时钟电路输出端电连接，所述第一时钟电路输入端与所述定值电容电连接，所述第二时钟电路的输入端与所述可变电容电连接，所述锁存电路用于锁存上电复位预设时刻后吸力为零时的初始吸力值，所述采样电路用于确定当前时刻吸力值，所述第一时钟电路用于将所述定值电容的电容值转换为第一时钟周期，所述第二时钟电路用于将所述可变电容的电容值转换为第二时钟周期，所述吸力区间电路用于确定所述当前时刻吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号。
优选的，所述锁存电路与计数器电连接。
优选的，所述恒功率输出电路包括：模数转换电路、脉冲调制电路、场效晶体管及负载电阻，所述模数转换电路输出端与所述脉冲调制电路输入端电连接，所述脉冲调制电路输出端与所述场效晶体管的栅极电连接，所述场效晶体管的漏极与所述负载电阻电连接。
第二方面，提供了一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路的控制方法，其特征在于，所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路为上述第一方面及优选的任意一项电路，所述方法包括：
获取吸力检测电路检测到的当前时刻吸力值；
根据所述当前时刻吸力值确定预设吸力区间对应数字信号；
将所述数字信号以数模转换电路转换为对应的模拟信号，以该模拟信号控制恒功率输出电路的输出功率。
在一种可选实施方式中，所述获取吸力检测电路检测到的当前时刻吸力值，包括：
获取可变电容当前时刻的第二时钟周期及定值电容当前时刻的第一时钟周期；
根据所述第一时钟周期和所述第二时钟周期以采样电路中预设吸力值算法确定当前时刻吸力值。
在一种可选实施方式中，所述根据所述当前时刻吸力值确定预设吸力区间对应数字信号，包括：
根据当前时刻吸力值及所述预设吸力范围划分的吸力区间，确定当前时刻的吸力区间；
根据所述当前时刻的吸力区间确定对应的数字信号，并实时输出对应的数字信号。
在一种可选实施方式中，所述以该模拟信号控制恒功率输出电路的输出功率，之后还包括：
根据所述输出功率控制所述负载电阻的温度及烟雾，所述负载包括雾化器。
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例公开了一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路及控制方法，所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路包括可变电容、吸力检测电路、数模转换电路及恒功率输出电路，所述吸力检测电路输入端与所述可变电容电连接，所述吸力检测电路的输出端与所述数模转换电路的输入端电连接，所述数模转换电路的输出端与恒功率输出电路电连接，所述吸力检测电路获取吸力值并确定吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号，所述数模转换电路用于将所述数字信号转换为对应的模拟信号，所述恒功率输出电路用于输出与所述模拟信号相对应的输出功率，通过利用吸力检测电路检测到的吸力值并转换为对应的模拟信号，进而控制输出功率，可以获得较高的烟雾模拟度，提升对雾化器及包括该雾化器的产品的用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
其中：
图1为本发明实施例中一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路的结构示意图；
图2为本发明实施例中一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路的控制方法的流程图；
图3为本发明实施例中一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路中吸力检测电路的结构示意图；
图4为本发明实施例中一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路中恒功率输出电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例中一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路的结构示意图，上述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路包括可变电容、吸力检测电路、数模转换电路及恒功率输出电路，上述吸力检测电路输入端与上述可变电容电连接，上述吸力检测电路的输出端与上述数模转换电路的输入端电连接，上述数模转换电路的输出端与恒功率输出电路电连接，上述吸力检测电路获取吸力值并确定吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号，上述数模转换电路用于将上述数字信号转换为对应的模拟信号，上述恒功率输出电路用于输出与上述模拟信号相对应的输出功率。
请参阅图2，图二为本发明实施例中一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路的控制方法的流程图，上述方法包括：
步骤201、获取吸力检测电路检测到的当前时刻吸力值；
需要说明的是，当前时刻的吸力值由可变电容的电容值变化获得，可变电容的电容值变化越大则产生吸力值越大。
步骤202、根据上述当前时刻吸力值确定预设吸力区间对应数字信号；
步骤203、将上述数字信号以数模转换电路转换为对应的模拟信号，以该模拟信号控制恒功率输出电路的输出功率。
需要说明的是，得到上述吸力值的最终目的是根据吸力值控制恒功率输出电路的输出功率，因此需要将吸力值转换为数模转换电路可接受的信号形式即数字信号，并利用数模转换电路获得恒功率输出电路所需的模拟信号。
本发明实施例公开了一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路及控制方法，上述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路包括可变电容、吸力检测电路、数模转换电路及恒功率输出电路，上述吸力检测电路输入端与上述可变电容电连接，上述吸力检测电路的输出端与上述数模转换电路的输入端电连接，上述数模转换电路的输出端与恒功率输出电路电连接，上述吸力检测电路获取吸力值并确定吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号，上述数模转换电路用于将上述数字信号转换为对应的模拟信号，上述恒功率输出电路用于输出与上述模拟信号相对应的输出功率，通过利用吸力检测电路检测到的吸力值并转换为对应的模拟信号，进而控制输出功率，可以获得较高的烟雾模拟度，提升对雾化器及包括该雾化器的产品的用户体验。
为更好理解本发明实施例，请参阅图3，图3为本发明实施例中一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路中吸力检测电路的结构示意图。
在本发明实施例中，如图3所示上述吸力检测电路包括定值电容、第一时钟电路、第二时钟电路、采样电路、锁存电路及吸力区间电路，上述吸力区间电路与上述锁存电路输出端和上述采样电路输出端电连接，上述采样电路输出端与上述锁存电路的输入端相连，上述采样电路输入端分别与上述第一时钟电路输出端和上述第二时钟电路输出端电连接，上述第一时钟电路输入端与上述定值电容电连接，上述第二时钟电路的输入端与上述可变电容电连接，上述锁存电路用于锁存上电复位预设时刻后吸力为零时的初始吸力值，上述采样电路用于确定当前时刻吸力值，上述第一时钟电路用于将上述定值电容的电容值转换为第一时钟周期，上述第二时钟电路用于将上述可变电容的电容值转换为第二时钟周期，上述吸力区间电路用于确定上述当前时刻吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号。
其中，步骤201，包括：
获取可变电容当前时刻的第二时钟周期及定值电容当前时刻的第一时钟周期；
根据上述第一时钟周期和上述第二时钟周期以采样电路中预设吸力值算法确定当前时刻吸力值。
需要说明的是，上述可变电容为电容值可变的外部电容，定值电容为电容值固定的内部电容也可以叫做基准电容，通过可变电容确定外部吸力大小，吸力越大，可变电容的电容值增大越多。
在本发明实施例中，将上述两种电容分别接入两个时钟电路：
其中，可变电容接入第二时钟电路产生第二时钟周期：
其中，T2为第二时钟周期，C1为当前可变电容值，vh是基准电压一，vl是基准电压二，I0是基准电流。
可以理解的是，利用类似方法可获得定值电容产生的第一时钟周期T1，只需把上述公式中C1换做固定电容值C0，在此不做赘述。
利用与上述时钟电路电连接的采样电路计算当前时刻吸力值：
其中，吸力值计算公式为：
其中，N为吸力值。
需要说明的是，吸力区间电路中存储有预设吸力范围，上述预设吸力范围由初始吸力值和最大吸力值确定。
其中，锁存电路与计数器电连接。
可以理解的是，初始吸力值N0是计算吸力为0的情况下的N值，通过锁存por后Y ms的N值得到的，其中POR指上电复位。
其中，最大吸力值为预设在吸力区间电路的吸力范围中的最大吸力值，由所选择的可变电容可提供的最大电容值决定，可以根据需要自行设置。
其中，步骤202，还包括：
根据当前时刻吸力值及上述预设吸力范围划分的吸力区间，确定当前时刻的吸力区间；
根据上述当前时刻的吸力区间确定对应的数字信号，并实时输出对应的数字信号。
需要说明的是，为精确获得吸力大小，因此预设吸力范围对应的吸力区间，上述吸力区间可以为16、32或64段，在此以16段举例说明，只做举例不做具体限定。
可以理解的是，吸力值N＝T2/T1＝C1/C0，即则C1＝N*C0；
因此，吸力为零的情况下，当前时刻的可变电容的电容值为：C1＝N0*C0；
当产生吸力时，当前时刻的可变电容的电容值为：C1＝N*C0；
可以获得可变电容的电容值变化：△C1＝(N-N0)*C0；
可以理解的是，如果N-N0的值越大，那么C1的电容变化越大，证明吸力越大，且为进一步感受吸力变化，我们对吸力范围进一步划分为16个区间，每个区间对应一个数字信号，具体划分形式请参考以下示例：
若N<N0+M0,则数字信号为dataout＝0；
若N0+M0＝<N<N0+M1,则数字信号为dataout＝1；
若N0+M1＝<N<N0+M2,则数字信号为dataout＝2；
若N0+M2＝<N<N0+M3,则数字信号为dataout＝3；
若N0+M3＝<N<N0+M4,则数字信号为dataout＝4；
若N0+M4＝<N<N0+M5,则数字信号为dataout＝5；
若N0+M5＝<N<N0+M6,则数字信号为dataout＝6；
若N0+M6＝<N<N0+M7,则数字信号为dataout＝7；
若N0+M7＝<N<N0+M8,则数字信号为dataout＝8；
若N0+M8＝<N<N0+M9,则数字信号为dataout＝9；
若N0+M9＝<N<N0+M10,则数字信号为dataout＝10；
若N0+M10＝<N<N0+M11,则数字信号为dataout＝11；
若N0+M11＝<N<N0+M12,则数字信号为dataout＝12；
若N0+M12＝<N<N0+M13,则数字信号为dataout＝13；
若N0+M13＝<N<N0+M14,则数字信号为dataout＝14；
若N>＝N0+M14,则数字信号为dataout＝15。
且上述可变电容的电容值变化：△C1＝Ma*C0,其中，a＝dataout。
上述数字信号的确定过程是为了更好理解本发明实施例，只做举例不做具体限定。
在本发明实施例中，数模转换电路即DAC电路是把吸力区间对应的数字信号dataout转化为模拟信号去控制恒功率输出电路的输出功率，该模拟信号可以为电压、电流，在此以电压信号作为示例进行数模转换的阐述：
其中，Vref＝Vref0+dataout*V0；
其中，Vref为模拟信号，Vref0为预设定值，可根据实际情况选取并预设其值，dataout为吸力区间对应的数字信号，V0为固定电压，且V0决定了DAC电路输出电压的LSB,可以选取取10mv，20mv等。
通过上述实施方式可以获得数字信号对应的模拟信号值，上述示例只做举例不做具体限定。
为更好理解本发明实施例，请参考图4，图4为一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路中恒功率输出电路的结构示意图。
在本发明实施例中，如图4所示上述恒功率输出电路包括：模数转换电路、脉冲调制电路、场效晶体管及负载电阻，上述模数转换电路输出端与上述脉冲调制电路输入端电连接，上述脉冲调制电路输出端与上述场效晶体管的栅极电连接，上述场效晶体管的漏极与上述负载电阻电连接。
需要说明的是，恒功率输出电路由模数转换电路ADC、脉冲调制电路PWM、场效晶体管mosfet及负载电阻Rload组成；其中，对于mosfet选用可以是PMOS，也可以选NMOS,本发明实施例以PMOS作为示例进行阐述：
其中，负载电阻两端的电压Vout为输出电压,则输出功率P为：
其中，Vout为输出电压，Rload为负载电阻阻值，当mosfet导通时的Vout＝Vout0，当mosfet关闭时的Vout＝0。
因此，AVG(Vout*Vout)＝(Vout0*Vout0)*(DVout)，其中DVout为Vout的占空比；
则输出功率可以表示为：
参照上述公式的推导得出的输出功率计算公式，可以理解的是，只要保证(Vout0*Vout0)*(DVout)为恒定值，就可以保证恒功率输出，其中，电路中的ADC电路就是检测(Vout0*Vout0)的大小，(Vout0*Vout0)的值越大，ADC输出data就越大，把输出data接入PWM电路，当data越大，就会使DVout越小，从而能保证(Vout0*Vout0)*(DVout)为恒定值。
其中，data＝N*(1-K*Vref*Vref/(Vout0*Vout0))；
(DVout)＝1-data/N；
所以，可以得到(DVout)＝K*Vref*Vref/(Vout0*Vout0)，
因此输出功率
可以变换为
以获得最终的输出功率计算公式。
通过上述变换过程得出的最终的输出功率计算公式，可以知道若想改变输出功率，只需改变K或Vref即可，而K值是由电路内部确定的，Vref是由外部输入确定的，可以根据实际需求来调整。
在本发明实施例中，即通过吸力检测结果来调整Vref进而控制输出功率大小，吸力越大，data越大，Vref越大，输出功率P越大。
data＝f(ΔC1)；
其中，data是ΔC1的非线性函数，根据实际需要进行选取。
在本发明实施例中，步骤203之后还包括：
根据上述输出功率控制上述负载电阻的温度及烟雾，上述负载包括雾化器。
可以理解的是，确定当前时刻输出功率时，就可以通过该功率实现对雾化器的烟雾量的控制。
本发明实施例公开了一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路及控制方法，上述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路包括可变电容、吸力检测电路、数模转换电路及恒功率输出电路，上述吸力检测电路输入端与上述可变电容电连接，上述吸力检测电路的输出端与上述数模转换电路的输入端电连接，上述数模转换电路的输出端与恒功率输出电路电连接，上述吸力检测电路获取吸力值并确定吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号，上述数模转换电路用于将上述数字信号转换为对应的模拟信号，上述恒功率输出电路用于输出与上述模拟信号相对应的输出功率。通过利用吸力检测电路检测到的吸力值并转换为对应的模拟信号，进而控制输出功率，可以获得较高的烟雾模拟度，提升对雾化器及包括该雾化器的产品的用户体验，且通过模数转换电路检测负载两端的电压对恒功率输出电路进行调控，实现恒功率输出。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上上述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路，其特征在于，所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路包括可变电容、吸力检测电路、数模转换电路及恒功率输出电路，所述吸力检测电路输入端与所述可变电容电连接，所述吸力检测电路的输出端与所述数模转换电路的输入端电连接，所述数模转换电路的输出端与恒功率输出电路电连接，所述吸力检测电路获取吸力值并确定吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号，所述数模转换电路用于将所述数字信号转换为对应的模拟信号，所述恒功率输出电路用于输出与所述模拟信号相对应的输出功率。
2.根据权利要求1所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路，其特征在于，所述吸力检测电路包括定值电容、第一时钟电路、第二时钟电路、采样电路、锁存电路及吸力区间电路，所述吸力区间电路与所述锁存电路输出端和所述采样电路输出端电连接，所述采样电路输出端与所述锁存电路的输入端相连，所述采样电路输入端分别与所述第一时钟电路输出端和所述第二时钟电路输出端电连接，所述第一时钟电路输入端与所述定值电容电连接，所述第二时钟电路的输入端与所述可变电容电连接，所述锁存电路用于锁存上电复位预设时刻后吸力为零时的初始吸力值，所述采样电路用于确定当前时刻吸力值，所述第一时钟电路用于将所述定值电容的电容值转换为第一时钟周期，所述第二时钟电路用于将所述可变电容的电容值转换为第二时钟周期，所述吸力区间电路用于确定所述当前时刻吸力值的吸力区间数字信号并输出对应的数字信号。
3.根据权利要求2所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路，其特征在于，所述锁存电路与计数器电连接。
4.根据权利要求1所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路，其特征在于，所述恒功率输出电路包括：模数转换电路、脉冲调制电路、场效晶体管及负载电阻，所述模数转换电路输出端与所述脉冲调制电路输入端电连接，所述脉冲调制电路输出端与所述场效晶体管的栅极电连接，所述场效晶体管的漏极与所述负载电阻电连接。
5.一种用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路的控制方法，其特征在于，所述用吸力大小控制输出功率的雾化器加热电路为权利要求1至4中任意一项所述的电路，所述方法包括：
获取吸力检测电路检测到的当前时刻吸力值；
根据所述当前时刻吸力值确定预设吸力区间对应数字信号；
将所述数字信号以数模转换电路转换为对应的模拟信号，以该模拟信号控制恒功率输出电路的输出功率。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述获取吸力检测电路检测到的当前时刻吸力值，包括：
获取可变电容当前时刻的第二时钟周期及定值电容当前时刻的第一时钟周期；
根据所述第一时钟周期和所述第二时钟周期以采样电路中预设吸力值算法确定当前时刻吸力值。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻吸力值确定预设吸力区间对应数字信号，包括：
根据当前时刻吸力值及所述预设吸力范围划分的吸力区间，确定当前时刻的吸力区间；
根据所述当前时刻的吸力区间确定对应的数字信号，并实时输出对应的数字信号。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述以该模拟信号控制恒功率输出电路的输出功率，之后还包括：
根据所述输出功率控制所述负载电阻的温度及烟雾，所述负载包括雾化器。
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