CN105167202A - 电子烟及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电子烟及其控制方法，上述电子烟包括发热组件、电源模块、功率测量模块和功率调节模块。功率测量模块包括电压真有效值检测单元和微处理单元，电压真有效值检测单元与发热组件的两端连接，用于检测发热组件的两端的真有效电压值；微处理单元与电压真有效值检测单元连接，用于根据真有效电压值输出控制信号；功率调节模块连接在电源模块和发热组件之间，并与微处理单元连接，用于接收控制信号并根据控制信号调节发热组件的功率。上述电子烟的功率调节模块根据控制信号调节发热组件的功率，由于真有效电压值直接与发热组件的发热量相对应，因此可以精确的调节发热组件的功率，使发热效率稳定，提高电子烟的烟雾量和口感的稳定性。

Description

电子烟及其控制方法

技术领域

本发明涉及香烟替代品，特别是涉及一种电子烟及其控制方法。

背景技术

电子烟是一种通过电池为发热丝供电，发热丝发热使烟油雾化，从而实现吸烟效果的电子装置。然而，电子烟一般采用的锂电池，其电压值通常会随着电量的降低而降低，发热丝的发热效率也会随之改变，因此电子烟在使用过程中烟雾量和口感都会产生变化。

发明内容

基于此，有必要针对发热组件的发热效率不稳定的问题，提供一种电子烟及其控制方法。

一种电子烟，包括：

发热组件；

电源模块，用于给所述发热组件供电；

功率测量模块，包括电压真有效值检测单元和微处理单元，所述电压真有效值检测单元与所述发热组件的两端连接，用于检测所述发热组件的两端的真有效电压值；所述微处理单元与所述电压真有效值检测单元连接，用于根据所述真有效电压值输出控制信号；及

功率调节模块，连接在所述电源模块和所述发热组件之间，并与所述微处理单元连接，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号调节所述发热组件的功率。

在其中一个实施例中，还包括设定模块，与所述微处理单元连接，用于设定所述微处理单元的目标电压值。

在其中一个实施例中，所述功率调节模块包括：

PWM控制单元，与所述微处理单元连接，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号调整脉冲信号的占空比，并输出所述脉冲信号；及

开关单元，连接于所述电源模块和所述发热组件之间，且所述开关单元与所述PWM控制单元连接，用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号控制所述发热组件通电或断电。

在其中一个实施例中，所述开关单元为MOSFET开关。

一种电子烟的控制方法，包括如下步骤：

通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值；

根据所述真有效电压值输出控制信号；及

功率调节模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述发热组件的功率。

在其中一个实施例中，所述通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值的步骤包括如下步骤：

在预设时间内多次测量，获得多个所述发热组件的两端的瞬间电压值；及

计算多个所述瞬间电压值的平方平均数，得到所述真有效电压值。

在其中一个实施例中，在根据所述真有效电压值输出控制信号的步骤之后，还包括返回执行所述通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值的步骤。

在其中一个实施例中，所述功率调节模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述发热组件的功率的步骤包括如下步骤：

接收所述控制信号，根据所述控制信号调整脉冲信号的占空比，并输出所述脉冲信号；及

接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号控制发热组件通电或断电。

在其中一个实施例中，所述根据所述真有效电压值输出控制信号的步骤包括微处理单元判断所述真有效电压值是否符合预设条件，若不符合所述预设条件，则输出控制信号。

在其中一个实施例中，在所述通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值的步骤之前，还包括设定目标电压值的步骤；

所述预设条件为所述真有效电压值与所述目标电压值相同或者所述预设条件为所述真有效电压值与所述目标电压值的差值小于等于预设的容差。

上述电子烟及其控制方法，通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值，微处理单元根据真有效电压值输出控制信号，功率调节模块根据控制信号调节发热组件的功率。由于真有效电压值直接与发热组件的发热量相对应，因此可以精确的调节发热组件的功率，使发热效率稳定，提高电子烟的烟雾量和口感的稳定性。同时，由于电源模块的电量在发热组件发热过程中分配的更加合理，不会发生过度加热的情况，电源模块的使用时间得以延长。

附图说明

图1为一实施例的电子烟的功能模块图；

图2为图1所示电子烟的又一功能模块图；

图3为图2所示电子烟的原理图；

图4为一实施例电子烟的控制方法的流程图；

图5为图4中步骤S200的流程图；

图6为图4所示电子烟的控制方法的又一流程图；

图7为图4中步骤S600的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对电子烟及其控制方法进行更全面的描述。附图中给出了电子烟及其控制方法的首选实施例。但是，电子烟及其控制方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对电子烟及其控制方法的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1、图2所示，一实施方式的电子烟10包括电源模块100、发热组件200、功率测量模块300和功率调节模块400。电源模块100可以是锂电池，也可以是其他类型的电源，用于给发热组件200供电。发热组件200可以是发热丝。功率测量模块300包括电压真有效值检测单元320和微处理单元340，电压真有效值检测单元320与发热组件200的两端连接，用于检测发热组件200的两端的真有效电压值。真有效电压值是指电压真有效值检测单元320通过测量热量的方法获得的真实有效的电压值，真有效电压值直接与发热组件200的发热量相对应。微处理单元340与电压真有效值检测单元320连接，用于根据真有效电压值输出控制信号。功率调节模块400连接在电源模块100和发热组件200之间，并与微处理单元340连接，用于接收控制信号并根据控制信号调节发热组件200的功率。

一般的电池，如锂电池，其输出电压会随电量减低而变化，发热丝的发热量也随之变化。为解决该问题，通常在电池与发热丝之间设置一个开关，先检测电池的输出电压，然后根据电池的电压值和预设的工作电压值控制开关的开启和关闭的时间，以使发热丝以恒定电压工作。在检测电池的输出电压时，所检测得到的电压值一般为电压平均值，即U＝(u₁+u₂+u₃)/3，U代表所检测得到的电压值，u₁、u₂、u₃分别代表在3个不同的时间点所测量到的电压的瞬时值。然而，使电子烟10的烟雾量和口感保持一致的实际要求是发热丝的发热功率恒定。根据上述方式检测得到的电压值所计算出的发热丝的功率值为P1＝U²/R＝(u₁+u₂+u₃)²/9R，而实际上在这段时间内发热丝的平均功率值为P2＝(u₁ ²+u₂ ²+u₃ ²)/3R。可见，P1明显与P2不相等。此时，即使上述方式所检测到的电压值与预设的工作电压值相等，发热丝的实际发热功率还是与所需要的发热功率有所差别。

本实施例的电子烟10通过电压真有效值检测单元320检测发热组件200的两端的真有效电压值，微处理单元340根据真有效电压值输出控制信号，功率调节模块400根据控制信号调节发热组件200的功率。由于真有效电压值直接与发热组件200的发热量相对应，因此可以精确的调节发热组件200的功率，使发热效率稳定，提高电子烟10的烟雾量和口感的稳定性。同时，由于电源模块100的电量在发热组件200发热过程中分配的更加合理，不会发生过度加热的情况，电源模块100的使用时间得以延长。

在其中一个实施例中，微处理单元340预设有目标电压值，若检测到的真有效电压值和预设的目标电压值不同或差值大于预设的阈值，则输出控制信号。进一步的，在一实施例中，电子烟10还可以包括设定模块500，设定模块500可以与微处理单元340连接，用于设定目标电压值。一般出厂时，微处理单元340会预设目标电压值，交给用户使用后，用户可以通过设定模块500重新设定目标电压值，进而用户可以根据需要调节电子烟10的烟雾量和口感。当然，出厂时也可以不进行预设，用户第一次使用时通过设定模块500进行第一次预设。

同时参见图2、图3，在其中一个实施例中，功率调节模块400包括PWM(Pulse-WidthModulation，脉冲宽度调制)控制单元420和开关单元440。PWM控制单元420与功率测量模块300连接，具体的，PWM控制单元420可以与微处理单元340连接，用于接收控制信号，根据控制信号调整脉冲信号的占空比，并输出脉冲信号。开关单元440连接于电源模块100和发热组件200之间，且开关单元440与PWM控制单元420连接，用于接收脉冲信号，并根据脉冲信号控制发热组件200通电或断电。在一实施例中，开关单元440为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)开关。

如图4所示，一实施方式的电子烟10的控制方法，用于控制图1至图3所示的电子烟10，以保证电子烟10的发热组件200的发热效率稳定，其包括如下步骤：

S200，通过电压真有效值检测单元320检测发热组件200的两端的真有效电压值。由于真有效电压值直接与发热组件200的发热量相对应，因此可以精确的调节发热组件200的功率。步骤S200中可以间隔预设时间持续检测发热组件200的两端的真有效电压值，不断的对发热组件200进行发热效率的调整。也可以在后续步骤中设置返回执行步骤S200的步骤。

同时参见图5，在其中一个实施例中，步骤S200包括如下步骤：

S220，在预设时间内多次测量，获得多个发热组件200的两端的瞬间电压值。

S240，计算多个瞬间电压值的平方平均数，得到真有效电压值。

具体的，在一个检测周期时间段内，取多个时间点，如t₁、t₂、t₃，然后测量每个时间点上的瞬时电压值u₁、u₂、u₃，真有效电压值U就可以通过以下方式计算：时间点取的越多，所计算出的电压真有效值越准确。

S400，根据真有效电压值输出控制信号。控制信号是用于控制功率调节模块400的信号。同时参见图6，在一实施例中，步骤S400可以具体包括：S420，微处理单元340判断真有效电压值是否符合预设条件。若不符合预设条件，则微处理单元340执行输出控制信号的步骤(步骤S440)。

在一实施例中，若符合预设条件，则返回执行步骤S200，以实现不断的对发热组件200进行发热效率的调整。在步骤S200中间隔预设时间持续检测发热组件200的两端的真有效电压值的实施例中，无需返回执行步骤S200的步骤。

在一实施例中，预设条件可以是真有效电压值与目标电压值相同，若真有效电压值与预设的目标电压值不同则执行步骤S440。本实施例的判断方式简单，微处理单元340可以快速运行，且微处理单元340耗电低。在另一实施例中，预设条件可以是真有效电压值与目标电压值的差值小于等于预设的容差。容差一般小于等于目标电压值的10％。比如容差设置为目标电压值的5％，若真有效电压值与目标电压值的差值大于目标电压值的5％，则执行步骤S440。

在其中一个实施例中，在步骤S200之前包括设定目标电压值的步骤(步骤S100)。设定目标电压值可以出厂时直接在微处理单元340上设定，也可以通过设定模块500设定。一般出厂时，微处理单元340会预设目标电压值，交用户使用后，用户可以通过设定模块500重新设定目标电压值，进而用户可以根据需要调节电子烟10的烟雾量和口感。当然，出厂时也可以不进行预设，用户第一次使用时通过设定模块500进行第一次预设。

在步骤S200中为间隔预设时间持续检测发热组件200的两端的真有效电压值的实施例中，若步骤S420判断为符合预设条件，本次控制流程可以直接结束。在其他实施例中，若符合预设条件，则返回执行步骤S200，以实现不断的对发热组件200进行发热效率的调整。

S600，功率调节模块400接收控制信号，并根据控制信号调节发热组件200的功率。同时参见图7，在其中一个实施例中，步骤S600可以包括如下步骤：

S620，接收控制信号，根据控制信号调整脉冲信号的占空比，并输出脉冲信号。

S640，接收脉冲信号，并根据脉冲信号控制发热组件200通电或断电。从而控制发热组件200的发热效率。

在一实施例中，在步骤S200中为间隔预设时间持续检测发热组件200的真有效电压值的实施例中，步骤S600结束后，本次控制流程可以直接结束。在其他实施例中，步骤S600结束后，返回执行步骤S200，以实现不断的对发热组件200进行发热效率的调整。

本实施例的电子烟10的控制方法，通过电压真有效值检测单元320检测发热组件200的两端的真有效电压值，微处理单元340根据真有效电压值输出控制信号，功率调节模块400根据控制信号调节发热组件200的功率。由于真有效电压值直接与发热组件200的发热量相对应，因此可以精确的调节发热组件200的功率，使发热效率稳定，提高电子烟10的烟雾量和口感的稳定性。同时，由于电源模块100的电量在发热组件200发热过程中分配的更加合理，不会发生过度加热的情况，电源模块100的使用时间得以延长。

以上所述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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子烟，其特征在于，包括：

发热组件；

电源模块，用于给所述发热组件供电；

功率测量模块，包括电压真有效值检测单元和微处理单元，所述电压真有效值检测单元与所述发热组件的两端连接，用于检测所述发热组件的两端的真有效电压值；所述微处理单元与所述电压真有效值检测单元连接，用于根据所述真有效电压值输出控制信号；及

功率调节模块，连接在所述电源模块和所述发热组件之间，并与所述微处理单元连接，用于接收所述控制信号并根据所述控制信号调节所述发热组件的功率。

2.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，还包括设定模块，与所述微处理单元连接，用于设定所述微处理单元的目标电压值。

3.根据权利要求1所述的电子烟，其特征在于，所述功率调节模块包括：

PWM控制单元，与所述微处理单元连接，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号调整脉冲信号的占空比，并输出所述脉冲信号；及

开关单元，连接于所述电源模块和所述发热组件之间，且所述开关单元与所述PWM控制单元连接，用于接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号控制所述发热组件通电或断电。

4.根据权利要求3所述的电子烟，其特征在于，所述开关单元为MOSFET开关。

5.一种电子烟的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值；

根据所述真有效电压值输出控制信号；及

功率调节模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述发热组件的功率。

6.根据权利要求5所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值的步骤包括如下步骤：

在预设时间内多次测量，获得多个所述发热组件的两端的瞬间电压值；及

计算多个所述瞬间电压值的平方平均数，得到所述真有效电压值。

7.根据权利要求5所述的电子烟的控制方法，其特征在于，在根据所述真有效电压值输出控制信号的步骤之后，还包括返回执行所述通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值的步骤。

8.根据权利要求5所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述功率调节模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述发热组件的功率的步骤包括如下步骤：

接收所述控制信号，根据所述控制信号调整脉冲信号的占空比，并输出所述脉冲信号；及

接收所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号控制发热组件通电或断电。

9.根据权利要求5所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述根据所述真有效电压值输出控制信号的步骤包括微处理单元判断所述真有效电压值是否符合预设条件，若不符合所述预设条件，则输出控制信号。

10.根据权利要求9所述的电子烟的控制方法，其特征在于，在所述通过电压真有效值检测单元检测发热组件的两端的真有效电压值的步骤之前，还包括设定目标电压值的步骤；

所述预设条件为所述真有效电压值与所述目标电压值相同或者所述预设条件为所述真有效电压值与所述目标电压值的差值小于等于预设的容差。