CN108244707A - 电加热不燃烧烟具及其低功耗管理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明的电加热不燃烧烟具及其低功耗管理电路，低功耗管理电路包括：按键开关电路、键值反馈电路、单向导通开关电路、恒压电路、电源控制开关电路及控制电路，键值反馈电路将采集自按键开关电路的键值反馈至控制电路，恒压电路输入端接按键开关电路输出端和电源控制开关电路输出端，在进入低功耗状态时，按键开关电路断开，控制电路发送第一信号至电源控制开关电路以令其处于断开状态；并且，按键开关电路导通且控制电路在判断其所接收的键值信号合法的情况下，发送第二信号至电源控制开关电路以令其接通而恢复控制电路的工作状态；灵活结合按键开关和电源控制开关电路，避免现有结构中MCU和***电路静态损耗导致的功率损耗，延长了待机时间。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及电加热不燃烧烟具及其低功耗管理电路。
背景技术
目前的电加热不燃烧烟具一般有两种工作状态：正常工作状态和低功耗工作状态。通常情况下，电加热不燃烧烟具电路通过程序控制MCU进入睡眠(SLEEP)或空闲(IDLE)模式进入低功耗工作状态；当MCU处于低功耗模式时，通过外部激发信号使MCU回归正常工作(NORMAL)模式，从而进入正常工作状态。
现有的烟具电路在低功耗模式时的功耗包括以下几个部分：MCU的功耗、***电路功耗、电池自放电损耗。由于烟具电路匹配的电池容量较小，所以，即便MCU进入低功耗模式后的功耗以及***电路功耗很小，依然会导致电池在较长时间闲置不用后，电池电量被耗尽，少部分烟具由于过放导致烟具不得不回厂维修激活。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供电加热不燃烧烟具及其低功耗管理电路，降低烟具长期闲置时的功耗，避免了原有电路结构中由于MCU和***电路静态损耗导致的功率损耗，延长了烟具待机时间，解决现有技术的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低功耗管理电路，应用于电加热不燃烧烟具，所述低功耗管理电路包括：按键开关电路，其输入端连接电源，并根据按键状态接通或断开其输入端及输出端；键值反馈电路，其输入端连接所述按键电路的输出端，用于根据所述按键电路的输出端信号生成对应键值信号；所述键值反馈电路的输出端输出所述键值信号；单向导通开关电路，其输入端连接所述按键开关电路的输出端；恒压电路，包括：电源输入端和电源输出端，其电源输入端连接所述单向导通开关电路的输出端；电源控制开关电路，其包括：连接电源的输入端、连接所述恒压电路输入端的输出端、用于控制所述输出端与其输入端接通或断开的控制端；控制电路，其包括：输入端、供电端、及输出端；其输入端连接至所述键值反馈电路的输出端，其供电端连接至所述恒压电路的电压输出端，其输出端连接至所述电源控制开关电路的控制端；其中，在进入低功耗状态时，所述按键开关电路断开，所述控制电路发送第一信号至所述电源控制开关电路以令其处于断开状态；并且，所述按键开关电路导通且所述控制电路在判断其所接收的键值信号合法的情况下，发送第二信号至所述电源控制开关电路以令其接通而恢复控制电路的工作状态。
于本发明的一实施例中，所述键值反馈电路包括：电阻R1及电阻R2，电阻R1一端连接至所述键值反馈电路的输出端，电阻R1的另一端连接R2的一端及所述按键开关电路的输出端，R2的另一端接地。
于本发明的一实施例中，所述单向导通开关电路包括：二极管D1，其阴极为输入端而连接至所述按键开关电路的输出端，其阳极为输出端。
于本发明的一实施例中，所述电源控制开关电路包括：第一开关元件M1、第二开关元件Q1、电阻R4、电阻R5、及电阻R8，其中，M1和Q1均具有输入端、输出端和控制所述输入端和控制端导通或断开的控制端；R8一端连接电源控制开关电路的控制端，R8另一端连接R4一端及Q1的控制端，R4的另一端与Q1的输出端接地，Q1的输入端连接R5的一端及M1的控制端，R5的另一端连接接电源；M1的输入端作为电源控制开关电路的输入端而连接电源，M1的输出端作为电源控制开关电路的输出端而连接恒压电路的电源输入端。
于本发明的一实施例中，所述第一开关元件M1和第二开关元件Q1为NPN三极管或NMOS管。
于本发明的一实施例中，所述的低功耗管理电路，包括：蓄能电路，其具有一输入/输出端，所述输入/输出端连接所述单向导通开关电路的输出端。
于本发明的一实施例中，所述蓄能电路包括电容C1，C1一端连接所述单向导通开关电路的输出端，其另一端接地。
于本发明的一实施例中，所述的低功耗管理电路，包括：残电泄放电路，其输入端连接所述蓄能电路的输入/输出端。
于本发明的一实施例中，所述残电泄放电路包括电阻R3，R3一端连接所述蓄能电路的输入/输出端，其另一端接地。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电加热不燃烧烟具，包括：所述的低功耗管理电路。
如上所述，本发明提供的电加热不燃烧烟具及其低功耗管理电路，所述低功耗管理电路包括：按键开关电路、键值反馈电路、单向导通开关电路、恒压电路、电源控制开关电路及控制电路，所述键值反馈电路将采集自按键开关电路的键值反馈至控制电路，所述恒压电路输入端接所述按键开关电路输出端和电源控制开关电路输出端，在进入低功耗状态时，所述按键开关电路断开，所述控制电路发送第一信号至所述电源控制开关电路以令其处于断开状态；并且，所述按键开关电路导通且所述控制电路在判断其所接收的键值信号合法的情况下，发送第二信号至所述电源控制开关电路以令其接通而恢复控制电路的工作状态；灵活结合按键开关和电源控制开关电路，避免了现有结构中MCU和***电路静态损耗导致的功率损耗，延长了烟具待机时间。
附图说明
图1显示为本发明于一实施例中的低功耗管理电路的功能模块示意图。
图2显示为本发明于一实施例中的低功耗管理电路中部分电路的电路示意图
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本发明提供一种低功耗管理电路，应用于电加热不燃烧烟具，所述低功耗管理电路包括：按键开关电路101、按键开关电路101、键值反馈电路102、单向导通开关电路103、恒压电路104、电源控制开关电路105及控制电路106；优选的，所述低功耗管理电路还包括：蓄能电路107；优选的，所述低功耗管理电路还包括：残电泄放电路108。
所述按键开关电路101，其输入端连接电源，并根据按键状态接通或断开其输入端及输出端。于本实施例中，所述按键开关电路101可接收电加热不燃烧烟具的使用者的按压而导通或断开。
所述键值反馈电路102，其输入端连接所述按键电路的输出端，用于根据所述按键电路的输出端信号生成对应键值信号；所述键值反馈电路102的输出端输出所述键值信号。
所述单向导通开关电路103，其输入端连接所述按键开关电路101的输出端。
所述恒压电路104，包括：电源输入端和电源输出端，其电源输入端连接所述单向导通开关电路103的输出端；电源控制开关电路105，其包括：连接电源的输入端、连接所述恒压电路104输入端的输出端、用于控制所述输出端与其输入端接通或断开的控制端。
所述控制电路106，其包括：输入端、供电端、及输出端；其输入端连接至所述键值反馈电路102的输出端，其供电端连接至所述恒压电路104的电压输出端，其输出端连接至所述电源控制开关电路105的控制端；其中，在进入低功耗状态时，所述按键开关电路101断开，所述控制电路106发送第一信号至所述电源控制开关电路105以令其处于断开状态；并且，所述按键开关电路101导通且所述控制电路106在判断其所接收的键值信号合法的情况下，发送第二信号至所述电源控制开关电路105以令其接通而恢复控制电路106的工作状态。
于一实施例中，所述控制电路106可包括MCU及其***电路，所述第一信号和第二信号可以是MCU一端口输出的相反电平，例如第一信号为低电平，第二信号为高电平。
所述蓄能电路107，其具有一输入/输出端，所述输入/输出端连接所述单向导通开关电路103的输出端，在进入低功耗状态时放电，在退出低功耗状态时蓄电；残电泄放电路108，其输入端连接所述蓄能电路107的输入/输出端，用于泄放所述蓄能电路107的放电。
本发明在进入低功耗状态时，完全断开所述控制电路106的供电，实现零功耗的低功耗状态，能大大提升低功耗状态下的待机时间。
具体的，如图2所示，展示本发明的部分电路的电路原理图。
如图所示，按键开关电路101SW1输入端接电源(例如电池供电VBAT)输出端接单向导通开关电路103的输入端及键值反馈电路102的输入端。
所述单向导通开关电路103包括：二极管D1，其阴极为输入端而连接至所述按键开关电路101的输出端，其阳极为输出端。
所述键值反馈电路102包括：电阻R1及电阻R2，电阻R1一端连接至所述键值反馈电路102的输出端，电阻R1的另一端连接R2的一端及所述按键开关电路101的输出端，R2的另一端接地。
所述电源控制开关电路105包括：第一开关元件M1、第二开关元件Q1、电阻R4、电阻R5、及电阻R8，其中，M1和Q1均具有输入端、输出端和控制所述输入端和控制端导通或断开的控制端；R8一端连接电源控制开关电路105的控制端，R8另一端连接R4一端及Q1的控制端，R4的另一端与Q1的输出端接地，Q1的输入端连接R5的一端及M1的控制端，R5的另一端连接接电源；M1的输入端作为电源控制开关电路105的输入端而连接电源(例如电池供电VBAT)，M1的输出端作为电源控制开关电路105的输出端而连接恒压电路104的电源输入端；可选的，所述第一开关元件M1和第二开关元件Q1为NPN三极管或NMOS管，若为NPN三极管，则其输入端为集电极，输出端为发射极，控制端为基极；若为NMOS管，则其输入端为源极，输出端为漏极，控制端为栅极，在本实施例中，M1为NMOS管，Q1为NPN三极管。
于本发明的一实施例中，所述蓄能电路107包括电容C1，C1一端连接所述单向导通开关电路103的输出端，其另一端接地，所述残电泄放电路108包括电阻R3，R3一端连接所述蓄能电路107的输入/输出端，其另一端接地。
所述恒压电路104包括：U1稳压芯片，其输入端VIN作为恒压电路104的输入端，其输出端Vout作为恒压电路104的输出端，用于根据VIN输入电压来对应输出供电电压(MCU_VDD)至所述控制电路106的MCU，U1的片选端经R6接VIN输入，ECO端经R7也接VIN输入。
烟具在正常工作状态时，MCU_IO信号为高并可锁住，这时Q1导通，MOS管M1的栅极电压为零，M1的源极电压为VBAT(3.7VDC～4.25VDC)，则则M1导通，VIN＝VBAT，U1能够正常提供VDD电压；当烟具电路准备进入低功耗模式时，MCU_IO信号置为低(即第一信号)并可锁住，这时Q1截止，MOS管M1的栅极电压为VBAT，M1的源极电压为VBAT(3.7VDC～4.25VDC)，则则M1截止，VIN＝VC1，电容C1上的电量通过R3迅速泄放，VIN＝0，U1停止工作，***的供电电压VDD即被关闭，烟具电路进入低功耗(零功耗)状态。
烟具电路从低功耗(零功耗)状态进入正常工作状态工作流程如下：按下按键SW1，电池电源VBAT通过续流二极管D1向C1充电，C1充满时，VIN＝VBAT-VD1，U1开始正常工作输出VDD，MCU开始正常工作，并通过所连接R1一端接收键值信号(MCU_KEY)读取并判断键值，当MCU认为是一个非法键值时，MCU_IO输出低电平；当MCU认为是一个合法键值(例如：持续按下按键超过4秒认为是长按键；持续按下按键小于4秒但大于01秒时认为是短按键，这可以通过一定时器电路配合实现，以判断在定时时间内侦测到MCU_KEY不为0)时，MCU_IO输出高电平(即第二信号)，Q1导通，M1的栅极电压为零，M1导通，VIN＝VBAT，***进入正常工作模式，这时，无论SW1是否被释放，MCU可从电源控制开关电路105连通VBAT而得到正常供电。
利用电源控制开关电路105而非增加机械开关，可不必占用烟具有限的壳体面积，简化产品结构，外观平整。
结合上述，本发明还能提供一种电加热不燃烧烟具，包括：所述的低功耗管理电路。
综上所述，本发明提供的电加热不燃烧烟具及其低功耗管理电路，所述低功耗管理电路包括：按键开关电路、键值反馈电路、单向导通开关电路、恒压电路、电源控制开关电路及控制电路，所述键值反馈电路将采集自按键开关电路的键值反馈至控制电路，所述恒压电路输入端接所述按键开关电路输出端和电源控制开关电路输出端，在进入低功耗状态时，所述按键开关电路断开，所述控制电路发送第一信号至所述电源控制开关电路以令其处于断开状态；并且，所述按键开关电路导通且所述控制电路在判断其所接收的键值信号合法的情况下，发送第二信号至所述电源控制开关电路以令其接通而恢复控制电路的工作状态；灵活结合按键开关和电源控制开关电路，避免了现有结构中MCU和***电路静态损耗导致的功率损耗，延长了烟具待机时间。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种低功耗管理电路，其特征在于，应用于电加热不燃烧烟具，所述低功耗管理电路包括：
按键开关电路，其输入端连接电源，并根据按键状态接通或断开其输入端及输出端；
键值反馈电路，其输入端连接所述按键电路的输出端，用于根据所述按键电路的输出端信号生成对应键值信号；所述键值反馈电路的输出端输出所述键值信号；
单向导通开关电路，其输入端连接所述按键开关电路的输出端；
恒压电路，包括：电源输入端和电源输出端，其电源输入端连接所述单向导通开关电路的输出端；
电源控制开关电路，其包括：连接电源的输入端、连接所述恒压电路输入端的输出端、用于控制所述输出端与其输入端接通或断开的控制端；
控制电路，其包括：输入端、供电端、及输出端；其输入端连接至所述键值反馈电路的输出端，其供电端连接至所述恒压电路的电压输出端，其输出端连接至所述电源控制开关电路的控制端；
其中，在进入低功耗状态时，所述按键开关电路断开，所述控制电路发送第一信号至所述电源控制开关电路以令其处于断开状态；并且，所述按键开关电路导通且所述控制电路在判断其所接收的键值信号合法的情况下，发送第二信号至所述电源控制开关电路以令其接通而恢复控制电路的工作状态。
2.根据权利要求1所述的低功耗管理电路，其特征在于，所述键值反馈电路包括：电阻R1及电阻R2，电阻R1一端连接至所述键值反馈电路的输出端，电阻R1的另一端连接R2的一端及所述按键开关电路的输出端，R2的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的低功耗管理电路，其特征在于，所述单向导通开关电路包括：二极管D1，其阴极为输入端而连接至所述按键开关电路的输出端，其阳极为输出端。
4.根据权利要求1所述的低功耗管理电路，其特征在于，所述电源控制开关电路包括：第一开关元件M1、第二开关元件Q1、电阻R4、电阻R5、及电阻R8，其中，M1和Q1均具有输入端、输出端和控制所述输入端和控制端导通或断开的控制端；R8一端连接电源控制开关电路的控制端，R8另一端连接R4一端及Q1的控制端，R4的另一端与Q1的输出端接地，Q1的输入端连接R5的一端及M1的控制端，R5的另一端连接接电源；M1的输入端作为电源控制开关电路的输入端而连接电源，M1的输出端作为电源控制开关电路的输出端而连接恒压电路的电源输入端。
5.根据权利要求4所述的低功耗管理电路，其特征在于，所述第一开关元件M1和第二开关元件Q1为NPN三极管或NMOS管。
6.根据权利要求1所述的低功耗管理电路，其特征在于，包括：蓄能电路，其具有一输入/输出端，所述输入/输出端连接所述单向导通开关电路的输出端。
7.根据权利要求6所述的低功耗管理电路，其特征在于，所述蓄能电路包括电容C1，C1一端连接所述单向导通开关电路的输出端，其另一端接地。
8.根据权利要求1或6所述的低功耗管理电路，其特征在于，包括：残电泄放电路，其输入端连接所述蓄能电路的输入/输出端。
9.根据权利要求8所述的低功耗管理电路，其特征在于，所述残电泄放电路包括电阻R3，R3一端连接所述蓄能电路的输入/输出端，其另一端接地。
10.一种电加热不燃烧烟具，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的低功耗管理电路。
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| GR01 | Patent grant | ||
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