CN109832677B - 电子烟的控制方法及电子烟 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电子烟的控制方法，包括如下步骤：控制电源输出功率至控制器以使控制器进入工作模式；按照一定频次检测是否接收到表示吸烟动作的触发信号；若接收到触发信号，则保持控制器处于工作模式；若没有接收到触发信号，则控制电源输出功率至控制器以使控制器进入待机模式。本发明以上电子烟的控制方法，根据程序的变换和动作的检测，来对控制器的模式进行调整，使控制器和各硬件的工作进行准确控制，在满足产品使用的同时还能降低功耗。

Description

电子烟的控制方法及电子烟

技术领域

本发明实施例涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种电子烟的控制方法及电子烟。

背景技术

目前较多数的电子烟通常包括可拆卸连接的电池杆和雾化器两部分；雾化器用于存储雾化液并将其雾化，电池杆的一端与雾化器连接，从而为雾化器供电。这一种电子烟产品在设计中，雾化器部分设计为可更换的类型，而电池杆部分可以反复充电使用。因此这一种电子烟产品在设计中，将用于控制电子烟产品的主控电路板安装在电池杆上。

为了使主控电路板能根据雾化器上的抽吸动作而控制电池杆向雾化器输出电能，途径之一是由MCU(微控制单元)根据吸烟时气流流动触发的气流传感器的电压变化，来检测是否进入存在吸烟气流，进而控制雾化器工作。以上控制方法在实施的过程中，采集流量传感器的电压需要使MCU持续保持工作状态，而如果MCU一旦休眠状态，就无法采集进而导致不能触发控制雾化器工作；而如果将MCU和流量传感器调整为常开工作状态，采集信号传感数据以及流量传感器工作时会大大增加了用电和功耗，会使得电池电量快速耗光，影响了电子烟产品的使用。

发明内容

为了解决现有技术中的电子烟MCU和流量传感器常开产生的大功耗问题，本发明实施例提供一种电子烟的控制方法。

基于以上本发明的电子烟的控制方法，所述电子烟包括雾化器和电源装置；所述电源装置包括电源和控制器；方法包括如下步骤：

控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入工作模式；

按照一定频次检测是否接收到表示吸烟动作的触发信号；若接收到触发信号，则保持所述控制器处于工作模式；若没有接收到触发信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入待机模式；所述控制器处于待机模式下的工作功率小于工作模式下的工作功率。

优选地，所述控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入待机模式步骤之后，还包括对所述控制器进行定时唤醒；所述定时唤醒包括：

按照一定频次检测是否接收到表示吸烟动作的触发信号；若接收到触发信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入工作模式；若没有接收到触发信号，则保持所述控制器处于待机模式。

优选地，所述定时唤醒中，所述按照一定频次检测是否接收到表示吸烟动作的触发信号步骤之前，还包括：

检测是否接收到表示电源装置与雾化器导电连接的连接信号；

若接收到连接信号，则保持所述控制器处于待机模式；若没有接收到连接信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入关机模式；所述控制器处于关机模式下的工作功率小于待机模式下的工作功率。

优选地，所述定时唤醒的执行间隔时间小于等于500ms。

优选地，所述控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入待机模式步骤之后，还包括：

检测是否接收到表示电源装置与雾化器导电连接的连接信号；

若接收到连接信号，则保持所述控制器处于待机模式；若没有接收到连接信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入关机模式。

优选地，所述方法还包括：

接收触发电子烟工作复位的中断信号，控制电源输出功率至控制器以使处于关机模式的所述控制器进入工作模式。

优选地，所述触发信号包括气压传感器感测的用户吸烟时产生的气压变化信号。

优选地，所述触发信号包括气流传感器感测的用户吸烟时产生的气流变化信号。

优选地，所述连接信号包括雾化器与电源装置导电连接时引起的电源装置的正负极之间的电阻变化信号。

本发明以上电子烟的控制方法，根据程序的变换和动作的检测，来对控制器的模式进行调整，使控制器和各硬件的工作进行准确控制，在满足产品使用的同时还能降低功耗。

本发明进一步还提出一种电子烟，包括雾化器和电源装置；所述电源装置包括电源和控制器；所述控制器包括处理单元，该处理单元用于执行以上所述的电子烟的控制方法。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是一实施例提供的电子烟的结构示意图；

图2是图1中电源装置的结构框图；

图3是一实施例提供的电子烟的低功耗控制方法的流程图；

图4是实施例中检测电源装置是否连接雾化器的电气原理图；

图5是一实施例提出的执行低功耗控制方法的电子烟的结构示意图；

图6是图5中电源装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。

本发明一实施例的电子烟的控制方法，优选适用于结构如图1所示的分体式电子烟产品，包括相互可以拆卸的雾化器10和电源装置20；雾化器10和电源装置20通过机械连接的同时形成导电连接。并且，电源装置20结构的功能模块可以参见图2所示，包括：

电芯21；

气流传感器22，用于感测雾化器10的吸烟气流；

控制器23，用于控制电芯21、气流传感器22以及电子烟产品的各功能模块的工作。

本发明的电子烟的低功耗控制方法，是基于控制器23通常采用芯片原始设计时，自身设定有不同功耗的使用模式，比如有高功耗的工作模式、低功耗的待机模式和极低功耗的关机模式等；当然以上所描述的各使用状态的功耗高低是相对的。而控制器23自身能够具备不同功耗模式是基于芯片在设计时其功能结构设定所产生的，通常芯片包括有电源管理器、主状态机、芯片收发器、中央处理器和存储器等功能模块，而各个模块的工作性能要求确定从芯片收发器、中央处理器和存储器的工作时钟，比如32MHz、64MHz或96MHz等等。而基于能实现不同功耗模式的设计需求，会将各功能模块处于不同的时钟域；比如芯片设计中常采用的，使电源管理器工作在相对较低的时钟域，如32KHz；通过工作时钟的差别即可控制各功能模块的状态，从而使芯片处于不同功耗模式。

在目前的电子烟产品中，工作模式是为了满足进行吸烟操作而将控制器23中相关的必要功能模块全部开启时的高功耗使用状态。待机模式是暂未吸烟或暂不需吸烟时，将控制器23中吸烟必要的各功能模块选择性关闭，并使控制器23处于监控运行而能被定时计数唤醒的低功耗使用状态，在该待机模式下部分计数功能相关的模块处于开启状态，比如看门狗、时基定时器等；待机模式可以通过芯片设计时自带的定时计数唤醒软件程序进行唤醒，从而进入至工作模式。关机模式是关闭控制器23的全部功能模块时极低功耗的使用状态，该关机模式下只能通过中断源的中断处理(比如高低电平变化、重启等等)进行唤醒，基于电子烟产品使用要求，唤醒后进入至程序初始阶段，比如图3所示。

基于以上本发明的电子烟的控制方法，根据函数模块的变换和动作的检测，来对控制器23以及各个硬件进行准确控制，在满足产品使用的同时还能降低功耗，具体方法在一个较佳实施例中的流程图可以参见如图3所示，包括如下步骤：

S10，对电子烟的各软硬件进行复位，使其恢复到适合于本方法的功耗控制过程执行的起始状态，并开始进入功耗控制程序；

S20，控制电芯21输出功率至控制器23，调整控制器23进入工作模式；

S30，控制气流传感器22检测当前是否存在吸烟气流，并接收气流传感器22反馈的感测信号；若检测到当前存在吸烟气流，则表明用户正在抽烟，则不对控制器23进行模式变化调整，使其继续处于工作模式而进行吸烟操作，并继续检测；若检测不存在吸烟气流，则进入至步骤S40；

S40，检测当前电源装置20上是否连接有雾化器10；若是，则控制电芯21输出功率至控制器23，将控制器23由工作模式调整为待机模式，并进入步骤S50；若否，则将控制器23由工作模式调整为关机模式；

S50，进入定时唤醒程序，对控制器23按照一定的频次对待机模式下的控制器23进行定时唤醒，定时唤醒包括：

S51，检测当前电源装置20上是否连接有雾化器10；若是，则进入步骤S52；若否，则将控制器23由待机模式调整为关机模式；

S52，控制气流传感器22检测当前雾化器10是否存在吸烟气流；若是，则返回步骤S20，将控制器23调整为工作模式，开启抽烟相关的各功能模块进行抽烟；若否，则进入下一次唤醒。

以上实施例的电子烟完整的功耗控制流程步骤，是以用户打开电源进行开机动作、或者通过外部中断源进行中断处理的时机开始执行；实施中，再根据程序的变换和动作的检测，来对控制器的功耗模式进行调整和控制，从而实现降低功耗的目的。

步骤S10的复位是使方法与用户的开机动作、中断处理动作保持一致，以用户开机使用/以及中断后复位的状态，进入控制程序，执行功耗控制步骤。当然复位最主要的是使控制器23等与吸烟控制相关的硬件和软件恢复至初始状态。

后续步骤S20和步骤S30在控制程序中先设定工作模式作为开始状态，后续根据用户是否吸烟和雾化器10是否连接在线，将模式对应进行调整为低功耗的待机模式和关机模式。并在根据用户的操作动作，对待机模式进行定时唤醒、以及对关机模式通过外部中断源或者设定的中断信号进行中断唤醒。其中，通过气流传感器22检测用户的吸烟动作产生的气流变化进而判断是否抽烟，是比较优选的实施方式；在其他变形实施中还可以采用通过气压传感器检测用户抽吸产生的负压从而判断是否抽烟，或者是响应气流的机械微动开关触发等方式来监测用户的吸烟动作。

同时步骤S30和步骤S4分别通过检测是否吸烟和雾化器10是否连接，而分别调整控制器23至待机或关机模式。或者在变化控制中，可以在步骤S30中采用当未检测到吸烟气流时，先调整控制器23进入待机模式；后续步骤S40根据雾化器10是否连接，再对待机模式的控制器23进行状态调整，选择保持待机或是进一步调整至关机。

而以上步骤S40和步骤S51中检测电源装置20是否与雾化器10连接的方式，可以采用多种方式进行，比如通过压力传感器检测电源装置20与雾化器10连接时弹簧导电针形变产生的弹性压力、形变量等等。而基于降低功耗的立意，本发明实施中采用以下优选方式进行，优选采用测算电源装置20与雾化器10连接之后，电源装置20的输出电极即正极和负极之间的负载电阻的变化信息来判断是否连接，具体电阻的检测的方法内容包括：

按照如图4所示的方式，构建一个于与雾化器10接入两端串联的分压电阻R1，利用控制器23自带的电压采集功能，采集分压电阻R1两端的电压值，计算出雾化器10接入两端的阻值Rat的值，计算的关系式为(Vbat-Vadc)/R1＝Vadc/Rat；其中，Vbat为电芯21的输出电压，Vadc为芯片的采样电压，通过计算获得的雾化器10接入两端阻值Rat即可检测电源装置20上是否有雾化器10。

进一步，步骤S50定时唤醒步骤采用按照一定的频次循环执行步骤S51和步骤S52，循环过程中当确定存在用户的抽吸动作时触发对控制器23的唤醒；其中，

步骤S50的每个循环开始前均采用重新检测电源装置20上是否连接有雾化器10，其一方面是将该循环中雾化器10的连接状态与其他步骤或者过程中的雾化器10的连接状态相隔离，保证控制器23的触发仅由该循环内的雾化器10连接状态控制；另一方面该步骤S50与步骤S10～S40在执行时是处于不同的软件模块，步骤S10～S40是处于控制器23的主控程序中执行，步骤S50被配置在控制器23自带的看门狗、时基定时器等时钟功能模块中执行。

实施例中步骤S50的唤醒操作的整个循环过程中，只有当雾化器10被从电源装置20拔除、以及返回工作模式进行吸烟时，才退出循环。每一次循环开始都检测一次雾化器10是否连接在电源装置20上，如果处于连接的在线状态则进入吸烟检测，通过有条件的控制气流传感器22，以此达到最佳降低功耗的目的。

以上步骤S50的定时唤醒步骤在实施中，实行的频次和定时唤醒的时间可以根据实际情况而调整和设定，在实施中优选采用定时唤醒的间隔时间≤500ms。

进一步在步骤S50的实施中，通过控制气流传感器22检测雾化器10上的吸烟气流时，而传感器在上电瞬间存在信号尖峰，因此为了避免出现误判的情形，在对传感器的检测信号进行获取的时候，可采用对处于上电区间这一段的信号结果进行过滤/去除，实施中采用延迟获取检测信号的方式进行，延迟的时间根据所用的流量传感器型号、厂家、响应时间、信号强度等参数进行相应调整。基于电子烟抽吸动作和准确检测防止误判的传感数据的强度，实施中优选可以将延迟的时间控制2～5ms。

进一步，本发明的以上功耗控制方法，如果用于一体式的电子烟产品，则步骤执行中雾化器10的连接状态始终连接于电源装置20上，则步骤S40和S51的检测为多余步骤；并且不存在三种模式变化，并且待机的唤醒需要始终开启气流传感器22和控制器23，实际减低功耗的效果或许并不显著。

在以上低功耗控制方法的基础上，本发明进一步还提出包括执行以上电子烟的低功耗控制方法的电子烟产品，该电子烟产品的结构可以参见图5和图6所示，包括雾化器10a和电源装置20a；其中，电源装置20a包括电芯21a和控制器22a；根据以上描述，控制器22a包括处理单元221a，该处理单元221a被配置为用于执行以上描述的电子烟的功耗控制方法。

本发明以上方法在实施中，为了检测和计算在功耗控制上的进步性效果，采用以MCU控制器，每500ms唤醒一次；气流传感器信号结果延时采集的时间3ms，供电电芯容量500mAh为例进行试验。各硬件中MCU的工作功耗为2mA，静态功耗为4uA，传感器功耗为10mA。整体方法执行时的功耗为：

MCU每500ms唤醒，输出3ms高电平，则平均动态电流功耗为I＝(3/500)*12mA＝72uA；

供电电芯的容量为500mAh，取EC容量是总容量的2/3，则EC容量C＝500*(2/3)mAh＝1000/3mAh；

可供电时间为H＝C/I＝4630h，天数D＝H/24＝192天。

因此，从以上可以看出，本发明的以上方法实施下，可以极大消除在不抽烟时的监测模块的硬件功耗，使用额定容量为500mAh的电芯即使放电2/3时，待机时间能延长至192天，非常适合诸如此类大功耗的传感器节省电量。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种电子烟的控制方法，所述电子烟包括雾化器和电源装置；所述电源装置包括电源和控制器；其特征在于，方法包括如下步骤：

控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入工作模式；

检测是否接收到表示吸烟动作的触发信号；

若接收到触发信号，则保持所述控制器处于所述工作模式；若没有接收到触发信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入待机模式；所述控制器处于待机模式下的工作功率小于工作模式下的工作功率；

所述控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入待机模式步骤之后，还包括对所述控制器进行定时唤醒；所述定时唤醒包括：

检测是否接收到表示电源装置与雾化器导电连接的连接信号；若接收到连接信号，则保持所述控制器处于待机模式；若没有接收到连接信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入关机模式；所述控制器处于关机模式下的工作功率小于待机模式下的工作功率；

按照一定频次检测是否接收到表示吸烟动作的触发信号；若接收到触发信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入工作模式；若没有接收到触发信号，则保持所述控制器处于待机模式。

2.如权利要求1所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述定时唤醒的执行间隔时间小于等于500ms。

3.如权利要求1所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入待机模式步骤之后，还包括：

检测是否接收到表示电源装置与雾化器导电连接的连接信号；

若接收到连接信号，则保持所述控制器处于待机模式；若没有接收到连接信号，则控制电源输出功率至控制器以使所述控制器进入关机模式。

4.如权利要求1或3所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

接收触发电子烟工作复位的中断信号，控制电源输出功率至控制器以使处于关机模式的所述控制器进入工作模式。

5.如权利要求1至3任一项所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述触发信号包括气压传感器感测的用户吸烟时产生的气压变化信号。

6.如权利要求1至3任一项所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述触发信号包括气流传感器感测的用户吸烟时产生的气流变化信号。

7.如权利要1或3所述的电子烟的控制方法，其特征在于，所述连接信号包括雾化器与电源装置导电连接时引起的电源装置的正负极之间的电阻变化信号。

8.一种电子烟，包括雾化器和电源装置；所述电源装置包括电源和控制器；其特征在于，所述控制器包括处理单元，该处理单元用于执行权利要求1至7任一项所述的电子烟的控制方法。