CN202364801U - 电子烟控制芯片及电子烟 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电子烟控制芯片，包括微控制器、连接所述微控制器的总线、与所述总线连接的随机存储存储器以及与所述总线连接的输入/输出端口，还包括与所述总线连接的输出功率管，以及连接所述输出功率管的保护电路。本实用新型采用保护电路进行短路和过电流保护，相对于传统电子烟通过软件不断查询I/O管脚状态进行保护的方式，响应时间大幅缩短，因此能够进行及时保护，大幅提高了产品的可靠性。

Description

电子烟控制芯片及电子烟
【技术领域】
本实用新型涉及吸烟用品，尤其涉及一种电子烟控制芯片，还涉及一种电子烟。
【背景技术】
电子烟是一种新型的电子产品，它有着与香烟一样的外观，与香烟一样的味道，也像香烟一样能吸出烟，吸出味道和感觉来，但是它不是真正的烟。传统的电子烟由烟弹、雾化器(电阻为一定值的发热丝)、智能控制电路、锂电池等部件构成，与香烟有着本质的区别。电子烟通过高科技硅芯片和气流感应器控制烟雾输出及工作状态，烟碱被雾化，将含有烟碱和香精的溶液雾化成微粒，通过肺部吸收，同时吐出模拟烟雾。而不含香烟中的焦油和其他有害物质，也不会产生二手烟，更不会弥漫或者缭绕在密闭空间中。而传统香烟是以烟叶或者烟草点火燃烧，同时危害了吸烟者与非吸烟者的健康。
电子烟由最核心的智能控制电路控制着电子烟的吸烟过程和充电过程。传统的控制电路技术方案均采用带有A/D转换器功能的通用单片机(单片微型计算机)，配合复杂的***电路和外部4.3V恒压恒流充电器来完成吸烟控制和锂电池充电控制。
在吸烟过程中，当雾化器发生短路时，如果没有及时进行短路保护，锂电池就会长时间大电流放电，存在起火和***等安全隐患。现有技术方案采用的通用单片机均只能通过软件不断查询I/O管脚状态的方式去实现短路保护，往往需要数十微秒以上的时间才能完成保护，有保护不及时的缺点。
【实用新型内容】
基于此，有必要提供一种能够及时进行短路保护和过电流保护的电子烟控制芯片。
一种电子烟控制芯片，包括微控制器、连接所述微控制器的总线、与所述总线连接的随机存储存储器以及与所述总线连接的输入/输出端口，还包括与所述总线连接的输出功率管，以及连接所述输出功率管的保护电路。
优选的，还包括集成于所述电子烟控制芯片内的充电电路，所述充电电路与所述总线相连，用于对锂电池充电。
优选的，还包括模数转换器和基准电压源电路，所述模数转换器与所述总线相连，所述基准电压源电路连接所述模数转换器和充电电路。
优选的，所述输入/输出端口包括5个以上用于驱动发光二极管的集电极开路输出端口，2个以上的CMOS电平输出端口以及2个以上的输入端口。
优选的，还包括与所述总线连接用于驱动液晶显示屏的液晶屏驱动电路。
优选的，还包括与所述总线连接的气压检测电路。
优选的，还包括定时器、看门狗电路以及脉冲宽度调制电路，所述定时器、看门狗电路以及脉冲宽度调制电路均与所述总线相连。
优选的，还包括只读存储器、上电复位电路、振荡器和线性稳压器，所述只读存储器、上电复位电路和振荡器连接所述微控制器，所述线性稳压器连接所述振荡器。
优选的，所述只读存储器是OTP ROM或MASK ROM。
还有必要提供一种电子烟。
一种电子烟，包括烟杆、烟弹、雾化器和智能控制电路，所述智能控制电路包括上述的电子烟控制芯片。
上述电子烟控制芯片和电子烟，采用保护电路进行短路和过电流保护，相对于传统电子烟通过软件不断查询I/O管脚状态进行保护的方式，响应时间大幅缩短，因此能够进行及时保护，大幅提高了产品的可靠性。
【附图说明】
图1是一实施例中电子烟控制芯片的结构示意图。
【具体实施方式】
为使本实用新型的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
图1是一实施例中电子烟控制芯片的结构示意图。该电子烟控制芯片除了传统的单片机均具备的微控制器10、连接微控制器10的总线20、与总线20连接的随机存储存储器(RAM)27以及输入/输出(I/O)端口32以外，还包括与总线20连接的输出功率管21，以及连接输出功率管21的保护电路22。总线20包括地址总线、数据总线和控制总线共三条。在本实施例中，微控制器10采用8bit精简指令集微控制器，随机存储存储器27为容量128字节的RAM。
在本实施例中，输出功率管21是1.5安培集成的PMOS输出功率管。保护电路22是PMOS输出管对地短路和过电流保护电路。由于采用纯粹的硬件结构进行短路和过电流保护，能够进行及时保护，大幅提高了产品的可靠性。
传统的通用单片机均没有集成充电电路，所以为了实现对锂电池充电，还需要外部的一个4.3V恒压恒流充电器完成对电子烟里的锂电池充电，增加了***成本。
针对此，图1所示实施例中的电子烟控制芯片还集成了一个充电电路25。充电电路25与总线相连，用于对电子烟的锂电池进行充电。在本实施例中，可以采用300毫安以上的恒压恒流充电电路，优选为400毫安的恒压恒流充电电路。使用芯片内的充电电路，不再使用外部的4.3V恒压恒流充电器，能够节约资源，降低成本。
在本实施例中，电子烟控制芯片还可以包括模数转换器23和基准电压源电路24。模数转换器与总线20相连，基准电压源电路24连接模数转换器23和充电电路25。在本实施例中，模数转换器23优选为8Bits转换器，基准电压源电路24为1.2V带隙基准电压源电路。
在传统技术中，对于那些需要多个LED电池电量指示和LCD数字电量显示的电子烟产品，需要增加额外相应的从单片机芯片去控制该多个LED灯或者LCD屏，主从单片机之间需进行通讯来完成LED电量指示或者LCD电量显示。因此不得不增加额外的从单片机电路去实现，同样增加了***成本。
基于此，在图1所示实施例中，输入/输出端口32包括5个以上用于驱动LED的集电极开路输出端口，2个以上的CMOS电平输出端口以及2个以上的输入端口。电子烟控制芯片还包括与总线20连接用于驱动液晶显示屏的液晶屏驱动电路33。
相对于现有技术，上述电子烟控制芯片内集成更多的I/O和LCD驱动器，避免再使用一颗从控制器，提高了资源利用率，降低了生产成本。
在图1所示实施例中，电子烟控制芯片还包括只读存储器(ROM)40、上电复位电路50、振荡器60和线性稳压器70。只读存储器40、上电复位电路50和振荡器60连接微控制器10。线性稳压器70连接振荡器60，为振荡器60提供稳定的电压。
在本实施例中，只读存储器40采用容量为2K的OTP ROM或MASK ROM。微控制器10执行存储于只读存储器40中的事先编程好的程序，控制电子烟控制芯片中各电路单元的协同工作，实现电子烟的吸烟过程控制和充电过程控制。便于灵活编程，实现电子烟产品的差异化设计。振荡器60为频率125KHz的OSC，线性稳压器70为低压差线性稳压器(LDO)。
在图1所示实施例中，电子烟控制芯片还包括与总线连接的气压检测电路26。用户在吸气(吸烟)时，形成吸气气流，气压检测电路26感知人口腔吸气，产品开始进入工作状态，由雾化器根据气压大小产生烟雾。气压检测电路26优选为电容式咪头(MIC)气压检测电路，在微控制器10的控制下，实现灵敏度自适应，即根据环境温度湿度等变化自动调整气压检测灵敏度，从而使得生产调试更简单可靠，提高产品良品率，更重要的是提高了吸烟的灵敏度和可靠性。
电子烟控制芯片还可以包括定时器28、看门狗电路29以及脉冲宽度调制电路31，定时器28、看门狗电路29以及脉冲宽度调制电路31均与总线20相连。在本实施例中，定时器28采用8位定时/计数器，脉冲宽度调制电路31采用8位PWM发生器。
本实用新型还提供一种电子烟，包括烟杆、烟弹、雾化器和智能控制电路，该智能控制电路包括中上述的电子烟控制芯片。为实现有效散热，提高产品的可靠性，电子烟控制芯片可以采用低热阻系数的方形扁平无引脚封装(Quad FlatNo-lead Package，QFN)结构。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子烟控制芯片，包括微控制器、连接所述微控制器的总线、与所述总线连接的随机存储存储器以及与所述总线连接的输入/输出端口，其特征在于，还包括与所述总线连接的输出功率管，以及连接所述输出功率管的保护电路。
2.根据权利要求1所述的电子烟控制芯片，其特征在于，还包括集成于所述电子烟控制芯片内的充电电路，所述充电电路与所述总线相连，用于对锂电池充电。
3.根据权利要求2所述的电子烟控制芯片，其特征在于，还包括模数转换器和基准电压源电路，所述模数转换器与所述总线相连，所述基准电压源电路连接所述模数转换器和充电电路。
4.根据权利要求1所述的电子烟控制芯片，其特征在于，所述输入/输出端口包括5个以上用于驱动发光二极管的集电极开路输出端口，2个以上的CMOS电平输出端口以及2个以上的输入端口。
5.根据权利要求1所述的电子烟控制芯片，其特征在于，还包括与所述总线连接用于驱动液晶显示屏的液晶屏驱动电路。
6.根据权利要求1所述的电子烟控制芯片，其特征在于，还包括与所述总线连接的气压检测电路。
7.根据权利要求1所述的电子烟控制芯片，其特征在于，还包括定时器、看门狗电路以及脉冲宽度调制电路，所述定时器、看门狗电路以及脉冲宽度调制电路均与所述总线相连。
8.根据权利要求1所述的电子烟控制芯片，其特征在于，还包括只读存储器、上电复位电路、振荡器和线性稳压器，所述只读存储器、上电复位电路和振荡器连接所述微控制器，所述线性稳压器连接所述振荡器。
9.根据权利要求8所述的电子烟控制芯片，其特征在于，所述只读存储器是OTP ROM或MASK ROM。
10.一种电子烟，包括烟杆、烟弹、雾化器和智能控制电路，其特征在于，所述智能控制电路包括根据权利要求1-9中任意一项所述的电子烟控制芯片。
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