通过触控压力传感器控制预热的电子烟的制作方法

2021-01-07 14:01:24|

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本实用新型涉及一种电子烟具的技术领域，特别涉及一种通过触控压力传感器控制预热的电子烟。

背景技术：

电子烟，其作用是用户吸烟时将烟液进行加热，烟液受热后变成烟雾，吸烟用户得以吸入具有香烟味道的烟雾。由于烟液是通过发热冒烟而不是明火燃烧，避免了用户吸入烟草制品因明火燃烧产生的大量有害物质，故使用电子烟进行吸烟得到广泛使用。

现有的电子烟，一般包括包括外壳、雾化装置、电池和控制电路板，雾化装置内储存有烟液，并设有雾化烟液的发热元件，加热雾化时，雾化装置内的烟液通过渗透或传导至发热元件。现有的电子烟，可能会使用到粘稠度较大、流动性不好的烟液或药液，或当电子烟处于冬季寒冷的季节或处于高海拔、高纬度的寒冷地区时，电子烟的烟液或烟油、含有药物的液体物质就容易在低温条件下粘度变大和流动性降低，以致烟液或药液不容易渗透或流动到加热器进行雾化，导致用户刚启用电子烟时，难以有效和顺畅地吸出烟雾，给用户带来不好的吸烟体验。因此，现有的电子烟在此情况下，在开始吸烟使用时，缺乏一种可先行预热烟液或药液的预热控制的装置，不能利用这种预热装置对烟液或含有药物的液体物质进行预热以便容易吸出烟雾。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种通过触控压力传感器控制预热的电子烟，该电子烟的触控压力传感器可以检测用户手指对其触控压力的大小，以便中心控制单元作出需要进行预热的判断，从而控制功率输出单元输出功率给发热元件对烟液进行预热。

本实用新型的技术解决方案是，通过触控压力传感器控制预热的电子烟，包括外壳、雾化装置、电池和控制电路板，所述雾化装置包括发热元件，所述发热元件用于将烟液加热雾化成电子烟雾，其特征在于：所述控制电路板上设有中心控制单元、及与中心控制单元电连接的触控压力传感器、功率输出单元和系统供电单元，所述触控压力传感器外表面露出设于所述外壳表面，所述电池通过所述系统供电单元给所述中心控制单元供电，且通过所述功率输出单元给所述发热元件供电，所述中心控制单元控制所述功率输出单元调节发热元件工作时的功率，所述触控压力传感器用于检测用户对其进行触控时的触控压力并将检测到的触控压力检测值传送给所述中心控制单元，当所述触控压力检测值达到预设触控压力值或单位时间内的触控次数达到预设次数时，触发中心控制单元向所述功率输出单元发出预热控制信号，所述功率输出单元对所述发热元件供电进行预热。

优选地，所述控制电路板上还设有与中心控制单元电连接的环境温度检测单元，所述环境温度检测单元对电子烟的环境温度进行检测并将环境温度检测值传送给所述中心控制单元，当所述触控压力检测值达到预设触控压力值或单位时间内的触控次数达到预设次数，且当所述环境温度检测值小于预设环境温度值时，触发中心控制单元向所述功率输出单元发出预热控制信号，所述功率输出单元对所述发热元件供电进行预热。

优选地，所述外壳表面还设有与所述中心控制单元电连接的显示单元，所述显示单元用于显示电子烟工作时的各种工作参数和警告信息。

优选地，所述控制电路板上还设有与所述发热元件及中心控制单元电连接并用于检测发热元件电阻阻值的阻值检测单元，所述阻值检测单元将实时检测到的发热元件的阻值检测值反馈给所述中心控制单元，所述中心控制单元根据阻值检测值调节所述功率输出单元的功率输出保持稳定。

优选地，所述中心控制单元包括第一芯片，所述第一芯片设有28个引脚，其中，第3引脚连接供电信号端vdd，第4引脚接地，第5引脚连接上电复位信号端nrst，第8引脚连接发热元件的第一电压信号端r-det，第9引脚连接发热元件的第二电压信号端i-det，第10引脚连接时钟信号端scl，第11引脚连接温度模拟信号端ntc-det，第12引脚连接咪头信号端mic，第13引脚连接重力感应数据信号端sda，第14引脚连接测电阻使能信号端r-det-en,第15引脚连接电池电压信号端battery-voltage，第16引脚连接红色指示灯信号端led-red，第18引脚连接蓝色指示灯信号端led-blue，第19引脚连接绿色指示灯信号端led-green，第20引脚连接第一程序烧录信号端swdio，第21引脚连接第二程序烧录信号端swclk，第23引脚连接触控压力数据通信负信号端s-，第23引脚连接触控压力数据通信正信号端s+，第26引脚连接温度检测控制信号端ntc-sw，第28引脚连接功率控制信号端pwm-en。

优选地，所述触控压力传感器包括第二芯片，所述第二芯片设有四个引脚，其中第1引脚连接触控压力数据通信负信号端s-，第2引脚连接触控压力数据通信正信号端s+，第3引脚接地，第4引脚连接电源信号端vdd，同时，第1引脚与第4引脚之间连接有电阻r2，第2引脚与第4引脚之间连接有电阻r8，第4引脚同时连接有滤波电容c4，滤波电容c4另一端接地。

优选地，所述功率输出单元包括第一mos管和第二mos管，两者均包括8个引脚，其中第1、2、6、7、8引脚合并为d极，第3引脚为g极，第4、5引脚合并为s极，第二mos管的d极连接所述发热元件的输出电压信号端pwm-out，第二mos管的d极同时还连接电阻r3后连接发热元件的第二电压信号端i-det，所述发热元件的第二电压信号端i-det并联电阻r33和电容c2后接地，第一mos管的d极连接电阻r11后连接发热元件的第一电压信号端r-det，所述发热元件的第一电压信号端r-det端并联电阻r24和电容c1后接地，第一mos管的d极和第二mos管的d极之间还连接有电阻r5；所述第二mos管的g极与s极之间串接电阻r7，第一mos管的g极与s极串接电阻r1，第二mos管的s极与第一mos管的s极直接连接且与供电信号bat+连接，第二mos管的g极连接功率控制信号端pwm-en，第一mos管的g极连接测电阻使能信号端r-det-en。

优选地，所述环境温度检测单元包括温度传感器，所述温度传感器设有两个引脚，其中第1引脚连接温度检测控制信号端ntc-sw，第2引脚连接温度模拟信号端ntc-det，所述第2引脚同时还连接电阻r17的一端和电容c11的一端，电阻r17的另一端连接供电信号端vdd，电容c11的另一端接地。

优选地，所述控制电路板上还设有重力感应传感器，所述重力感应传感器用于检测使用者的吸烟动作并发送动作信息给中心控制单元，当所述环境温度检测值小于预设环境温度值，及所述触控压力检测值未达到预设触控压力值，但重力感应传感器检测到吸烟动作时，中心控制单元控制所述功率输出单元对所述发热元件供电进行预热。

优选地，所述重力感应传感器包括第三芯片，所述第三芯片设有12个引脚，其中第1引脚连接时钟信号端scl，第4引脚连接重力感应数据信号端sda，第6引脚接地，第8引脚接地，第9引脚与第10引脚共同连接到电源信号端vdd，另第1引脚还连接电阻r9的一端，电阻r9的另一端连接到电源信号端vdd，第4引脚还连接电阻r10的一端，电阻r10的另一端连接到电源信号端vdd，电源信号端vdd还连接电容c7的一端，电容c7的另一端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，设有环境温度检测单元和触控压力传感器，首先通过环境温度检测单元检测环境的实时温度后自动对比确认是否需要预热，然后通过触控压力传感器检测用户手指对其触控压力的大小，以便触发中心控制单元发出预热控制信号，从而控制功率输出单元输出功率给发热元件对烟液进行预热，预热至预热温度预设值时或加热时长达到预设时长时，电子烟进入可吸烟状态。这样即使电子烟处于冬季寒冷的季节或处于高海拔、高纬度的寒冷地区时，或电子烟的烟液粘稠度比较大时，用户可进行手动触控操作使电子烟进行预热，预热后烟液容易渗透或流动到电子烟的雾化装置进行雾化，以便电子烟在低温时也容易被吸出烟雾。

附图说明

图1是本实用新型通过触控压力传感器控制预热的电子烟的透视示意图；

图2是本实用新型通过触控压力传感器控制预热的电子烟的正视示意图；

图3是本实用新型通过触控压力传感器控制预热的电子烟的功能框图；

图4是本实用新型中心控制单元第一芯片的电路连接结构图；

图5是本实用新型触控压力传感器第二芯片的电路连接结构图；

图6是本实用新型功率输出单元的电路连接结构图；

图7是本实用新型温度传感器的电路连接结构图；

图8是本实用新型重力感应传感器的电路连接结构图。

具体实施方式

本实用新型电子烟所述的开机状态，是指电子烟的大部分控制电路及元件都处于已通电状态，本实用新型电子烟所述的待机可吸烟状态是指控制电路都已通电或处于备用状态，且发热元件也已经准备好可以通电，等待用户吸烟而发出烟雾。

本实用新型下面将结合附图作进一步详述：

实施例

如图1、图2所示，本实用新型一种通过触控压力传感器控制预热的电子烟，包括外壳1、雾化装置2、电池3和控制电路板4，雾化装置2包括用于将烟液6加热雾化成电子烟雾的发热元件21，外壳表面设有触控面板5，该触控面板5为触控压力传感器41的一部分。

如图3所示，控制电路板4上设有中心控制单元40、及与中心控制单元40电连接的触控压力传感器41、环境温度检测单元42、功率输出单元43和系统供电单元44，触控压力传感器41外表面露出设于外壳1的表面，电池3通过系统供电单元44给中心控制单元40供电，且通过功率输出单元43给发热元件21供电，中心控制单元40控制功率输出单元43调节发热元件21工作时的功率，环境温度检测单元42对电子烟的环境温度进行检测并将环境温度检测值传送给中心控制单元40，触控压力传感器41用于检测用户对其进行手指触控时的触控压力大小并将检测到的触控压力检测值传送给中心控制单元40。当环境温度检测值小于预设环境温度值，且触控压力检测值达到预设触控压力值或单位时间内的触控次数达到预设次数时时，此条件可触发中心控制单元40向功率输出单元43发出预热控制信号，功率输出单元43对发热元件21供电进行预热。当预热温度达到预热温度预设值时或加热时长达到预设时长时，停止预热。环境温度检测单元42可以检测到预热温度。

如图2、图3所示，外壳1的表面还设有与中心控制单元40电连接的显示单元45，所述显示单元45用于显示电子烟工作时的各种工作参数和警告信息。

如图3所示，控制电路板上还设有与发热元件21及中心控制单元40电连接并用于检测发热元件21电阻阻值的阻值检测单元46，用户吸烟时，阻值检测单元46将实时检测到的发热元件的阻值检测值反馈给中心控制单元40，中心控制单元40根据阻值检测值也可以调节功率输出单元43，功率输出单元43对发热元件21维持稳定的功率输出。电子烟在吸烟过程中，发热元件的阻值一般会随着温度变化而产生变化，阻值变化而功率也将发生变化，这样吸出的烟雾量就会产生变化，烟雾量不稳定。为了维持吸烟过程中烟雾量的稳定，中心控制单元40根据阻值检测值可以调节功率输出确保功率输出稳定。

如图4所示，中心控制单元40包括第一芯片mcu，第一芯片mcu设有28个引脚，其中，第3引脚连接供电信号端vdd，vdd电压可为2.5v，第4引脚接地，第5引脚连接上电复位信号端nrst，第8引脚连接发热元件的第一电压信号端r-det，第9引脚连接发热元件的第二电压信号端i-det，第10引脚连接时钟信号端scl，第11引脚连接温度模拟信号端ntc-det，第12引脚连接咪头信号端mic，第13引脚连接重力感应数据信号端sda，第14引脚连接测电阻使能信号端r-det-en,第15引脚连接电池电压信号端battery-voltage，第16引脚连接红色指示灯信号端led-red，第18引脚连接蓝色指示灯信号端led-blue，第19引脚连接绿色指示灯信号端led-green，第20引脚连接第一程序烧录信号端swdio，第21引脚连接第二程序烧录信号端swclk，第23引脚连接触控压力数据通信负信号端s-，第23引脚连接触控压力数据通信正信号端s+，第26引脚连接温度检测控制信号端ntc-sw，第28引脚连接功率控制信号端pwm-en。以上，上电复位信号端nrst用于芯片通电时有关参数的复位，温度模拟信号端ntc-det用于接收环境温度检测单元的温度检测信号，咪头信号端mic用于接收吸烟时咪头感应到吸气气流的开关信号以便触发功率输出单元输出功率开始吸烟，发热元件的第一电压信号端r-det和第二电压信号端i-det用于接收发热元件的电压或阻值信号，触控压力数据通信负信号端s-，触控压力数据通信正信号端s+用于接收触控压力传感器的检测信号，功率控制信号端pwm-en用于向功率输出单元发出预热或功率调节的信号。

如图5所示，触控压力传感器包括第二芯片u2，第二芯片u2设有四个引脚，其中第1引脚连接触控压力数据通信负信号端s-，第2引脚连接触控压力数据通信正信号端s+，第3引脚接地，第4引脚连接电源信号端vdd，同时，第1引脚与第4引脚之间连接有电阻r2，第2引脚与第4引脚之间连接有电阻r8，第4引脚同时连接有滤波电容c4，滤波电容c4另一端接地。触控压力传感器通过触控压力数据通信负信号端s-和触控压力数据通信正信号端s+向第一芯片mcu传送触控压力检测信号。

如图6所示，功率输出单元包括第一mos管q1和第二mos管q2，两者均包括8个引脚，其中第1、2、6、7、8引脚合并为d极，第3引脚为g极，第4、5引脚合并为s极，第二mos管q2的d极连接发热元件的输出电压信号端pwm-out，第二mos管q2的d极同时还连接电阻r3后连接发热元件的第二电压信号端i-det，发热元件的第二电压信号端i-det并联电阻r33和电容c2后接地，第一mos管的d极连接电阻r11后连接发热元件的第一电压信号端r-det，发热元件的第一电压信号端r-det端并联电阻r24和电容c1后接地，第一mos管q1的d极和第二mos管q2的d极之间还连接有电阻r5；第二mos管q2的g极与s极之间串接电阻r7，第一mos管q1的g极与s极串接电阻r1，第二mos管q2的s极与第一mos管q1的s极直接连接且与电池正极信号bat+连接，第二mos管q2的g极连接功率控制信号端pwm-en，第一mos管q1的g极连接测电阻使能信号端r-det-en。

如图7所示，环境温度检测单元包括温度传感器ntc，温度传感器ntc设有两个引脚，其中，第1引脚连接温度检测控制信号端ntc-sw，第2引脚连接温度模拟信号端ntc-det，第2引脚同时还连接电阻r17的一端和电容c11的一端，电阻r17的另一端连接供电信号端vdd，电容c11的另一端接地。

如图3所示，控制电路板上还设有重力感应传感器47，重力感应传感器47用于检测使用者的吸烟动作并发送动作信息给中心控制单元40。当环境温度检测值小于预设环境温度值，及触控压力检测值未达到预设触控压力值，但重力感应传感器检测到吸烟动作时，中心控制单元40控制功率输出单元43对发热元件21供电进行预热。

如图8所示，重力感应传感器包括第三芯片u3，第三芯片u3设有12个引脚，其中第1引脚连接时钟信号端scl，第4引脚连接重力感应数据信号端sda，第6引脚接地，第8引脚接地，第9引脚与第10引脚共同连接到电源信号端vdd，另第1引脚还连接电阻r9的一端，电阻r9的另一端连接到电源信号端vdd，第4引脚还连接电阻r10的一端，电阻r10的另一端连接到电源信号端vdd，电源信号端vdd还连接电容c7的一端，电容c7的另一端接地。重力感应传感器第三芯片u3通过重力感应数据信号端sda向第一芯片mcu传送重力感应信号。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

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