一种电子烟咪头及电子烟的制作方法

2021-01-07 15:01:42|

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起点商标网

本申请涉及电子烟技术领域，更具体地说，涉及一种电子烟咪头及电子烟。

背景技术：

电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，其有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。

目前，现有的电子烟咪头多是采样单电容形式的传感器，并配合控制芯片进行电容检测，具体参见图1，其示出了现有电子烟咪头的结构示意图，包括由金属极片01和膜片02构成的单电容、与单电容相连的控制ic(图1中未示出，该控制ic与pcb板03相连)，当使用者有抽吸动作时(即在负压环境下)，咪头内部的膜片02发生形变，此时，控制ic检测电容变化，当电容变化达到设定阈值时，控制ic输出吸烟动作，使得电子烟工作；当使用者无抽吸动作时，咪头内部的膜片02几乎不会发生形变，此时，单电容的电容值不会发生变化，相应地，控制ic则不发出吸烟信号，使得电子烟不工作。但是，由于单电容的灵敏度和线性度均比较差，现有电子烟咪头仅能产生吸烟和不吸烟这两个信号，因此，则无法产生类似抽真烟的体验。

综上所述，如何使得电子烟咪头能够输出更多的档位信息，以提高用户使用电子烟的体验度，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的是提供一种电子烟咪头及电子烟，用于使得电子烟咪头能够输出更多的档位信息，以提高用户使用电子烟的体验度。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种电子烟咪头，包括差动式电容传感器、与所述差动式电容传感器及电子烟中的主控芯片相连的控制芯片，其中：

所述差动式电容传感器，用于产生与用户抽吸所述电子烟时的抽吸力对应的两个电容值；

所述控制芯片，用于在接通电源之后，实时侦测所述差动式电容传感器产生的两个电容值并得到电容差，判断所述电容差是否超过阈值，若是，则输出高电平至所述主控芯片，以唤醒所述主控芯片，并将所述电容差转换为电压模拟信号且实时输出至所述控制芯片，由所述主控芯片根据所述电压模拟信号对与所述主控芯片相连的响应装置进行实时控制，以使所述响应装置产生与所述抽吸力对应的实时响应，若否，则输出低电平至所述主控芯片，以使所述主控芯片进入待机模式。

优选的，所述差动式电容传感器包括外壳、设置在所述外壳底部且与所述控制芯片相连的pcb板、固定在所述pcb板上的第一金属圆环支架及第二金属圆环支架、位于所述外壳内部且通过所述外壳的侧壁与所述pcb板相连的第一极片、通过所述第一金属圆环支架与所述pcb板相连的第二极片、位于所述第一极片及所述第二极片之间且通过所述第二金属圆环支架与所述pcb板相连的膜片、位于所述第一极片与所述膜片之间的上垫片、位于所述第二极片与所述膜片之间的下垫片，其中：

所述第一极片与所述第二极片相平行；

所述外壳的顶部设置有开孔、所述第一极片及所述第二极片上均设置有供用户抽吸所述电子烟时产生的气流进行流动的通孔。

优选的，所述控制芯片包括用于与电源相连的电源引脚、与所述第一极片相连的第一引脚、与所述膜片相连的第二引脚、与所述第二极片相连的第三引脚、与所述主控芯片相连的输出引脚、用于接地的接地引脚。

优选的，所述控制芯片内部包括用于为所述膜片提供恒定电流且所述恒定电流的大小可调的恒定电流源。

优选的，所述控制芯片具体用于输出高电平至所述主控芯片且保持第一预设时间长度，以唤醒所述主控芯片。

优选的，所述差动式电容传感器还包括设置在所述外壳的侧壁与所述第二金属圆环支架之间的第一绝缘环、设置在所述第二金属圆环支架与所述第一金属之间的第二绝缘环。

一种电子烟，包括如上述任一项所述的电子烟咪头、与所述电子烟咪头中的控制芯片相连的主控芯片、与所述主控芯片相连的响应装置。

优选的，所述响应装置为电子烟雾化装置、马达、显示装置中的任意一种或任意多种的组合。

优选的，所述显示装置为led灯带。

本申请提供了一种电子烟咪头及电子烟，其中，电子烟咪头包括差动式电容传感器、与差动式电容传感器及电子烟中的主控芯片相连的控制芯片，其中：差动式电容传感器，用于产生与用户抽吸电子烟时的抽吸力对应的两个电容值；控制芯片，用于在接通电源之后，实时侦测差动式电容传感器产生的两个电容值并得到电容差，判断电容差是否超过阈值，若是，则输出高电平至主控芯片，以唤醒主控芯片，并将电容差转换为电压模拟信号且输出至控制芯片，由主控芯片根据电压模拟信号对与主控芯片相连的响应装置进行实时控制，以使响应装置产生与抽吸力对应的实时响应，若否，则输出低电平至主控芯片，以使主控芯片进入待机模式。

本申请公开的上述技术方案，利用差动式电容传感器作为电子烟咪头中的传感器，其相较于单电容形式的传感器具有较高的灵敏度和较好的线性度，因此，可以提高对用户抽吸电子烟时的抽吸力的响应，并可以对用户抽吸电子烟时的抽吸力输出线性度较好的电容，同时，可以利用控制芯片在接通电源之后实时侦测差动式电容传感器产生的两个电容值并得到电容差，在电容差未超过阈值时输出低电平至主控芯片，以使主控芯片进入待机状态而使得响应装置不进行响应，在电容差超过阈值时先输出高电平至主控芯片以唤醒主控芯片，之后，则将电容差转换为电压模拟信号且实时输出至控制芯片，由主控芯片根据电压模拟信号对与之相连的响应装置进行实时控制，从而使得响应装置对抽吸力进行实时响应，即使得电子烟咪头不再仅输出吸烟和不吸烟这两个信号，而是可以根据电容差输出更多的档位信息，从而提高用户对电子烟的体验度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有电子烟咪头的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电子烟咪头与其他器件的连接示意图；

图3为本申请实施例提供的电子烟咪头中的差动式电容传感器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的差动式电容传感器内部的差动式电容结构的示意图；

图5为本申请实施例提供的控制芯片的引脚示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图2，其示出了本申请实施例提供的一种电子烟咪头与其他器件的连接示意图，本申请实施例提供的一种电子烟咪头，可以包括差动式电容传感器1、与差动式电容传感器1及电子烟中的主控芯片3相连的控制芯片2，其中：

差动式电容传感器1，用于产生与用户抽吸电子烟时的抽吸力对应的两个电容值；

控制芯片2，用于在接通电源之后，实时侦测差动式电容传感器1产生的两个电容值并得到电容差，判断电容差是否超过阈值，若是，则输出高电平至主控芯片3，以唤醒主控芯片3，并将电容差转换为电压模拟信号且实时输出至控制芯片2，由主控芯片3根据电压模拟信号对与主控芯片3相连的响应装置4进行实时控制，以使响应装置4产生与抽吸力对应的实时响应，若否，则输出低电平至主控芯片3，以使主控芯片3进入待机模式。

本申请所提供的电子烟咪头可以包括差动式电容传感器1、与差动式电容传感器1及电子烟中的主控芯片3相连的控制芯片2，其中，主控芯片3还与电子烟中的响应装置4相连，且主控芯片3在用户无抽烟动作时处于待机状态，而在用户存在抽烟动作时会被控制芯片2唤醒，这种设置方式可以降低主控芯片3对电子烟内电池电量的消耗，从而延长电子烟的续航寿命。

差动式电容传感器1内所包含的电容结构为差动式电容结构，当用户抽吸电子烟时，用户所使用的抽吸力会使差动式电容传感器1内部的极距发生变化(即该差动式电容结构具体为差动式变极距电容结构)，相应地，则会使差动式电容传感器1输出的电容值发生变化，即会使差动式电容传感器1产生与用户抽吸电子烟时的抽吸力对应的两个电容值。由于差动式电容传感器1内所包含的电容结构为差动式变极距电容结构，而其相较于现有电子烟咪头中所采用的的单电容结构的传感器具有较好的灵敏度(灵敏度提高了近一倍)、相对非线性误差减小了一个数量级，因此，其可以更好地对用户抽吸电子烟时的抽吸力进行响应，并可以输出线性度更好的电容。

与差动式电容传感器1相连的控制芯片2在接通电源之后，可以实时侦测差动式电容传感器1产生的两个电容值并根据差动式电容传感器1产生的两个电容值得到电容差，与此同时，控制芯片2判断该电容差是否超过阈值(具体可以稍大于用户无抽烟动作时所对应的电容差)，若电容差超过阈值，则表明用户有抽吸动作，此时，控制芯片2会输出高电平至主控芯片3，以唤醒处于待机状态的主控芯片3，并将电容差转换为与之对应的电压模拟信号且实时输出给控制芯片2，由主控芯片3根据电压模拟信号对与主控芯片3相连的响应装置4进行实时控制，以使相应装置产生与抽吸力对应的实时响应，例如：当用户的抽吸力增大时，控制芯片2可以输出较高的电压模拟信号给主控芯片3，此时，主控芯片3可以通过增大电子烟雾化装置的雾化功率、提高马达的震动频率、提高显示装置的亮度、利用显示装置显示对应的状态中的任意一种或任意多种来实现响应控制；当用户的抽吸力减小时，控制芯片2可以输出较低的电压模拟信号给主控芯片3，此时，主控芯片3可以通过减小电子烟雾化装置的雾化功率、降低马达的震动频率、降低显示装置的亮度、利用显示显示对应的状态中的任意一种或任意多种来实现响应控制；若电容差不超过阈值，则表明用户没有抽吸动作，此时，控制芯片2会输出低电平至主控芯片3，具体地，若是电容差一直未超过阈值，则控制芯片2会持续给主控芯片3输出低电平，以使主控芯片3一直处于待机状态，若是电容差由超过阈值变为未超过阈值，则控制芯片2会从向主控芯片3输出与抽吸力对应的电压模拟信号转换为输出低电平至主控芯片3，以使主控芯片可以从开机运行状态转变为待机状态。

由上述可知，本申请所提供的电子烟咪头不仅可以在由根据差动式电容传感器1输出的电容而得到的电容差未超过阈值时输出低电平给主控芯片3而使主控芯片3进入待机模式，而且可以在电容差超过阈值时实时输出与电容差对应的电压模拟信号，以使得主控芯片3可以根据电压模拟信号对响应装置4进行实时控制，从而使得响应装置4产生与抽吸力对应的实时响应，即使得本申请所提供的电子烟咪头可以输出更多的档位信息，而不再仅限于产生吸烟和不吸烟这两个信息，从而可以提高用户对电子烟的体验度。

参见图3，其示出了本申请实施例提供的电子烟咪头中的差动式电容传感器的结构示意图。本申请实施例提供的一种电子烟咪头，差动式电容传感器1可以包括外壳101、设置在外壳101底部且与控制芯片2相连的pcb板102、固定在pcb板102上的第一金属圆环支架103及第二金属圆环支架104、位于外壳101内部且通过外壳101的侧壁与pcb板102相连的第一极片105、通过第一金属圆环支架103与pcb板102相连的第二极片106、位于第一极片105及第二极片106之间且通过第二金属圆环支架104与pcb板102相连的膜片107、位于第一极片105与膜片107之间的上垫片108、位于第二极片106与膜片107之间的下垫片109，其中：

第一极片105与第二极片106相平行；

外壳101的顶部设置有开孔、第一极片105及第二极片106上均设置有供用户抽吸电子烟时产生的气流进行流动的通孔。

本申请所提供的电子烟咪头中的差动式电容传感器1可以包括外壳101、pcb板102、第一金属圆环支架103、第二金属圆环支架104、第一极片105、第二极片106、膜片107、上垫片108和下垫片109，其中，外壳101具有导电性且外壳101为圆环形的外壳；pcb板102位于外壳101的底部且与控制芯片2相连，pcb板102上设置有通孔，以避免膜片107和pcb板102形成密闭空间而对差动式电容传感器1的灵敏度造成影响；第一极片105通过外壳101的侧壁与pcb板102相连，以使得第一极片105能够通过外壳101的侧壁及pcb板102与控制芯片2相连；第二极片106通过第一金属圆环支架103与pcb板102相连，以使得第二极片106能够通过第一金属圆环支架103及pcb板102与控制芯片2相连，第一极片105与第二极片106相平行，且膜片107位于第一极片105和第二极片106之间，具体参见图4，其示出了本申请实施例提供的差动式电容传感器内部的差动式电容结构的示意图，第一极片105、膜片107及第二极片106可以构成图4所示的差动式电容结构；上垫片108位于第一极片105与膜片107之间且位于第一极片105的两侧，以将第一极片105与膜片107隔离开来；下垫片109位于第二极片106与膜片107之间且位于第二极片106的两侧，以将第二极片106与膜片107隔离开来。

另外，外壳101的顶部设置有开孔，该开孔用于与电子烟的烟道相导通，第一极片105和第二极片106上均设置有通孔，并且第一极片105上的通孔的位置和第二极片106上的通孔的位置可以保持一致。当用户顺着电子烟的烟道进行抽吸时，差动式传感器外壳101内部的气流则可以沿着第二极片106上的通孔、第一极片105上的通孔、外壳101上的开孔进行流动，以使得内部产生负压，从而使得膜片107发生形变，进而使得第一极片105与膜片107之间的第一电容c1增大、第二极片106与膜片107之间的第二电容c2减小，以形成电容差△c(△c具体可以等于c1-c2)。其中，让第一极片105上的通孔的位置和第二极片106上的通孔的位置保持一致可以尽量使第一极片105与膜片107之间、第二极片106与膜片107之间能够尽量在相同的位置发生极距变化，从而使得第一极片105与膜片107之间、第二极片106与膜片107之间能够尽量在相同的位置发生电容变化，即使得第一电容的变化量与第二电容的变化量保持一致，从而提高差动式电容传感器1所得电容差的线性度和灵敏度。

另外，还可以在外壳101的顶部设置防尘网110，以防止烟油、灰尘等进入外壳101的内部而对内部造成污染，从而提高差动式电容传感器1的灵敏度和可靠性；或者可以在外壳101的顶部设置防水透气膜，以在起到漏气作用的同时可以防止水进入到外壳101的内部，从而提高差动式电容传感器1的灵敏度和可靠性。

需要说明的是，在差动式电容传感器1的生产制造过程中，可以尽量让第一极片105、第二极片106与膜片107之间的距离保持一致或在较小的误差内，并可以让第一极片105和第二极片106的面积保持一致，则此时的第一电容和第二电容大小基本一致或者相差较小，以便于进行电容差的判断，而控制芯片2允许差动式电容传感器1在生产制造过程中存在一定的电容差误差，且控制芯片2在上电后，会第一时间检测初始的电容差，同时按照原先设定在此电容差设置不同的阈值，只要保证阈值稍大于无吸烟动作时的电容差即可，以使得控制芯片2在无吸烟动作时可以一直保持为低电平，从而使得主控芯片3保持待机状态。

参见图5，其示出了本申请实施例提供的控制芯片的引脚示意图。本申请实施例提供的一种电子烟咪头，控制芯片2可以包括用于与电源相连的电源引脚vdd、与第一极片105相连的第一引脚s1、与膜片107相连的第二引脚s2、与第二极片106相连的第三引脚s3、与主控芯片3相连的输出引脚out、用于接地的接地引脚gnd。

本申请提供的电子烟咪头中所包含的控制芯片2可以包括电源引脚vdd、第一引脚s1、第二引脚s2、第三引脚s3、输出引脚out、接地引脚gnd，其中，电源引脚vdd用于与电源相连，以由电源为控制芯片2进行供电，从而使得控制芯片2可以实现相应的功能；接地引脚gnd用于进行接地；第一引脚s1与第一极片105相连(具体通过pcb板102、外壳101的侧壁与第一极片105相连)、第二引脚s2与膜片107相连(具体通过pcb板102、第二金属圆环支架104与膜片107相连)、第三引脚s3与第二极片106相连(具体通过pcb板102、第一金属圆环支架103与第二极片106相连)，以通过第一引脚s1和第二引脚s2侦测第一极片105和膜片107构成的第一电容，并通过第二引脚s2和第三引脚s3侦测膜片107和第二极片106构成的第二电容；输出引脚out用于与主控芯片3相连，以向主控芯片3发送低电平、高电平和电压模拟信号。

上述控制芯片2仅需要一个输出引脚out与主控芯片3相连，即可以采用单线输出，以保证较少的脚位，从而使控制芯片2的成本更低、体积更小，且便于跟差动式电容传感器1实现模组化。

本申请实施例提供的一种电子烟咪头，控制芯片2内部包括用于为膜片107提供恒定电流且恒定电流的大小可调的恒定电流源。

在本申请中，控制芯片2内部可以包括用于为膜片107提供恒定电流的恒定电流源，其中，恒定电流源所提供的恒定电源具体根据实际情况进行调节。当控制芯片2通过电源引脚与电源相连时，控制芯片2内部的恒定电源源即可通过第二引脚s2为膜片107提供电流大小可调但一旦电流大小确定则保持恒定输出的电流。

本申请实施例提供的一种电子烟咪头，控制芯片2具体用于输出高电平至主控芯片3且保持第一预设时间长度，以唤醒主控芯片3。

当控制芯片2判断出电容差大于阈值时，控制芯片2可以输出高电平至主控芯片3并可以保持第一预设时间长度(具体可以为毫秒级别)，即向主控芯片3输送第一预设时间长度的高电平，以更好地唤醒主控芯片3，并尽量避免因电容差不稳定而导致主控芯片3在唤醒和待机之间频繁切换，从而提高主控芯片3的使用性能。

本申请实施例提供的一种电子烟咪头，差动式电容传感器1还可以包括设置在外壳101的侧壁与第二金属圆环支架104之间的第一绝缘环111、设置在第二金属圆环支架104与第一金属之间的第二绝缘环112。

差动式电容传感器1还可以包括用于将金属圆环支架隔离开来的绝缘环，具体可以在外壳101侧壁与第二金属圆环支架104之间设置用于将外壳101侧壁和第二金属圆环支架104隔离开来的第一绝缘环111、在第二金属圆环支架104与第一金属之间设置用于将第二金属圆环支架104和第一金属圆环支架103隔离开来的第二绝缘环112，以避免外壳101侧壁和第二金属圆环支架104、第二金属圆环支架104和第一金属之间在通电时因相互接触而发生短路，从而提高差动式电容传感器1的可靠性。

本申请实施例还提供了一种电子烟，可以包括上述任一种电子烟咪头、与电子烟咪头中的控制芯片2相连的主控芯片3、与主控芯片3相连的响应装置4。

本申请所提供的电子烟可以包括上述任一种电子烟咪头、与电子烟咪头中的控制芯片2相连的主控芯片3、与主控芯片3相连的响应装置4。

其中，主控芯片3在接收到控制芯片2发出的电压模拟信号之后，可以将电压模拟信号转换为数字量信号，即控制芯片2具体可以与主控芯片3中的adc(analog-to-digitalconverter，模数转换器)端口相连，以由adc接收电压模拟信号并由对其进行转换而得到与之对应的数字量信号，从而便于对响应的响应装置4进行实时控制。

本申请实施例提供的一种电子烟，响应装置4为电子烟雾化装置、马达、显示装置中的任意一种或任意多种的组合。

在本申请所提供的电子烟中，响应装置4具体可以为电子烟雾化装置、马达、显示装置中的任意一种或任意多种的组合，以便于由主控芯片3实现对这些响应装置4的实时控制，从而提高用户使用电子烟的体验度。

本申请实施例提供的一种电子烟，显示装置为led灯带。

在本申请所提供的电子烟中，显示装置具体可以为led灯带，其包含多个led灯，当用户抽吸力比较大时，主控芯片3可以控制led灯带的发光颜色加深和/或发光的led灯数量增加。

本申请实施例提供的一种电子烟中相关部分的说明可以参见本申请实施例提供的一种电子烟咪头中对应部分的详细说明，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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