基于蓝牙通讯的电子雾化器控制系统的制作方法

本发明涉及电子雾化器，特别是涉及基于蓝牙通讯的电子雾化器控制系统。

背景技术：

电子雾化器装置是一种模仿卷烟的电子产品，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。它是通过雾化等手段，将尼古丁等变成蒸汽后，让用户吸食的一种产品。

现有的蓝牙电子雾化器控制系统一般使用传统蓝牙通讯模块和中央处理器，其功耗很高，在家里放置几天就会消耗掉其电源的全部电量，再次使用时，需要更换电池或给电子雾化器控制系统的电源模块充电，使用不便，而且同时使用蓝牙通讯模块和中央处理器结构也很复杂、成本高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对功耗高、成本高的问题，提供一种基于蓝牙通讯的电子雾化器控制系统。

一种基于蓝牙通讯的电子雾化器控制系统，包括蓝牙主控芯片、按键输入模块、升降压模块、雾化器、天线模块、电源模块，所述蓝牙主控芯片分别与所述按键输入模块、升降压模块、天线模块连接；

所述按键输入模块用于接收用户输入，生成电子雾化器控制系统的工作参数信号；

所述蓝牙主控芯片根据所述工作参数，控制输出两级脉冲宽度调制信号；

所述升降压模块与所述雾化器连接，所述升降压模块根据所述脉冲宽度调制信号控制输出电压信号并驱动所述雾化器雾化烟油；

所述天线模块用于实现所述电子雾化器控制系统与外部智能终端之间的无线通讯；

所述电源模块为所述蓝牙主控芯片、升降压模块供电。

在其中一个实施例中，所述电源模块包括电源、直流-直流转换电路和低压差线性稳压转换电路；

所述直流-直流转换电路将所述电源输出的电压信号转换为12伏的电压信号输出给所述升降压模块；

所述低压差线性稳压转换电路将所述电源输出的电压信号转换为3.3伏的电压信号输出给所述蓝牙主控芯片。

在其中一个实施例中，所述直流-直流转换电路包括第一转换芯片、第一开关管、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第一电感；

所述第一开关管的漏极与所述电源连接，所述第一开关管的源极分别与所述第一转换芯片的输入端、使能端连接；

所述第一转换芯片的第一输出端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述升降压模块连接；

所述第一二极管的阴极还依次经所述第一电阻、第二电阻接地；

所述第一转换芯片的第二输出端与所述第一电阻、第二电阻的节点连接；

所述第一电感连接在所述第一转换芯片的输入端与第一输出端之间。

在其中一个实施例中，所述低压差线性稳压转换电路包括第二转换芯片、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第二开关管；

所述第二转换芯片的输入端经所述第三电阻与所述电源连接，所述第一电容的一端与所述第二转换芯片的输入端连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第二电容、第三电容并联，所述第二电容的第一端、第三电容的第一端分别与所述第二转换芯片的输出端连接；所述第二电容的第二端、第三电容的第二端均接地；

所述第二转换芯片的输出端与所述第二开关管的漏极连接，所述第二开关管的源极与所述蓝牙主控芯片连接；

所述第四电阻连接在所述第二开关管的漏极与栅极之间。

在其中一个实施例中，所述升降压模块包括第一驱动单元、第二驱动单元及控制单元；

所述第一驱动单元、第二驱动单元的电源端分别与所述直流-直流转换电路的输出端连接；

所述第一驱动单元、第二驱动单元的输入端分别与所述蓝牙主控芯片的驱动端连接；

所述第一驱动单元的输出端、第二驱动单元的输出端分别与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述雾化器连接；

所述第一驱动单元接收第一级脉冲宽度调制信号并输出第一驱动信号、第二驱动信号；所述第二驱动单元接收第二级脉冲宽度调制信号并输出第三驱动信号、第四驱动信号；

所述控制单元根据所述第一驱动单元、第二驱动输出的驱动信号控制输出电压，并输出给所述雾化器。

在其中一个实施例中，所述控制单元包括第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；

所述第三开关管的栅极与所述第一驱动单元的第一输出端连接；所述第三开关管的漏极与供电端连接，所述第三开关管的源极与所述第四开关管的漏极连接；

所述第四开关管的栅极与所述第一驱动单元的第二输出端连接；所述第四开关管的源极接地；

所述第五开关管的栅极与所述第二驱动单元的第一输出端连接；所述第五开关管的漏极与所述雾化器连接，所述第五开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接；

所述第六开关管的栅极与所述第二驱动单元的第二输出端连接；所述第六开关管的源极接地。

在其中一个实施例中，所述电子雾化器控制系统还包括电压检测模块，电压检测模块分别与所述电源模块、雾化器、蓝牙主控芯片、升降压模块连接；用于检测所述升降压模块、电源模块的输出电压。

在其中一个实施例中，所述电压检测模块包括运算放大器、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

所述运算放大器的同相输入端与所述电源模块连接，所述运算放大器的反相输入端与所述雾化器连接，所述第五电阻连接在所述运算放大器的同相输入端与反相输入端之间；

所述运算放大器的输出端经所述第六电阻与所述蓝牙主控芯片连接；

所述第七电阻的一端分别与所述第六电阻、蓝牙主控芯片连接，所述第七电阻的另一端接地。

在其中一个实施例中，所述电子雾化器控制系统还包括显示模块，所述显示模块与所述蓝牙主控芯片连接，用于实时显示所述电子雾化器控制系统工作参数。

在其中一个实施例中，所述电子雾化器控制系统还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述蓝牙主控芯片连接，用于实时检测电子雾化器控制系统的温度。

上述基于蓝牙通讯的电子雾化器控制系统，通过按键输入模块接收用户输入，生成电子雾化器控制系统的工作参数信号，蓝牙主控芯片根据工作参数信号，控制输出两级脉冲宽度调制信号给升降压模块，升降压模块根据脉冲宽度调制信号控制输出电压信号并驱动雾化器雾化烟油。用蓝牙主控芯片取代了传统电子雾化器控制系统中的中央处理器(MCU)和蓝牙模块，大大的降低了功耗，延长了使用寿命，同时节省了成本。蓝牙主控芯片将电子雾化器控制系统的工作参数通过天线模块传输给与电子雾化器控制系统进行无线蓝牙通讯的智能终端，智能终端接收蓝牙主控芯片发送的电子雾化器控制系统的工作参数，同时智能终端可以将设置的工作参数通过天线模块发送给蓝牙主控芯片，其工作参数均可以在智能终端上显示，方便用户使用。

附图说明

图1为基于蓝牙通讯的电子雾化器控制系统的结构框架图；

图2为蓝牙主控芯片及外围电路图；

图3为直流-直流转换电路图；

图4为低压差线性稳压转换电路图；

图5为第一驱动单元电路图；

图6为第二驱动单元电路图；

图7为控制单元及电压检测电路图；

图8为显示模块的电路图；

图9为天线模块的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的为基于蓝牙通讯的电子雾化器控制系统的结构框架图，电子雾化器控制系统包括蓝牙主控芯片10、电源模块20、升降压模块30、雾化器40、按键输入模块50、天线模块60。蓝牙主控芯片10分别与升降压模块30、按键输入模块50、天线模块60连接。其中，蓝牙主控芯片为蓝牙低功耗芯片(Bluetooth Low Energy，BLE)蓝牙低功耗芯片的型号为CC2541，参考图2。电源模块20为蓝牙主控芯片10、升降压模块30、雾化器40供电。按键输入模块50用于设置电子雾化器控制系统的工作参数；蓝牙主控芯片10根据工作参数，控制输出两级脉冲宽度调制信号；升降压模块30与雾化器40连接，升降压模块30根据脉冲宽度调制信号控制输出电压信号并驱动雾化器雾化40烟油；天线模块60用于实现电子雾化器控制系统与外部智能终端之间的无线通讯。

在实际操作过程中，通过按键输入模块50设置接收用户输入，生成电子雾化器控制系统的工作参数信号，其工作参数包括：功率、预设温度和出烟量。蓝牙主控芯片10根据工作参数信号，控制输出两级脉冲宽度调制信号给升降压模块30，升降压模块30根据脉冲宽度调制信号控制输出电压信号并驱动雾化器40雾化烟油。蓝牙主控芯片10将电子雾化器控制系统的工作参数通过天线模块60传输给与电子雾化器控制系统进行无线蓝牙通讯的智能终端，智能终端接收蓝牙主控芯片10发送的电子雾化器控制系统的工作参数，同时智能终端可以将设置的工作参数通过天线模块60发送给蓝牙主控芯片。

上述电子雾化器控制系统直接用蓝牙主控芯片10取代了传统的中央处理器(MCU)和蓝牙模块，大大的节省电子雾化器控制系统的成本。同时，蓝牙主控芯片的功耗极低，一颗纽扣电池可以让蓝牙主控芯片U1静态工作长达一年之久，使用寿命长。

电源模块20包括电源210、直流-直流转换电路220和低压差线性稳压转换电路230；其中，直流-直流转换电路220用于将电源210输出的电压信号转换为12伏的电压信号，并给升降压模块30供电。低压差线性稳压转换电路230用于将电源210输出的电压信号转换为3.3伏的电压信号，并给蓝牙主控芯片10供电。

在本实施例中，电源210为纽扣电池，其质量轻、体积小，同时纽扣电池提供的电源可供蓝牙主控芯片10工作长达一年之久。在其他实施例中，电源还可以为其他供电电源，根据电子雾化器控制系统的实际需求来选择。

参考图3，直流-直流(DC-DC)转换电路220包括第一转换芯片U2、第一开关管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第一电感L1。第一转换芯片U2为直流-直流(DC-DC)电源转换芯片，用于将纽扣电池输出的电压转换为升降压模块所需的12伏电压，第一开关管Q1为低压MOS场效应管，第一二极管D1为整流二极管。

其中，第一开关管Q1的漏极与电源B+连接，第一开关管Q1的源极分别与第一转换芯片U2的输入端IN、使能端EN连接。第一开关管Q1的栅极经电阻R18与电源B+连接，还经开关管Q7接地。第一转换芯片U2的第一输出端SW与第一D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与升降压模块连接。第一二极管D1的阴极还依次经第一电阻R1、第二电阻R2接地。第一转换芯片的第二输出端FB与第一电阻R1、第二电阻R2的节点连接；第一电感L1连接在第一转换芯片的输入端IN与第一输出端SW之间。直流-直流(DC-DC)转换电路是利用第一开关管Q1闭合时在第一电感L1中储能，并产生电流，当第一开关管Q1断开时，贮存的电感能量通过第一二极管D1输出给负载。

在本实施例中，其直流-直流(DC-DC)转换电路220输出的电压可根据如下公式来计算：

V_OUT＝0.6*(1+R1/R2)

其中，第一电阻R1的阻值为300kΩ，第二电阻R2的阻值为15kΩ，通过计算，可得：V_OUT＝0.6*(1+R1/R2)＝0.6*(1+300k/15k)＝12.6V。

参考图4，低压差线性稳压转换电路230包括第二转换芯片U3、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和第二开关管Q2。其中，第二转换芯片为低压差线性稳压(low dropout regulator，LDO)芯片，第二开关管Q2为低压MOS场效应管。第二转换芯片U3的输入端IN经第三电阻R3与电源B+连接，第一电容C1的一端与第二转换芯片U3的输入端IN连接，第一电容C1的另一端接地。第二电容C2、第三电容C3并联，第二电容C2的第一端、第三电容C3的第一端分别与第二转换芯片U3的输出端OUT连接；第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端均接地。第二转换芯片U3的输出端OUT与第二开关管Q2的漏极连接，第二开关管Q2的源极与蓝牙主控芯片U1连接；第四电阻R4连接在第二开关管Q2的漏极与栅极之间。低压差线性稳压转换电路230实现了将电源210电压转换为蓝牙主控芯片U1所需要的3.3V电压信号。

升降压模块30包括第一驱动单元310、第二驱动单元320及控制单元330。第一驱动单元310、第二驱动单元320的电源端分别与直流-直流转换电路220的输出端连接。也就是说，直流-直流转换电路220的转化的12V电压分别输出给第一驱动单元310、第二驱动单元320。第一驱动单元310、第二驱动单元320的输入端分别与蓝牙主控芯片U1的驱动端连接。

具体地，参考图5，第一驱动单元310包括第一驱动芯片U4、第二二极管D2、第四电容C4。第二二极管D2的阳极与直流-直流转换电路220的输出端连接，第二二极管D2的阴极经第四电容C4与控制单元330连接。第一驱动芯片U4的电源端VCC为第一驱动单元310的电源端，与直流-直流转换电路220的输出端连接。蓝牙主控芯片U1输出的第一级脉冲宽度调制信号与第一驱动芯片U4的输入端(IN、EN)连接，第一驱动芯片U4的输出端(DRVH、DRVL)分别驱动输出第一驱动信号、第二驱动信号给控制单元330。相应的，参考图6，第二驱动单元320包括第二驱动芯片U5、第三二极管D3、第五电容C5。第三二极管D3的阳极与直流-直流转换电路220的输出端连接，第三二极管D3的阴极经第五电容C5与控制单元330连接。第二驱动芯片U5的电源端VCC为第二驱动单元320的电源端，与直流-直流转换电路220的输出端连接。蓝牙主控芯片U1输出的第二级脉冲宽度调制信号与第二驱动芯片的输入端(IN、EN)连接，第二驱动芯片的输出端(DRVH、DRVL)分别驱动输出第三驱动信号、第四驱动信号给控制单元330。第一驱动芯片U4的输出端作为第一驱动单元310的输出端，第二驱动芯片U5的输出端作为第二驱动单元320的输出端。

第一驱动单元310的输出端、第二驱动单元320的输出端分别与控制单元330的输入端连接，控制单元330的输出端与雾化器40连接。

参考图7，控制单元330包括第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6。第三开关管Q3的栅极与第一驱动单元310的第一输出端(DRVH)连接；第三开关管Q3的漏极与电源B+连接，第三开关管Q3的源极与第四开关管Q4的漏极连接。第四开关管Q4的栅极与第一驱动单元310的第二输出端(DRVL)连接；第四开关管Q4的源极接地。第五开关管Q5的栅极与第二驱动单元320的第一输出端(DRVH)连接；第五开关管Q5的漏极与雾化器40连接，第五开关管Q5的源极与第六开关管Q6的漏极连接。第六开关管Q6的栅极与第二驱动单元320的第二输出端(DRVL)连接；第六开关管Q6的源极接地。在本实施例中，第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6均为氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FET，MOS-FET)，在其他实施例中，还可以为结型场效应管。

第一驱动单元310接收第一级脉冲宽度调制信号并输出第一驱动信号、第二驱动信号；第二驱动单元320接收第二级脉冲宽度调制信号并输出第三驱动信号、第四驱动信号。控制单元330根据第一驱动单元310、第二驱动单元320输出的驱动信号分别对应控制第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6的闭合，进而控制控制单元330的输出电压，该输出电压驱动雾化器40雾化烟油。蓝牙主控芯片U1输出两级脉冲宽度调制信号分别对升降压模块30进行驱动，使升降压模块30能够分级对输出电压进行控制，从而实现对雾化器40的雾化控制。

电子雾化器控制系统还包括电压检测模块70，电压检测模块70分别与蓝牙主控芯片U1、电源模块20、升降压模块30、雾化器40连接；用于检测电源模块20、升降压模块30的输出电压。电压检测模块70包括运算放大器U6、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7。运算放大器U6的同相输入端与电源模块20连接，运算放大器U6的反相输入端与雾化器40连接，第五电阻R5连接在运算放大器U6的同相输入端与反相输入端之间；运算放大器U6的输出端经第六电阻R6与蓝牙主控芯片U1连接；第七电阻R7的一端分别与第六电阻R6、蓝牙主控芯片U1连接，第七电阻R7的另一端接地。电压检测模块70能后提供实时输出的电压、电流及电池电压信号给蓝牙主控芯片U1，由蓝牙主控芯片U1判断电压、电流以及电池电源信号是否正常，若出现异常，则蓝牙主控芯片U1则控制雾化器40停止雾化烟油的动作。

电子雾化器控制系统还包括显示模块80，显示模块80与蓝牙主控芯片U1连接，用于实时显示电子雾化器控制系统工作参数。显示模块80为OLED显示模块或LED显示模块。参考图8，在本实施例中，显示模块80为OLED显示模块，在其他实施例中，其显示模块80可以根据电子雾化器控制系统的实际需求选择合适的显示设备。

电子雾化器控制系统还包括温度检测模块90，温度检测模块90与蓝牙主控芯片U1连接，用于实时检测电子雾化器控制系统的温度。在本实施例中，温度检测模块90为负温度系数温度传感器，温度检测模块90与蓝牙主控芯片U1连接，实时检测电子雾化器控制系统内部的温度，若检测的温度高于预设温度，则蓝牙主控芯片U1间接控制雾化器40停止工作，防止温度过高，对电子雾化器控制系统及其使用者造成伤害。

在实际操作过程中，通过按键输入模块60，设置电子雾化器控制系统的工作参数，其工作参数包括：功率、预设温度和出烟量。在按键输入的过程中，显示模块80实时显示操作过程和工作状态中的工作参数。蓝牙主控芯片U1根据工作参数，控制输出两级脉冲宽度调制信号给升降压模块30，升降压模块30根据脉冲宽度调制信号控制输出电压信号并驱动雾化器40雾化烟油。蓝牙主控芯片U1将电子雾化器控制系统的工作参数通过天线模块60传输给与电子雾化器控制系统进行无线蓝牙通讯的智能终端，参考图9，天线模块60为2.4G的无线射频天线。智能终端接收蓝牙主控芯片U1发送的电子雾化器控制系统的工作参数，同时智能终端可以将设置的工作参数通过天线模块60发送给蓝牙主控芯片U1。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明/实用新的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明/实用新专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。