基于微控制器实现的负载恒功率输出系统及电子烟的制作方法

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种基于微控制器实现的负载恒功率输出系统及电子烟。

背景技术：

1、随着社会的高速发展，各种各样的消费类电子产品应运而生，如电动牙刷、剃须刀、电子烟等消费类产品。在众多的消费类电子产品中，很多产品都需要恒功率输出技术，即设备在输出电压和电流发生变化时，输出的功率保持不变。

2、尤其在电子烟设备中，电子烟设备具有发热丝，发热丝的阻值不是一成不变的，会受到工作环境、自身材质的影响，例如，电子烟经过磕碰、弯折等情况，发热丝与烟油、电子烟金属外壳的导通，其阻值将会改变，且在发热丝的通电电压不变时，其工作功率将不会稳定，即发热温度不稳定，这将会导致产品的体验差。若能维持发热丝的工作功率恒定，会大大提升产品的体验感。

3、现有的简易加热类电子设备实现恒功率都是采用恒压或恒流的技术，如通过电压调节器使得发热丝上的电压始终恒定，这样起功率始终会有所变动，在功率不同时，其发热丝的工作会不稳定。

技术实现思路

1、鉴于以上技术问题，本发明提供了一种基于微控制器实现的负载恒功率输出系统及电子烟，解决了现有技术中如何低成本地实现负载恒功率输出的问题，采用以下技术方案。

2、本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

3、基于本发明的一方面，提出一种基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，所述系统包括微控制模块和分别与所述微控制模块连接的咪头模块、发热驱动模块、供电模块，其中：

4、所述咪头模块，用于在气流经过时而发送触发信号至所述微控制模块；

5、所述供电模块包括电池，其用于为所述微控制模块和所述发热驱动模块供电；

6、所述发热驱动模块包括发热丝、第一开关单元、第二开关单元、分压电阻，所述第一开关单元和所述第二开关单元分别连接于所述电池与所述发热丝之间，以及分别连接于所述微控制模块，所述第二开关单元至所述发热丝之间设置所述分压电阻，以及所述分压电阻至所述发热丝之间具有连接到所述微控制模块的采样点；

7、所述微控制模块，用于在接收到所述触发信号时，使得所述第一开关单元导通后关断和所述第二开关单元导通后关断，以及在导通时分别在所述采样点得到第一采样电压值和第二采样电压值，并基于所述第一采样电压值得到所述电池的电池电压，和基于所述电池电压及所述第二采样电压得到所述发热丝的发热阻值，基于所述发热阻值和所述电池电压，通过控制所述第一开关单元的导通占空比而使得所述发热丝的工作功率的趋向于预定值。

8、进一步的，所述第一开关单元包括第一mos管，所述第二开关单元包括第二mos管，所述微控制模块包括mcu芯片，所述第一mos管的栅极连接于所述mcu芯片的第一pwm信号输出引脚，其源极连接于所述电池，其漏极连接于所述发热丝的一端，所述发热丝的另一端接地，所述第二mos管的栅极连接所述mcu芯片的第二pwm信号输出引脚，其源极连接于所述电池，其漏极连接于所述分压电阻的一端，所述分压电阻的另一端连接于所述第一mos管的漏极与所述发热丝之间。

9、进一步的，所述采样点设置于所述分压电阻至所述发热丝之间。

10、进一步的，所述采样点至所述mcu芯片之间设置有限流电阻。

11、进一步的，所述供电模块包括相连接的充电芯片和usb插座，所述充电芯片用于在所述usb插座接通电源后为所述电池充电。

12、进一步的，所述系统还包括led模块，所述led模块包括多组led灯，不同组的所述led灯分别连接于所述微控制模块。

13、进一步的，所述微控制模块具体用于：

14、基于所述第一采样电压得到所述发热丝的当前的第一电压；

15、基于预设的所述第一开关单元的阻值和所述发热丝的阻值范围的比值，得到所述电池电压；

16、基于所述第二采样电压得到所述发热丝的当前的第二电压；

17、基于预设的所述第二开关单元的阻值、所述分压电阻的阻值、所述第二电压和所述电池电压，得到所述发热阻值；

18、基于所述发热阻值和所述预定值得到所述第一开关单元的维持电压，所述维持电压与所述电池电压的比值为控制所述第一开关单元工作的所述导通占空比。

19、进一步的，在得到所述发热阻值时，若所述发热阻值低于阈值，所述微控制模块使得所述第一开关单元和所述第二开关单元关断。

20、基于本发明的另一方面，提出一种电子烟，所述电子烟包括如上述的负载恒功率输出系统。

21、本发明的技术方案具有以下有益效果：

22、基于第一开关单元、第二开关单元、分压电压和微控制模块，对第一开关单元和第二开关单元在分别导通时的采样数据进行估算得到发热丝的阻值，并根据发热丝的阻值而估算得到维持发热丝恒定功率所需的导通占空比，此过程无需依赖于复杂的硬件，通过现有的大部分电子设备都具有的开关单元和mcu芯片来实现，而无需增加高额成本，且当本发明应用在电子烟时，可以大大提高产品的体验感。

技术特征：

1.一种基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，所述系统包括微控制模块和分别与所述微控制模块连接的咪头模块、发热驱动模块、供电模块，其中：

2.根据权利要求1所述的基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，所述第一开关单元包括第一mos管，所述第二开关单元包括第二mos管，所述微控制模块包括mcu芯片，所述第一mos管的栅极连接于所述mcu芯片的第一pwm信号输出引脚，其源极连接于所述电池，其漏极连接于所述发热丝的一端，所述发热丝的另一端接地，所述第二mos管的栅极连接所述mcu芯片的第二pwm信号输出引脚，其源极连接于所述电池，其漏极连接于所述分压电阻的一端，所述分压电阻的另一端连接于所述第一mos管的漏极与所述发热丝之间。

3.根据权利要求2所述的基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，所述采样点设置于所述分压电阻至所述发热丝之间。

4.根据权利要求3所述的基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，所述采样点至所述mcu芯片之间设置有限流电阻。

5.根据权利要求1所述的基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，所述供电模块包括相连接的充电芯片和usb插座，所述充电芯片用于在所述usb插座接通电源后为所述电池充电。

6.根据权利要求1所述的基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，所述系统还包括led模块，所述led模块包括多组led灯，不同组的所述led灯分别连接于所述微控制模块。

7.根据权利要求1所述的基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，所述微控制模块具体用于：

8.根据权利要求1所述的基于微控制器实现的负载恒功率输出系统，其特征在于，在得到所述发热阻值时，若所述发热阻值低于阈值，所述微控制模块使得所述第一开关单元和所述第二开关单元关断。

9.一种电子烟，其特征在于，所述电子烟包括如权利要求1-8任一项所述的负载恒功率输出系统。

技术总结
本发明公开一种基于微控制器实现的负载恒功率输出系统及电子烟，系统包括微控制模块和分别与之连接的咪头模块、发热驱动模块、供电模块，咪头模块用于感应气流；供电模块用于供电；发热驱动模块包括发热丝、第一开关单元、第二开关单元、分压电阻，第一开关单元和第二开关单元分别连接于电池与发热丝之间，以及连接微控制模块，第二开关单元至发热丝之间设置分压电阻，分压电阻至发热丝之间具有连接到微控制模块的采样点；微控制模块，用于根据对发热驱动模块的控制而获电池电压和发热阻值，进而控制发热丝的工作功率的趋向于预定值。本发明可以估算得到维持发热丝恒定功率所需的导通占空比，此过程无需依赖于复杂的硬件，而无需增加高额成本。

技术研发人员：朱冬
受保护的技术使用者：广东智安芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14