一种实现模拟量输出的气流传感驱动芯片的制作方法

1.本发明主要涉及气流传感技术领域，更为具体地，特别是涉及一种实现模拟量输出的气流传感驱动芯片，可以应用于电子烟驱动芯片。


背景技术：

2.传统的气流传感驱动方案常采用气流传感sensor、mcu和功率管来实现，其中输出电压或电流的大小通过mcu控制功率管的开关时间实现；由于气流传感sensor只能输出数字信号“0”或“1”，mcu基于该数字信号直接控制功率管的开启时间，电路的只能输出单一大小的电压或者电流信号，不能满足调功率功能。有的气流传感驱动方案采用带存储功能的mcu（内置otp，one time programmable），可以实现简单的输出调节，但是输出功率还是较小，而且输出功率范围较窄，很难满足不同消费人群或者应用领域的使用需求，同时增加了设计成本，所以设计出输入气流和输出电信号具有模拟量输出特性的气流传感驱动芯片是气流传感驱动领域不断发展过程中面临的一个亟需解决的问题。
3.因此，有必要提供一种实现模拟量输出的气流传感驱动技术克服上述缺陷。
4.解决上述技术问题，本发明提出了一种实现模拟量输出的气流传感驱动芯片，包括气流检测模块（101）、模拟量输出控制模块（102）、驱动模块（103）和异常保护模块（104）；通过气流检测模块（101）内置的气流感应器件对气流进行检测，获得相应的电容或电阻变化，通过充放电技术或电阻分压技术产生相应的频率或电压变化量，实现气流到电信号的转换；模拟量输出控制模块（102）基于气流检测模块（101）产生的电信号，控制驱动模块（103）产生相应的模拟信号输出，例如电压或电流信号，同时通过异常保护模块（104）对应该模拟信号进行采样，反馈控制模拟量输出控制模块（102），保证驱动模块（103）输出的模拟信号与输入气流大小建立稳定的比例关系，使得不同气流输入和对应模拟信号输出之间呈现模拟量输出特性，另外出现过流、欠压、过温或短路等异常现象时，能够立即关闭驱动模块（103），本发明提出的气流传感驱动芯片具有良好的气流传感响应特性，可用于电子烟驱动芯片。


技术实现要素：

5.本发明要主要解决的问题在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种实现模拟量输出的气流传感驱动芯片，该驱动芯片通过气压敏感器件感应外部输入的气流，得到气流引起的容值或阻值变化，采用充放电技术或电阻分压技术将容值或阻值变化转变为频率或者电压电流等电信号变化，实现气流到电信号的转换。模拟量输出控制模块（102）采用定时技术或者模数转换技术对气流传感产生的电信号变化量进行采样处理，得到对应变化量的数字信号，例如不同占空比或数值的数字信号；驱动模块（103）根据输入的数字信号对输出驱动管进行输出占空比或者输出单元个数进行相应的调节控制，继而输出能够表征对应气流的模拟电压或电流信号；由于本发明在整个信号通路中信号的变化量实时与输入的气流保持相应的比例关系，表现出良好的模拟量输出的响应特性，能够较好的满足不同
应用领域的实际需求。
6.为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种实现模拟量输出的气流传感驱动芯片，其特征在于：包括气流检测模块（101）、模拟量输出控制模块（102）、驱动模块（103）和异常保护模块（104）。
7.其中气流检测模块（101）主要用于检测气流，输出连接到模拟量输出控制模块（102）的第一输入端；模拟量输出控制模块（102）的第二输入端连接到异常保护模块（104）的输出端，模拟量输出控制模块（102）的输出连接到驱动模块（103）的输入端，驱动模块（103）的输出连接到异常保护模块（104）的输入端。
8.上述的气流传感驱动芯片，其特征在于：包括气流检测模块（101）、模拟量输出控制模块（102）、驱动模块（103）和异常保护模块（104）。
9.其中气流检测模块（101）主要用于检测气流，输出连接模拟量输出控制模块（102）的第一输入端；模拟量输出控制模块（102）的第二输入端连接异常保护模块（104）的输出端，模拟量输出控制模块（102）的输出连接驱动模块（103）的输入端，驱动模块（103）的输出连接异常保护模块（104）的输入端。
10.上述的气流传感驱动芯片，其特征在于：所述的气流检测模块（101）通过气压敏感器件感应气体压强，产生相应的电容或者电阻变化，基于充放电技术或电阻分压技术将气流引起的电容或电阻变化转换成相应的频率或电压等模拟电信号，并将该模拟电信号输出到模拟量输出控制模块（102）的第一输入端。
11.上述的气流传感驱动芯片，其特征在于：所述的模拟量输出控制模块（102）通过对气流检测模块（101）输出的模拟电信号进行采样，得到表征相应变化量的占空比或者数值的数字信号，该采样可以通过定时技术或模数转换技术实现，同时将数字信号输出到驱动模块（103）的输入端；模拟量输出控制模块（102）的第二输入端连接到异常保护模块（104）的输出端，正常条件下根据异常保护模块（104）的输出结果实时调节输入到驱动模块（103）的数字信号，保证驱动模块（103）输出的模拟信号大小与输入气流建立稳定的比例关系，使得不同气流输入和对应模拟信号输出之间具有模拟量输出特性；当出现过流、欠压、过温或短路等异常现象时，模拟量输出控制模块（102）能够快速响应异常保护模块（104）的输出结果关闭驱动模块（103），达到保护芯片的目的。
12.上述的气流传感驱动芯片，其特征在于：驱动模块（103）主要用接收模拟量输出控制模块（102）输出的数字信号，输出相应大小的模拟信号，可以是电压或电流信号。
13.上述的气流传感驱动芯片，其特征在于：异常保护模块（104）主要对驱动模块（103）输出的模拟信号进行采样，实时调节模拟量输出控制模块（102），保证驱动模块（103）和气流检测模块（101）检测到气流建立稳定的比例关系，实现模拟量输出；当出现过流、欠压、过温或短路等异常现象时，产生相应的控制信号输入到模拟量输出控制模块（102）。
14.上述的气流传感驱动芯片，其特征在于：模拟量输出控制模块（102）、驱动模块（103）和异常保护模块（104）形成一个负反馈系统，能够实时调节驱动模块（103）输出的模拟信号大小，保证驱动模块（103）的输出的模拟信号大小与气流建立稳定的比例关系，实现不同气流输入和对应模拟信号输出之间具有模拟量输出特性。
15.上述的气流传感驱动芯片，其特征在于：模拟量输出控制模块（102）可以根据实际应用设置任意个离散阈值，对气流检测模块（101）输出的模拟信号的采样结果大于某个离
散阈值，则控制驱动模块（103）输出相应大小的模拟量，否则不输出；对于多个离散阈值，整个气流传感驱动芯片可以表现出离散连续的模拟量输出特性。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：1、具有良好的模拟量输出特性。与传统的气流传感驱动技术相比，本发明采用通过充放电技术或者电阻分压技术将气流引起的容值变化或阻值变化进行采样处理，得到可以进行量化的频率或者电压变化量，并通过定时技术或者模数转换技术转换为数字量，最终控制驱动模块产生对应的模拟信号，实现输入气流和输出电压或电流的一一对应关系，呈现出良好的模拟量响应特性。
17.2、具有较好的集成特性。与传统的气流传感驱动技术相比，本发明将前段的气压敏感器件、实现充放电技术的振荡器或电阻分压等模块、定时计数模块或模数转换模块以及最后的驱动模块和异常保护模块，都集成到一颗芯片内，减少应用开发器件bom，降低故障率，具有很好的集成特性。
18.3、具有较好的二次开发特性。与传统的气流传感驱动技术相比，本发明将气流引起的模拟变化量进行了数字量化，后续开发应用者可以基于该量化结果进行二次开发，例如模拟量输出控制模块设置不同输出阈值，控制驱动模块的输出步进，阈值更新周期或者输出时长保护等各种提高应用效果的后期开发技术。
附图说明
19.图1是传统技术的用于电子烟驱动的气流传感驱动芯片结构示意图；图2是传统技术的气流传感芯片单电压输出波形图；图3是本发明的模拟量输出的气流传感驱动芯片结构示意图；图4是本发明气流传感驱动芯片输出波形图。
具体实施方式
20.以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
21.请参阅图3所示，本发明的一种实现模拟量输出的气流传感驱动芯片，主要包括气流检测模块（101）、模拟量输出控制模块（102）、驱动模块（103）和异常保护模块（104）；其中气流检测模块（101）主要用于检测气流，输出连接到模拟量输出控制模块（102）的第一输入端；模拟量输出控制模块（102）的第二输入端连接到异常保护模块（104）的输出端，模拟量输出控制模块（102）的输出连接到驱动模块（103）的输入端，驱动模块（103）的输出连接到异常保护模块（104）的输入端。
22.结合图3所示，该驱动芯片主要包括气流检测模块（101）、模拟量输出控制模块（102）、驱动模块（103）和异常保护模块（104），具体实施方式如下：当气流输入到气流检测模块（101）时，检测模块内部的气压敏感器件会随着气流输入引起的气压变化而发生结构上的改变，例如电容式气压敏感器件会因为受到气压作用而出现两个极板间距发生形变，导致容值出现变化；对于容值的变化，通过采用充放电技术的振荡器获取气压变化前后的频率变化，即可实现气流到电信号的转换。
23.气流检测模块（101）输出的频率或电压等电信号的变化量直接输入到模拟量输出控制模块（102），该模块采用相应的采样技术将模拟信号变化量转换为对应的数字信号变
化量；对于频率的变化，采用定时技术将频率变化前后的计数处理，实现气流到可量化的数字信号转换；对于气流检测模块输出的电压模拟信号量，采样模数转换技术对该信号进行采样，得到对应的数字信号；最后利用上述产生的数字信号产生相应占空比的pwm信号或者相应数值的数字信号，输出到驱动模块（103）。
24.驱动模块（103）基于模拟量输出控制模块（102）产生的pwm信号或某一数值的数字信号，调节输出驱动管的输出电压，实现数字信号到模拟信号的转换；同时采样异常保护模块（104）对输出电压进行采样，形成一个负反馈系统，保证输出稳定的电压信号；对于不同的输入气流，通过气流检测模块（101）、模拟量输出控制模块（102）、驱动模块（103）和异常保护模块（104），获得对应大小的模拟电压信号，驱动后续负载；整个气流传感驱动芯片通过气流传感技术、模数转换技术、充放电技术以及数字信号处理技术，实现输入气流到输出信号的一一映射关系，表现出良好的模拟量输出特性，如图4所示。
25.同时，当整个驱动芯片出现电源过低、工作温度过高、输出电流过高或者负载开路短路等异常现象时，异常检测模块（104）能够及时获取异常信息，并输出到模拟量输出控制模块（102），通过该模块产生相应的控制信号及时关闭驱动模块（103），实现保护驱动芯片的目的以上各模块的示意图和实现是指具有该功能的所有实现方案。以上各图所示的电路仅为示例，将器件简单地替换所引起的电路变化亦属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应以权力要求书为准。