一种电解极性切换控制电路的制作方法

本发明公开了一种电解极性切换控制电路。

背景技术

电子烟作为传统香烟替代品，为烟民们提供了一种更为健康的吸烟选择。随着电子烟的不断发展，如今电子烟已经不仅仅是烟民戒烟的工具，更是一种健康生活的趋势，演变为一种时尚潮流。

氢气是目前医学发现中最优秀的抗氧化剂，氢气进入人体，具有“选择性清除恶性自由基”的作用，已达到“抗氧化”、“抗衰老”的效果。水素水源于日本，是一种富含氢气的饮用水，通过电解水素水，可以产生大量氢气，氢气吸入到人体后，实现抗氧化效果，有效清除体内自由基，改善机体因自由基攻击导致的各种疾病的发生。

通常电子烟产品与水素水产品是独立分开的，携带不方便，而且一般电解水素水产品使用久了以后电极容易老化。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电解极性切换控制电路，通过该电路应用于电子烟与水素水相产品相结合的装置中，解决电极容易老化的技术问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种电解极性切换控制电路，包括：mcu控制模块、电解升压模块、分压模块和电解极性切换模块，所述电解升压模块、分压模块和电解极性切换模块分别与mcu控制模块连接，所述电解升压模块还与分压模块和电解极性切换模块连接，所述电解极性切换模块还与一电解槽的两个极片连接；

所述电解升压模块用于向所述电解极性切换模块输出固定参考电压，以使所述电解极性切换模块正常工作；

所述mcu控制模块用于获取分压模块的分压电压，并向所述电解升压模块输出调整信号，以使所述电解升压模块的输出电压为固定参考电压；

所述mcu控制模块还用于定期向电解极性切换模块输出相应的电平信号，以使电解极性切换模块定期改变电解槽的两个极片的极性。

优选的，所述mcu控制模块包括：单片机u6、低压差线性稳压器u5、二极管d2、二极管d3、二极管d6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c14、电阻r13、电阻r43和电阻r44；所述单片机u6的型号为stm32f031；

所述低压差线性稳压器u5的1脚接地，低压差线性稳压器u5的2脚与电容c7的一端节点，电容c7的另一端接地，二极管d2的正极与一第一供电端连接，二极管d3的正极与一第二供电端连接，二极管d6的正极与一第三供电端连接，二极管d2、二极管d3和二极管d6的负极均与低压差线性稳压器u5的2脚连接，低压差线性稳压器u5的3脚分别与电容c8的一端和一第四供电端连接，电容c8的另一端接地；

单片机u6的1脚、5脚、17脚均与第四供电端连接，电容c9的一端与单片机u6的1脚连接，电容c9的另一端接地，电容c10的一端和电阻r13的一端均与单片机u6的4脚连接，电容c10的另一端接地，电阻r13的另一端与第四供电端连接，电容c14的一端与单片机u6的17脚连接，电容c14的另一端接地，电阻r43和电阻r44的一端均与单片机u6的6脚连接，电阻r44的另一端接地，电阻r43的另一端与所述雾化器输出控制模块连接。

优选的，所述电解升压模块包括：mos驱动芯片u3、mos管u2、mos管u4、电容c4、电容c1、电容c5和二极管d1，所述分压模块包括：电阻r1、电阻r6和电容c2，所述电解极性切换模块包括：直流双向驱动芯片u1；所述mos驱动芯片u3的型号为adp3110，所述mos管u2和mos管u4的型号为pe5g6ea，所述直流双向驱动芯片u1的型号为rz7889；

所述mos驱动芯片u3的2脚与单片机u6的26脚连接，mos驱动芯片u3的3脚与单片机u6的32脚连接，mos驱动芯片u3的4脚与第二供电端连接，电容c4的一端与mos驱动芯片u3的4脚连接，电容c4的另一端接地，二极管d1的正极与电容c4的一端连接，二极管d1的负极与mos驱动芯片u3的1脚连接，电容c5的另一端与mos驱动芯片u3的7脚连接，mos驱动芯片u3的5脚与mos管u4的4脚连接，mos驱动芯片u3的8脚与mos管u2的4脚连接；

mos管u2的1脚、2脚、3脚均与mos驱动芯片u3的7脚连接，mos管u2的5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚均与直流双向驱动芯片u1的4脚连接，电阻r1的一端与直流双向驱动芯片u1的4脚连接，电阻r1的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端接地，电容c2的一端与电阻r6的一端连接，电容c2的一端还与单片机u6的14脚连接，电容c2的另一端接地；

mos管u4的5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚均与mos驱动芯片u3的7脚连接，mos管u4的1脚、2脚、3脚均接地，mos驱动芯片u3的7脚与一供电控制端连接；

直流双向驱动芯片u1的1脚与单片机u6的21脚连接，直流双向驱动芯片u1的2脚与单片机u6的22脚连接，直流双向驱动芯片u1的7脚、8脚与电解槽的其中一个极片连接，直流双向驱动芯片u1的5脚、6脚与电解槽的另一个极片连接。

优选的，还包括：电解升压开断模块，所述电解升压开断模块用于接通或切断所述电解升压模块的输入电压；

所述电解升压开断模块包括：mos管u14、电容c6和电感l1；电感l1的一端与mos驱动芯片u3的7脚连接，电感l1的另一端与mos管u14的1脚、2脚、3脚连接，电容c6的一端与电感l1的另一端连接，电容c6的另一端接地，mos管u14的4脚连接第二供电端，mos管u14的5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚均与第三供电端连接，所述第三供电端为电池供电端，所述电感l1的一端为供电控制端。

优选的，还包括：升压电路模块，所述升压电路模块用于输出固定电压至mos驱动芯片u3；

所述升压电路模块包括：三极管q1、升压控制芯片u9、mos管u8、电容c11、电容c12、电容c13、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电感l2、二极管d4。其中，升压控制芯片u9的型号为mt3608，mos管u8的型号为ssm3j332。

升压控制芯片u9的1脚与二极管d4的正极连接，二极管d4的负极与电阻r17的一端连接，电阻r17的一端与电容c12的一端连接，电阻r17的另一端与升压控制芯片u9的3脚连接，电阻r20的一端与电阻r17的另一端连接，电阻r20的另一端接地，电容c12的一端与第二供电端连接，电容c12的另一端接地，电感l2的一端与升压控制芯片u9的1脚连接，电感l2的另一端与升压控制芯片u9的5脚连接，升压控制芯片u9的4脚与单片机u6的32脚连接，电阻r19的一端与升压控制芯片u9的4脚连接，电阻r19的另一端接地，电容c11的一端与升压控制芯片u9的5脚连接，电容c11的另一端接地，电阻r16的一端与升压控制芯片u9的5脚连接，电阻r16的另一端分别与电阻r18的一端和单片机u6的13脚连接，电阻r18的另一端接地，电容c13的一端与电阻r16的另一端连接，电容c13的另一端接地，mos管u8的漏极与电阻r16的一端连接，mos管u8的栅极与三极管q1的集电极连接，mos管u8的源极与第一供电端连接，三极管q1的基极与单片机u6的25脚连接，三极管q1的发射极接地，电阻r15的一端与第一供电端连接，电阻r15的另一端与三极管q1的集电极连接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

将本发明的电解极性切换控制电路应用于电子烟与水素水产品相结合的装置中，通过不断改变电解槽的电极极性解决电解槽电极容易老化的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1的具有电解功能的电子烟电路的模块图；

图2为本发明实施例1的mcu控制模块的电路图；

图3为本发明实施例1的电解控制模块的电路图；

图4为本发明实施例1的雾化器阻值检测模块的电路图；

图5为本发明实施例1的雾化器输出控制模块的电路图；

图6为本发明实施例1的加速度传感器模块的电路图；

图7为本发明实施例2的升压电路模块的电路图；

图8为本发明实施例2的充电控制模块的电路图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1：

参考图1，本实施例公开了一种具有电解功能的电子烟电路，包括：mcu控制模块、电解控制模块、雾化器阻值检测模块和雾化器输出控制模块。

所述mcu控制模块通过控制所述雾化器阻值检测模块工作得出雾化器的阻值；

当雾化器的阻值小于预设阻值时，控制雾化器停止工作；

当雾化器的阻值大于预设阻值且发生吸烟动作时，所述mcu控制模块接收到所述雾化器输出控制电路输出的对应电平信号，并控制所述电解控制模块工作，以及控制所述雾化器输出控制模块输出工作电压至雾化器，所述电解控制模块工作时定期改变电解槽的两个极片的极性。

参考图2，mcu控制模块包括：单片机u6、低压差线性稳压器u5、二极管d2、二极管d3、二极管d6、电容c7、电容c8、电容c9、电容c10、电容c14、电阻r13、电阻r43和电阻r44；所述单片机u6的型号为stm32f031，低压差线性稳压器u5的型号为sgm2203；

所述低压差线性稳压器u5的1脚接地，低压差线性稳压器u5的2脚与电容c7的一端节点，电容c7的另一端接地，二极管d2的正极与一第一供电端连接，二极管d3的正极与一第二供电端连接，二极管d6的正极与一第三供电端连接，二极管d2、二极管d3和二极管d6的负极均与低压差线性稳压器u5的2脚连接，低压差线性稳压器u5的3脚分别与电容c8的一端和一第四供电端连接，电容c8的另一端接地；

单片机u6的1脚、5脚、17脚均与第四供电端连接，电容c9的一端与单片机u6的1脚连接，电容c9的另一端接地，电容c10的一端和电阻r13的一端均与单片机u6的4脚连接，电容c10的另一端接地，电阻r13的另一端与第四供电端连接，电容c14的一端与单片机u6的17脚连接，电容c14的另一端接地，电阻r43和电阻r44的一端均与单片机u6的6脚连接，电阻r44的另一端接地，电阻r43的另一端与所述雾化器输出控制模块连接。

参考图3，电解控制模块包括：电解升压模块、分压模块、电解极性切换模块和电解升压开断模块。电解升压模块包括：mos驱动芯片u3、mos管u2、mos管u4、电容c4、电容c1、电容c5和二极管d1，所述分压模块包括：电阻r1、电阻r6和电容c2，所述电解极性切换模块包括：直流双向驱动芯片u1；所述mos驱动芯片u3的型号为adp3110，所述mos管u2和mos管u4的型号为pe5g6ea，所述直流双向驱动芯片u1的型号为rz7889；

所述mos驱动芯片u3的2脚与单片机u6的26脚连接，mos驱动芯片u3的3脚与单片机u6的32脚连接，mos驱动芯片u3的4脚与第二供电端连接，电容c4的一端与mos驱动芯片u3的4脚连接，电容c4的另一端接地，二极管d1的正极与电容c4的一端连接，二极管d1的负极与mos驱动芯片u3的1脚连接，电容c5的另一端与mos驱动芯片u3的7脚连接，mos驱动芯片u3的5脚与mos管u4的4脚连接，mos驱动芯片u3的8脚与mos管u2的4脚连接；

mos管u2的1脚、2脚、3脚均与mos驱动芯片u3的7脚连接，mos管u2的5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚均与直流双向驱动芯片u1的4脚连接，电阻r1的一端与直流双向驱动芯片u1的4脚连接，电阻r1的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端接地，电容c2的一端与电阻r6的一端连接，电容c2的一端还与单片机u6的14脚连接，电容c2的另一端接地；

mos管u4的5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚均与mos驱动芯片u3的7脚连接，mos管u4的1脚、2脚、3脚均接地，mos驱动芯片u3的7脚与一供电控制端连接；

直流双向驱动芯片u1的1脚与单片机u6的21脚连接，直流双向驱动芯片u1的2脚与单片机u6的22脚连接，直流双向驱动芯片u1的7脚、8脚与电解槽的其中一个极片连接，直流双向驱动芯片u1的5脚、6脚与电解槽的另一个极片连接；

电解升压开断模块包括：mos管u14、电容c6和电感l1；电感l1的一端与mos驱动芯片u3的7脚连接，电感l1的另一端与mos管u14的1脚、2脚、3脚连接，电容c6的一端与电感l1的另一端连接，电容c6的另一端接地，mos管u14的4脚连接第二供电端，mos管u14的5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚均与第三供电端连接，所述第三供电端为电池供电端，所述电感l1的一端为供电控制端。

参考图4，雾化器阻值检测模块包括：三极管q2、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26。

三极管q2的基极与电阻r24的一端连接，电阻r24的另一端与单片机u6的19脚连接，三极管q2的发射极与第三供电端连接，三极管q2的集电极与电阻r22的一端连接，电阻r22的另一端、电阻r23的一端和电阻r21的一端均与雾化器连接，电阻r21的另一端和电阻r25的一端均与单片机u6的8脚连接，电阻r25的另一端接地，电阻r23的另一端和电阻r26的一端均与单片机u6的20脚连接，电阻r26的另一端接地。

参考图5，雾化器输出控制模块包括：麦克风检测芯片u16、mos管u17、电阻r2、电阻r3、电阻4、电阻r48、电容c21；

所述mos管u17的1脚、2脚、3脚均与第三供电端连接，mos管u17的4脚与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与单片机u6的18脚连接，电阻r3的一端与第三供电端连接，电阻r3的另一端与电阻r4的一端连接，电容c21的一端与电阻r4的一端连接，电容c21的另一端接地，mos管u17的5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚均与雾化器连接；

所述麦克风检测芯片u16的1脚与电阻r48的一端连接，电阻r48的另一端与第三供电端连接，麦克风检测芯片u16的2脚接地，麦克风检测芯片u16的3脚与电阻r43的另一端连接，电阻r2的一端与麦克风检测芯片u16的3脚连接，电阻r2的另一端接地。

上述具有电解功能的电子烟电路的工作原理如下：

mcu控制模块通过控制所述雾化器阻值检测模块工作得出雾化器的阻值。具体的，单片机u6控制三极管q2导通；根据欧姆定律，得出公式1：v1＝vbat/(r22+rt)*rt；其中，v1为电阻r21和电阻r22连接处的电压，vbat为三极管q2的发射极电压；根据所述单片机u6的模数转换器精度为4096，且模数转换器采样的基准电压vref＝vbat，模数转换器采样的值设为ad1，得出公式2：v1/ad1＝vbat/4096；根据公式1和公式2得出雾化器的阻值为：rt＝(r22*ad1)/(4096-ad1)，其中r22为电阻r22的阻值，且r22和ad1的值均已知。

如果雾化器阻值小于预设阻值，则判断为短路，此时产生短路保护，雾化器无法工作。

如果雾化器阻值大于预设阻值，则雾化器可以正常工作。当产生吸烟动作时，雾化器输出控制电路中的麦克风检测芯片u16检测到气流流过，则其第3脚输出高电平信号，单片机u6检测到6脚的高电平信号时，则控制mos管u17接通，输出电压到雾化器，ch+1与ch-1表示雾化器的供电端。

同时，单片机u6控制电解控制模块中的mos驱动芯片u3开始工作，mos驱动芯片u3与mos管u2、mos管u4组成电解槽升压电路，可以输出固定参考电压至电解槽供电，mos管u14的作用是控制电解槽升压电路的开断，当不需要工作时，可以切断电压输入满足低功耗要求。其中，电阻r1与电阻r6组成分压电路，单片机u6通过检测分压电压来控制电解槽升压电路输出的电压；当单片机u6检测到电解槽升压电路输出的电压高于固定参考电压时，则降低mos驱动芯片u3的pwm占空比从而降低输出电压；当单片机u6检测到电解槽升压电路输出的电压低于固定参考电压时，则提高mos驱动芯片u3的pwm占空比从而提高输出电压；通过这种调节方式，使得电解槽升压电路输出的电压稳定在固定的参考电压值。

在输出固定电压至电解槽的同时，单片机u6对直流双向驱动芯片u1的1脚与2脚的电平进行控制，可以实现对电解槽的两个极片的极性进行切换，out5和out6为电解槽的两个极片，定期对电解槽的极性进行切换可以使电解槽不易老化，使用寿命更长。

进一步的，具有电解功能的电子烟电路还包括：加速度传感器模块；mcu控制模块根据所述加速度传感器模块输出的传感信号计算得出倾斜度，若所述倾斜度大于预设倾斜度，则控制所述电解控制模块停止工作，以及控制所述雾化器输出控制模块停止输出工作电压至雾化器。控制电解控制模块停止工作可以使电解槽停止工作，避免电解槽干烧，达到保护电解槽的目的。

参考图6，加速度传感器模块包括：加速度传感器u15、电阻r45、电阻r46、电阻r47、电容c19、电容c20。加速度传感器u15的型号为lis3dh。

加速度传感器u15的1脚、7脚、8脚和14脚连接第四供电端，加速度传感器u15的2脚连接电容c19的一端，电容c19的另一端连接电阻r46的一端，电阻r46的另一端接地，加速度传感器u15的3脚连接电阻r45的一端，电阻r45的另一端连接电阻r46的一端，加速度传感器u15的4脚连接单片机u6的10脚，加速度传感器u15的15脚分别连接电阻r47的一端和电容c20的一端，电容c20的另一端接地，电阻r47的另一端连接第四供电端。

本实施例公开的方案优点在于：将电子烟与水素水产品相结合，通过不断改变电解槽的电极极性解决电解槽电极容易老化的问题，通过加速度传感器检测倾斜度，避免水素水与电解槽分离后电解槽仍然工作，解决电解槽电极容易损坏的问题。

实施例2：

在实施例1的基础上，具有电解功能的电子烟电路还包括：升压电路模块和充电控制模块。

参考图7，升压电路模块包括：三极管q1、升压控制芯片u9、mos管u8、电容c11、电容c12、电容c13、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电感l2、二极管d4。其中，升压控制芯片u9的型号为mt3608，mos管u8的型号为ssm3j332。

升压控制芯片u9的1脚与二极管d4的正极连接，二极管d4的负极与电阻r17的一端连接，电阻r17的一端与电容c12的一端连接，电阻r17的另一端与升压控制芯片u9的3脚连接，电阻r20的一端与电阻r17的另一端连接，电阻r20的另一端接地，电容c12的一端与第二供电端连接，电容c12的另一端接地，电感l2的一端与升压控制芯片u9的1脚连接，电感l2的另一端与升压控制芯片u9的5脚连接，升压控制芯片u9的4脚与单片机u6的32脚连接，电阻r19的一端与升压控制芯片u9的4脚连接，电阻r19的另一端接地，电容c11的一端与升压控制芯片u9的5脚连接，电容c11的另一端接地，电阻r16的一端与升压控制芯片u9的5脚连接，电阻r16的另一端分别与电阻r18的一端和单片机u6的13脚连接，电阻r18的另一端接地，电容c13的一端与电阻r16的另一端连接，电容c13的另一端接地，mos管u8的漏极与电阻r16的一端连接，mos管u8的栅极与三极管q1的集电极连接，mos管u8的源极与第一供电端连接，三极管q1的基极与单片机u6的25脚连接，三极管q1的发射极接地，电阻r15的一端与第一供电端连接，电阻r15的另一端与三极管q1的集电极连接。

升压控制芯片u9、电感l2和二极管d4组成升压电路，可以输出固定电压给mos驱动芯片u3工作，电阻r15、mos管u8、三极管q1负责升压电路的开断，当不需要工作时，切断升压电路的输入电压以满足低功耗要求，当需要工作时接通升压电路的输入电压以满足升压电路正常工作。

参考图8，充电控制模块包括：充电控制芯片u11、usb模块j1、电阻r27、电阻r28、电阻r34、电阻r35、电阻r36、电阻r40、电阻r41、电阻r42、电容c15、电容c16。充电控制芯片u11的型号为sgm4056，usb模块j1的型号为micro_usb_5p/f_b_type。

充电控制芯片u11的1脚分别与电阻r27的一端和电容c15的一端连接，充电控制芯片u11的3脚与单片机u6的15脚连接，充电控制芯片u11的4脚与单片机u6的3脚连接，充电控制芯片u11的6脚通过电阻r35接地，充电控制芯片u11的7脚通过电阻r36接地，充电控制芯片u11的8脚通过电容c16接地，充电控制芯片u11的8脚还与第一供电端连接；电容c15的另一端接地，电阻r27的另一端和电阻r28的一端均与第三供电端连接，电阻r28的另一端通过电阻r34接地，电阻r28的另一端还连接单片机u6的11脚，usb模块j1的1脚与第三供电端连接，usb模块j1的2脚通过电阻r40与单片机u6的24脚连接，usb模块j1的3脚通过电阻r41与单片机u6的23脚连接，usb模块j1的4脚通过电阻r42与单片机u6的4脚连接。

当usb模块j1接入充电电压后，u11开始工作并给电池充电。单片机u6通过11脚检测到有输入电压后，输出低电平信号到充电控制芯片u11的4脚，充电控制芯片u11开始工作并给第三供电端供电，即为电池充电。当电池充满后，充电控制芯片u11的3脚输出高电平信号到单片机u6，单片机u6检测到高电平信号后则判断电池充满并输出高电平到充电控制芯片u11的4脚关断充电控制芯片u11的工作状态，停止充电。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。