電子煙MOS管

 

電子煙又名虛擬香煙、電子香煙，主要用于戒煙和替代香煙。它有著與香煙一樣的外觀、與香煙近似的味道，甚至比一般香煙的口味要多出很多，也像香煙一樣能吸出煙、吸出味道跟感覺來。電子煙沒有香煙中的焦油、懸浮微粒等其他有害成分。在戒煙意識逐漸加強的年代，電子煙憑借高性能、高品質(zhì)和高市場競爭力在各種香煙替代品中脫穎而出，帶來巨大的經(jīng)濟效益，減少了二手煙給身邊的人所帶來的危害。

 

 

電子煙詳細設(shè)計

 

 

短路保護：

 

采用芯片本身的低電壓復(fù)位功能來實現(xiàn)電子煙的短路保護，把芯片的LVR設(shè)定在2.4V，當負載端短路時，芯片的VDD腳瞬間被拉低到2.4V以下，芯片復(fù)位，NMOS。管的控制腳回到上電復(fù)位的狀態(tài)，即為低電平切斷NMOS來保護MOS管。

 

過充保護

 

由于電池直接連到芯片的VDD上，通過把芯片內(nèi)部基準電壓作為輸入，用VDD來作參考，因為內(nèi)部基準電壓是固定的，所以只要 VDD上的電壓有變化時，采到的AD值也會有相應(yīng)的變化，利用AD值來反算出電池端的電壓，當芯片檢測到電池電壓高于4.2V時，讓NMOS的控制腳輸出低電平關(guān)斷NMOS來切斷充電端與電池之間的充電回路，防止電池過充。CSU8RP3215芯片采用內(nèi)部基準，測量電池電壓，除了省去了外部參考源， 同時也節(jié)省了分壓電阻。

 

電路特性：

 

1、恒壓充電最高電壓4.2V

 

2、充電電流為405mA。

 

3、也可以調(diào)整充電電流，調(diào)整第2管腳到地的電阻，計算公式為：ICH = 1216V / RISET 其中，ICH表示充電電流，單位為安培 RISET表示ISET管腳到地的電阻，單位為歐姆。例如，如果需要405mA的充電電流，可按下面的公式計算：RISET = 1216V/0.405A = 3kΩ 為了保證良好的穩(wěn)定性和溫度特性，RISET建議使用精度為1%的金屬膜電阻。通過測量ISET管腳的電壓可以檢測充電電流。充電電流可以用下面的公式計算： ICH = (VISET / RISET) × 1000。

 

 

低電壓報警：

 

利用2.2小節(jié)同樣的ADC檢測方式來檢測VDD電壓(即電池電壓)，當電池電壓低于3.2V時，讓NMOS管控制腳輸出低電平來關(guān)掉NMOS并且通過控制PWM的輸出來驅(qū)動LED呼吸燈來提醒用戶電池電壓過低。

 

霧化過流保護：

 

通過外部的AD通道來檢測NMOS管到地的壓降來換算出流過霧化器的電流，一旦檢測到霧化電流過大時，芯片會把NMOS管的控制腳置低來關(guān)斷NMOS管，防止霧化過流。CSU8RP3125的AD檢測小信號精準，可電子煙產(chǎn)品的可靠性。

 

呼吸燈的控制：

 

利用芯片本身的PWM輸出功能，LED燈從滅到最亮的過程中，PWM周期固定的情況下，PWM從低電平開始，每3ms遞增一個正寬頻，一直到PWM輸出為高電平。相反，LED從最亮到滅的過程中，PWM從高電平開始，每6ms遞增一個負寬頻，一直到PWM輸出低電平為止，實現(xiàn)呼吸燈的控制。當電池電壓欠壓時，呼吸燈的漸變速度時間會變?yōu)檎９ぷ鞯?/3，以此提醒用戶需要及時充電。

 

電子煙組成

 

目前，電子煙主要針對的是歐美市場，而本次設(shè)計選用的芯海CSU8RP3125芯片的ESD(芯片級)HBM模型為8KV，工作溫度范圍-40~85℃。經(jīng)測試芯片高速PWM穩(wěn)定，ADC采樣效果好，溫漂小，性能可靠。該型號芯片為MSOP-8封裝，有利于PCB面積縮減，非常適合電子煙的開發(fā)。雖然電子煙有款式或者牌子，一般電子煙主要由盛放尼古丁溶液的煙管、蒸發(fā)裝置和電池3部分組成。霧化器由電池桿供電，能夠把煙彈內(nèi)的液態(tài)尼古丁轉(zhuǎn)變成霧氣，從而讓使用者在吸時有一種類似吸煙的感覺，實現(xiàn)“吞云吐霧”。它甚至可以根據(jù)個人喜好，向煙管內(nèi)添加巧克力、薄荷等各種味道的香料。

 

煙桿：

 

煙桿內(nèi)部構(gòu)造使用相同的基本組成部分：一個燈PCBA板，充電電池，各種電子電路。大多數(shù)電子香煙是使用鋰離子及二次電池電源元件。電池壽命則取決于電池類型和大小，使用的次數(shù)和操作環(huán)境。并且許多不同的電池充電器類型可供選擇，例如插座直充、車充、USB接口的充電器。電池是電子香煙最大的組成部分。

 

有些電子香煙使用電子氣流傳感器啟動該加熱元件，一吸氣就會使電池電路工作。而手動感應(yīng)的需要用戶按下一個按鈕,然后吸煙。氣動的使用方便，手動的電路相對來說比氣動穩(wěn)定，出煙量也比氣動的好。隨著硬件和軟件的發(fā)展，有些廠商開始著手研發(fā)全自動機械制造電子煙，杜絕使用人工自己布線、焊接或電子，以達到更高的安全性和可靠性。

 

霧化器：

 

一般來說煙彈就是吸嘴部分，而有些工廠應(yīng)客戶需求把霧化器和煙彈或者煙油一起粘合起來，做成一次性霧化器。這樣做的好處就是可以極大提高電子煙的口味和煙霧量，同時質(zhì)量更穩(wěn)定了，因為霧化器是最容易壞的，傳統(tǒng)電子煙都是一個單獨的霧化器，沒幾天就壞了。由工廠專業(yè)人員注液，避免了自己注液過多或過少導(dǎo)致煙液倒流進嘴里或流到電池部分腐蝕電路的問題，存煙油量也比一般煙彈多，密封性能好，所以他的使用時間比其他煙彈都要久。這種技術(shù)現(xiàn)只有極少數(shù)品牌擁有。霧化器的構(gòu)造就是一個加熱元器件，通過電池供電發(fā)熱，使其旁邊的煙油揮發(fā)，形成煙霧，從而讓人吸的時候達到“吞云吐霧”的效果。

 

電子煙MOS管選型

 

 

 

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