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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