CN110074465A - 电子烟及其控制方法和雾化器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电子烟及其控制方法和雾化器，其中电子烟包括雾化器、以及电源装置；雾化器包括用于对烟油进行加热雾化生成气溶胶的发热元件；雾化器还包括标记电阻；电源装置包括：检测单元，用于检测标记电阻的阻值；控制器，存储有标记电阻的阻值与电源装置输出给雾化器的物理量参数的相关关系；控制器被配置为根据检测单元检测的标记电阻的阻值，调整电源装置输出给雾化器的物理量参数。以上电子烟用标记电阻的阻值大小来标示进行雾化器工作控制的物理量信息，标记电阻仅参与信息标示而不参与对烟油的加热雾化；因此在使用中，可以采用比发热元件更大的阻值，从而消除发热元件作为标记时被检测的准确性不足的问题。

Description

电子烟及其控制方法和雾化器

技术领域

本发明实施例涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种电子烟及其控制方法和雾化器。

背景技术

现有一种比较经典的分体式电子烟，其结构可以参见图1所示，包括可以拆卸和单独更换的电池组件1和雾化器2两部分；其中，雾化器2用于存储烟油并将其加热雾化生成供吸食的气溶胶，电池组件1用于为雾化器2供电。这一类电子烟中，基于消耗烟油进行雾化的产品特点，通常内部存储有烟油的雾化器2部分属于一次性消耗件，烟油消耗完之后雾化器2可以从电池组件1上拆卸和更换；而电池组件1为可持续充电循环使用部件。因而为了提升资源利用率，通常在这一类产品销售时，一个电池组件1搭配有多个雾化器2，用户可以对雾化器2进行拆卸和更换。

进一步为了满足用户多样性吸食体验，通常以上多个雾化器2中的烟油具有各不相同的性质，比如烟油的口味不同使抽吸时形成不同口味的气溶胶(比如烟油原味、蜜桃味、薄荷味等)，又或者使烟油的粘度或成分含量不同使抽吸时产生不同的烟雾量等。而为使多个雾化器2内烟油不同时均能对应精确控制雾化过程，通常采用的一种方式是在制备多个雾化器2时使其中加热烟油的发热元件具有不同的电阻阻值，并在电池组件1内设置检测电路，通过检测雾化器2中发热元件的电阻从而识别雾化器2内烟油的口味、或粘度等信息，进而对应采用适合的供电模式对雾化器2进行供电。

采用以上方式实施中，由于电子烟产品自身元件的限制，导致对雾化器2中发热元件的电阻阻值的检测常常不能非常精准。原因在于，电子烟雾化器2基于材料和温度控制的要求，电池组件1的供电电压通常为3.7V左右，使得满足发热功率的电阻性材质的发热元件通常电阻值设计值为较小的0.3～1.5欧姆左右；因而产品中多个雾化器2采用不同阻值时相互之间的电阻设计的差距通常为0.2～0.5欧姆的幅度；而对于以上阻值范围的发热元件，生产制备和工艺的误差，通常使制备得到的发热元件阻值会与设计值存在0.2～0.5欧姆的误差，导致因为电子烟产品自身限制、以及生产工艺限制等问题，使得原本具有差异化阻值的不同雾化器2，在被检测时的阻值结果往往不准确，进而影响对具有不同烟油口味或粘度的雾化器2的准确识别和控制。

发明内容

为了解决现有技术中的电子烟雾化器内电阻发热元件阻值过小导致检测时准确性不足的问题，本发明实施例提供一种电子烟。

基于以上，本发明的电子烟，包括雾化器以及为雾化器供电的电源装置；所述雾化器包括用于对烟油进行加热雾化生成气溶胶的发热元件；所述雾化器还包括标记电阻；所述电源装置包括：

检测单元，用于检测所述标记电阻的阻值；

控制器，存储有所述标记电阻的阻值与电源装置输出给雾化器的物理量参数的相关关系；所述控制器被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值，调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数。

优选地，所述雾化器还包括：

供电连接端，用于与所述电源装置的电能输出端连接；

检测连接端，用于与所述检测单元连接。

优选地，所述电源装置还包括：

输出调节单元，用于调整电源装置输出给雾化器的物理量参数；

所述控制器被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值，控制所述输出调节单元调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数。

优选地，所述标记电阻与发热元件串联。

优选地，所述雾化器包括：

第一电连接部，与所述发热元件的第一端连接；

第二电连接部，与所述发热元件的第二端连接；

第三电连接部，与所述标记电阻的第二端连接；

所述标记电阻的第一端与发热元件的第二端连接；

所述第一电极连接部与第二电极连接部形成所述供电连接端，所述第一电极连接部和第三电极连接部形成所述检测连接端。

优选地，所述电源装置包括用于供电的电芯，该电芯具有第一电极和第二电极；所述第一电极用于与第一电极连接部连接；

所述检测单元包括分压电阻和第一开关，该所述第一开关具有第一端、第二端和受控端；其中，所述分压电阻一端与第三电连接部连接、另一端与所述第一开关的第一端连接；所述第一开关的第二端与电芯的第二电极连接、受控端与控制器连接；

所述电源装置还包括：

输出调节单元，用于调整电源装置输出给雾化器的物理量参数；

所述控制器被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值，控制所述输出调节单元调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数；

所述输出调节单元包括第二开关，该第二开关具有第一端、第二端和受控端；其中，所述第二开关的第一端用于与第二电连接部连接、第二端与电源装置的第二电极连接、受控端与控制器连接。

优选地，所述标记电阻的阻值大于发热元件的阻值，所述标记电阻的阻值为1～10欧姆。

优选地，所述物理量参数包括功率、功率占空比、电压、电流或频率中的至少一种。

优选地，所述控制器内还存储有标记电阻的阻值与雾化器产品信息的相关关系；

所述电源装置还包括显示单元，用于显示所述雾化器产品信息；

所述控制器还被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值获取雾化器产品信息，并控制所述显示单元显示该雾化器产品信息。

优选地，所述雾化器的产品信息包括雾化器内存储的烟油的口味、烟油粘度、烟油成分、生产日期、烟雾量、工作温度、工作功率或发热元件参数中的至少一种。

本发明进一步提出以上电子烟的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

预先建立所述标记电阻的阻值与电源装置输出给雾化器的物理量参数的相关关系；

测量所述雾化器的标记电阻的阻值；

根据所述测量的阻值，调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数。

本发明还提出一种雾化器，所述雾化器包括用于对烟油进行加热雾化烟油生成供吸食气溶胶的发热元件；所述雾化器还包括标记电阻、以及用于与电源装置连接从而为发热元件供电的供电连接端、以及用于与电源装置连接从而检测标记电阻阻值的检测连接端。

以上电子烟用标记电阻的阻值大小来标示进行雾化器工作控制的物理量信息，标记电阻仅参与信息标示而不参与对烟油的加热雾化；因此在使用中，可以采用比发热元件更大的阻值，从而消除发热元件作为标记时被检测的准确性不足的问题。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是现有分体式电子烟的结构示意图；

图2是本发明一实施例的电子烟的结构框图；

图3是本发明一实施例的电子烟的结构示意图；

图4是一实施例的雾化器的结构示意图；

图5是一实施例的电源装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。

本发明的可更换雾化器的分体式的电子烟产品，相比现有的通常的电子烟，区别在于增加用于标记雾化器的产品信息和/或对该雾化器进行工作状态控制的物理量信息的标记部件，使其与电源装置连接后能被电源装置识别，并便于工作控制。具体，在本发明的一实施例的电子烟，雾化器100和电源装置200的结构设计参见图2至图3所示，包括：

发热元件R1，用于对烟油进行加热雾化，从而生成可供吸食的气溶胶；

标记电阻R2，在图3实施例中，该标记电阻R2与发热元件R1采用串联的方式连接。

在雾化器100中增加一标记电阻R2，用该标记电阻R2的阻值大小来识别雾化器100的产品信息，以及对应进行雾化器100工作控制的物理量信息，标记电阻R2仅参与信息标示而不参与对烟油的加热雾化；因此在使用中，标记电阻R2可以采用比发热元件R1更大的阻值，可以消除发热元件R1作为标记时被检测的准确性不足的问题。

标记电阻R2作为对雾化器100产品识别和控制的信息的标记和携带的功能，可以根据需求将其阻值的大小与雾化器100的产品信息和/或雾化器100工作时电源装置200输出给雾化器100的物理量参数的相关关系。其中，

基于产品的使用场景和需求，以上雾化器100的产品信息包括雾化器100内存储的烟油的口味、烟油粘度、烟油成分、生产日期、烟雾量、工作温度、工作功率或发热元件参数中的至少一种；物理量参数包括功率、电压、电流或频率中的至少一种。

为了便于对雾化器100的阻值检测以及以上信息的获取以及雾化器100工作过程的控制，雾化器100在结构上发热元件R1与标记电阻R2的电接入方式可以设置有三个电极连接部；具体，

第一电连接部110，与发热元件R1的第一端连接；

第二电连接部120，与发热元件R1的第二端连接；

第三电连接部130，与标记电阻R2的第二端连接；

标记电阻R2的第一端与发热元件R1的第二端连接。

以上所示的是在发热元件R1与标记电阻R2串联下，采用共用引脚的方式的电连接设计，第一电连接部110和第二电连接部120分别与电芯E的正、负极连接，作为发热元件R1的供电连接端，与电源装置200形成完整的供电通路；在检测的电路中，第一电连接部110和第三电连接部130分别作为阻值检测的检测连接端，分别与电芯E的正极和后续检测单元210的检测端构成回路，从而用于检测阻值。当然发热元件R1与标记电阻R2非串联或其他各自独立设置时，可以在发热元件R1与标记电阻R2的两端分别各自设置引脚形式的电连接部，从而各自实现供电和检测功能。

根据雾化器100产品的特点，以上电极连接部可以采用导电引脚/导电端子等便于电连接的结构进行。通过串联的方式，可以进一步增加检测时雾化器100整体测量的电阻的大小，提升对标记电阻R2检测的阻值的准确性。

进一步以上串联结构的雾化器100，在实施过程中发热元件R1作为烟油的加热雾化的发热部分，采用常规的阻值大小进行设计和制备，比如以上所描述的0.3～1.5欧姆左右阻值。而基于提升检测精确度的立意，标记电阻R2可以用1～10欧姆的阻值；优选采用5～10欧姆的阻值。

在以上结构的基础上，可以在多个雾化器100制备时将发热元件R1的阻值均设计为一致，而将不同雾化器100的标记电阻R2的阻值采用不同的阻值设计和制备；则使对不同烟油信息识别的功能由标记电阻R2承担。采用这一方式时，标记电阻R2不需要采用电热材质，可以采用其他常用材质或现有的标准电阻零件进行，可以降低对发热元件R1阻值差异化制备的难度。则在这一情形下，基于阻值检测的准确性的立意，不同雾化器100内标记电阻R2的阻值差异控制在2欧姆以上。

对应雾化器100的结构，电源装置200的硬件结构包括：

检测单元210，用于检测雾化器100的电阻；

调节单元220，用于调节电源装置200供应给发热元件R1的物理量参数；

MCU控制器230，用于根据检测单元210检测的电阻值，获取雾化器100的产品信息，和/或控制调节单元220调节电源装置200供应给发热元件R1的物理量参数；

电芯E，用于给以上的各功能模块以及雾化器100供电。

当然，根据以上由于添加了标记电阻R2之后导致雾化器100与电源装置200的电连接的引脚接入的数量发生改变，则相比现有的产品，雾化器100和电源装置200的结构各自可以参见图4和图5所示；图5中对应的区别在于电源装置200具有三个导电连接的触点，如图中200a/200b/200c，分别作为电芯E的正、负极输出端、以及检测单元210的检测端，当然如果对应雾化器100上采用其他的4个引脚的实施时，则对应电源装置200上也相应进行调整。

进一步，电源装置200的硬件结构还可以包括一个显示单元240，在产品中通常采用LED显示屏实现，用于当识别到上述所描述的雾化器100的产品信息时，可以通过该显示单元240显示出来，以供用户知悉产品内容，从而便于识别知悉产品内容、或进行选择更换。

具体，检测单元210的功能实现主要是通过一已知阻值的分压电阻R3进行，按照图中所示与雾化器100形成串联电路，然后通过MCU控制器230的引脚自带的电压采集功能，采集分压电阻R3两端的电压值，即可计算接入的雾化器100的电阻值。计算的关系式为(Vbat-Vadc)/R3＝Vadc/(R1+R2)；其中，Vbat为电芯E的供电电压，Vadc为芯片采集分压电阻R3两端的采样电压，通过计算即可获得的雾化器100的阻值，即R1+R2的值。

进一步，以上电源装置200的供电电压Vbat通常设定为3.7V左右，对应实施中分压电阻R3采用常规的电阻值设计，即通常电子烟中采用的约1.2～1.8欧姆的大小即可。

并且从以上实施的方式中，以R1采用设计值1欧姆、R2为5欧姆、R3为1.6欧姆的大小，用R1的生产误差0.2～0.5欧姆的误差比较以上检测电路和现有无标记电阻R2时的检测结果的误差幅度；具体，

无标记电阻R2时，分压检测的误差范围占检测值的比p＝(0.2～0.5)/(1+1.6)＝(0.08～0.19)；具有标记电阻R2时，分压检测的误差范围占检测值的比p＝(0.2～0.5)/(1+5+1.6)＝(0.03～0.07)；因此相比可以大大降低生产误差带来的检测准确性的影响。

为了便于在电路的控制上方便控制检测单元210进行工作，在实施中检测单元210还包括有第一开关Q1，图中所示的实施例是以N-MOS管Q1为例进行连接，N-MOS管Q1的发射极与电源装置200的电芯E的负极连接、基极与MCU控制器230的一个控制引脚连接、集电极与分压电阻R3的第二端连接。当需要进行检测时，则MCU控制器230向N-MOS管Q1输出高电平信号，使N-MOS管Q1导通；进而由于电芯E的正极与第一电极连接部110连接形成回路，从而则通过MCU控制器230自带的电压采集功能采集分压电阻R3两端的电压Vadc，计算雾化器100的电阻值。同时，为了控制输出给N-MOS管Q1的电平信号、以及MCU控制器230接受采样信号，同时防止大电流造成MCU控制器230损伤，对应在检测单元210中还具有电阻R5、R7、R8。

在图2所示的实施方式中，调节单元220包括第二开关Q2，图中所示的实施例是以N-MOS管Q2为例进行连接，该N-MOS管Q2的发射极与第二电极连接部120连接、基极与MCU控制器230的一个控制引脚连接、集电极与电源装置200的电芯E的负极连接。控制器100通过控制N-MOS管Q2的通断的时间，来控制电芯E输出给发热元件R1的电能。而N-MOS管Q2通断时间的调整，即输出物理量参数的占空比，则由检测单元210所检测到的雾化器100的阻值的结构来进行。同时，与电阻R5功能类似，调节单元220还包括有调节电阻R4，对MCU控制器230的电信号进行调节，使其满足用于N-MOS管Q2的通断控制。

在另一种更加准确的方式中，可以采用调节单元220包括升压器和降压器，进一步通过提升或者降低发热元件R1供电的电压，从而可以改变电芯E对发热元件R1输出的物理量参数，从而调整发热元件R1的工作状态，以上升压器和降压器可以替换为具有相同功能的电路模块或者软件模块。

当然，基于以上对发热元件R1的控制内容的不同，以上电芯E对发热元件R1输出的物理量参数可以包括功率、电压、电流或频率中的至少一种。通过这些物理量参数的输出调整，从而使发热元件R1对应的工作状态进行改变。

结合以上实施例的内容，以分别含有相对出烟量不同的高、低两种粘度的烟油的两个雾化器100为例，对应检测识别获取烟油粘度信息并对应调节电芯E的输出功率分别使烟油均能充分雾化的控制进行说明；

在雾化器100的设计和制备过程中，发热元件R1的阻值都选用0.8～1.0欧姆的规格，将低粘度烟油的雾化器100中标记电阻R2采用5欧姆的阻值、而高粘度烟油的雾化器100中标记电阻R2采用10欧姆的阻值；当然，这里所描述的烟油的低粘度和高粘度是相对而言。

雾化器100分别与电源装置200连接之后，MCU控制器230控制输出给N-MOS管Q1高电平信号使其导通，并采集分压电阻R3两端的电压值，并利用以上关系式(Vbat-Vadc)/R3＝Vadc/(R1+R2)计算雾化器100的阻值。

当计算(R1+R2)的阻值在6欧姆左右时(可能有一定的误差)，则可以认定该雾化器100内存储的烟油类型为低粘度烟油，并将该烟油低粘度信息在电子烟产品的显示单元240上进行显示，以使该电子烟的用户知悉。同时还可以对应MCU控制器230按照一较低的占空比控制N-MOS管Q2的导通时间，给发热元件R1供电，使低粘度的烟油能充分雾化。

当计算(R1+R2)的阻值在11欧姆左右时，则可以认定该雾化器100内存储的烟油类型为高粘度烟油，并将该烟油高粘度信息在电子烟产品的显示单元240上进行显示，以使该电子烟的用户知悉。同时还可以对应MCU控制器230按照一较高的占空比控制N-MOS管Q2的导通时间，给发热元件R1供电使高粘度的烟油能充分雾化。

基于以上优选发热元件R1和标记电阻R2串联的方式，在其他的实施方式中还可以将标记电阻R2设置为独立的电路，互不影响；虽然有可能会增加雾化器100内的电连接的难度，但仍然可以作为以上信息标记的功能实现手段进行采用。

基于以上实施例的分体式的电子烟产品，本发明进一步还提出一种电子烟的工作控制方法，包括如下步骤：

S10，预先确定雾化器100的电阻值与雾化器100的产品信息和/或电源装置200输出给发热元件R1的物理量参数之间的相关关系；

S20，测量与电源装置200连接的雾化器100的标记电阻R2的电阻值；

S30，根据测量的雾化器100的电阻值获取雾化器100的产品信息和/或控制电源装置200输出给发热元件R1的物理量参数。

进一步由于以上优选实施中，雾化器100内发热元件R1和标记电阻R2串联组成，并且不同的雾化器100的发热元件R1的阻值差距非常接近，那么在方法实施中，步骤S20检测标记电阻R2的电阻值的阻值可以通过检测整体发热元件R1和标记电阻R2串联阻值提升检测结果的准确性后，再减去发热元件R1的阻值即可得到标记电阻R2的电阻值。后续在电子烟使用时，可以通过检测的标记电阻R2的阻值，进而即可获取烟油的口味等雾化器100的产品信息，便于用户进行抽吸口味的选择。

同时，步骤S20和步骤S30的雾化器100的电阻值同样可以优选进一步推算为标记电阻R2的阻值后，根据检测的标记电阻R2的阻值控制电源装置200输出给发热元件R1的物理量参数。

在以上实施方式的基础上，本发明进一步还提出一种雾化器，包括标记电阻，该标记电阻的阻值具有与雾化器产品信息和/或电源装置输出给雾化器的物理量参数的相关关系；其中，雾化器的产品信息包括雾化器内存储的烟油的口味、烟油粘度、烟油成分、生产日期、烟雾量、工作温度、工作功率或发热元件参数中的至少一种；物理量参数包括功率、电压、电流或频率中的至少一种。通过检测该标记电阻的阻值，用户可以获取雾化器的产品信息，以及调整对电源装置输出给雾化器的物理量参数，进而对雾化器的工作状态进行控制。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种电子烟，包括雾化器以及为雾化器供电的电源装置；所述雾化器包括用于对烟油进行加热雾化生成气溶胶的发热元件；其特征在于，所述雾化器还包括标记电阻；所述电源装置包括：

检测单元，用于检测所述标记电阻的阻值；

控制器，存储有所述标记电阻的阻值与电源装置输出给雾化器的物理量参数的相关关系；所述控制器被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值，调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数。

2.如权利要求1所述的电子烟，其特征在于，所述雾化器还包括：

供电连接端，用于与所述电源装置的电能输出端连接；

检测连接端，用于与所述检测单元连接。

3.如权利要求1或2所述的电子烟，其特征在于，所述电源装置还包括：

输出调节单元，用于调整电源装置输出给雾化器的物理量参数；

所述控制器被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值，控制所述输出调节单元调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数。

4.如权利要求1或2所述的电子烟，其特征在于，所述标记电阻与发热元件串联。

5.如权利要求4所述的电子烟，其特征在于，所述雾化器包括：

第一电连接部，与所述发热元件的第一端连接；

第二电连接部，与所述发热元件的第二端连接；

第三电连接部，与所述标记电阻的第二端连接；

所述标记电阻的第一端与发热元件的第二端连接；

所述第一电极连接部与第二电极连接部形成所述供电连接端，所述第一电极连接部和第三电极连接部形成所述检测连接端。

6.如权利要求5所述的电子烟，其特征在于，所述电源装置包括用于供电的电芯，该电芯具有第一电极和第二电极；所述第一电极用于与第一电极连接部连接；

所述检测单元包括分压电阻和第一开关，该所述第一开关具有第一端、第二端和受控端；其中，所述分压电阻一端与第三电连接部连接、另一端与所述第一开关的第一端连接；所述第一开关的第二端与电芯的第二电极连接、受控端与控制器连接；

所述电源装置还包括：

输出调节单元，用于调整电源装置输出给雾化器的物理量参数；

所述控制器被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值，控制所述输出调节单元调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数；

所述输出调节单元包括第二开关，该第二开关具有第一端、第二端和受控端；其中，所述第二开关的第一端用于与第二电连接部连接、第二端与电源装置的第二电极连接、受控端与控制器连接。

7.如权利要求4所述的电子烟，其特征在于，所述标记电阻的阻值大于发热元件的阻值，所述标记电阻的阻值为1～10欧姆。

8.如权利要求1或2所述的电子烟，其特征在于，所述物理量参数包括功率、功率占空比、电压、电流或频率中的至少一种。

9.如权利要求1或2所述的电子烟，其特征在于，所述控制器内还存储有标记电阻的阻值与雾化器产品信息的相关关系；

所述电源装置还包括显示单元，用于显示所述雾化器产品信息；

所述控制器还被配置为根据所述检测单元检测的标记电阻的阻值获取雾化器产品信息，并控制所述显示单元显示该雾化器产品信息。

10.如权利要求9所述的电子烟，其特征在于，所述雾化器的产品信息包括雾化器内存储的烟油的口味、烟油粘度、烟油成分、生产日期、烟雾量、工作温度、工作功率或发热元件参数中的至少一种。

11.一种权利要求1至10任一项所述的电子烟的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

预先建立所述标记电阻的阻值与电源装置输出给雾化器的物理量参数的相关关系；

测量所述雾化器的标记电阻的阻值；

根据所述测量的阻值，调整所述电源装置输出给雾化器的物理量参数。

12.一种雾化器，所述雾化器包括用于对烟油进行加热雾化烟油生成供吸食气溶胶的发热元件；其特征在于，所述雾化器还包括标记电阻、以及用于与电源装置连接从而为发热元件供电的供电连接端、以及用于与电源装置连接从而检测标记电阻阻值的检测连接端。