電子煙方案設計

電子煙創業成本低,大部分中小廠商依賴於方案商的產品設計和技術支援。本文是小編整理的電子煙方案設計，歡迎大家查閱。

簡略的說電子煙是一種低壓的微電子霧化裝置，把具有菸草香味的溶液經過加熱霧化成煙霧狀，供吸菸者運用。

電子煙是現代微電子技術。實踐電子捲菸本體是一個歸納的構造。由一個煙彈，一霧化室，智慧晶片操控鋰電池建成。在商品的前端是一個操作形式指示燈，當您運用它時，能像一個實在的捲菸宣佈光。電子煙最風趣的有些是霧化室。這即是發作奇特的一有些，是擔任創立像煙霧的蒸汽，像一個實在的捲菸。這蒸汽是煙液被加熱霧化的成果，即把煙彈裡的煙油加熱霧化。這時發生如煙霧般蒸汽，在吸入運用者的口中，能滿意吸菸者的巴望。

　　電子煙的構造與原理

電子捲菸也稱為“霧化電子煙”，其與捲菸有著本質上的不相同，它不焚燒、只含提純的菸鹼，不含焦油、不含通常捲菸富含的致使呼吸體系與心血管體系疾病的化學物質，去除了通常捲菸中的其它致癌物質。

電子煙的根本構造如圖示，由電池（煙桿）+霧化器（煙彈）+菸嘴構成，煙桿上就有開關，底部會有燈顯現是不是有電，煙油經過霧化器的加熱發生蒸汽煙，而煙油自身是有滋味，所以會有各種香氣。市面上通常就有菸草、水果、花草、飲料這四種口味為主。

這種外形頗象捲菸的電子吸具，其前端裝有紅色發光二極體，當運用者吸用時，該商品的前端會宣佈紅光，猶如實在的點燃，一起還會發生煙氣，在煙霧旋繞中，運用者能夠享受到和實在捲菸相同的意境。

它由不鏽鋼外殼內建鋰電池、氣流感測器、操控電路、履行電路、大功率積體電路、高頻超聲發作器、霧化腔室、煙液芯構成。

其作業原理是把配套的煙芯（也稱煙彈）裡的菸鹼溶液（廠家提煉的）經超微泵加壓後進入霧化室，再由2.2 MHZ頻率的超聲波高壓霧化成直徑0.5-1.5 um左右的霧滴，吸入肺中吸收。內建晶片中有氣流感測器，使該器械只有經過嘴吸氣時才發生霧化，並由微處理晶片操控各部件的作業狀況。

該商品和捲菸相同，經過抽吸的方式將菸鹼吸入肺中，從而使菸鹼能在肺中迅速被吸收，抽吸後的過癮效果與捲菸並無二致。並且該商品能夠依據每次吸入的菸鹼量設定不相同的標準，以適應各人的不相同需求。

此外，內建菸鹼罐中的溶液也可依據不相同的香精處方、不相同的菸鹼含量等來調製多種口味的捲菸滋味，乃至可依據客戶的特別需求定做客戶指定的`某種品牌捲菸的口味。

短路維護

選用晶片自身的低電壓復位功能來完成電子煙的短路維護，把晶片的LVR設定在2.4V，當負載端短路時，晶片的VDD腳剎那間被拉低到2.4V以下，晶片復位，NMOS。管的操控腳回到上電覆位的狀況，即為低電平堵截NMOS來維護MOS管。

過充維護

由於電池直接連到晶片的VDD上，經過把晶片內部基準電壓作為輸入，用VDD來作參閱，由於內部基準電壓是固定的，所以只需 VDD上的電壓有改變時，採到的AD值也會有相應的改變，運用AD值來反算出電池端的電壓，當晶片檢查到電池電壓高於4.2V時，讓NMOS的操控腳輸出低電平關斷NMOS來堵截充電端與電池之間的充電迴路，避免電池過充。CSU8RP3215晶片選用內部基準，丈量電池電壓，除了省去了外部參閱源， 一起也節省了分壓電阻。

電子煙的構造原理與體系設計方案

電路特性：

1、恆壓充電最高電壓4.2V

2、充電電流為405mA。

3、也能夠調整充電電流，調整第2管腳到地的電阻，計算公式為：ICH = 1216V / RISET 其間，ICH表明充電電流，單位為安培 RISET表明ISET管腳到地的電阻，泰科聯結器代理商，假如需求405mA的充電電流，可按下面的公式計算：RISET = 1216V/0.405A = 3kΩ 為了保證傑出的穩定性和溫度特性，RISET主張運用精度為1%的金屬膜電阻。經過丈量ISET管腳的電壓能夠檢查充電電流。充電電流能夠用下面的公式計算： ICH = （VISET / RISET） × 1000。

隨著國內公共場所禁菸力度的加大，以及對健康生活方式的期待，越來越多的老煙槍們選擇戒菸，電子煙的出現給老菸民帶來戒菸希望。本文介紹芯海科技OTP晶片CSU8RP3125應用於電子煙上的解決方案，可精確監測電池電壓、防止電池過充或欠壓，測量霧化電流和防止霧化過流。煙遇上火柴，註定要受傷害！我們都知道吸菸有害健康，但我們都是一隻腳踩在泥潭，無法自拔依舊渴望健康。在戒菸意識逐漸加強的年代，電子煙憑藉高效能、高品質和高市場競爭力在各種香菸替代品中脫穎而出，帶來巨大的經濟效益，減少了二手菸給身邊的人所帶來的危害。

電子煙又名虛擬香菸、電子霧化器，主要用於戒菸和替代香菸。它有著與香菸一樣的外觀、與香菸近似的味道，甚至比一般香菸的口味要多出很多，也像香菸一樣能吸出煙、吸出味道跟感覺來。電子煙由鋰電池、霧化器與煙彈所組成的仿香菸裝置，透過霧化器將含有尼古丁成分的液體打成霧氣，直接吸入但是過程中不產生煙霧。

本文介紹了芯海科技有限公司OTP晶片CSU8RP3125應用於電子煙上的解決方案，該方案採用晶片內建的±1%精度的16MHZ的高速PWM時鐘源，可在寬頻率範圍內靈活控制LED呼吸燈的變化，同時內建的12 Bit 1%測量誤差的高精度ADC搭配的內部參考源，為精確監測電池電壓、防止電池過充或欠壓、測量霧化電流、防止霧化過流提供強有力的保障。

系統設計

電子煙由主控晶片CSU8RP3125、電池、 按鍵、LED呼吸燈、霧化器組成（見下圖）。

詳細設計

1 、短路保護

採用晶片本身的低電壓復位功能來實現電子煙的短路保護，把晶片的LVR設定在2.4V，當負載端短路時，晶片的VDD腳瞬間被拉低到2.4V以下，晶片復位，NMOS。

管的控制腳回到上電覆位的狀態，即為低電平切斷NMOS來保護MOS管。

2 、過充保護

由於電池直接連到晶片的VDD上，通過把晶片內部基準電壓作為輸入，用VDD來作參考，因為內部基準電壓是固定的，所以只要VDD上的電壓有變化時，採到的AD值也會有相應的變化，利用AD值來反算出電池端的電壓，當晶片檢測到電池電壓高於4.2V時，讓NMOS的控制腳輸出低電平關斷NMOS來切斷充電端與電池之間的充電迴路，防止電池過充。CSU8RP3215晶片採用內部基準，測量電池電壓，除了省去了外部參考源， 同時也節省了分壓電阻。

3 、低電壓報警

利用2.2小節同樣的ADC檢測方式來檢測VDD電壓（即電池電壓），當電池電壓低於3.2V時，讓NMOS管控制腳輸出低電平來關掉NMOS並且通過控制PWM的輸出來驅動LED呼吸燈來提醒使用者電池電壓過低。

4 、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，晶片會把NMOS管的控制腳置低來關斷NMOS管，防止霧化過流。CSU8RP3125的AD檢測小訊號精準，可電子煙產品的可靠性。

5 、呼吸燈的控制

利用晶片本身的PWM輸出功能，LED燈從滅到最亮的過程中，PWM週期固定的情況下，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為正常工作的1/3，以此提醒使用者需要及時充電。

目前，電子煙主要針對的是歐美市場，而本次設計選用的芯海CSU8RP3125晶片的ESD（晶片級）HBM模型為8KV，工作溫度範圍-40~85℃。經測試晶片高速PWM穩定，ADC取樣效果好，溫漂小，效能可靠。該型號晶片為MSOP-8封裝，有利於PCB面積縮減，非常適合電子煙的開發。