1.本实用新型涉及加热不燃烧器具技术领域，尤其涉及一种超前触发的烟具加热控制系统。


背景技术：

2.目前，加热烟具在使用过程中存在电源能量的过度无效消耗和加热芯雾化滞后两个显著的缺陷，这两个缺陷主要受限于当前烟具的加热控制以及外部传感加热触发的方法。即由于用户的实际抽吸动作发生于器具加热芯升温之前，为了满足这种在加热滞后情况下的快速雾化的需求，现有器具往往将器具非抽吸阶段温度设置在较高的水平，以便能够在用户抽吸之后能尽快响应，将加热芯快速升温至烟草薄片雾化所需的温度。因此，目前的这种烟具加热控制方式存在的加热滞后、能量消耗大的缺陷已经无法满足用户日益增长的对智能化节能化烟具的需求。
3.因此，亟需一种超前触发的烟具加热控制系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种超前触发的烟具加热控制系统，以解决上述现有技术中的问题，能够有效突破现有加热烟具加热芯加热时间滞后和整体能量功耗大的局限，提升用户抽吸体验和器具的续航能力。
5.本实用新型提供了一种超前触发的烟具加热控制系统，其中，包括：
6.电源模块、恒流源、标准测温电阻、信号放大电路、升压电路和加热控制模块，所述标准测温电阻分别与所述恒流源和所述信号放大电路连接，所述加热控制模块分别与所述信号放大电路和所述升压电路连接，所述电源模块分别与所述恒流源、所述标准测温电阻、所述信号放大电路、所述升压电路和所述加热控制模块连接，其中，所述恒流源用于为所述标准测温电阻的两端提供恒流基准；所述信号放大电路用于对所述标准测温电阻两端的电平信号进行放大；所述加热控制模块用于基于超前加热信号和抽吸信号，根据所述标准测温电阻两端的放大的电平信号生成升压脉冲驱动信号和加热脉冲驱动信号，并根据所述加热脉冲驱动信号对加热不燃烧器具的加热状态进行控制；所述升压电路用于根据所述升压脉冲驱动信号，对所述电源模块提供的电压进行升压。
7.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述加热控制模块包括微控制器和第一mos管m1、二极管d1和加热电阻r5。
8.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述微控制器的adc1引脚与所述恒流源连接，所述微控制器的adc2引脚用于输入超前加热信号，所述微控制器的adc3引脚用于输入抽吸信号，所述微控制器的第一i/o引脚与所述升压电路连接，以输出升压脉冲驱动信号，所述微控制器的第二i/o引脚与所述第一mos管m1的控制端连接，以输出加热脉冲驱动信号，所述微控制器的电源端与所述电源模块的正极连接，所述第一mos管m1的输入端与所述升压电路连接，所述第一mos管m1的输出端与所述二极管d1的正极连接，
所述二极管d1的负极与所述加热电阻r5的一端连接，所述加热电阻r5的另一端与所述电源模块的负极连接。
9.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述升压电路包括电感l1、第二mos管m2和第一电容c1。
10.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述电感l1的一端与所述电源模块的正极连接，所述电感l1的另一端分别与所述第二mos管m2的输入端和所述第一电容c1的一端连接，所述第二mos管m2的控制端与所述微控制器的第一i/o引脚连接，所述第二mos管m2的输出端和所述第一电容c1的另一端分别与所述电源模块的负极连接。
11.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述信号放大电路包括第一电阻r1、第二电阻r2和运算放大器i1。
12.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述运算放大器i1的正向输入端与标准测温电阻r3连接，所述运算放大器i1的反向输入端分别与所述第一电阻r1的一端和所述第二电阻r2的一端连接，所述运算放大器i1的正极电压输入端与所述二极管d1的负极连接，所述运算放大器i1的负极电压输入端与所述电源模块的负极连接，所述运算放大器i1的输出端分别与所述微控制器的adc1引脚和所述第一电阻r1的另一端连接，所述第二电阻r2的另一端与所述电源模块的负极连接。
13.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述恒流源包括三端稳压器a1、第二电容c2和恒流电阻r4。
14.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述三端稳压器a1的输入端与所述二极管d1的负极连接，所述三端稳压器a1的输出端分别与所述第二电容c2的一端和所述恒流电阻r4的一端连接，所述三端稳压器a1的接地端分别与所述第二电容c2的另一端和所述恒流电阻r4的另一端连接。
15.如上所述的超前触发的烟具加热控制系统，其中，优选的是，所述标准测温电阻r3的一端分别与所述运算放大器i1的正向输入端和所述三端稳压器a1的接地端连接，所述标准测温电阻r3的另一端与所述电源模块的负极连接。
16.本实用新型提供一种超前触发的烟具加热控制系统，通过加热控制模块基于超前加热信号和抽吸信号，并根据标准测温电阻两端的放大的电平信号生成加热脉冲驱动信号，进而将该加热脉冲驱动信号作为加热使能控制信号对加热不燃烧器具的加热过程进行智能化控制，能够实现加热烟具加热效果超前于用户实际抽吸动作前，提升用户抽吸体验，并能够大幅降低器具非加热阶段的的维持温度，减少器具能量的无效损耗，能够有效解决现有加热烟具加热芯加热时间滞后和整体能量功耗大等局限，提升用户抽吸体验和器具的续航能力。
附图说明
17.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：
18.图1为本实用新型提供的超前触发的烟具加热控制系统的实施例的结构框图；
19.图2为本实用新型提供的超前触发的烟具加热控制系统的实施例的电路原理图。
20.附图标记说明：
[0021]1‑
电源模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
恒流源
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
标准测温电阻
[0022]4‑
信号放大电路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
加热控制模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
升压电路
具体实施方式
[0023]
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
[0024]
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0025]
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
[0026]
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
[0027]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0028]
现有器具往往将器具非抽吸阶段温度设置在较高的水平，以便能够在用户抽吸之后能尽快响应，将加热芯快速升温至烟草薄片雾化所需的温度。因此，目前的这种烟具加热控制方式存在的加热滞后、能量消耗大的缺陷已经无法满足用户日益增长的对智能化节能化烟具的需求。
[0029]
发明人基于用户的抽吸动作分析和加热芯升温特性发现：用户在使用加热器具抽吸过程中，其真实抽吸动作发生前1.5s
‑
2s前会伴随着器具
‑
用户唇间距离快速缩短的动作；其次，器具常用的不锈钢加热芯可在10s内升温至350℃附近，具备平均每秒35℃的升温能力。
[0030]
在本实用新型中，发明人将用户的抽吸动作与加热芯升温特性相结合，能够实现加热芯升温先于用户实际抽吸动作前，同时大幅降低了器具在非抽吸阶段的加热芯保持温度，在满足用户体验的同时大幅降低器具功耗。
[0031]
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种超前触发的烟具加热控制系统，其包括：电源模块1、恒流源2、标准测温电阻3、信号放大电路4、升压电路6和加热控制模块5，所述标准测温电阻3分别与所述恒流源2和所述信号放大电路4连接，所述加热控制模块5分别与所述信号放大电路4和所述升压电路6连接，所述电源模块1分别与所述恒流源2、所述标
准测温电阻3、所述信号放大电路4、所述升压电路6和所述加热控制模块5连接，其中，所述恒流源2用于为所述标准测温电阻3的两端提供恒流基准；所述信号放大电路4用于对所述标准测温电阻3两端的电平信号进行放大；所述加热控制模块5用于基于超前加热信号和抽吸信号，根据所述标准测温电阻3两端的放大的电平信号生成升压脉冲驱动信号和加热脉冲驱动信号，并根据所述加热脉冲驱动信号对加热不燃烧器具的加热状态进行控制；所述升压电路6用于根据所述升压脉冲驱动信号，对所述电源模块1提供的电压进行升压。
[0032]
其中，超前加热信号为器具
‑
用户唇间距离快速缩短的过程响应，可以利用外部距离传感器(例如为红外、超声、微波等测量手段)获得。超前加热信号具体可以理解为烟气预抽吸动作，即用户打算抽吸加热卷烟时预先进行的动作，比如将加热器件靠近嘴边。抽吸信号可以通过标准测温电阻3两端的电压值得到。
[0033]
具体而言，如图2所示，所述加热控制模块5包括微控制器(microcontroller unit，mcu)和第一mos管m1、二极管d1和加热电阻r5。其中，所述微控制器的adc1引脚与所述恒流源连接，所述微控制器的adc2引脚用于输入超前加热信号，所述微控制器的adc3引脚用于输入抽吸信号，所述微控制器的第一i/o引脚与所述升压电路6连接，以输出升压脉冲驱动信号，所述微控制器的第二i/o引脚与所述第一mos管m1的控制端连接，以输出加热脉冲驱动信号，所述微控制器的电源端与所述电源模块1的正极连接，所述第一mos管m1的输入端与所述升压电路6连接，所述第一mos管m1的输出端与所述二极管d1的正极连接，所述二极管d1的负极与所述加热电阻r5的一端连接，所述加热电阻r5的另一端与所述电源模块1的负极连接。作为一个示例而非限定，所述微控制器的型号为cc1310。加热电阻r5的电阻值为0.75ω。第一mos管m1可接受微控制器输出的加热脉冲驱动信号，并在高电平时开启输出，驱动加热电阻r5。加热电阻r5可以根据接受加热脉冲驱动信号，实现升温、维持、降温等过程。
[0034]
进一步地，所述电源模块1为直流电源，例如为锂电池，其提供的直流电压为4v
‑
4.5v，例如为4.2v，该电压值不足以驱动加热控制模块5中的加热电阻r5，因此，在本实用新型中，需要利用升压电路6对电源模块1提供的电压进行升压，例如从4.2v升压到6v，以使在整个工作过程中，能够使升压电路6的两端始终保持高压。需要说明的是，本实用新型对电源模块1的类型及电压不作具体限定。
[0035]
在工作中，操作人员使用加热器具进行抽吸，将通过外部距离传感器获得的器具
‑
用户唇间距离快速缩短的过程响应作为超前加热信号，将标准测温电阻3两端的电压值得到抽吸信号，通过信号放大电路4对标准测温电阻3两端的电平信号进行放大，以使加热控制模块5根据超前加热信号、抽吸信号，以及标准测温电阻3两端的放大的电平信号生成用于控制升压电路6升压的升压脉冲驱动信号和用于控制加热不燃烧器具的加热状态的加热脉冲驱动信号，进而使加热控制模块5根据加热脉冲驱动信号对加热不燃烧器具的加热状态进行智能化控制，并使升压电路6根据升压脉冲驱动信号，对电源模块1提供的直流电压进行升压，并利用恒流源2为标准测温电阻3的两端提供恒流基准，保证全程测量的数据一致性。
[0036]
由此，相对于现有技术而言，通过加热控制模块基于超前加热信号和抽吸信号，并根据标准测温电阻两端的放大的电平信号生成加热脉冲驱动信号，进而将该加热脉冲驱动信号作为加热使能控制信号对加热不燃烧器具的加热过程进行智能化控制，能够实现加热
烟具加热效果超前于用户实际抽吸动作前，提升用户抽吸体验，并能够大幅降低器具非加热阶段的的维持温度，减少器具能量的无效损耗，能够有效解决现有加热烟具加热芯加热时间滞后和整体能量功耗大等局限，提升用户抽吸体验和器具的续航能力。
[0037]
进一步地，如图2所示，所述升压电路6包括电感l1、第二mos管m2和第一电容c1。其中，所述电感l1的一端与所述电源模块1的正极连接，所述电感l1的另一端分别与所述第二mos管m2的输入端和所述第一电容c1的一端连接，所述第二mos管m2的控制端与所述微控制器的第一i/o引脚连接，所述第二mos管m2的输出端和所述第一电容c1的另一端分别与所述电源模块1的负极连接。示例性地，第一电容c1的电容量为0.5μf。
[0038]
更进一步地，如图2所示，所述信号放大电路4包括第一电阻r1、第二电阻r2和运算放大器i1。其中，所述运算放大器i1的正向输入端与标准测温电阻r3连接，所述运算放大器i1的反向输入端分别与所述第一电阻r1的一端和所述第二电阻r2的一端连接，所述运算放大器i1的正极电压输入端与所述二极管d1的负极连接，所述运算放大器i1的负极电压输入端与所述电源模块1的负极连接，所述运算放大器i1的输出端分别与所述微控制器的adc1引脚和所述第一电阻r1的另一端连接，所述第二电阻r2的另一端与所述电源模块1的负极连接。作为一个示例而非限定，运算放大器i1的型号为opa2189id，第一电阻r1的电阻值为1mω，第二电阻r2的电阻值为10kω。利用信号放大电路4，可以将标准测温电阻3两端的电平信号放大预设倍数(例如为100)倍之后送至微控制器4的adc1引脚。
[0039]
进一步地，如图2所示，所述恒流源2包括三端稳压器a1、第二电容c2和恒流电阻r4。其中，所述三端稳压器a1的输入端与所述二极管d1的负极连接，所述三端稳压器a1的输出端分别与所述第二电容c2的一端和所述恒流电阻r4的一端连接，所述三端稳压器a1的接地端分别与所述第二电容c2的另一端和所述恒流电阻r4的另一端连接。作为一个示例而非限定，三端稳压器a1的型号为l7805cv，第二电容c2的电容量为0.1μf，恒流电阻r4的电阻值为5kω。
[0040]
更进一步地，如图2所示，所述标准测温电阻r3的一端分别与所述运算放大器i1的正向输入端和所述三端稳压器a1的接地端连接，所述标准测温电阻r3的另一端与所述电源模块的负极连接。作为一个示例而非限定，所述标准测温电阻r3的电阻值为2ω。在具体实现中，标准测温电阻r3设置在加热棒里面。
[0041]
本实用新型实施例提供的超前触发的烟具加热控制系统，通过加热控制模块基于超前加热信号和抽吸信号，并根据标准测温电阻两端的放大的电平信号生成加热脉冲驱动信号，进而将该加热脉冲驱动信号作为加热使能控制信号对加热不燃烧器具的加热过程进行智能化控制，能够实现加热烟具加热效果超前于用户实际抽吸动作前，提升用户抽吸体验，并能够大幅降低器具非加热阶段的的维持温度，减少器具能量的无效损耗，能够有效解决现有加热烟具加热芯加热时间滞后和整体能量功耗大等局限，提升用户抽吸体验和器具的续航能力。
[0042]
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0043]
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技
术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。