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1. WO2020181518 - SYSTÈME DE RÉGULATION DE TEMPÉRATURE DE CHAUFFAGE SEGMENTÉ ET CIGARETTE ÉLECTRONIQUE

Document

说明书

发明名称

技术领域

0001  

背景技术

0002  

发明概述

技术问题

0003   0004  

技术解决方案

0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021  

有益效果

0022   0023  

附图说明

0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033  

本发明的实施方式

0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067     0068   0069   0070   0071   0072  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

页1 (R26) 

说明书

发明名称 : 分段发热式温度控制系统及电子烟

技术领域

技术领域

[0001]
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种分段发热式温度控制系统及电子烟。

背景技术

背景技术

[0002]
电子烟是一种模仿卷烟的电子产品,有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。烟草型电子烟通过对烟草进行恒温加热烘烤,蒸发出烟雾以供用户吸食。电子烟的温度控制技术很大程度上决定了电子烟的品质。

发明概述

技术问题

[0003]
传统的电子烟温度控制方法中,对于加热温度的控制,无论是采用片状加热、棒状加热、管状加热等形式,均是不分区域的整体发热式的温度控制技术,但是采用不分区域的整体加热式的电子烟温控技术使得整个烟弹一起被加热,此类技术虽然在整个烟草加热过程中,实现了对烟草整体进行恒温加热烘烤,但是也存在加热过程中前期的烟雾量比后期的烟雾量大,使得后期吸烟口感变差即由于对温度的控制得不够准确易造成用户的吸烟口感降低;同时整体加热式的电子烟温控技术尚存在一定的使用局限性即其不能适应多样性的烟支,比如长支烟,对长支烟整体加热时,由于整个烟草同步加热,加热温度不能依据烟草局部位置实际情况进行随时调整,即当温度过高时容易使得长支烟局部烤焦,产生焦糊味,且烟气量不一致。
[0004]
也就是说,在相关技术方案中,对于加热型电子烟的加热温度的控制存在控制准确率不足以及烘烤烟气量的均匀性等问题。

技术解决方案

[0005]
基于此,为解决传统电子烟温控技术中对加热温度的控制存在控制准确率不足以及可抽吸材料烘烤均匀性等问题,特提出了一种分段发热式温度控制系统。
[0006]
一种分段发热式温度控制系统,包括:
[0007]
电源模块,用于给系统供电;
[0008]
多段式发热元件,用于分隔出多个相互独立的发热区,并使得一个或者多个所述发热区同时发出热量对电子烟中的可抽吸材料进行局部加热;
[0009]
多个温控电路,每个所述温控电路分别与所述多段式发热元件的各段电连接,每个所述温控电路用于独立监控一个发热区的加热温度;
[0010]
路径管理模块,分别与所述电源模块、温控电路电连接,用于控制所述多段式发热元件对可抽吸材料的局部位置进行加热;
[0011]
中控模块,分别与各所述温控电路、路径管理模块电连接,用于根据预设的分段加热策略向所述路径管理模块和各所述温控电路发出控制信号,控制各所述温控电路持续监控各发热区的加热温度至各发热区达到目标温度。
[0012]
可选的,在其中一个实施例中,所述路径管理模块包括多组相互独立的路径控制电路,所述路径控制电路包括信号输入端、第一开关单元、第一电阻和第二电阻;所述信号输入端通过第一电阻接地,同时所述信号输入端、第二电阻和第一开关单元依次电连接;所述电源模块与第一开关单元电连接,中控模块通过第二电阻与信号输入端电连接,中控模块通过向该信号输入端发送控制信号控制第一开关单元的通断。
[0013]
可选的,在其中一个实施例中,所述温控电路包括温度检测模块,所述温度检测模块分别与所述第一开关单元、所述多段式发热元件串联,以形成温度检测回路。
[0014]
可选的,在其中一个实施例中,所述温控电路还包括加热控制模块;所述加热控制模块包括第二开关单元,所述中控模块向所述第二开关单元发送脉冲宽度调制信号,以控制所述发热区对所对应的可抽吸材料的局部位置进行周期性加热。
[0015]
可选的,在其中一个实施例中,所述中控模块用于在检测到电子烟启动信号时,对所述分段加热策略进行解析,以确定出各发热区的加热内容,所述加热内容至少包括:不少于一个待加热的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序,以便完成所述分段加热策略的控制操作。
[0016]
可选的,在其中一个实施例中,所述中控模块确定出不少于一个待发出热量的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序的过程包括:所述中控模块同时或分时控制多个待加热的发热区在一定的发热间隔内持续加热。
[0017]
可选的,在其中一个实施例中,所述中控模块确定出不少于一个待发出热量的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序的过程包括:将与可抽吸材料首端位置对应的发热区作为第一个发热区后,控制该发热区在预热时间间隔内持续加热。
[0018]
可选的,在其中一个实施例中,所述中控模块用于依次将与已加热的发热区相邻的发热区确定为下一个待加热的发热区并控制该发热区在一定的发热间隔内持续加热。
[0019]
可选的,在其中一个实施例中,所述中控模块还用于控制各已加热的发热区在各自所对应的发热间隔内始终保持前一相邻的已加热的发热区的加热温度低于与该发热区的加热温度。
[0020]
此外,为解决传统电子烟温控技术中对加热温度的控制存在控制准确率不足以及烘烤烟气量的均匀性的技术问题,还提出了一种电子烟。
[0021]
一种电子烟,包括上述温度控制系统,所述电子烟在进行温度控制时采用所述温度控制系统进行分段加热控制。

有益效果

[0022]
实施本发明实施例,将具有如下有益效果:
[0023]
采用了上述分段发热式温度控制系统及电子烟之后,路径管理模块在中控模块控制下使得某一个或多个温控电路获得电源进而使得发热元件发出热量对电子烟中的可抽吸材料整体或局部位置进行加热;中控模块向所述路径管理模块和所述温控电路发出控制信号,控制各所述温控电路调整被加热的所述发热元件的各局部位置至目标温度。通过上述系统,通过分段加热控制实现了精准控制电子烟各局部加热位置的加热温度,提高了对整个电子烟加热温度控制的准确度;且加热温度独立控制互不干涉使得加热可抽吸材料的发热体呈现不同的温度区域,提高了烘烤的均匀性,进而提升了用户在使用电子烟设备中的抽吸口感。

附图说明

[0024]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]
其中:
[0026]
图1为一个实施例中电子烟的温度控制系统的结构框图;
[0027]
图2为一个实施例中具有公共端的各局部发热单元所组成的发热元件的等效电路图;
[0028]
图3为一个实施例中无公共端的各局部发热单元所组成的发热元件的等效电路图;
[0029]
图4为一个实施例中单个路径控制电路与所对应的温控电路所组成的电路示意图;
[0030]
图5为一个实施例中单个路径控制电路与所对应的温控电路所组成的结构框图;
[0031]
图6为一个实施例中路径管理模块与各温控电路所组成的电路示意图;
[0032]
图7为一个实施例中多段式发热元件的阻值-温度曲线图;
[0033]
图8为一个实施例中所述电子烟的分段温控过程即分段加热策略对应的流程图。

本发明的实施方式

[0034]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0035]
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。可以理解,本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一元件称为第二元件,且类似地,可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件,但其不是同一元件。
[0036]
为解决传统电子烟温控技术中对加热温度的控制存在控制准确率不足以及可抽吸材料烘烤均匀性的技术问题,在本实施例中,特提出了一种分段发热式温度控制系统,用于实现电子烟的分段发热控制。如图1所示,为该电子烟的温度控制系统的结构框图,该温度控制系统包括电源模块110、中控模块150、路径管理模块140、温控电路130和多段式发热元件120,所述电源模块110、路径管理模块140、温控电路130和多段式发热元件120依次电连接,中控模块150分别与路径管理模块140、温控电路130电连接。
[0037]
其中,电源模块110用于给系统供电,在一些具体的实施例中,电源模块110可以是电池,例如锂电池、镉镍电池和氢镍电池等。
[0038]
多段式发热元件120,可将所述可抽吸材料整体分割为多个相互独立的发热区,并使得一个或者多个所述发热区同时发出热量对电子烟中的可抽吸材料进行局部加热;其中,所述可抽吸材料可以被等分为多个待加热区域,或者按照实际需求被分割为多个尺寸不均的待加热区域;在一些具体的实施例中,各所述发热区的等效电路如图2、图3所示,其中,图2所示的各所述发热区具有信号公共输出端;进一步的,中控模块150可以根据欧姆定律计算出某一个发热区的电阻值,并根据某一个发热区等效电阻的电阻值与温度值的对应关系获得该发热区对应的温度值。其中,如图4所示的,电阻R6为采样电阻,电阻RL为发热区对应的等效电阻,电阻R1与电阻RL串联,形成串联回路,通过电阻R6采样回路中的电流,根据欧姆定律可以计算出电阻RL的电阻值,通过发热区对应的等效电阻的阻值与温度的对应关系表可以获取发热区对应的温度。具体的,中控模块150在三极管Q2导通后读取所述电阻R6和电阻RL的电压值,此时通过中控模块150读取端口OUT1的电压值为V1、端口R _DET1的电压值为V2,则流经电阻R6的电流为:i=(V2- V1)/R6。
[0039]
从而计算出电阻RL的阻值为:RL= V1/i=R6*V1/(V2-V1)。
[0040]
其中,RL为某一分段电阻RL的电阻值,R6为采样电阻的电阻值,V1为某一发热区的电压值,V2为采样电阻的电压值。
[0041]
进一步的,根据发热区的阻值与温度的对应关系表,可以得到某一分段电阻RL的阻值表示的发热温度。如图7所示为一个实施例中发热区的阻值-温度曲线,本实施例中,根据发热区的不同阻值可以对应获取该发热区的当前阻值对应的温度,例如,当检测到发热区的电阻值为0.77Ω时,根据该发热区的阻值-温度曲线可获得该发热区的当前温度为25℃;当检测到发热区的电阻值为0.91Ω时,根据该发热区的阻值-温度曲线可获得该发热区的当前温度为100℃;当检测到发热区的电阻值为1.86Ω时,根据该发热区的阻值-温度曲线可获得该发热区的当前温度为600℃。
[0042]
路径管理模块140,分别与所述电源模块110、温控电路130电连接,其中,所述路径管理模块可使得可抽吸材料的不同局部位置分时或同时被加热,所述路径管理模块140包括多组相互独立的路径控制电路,如图5所示,为一个实施例中路径控制电路的结构框图,所述路径控制电路包括信号输入端、第一开关单元、第一电阻和第二电阻;所述信号输入端通过第一电阻接地,同时所述信号输入端、第二电阻和第一开关单元依次电连接;所述电源模块110与第一开关单元电连接,中控模块150通过第二电阻与信号输入端电连接,中控模块150通过向该信号输入端发送控制信号控制第一开关单元的通断。例如当中控模块150向信号输入端发送高电压信号时,第一开关单元导通,则控制某一个发热区获得电源;当中控模块150向信号输入端发送低电压信号时,第一开关单元断开,则发热区停止工作。
[0043]
在一个具体的实施例中,请继续参阅图4,输入端i_OUT_EN1用于控制某一温控电路,其通过电阻R9接地,同时输入端i_OUT_EN1还通过电阻R15连接至三极管Q2的基极,三极管Q2的集电极与电源端BAT+连接,三极管Q2的发射极与采样电阻R6的一端连接,在采样电阻R6与三极管Q2的发射极之间引出端口R_DET1,采样电阻R6另一端连接温控电路的输出端OUT1。其中,三极管Q2为NPN型三极管,当三极管Q2的基极接收到高电压时,三极管Q2导通,当三极管Q2的基极接收到低电压时,三极管Q2断开;可以理解的是,在其他实施例中,第一开关单元还可以是PNP型三极管、PMOS管、NMOS管、低压差线性稳压器、开关电源等。通过控制路径控制电路的通断实现对各发热区的工作状态的调整即可实现分段加热,如可使得可抽吸材料整体同时被加热,可以使得多个局部位置同时被加热,可以使得多个局部位置逐一被加热等。
[0044]
多个温控电路130,每一温控电路130在所述中控模块150控制下独立控制一个发热区对可抽吸材料的局部位置进行加热并能够依据实际情况实时调整加热温度即各温控电路独立工作,互相不影响,可分时工作也可同时工作,具体由中控模块150控制。其中,同时各所述温控电路130在中控模块150控制下分时或者同时使得多个发热区调整各自的加热温度。在其中一个实施例中,温控电路至少包括温度检测模块以及加热控制模块;所述温度检测模块分别与所述第一开关单元、所述多段式发热元件串联,以形成温度检测回路。其中,中控模块150可以向路径控制电路的信号输入端发送控制信号以控制第一开关单元的通断,例如当中控模块150向信号输入端发送高电压信号时,第一开关单元导通,则温度检测模块开启温度检测;当中控模块150向信号输入端发送低电压信号时,第一开关单元断开,则温度检测模块停止温度检测。采样电阻用于对回路中的电流进行采样,为测量电路中的发热区的电阻值作参考,本实施例中采样电阻的阻值小于发热区的阻值,在其他实施例中还可以设置为通过采样电阻来对回路中的电压进行采样,当通过采样电阻对电压进行采样时还可以设置采样电阻的阻值大于发热区的阻值。所述加热控制模块包括第二开关单元,中控模块150可以通过向该第二开关单元发送PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号,以控制局部发热单元周期性加热。具体的,通过设定PWM信号的占空比,可设定该第二开关单元的导通周期,当第二开关单元导通时,电源模块输出的电源经第二开关单元流向多段式发热元件,以使得发热区获取电源而发出热量,也即是当第二开关单元导通时发热区进行加热的过程,当第二开关单元断开时,发热区停止加热。需要说明的是,在本实施例中,不同的PWM信号的占空比控制了不同的加热时长,也即中控模块通过对PWM信号占空比的调节来实现对发热区的温度调节。
[0045]
在一个具体的实施例中,如图4所示,包含有一个实施例中加热控制模块的电路示意图,该加热控制模块包括PMOS管U4,PMOS管U4的引脚1、2、3与电源模块连接,PMOS管U4的引脚4与中控模块连接,PMOS管U4的引脚5、6、7、8与发热元件连接。中控模块发送的PWM信号通过引脚4发送至PMOS管U4,以控制PMOS管U4的通断。可选的,当端口PWM1_OUT为低电压时,PMOS管U4导通,以控制发热区发热;当端口PWM1_OUT为高电压时,PMOS管U4截止,即温控电路由端口i_OUT_EN控制;端口PWM_OUT则控制电源路径和使得发热区加热。在其他实施例中,第二开关单元还可以是NMOS管、NPN型三极管、PNP型三极管、低压差线性稳压器、开关电源等,本实施例对此不进行限定。
[0046]
在一个具体的实施例中,如图6所示,路径管理模块140内的多组相互独立的路径控制电路均一端电连接各自对应的温控电路和发热区,另一端接地。
[0047]
所述中控模块150通过某一温控电路130检测出所控制的发热区的当前温度并调整被加热的所述发热区的所对应的可抽吸材料局部位置至目标温度。进一步的,中控模块150控制温度检测模块工作在第一周期,控制加热控制模块工作在第二周期,且第一周期小于第二周期。
[0048]
中控模块150,用于根据预设的分段加热策略向所述路径管理模块140和各所述温控电路130发出控制信号,控制各所述温控电路持续监控各发热区的加热温度至各发热区达到目标温度。具体的,所述中控模块150用于在检测到电子烟启动信号时,对所述分段加热策略进行解析,以确定出各发热区的加热内容,所述加热内容至少包括:不少于一个待加热的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序,以便完成所述分段加热策略的控制操作,如所述中控模块150可同时或分时控制多个待加热的发热区在一定的发热间隔内持续加热。
[0049]
在一个实施例中,所述中控模块确定出不少于一个待发出热量的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序的过程包括:首先,确定将与可抽吸材料首端位置对应的发热区作为第一个发热区后,控制该发热区在预热时间间隔内持续加热;其次,依次将与已加热的发热区相邻的发热区确定为下一个待加热的发热区并控制该发热区在一定的发热间隔内持续加热;同时所述中控模块还可控制各已加热的发热区在各自所对应的发热间隔内始终保持前一相邻的已加热的发热区的加热温度低于与该发热区的加热温度。
[0050]
在一个具体的实施例中,如图8所示电子烟分段温控所对应的分段加热策略控制过程,电子烟中的可抽吸材料的各局部位置一一对应多段式发热元件的n个相互独立的发热区,所述中控模块在检测到电子烟启动信号时,将与可抽吸材料首端位置对应的发热区作为第一个发热区后,并控制该发热区在预热时间间隔t1内持续高温加热;所述中控模块在一定的发热间隔t2内控制与所述第一个发热区相邻的发热区为第二个发热区且使得其在本发热间隔内的加热温度高于第一个发热区的加热温度,即第二个发热区保持高温加热,而第一个发热区保持低温加热;所述中控模块在第二个的发热间隔t3内控制与所述第二个发热区相邻的发热区为第三个发热区且使得其在本发热间隔内的加热温度高于第二个发热区的加热温度,即第三个发热区保持高温加热,而第二个发热区保持低温加热;并以此控制规律依次将与已加热的发热区相邻的发热区确定为下一个待加热的发热区并控制该发热区在其所对应的发热间隔内始终保持前一个已加热的发热区的加热温度低于与该发热区相邻的发热区的加热温度;直至电子烟关闭;另,在通常情况下所述高温/低温加热可以根据用户喜好设定,如使得高温时电子烟的燃烧温度达到200~350℃,而低温时电子烟的燃烧温度低于100℃。同时每一温控电路在中控模块控制下均可独立检测出与其对应的发热区的当前加热温度并通过加热控制模块调节发热区的加热温度至目标温度。
[0051]
在一个具体的实施例中,如图7所示电子烟分段温控所对应的分段加热策略控制过程,电子烟中的可抽吸材料的各局部位置一一对应多段式发热元件的n个相互独立的发热区,所述中控模块在检测到电子烟启动信号时,将与可抽吸材料首端位置对应的发热区作为第一个发热区后,并控制该发热区在预热时间间隔内持续高温加热;所述中控模块在一定的发热间隔内控制与所述第一个发热区相邻的发热区为第二个发热区且使得第二个发热区保持高温加热,而第一个发热区保持低温加热;所述中控模块在第二个的发热间隔内控制与所述第二个发热区相邻的发热区为第三个发热区且使得第三个发热区保持高温加热,而第二个发热区保持低温加热,而第一个发热区同样保持低温加热或者停止加热,此时的低温加热可以与第二个发热区的温度一致或者低于第二个发热区的温度;并以此控制规律依次将与已加热的发热区相邻的发热区确定为下一个待加热的发热区并控制该发热区在其所对应的发热间隔内始终保持与其相邻前一个已加热的发热区的加热温度低于与该发热区发热区的加热温度,同时使得其他的已加热的发热区保持同一低温温度(此时温度可以与该发热区的相邻的发热区的加热温度保持一致或者低于所述加热温度)或者停止加热,具体由客户自行设定;直至电子烟关闭。同时每一温控电路在中控模块控制下均可独立检测出与其对应的发热区的当前加热温度并通过加热控制模块调节发热区的加热温度至目标温度。
[0052]
在一个实施例中,中控模块向第二开关单元发送PWM信号,以控制局部发热单元周期性加热。具体的,中控模块获取当占空比值,并根据检测的所述局部发热单元的当前温度值与目标温度值的差异,计算脉冲宽度调制信号的目标占空比调节值。
[0053]
如下作出更为详尽的说明,对PWM信号占空比的调节的具体过程可以根据当前的占空比的大小以及当前温度值的具体大小、分情况进行确定。
[0054]
在一个具体的实施例中,在所述当前温度值大于所述目标温度值、且所述第一差值超过预设的差值阈值的情况下,获取所述PWM输出端当前输出的占空比值为缓存占空比值;将所述目标占空比调节值设置为0。也就是说,在当前占空比值 D N-1 ≠0,且当前温度值 T N-1 > T t + T E 的情况下(其中, T t 为目标温度值, T E 为预设的差值阈值),将目标占空比调节值设置为0,即将PWM输出清0,以便降低加热电阻的温度。
[0055]
在占空比为0或者将占空比的设置为0之后,在据所述当前占空比值和所述当前温度值、预设的目标温度值确定目标占空比调节值的过程中,对PWM占空比进行调节的具体过程为:在所述当前占空比值为0、且所述获取到的当前温度值小于或等于所述目标温度值的情况下,将所述目标占空比调节值设置为所述缓存占空比值。
[0056]
也就是说,在将PWM占空比清零之前,还需要将当前的PWM占空比的具体大小进行存储,以便后续在设置PWM占空比的具体值时,能确定与目标温度值较为接近的PWM占空比,提高用户的使用体验。因此,在占空比为0的情况下,如果检测到的当前温度值大于或等于目标温度值,则保持PWM占空比为0的状态;如果检测到的当前温度值小于或等于目标温度值,则需要对PWM占空比进行调节,因此,将目标占空比调节值设置为缓存的占空比值,即为上一次对PWM占空比执行清零操作之前的存储的占空比的值。
[0057]
也即,在当前占空比值 D N-1 =0,且当前温度值 T N-1 < T t 的情况下(其中, T t 为目标温度值),将目标占空比调节值 D N 设置为缓存的占空比值 D ´,即将PWM占空比调节为与缓存的占空比值 D ´对应的大小,以便控制电子烟的加热温度在最佳的目标温度左右。
[0058]
在另一个可选的实施例中,当前温度值小于或等于目标温度值且占空比不为0的情况下,中控模块计算所述目标温度值与所述当前温度值之间的温度差值作为第一差值,根据预设的差值与量化值之间的对应关系,获取与所述第一差值对应的第一差值量化值,第一差值量化值为0到1之间的数值;并获取上一次计算得到的差值量化值作为第二差值量化值;所述中控模块根据所述当前占空比值和所述第一差值量化值、所述第二差值量化值确定所述目标占空比调节值。
[0059]
其中,根据所述当前占空比值和所述第一差值量化值、所述第二差值量化值确定所述目标占空比调节值,具体为:
[0060]
根据公式: D N=D N-1+2E N-E N-1
[0061]
计算所述目标占空比调节值,其中, D N 为目标占空比调节值, D N-1 为当前占空比值, E N 为第一差值量化值, E N-1 为第二差值量化值。
[0062]
也就是说,在当前占空比值不为0,且当前温度值小于目标温度值或者没有超过目标温度一定范围(例如,比目标温度值大了不到5°C)的情况下,对PWM占空比进行调节,但是调节的幅度为当前占空比值加上两倍的差值量化值、并减去上一次的差值量化值。其中,差值量化值为根据检测到的当前温度值与目标温度值之间的差值给出的一个0到1之间的量化值,例如,在差值为5°C的情况下,将差值量化值设置为2%。
[0063]
需要说明的是,在本实施例中,第一差值量化值代表的是本次调节(即第N次调节)中,检测到的当前温度值与目标温度值之间的差值所对应的差值量化值;第二差值量化值 E N-1 代表的是本次调节(即第N-1次调节或上一次调节)中,检测到的当前温度值与目标温度值之间的差值所对应的差值量化值。
[0064]
如前所述,目标占空比调节值的确定可以按照如下公式进行确定:

[0065]
也就是说,在当前的PWM占空比不为0且加热电阻当前的温度不超过目标温度一定范围的情况下,对PWM占空比的调节幅度为在原来的PWM占空比的基础上加上两倍的本次调节的检测到的温度差值的量化值并减去上一次调节的过程中检测到的温度差值的量化值,即为PID(proportion-integral-derivative,比例、积分、微分控制)调节。而在加热电阻的温度超过目标温度一定范围的情况下,将PWM占空比设置为0;且在当前PWM占空比不为0的情况下,获取该PWM占空比的具体值为缓存值。而在PWM占空比清零之后,当加热电阻的温度下降到目标温度时,价格清零之前的PWM占空比进行恢复,并重新启动PID调节。
[0066]
在一个具体的实施例中,可以对当前温度值与目标温度值之间的差值值、与差值量化值之间的对应关系,例如,可以为线性函数或者非线性函数,也可以为阶梯函数。
[0067]
在一个具体的实施例中,为了避免细微的温度差别所带来的频繁的PWM占空比的调节对电子烟处理器所带来的负担,当前温度值与目标温度值之间的差值值、与差值量化值之间的对应关系可以采用阶梯函数。例如,采用如下的函数定义:
[]


[0068]
其中,E为差值量化值,为目标温度值与当前温度值之间的差值,即: Δ T= T t - T N
[0069]
在其他实施例中,当前温度值与目标温度值之间的差值、与差值量化值之间的对应关系可以采用任何的正相关的函数。
[0070]
基于相同的发明构思,本发明还提供一种电子烟,包括如上述实施例中的温度控制系统,该电子烟在进行温度控制时采用所述温度控制系统进行分段加热控制。可选的,该电子烟可以是加热型电子烟的电子烟烟杆,可以容纳例如烟丝等可抽吸材料,并且可以对该可抽吸材料进行加热以供用户进行抽吸。
[0071]
上述分段发热式温度控制系统及电子烟,路径管理模块使得某一个或多个温控电路获得电源进而使得发热元件发出热量对电子烟中的可抽吸材料整体或局部位置进行加热;中控模块向所述路径管理模块和所述温控电路发出控制信号,控制各所述温控电路调整被加热的所述发热元件的各局部位置至目标温度。通过上述系统,通过分段加热控制实现了精准控制电子烟各局部加热位置的加热温度,提高了对整个电子烟加热温度控制的准确度;且加热温度独立控制互不干涉使得加热可抽吸材料的发热体呈现不同的温度区域,提高了烘烤的均匀性,保证了烘烤烟气量前后均匀性,进而提升了用户在使用电子烟设备中的抽吸口感;另,上述温度控制系统可直接用于长支烟的加热控制技术中,解决了样性烟弹适应性问题。
[0072]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求书

[权利要求 1]
一种分段发热式温度控制系统,其特征在于,包括: 电源模块,用于给系统供电; 多段式发热元件,用于分隔出多个相互独立的发热区,并使得一个或者多个所述发热区同时发出热量对电子烟中的可抽吸材料进行局部加热; 多个温控电路,每个所述温控电路分别与所述多段式发热元件的各段电连接,每个所述温控电路用于独立监控一个发热区的加热温度; 路径管理模块,分别与所述电源模块、温控电路电连接,用于控制所述多段式发热元件对可抽吸材料的局部位置进行加热; 中控模块,分别与各所述温控电路、路径管理模块电连接,用于根据预设的分段加热策略向所述路径管理模块和各所述温控电路发出控制信号,控制各所述温控电路持续监控各发热区的加热温度至各发热区达到目标温度。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述路径管理模块包括多组相互独立的路径控制电路,所述路径控制电路包括信号输入端、第一开关单元、第一电阻和第二电阻;所述信号输入端通过第一电阻接地,同时所述信号输入端、第二电阻和第一开关单元依次电连接;所述电源模块与第一开关单元电连接,中控模块通过第二电阻与信号输入端电连接,中控模块通过向该信号输入端发送控制信号控制第一开关单元的通断。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述温控电路包括温度检测模块,所述温度检测模块分别与所述第一开关单元、所述多段式发热元件串联,以形成温度检测回路。
[权利要求 4]
根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述温控电路还包括加热控制模块;所述加热控制模块包括第二开关单元,所述中控模块向所述第二开关单元发送脉冲宽度调制信号,以控制所述发热区对所对应的可抽吸材料的局部位置进行周期性加热。
[权利要求 5]
根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述中控模块用于在检测到电子烟启动信号时,对所述分段加热策略进行解析,以确定出各发热区的加热内容,所述加热内容至少包括:不少于一个待加热的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序,以便完成所述分段加热策略的控制操作。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述中控模块确定出不少于一个待发出热量的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序的过程包括:所述中控模块用于同时或分时控制多个待加热的发热区在一定的发热间隔内持续加热。
[权利要求 7]
根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述中控模块确定出不少于一个待发出热量的发热区及针对所述不少于一个发热区的加热控制顺序的过程包括:将与可抽吸材料首端位置对应的发热区作为第一个发热区后,控制该发热区在预热时间间隔内持续加热。
[权利要求 8]
根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述中控模块用于依次将与已加热的发热区相邻的发热区确定为下一个待加热的发热区并控制该发热区在一定的发热间隔内持续加热。
[权利要求 9]
根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述中控模块还用于控制各已加热的发热区在各自所对应的发热间隔内始终保持前一相邻的已加热的发热区的加热温度低于与该发热区的加热温度。
[权利要求 10]
一种电子烟,其特征在于,包括如权利要求1-9所述的温度控制系统,所述电子烟在进行温度控制时采用所述温度控制系统进行分段加热控制。

附图