本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电子烟电路及电子烟。
背景技术：
电子烟通过使用加热电路对具有烟草气味的烟油进行加热雾化，来模拟用户所吸食的传统香烟。目前，电子烟已被越来越广泛的使用。现有电子烟的工作原理为：电子烟中的气流传感器在感应到用户的吸气时，在用户吸气时长内持续触发气流传感开关接通电子烟中的加热电路，加热电路被接通后对烟油进行雾化。但是，现有的电子烟只能根据用户吸气时长来触发气流传感开关接通电子烟中的加热电路，这样使得用户体验不佳。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种电子烟电路及电子烟，旨在侦测使用者的吸气时间和吸气时产生的气流强度。
为实现上述目的，本发明提出一种电子烟电路，所述电子烟电路包括：
电容式咪头，被配置为感应气流强度，并根据所述气流强度，输出相应的气流强度信号；
气流侦测芯片，其输入端与所述电容式咪头的输出端连接；所述气流侦测芯片被配置为，给所述电容式咪头提供工作电流，并根据所述气流强度信号输出相应密度的脉冲密度调制信号。
可选地，所述气流侦测芯片内集成有：
震荡器电路，所述震荡器电路的输入端为所述气流侦测芯片的输入端，所述震荡器电路，被配置为根据所述气流强度信号输出对应的震荡信号；
计数器，所述计数器的输入端与所述震荡器电路的输出端连接，所述计数器被配置为，根据所述震荡信号输出对应的计数次数；
脉冲密度调制信号发生器，其输入端与所述计数器的输出端连接，所述脉冲密度调制信号发生器被配置为，根据所述计数次数生成相应密度的脉冲密度调制信号并输出。
可选地，所述气流侦测芯片内还集成有：
时钟震荡器，所述时钟震荡器的输出端与所述计数器连接，所述时钟震荡器被配置为输出参考时钟信号，以使所述计数器根据所述参考时钟信号和所述震荡信号输出计数结果；
所述计数器的所述时钟信号的输出端作为所述计数器的输出端。
可选地，所述震荡器电路包括电流源、电压比较器和第一电子开关；所述电流源的输出端与所述比较器的同相输入端、所述第一电子开关的第一导电端及所述电容式咪头的一端互连；所述电压比较器的反相输入端接入参考电压信号，所述电压比较器的输出端与所述计数器的输入端及所述第一电子开关的受控端互连；所述第一电子开关的第一导电端与在所述电容式咪头的另一端均接地。
可选地，所述第一电子开关为n-mos管，所述n-mos管的栅极与所述电压比较器的输出端连接，所述n-mos管的漏极与所述电压比较器的同相输入端连接，所述n-mos管的源极接地。
可选地，所述电子烟电路还包括：
加热体；
微处理器，所述微处理器与所述气流侦测芯片连接；所述微处理器被配置为接收所述脉冲密度调制信号，并根据所述脉冲密度调制信号控制所述加热体工作。
可选地，所述电子烟电路还包括；感应开关及电池，所述感应开关的一端与所述电池连接，所述感应开关的另一端与所述微处理器的电源端连接；所述感应开关被配置为感测使用者的动作，以根据使用者的动作进行闭合/断开，并在闭合时给微处理器提供工作电压。
可选地，所述电子烟电路还包括led灯，其中：
所述led灯与所述感应开关连接，所述led被配置为根据所述感应开关的闭合/断开状态，指示电子烟电路的工作状态。
本发明还提出一种电子烟，所述电子烟包括壳体、电控板及如上所述的电子烟电路；其中，
所述电子烟电路设置于所述电控板上；
所述电控板容置于所述壳体内。
可选地，电子烟电路的电容式咪头包括电极板及振膜，所述电极板和所述振膜均于所述壳体内。
本发明电子烟电路通过设置电容式咪头，以感应气流强度，并根据气流强度，输出相应的气流强度信号，以及气流侦测芯片，气流侦测芯片给所述电容式咪头提供工作电流，并根据气流强度信号输出相应密度的脉冲密度调制信号。根据使用者吸气产生的气流强弱，来形成不同容积的电容，再根据电容的变化产生相应的脉冲密度调制信号。本发明可以侦测使用者的吸气时间和吸气时产生的气流强度。
附图说明
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电子烟电路一实施例的电路结构示意图；
图2为正弦信号与脉冲密度调制信号输出波形示意图；
图3为线性信号与脉冲密度调制信号输出波形示意图；
图4为吸气强度和时间与气流侦测芯片的脉冲密度调制信号对应波形图；
图5为本发明电子烟电路一实施例的功能模块示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明提出一种电子烟电路。
参照图1，在本发明一实施例中，电子烟电路包括：
电容式咪头10，被配置为感应气流强度，并根据所述气流强度，输出相应的气流强度信号；
气流侦测芯片20，其输入端与所述电容式咪头10的输出端连接；所述气流侦测芯片20被配置为，给所述电容式咪头10提供工作电流，并根据所述气流强度信号输出相应密度的脉冲密度调制信号。
本实施例中，电容式咪头10等同于一个可变电容，可以采用振膜、垫片和电极板等来实现。垫片可以采用橡胶、塑料、树脂等材料制成的绝缘垫片来实现，垫片可以无外界吸力时对电极板和振膜进行电隔离，提高电容式咪头10的稳定性。振膜可以采用金属与弹性材料(如橡胶、纤维布等)相结合的方式实现，振膜和电极板在无外界吸力时可构成平行板电容器，而在外界吸力达到一定阈值时，振膜与电极板接触而导通。根据使用者的吸气程度不同，产生的气流强度也就不同，当使用者吸气时，电容式咪头10中的振膜在使用者的吸气动作下产生振动，从而减小振膜和极板之间的距离，也即改变了电容器两个极板之间的距离，由静电学可知，对于平行板电容器，有如下的关系式：
c＝ε·s/l(1)
其中，ε为介电常数，s为电极板和振膜形成的电容中，两个极板的面积，l为电极板和振膜之间的距离，由公式(1)可知，当介电常数和两板的面积不变时，电容的容量与介质的介电常数成正比，与两个极板的面积成正比，与两个极板之间的距离成反比。
并且，当使用者的吸气强度不同时，振膜和极板之间的距离的减小程度不同，最终使得电容式咪头10的电容增大程度不同。如此，即可通过电容式咪头10的电容变化量来实现使用者吸气时的气流强度检测，进而通过电容式咪头10的电容变化量来表征使用者吸气时产生的气流强度的气流强度信号。当然在其他实施例中，也可以根据气流强度的不同，改变振膜与电极板的极板面积来反映气压强度。在不同气流大小的吸力作用下，振膜与电极板的接触面积也会不同，从而使输出的电压可随气流强度不同而变化。此外，在使用者开始吸气时，电容式咪头10可以侦测到电容量的产生，而在吸气结束时，电容式咪头10的电量消失，如此电容式咪头10还可以侦测使用者的吸气时间。
气流侦测芯片20由于侦测电容式咪头10气流强度信号的输出，根据气流强度的不同，对该气流强度信号进行编码，参照图2，图2为模拟表征使用者吸气强度为正弦信号，以及正弦信号与pdm(pulsedensitymodulation，脉冲密度调制)输出波形示意图，由图2可知，在接近波峰代表吸气强度大pdm编码密度高，而气流强度信号的强度接近波谷代表吸气强度小pdm编码密度低。参照图3，图3为模拟表征使用者吸气强度为线性信号，以及线性信号与pdm(pulsedensitymodulation，脉冲密度调制)输出波形示意图。由此可知，在实际使用者吸气行为中，当吸气强度小时pulsedensity较疏甚至全低电平，而吸气强度越大时pulsedensity越来越密直至接近全高电平。
参照图4，该图为吸气强度和时间与气流侦测芯片20输出(pdm输出)之间的对应波形图。当使用者吸气时，输出产生气流强度信号，且此气流强度信号为pdm编码。吸气强度一般时输出pulsedensity较疏，当吸气强度变强时输出气流强度信号逐渐变密，以此pdm编码表示使用者吸气强度大小。
本发明电子烟电路通过设置电容式咪头10，以感应气流强度，并根据气流强度，输出相应的气流强度信号，以及气流侦测芯片20，气流侦测芯片20给所述电容式咪头10提供工作电流，并根据气流强度信号输出相应密度的脉冲密度调制信号。根据使用者吸气产生的气流强弱，来形成不同容积的电容，再根据电容的变化产生相应的脉冲密度调制信号。本发明可以侦测使用者的吸气时间和吸气时产生的气流强度。
参照图1，在一实施例中，所述气流侦测芯片20内集成有：
震荡器电路21，所述震荡器电路21的输入端为所述气流侦测芯片20的输入端，所述震荡器电路21，被配置为根据所述气流强度信号输出对应的震荡信号；
计数器22，所述计数器22的输入端与所述震荡器电路21的输出端连接，所述计数器22被配置为，根据所述时钟信号输出对应的计数次数；
脉冲密度调制信号发生器23，其输入端与所述计数器22的输出端连接，所述脉冲密度调制信号发生器23被配置为，根据所述计数次数生成相应密度的脉冲密度调制信号并输出。
本实施例中，震荡器电路21用于给电容式咪头10提供工作电流，并控制电容式咪头10周期性地进行充电，并周期性的把存储于电容式咪头10中的能量释放出来，震荡器电路21的输入端接到咪头，藉由内部电流对咪头电容充放电形成震荡器电路21(oscillator)产生时钟输出。使得震荡器电路21输出的时钟信号发生变化。震荡器电路21可输出与表征电容式咪头10的电容变化量的使用者气流强度的气流强度信号对应的时钟信号，判断单位时间内咪头震荡器频率变化大小(吸气强度)，以此反应到计数器22(counter)计数次数。计数器22根据时钟信号输出对应的计数结果，以使脉冲密度调制信号发生器23利用此时钟周期来对计数结果进行编码，并生成对应的脉冲密度调制信号并输出。
参照图1，在一实施例中，所述气流侦测芯片20内还集成有：
时钟震荡器24，所述时钟震荡器24的输出端与所述计数器22连接，所述时钟震荡器24被配置为输出参考时钟信号vth，以使所述计数器22根据所述参考时钟信号vth和所述震荡信号输出计数结果；
所述计数器22的所述时钟信号的输出端作为所述计数器22的输出端。
本实施例中，时钟震荡器24为计数器22提供一个参考时钟信号vth，如此，计数器22可以将震荡器电路21输出端的时钟信号，与自身存储的该参考时钟信号vth进行比较，以得到比较结果。具体的，在某一时间段内，若时钟信号的电平高于参考时钟信号vth对应的电平，则将该时间段内的时钟信号记为高电平。返之，若时钟信号的电平低于参考时钟信号vth对应的电平，则将该时间段内的时钟信号记为低电平，并将时钟信号中的高电平和低电平分别对应的时间段作为比较结果。由于计数器22是对与使用者气流强度的气流强度信号对应的时钟信号进行计数的，因此计数器22得到的计数结果能够表征使用者吸气时的气流强度，脉冲密度调制信号发生器23则可以根据高电平和低电平的疏密来产生pdm编码信号。从而在吸气强度一般时输出脉冲密度较疏，当吸气强度变强时脉冲密度则逐渐变密，以此pdm编码表示使用者吸气时的气流强度大小。
参照图1，在一实施例中，所述震荡器电路21包括电流源i1、电压比较器u1和第一电子开关q1；所述电流源i1的输出端与所述比较器的同相输入端、所述第一电子开关q1的第一导电端及所述电容式咪头10的一端互连；所述电压比较器u1的反相输入端接入参考电压信号，所述电压比较器u1的输出端与所述计数器22的输入端及所述第一电子开关q1的受控端互连；所述第一电子开关q1的第一导电端与在所述电容式咪头10的另一端均接地。
本实施例中，第一电子开关q1可以为n-mos管或者npn管等开关管，在采用为n-mos管来实现时，所述n-mos管的栅极与所述电压比较器u1的输出端连接，所述n-mos管的漏极与所述电压比较器u1的同相输入端连接，所述n-mos管的源极接地。
n-mos管受控于电压比较器u1，电压比较器u1的反相输入端接入参考电压信号，该参考电压信号可以根据第一电子开关q1的开启电压进行设置，例如在采用mos管和npn三极管来实现时，可以设置为0.7v，电压比较器u1的同相输入端与电容式咪头10连接。在使用者吸气而使电容式咪头10形成平板电容器时，电容储能的电容较少，电流源i1给电容式咪头10提供工作电压充电。在起始充电时电容式咪头10存储的电能小于参考电压信号的电压值，体现为低电位(小于vth)，此时电压比较器u1输出端则输出低电位的控制信号，n-mos管处于截止状态，体现为off。随后电流源i1持续给对电容式咪头10充电，使同相输入端cap电位逐渐升高。当高于反相输入端的参考电压信号vth的电压值时，比较器输出由低电位转高电位。此时n-mos管则由截止状态off转导通状态on，并将电容式咪头10的电位cap拉低电位至0v，电容式咪头10开始快速放电。电压比较器u1输出由高电位转低电位，n-mos管由导通状态on转截止状态off，而电容式咪头10则先进行放电，放电后再次由电流源i1充电使同相输入端的电位逐渐升高，以此循环产生震荡，并输出始终信号。由于气流强度的不同，电容式咪头10的容量则会不同，因此电容式咪头10的充电时间则会不同，进而震荡时，产生的时钟信号也就不同，计数器22记得的高低电平的疏密也就不同。由此，则可以通过脉冲密度调制信号发生器23根据气流强度产生疏密程度不同的pdm编码信号。并且，使用者吸气的时间也能从震荡时间的长短进行体现。也即，脉冲密度调制信号发生器23的dm编码信号也可以用于表征使用者的吸气持续时间长短。
参照图5，在一实施例中，所述电子烟电路还包括：
加热体30；
微处理器40，所述微处理器40与所述气流侦测芯片20连接；所述微处理器40被配置为接收所述脉冲密度调制信号，并根据所述脉冲密度调制信号控制所述加热体30工作。
本实施例中，加热体30可以包括电阻加热丝(即电阻丝)、加热棒、加热垫等，加热体30基于微控制器的控制，以在使用者吸气时对烟油进行加热，使烟油雾化。微处理器40可以建立脉冲密度调制信号的疏密和温度之间的映射关系，以及pdm编码信号的持续时间和加热体30的持续时间之间的映射关系并进行存储。如此，微处理器40即可以根据气流侦测芯片20输出表征吸烟者吸力的大小的脉冲密度调制信号，控制加热体30的温度，达到调整雾化量大小和浓度的目的，使雾化量根据使用者的吸气强度进行调整，提高吸烟口感，防止功率浪费。微处理器40还可以根据气流侦测芯片20输出表征吸烟者吸气时间的脉冲密度调制信号，控制加热电路的工作时间。如此设置，使得电子烟可以根据使用者吸气时的气流强度来控制加热体30的工作温度，还可以根据使用者吸气时产生的气流持续时间来控制加热体30的工作时间，有利于提高使用者的吸食体验。
参照图5，在一实施例中，所述电子烟电路还包括；感应开关50及电池60，所述感应开关50的一端与所述电池60连接，所述感应开关50的另一端与所述微处理器40的电源端连接；所述感应开关50被配置为感测使用者的动作，以根据使用者的动作进行闭合/断开，并在闭合时给微处理器40提供工作电压。
本实施例中，感应开关50用于感应使用者是否进行吸气动作，若使用者需要吸食电子烟并进行吸气动作时，感应开关50被感应而闭合，从而给微处理器40提供工作电压。在一些实施例中感应开关50可以由电容式咪头10来实现，也即电容式咪头10可以进行复用，既可以输出表征气流强度的电压信号，同时也可以控制微处理器40的电源电压。或者，感应开关50也可以受控于电容式咪头10，在被电容式咪头10触发时，控制微处理器40的工作。
参照图5，在一实施例中，所述电子烟电路还包括led灯70，其中：
所述led灯70与所述感应开关50连接，所述led被配置为根据所述感应开关50的闭合/断开状态，指示电子烟电路的工作状态。
其中，led灯70用于指示电子烟电路的工作状态，感应开关50还可以设置在电容式咪头10的输出端与led之间，感应开关50被所述电容式咪头10触发时接通led灯70。具体地，在该实施例中，当电容式咪头10感应到使用者的吸气时，触发感应开关50。感应开关50被触发后，会接通led灯70，此时电子烟电路的加热体30和led灯70同时工作。这样可使得电子烟更加形象的模拟传统香烟，从而可进一步的提高使用者体验。
本发明还提出一种电子烟。本发明还提出一种电子烟，所述电子烟包括如上所述的电子烟。该电子烟的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电子烟中使用了上述电子烟，因此，本发明电子烟的实施例包括上述电子烟全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
电子烟包括壳体(图未示出)、电控板(图未示出)及如上所述的电子烟电路；其中，
所述电子烟电路设置于所述电控板上；
所述电控板容置于所述壳体内。
该壳体可以用于现成电子烟的烟杆，感应开关50设于电子烟的烟杆处，且其感应侧朝向所述烟杆内部；所述电子烟的电子烟电路设在烟杆内。
在一实施例中，电子烟电路的电容式咪头10包括电极板及振膜，所述电极板和所述振膜均设置于所述壳体内。
壳体可以围合形成气流通道，当使用者进行吸气动作，而使得气流通道中的空气流动时，特别振膜一侧有气流经过时，便会使得气流通道内部的气压发生变化，振膜在气压的作用下会朝向电极板一侧发生形变，使得振膜与电极板相互靠近而改变两板间的距离，进而形成平板电容；气流通道内没有空气流动时或者气流流速较小时，即便是振膜有变形，但是变形不足以使振膜与所述电极板形成电容。电容式咪头10根据使用者的吸气大小，使其容量发生变化，容量的变化被电子烟电路中的气流侦测芯片20并产生与该电容变化量对应的pdm编码信号的持续时间和加热体30的持续时间之间的映射关系并进行存储。如此，微处理器40即可以根据气流侦测芯片20输出表征吸烟者吸力的大小的脉冲密度调制信号，控制加热体30的温度，达到调整雾化量大小和浓度的目的，使雾化量根据使用者的吸气强度进行调整，提高吸烟口感，防止功率浪费。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：
1.一种电子烟电路，其特征在于，所述电子烟电路包括：
电容式咪头，被配置为感应气流强度，并根据所述气流强度，输出相应的气流强度信号；
气流侦测芯片，其输入端与所述电容式咪头的输出端连接；所述气流侦测芯片被配置为，给所述电容式咪头提供工作电流，并根据所述气流强度信号输出相应密度的脉冲密度调制信号。
2.如权利要求1所述的电子烟电路，其特征在于，所述气流侦测芯片内集成有：
震荡器电路，所述震荡器电路的输入端为所述气流侦测芯片的输入端，所述震荡器电路，被配置为根据所述气流强度信号输出对应的震荡信号；
计数器，所述计数器的输入端与所述震荡器电路的输出端连接，所述计数器被配置为，根据所述震荡信号输出对应的计数次数；
脉冲密度调制信号发生器，其输入端与所述计数器的输出端连接，所述脉冲密度调制信号发生器被配置为，根据所述计数次数生成相应密度的脉冲密度调制信号并输出。
3.如权利要求2所述的电子烟电路，其特征在于，所述气流侦测芯片内还集成有：
时钟震荡器，所述时钟震荡器的输出端与所述计数器连接，所述时钟震荡器被配置为输出参考时钟信号，以使所述计数器根据所述参考时钟信号和所述震荡信号输出计数结果；
所述计数器的所述时钟信号的输出端作为所述计数器的输出端。
4.如权利要求2所述的电子烟电路，其特征在于，所述震荡器电路包括电流源、电压比较器和第一电子开关；所述电流源的输出端与所述比较器的同相输入端、所述第一电子开关的第一导电端及所述电容式咪头的一端互连；所述电压比较器的反相输入端接入参考电压信号，所述电压比较器的输出端与所述计数器的输入端及所述第一电子开关的受控端互连；所述第一电子开关的第一导电端与在所述电容式咪头的另一端均接地。
5.如权利要求4所述的电子烟电路，其特征在于，所述第一电子开关为n-mos管，所述n-mos管的栅极与所述电压比较器的输出端连接，所述n-mos管的漏极与所述电压比较器的同相输入端连接，所述n-mos管的源极接地。
6.如权利要求1至5任意一项所述的电子烟电路，其特征在于，所述电子烟电路还包括：
加热体；
微处理器，所述微处理器与所述气流侦测芯片连接；所述微处理器被配置为接收所述脉冲密度调制信号，并根据所述脉冲密度调制信号控制所述加热体工作。
7.如权利要求6所述的电子烟电路，其特征在于，所述电子烟电路还包括；感应开关及电池，所述感应开关的一端与所述电池连接，所述感应开关的另一端与所述微处理器的电源端连接；所述感应开关被配置为感测使用者的动作，以根据使用者的动作进行闭合/断开，并在闭合时给微处理器提供工作电压。
8.如权利要求7所述的电子烟电路，其特征在于，所述电子烟电路还包括led灯，其中：
所述led灯与所述感应开关连接，所述led被配置为根据所述感应开关的闭合/断开状态，指示电子烟电路的工作状态。
9.一种电子烟，其特征在于，所述电子烟包括壳体、电控板及如权利要求1-8任一项所述的电子烟电路；其中，
所述电子烟电路设置于所述电控板上；
所述电控板容置于所述壳体内。
10.如权利要求9所述的电子烟，其特征在于，电子烟电路中的电容式咪头包括电极板及振膜，所述电极板和所述振膜均于所述壳体内。
技术总结
本发明公开一种电子烟电路及电子烟，该电子烟电路包括：电容式咪头，被配置为感应气流强度，并根据气流强度，输出相应的气流强度信号；气流侦测芯片，其输入端与电容式咪头的输出端连接；气流侦测芯片被配置为，给电容式咪头提供工作电流，并根据气流强度信号输出相应密度的脉冲密度调制信号。本发明有利于侦测使用者的吸气时间和吸气时产生的气流强度。
技术研发人员：林庆宗
受保护的技术使用者：歌尔微电子有限公司
技术研发日：.10.29
技术公布日：.02.18
