气溶胶生成装置的制作方法

1.本技术实施例涉及气溶胶生成技术领域，尤其涉及一种气溶胶生成装置。


背景技术：

2.烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。
3.此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。现有的加热装置，构成功率输出的主电路是电芯通过一个开关管直接向加热器件输出功率；当控制开关管的主控芯片出现死机等情形时，在死机状态下可能导致开关管呈导通的状态产生安全问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种气溶胶生成装置，被配置为加热气溶胶前体基质生成气溶胶；包括：
5.电芯；
6.加热器，用于加热气溶胶前体基质；
7.串联的第一开关管和第二开关管，被构造成在所述电芯和加热器之间引导电流；
8.控制器，被配置为控制所述第一开关管的导通和断开；
9.时钟芯片，被配置为控制所述第二开关管的导通和断开，并周期性地对所述控制器进行复位。
10.在优选的实施中，所述控制器选择性地对所述第一开关管的受控端在上拉配置和下拉配置之间进行配置，进而控制所述的导通和断开。
11.在优选的实施中，所述开关管被配置为当受控端在上拉配置时断开、以及当受控端在下拉配置时导通。
12.在优选的实施中，还包括：
13.上拉电阻和第三开关管；
14.所述第一开关管的受控端通过所述上拉电阻连接至所述电芯的正极、以及通过第三开关管接地；
15.所述控制器被配置为通过控制第三开关管的导通和断开，进而改变所述第一开关管的受控端在上拉和下拉之间进行配置。
16.在优选的实施中，所述第一开关管沿所述电流的方向位于所述加热器的上游；
17.所述第二开关管沿所述电流的方向位于所述加热器的下游。
18.在优选的实施中，还包括：
19.第一分压电阻，与所述加热器串联；
20.过流监测单元，用于监测流过所述第一分压电阻的电流；
21.所述控制器被配置为当流过所述第一分压电阻的电流大于阈值时断开所述第一开关管。
22.在优选的实施中，所述过流监测单元包括具有第一采样端、第二采样端和输出端的运算放大器；其中，
23.所述第一采样端与所述第一分压电阻的第一端连接；
24.所述第二采样端与所述第一分压电阻的第二端连接；
25.所述输出端与所述控制器连接。
26.在优选的实施中，所述第一开关管的第一端与所述电芯的正极连接、第二端与所述第一分压电阻的第一端连接；
27.所述加热器的第一端与所述第一分压电阻的第二端连接、第二端通过所述第二开关管与所述电芯的负极连接。
28.在优选的实施中，所述气溶胶前体基质包括固体类基质或液体类基质。
29.在优选的实施中，所述加热器是电阻加热器、或电致的红外发射器。
30.以上气溶胶生成装置通过第一开关管、第二开关管、以及时钟芯片共同实现加热输出的安全性，在任何情况下都不会出现一直持续输出；相比能避免目前常规的电路中采用单一的开关管供电容易出现死机、过流/短路输出等的安全问题。
附图说明
31.一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。
32.图1是本技术一实施例提供的气溶胶生成装置的示意图；
33.图2是图1中电路的一个实施例的结构框图；
34.图3是图2中电路一个实施例的基本组件的示意图。
具体实施方式
35.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施方式，对本技术进行更详细的说明。
36.本技术的一个实施例提出一种气溶胶生成装置，通过加热气溶胶前体基质以产生供抽吸的气溶胶。其中，气溶胶前体基质优选采用加热时从基质中释放的挥发化合物的含烟草的材料；或者也可以是能够加热之后适合于气溶胶生成装置的非烟草材料。气溶胶前体基质优选采用固体基质，可以包括香草叶、烟叶、均质烟草、膨胀烟草中的一种或多种的粉末、颗粒、碎片细条、条带或薄片中的一种或多种；或者，固体基质可以包含附加的烟草或非烟草的挥发性香味化合物，以在基质受热时被释放。
37.或者在其他的实施方式中，气溶胶前体基质可以是液体基质，将液体基质盛装在一存储腔中，并被吸收到多孔材料中，多孔材料可以由任意适合吸收液体基质的泡沫金属、多孔陶瓷、纤维棉、玻纤、聚丙烯等，液体基质可以在使用之前保留于多孔材料之中。作为优选，采用液体基质时，气溶胶生成装置还可以包括能适合于烟油基质的至少一个加热元件。
38.图1示出了一个实施例的加热固体气溶胶前体基质a例如烟支的气溶胶生成装置
的结构示意图，包括：
39.用于供电的电芯10；
40.腔室，气溶胶前体基质a可移除地接收在腔室内；
41.加热器30，至少一部分在腔室内延伸，用于加热于腔室内的气溶胶前体基质a；
42.电路20，用于在电芯10和加热器30之间引导电流，以使加热器30在电芯10的供电下工作。
43.根据图1所示的优选实施，加热器30被构造成呈销钉或者刀片状的形状，进而对于插入至气溶胶前体基质a内是有利的；例如大约具有12毫米的长度、大约4毫米的宽度和大约0.5毫米的厚度。在其他的变化实施中，加热器30还可以被构造成圆筒状或管状的形状，在使用时其内部空间形成用于接收气溶胶前体基质a的腔室，并通过对气溶胶前体基质a的外周加热的方式，生成供吸食的气溶胶。
44.在一个可选的实施中，加热器30是电阻加热器，通过接收直流电流而电阻发热。在一些实施中，电阻加热器是包括电阻性的金属或合金，例如镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金等等。
45.或者在其他的可选实施中，加热器30是电致的红外加热器，通过接收直流电流后向气溶胶前体基质a辐射红外线以加热气溶胶前体基质a。在一些实施中，电致的红外加热器包括电致的红外辐射材料，例如由mg、al、ti、zr、mn、fe、co、ni、cu、cr等至少一种金属元素的氧化物组成。
46.进一步参见图2和图3所示，气溶胶生成装置的电路20的构造包括：
47.第一开关管q1和第二开关管q2；电芯10通过该第一开关管q1和第二开关管q2向加热器30提供电能，进而由它们构成实现加热的主电路部分。
48.在以上主电路部分之外，电路20还包括有控制相关、以及安全监测相关的部分，具体包括：
49.mcu控制器21；
50.过流检测单元22，用于监测以上电芯10与加热器30构成的回路即主电路的电流值，防止当电流过大时产生安全问题；
51.时钟芯片23，用于控制开关管q2的导通和断开；具体在实施中，时钟芯片23是由mcu控制器21控制的，并根据设定的周期对mcu控制器21进行重置或复位，防止当mcu控制器21死机和程序跑飞时主电路始终导通使得加热器30一直加热产生安全问题。
52.在实施中，时钟芯片23是具有通常时间管理相关功能的芯片，常用的这一类时间芯片23型号有ds1302、ds1307、ds1337、pcf8563等等。在图3所示的实施例中，时钟芯片23采用的是setc01型号。
53.进一步参见图3所示，电路20中主电路的细节构造包括：
54.开关管q1，第一端与电芯10的正极连接、第二端与标准电阻r1的第一端连接；
55.标准电阻r1的第二端与加热器30的第一端连接之后，形成串联分压；进而过流检测单元22通过采样和监测标准电阻r1两端的电压值，计算后即可获得流过主电路电流，
56.加热器30的第二端通过开关管q2接地，进而与电芯10的负极连通，形成完整的回路。
57.在以上实施中，主电路的各个器件是串联的；在图3所示的电路20中，开关管q1和
开关管q2是分别位于加热器30的上游和下游。在其他的变化实施中，开关管q1和开关管q2可以是串联后同时位于加热器30的上游、或同时位于加热器30的下游的。
58.进一步开关管q1的受控端是由mcu控制器21通过控制信号pwm1控制的；具体在图3所示的实例中是通过对开关管q1的受控端上拉和下拉使其断开和导通的。进一步根据图3所示，电路20包括：上拉电阻r6和第三开关管q3；其中，
59.开关管q1的受控端通过上拉电阻r6与电芯10的正极连接，进而被钳位在高电平形成上拉；
60.同时开关管q1的受控端还通过第三开关管q3接地，进而当mcu控制器21通过控制信号pwm1导通开关管q3时，开关管q1的受控端的电势被下拉至接地电势0的低电平；进而使开关管q1的受控端通过这一电位的变化由断开切换为导通。
61.过流检测单元22主要包括：
62.运算放大器u1，可以通过两个信号采样的引脚in 和in
‑
分别连接至标准电阻r1以采样标准电阻r1两端的电压值，并根据该电压值运算生成表示主电路的电流，后由输出端out输出给mcu控制器21。当结果中主电路的电流超过阈值，则mcu控制器21控制开关管q1断开，形成安全防护。
63.在图3所示的优选实施中，过流检测单元22还包括：
64.串联的分压电阻r3和分压电阻r4，它们一端与标准电阻r1的第二端连接、另一端通过接地与电芯10的负极连通形成完整的回路；
65.进一步再通过mcu控制器21的一个采样功能的引脚检测分压电阻r4的对地电压，计算出加热器30的阻值。在进一步的安全防护措施方面，mcu控制器21根据以上运算放大器u1输出的结果、以及该加热器30的阻值的结果，可以作为判断主电路中是否短路的参考和依据。
66.进一步参见图3所示，时钟芯片23采用的是常用的setc01芯片，其受控端口pwm与mcu控制器21连接，进而由mcu控制器21的控制信号pwm2控制。时钟芯片23设定的工作周期可以通过端口tpf连接的电阻r5的阻值大小进行调整。时钟芯片23通过控制输出端口gdry控制开关管q2的导通和断开。同时，时钟芯片23还可以通过复位输出端口rst输出复位信号给mcu控制器21对其进行复位。
67.在图3所示的实施例中，电路20还包括有若干电阻、电容等基本元器件，它们在电路20中是常规的降压、限流、滤波等的作用，不做详细赘述。
68.具体图3所示的电路20的运行内容包括：
69.s10，当用户通过手动开关、抽吸动作等方式启动气溶胶生成装置时，mcu控制器21同时输出两路控制信号，即pwm1控制信号和pwm2控制信号；当然，在正常的控制输出中pwm1控制信号和pwm2控制信号是同步的、且它们的占空比是相同的；其中，
70.pwm1控制信号使开关管q3导通进而形成下拉，即可进一步控制导通开关管q1导通；时钟芯片23根据pwm2控制信号通过输出端口gdry向开关管q2输出高电平，即可进一步导通开关管q2；此时主电路形成通路，电芯10向加热器30供电，加热气溶胶前体基质a生成气溶胶供用户抽吸。
71.s20，在加热器30加热的过程中，mcu控制器21按照一定的频次采样运算放大器u1的输出信号和/或按照一定的频率采样电阻r4的对地电压；当它们中任意一个的采样结果
超过阈值时，控制开关管q1断开，以防止过流和短路。
72.s30，当mcu控制器21仅发出一路控制信号时，开关管q1和开关管q2不会同时打开，可以杜绝mcu控制器21某一路异常开启加热的情形。
73.s40，当mcu控制器21同时发出以上两路控制信号，且时钟芯片23达到的工作周期时，则时钟芯片23自动调节输出端口gdry向开关管q2输出低电平，则开关管q2断开停止加热器30的加热；并且时钟芯片23同时由复位输出端口rst发出一个复位信号给mcu控制器21的复位端口，使mcu控制器21重启。则能在周期内实施重启mcu控制器21，防止mcu控制器21死机或程序跑飞之后加热器30始终处于加热的状态。
74.进而从以上可以看出，开关管q1、开关管q2、以及时钟芯片23共同实现加热输出的安全性，使加热系统在任何情况下都不会出现一直持续输出；相比能避免目前常规的电路中采用单一的开关管供电容易出现死机、过流/短路输出等的安全问题。
75.需要说明的是，本技术的说明书及其附图中给出了本技术的较佳的实施例，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技术所附权利要求的保护范围。