電子菸的結構原理與系統設計方案

　　簡單的說電子菸是一種低壓的微電子霧化設備，把具有菸草香味的溶液通過加熱霧化成煙霧狀，供吸菸者使用。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201710/367964.htm

　　電子菸是現代微電子技術。實際電子香菸本體是一個綜合的結構。由一個煙彈，一霧化室，智能晶片控制鋰電池建成。在產品的前端是一個操作模式指示燈，當您使用它時，能像一個真正的香菸發出光。電子菸最有趣的部分是霧化室。這就是發生神奇的一部分，是負責創建像煙霧的蒸汽，像一個真正的香菸。這蒸汽是煙液被加熱霧化的結果，即把煙彈裡的煙油加熱霧化。這時產生如煙霧般蒸汽，在吸入使用者的口中，能滿足吸菸者的渴望。

　　電子菸的結構與原理

　　電子香菸也稱為「霧化電子菸」，其與香菸有著本質上的不同，它不燃燒、只含提純的菸鹼，不含焦油、不含普通香菸含有的導致呼吸系統與心血管系統疾病的化學物質，去除了普通香菸中的其它致癌物質。

　　電子菸的基本結構如圖示，由電池（煙杆）+霧化器（煙彈）+菸嘴構成，煙杆上就有開關，底部會有燈顯示是否有電，煙油經過霧化器的加熱產生蒸汽煙，而煙油本身是有味道，所以會有各種香氣。市面上一般就有菸草、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，當使用者吸用時，該產品的前端會發出紅光，猶如真實的點燃，同時還會產生煙氣，在煙霧繚繞中，使用者能夠享受到和真實香菸一樣的意境。

　　它由不鏽鋼外殼內置鋰電池、氣流傳感器、控制電路、執行電路、大功率集成電路、高頻超聲發生器、霧化腔室、煙液芯組成。

　　其工作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。內置晶片中有氣流感測器，使該器械只有通過嘴吸氣時才產生霧化，並由微處理晶片控制各部件的工作狀態。

　　該產品和香菸一樣，通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香菸並無二致。而且該產品可以根據每次吸入的菸鹼量設置不同的規格，以適應各人的不同需要。

　　此外，內置菸鹼罐中的溶液也可根據不同的香精處方、不同的菸鹼含量等來調製多種口味的香菸味道，甚至可根據客戶的特殊需求定做客戶指定的某種品牌香菸的口味。

　　電子菸系統設計

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

　　

　　電子菸詳細設計

　　短路保護

　　採用晶片本身的低電壓復位功能來實現電子菸的短路保護，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復位的狀態，即為低電平切斷NMOS來保護MOS管。

　　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。

　

　　電路特性： 1、恆壓充電最高電壓4.2V 2、充電電流為405mA。 3、也可以調整充電電流，調整第2管腳到地的電阻，計算公式為：ICH = 1216V / RISET 其中，ICH表示充電電流，單位為安培 RISET表示ISET管腳到地的電阻，單位為歐姆 例如，如果需要405mA的充電電流，可按下面的公式計算：RISET = 1216V/0.405A = 3kΩ 為了保證良好的穩定性和溫度特性，RISET建議使用精度為1%的金屬膜電阻。通過測量ISET管腳的電壓可以檢測充電電流。充電電流可以用下面的公式計算： ICH = （VISET / RISET） × 1000。