基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统的制作方法

1.本实用新型涉及加热烟具电池温度控制技术领域，尤其涉及一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统。


背景技术：

2.目前，加热烟具电源以锂电池为主，由于其具有使用寿命长，密度大，循环性好等优点，得以广泛应用。然而，锂电池放电性能受外部温度影响较大，据公开资料显示，其在-20℃下放电容量只有25℃条件下的31％，这将严重影响了器具在寒带户外条件下的正常使用。
3.为了改进锂电池低温性能，业内主要以改善电解液成分及配比方式，来提升其低温性能，不过提升效果稍逊。
4.因此，亟需一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，以解决上述现有技术中的问题，能够大幅提升加热烟具电源在户外严寒条件下的续航能力，提升用户体验。
6.本实用新型提供了一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，包括：
7.加热烟具电源、温度调节组件和电池温度控制电路，其中，所述温度调节组件包裹在所述加热器具电源外周，所述温度调节组件包括温度检测单元和加热单元，所述电池温度控制电路包括模数转换器、微控制器和升温驱动器件，其中，所述模数转换器的一端和所述温度检测单元连接，另一端和所述微控制器的输入端连接，所述升温驱动器件的一端和所述微控制器的输出端连接，另一端和所述加热单元连接。
8.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述加热单元包括导热材料层和设置在所述导热材料层中的加热电阻r4，所述加热电阻r4包括由弯折线形成的电阻导电加热轨迹。
9.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述升温驱动器件包括mos管，所述加热电阻r4的一端与mos管m1的源极连接，另一端与所述加热烟具电源的负极连接。
10.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述加热单元还包括设置在所述电阻导电加热轨迹中间位置的弯折线、设置在所述电阻导电加热轨迹一端的粘合涂层和设置在所述电阻导电加热轨迹另一端的外部接口，所述加热单元通过所述弯折线对所述加热烟具电源进行包裹，所述加热单元通过所述粘合涂层与所述加热烟具电源进行封口粘连，所述加热单元通过所述外部接口与所述电池温度控制电路连接。
11.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述温度调节组件还包括设置在所述加热单元上方的保温层，和/或所述温度调节组件还包括设
置在所述加热单元下方的绝缘层。
12.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述温度检测单元包括ntc测温电阻r2和与所述ntc测温电阻r2连接的限流电阻r1，所述限流电阻r1的另一端与所述加热烟具电源的正极连接，所述ntc测温电阻r2的另一端与所述加热烟具电源的负极连接。
13.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述ntc测温电阻r2设置在所述导热材料层和所述绝缘层之间。
14.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述电池温度控制电路还包括温度补偿电阻r3，一端与所述微控制器的adc引脚连接，另一端与所述加热烟具电源的负极连接。
15.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述微控制器的i/o引脚与所述mos管m1的栅极连接，所述微控制器的电源端与所述加热烟具电源的正极连接，所述微控制器的接地端与所述加热烟具电源的负极连接，所述mos管m1的漏极与所述加热烟具电源的正极连接。
16.如上所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其中，优选的是，所述模数转换器内置于所述微控制器中。
17.本实用新型提供一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，通过温度检测单元对加热烟具电源的外周温度进行实时检测，由模数转换器处理之后微控制器转换为加热使能控制信号，进而驱动升温驱动器件产生加热电流，进而使加热单元根据加热电流对加热烟具电源的外周进行辐射加热，从而实现对加热烟具电源温度的智能化控制，能够使加热烟具电源的外周温度在低温条件下恒定在接近室温的温度，能够有效解决现有加热烟具电池在寒带户外使用面临的续航严重缩水，放电能力差的问题，大幅提升加热烟具电源在户外严寒条件下的续航能力，提升用户体验。
附图说明
18.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：
19.图1为本实用新型提供的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统的实施例的结构框图；
20.图2为本实用新型提供的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统的温度调节组件实施例的剖视图；
21.图3为本实用新型提供的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统的加热单元实施例的俯视图；
22.图4为本实用新型提供的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统的实施例的电路原理图。
23.附图标记说明：
24.1-加热烟具电源
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2-温度调节组件
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3-电池温度控制电路
25.21-温度检测单元
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22-加热单元
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23-保温层
26.24-绝缘层
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221-导热材料层
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222-电阻导电加热轨迹
27.223-弯折线
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224-粘合涂层
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225-外部接口
28.31-模数转换器
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32-微控制器
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33-升温驱动器件
具体实施方式
29.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。
30.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。
31.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。
32.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。
33.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。
34.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其包括：加热烟具电源1、温度调节组件2和电池温度控制电路3，其中，所述温度调节组件2包裹在所述加热器具电源1外周，所述温度调节组件2包括温度检测单元21和加热单元22，所述电池温度控制电路3包括模数转换器31、微控制器32(microcontroller unit，mcu)和升温驱动器件33，其中，所述模数转换器31的一端和所述温度检测单元21连接，另一端和所述微控制器32的输入端连接，所述升温驱动器件33的一端和所述微控制器32的输出端连接，另一端和所述加热单元22连接。
35.其中，所述模数转换器31内置于所述微控制器32中。作为一个示例而非限定，所述微控制器32的型号为cc1310。本实用新型在其他实施例中，微控制器32可以为单片机。
36.进一步地，所述加热烟具电源1为锂电池，其提供的直流电压为3v-5v，例如为4.3v，需要说明的是，本实用新型对加热烟具电源1的类型及电压不作具体限定。
37.在工作中，在操作人员使用加热烟具进行抽吸的过程中，利用温度检测单元21检测加热烟具电源1的外周温度，并将其转换为模拟测温电压，通过模数转换器31将连续的模拟测温电压转换为离散的数字测温电压，通过微控制器32输出加热使能控制信号，驱动升温驱动器件33产生加热电流，进而使加热单元22根据加热电流对加热烟具电源1的外周进
行辐射加热，从而实现对加热烟具电源温度的智能化控制。
38.具体地，在测温端数字测温电压低于预设最低温度电压阈值时，通过微控制器32、升温驱动器件33和加热单元22，可以升高加热烟具电源1外周的温度并维持在接近室温的20℃附近；进一步地，在测温端数字测温电压高于预设最高温度电压阈值时，利用所述微控制器32产生加热中断信号，以通过升温驱动器件33驱动加热单元22中断工作，中断加热进程，这样可以对加热烟具电源1进行过热保护。其中，示例性地，最低温度电压阈值为0℃时所对应的电压值。预设最高温度电压阈值为40℃时所对应的电压值。需要说明的是，本实用新型对预设最低温度电压阈值以及预设最高温度电压阈值不作具体限定。
39.由此，相对于现有技术而言，通过温度检测单元对加热烟具电源的外周温度进行实时检测，由模数转换器处理之后微控制器转换为加热使能控制信号，进而驱动升温驱动器件产生加热电流，进而使加热单元根据加热电流对加热烟具电源的外周进行辐射加热，从而实现对加热烟具电源温度的智能化控制，能够使加热烟具电源的外周温度在低温条件下恒定在接近室温的温度，能够有效解决现有加热烟具电池在寒带户外使用面临的续航严重缩水，放电能力差的问题，大幅提升加热烟具电源在户外严寒条件下的续航能力，提升用户体验。
40.如图2所示，所述加热单元22包括导热材料层221和设置在所述导热材料层221中的加热电阻r4，如图3所示，所述加热电阻r4包括由弯折线形成的电阻导电加热轨迹222。借助于导热材料层和加热电阻r4，加热单元22能够实现电控升温及均匀加热。
41.进一步地，在本实用新型中，所述升温驱动器件33为mos管，如图4所示，所述加热电阻r4的一端与mos管m1的源极连接，另一端与所述加热烟具电源1的负极连接。其中，加热电阻r4的阻值为10ω。
42.进一步地，如图3所示，所述加热单元22还包括设置在所述电阻导电加热轨迹222中间位置的弯折线223、设置在所述电阻导电加热轨迹222一端的粘合涂层224和设置在所述电阻导电加热轨迹222另一端的外部接口225，所述加热单元22通过所述弯折线223对所述加热烟具电源1进行包裹，所述加热单元22通过所述粘合涂层224与所述加热烟具电源1进行封口粘连，所述加热单元22通过所述外部接口225与所述电池温度控制电路3连接。
43.在使用加热烟具之前，需要将温度调节组件2和电池温度控制电路3与加热烟具电源1组装在一起，具体而言，操作人员将加热单元22沿弯折线223包裹器具内部的加热烟具电源1；然后将粘合涂层224与加热烟具电源1粘连在一起；接着，将外部接口225与电池温度控制电路3焊接在一起。
44.更进一步地，如图2所示，所述温度调节组件2还包括设置在所述加热单元22上方的保温层23和设置在所述加热单元22下方的绝缘层24。保温层附着于本实用新型的加热烟具电源保护系统的外周，具备隔绝外部低温环境，以维持内部温度的作用。通过绝缘层24，可以对加热单元22所产生的漏电流进行抑制，从而保护加热烟具电源1。
45.进一步地，如图4所示，所述温度检测单元21包括ntc测温电阻r2和与所述ntc测温电阻r2连接的限流电阻r1，所述限流电阻r1的另一端与所述加热烟具电源1的正极连接，所述ntc测温电阻r2的另一端与所述加热烟具电源1的负极连接。具体地，如图2所示，所述ntc测温电阻r2设置在所述导热材料层221和所述绝缘层24之间。其中，限流电阻r1的阻值为30kω，ntc测温电阻r2的阻值为1kω。
46.如图4所示，所述电池温度控制电路3还包括温度补偿电阻r3，一端与所述微控制器32的adc引脚连接，另一端与所述加热烟具电源1的负极连接。其中，温度补偿电阻r3的阻值为100ω。
47.更进一步地，如图4所示，所述微控制器32的i/o引脚与所述mos管m1的栅极连接，所述微控制器32的电源端与所述加热烟具电源1的正极连接，所述微控制器32的接地端与所述加热烟具电源1的负极连接，所述mos管m1的漏极与所述加热烟具电源1的正极连接。
48.本实用新型实施例提供的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，通过温度检测单元对加热烟具电源的外周温度进行实时检测，由模数转换器处理之后微控制器转换为加热使能控制信号，进而驱动升温驱动器件产生加热电流，进而使加热单元根据加热电流对加热烟具电源的外周进行辐射加热，从而实现对加热烟具电源温度的智能化控制，能够使加热烟具电源的外周温度在低温条件下恒定在接近室温的温度，能够有效解决现有加热烟具电池在寒带户外使用面临的续航严重缩水，放电能力差的问题，大幅提升加热烟具电源在户外严寒条件下的续航能力，提升用户体验。
49.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。
50.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。

技术特征：
1.一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，包括：加热烟具电源、温度调节组件和电池温度控制电路，其中，所述温度调节组件包裹在所述加热烟具电源外周，所述温度调节组件包括温度检测单元和加热单元，所述电池温度控制电路包括模数转换器、微控制器和升温驱动器件，其中，所述模数转换器的一端和所述温度检测单元连接，另一端和所述微控制器的输入端连接，所述升温驱动器件的一端和所述微控制器的输出端连接，另一端和所述加热单元连接。2.根据权利要求1所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述加热单元包括导热材料层和设置在所述导热材料层中的加热电阻r4，所述加热电阻r4包括由弯折线形成的电阻加热轨迹。3.根据权利要求2所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述升温驱动器件包括mos管，所述加热电阻r4的一端与mos管m1的源极连接，另一端与所述加热烟具电源的负极连接。4.根据权利要求2所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述加热单元还包括设置在所述电阻加热轨迹中间位置的弯折线、设置在所述电阻加热轨迹一端的粘合涂层和设置在所述电阻加热轨迹另一端的外部接口，所述加热单元通过所述弯折线对所述加热烟具电源进行包裹，所述加热单元通过所述粘合涂层与所述加热烟具电源进行封口粘连，所述加热单元通过所述外部接口与所述电池温度控制电路连接。5.根据权利要求3所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述温度调节组件还包括设置在所述加热单元上方的保温层，和/或所述温度调节组件还包括设置在所述加热单元下方的绝缘层。6.根据权利要求5所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述温度检测单元包括ntc测温电阻r2和与所述ntc测温电阻r2连接的限流电阻r1，所述限流电阻r1的另一端与所述加热烟具电源的正极连接，所述ntc测温电阻r2的另一端与所述加热烟具电源的负极连接。7.根据权利要求6所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述ntc测温电阻r2设置在所述导热材料层和所述绝缘层之间。8.根据权利要求6所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述电池温度控制电路还包括温度补偿电阻r3，一端与所述微控制器的adc引脚连接，另一端与所述加热烟具电源的负极连接。9.根据权利要求8所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述微控制器的i/o引脚与所述mos管m1的栅极连接，所述微控制器的电源端与所述加热烟具电源的正极连接，所述微控制器的接地端与所述加热烟具电源的负极连接，所述mos管m1的漏极与所述加热烟具电源的正极连接。10.根据权利要求1所述的基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其特征在于，所述模数转换器内置于所述微控制器中。

技术总结
本实用新型公开了一种基于内部温度调控的加热烟具电源保护系统，其包括：加热烟具电源、温度调节组件和电池温度控制电路，温度调节组件包裹在加热器具电源外周，温度调节组件包括温度检测单元和加热单元，电池温度控制电路包括模数转换器、微控制器和升温驱动器件，模数转换器的一端和温度检测单元连接，另一端和微控制器的输入端连接，升温驱动器件的一端和微控制器的输出端连接，另一端和加热单元连接。本实用新型能够使加热烟具电源的外周温度在低温条件下恒定在接近室温的温度，有效解决现有加热烟具电池在寒带户外使用面临的续航严重缩水，放电能力差的问题，大幅提升加热烟具电源在户外严寒条件下的续航能力，提升用户体验。体验。体验。


技术研发人员：李世杰 尹献忠 聂长武 郝辉 张坤芳 张展 陈泽少 赵阔 张喆 牛亚鹏 项攀 韩路 程良琨 朱智志 孟祥士 张孟伟 张智轩 李倬 李显
受保护的技术使用者：河南中烟工业有限责任公司
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2022/5/25