大功率按键调压电子烟电路板方案
作者：angelazhang
时间：2016-06-27
方案概述
该方案主控部分采用美国MICROCHIP公司的工业级MCU，检测按键信号，驱动外该部为电子烟设计的高效率的大功率升降压电路（功率电路部分采用国际顶级IC厂家Linear Technology (凌力尔特)或MPS的芯片），进而输出用户可调的电压驱动雾化器工作，雾化电子烟油来达到吸烟的目的。电路板组件还集成了对电池的充电功能；各种指示或显示功能；以及负载短路保护，吸烟超时保护，电池过充保护，电池欠压保护等等保护功能，此类保护功能极大的保证了用户吸烟时的安全性和可靠性。 作为大功率可调压电子烟PCBA,该系列可输出15-30W的雾化功率。同时为方便客户操作，还特设了调节按键，增加了LED数码管,LCD,OLED等显示界面，可实时显示输出功率，设定功率，雾化器阻值，电池剩余量，当日吸烟口数等信息，极大的满足了各类客户的需求。
方案主要用于大功率的可重复充电使用的按键调压的电子烟（世面上俗称大烟，此大烟非彼大烟），作为此类产品成品的整体电路功能部件。
功能定义及性能指标
1 软硬结合输出模式变换及输出调压技术该技术为公司自有技术，利用大功率固定输出升压电路中器件的自身性能特点，采用全数字8位微处理器进行控制，运用复杂的控制算法，将大功率的固定电压输出的升压电路改为输出电压可调节的升降压电路，达到大功率电子烟输出升降压可控可调的应用要求。
该技术采用8位微处理器采样电池电压以及输出电压需求，实时的切换电路在不同的模式运行（升压模式和降压模式）；在不同的模式中，实时采集输出信号，反馈回8位微处理器，微处理器再依据反馈信号作出适时的调节，从而保证输出电压的稳定性及准确性。
调节信号为软件依据反馈而产生的数字信号，经过RC滤波后形成模拟直流信号，此模拟直流信号最后接入大功率升压电路的固定参数的硬件反馈环路中，从而达到输出电压可升可降，输出电压值可调节的效果。
目前，该技术主要应用于“IMOTION5大功率按键可调输出电子烟PCBA组件中”，也可用于其他需要增加电压自动调节模式（升压模式调节为可升可降模式）或实现输出电压自动可调节功能的各类应用中。
2 数字同步升降压技术
该技术为公司自有技术，利用高速的32位微处理器，运用复杂的控制算法，驱动由分立元件搭建的升降压电路（共用某些元器件），结合反馈信号来调节驱动信号，从而实现稳定电压的输出， 将电池电压转换为用户需要的电压。
该技术采用32位微处理器采样电池电压以及输出电压需求，判别出所需要的电路拓扑结构（BOOST型升压模式或Buck型降压模式），随后启动不同的变压回路，输出用于驱动该组电路的互补型的信号，驱动BOOST电路环路或BUCK电路环路来实现同步型的升压或降压。同时对输出电压信号进行采样，电压过高或过低时，改变PWM信号的脉冲宽度来实现对输出电压的调节，从而得到想要的输出电压。
该技术功率部分是分立原件搭建的电路，这些元件可以很方便的实现更换，从而可以很方便的选用适用的功率元件来适应不同的方案的功率需求。由于采用软件驱动，可自由设计转换电路的开关频率，可以最大限度的降低转换电路的开关损耗，实现高效率的能量转换。同时，在升压环路和降压环路中，有很多一些原件如电感，开关MOSFET可以实现分时复用，选用一颗合适的MCU,就可以不但实现升降压控制，也可以实现原本就由MCU实现的其他功能，如按键检测，信息显示，保护控制等，从而大大降低了电路成本。
该技术是一款低成本，高效率的升降压转换技术，性价比高，在消费类电子行业有着广阔市场。
目前，该技术主要应用于“IMOTION7大功率按键可调输出电子烟PCBA组件中”，也可对其进行小型化用于中等功率输出的电子烟中，同时也可以用于类似的移动电源市场应用中。
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