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一文读懂电子烟咪头

2023年12月14日 来源:艾邦新消费电子资讯
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咪头是电子烟目前应用主流的启动传感器,电子烟能模拟传统吸烟过程,就离不开咪头的功劳。

说到电子烟咪头,常见的是 电容式驻极体咪头+芯片 的组合,装在方案板上,通过线路连接发热丝、电池,起到智能启动、充放电管理、状态指示、输出功率管理等作用。

1、电容式驻极体咪头

电容式咪头响应外部动作的原理是通过气流引起导电薄膜的形变,进而引发等效电容变化来实现的,同时为了避免外界的干扰,当变化量达到一定值时,检测模块才对内部输出吸烟信号。

640 (3).png

图 电容式咪头响应动作,源自专利 CN203353677U

工作原理:可由两个公式进行推导,C=εS/4πkd…

①和C=Q/V ……②。

由上图可知,吸气/吹气使得导电薄膜发生变形,改变了其与极板之间的距离,产生了一个Δd的变化,因此由公式①可知,必然要产生一个ΔC的变化,由公式②又知,由于ΔC的变化,充电电荷又是固定不变的,因此必然产生一个ΔV的变化。

这就产生了一个电信号,再通过阻抗变换和放大,最终触发电子烟工作。

2、咪头芯片

电容式咪头感应到启动信号之后,信号就需要处理和进行下一步的反馈,这时候就轮到咪头芯片起作用了咪头芯片一般采用ASIC 设计,制造过程包括芯片设计、流片、封装、测试等环节,可以集成气流传感器电路、输出功率管理、功能控制、充电管理、状态指示及保护电路等电子烟功能。

3、咪头工作原理

驻极体咪头和硅麦的响应都是通过振膜和背极板组成一个平行板电容器,气流差压使振膜发生形变,然后电容发生变化,经ASIC芯片识别、处理后输出电信号,最终实现电子烟启停。

划重点,关键是电容变化。

在电路学里,给定电压,电容器储存电荷的能力,称为电容(capacitance),标记为C。而平行板电容器是一种简单的电容器,是由互相平行、以空间或介电质隔离的两片薄板导体构成。

640 (2).png

根据平行板电容器的相关公式,就是:

●正常的电子烟咪头:导板面积A固定不变,介质电容率ε默认为空气,气流使振膜发生形变——振膜和极板之间的距离d发生变化——引起电容变化;

●漏油的电子烟咪头:导板面积A固定不变,极板和振膜之间不是空气,而是烟油,那么,介质电容率ε发生变化——引起电容变化——自启动。

4、电子烟咪头的组装及功能迭代

电子烟咪头的生产工序主要是组装、封口、贴布、测试、焊接、检验。其中焊接部分,早期是人工焊接,一致性难以保证,随着自动化设备的导入与成熟,现在领先的厂商基本都用上了自动化焊接。

在种类方面,目前的电子烟气流传感器方案,除了咪头,其实还有MEMS差压传感器、MEMS流量传感器、TPD气压计等方案。

在功能方面,为应对国标及部分海外国家地区的要求,童锁一度是行业研究开发的热点。而自启动、防水防油等问题,也随着纳米镀膜、咪头结构新设计等技术的开发与应用,一一得到解决。

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