发热丝驱动电路和电子设备制造技术

本发明专利技术提出一种发热丝驱动电路和电子设备，其中，发热丝驱动电路包括电池、MOS管和PWM驱动电路，PWM驱动电路包括第一三角波发生电路、第二三角波发生电路、计数电路和PWM输出电路，第一三角波脉冲信号的频率和第二三角波脉冲信号的频率为PWM信号的N倍，因此，三角波发生器内部可设计更大的电流源，或者三角波发生器内部可设计更小的电容，从而提高电流精度和抗干扰能力，或者降低三角波发生器的面积或者成本，同时，产生的PWM信号的占空比为目标RMS电压的平方与发热丝的端电压的平方的比值，从而达到提高输出精度和实现恒功率输出的目的。而达到提高输出精度和实现恒功率输出的目的。而达到提高输出精度和实现恒功率输出的目的。

【技术实现步骤摘要】
发热丝驱动电路和电子设备


[0001]本专利技术属于电子电路
，尤其涉及一种发热丝驱动电路和电子设备。

技术介绍

[0002]许多电子设备需要加热控制，加热的方法为输出一个电压给发热丝，加热功率通过供给发热丝的电压来控制。比如电子烟的烟雾需要通过电池放电至发热丝以提供功率，发热丝给雾化器加热产生烟雾。
[0003]其中，发热丝的功率为发热丝两端电压的均方根值（后面将该均方根值简称为RMS值）的平方除以发热丝的阻值，由于像电子烟这样的电子设备用电池供电，电池的电压随放电过程逐渐下降，为了恒定输出功率，控制电路往往用一个MOS管来调节输出功率，具体方式是通过调节MOS管开通的占空比，这种控制方法叫脉宽调制（PWM）法，如图1所示，图1是上述电路的简化的系统原理图。
[0004]常规的PWM信号通过三角波产生器输出一个三角波信号，其幅度为V
三角波
，当一个低于V
三角波
的电压V
DC
与其比较，比较器的输出就是一个脉宽调制过的PWM信号，其中，三角波发生器通过电流源提供基准电流并通过电容进行充放电切换。
[0005]为了使RMS值不随电池电压变化，占空比电路会根据电池电压信号产生一个幅度正比于电池电压的平方的三角波信号，同时用一个目标信号（目标信号的直流电压正比于目标RMS值的平方）与其比较，产生脉宽调制（PWM）信号，如图2所示。
[0006]但是，由于PWM控制周期往往很低，如100Hz到200Hz。以产生2V幅度100Hz的三角波信号为例，如果三角波产生器内部的电容为5pF，电流源的电流只能为1nA。1nA的电流源很难做精确，同时也很容易被干扰。如果要增加电流源值，电容值需按比例增加，电容的体积会相应变大，会大大加大三角波发生器在芯片中的面积，增加成本。
[0007]因此，传统的发热丝驱动电路存在因PWM控制周期低导致三角波发生器的精度过低或者成本过高的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种发热丝驱动电路，旨在解决传统的发热丝驱动电路存在因PWM控制周期低导致三角波发生器的精度过低或者成本过高的问题。
[0009]本专利技术实施例的第一方面提了一种发热丝驱动电路，所述发热丝驱动电路包括电池、MOS管和PWM驱动电路，所述电池、所述MOS管和发热丝依次连接，所述PWM驱动电路与所述MOS管的栅极和输出端分别连接，所述PWM驱动电路包括：用于输出第一三角波脉冲信号的第一三角波发生器，所述第一三角波脉冲信号的频率与目标RMS电压的平方呈正比例关系；用于输出第二三角波脉冲信号的第二三角波发生器，所述第二三角波脉冲信号的频率与所述发热丝的端电压的平方呈正比例关系，所述发热丝的端电压的平方的值大于所述目标RMS电压的平方的值；
与所述第一三角波发生器和所述第二三角波发生器分别连接的计数电路，所述计数电路用于对所述第一三角波脉冲信号和所述第二三角波脉冲信号进行同步分别计数并输出第一计数值和第二计数值，其中，所述第一计数值计数至目标计数值时复位计数以及所述第二计数值计数至目标计数值时复位并以第一计数值的当前复位时间点开始计数；与所述计数电路连接的PWM输出电路，所述PWM输出电路用于获取所述计数电路输出的第一计数值和第二计数值以及对应的计数时长并输出PWM信号，其中，所述PWM信号的周期为所述第一计数值的复位间隔时间，所述PWM信号的占空比值为每一周期内第一计数值的复位时间点至所述第二计数值的复位时间点的时长与所述第一计数值的复位间隔时间的比值。
[0010]在一个实施例中，所述计数电路包括：与所述第一三角波发生器的信号输出端连接的第一计数单元，所述第一计数单元用于对所述第一三角波脉冲信号进行计数并输出第一计数值，并在计数至目标计数值时复位计数；与所述第二三角波发生器的信号输出端连接的第二计数单元，所述第二计数单元用于对所述第二三角波脉冲信号进行计数并输出第二计数值，并在计数至目标计数值时复位并以第一计数值的复位时间点开始重新计数。
[0011]在一个实施例中，所述第一三角波发生器包括第一电流源、第一电容、第一电子开关管和第一比较器；所述第一电流源的电源输出端、所述第一电容的第一端、所述第一电子开关管的第一端和所述第一比较器的正相输入端互连，所述第一电容的第二端和所述第一电子开关管的第二端均接地，所述第一比较器的反相输入端用于输入预设参考电压，所述第一比较器的输出端与所述第一电子开关管的受控端共接并构成所述第一三角波发生器的信号输出端。
[0012]在一个实施例中，所述目标RMS电压的平方除以所述发热丝的阻值的数值与所述第一电流源的电流值的比值为1：K。
[0013]在一个实施例中，所述第二三角波发生器包括第二电流源、第二电容、第二电子开关管和第二比较器；所述第二电流源的电源输出端、所述第二电容的第一端、所述第二电子开关管的第一端和所述第二比较器的正相输入端互连，所述第二电容的第二端和所述第二电子开关管的第二端均接地，所述第二比较器的反相输入端用于输入预设参考电压，所述第二比较器的输出端与所述第二电子开关管的受控端共接并构成所述第二三角波发生器的信号输出端。
[0014]在一个实施例中，所述发热丝的端电压的平方除以所述发热丝的阻值的数值与所述第二电流源的电流值的比值为1：K。
[0015]在一个实施例中，所述第一计数单元包括第一计数器。
[0016]在一个实施例中，所述第二计数单元包括第二计数器。
[0017]在一个实施例中，所述PWM输出电路包括RS寄存器。
[0018]本专利技术实施例的第二方面提了一种电子设备，电子设备包括发热丝和如上所述的发热丝驱动电路，所述发热丝驱动电路和所述发热丝电性连接。
[0019]本专利技术实施例通过采用第一三角波发生器、第二三角波发生器、计数电路和PWM输出电路组成PWM驱动电路，第一三角波脉冲信号和第二三角波脉冲信号的频率为PWM信号的N倍，其中，N等于目标计数值，因此，三角波发生器内部可设计更大的电流源，或者三角波发生器内部可设计更小的电容，从而提高电流精度和抗干扰能力，或者降低三角波发生器的面积或者成本，同时，第一三角波脉冲信号的频率和第二三角波脉冲信号的频率分别正比于目标RMS电压的平方和发热丝的端电压的平方，产生的PWM信号的占空比为目标RMS电压的平方与发热丝的端电压的平方的比值，避免MOS管的导通电阻的影响，从而达到提高输出精度和实现恒功率输出的目的。
附图说明
[0020]图1为传统的发热丝驱动电路的结构示意图；图2为传统的PWM信号的波形示意图；图3为本专利技术实施例提供的发热丝驱动电路的第一种结构示意图；图4为图3所示的发热丝驱动电路中PWM驱动电路的第一种结构示意图；图5为图4所示的发热丝驱动电路中PWM信号的波形示意图；图6为图3所示的发热丝驱动电路中PWM驱动电路的第二种结构示意图；图7为图3所示的发热丝驱动电路中PWM驱动电路的第三种结构示意图。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发热丝驱动电路，所述发热丝驱动电路包括电池、MOS管和PWM驱动电路，其特征在于，所述电池、所述MOS管和发热丝依次连接，所述PWM驱动电路与所述MOS管的栅极和输出端分别连接，所述PWM驱动电路包括：用于输出第一三角波脉冲信号的第一三角波发生器，所述第一三角波脉冲信号的频率与目标RMS电压的平方呈正比例关系；用于输出第二三角波脉冲信号的第二三角波发生器，所述第二三角波脉冲信号的频率与所述发热丝的端电压的平方呈正比例关系，所述发热丝的端电压的平方的值大于所述目标RMS电压的平方的值；与所述第一三角波发生器和所述第二三角波发生器分别连接的计数电路，所述计数电路用于对所述第一三角波脉冲信号和所述第二三角波脉冲信号进行同步分别计数并输出第一计数值和第二计数值，其中，所述第一计数值计数至目标计数值时复位计数以及所述第二计数值计数至目标计数值时复位并以第一计数值的当前复位时间点开始计数；与所述计数电路连接的PWM输出电路，所述PWM输出电路用于获取所述计数电路输出的第一计数值和第二计数值以及对应的计数时长并输出PWM信号，其中，所述PWM信号的周期为所述第一计数值的复位间隔时间，所述PWM信号的占空比值为每一周期内第一计数值的复位时间点至所述第二计数值的复位时间点的时长与所述第一计数值的复位间隔时间的比值。2.如权利要求1所述的发热丝驱动电路，其特征在于，所述计数电路包括：与所述第一三角波发生器的信号输出端连接的第一计数单元，所述第一计数单元用于对所述第一三角波脉冲信号进行计数并输出第一计数值，并在计数至目标计数值时复位计数；与所述第二三角波发生器的信号输出端连接的第二计数单元，所述第二计数单元用于对所述第二三角波脉冲信号进行计数并输出第二计数值，并在计数至目标计数值时复位并以第一计数值的复位时间点开始重新计数。3.如权利要求2所述的发热丝驱动电路，其特征在于，所述第一三角波发生器包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖哲人，戴兴科，沈再雄，丛峰，陈超，
申请(专利权)人：深圳市微源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：