一种电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置，所述温度控制装置包括以下单元：电源单元、MCU控制单元、功率驱动单元、加热单元、温度检测单元、气压检测单元、按键及显示单元。本发明专利技术还公开了所述电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置的控制方法。本发明专利技术采用高精度的温度传感器对加热单元的实时温度采集，整个过程中的误差更小，能满足精准控温的要求。同时本发明专利技术可以根据不同抽吸力度带来的气压变化来调整烟具的输出功率，提供消费者更好的抽吸体验。

【技术实现步骤摘要】
一种电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置及控制方法
本专利技术涉及到电加热不燃烧卷烟烟具领域，尤其涉及电加热不燃烧卷烟烟具的温度控制装置及控制方法。
技术介绍
随着全球控烟力度的加大，消费者对吸烟的安全环保意识的提高，越来越多的烟草公司加入到对新型卷烟制品产品的研发中，加热不燃烧卷烟产品应运而生，其只对烟支加热而非燃烧的特点，使其在释放烟气供消费者抽吸的过程中，极大地减少了烟气中有害成分的产生。目前市场上加热不燃烧卷烟产品多以电加热不燃烧卷烟产品为主，电加热不燃烧卷烟烟具对特制烟支加热使烟草释放出烟雾，而又不会燃烧烟草也不会产生大量焦油和有害物质。在加热过程中必须要保证加热温度保持在一定的范围，如果加热温度过低会使得烟支加热不充分，无法烘烤出适量的烟雾供消费者抽吸；温度过高又会烤糊烟支，使得烟草快速碳化大大地缩短了抽吸时间，不能给消费者带来愉悦的抽吸体验。当前对于烟具加热温度控制的策略多是对发热体电阻阻值变化进行检测，根据发热体的温度电阻关系表计算出发热体的温度，再与设定目标温度进行比较，通过控制器对加热单元的输出功率进行相应调节以期达到调控温度的目的。然而发热体材料的TCR曲线(temperaturecoefficientofresistance简称TCR，表示电阻当温度改变1摄氏度时，电阻值的相对变化，单位为ppm/℃)多是非线性的，有些发热体材料温度阻值变化曲线斜率较小，导致在整个加热过程中其阻值变化量很小，很难被检测到，对发热体材料的局限性较大。同时这种温度控制过程中存在延迟，不能及时地对温度进行调控，在加热过程中控温精度不高，影响消费者的抽吸体验。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供了一种电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置及控制方法，该烟具温度控制装置包括：电源单元、MCU控制单元(MicrocontrollerUnit简称MCU)、功率驱动单元、加热单元，温度检测单元、气压检测单元、按键及显示单元等。该烟具温度控制装置通过采集所述加热单元实时温度和进气口处气压变化量来对烟具的输出功率调整，可使烟具在一定的温度范围内工作，并且可以根据不同抽吸力度带来的气压变化来调整烟具的输出功率，提供消费者更好的抽吸体验。该烟具控温精度高并且可以通过对目标温度的设定实现对不同特制烟支加热，大大扩展了该烟具的适用范围。本专利技术的技术方案方案如下：本专利技术第一方面公开了一种电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置，所述温度控制装置包括以下单元：电源单元、MCU控制单元、功率驱动单元、加热单元、温度检测单元、气压检测单元、按键及显示单元；优选地，所述MCU控制单元上游分别与所述电源单元、气压检测单元、温度检测单元电连接，所述MCU控制单元下游与所述功率驱动单元电连接；所述MCU控制单元与所述按键及显示单元电连接且相互反馈；所述功率驱动单元下游与所述加热单元电连接，所述加热单元下游与所述温度检测单元电连接，所述温度检测单元下游与所述MCU控制单元电连接；所述电源单元下游分别MCU控制单元和所述按键及显示单元电连接。本专利技术第二方面公开了所述电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置的控制方法，包括如下步骤：步骤S1：判断是否有烟支插入，若有，则执行步骤S2；否则将所述温度控制装置的工作模式切换至休眠模式；步骤S2：通过所述按键及显示单元完成预设参数的输入并存储在MCU控制单元中，预设参数包括目标温度Tω、目标气压压强值Pω，目标温度阈值ε1和目标气压压强阈值ε2；步骤S3：在所述MCU控制单元的调控下，在预热时间内，所述功率驱动单元以初始恒定功率进行加热，使所述加热单元达到预热温度，此时，所述温度检测单元以相对较低的采样频率对所述加热单元的实时温度采集并反馈至所述MCU控制单元，避免对硬件的过度消耗；所述加热单元通电后对烟支加热释放出烟雾，在进气口处设置一气压传感器检测烟支腔内的气压变化，并将气压变化反馈至所述MCU控制单元，所述MCU控制单元根据反馈的所述加热单元实时温度和进气口处气压变化量来对烟具的输出功率调整，从而实现对温度的控制；所述电源单元由充电模块和锂电池组成，该电源单元能够在充放电时对电压电流进行管理，满足各单元对电源的要求；步骤S4：预热时间结束后，所述温度检测单元与所述气压检测单元以相对较高的采样频率对所述加热单元的实时温度值及进气口处气压压强值进行采集并反馈至MCU控制单元，来保证采样精度，并与目标温度Tω及目标气压压强值Pω相减得到偏差量，通过PID算法反馈控制输送加热单元的输出功率；步骤S5：若所述加热单元的实时温度小于Tω－ε1，在所述MCU控制单元调控下，所述功率驱动单元增大输出脉冲宽度，占空比变大，从而增大所述加热单元的输出功率；若所述加热单元的实时温度在(Tω－ε1，Tω+ε1)范围内，所述功率驱动单元保持当前输出脉宽，使所述加热单元的温度稳定保持在区间(Tω－ε1，Tω+ε1)内；若所述加热单元的实时温度大于Tω+ε1，在所述MCU控制单元调控下，所述功率驱动单元减小输出脉宽，从而减小所述加热单元的输出功率；同步地，所述气压检测单元实时采集进气口处的实时气压压强值，若进气口处的实时气压压强小于Pω－ε2，在所述MCU控制单元调控下，所述功率驱动单元减小输出脉宽，从而减小所述加热单元的输出功率，以降低烟雾浓度；若进气口处的实时气压压强在(Pω－ε2,Pω+ε2)范围内，所述功率驱动单元保持当前输出脉宽，烘烤出浓度适宜的烟雾；若进气口处的实时气压压强大于Pω+ε2，在所述MCU控制单元调控下，所述功率驱动单元增大输出脉宽，从而增大所述加热单元的输出功率，可烘烤出更高浓度的烟雾；步骤S6：所述MCU控制单元是否接收到停止加热信号，若是，则结束所述温度控制装置加热；否则，执行步骤S4，使所述加热单元的温度保持在恒定的范围内。本专利技术的温度控制装置各单元具体还有的部件和功能。所述按键及显示单元上有LED显示屏；所述MCU微控制单元用于控制整个系统功能，如按键的输入检测、充电控制、输出控制、LED显示等；所述MCU微控制单元根据所述温度检测单元反馈的实时温度和所述气压检测单元反馈的气压变化对输出功率的大小进行调节，来控制所述加热单元的温度。所述功率驱动单元分别与所述MCU控制单元和加热单元电性连接，所述功率驱动单元接收所述MCU控制单元的输出信号，通过输出不同占空比的脉冲宽度调制来调节输出功率的大小，以实现对加热单元温度的控制。所述温度检测单元分别与所述加热单元和所述MCU控制单元连接，采用热电偶传感器对所述加热单元的实时温度进行检测，并将所述加热单元的实时温度反馈至所MCU控制单元，MCU控制单元根据预设的目标温度与实时温度之间的偏差对加热单元的温度进行调节。所述气压检测单元与所述MCU控制单元电性连接，在烟具的进气口处设置一气压传感器来检测烟支腔内的气压变化，并将气压变化值反馈至所述MCU控制单元，根据预设的目标气压压强值与实时气压压强值之间的偏差对所述气压检测单元的气压压强值进行调节。所述按键及显示单元与所述MC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置包括以下单元：电源单元、MCU控制单元、功率驱动单元、加热单元、温度检测单元、气压检测单元、按键及显示单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置包括以下单元：电源单元、MCU控制单元、功率驱动单元、加热单元、温度检测单元、气压检测单元、按键及显示单元。


2.根据权利要求1所述电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置，其特征在于，所述MCU控制单元上游分别与所述电源单元、气压检测单元、温度检测单元电连接，所述MCU控制单元下游与所述功率驱动单元电连接；所述MCU控制单元与所述按键及显示单元电连接且相互反馈；所述功率驱动单元下游与所述加热单元电连接，所述加热单元下游与所述温度检测单元电连接，所述温度检测单元下游与所述MCU控制单元电连接；所述电源单元下游分别MCU控制单元和所述按键及显示单元电连接。


3.根据权利要求1-2任一所述电加热不燃烧卷烟烟具温度控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：判断是否有烟支插入，若有，则执行步骤S2；否则将所述温度控制装置的工作模式切换至休眠模式；
步骤S2：通过所述按键及显示单元完成预设参数的输入并存储在MCU控制单元中，预设参数包括目标温度Tω、目标气压压强值Pω，目标温度阈值ε1和目标气压压强阈值ε2；
步骤S3：在所述MCU控制单元的调控下，在预热时间内，所述功率驱动单元以初始恒定功率进行加热，使所述加热单元达到预热温度，此时，所述温度检测单元以相对较低的采样频率对所述加热单元的实时温度采集并反馈至所述MCU控制单元；
步骤S4：预热时间结束后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，汤建国，郑绪东，王程娅，雷萍，尚善斋，韩敬美，王汝，魏信建，袁大林，龚为民，吕茜，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53