加热不燃烧烟具以及其电磁感应加热控制方法、装置与流程

本发明涉及加热不燃烧烟具，尤其涉及加热不燃烧烟具的电磁感应加热控制。

背景技术：

1、传统加热不燃烧烟具加热烟支的方式一般为金属电阻丝加热、厚膜加热、薄膜加热、陶瓷发热体加热。使用时，将发热器插入烟支，然后启动烟具工作，进行加热烟支。烟具检测发热器电阻的变化进行温度闭环控制。这种加热不燃烧烟具往往使用寿命比较短。

2、基于以上的不足，新一代的加热不燃烧烟具采用了电磁感应加热技术，电磁发送装置的电磁加热线圈将高频交流信号发送到加热金属感应件；金属感应件在变化的磁场中，或在非均匀的磁场中运动，该金属内就会产生感应电动势，由于金属的电阻很小，因而即使感应电动势不很大，也能引起强大的电流。从而产生热效应加热气溶胶生成制品。这种气溶胶生成制品一般包括电源控制模块、加热组件、加热腔，所述电源控制模块对所述加热组件提供高频交流信号，加热腔用于容纳烟弹，加热组件包括环绕于加热腔外的电磁加热线圈，被感应的金属感应件安装在加热腔中或者直接装在烟弹中。

3、参考图1，为电源控制模块的电路图，电源控制模块为e类谐振式拓扑高频逆变电路，包括驱动电路和谐振网络，所述驱动电路包括电感l1、电容c1、mos管q1，谐振网络包括电容c2、电感l2，驱动电路依据mos管q1输入的激励源将供电电源转换为高频的电源信号以驱动所述谐振网络产生高频正弦波信号，金属感应件r感应该高频正弦波信号发热，以加热烟支。工作时，控制单元向mos管q1发出固定频率的激励源fin以控制驱动电路产生固定频率的电源信号，调节金属感应件r时，只需依据感应到的负载电阻或者工作电流调整激励源fin的占空比即可。其中，为了使得加热稳定，一般会选取与谐振网络谐振频率相近的频率作为激励源的频率，谐振网络的频率由l2和c2决定：故激励源其中l2和c2是固定值。

4、然而，因为以下原因：

5、1、电感器件l2的电感值通常会随温度的升高而发生变化。对于线圈式电感，随着温度的升高，线圈的电阻值会增加，导致电感值的减小。这是由于线圈的导线受到温度影响而引起的。而对于铁芯式电感，随着温度的升高，铁芯的磁导率会发生变化，从而导致电感值的变化。

6、2、电容器件c2的电容值通常会随温度的升高而发生变化。这是由于电容材料的介电常数和介电损耗角正切值受温度影响而发生变化。对于铝电解电容器，温度升高会导致电解液的电导率增加，从而导致电容值的增加。而对于铁电介质电容器，温度升高会导致铁电材料的极化效应发生变化从而导致电容值的变化。

7、3、元器件c2、l2本身制造误差。

8、必然会使得实际激励源的频率相对于谐振网络的频率有所偏移，故现有的加热不燃烧烟具中，很难使得谐振网络工作在理想的谐振状态，加热稳定性差。

9、故，急需一种可解决上述问题的加热不燃烧烟具加热控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种加热不燃烧烟具的电磁感应加热控制方法、装置以及加热不燃烧烟具，可在正式加热烟支前校准激励源的工作频率，使其接近谐振网络的谐振频率，确保谐振网络工作在谐振状态，加热稳定性高。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种用于加热不燃烧烟具的电磁感应加热控制方法，加热不燃烧烟具包括驱动电路和谐振网络，所述驱动电路依据控制端输入的激励源将供电电源转换为高频的电源信号以驱动所述谐振网络产生高频正弦波信号，金属感应件感应所述高频正弦波信号发热，包括校准激励源输入频率的步骤：向驱动电路以第一占空比输送初始频率的激励源，以使所述谐振网络开始工作，所述第一占空比低于50％；实时采集谐振网络的工作电流，在预设频率范围内调整所述激励源的输入频率，寻找工作电流最大值，并将所述工作电流最大值时的输入频率作为最佳输入频率，将所述激励源的输入频率调整到最佳输入频率。

3、较佳地，所述第一占空比大于等于1％且小于等于15％。当然，不限于此，只要金属感应件不能在预设时间内升温到预设值即可，该预设时间是预定的校准时间。

4、较佳地，依据外部的控制命令校准激励源输入频率，和/或在每次开机工作时校准激励源输入频率，和/或在第一次开机时校准激励源输入频率，和/或每开机预设次数后校准一次激励源输入频率。

5、较佳地，所述预设频率范围为5兆hz－7兆hz。当然，不限于此，可围绕谐振网络的理论谐振频率选择该范围值。

6、较佳地，获得所述最佳输入频率后，还记录该最佳输入频率，并将该最佳输入频率作为所述激励源在下一次开机启动和校准的初始频率。

7、较佳地，在寻找到所述工作电流最大值时，还判定工作电流最大值是否在预设电流范围内，若是则将所述工作电流最大值时的输入频率作为最佳输入频率，若否则输出故障信号和/或重新校准激励源输入频率，直至所述最佳输入频率处于预设电流范围内或者校准次数超出预设次数后输出故障信号并关闭谐振网络的供电。该方案可以有效防止系统故障或者驱动电路故障或者金属感应件温度过高造成的错误校准。

8、较佳地，在校准激励源的输入频率之前，还检测获取金属感应件的当前温度，在当前温度未超出预设温度值时开始校准激励源的输入频率，在当前温度超出预设温度值时停止校准。

9、具体地，所述预设电流范围为2.5a—4.5a。该预设电流是依据理论上最佳工作电流设置的，是依据理论最佳工作电流设置的，理论最佳工作电流一般处于预设电流范围的中间或者临近预设电流范围的中间，当然预设电流范围并不限制在上述数值。理论最佳工作电流可以通过实验测试获得，也可以通过理论计算公式获得。

10、较佳地，在预设频率范围内调整所述激励源的输入频率，寻找工作电流最大值的步骤为：将当前的输入频率向第一方向调整，若工作电流变大，则继续调整直至所述工作电流开始减小，以确定工作电流最大值；若工作电流变小，则向与第一方向相反的第二方向调整当前的输入频率，若工作电流变大则继续调整直至所述工作电流开始减小，以确定工作电流最大值，若工作电流依然变小，则将初始的工作电流作为工作电流最大值。

11、较佳地，校准激励源输入频率后，还包括步骤：调节所述激励源的占空比到第二占空比，以使所述金属感应件快速加热，所述第一占空比小于所述第二占空比。该方案使得加热不燃烧烟具可以在校准激励源的频率后直接开始正常工作。

12、具体地，所述第二占空比大于等于90％且小于等于98％。

13、具体地，调节所述激励源的占空比到第二占空比之后还包括步骤：调整所述激励源的占空比以使其所述金属感应件维持在目标温度。

14、更具体地，调整所述激励源的占空比以使其所述金属感应件维持在目标温度具体包括：调节所述激励源的占空比到第二pwm占空比之后，寻找当前开始所述工作电流变化出现的第一个低谷的拐点处的第一电流i1，获取所述工作电流变化出现的第二个高峰的拐点处的第二电流i2；依据所述第一电流i1和第二电流i2的数值大小确定目标电流，所述目标电流的大小大于所述第一电流i1且小于所述第二电流i2；依据所述目标电流调节所述激励源的占空比。该方案可以对不同规格的金属感应件进行针对性的温度调节，温控准确，适应性广。

15、本发明还提供了一种加热不燃烧烟具的电磁感应加热控制装置，包括：电流采集电路，用于采集电磁发生装置的工作电流；一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行以实现如上所述加热不燃烧烟具的电磁感应加热控制方法。

16、本发明还提供了一种加热不燃烧烟具，包括供电电源、驱动电路、谐振网络以及控制模块，所述供电电源输出直流电源，所述控制模块控制所述驱动电路的激励源的占空比，所述驱动电路依据所述激励源将所述直流电源转换为交流的电源信号，所述谐振网络依据所述电源信号产生高频电磁波，金属感应件感应所述高频电磁波发热以加热烟支，所述控制模块包括如上所述的加热不燃烧烟具的电磁感应加热控制装置。

17、本发明还提供了一种加热不燃烧烟具，包括供电电源、驱动电路、谐振网络以及控制模块，所述供电电源输出直流电源，所述控制模块控制所述驱动电路的激励源的占空比，所述驱动电路依据所述激励源将所述直流电源转换为交流的电源信号，所述谐振网络依据所述电源信号产生高频电磁波，金属感应件感应所述高频电磁波发热以加热烟支，所述控制模块包括采集电路、控制单元，所述采集电路采集所述谐振网络的工作电流，所述控制单元向驱动电路以第一占空比输送初始频率的激励源，以使所述谐振网络开始工作，在预设频率范围内调整所述激励源的输入频率，寻找工作电流最大值，并将所述工作电流最大值时的输入频率作为最佳输入频率，将所述激励源的输入频率调整到最佳输入频率。

18、与现有技术相比，本发明在加热不燃烧烟具开始工作前，以比较低的占空比工作并调整激励源的频率以使得金属感应件在温度比较低的时候调整激励源的频率，防止金属感应件温度过高影响检测结果，且通过寻找最好工作电流获取激励源的最佳输入频率，使其尽可能地接近谐振网络的谐振频率，调整由于长时间使用和元器件本身的误差使得谐振网络的谐振频率偏移激励源工作频率的问题，确保谐振网络工作在谐振状态，使得电路接近纯电阻工作状态，加热稳定性好。