引言
電子煙區(qū)別于傳統(tǒng)燃吸方式的卷煙,具備無(wú)需燃燒、提供尼古丁但基本無(wú)焦油的特點(diǎn)。其并不能幫助戒煙,只是傳統(tǒng)香煙的一種替代品。根據(jù)出煙方式劃分,電子煙可以劃分為蒸汽式電子煙和加熱不燃燒電子煙,其中,蒸汽式電子煙主要通過(guò)霧化手段將尼古丁變?yōu)檎羝層脩?hù)吸食,加熱不燃燒電子煙則通過(guò)對(duì)煙絲進(jìn)行加熱的手段,揮發(fā)出煙氣以滿(mǎn)足吸煙者需求。從使用次數(shù)上,電子煙有一次性不可充電的,其續(xù)航是一次性電池。也有更換煙彈,每個(gè)煙彈內(nèi)有少部分煙油,抽完就更換煙彈的,煙彈有不同的口味,其續(xù)航一般是200-600mah的可充電鋰電池。也有只更換煙油,一般都在大煙上以這種方式,大煙的功率大,吐煙量也較大,所以使用煙油量較大,故只更換煙油較為合理,其功率較大,所以配備的是上千毫安時(shí)的可充電鋰電池組。
市場(chǎng)需求
目前不同國(guó)家對(duì)于電子煙行業(yè)的管制力度不盡相同。美國(guó)對(duì)于電子煙的管控力度較為溫和,盡管美國(guó)已有七個(gè)州禁售電子煙,但總體而言管控領(lǐng)域主要局限在青少年的電子煙消費(fèi),相比于其他國(guó)家而言限制較少,因此前期較寬松的監(jiān)管力度是電子煙能夠在美國(guó)擁有更龐大消費(fèi)群體的一個(gè)原因。從2019年短暫繁榮到2020年初的市場(chǎng)有所下滑,政策導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變必然加速對(duì)小品牌的淘汰清退,將促使電子煙行業(yè)向龍頭企業(yè)匯攏,加強(qiáng)品質(zhì)管控以響應(yīng)相關(guān)政策的變動(dòng)。加上電子煙作為新型煙草對(duì)于財(cái)政稅收而言意義重大,電子煙整體市場(chǎng)需求,空間依然巨大。
典型應(yīng)用
電子煙在加熱霧化器時(shí)輸出功率非常大,為了保證續(xù)航,需要較大容量的電池作為系統(tǒng)電壓,在電池沒(méi)電的情況下,為了更快的將電池充滿(mǎn),則需要較大功率的充電芯片,所以則需要開(kāi)關(guān)型快充芯片,其具有較高的充電效率。最為常見(jiàn)的是雙節(jié)鋰電池串聯(lián)電池組,充電口為了兼容5V USB接口,單節(jié)鋰電池的滿(mǎn)電電壓是4.2V左右,兩節(jié)串聯(lián)則是8.4V,則需要用到升壓快充芯片。功率相對(duì)小一些的也有單節(jié)鋰電池,或兩節(jié)鋰電池并聯(lián),USB口5V輸入,則需要降壓式開(kāi)關(guān)充電芯片。比較早期的產(chǎn)品,也有少部分3.5mm直徑口的充電接口,適配器基本為9V或者12V,則需要用到高壓降壓式快充芯片。
如下圖,這些各種快充芯片,都需要用到大電流功率繞線電感,為其在開(kāi)關(guān)模式下進(jìn)行儲(chǔ)能作用,尤其像升壓式快充芯片,其電感在升壓電路的輸入端,P/U=I,輸入端的電流非常大,為了兼顧體積,相對(duì)不用那么追求紋波,所以輸入端的紋波電流也較大,需要選擇支持較大飽和電流的功率電感,SCCB系列的一體成型功率電感是最為適合的選擇,其具有極高的功率密度,同樣體積可以支持更大的飽和電流Isat,等效阻抗小,提升整體電路的充電效率,降低充電狀態(tài)時(shí)的發(fā)熱量。SCCB系列感值從0.1uh到100uh,尺寸從3*3mm到17*17mm都有,系列齊全,方便選擇。
說(shuō)到雙節(jié)鋰電池,需要雙節(jié)鋰電池的地方很多,如POS機(jī),智能音箱,航模等等,但電子煙中的雙節(jié)鋰電池,有特殊的應(yīng)用,需要對(duì)其加入鋰電池充電均衡管理,使得兩顆鋰電池同步進(jìn)行充電,因?yàn)閮深w串聯(lián)狀態(tài),充電電流一致,但充電電壓無(wú)法獲取,則無(wú)法保證某一顆(相對(duì)內(nèi)阻較小的那顆)是否會(huì)過(guò)充,在均衡電路需要功率電感來(lái)對(duì)其進(jìn)行續(xù)流儲(chǔ)能,同樣是充電功率回路,推薦SCCB系列,電路結(jié)構(gòu)如下所示。
蒸汽式中型大型電子煙,大多都配有顯示屏,可顯示一些信息給到用戶(hù),比如電量狀態(tài),溫度狀態(tài),瓦數(shù)等,而這個(gè)屏顯單位需要較高的電感供電,大多OLED屏為恒壓供電,同時(shí)此路電源亦可給MOS Driver內(nèi)部Vgate端供電,使MOS管達(dá)到深度導(dǎo)通狀態(tài),使其工作狀態(tài)達(dá)到最佳(具體MOS Driver電路會(huì)在以下進(jìn)行簡(jiǎn)述)。升壓驅(qū)動(dòng)負(fù)載電流相對(duì)不算太大,由此,可以考慮相對(duì)性?xún)r(jià)比較高的SWAI系列,SWAI系列是大電流磁膠功率繞線電感,工藝成熟,生產(chǎn)效率高,相對(duì)功率密度差于SCCB系列,但此處電流需要相對(duì)較小,可以考慮這樣的選擇,電路結(jié)構(gòu)如下所示。
接下來(lái)說(shuō)到重點(diǎn)了,即電子煙電路當(dāng)中的核心中的核心,輸出超大功率的霧化器驅(qū)動(dòng)電路,就是因?yàn)楣β侍?,所以MOS管也要外置,MOS的門(mén)極由專(zhuān)門(mén)的MOS Driver驅(qū)動(dòng),組合成開(kāi)關(guān)式電源轉(zhuǎn)換電路,由于輸出電流極大,為兼顧大電流,也要考慮體積限制,而且電子煙現(xiàn)在的外觀也是越來(lái)越漂亮,個(gè)別薄型外觀則對(duì)整機(jī)元器件的高度有很高的要求,這個(gè)位置的功率電感選型,則是我們?nèi)腋V械睦洗蟾鏢CCB系列擔(dān)當(dāng)。個(gè)別結(jié)構(gòu)特殊的產(chǎn)品,還可以選擇立式貼片系列,SCPB系列。我們來(lái)看一下具體電路。
最后我們也來(lái)聊聊在電子煙市場(chǎng),有沒(méi)有一些差異化的功能,現(xiàn)在氛圍燈的應(yīng)用是越來(lái)越多,比較典型的如車(chē)內(nèi)氛圍燈,智能家居氛圍燈,藍(lán)牙音箱氛圍燈,那么在電子煙上,同樣可以引入這個(gè)概念,隨著功率變化,氛圍燈可以實(shí)現(xiàn)呼吸效果,或者變色效果等,LED驅(qū)動(dòng)與MCU進(jìn)行PWM或其他控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)亮度變化,這是一個(gè)非常炫酷的功能。如果只是呼吸變化,相對(duì)電流較小,如果是實(shí)現(xiàn)呼吸加變色,需要選配RGB燈,則相對(duì)電流較大,其電源轉(zhuǎn)換電路,前端的儲(chǔ)能功率電感,可以選用SWAI系列,相對(duì)性?xún)r(jià)比較高,如果電流大到一定程度,又需要考慮體積小,則需要選用SCCB系列。
功率電感全家福
就電子煙市場(chǎng),主要應(yīng)用到的是SCCB系列,SCPB系列和SWAI系列,三體整個(gè)功率電感系列的成員還有SWFI系列,SWSI系列,SZFC系列,SHIP系列等,每個(gè)角色都有自己的長(zhǎng)處,也各自在不同的領(lǐng)域各顯神通,我們來(lái)一張三體功率電感全家福的合照吧:)
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