電子煙高新立項(xiàng)報(bào)告范文-電子霧化器溫控關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

研發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告立項(xiàng)項(xiàng)目名稱高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)研發(fā)起始年月2022/3/3預(yù)計(jì)結(jié)束年月2022/7/28研發(fā)人員申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)（萬元）?研究內(nèi)容提要在溫度控制系統(tǒng)工作瞬間，電阻過小導(dǎo)致工作電流較大，超調(diào)溫度可控性差，直接導(dǎo)致煙支出現(xiàn)焦糊，同時(shí)，過大的電流既縮短了電池使用壽命，又導(dǎo)致流經(jīng)電路板電流過大無法承受，造成電路板存在溫度過高、元器件過載導(dǎo)致短路燃燒等安全隱患。本項(xiàng)目研發(fā)高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將實(shí)時(shí)采集的溫度送入主控芯片中，通過算法計(jì)算后輸出不同占空比的PWM波從而控制加熱模塊升降壓電路，對(duì)其內(nèi)部的PCB板溫和鋰電池的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，防止因溫度過高而出現(xiàn)器件損壞現(xiàn)象的發(fā)生。通過驅(qū)動(dòng)電路將輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大，從而快速準(zhǔn)確驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管的開通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)在不斷電情況下能夠?qū)訜嵩囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測控溫。解決傳統(tǒng)霧化器存在測溫不精準(zhǔn)、溫控波動(dòng)大、控溫一致性差，導(dǎo)致電加熱不燃燒卷煙煙具加熱煙支品質(zhì)差異大、抽吸體驗(yàn)感差的問題。申報(bào)單位審查意見總經(jīng)理簽字：日期：一、國內(nèi)外現(xiàn)狀電子霧化器的電加熱溫度控制系統(tǒng)由加熱元件、測控溫模塊、輸出模塊、電源模塊組成，溫度控制的穩(wěn)定性直接決定被加熱物體的性能。因此，電子霧化器最關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)在于溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而測溫電路以及控溫電路也將影響電加熱溫度控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，為研究電加熱溫度控制系統(tǒng)是否是造成加熱煙支效果差異大的主要因素。在溫度控制系統(tǒng)中，加熱方式的選擇是決定系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)較為重要因素之一，在工程應(yīng)用過程中，結(jié)合實(shí)際情況選擇電阻加熱的方式加熱被加熱物體，鑒于電阻加熱具有熱響應(yīng)快、控溫精度高、綜合熱效率高等優(yōu)點(diǎn)且為使加熱元件能貼合煙支，設(shè)計(jì)加熱元件略小于煙支直徑的加熱片型，在加熱元件上印刷相應(yīng)的漿料，通過煙具結(jié)構(gòu)件組裝后在煙支插入部位的中心位置，使得煙支中心層內(nèi)面緊密貼合。抽吸狀態(tài)下加熱元件包裹在煙支內(nèi)部，熱量從中心向四周進(jìn)行傳遞且與煙草材料直接接觸，確保加熱的熱量利用率，減少熱量損失并提高加熱速率?，F(xiàn)有電子霧化器的加熱元件僅憑工程師的習(xí)慣選擇加熱元件電阻值，缺少相關(guān)研究，根據(jù)歐姆定律可知,在溫度控制系統(tǒng)工作瞬間，電阻過小導(dǎo)致工作電流較大，超調(diào)溫度可控性差，直接導(dǎo)致煙支出現(xiàn)焦糊，同時(shí)，過大的電流既縮短了電池使用壽命，又導(dǎo)致流經(jīng)電路板電流過大無法承受，造成電路板存在溫度過高、元器件過載導(dǎo)致短路燃燒等安全隱患。電阻過大，導(dǎo)致升溫較慢，無法在要求時(shí)間內(nèi)完成對(duì)煙支的預(yù)熱烘烤的設(shè)計(jì)要求，造成煙支未被完全烘烤的情況。針對(duì)溫度控制系統(tǒng)中加熱元件集合了發(fā)熱和測溫特性與一體，需要對(duì)加熱元件的測溫特性進(jìn)行進(jìn)一步研究，分析加熱元件是否是影響溫控穩(wěn)定性的因素。根據(jù)存在問題及加熱元件的測溫原理對(duì)加熱元件基本電參數(shù)，即初始電阻、電阻溫度特性，進(jìn)行測試進(jìn)一步探究影響溫控系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素。二、工程概況1、本項(xiàng)目由公司研發(fā)部自主研發(fā)完成；本項(xiàng)目的研制工作納入公司的科研管理體系，監(jiān)督審核項(xiàng)目進(jìn)度和成果。2、本項(xiàng)目由本公司6位研發(fā)部成員組成項(xiàng)目小組，其他相關(guān)科技人員配合，結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)和技術(shù)積累，通過創(chuàng)新，終于取得了初步成功。3、本項(xiàng)目預(yù)計(jì)投入研發(fā)資金27萬元；4、本項(xiàng)目形成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬屬于公司，針對(duì)本項(xiàng)目產(chǎn)品的核心技術(shù)，已向知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門申請(qǐng)了專利進(jìn)行保護(hù)。

三、主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)主要研究內(nèi)容：在溫度控制系統(tǒng)工作瞬間，電阻過小導(dǎo)致工作電流較大，超調(diào)溫度可控性差，直接導(dǎo)致煙支出現(xiàn)焦糊，同時(shí)，過大的電流既縮短了電池使用壽命，又導(dǎo)致流經(jīng)電路板電流過大無法承受，造成電路板存在溫度過高、元器件過載導(dǎo)致短路燃燒等安全隱患。本項(xiàng)目研發(fā)高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將實(shí)時(shí)采集的溫度送入主控芯片中，通過算法計(jì)算后輸出不同占空比的PWM波從而控制加熱模塊升降壓電路，對(duì)其內(nèi)部的PCB板溫和鋰電池的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，防止因溫度過高而出現(xiàn)器件損壞現(xiàn)象的發(fā)生。通過驅(qū)動(dòng)電路將輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大，從而快速準(zhǔn)確驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管的開通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)在不斷電情況下能夠?qū)訜嵩囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測控溫。解決傳統(tǒng)霧化器存在測溫不精準(zhǔn)、溫控波動(dòng)大、控溫一致性差，導(dǎo)致電加熱不燃燒卷煙煙具加熱煙支品質(zhì)差異大、抽吸體驗(yàn)感差的問題。關(guān)鍵技術(shù)：1、霧化器PCB板及鋰電池溫度檢測技術(shù)對(duì)加熱元件的溫度采集，主要是通過主控芯片實(shí)時(shí)采集加熱電路的輸出電壓與輸出電流，通過計(jì)算后得到阻值，再由實(shí)驗(yàn)測試得到的電阻與溫度的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，最終確定加熱元件的實(shí)時(shí)溫度。項(xiàng)目通過由AD采集可知加熱元件兩端的電壓，可得到加熱元件的實(shí)時(shí)阻值通過加熱元件電阻與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而得到加熱元件的實(shí)時(shí)溫度。在溫度檢測系統(tǒng)中，測溫元件的選擇是否合理將直接影響著測溫效果的好壞。對(duì)PCB板及鋰電池溫度的檢測若有不當(dāng)則可能因電池溫度過高而發(fā)生爆炸，危及用戶安全等問題。項(xiàng)目對(duì)其內(nèi)部的PCB板溫和鋰電池的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，防止因溫度過高而出現(xiàn)器件損壞現(xiàn)象的發(fā)生。2、電子霧化器加熱元件驅(qū)動(dòng)模塊技術(shù)控制煙具加熱的NMOS的特性是柵極驅(qū)動(dòng)電壓允許的范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)電壓越大，內(nèi)阻會(huì)更小，開關(guān)速度越快，則開關(guān)損耗就會(huì)降低，從而提升整體的功率轉(zhuǎn)換效率。所以需要通過驅(qū)動(dòng)電路將輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大，從而快速準(zhǔn)確驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管的開通與關(guān)斷。通過內(nèi)置VCC/VBS欠壓保護(hù)保護(hù)功能，防止功率管在過低的電壓下工作，提高效率。根據(jù)加熱元件的溫度值實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電壓的大小使加熱元件達(dá)到相應(yīng)的溫度，最終實(shí)現(xiàn)在不斷電情況下能夠?qū)訜嵩囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測控溫。3、電子霧化器溫度控制系統(tǒng)測溫模塊軟件技術(shù)首先對(duì)MCU進(jìn)行初始化，在保證電池電量處于充足情況下繼續(xù)讀取MCU設(shè)置參數(shù)，接下來判斷煙具是否進(jìn)入抽吸模式，若進(jìn)入抽吸模式則通過對(duì)加熱元件的溫度采集模塊與控溫模塊進(jìn)行控制，使其快速達(dá)到設(shè)定溫度從而進(jìn)行抽吸。為消除加熱元件的電阻與溫度擬合函數(shù)在一定程度的非線性，采用軟件補(bǔ)償?shù)姆椒▉韺?shí)現(xiàn)對(duì)溫度傳感器的非線性校正及補(bǔ)償。對(duì)于鉑熱電阻加熱元件采用最小二乘法進(jìn)行多項(xiàng)式擬合進(jìn)行誤差修正。通過溫度模塊數(shù)據(jù)采集處理得到相應(yīng)的加熱元件溫度，再通過PID控制算法控制升降壓模塊使加熱元件進(jìn)行相應(yīng)功率加熱，從而最終達(dá)到所需的設(shè)定溫度。

四、要達(dá)到的目標(biāo)、成果形式及主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到的目標(biāo)：1、本項(xiàng)目計(jì)劃研發(fā)的高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)，解決傳統(tǒng)霧化器存在測溫不精準(zhǔn)、溫控波動(dòng)大、控溫一致性差，導(dǎo)致電加熱不燃燒卷煙煙具加熱煙支品質(zhì)差異大、抽吸體驗(yàn)感差的問題。2、本項(xiàng)目通過研發(fā)霧化器PCB板及鋰電池溫度檢測技術(shù)、電子霧化器加熱元件驅(qū)動(dòng)模塊技術(shù)、電子霧化器溫度控制系統(tǒng)測溫模塊軟件技術(shù)，并應(yīng)用于電子煙，以形成批量生產(chǎn)和批量銷售。成果形式：將研發(fā)出的核心技術(shù)申請(qǐng)相關(guān)專利，形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，本項(xiàng)目針對(duì)項(xiàng)目的核心技術(shù)向?qū)＠块T申請(qǐng)了專利。主要技術(shù)指標(biāo)：1、啟動(dòng)方式：咪頭啟動(dòng)2、輸出功率：恒功率9W；3、充電電流：500MA4、電池壽命：500次電池充放電。五、前期工作基礎(chǔ)1、本項(xiàng)目技術(shù)“高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)研發(fā)”為我司自主項(xiàng)目，具有自主的核心技術(shù)。2、本項(xiàng)目研發(fā)小組人員已經(jīng)確定，項(xiàng)目組等待審批正式成立，具備了人員條件；3、本項(xiàng)目已經(jīng)完成了研發(fā)前的技術(shù)資料收集，檢索工作；基本確定好了研發(fā)的方向及論證工作；4、本項(xiàng)目研發(fā)所需的場地及儀器設(shè)備基本備齊。附件1：技術(shù)立項(xiàng)申請(qǐng)表項(xiàng)目名稱高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)研發(fā)立項(xiàng)目的及組織實(shí)施方式立項(xiàng)目的：現(xiàn)有電子霧化器的加熱元件僅憑工程師的習(xí)慣選擇加熱元件電阻值，缺少相關(guān)研究，根據(jù)歐姆定律可知,在溫度控制系統(tǒng)工作瞬間，電阻過小導(dǎo)致工作電流較大，超調(diào)溫度可控性差，直接導(dǎo)致煙支出現(xiàn)焦糊，同時(shí)，過大的電流既縮短了電池使用壽命，又導(dǎo)致流經(jīng)電路板電流過大無法承受，造成電路板存在溫度過高、元器件過載導(dǎo)致短路燃燒等安全隱患。電阻過大，導(dǎo)致升溫較慢，無法在要求時(shí)間內(nèi)完成對(duì)煙支的預(yù)熱烘烤的設(shè)計(jì)要求，造成煙支未被完全烘烤的情況。組織實(shí)施方式：1、本項(xiàng)目技術(shù)為公司自主立項(xiàng)研發(fā)，由公司研發(fā)部負(fù)責(zé)，根據(jù)高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)，邊實(shí)驗(yàn)邊改進(jìn)，穩(wěn)步實(shí)施項(xiàng)目內(nèi)容。2、本項(xiàng)目由本公司5位研發(fā)部成員組成項(xiàng)目小組，其他相關(guān)部門人員配合，投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)30.59萬元。核心技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)核心技術(shù)：1、霧化器PCB板及鋰電池溫度檢測技術(shù)。通過由AD采集可知加熱元件兩端的電壓，對(duì)其內(nèi)部的PCB板溫和鋰電池的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，防止因溫度過高而出現(xiàn)器件損壞現(xiàn)象的發(fā)生。2、電子霧化器加熱元件驅(qū)動(dòng)模塊技術(shù)。通過驅(qū)動(dòng)電路將輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大，從而快速準(zhǔn)確驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管的開通與關(guān)斷，提高效率。3、電子霧化器溫度控制系統(tǒng)測溫模塊軟件技術(shù)。通過對(duì)加熱元件的溫度采集模塊與控溫模塊進(jìn)行控制，通過PID控制算法控制升降壓模塊使加熱元件進(jìn)行相應(yīng)功率加熱，達(dá)到所需的設(shè)定溫度。創(chuàng)新點(diǎn)將實(shí)時(shí)采集的溫度送入主控芯片中，通過算法計(jì)算后輸出不同占空比的PWM波從而控制加熱模塊升降壓電路，對(duì)其內(nèi)部的PCB板溫和鋰電池的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過驅(qū)動(dòng)電路將輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大，實(shí)現(xiàn)在不斷電情況下能夠?qū)訜嵩囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測控溫。1、本項(xiàng)目已順利結(jié)題并完成驗(yàn)收，獲得高效率電子霧化器溫控系統(tǒng)測溫驅(qū)動(dòng)技術(shù)，解決傳統(tǒng)霧化器存在測溫不精準(zhǔn)、溫控波動(dòng)大、控溫一致性差，導(dǎo)致電加熱不燃燒卷煙煙具