剛剛落幕的IECIE電子煙展會(huì)無疑成為了2019年上半年人氣最火爆的行業(yè)盛會(huì)，超過1500+品牌商填滿了40000平方米的展示空間。來自世界各地的展商和觀眾都浸潤在這場(chǎng)蒸汽文化盛宴中。大雨也澆不滅的熱情源自于不斷增加的電子煙受眾，為了增加市場(chǎng)競爭力，電子煙制造商對(duì)控制板的要求也在不斷提高。眾所周知，電子煙的控制系統(tǒng)主要由主控芯片、電池、按鍵、LED呼吸燈和霧化器組成。 如果說煙油是電子煙的“靈魂”，那么MCU就是電子煙 “心臟”，想成為這一行業(yè)的領(lǐng)跑者，MCU的選擇至關(guān)重要。

由于電子煙形狀與真煙大致相同，體積小，組成器件卻比較多。同時(shí)一般采用小型電池供電，電池使用壽命要盡量長，最后，在電子煙的霧化器溫度控制上，要精準(zhǔn)，這就要求主芯片ADC精度要高。因此，電子煙的這些特征，給開發(fā)者帶來了諸多的挑戰(zhàn)。

芯海科技作為國內(nèi)首家推出電子煙專用MCU的芯片原廠，早在2012年就開發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的8位RISC架構(gòu)MCU內(nèi)核，成立了MCU實(shí)驗(yàn)室，并開始專注于安全可靠的電子煙MCU芯片研發(fā)，已經(jīng)被電子煙的大中型板卡廠和品牌批量使用。芯海科技最新推出了安全性電子煙MCU——CSU32M10，具有體積小、集成度高、安全可靠的特點(diǎn)。

CSU32M10電子煙電路結(jié)構(gòu)框圖

優(yōu)勢(shì)一：集成硬件短路保護(hù)，省外圍、響應(yīng)速度快、安全可靠

電子煙是隨身攜帶、貼身使用的產(chǎn)品，安全是第一位的。在電子煙使用過程中，可能會(huì)遇到霧化器損壞、誤觸等意外情況導(dǎo)致的短路，如果不及時(shí)保護(hù)，可能會(huì)引發(fā)電池爆炸、火災(zāi)等安全事故。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，經(jīng)常有以下幾種方法來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)：

1. 通過芯片自身的LVR（低電壓復(fù)位）功能：

原理：發(fā)生短路時(shí)，會(huì)把電池電壓VBAT拉到低于LVR電壓，MCU復(fù)位，停止工作。

缺點(diǎn)：不可靠。遇到MOS內(nèi)阻大、電池帶載能力強(qiáng)時(shí)，無法把VBAT拉低到LVR電壓，導(dǎo)致保護(hù)失效。

2. 通過ADC檢測(cè)MOS輸出電壓實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)

原理：使用ADC檢測(cè)MOS的輸出電壓，根據(jù)電壓判斷。

缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢。短路保護(hù)功能需要軟件來實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)速度無法保證，往往需要在電池端增加保護(hù)IC來提高短路保護(hù)的可靠性。而且在寸土寸金的電子煙中，增加保護(hù)IC和分壓電阻，會(huì)增大PCB的面積。

3. 通過IO中斷實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)

原理：在MOS導(dǎo)通時(shí)，如果發(fā)生短路，GPIO的電壓被拉低，產(chǎn)生中斷，由軟件來進(jìn)行保護(hù)。

缺點(diǎn)：①需要增加一個(gè)電阻和一個(gè)二極管，增加PCB面積和成本。②軟件復(fù)雜。

CSU32M10突破常規(guī)，集成了硬件短路保護(hù)功能，無需外圍即可實(shí)現(xiàn)安全可靠的短路保護(hù)功能，解決了上述方案的缺點(diǎn)。

原理：IC內(nèi)部集成短路保護(hù)模塊，檢測(cè)MOSFET工作時(shí)兩端的壓差，壓差超過設(shè)定閾值時(shí)，關(guān)閉MOSFET，停止工作。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 響應(yīng)快，更安全：硬件實(shí)現(xiàn)，無軟件延遲，響應(yīng)速度快，避免電池電壓和MCU進(jìn)入異常狀態(tài)，更安全；

2. 測(cè)量精準(zhǔn)，更可靠：可以根據(jù)MOS內(nèi)阻及保護(hù)電流，選擇80/200/320/480mV等多個(gè)保護(hù)閾值，更可靠；

3. 無需外圍器件，減小PCB面積和BOM Cost。

優(yōu)勢(shì)二：集成精準(zhǔn)的加熱絲阻抗測(cè)量功能，形成過吸保護(hù)，讓電子煙更智能、用戶體驗(yàn)更好

電子煙產(chǎn)品使用過程中，會(huì)遇到這樣的問題：

1. 連續(xù)吸煙時(shí)，煙油滲透速度慢，無法及時(shí)滲透到霧化器中，會(huì)導(dǎo)致霧化溫度過高、有焦糊味，用戶體驗(yàn)差

2. 無法自動(dòng)檢測(cè)煙油是否用完，只能靠人用眼觀察

為了解決這些問題，需要通過測(cè)量霧化器的阻抗來檢測(cè)工作溫度。

常規(guī)的方法是增加一個(gè)測(cè)量通路來實(shí)現(xiàn)（如圖）：

原理：

在工作通路關(guān)斷的半周，通過測(cè)量采樣電阻上的電壓和電流來計(jì)算霧化器的阻抗，并進(jìn)一步計(jì)算溫度。

缺點(diǎn)：

① 需要增加2~3個(gè)電阻和1個(gè)MOS，在寸土寸金的電子煙產(chǎn)品中是致命的，而且增加成本；

② 需要額外使用1個(gè)GPIO和2個(gè)ADC共計(jì)3個(gè)引腳，需要使用更高成本的MCU。

為了解決上述問題，CSU32M10集成了煙絲阻抗測(cè)量模塊，無需外圍器件，僅需要1個(gè)IO即可實(shí)現(xiàn)。

原理：

在MOS關(guān)斷的半周，輸出恒定電流，通過測(cè)量霧化器上的電壓來測(cè)量霧化器阻抗，并進(jìn)一步計(jì)算溫度。

優(yōu)點(diǎn)：

無需外圍器件，僅需1個(gè)引腳，減少BOM Cost和PCB面積。

此外，芯?？萍甲灾餮邪l(fā)的高效率C編譯器，效率比國內(nèi)同行提升了30%。CSU32M10支持在線調(diào)試，大大的提升了開發(fā)效率，降低開發(fā)成本。CSU-IDE是芯海完全自主研發(fā)的8Bit全系列SOC/MCU免費(fèi)開發(fā)環(huán)境，集成編譯器、匯編器、鏈接器調(diào)試仿真器以及l(fā)ib制作工具。支持混合信號(hào)處理器CSU系列產(chǎn)品的開發(fā)、C語言和ASM語言的編程。工程師們可以更輕松、更快速地開發(fā)電子煙，使產(chǎn)品快速占領(lǐng)市場(chǎng)、贏得先機(jī)。

綜上所述，CSU32M10有著顯著的集成度高、性價(jià)比高、安全可靠、品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)秀特性，可以使電子煙設(shè)的開發(fā)者輕松自如，讓電子煙的消費(fèi)者有著更美好的使用體驗(yàn)。