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主机杆子评测

电子烟烟弹加密方案的基本原理解析

2023-02-26 主机杆子评测 加入收藏
既不改变烟弹外观、又不影响雾化室和气流通道的正常工作,加密芯片如何完美融入?

电子烟烟弹加密方案的基本原理解析(图1)

传统的电子烟烟弹在结构设计上只有两个触点与烟杆连接,烟杆主板电路通过这两个触点向烟弹的发热丝提供驱动电流来加热烟油达到雾化的效果。

为了阻止盗版烟弹对品牌商和用户的利益损害,在烟弹中增加可识别的加密芯片成为品牌商家们的共识,但问题是如何在小巧精密的烟弹中增加电路板和读出接口?

既不改变烟弹外观、又不影响雾化室和气流通道的正常工作,就成了所有工程师追求的设计诉求!

瑞纳捷半导体推出的RJGT101D6加密芯片是通过1-Wire总线提供能电能和数据的单总线芯片,主机系统只需要连接RSD(单总线)和GND(地)即可与RJGT101D6进行双向交互认证。

这就意味着利用现有烟弹的两个触点连接RJGT101D6,实现与烟杆主机的数据通信和电能传输,不增加触点不改变烟弹外观的愿望是有可能实现的!

经过瑞纳捷工程师们的多方论证和反复试验,最终拿出了一个低成本的可行解决方案,经实测该方案有如下特点:

无需改变传统的两触点的烟弹外观(不增加触点、不改变气道)。

无需机械防呆,烟杆主机可自动识别烟弹正插、反插。

烟杆主机与烟弹加密芯片可双向数据交互和双向身份认证。

烟弹雾化器发热丝的工作和加密芯片的工作互不影响。

方案成本低,烟杆主机只需7个普通MOS管,烟弹内只需1个普通MOS管。

电子烟烟弹加密方案的基本原理解析(图2)

图1 烟弹正插电路原型

本方案烟弹正插电路原型如图1所示。

因为烟弹中的发热丝没有极性,而加密芯片RJGT101D6是有极性的,烟杆侧要解决的核心问题就是烟弹极性的检测和供电方向的切换,本方案利用NMOS管和PMOS管组成的开关电路来切换烟弹的供电方向实现烟弹正、反插都能工作。

另一方面,烟弹内部的发热丝和加密芯片RJGT101D6只能用串联或并联的方式连接,如何才能使它们不相互影响对方的工作是烟弹电路设计的难点。

本方案采用RJGT101D6与发热丝串联的方式,因为加密芯片RJGT101D6必须施加正向电压(RSD脚接高电平,GND脚接低电平)才能工作和通信,我们在RJGT101D6的RSD脚和GND脚间并联1颗单向导通的PMOS管(类似二极管的作用),这颗PMOS管起到了RJGT101D6反向旁路的作用。

电子烟烟弹加密方案的基本原理解析(图3)

图2 正向供电回路

如图2所示,当烟杆主机提供正向电压给烟弹时,加密芯片和发热丝都可以工作。但加密芯片RJGT101D6工作电流非常小(小于1mA),所以烟杆正向供电时,虽然有1mA的电流通过发热丝,但它几乎不发热,不会引起雾化动作。

从图2的正向供电回路可以看出,RJGT101的是由2.2K上拉电阻通过MOS1供电的,最终通过MOS4回到电源地。

电子烟烟弹加密方案的基本原理解析(图4)

图3 反向供电回路

如图3所示,当烟杆主机提供反向电压给烟弹时,RJGT101D6被PMOS管旁路,只有发热丝能工作。而发热丝工作时需要断开MOS1闭合MOS2,断开MOS4闭合MOS3,电池通过MOS5输出最大功率来驱动发热丝发热。

电子烟烟弹加密方案的基本原理解析(图5)

图4 烟弹反插电路原型

我们再分析一下烟弹反插时烟杆电路如何工作,从图4可以看出,只需要断开MOS1闭合MOS2,闭合MOS3断开MOS4即可为RJGT101提供正向工作电压。

而发热丝工作时需要断开MOS2闭合MOS1,断开MOS3闭合MOS4,电池通过MO6为发热丝提供大功率驱动电流,然后通过MOS4回流到地。

本文分析了瑞纳捷半导体两触点加密烟弹方案的基本原型及其原理,方案的开关电路采用低成本的MOS管搭建,具体如何选择MOS管和搭建电路、MCU是如何与RJGT101D6的做数据交互的,敬请关注下期分享。

来源:武汉瑞纳捷半导体有限公司

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部分参展企业名录:

展位号

公司名

主营

2D11

深圳市华诚达精密工业有限公司

雾化芯、AX网芯陶瓷雾化芯

2F25

东莞市国研电热材料有限公司

陶瓷发热体、发热元件

2E110

深圳市奥特威电子有限公司

电子雾化、雾化器、陶瓷、发热芯

2F30

广州市隆今新材料研究有限公司

一体储油棉. 加热不燃烧过滤嘴

2F01

东莞市华佳宇电子科技有限公司

陶瓷雾化芯、电子雾化发热丝

2E29

东莞晟茂科技有限公司

陶瓷发热芯和棉芯

2F19

东莞市维万特智能科技有限公司

陶瓷雾化芯

2F39

深圳市竞达成科技有限公司

电子雾化各种发热丝

2C72

深圳市丁鼎陶瓷科技有限公司

陶瓷雾化芯、氧化锆陶瓷件、MIM件

2D103

东莞市顺芯科技有限公司

陶瓷芯

2F29

深圳市合芯微科技有限公司

电子雾化方案的开发

2E92

深圳市鸿展光声科技有限公司

咪头

2E25

深圳市新厚泰电子科技有限公司

电子雾化咪头、电子雾化控制器

2E11

山东新港电子科技有限公司

咪头

2D54

江苏芯荣半导体有限公司

咪头芯片

2F57

惠州市凯元新能源科技有限公司

电池

2F85

玖舜能源(东莞)有限公司

便携式电子雾化电池

2F11

沧州悦华玻璃制品有限公司

电子雾化玻璃仓储油仓

2E15

沧州仁源玻璃制品有限公司

电子雾化玻璃管

2C71

深圳市大富方圆成型技术有限公司

电子雾化

2F99

深圳市景康科技实业有限公司

电子雾化五金管及表面处理

2D109

东莞市合翔五金电子有限公司

雾化弹底盖,铝挤压通管,深筒拉伸外管

2E105

东莞市江合磁业科技有限公司

钕铁硼强磁铁

2F15

深圳日拓精密科技有限公司

用冷镦方式生产电子雾化电极柱,电极顶针,五金件

2E36

东莞市柯睿电子有限公司

Pogo Pin, Pogo  Pin连接器,精密及智能硬件精密连接器方案提供商

2F12

深圳永探电子有限公司

弹簧针 POGOPIN

2F67

东莞市垚富五金科技有限公司

精密五金车床加工部件、Pogo Pin&Pogo 连接器解决方案

2A53

中山市沃尔鑫塑料材料有限公司

Peek板/棒,pps板/棒

2A43

上海匠聚新材料有限公司

银浆、浆料

2B85

浙江鹏孚隆科技股份有限公司

聚醚醚酮树脂及其复合改性产品

2E109

宁波琳盛高分子材料有限公司

PEEK高温管

2B26

深圳市宇斯特电子有限公司

厚膜陶瓷电路

2C73

银川艾森达新材料发展有限公司

氧化铝粉末、金属陶瓷粉末

2C34

福建华清电子材料科技有限公司

氧化铝陶瓷基板

2A85

东莞市昶丰机械科技有限公司

密炼机造粒机一体机、金属粉末造粒机

2A25

东莞市利腾达智能装备有限公司

高效棒销式纳米砂磨机

2A11

长沙建宇网印机电设备有限公司

厚膜印刷机、陶瓷基板印刷机

2B11

上海煊廷丝印设备有限公司

高精密厚膜电路丝网印刷机

2D85

深圳市和力泰科技集团有限公司

陶瓷精雕机、抛光机、雾化包机、装盒机

2D110

珠海真理光学仪器有限公司

激光粒度仪/纳米粒度Zeta电位分析仪/喷雾粒度仪

2A47

东莞市琅菱机械有限公司

研磨分散设备

2A91

东莞市腾科自动化设备有限公司

高速检测机,外检机,视觉CCD

2A92

东莞市宏康机械有限公司

高精度伺服粉末成型机

2A01

广东鑫信智能装备有限公司

5G滤波陶瓷模具,粉末冶金模具,粉末成型压机

2B13

广州创芯旗自动化控制设备有限公司

高精密电动伺服压机

2E57

东莞飞弘仪器设备有限公司

电子雾化试验机

2B25

安徽贝意克设备技术有限公司

推车炉、排胶炉、钼丝炉、热压炉

2E35

深圳市荣恒精密机械设备有限公司

注油机、抽雾化机、吸阻机、电极铆接机、磁铁压装机、雾化包机

2E95

东莞市宝拾兴智能包装设备有限公司

封箱机、真空机、缠绕机

2A81

合肥泰络电子装备有限公司

网带炉、钟罩炉、箱式炉、推板炉、辊道炉及配套自动化设备

2F13

握友创新(深圳)有限公司

视觉打标,激光打标视觉定位,CCD打标

2A95

嘉兴华嶺机电设备有限公司

直线电机、精密主轴、超精密机床、空气静压轴承

2D75

合肥费舍罗热工装备有限公司

脱脂炉,烧银炉,烧结炉,推板炉

2A105

合肥恒力装备有限公司

窑炉设备

2E26

深圳市斯诺顿仪器设备有限公司

六面外观检测机,SMD测包机

2B49

阿尔赛(苏州)无机材料有限公司

高端脱脂烧结一体炉,气氛烧结炉

2A05

天通吉成机器技术有限公司

粉末成型机

2E39

深圳市鑫陶窑炉设备有限公司

窑炉设备

2E81

佛山市瀚鼎科技有限公司

百仕乐精密注液泵

2B16

德中(深圳)技术发展有限公司

激光精密设备

2A109

北京天耀科技有限公司

显微扫描电镜

2B07

安徽博为光电科技有限公司

氦质谱检漏仪

2A103

合肥山峦电子科技有限公司

工业电窑炉

2B110

武汉宇昌激光科技有限公司

陶瓷激光切割打孔划片机

2B15

株洲瑞德尔智能装备有限公司

高温烧结炉、真空烧结炉

2C43

合肥高歌先进电炉装备有限公司

实验电炉、工业电炉

2F81

深圳市君鑫达电子有限公司

Type-C开发商

2F16

深圳市卓亮迪科技有限公司

进口铁铬铝铝箔带、不锈钢带

2C29

深圳市康柏工业陶瓷有限公司

氧化锆结构陶瓷

2A110

江门市东有科技有限公司

中空微珠,透波粉,超微粉

2B103

东莞鑫傲众研磨科技有限公司

研磨耗材

2A26

上海网谊光电科技有限责任公司

网版

2B89

3M中国有限公司

胶带与胶黏剂

2C01

江阴通利光电科技有限公司

陶瓷电容膜(PET膜)

2B109

柘城县金鑫磨料磨具有限公司

金刚石微粉

2D82

深圳市吉茂科学仪器有限公司

实验室仪器、耗材

2B75

广州柏励司研磨介质有限公司

氧化锆珠、氮化硅珠、碳化钨珠

2B19

上海出光化学有限公司

PC聚碳酸酯、SPS间规立构聚苯乙烯、LMPP低模量聚丙烯、I-Marv加氢石油树脂

2C25

苏州红恩新材料科技有限公司

氧化铝陶瓷纤维制品

2B43

河南联合精密材料股份有限公司

金刚石微粉,金刚石研磨液,氧化铝,硅溶胶抛光液

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电子烟烟弹加密方案的基本原理解析(图11)

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