隨著國內(nèi)公共場所禁煙力度的加大，以及對健康生活方式的期待，越來越多的老煙槍們選擇戒煙，電子煙的出現(xiàn)給老煙民帶來戒煙希望。本文介紹芯海科技OTP芯片CSU8RP3125應(yīng)用于電子煙上的解決方案，可精確監(jiān)測電池電壓、防止電池過充或欠壓，測量霧化電流和防止霧化過流。煙遇上火柴，注定要受傷害！我們都知道吸煙有害健康，但我們都是一只腳踩在泥潭，無法自拔依舊渴望健康。在戒煙意識逐漸加強的年代，電子煙憑借高性能、高品質(zhì)和高市場競爭力在各種香煙替代品中脫穎而出，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，減少了二手煙給身邊的人所帶來的危害。

　　電子煙又名虛擬香煙、電子霧化器，主要用于戒煙和替代香煙。它有著與香煙一樣的外觀、與香煙近似的味道，甚至比一般香煙的口味要多出很多，也像香煙一樣能吸出煙、吸出味道跟感覺來。電子煙由鋰電池、霧化器與煙彈所組成的仿香煙裝置，透過霧化器將含有尼古丁成分的液體打成霧氣，直接吸入但是過程中不產(chǎn)生煙霧。

　　基于芯海CSU8RP3125的電子煙解決方案

　　本文介紹了芯?？萍加邢薰綩TP芯片CSU8RP3125應(yīng)用于電子煙上的解決方案，該方案采用芯片內(nèi)置的±1%精度的16MHZ的高速PWM時鐘源，可在寬頻率范圍內(nèi)靈活控制LED呼吸燈的變化，同時內(nèi)置的12 Bit 1%測量誤差的高精度ADC搭配的內(nèi)部參考源，為精確監(jiān)測電池電壓、防止電池過充或欠壓、測量霧化電流、防止霧化過流提供強有力的保障。

　　系統(tǒng)設(shè)計

　　電子煙由主控芯片CSU8RP3125、電池、 按鍵、LED呼吸燈、霧化器組成（見下圖）。

　　詳細(xì)設(shè)計

　　1 、短路保護(hù)

　　采用芯片本身的低電壓復(fù)位功能來實現(xiàn)電子煙的短路保護(hù)，把芯片的LVR設(shè)定在2.4V，當(dāng)負(fù)載端短路時，芯片的VDD腳瞬間被拉低到2.4V以下，芯片復(fù)位，NMOS。

　　管的控制腳回到上電復(fù)位的狀態(tài)，即為低電平切斷NMOS來保護(hù)MOS管。

　　2 、過充保護(hù)

　　由于電池直接連到芯片的VDD上，通過把芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓作為輸入，用VDD來作參考，因為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓是固定的，所以只要VDD上的電壓有變化時，采到的AD值也會有相應(yīng)的變化，利用AD值來反算出電池端的電壓，當(dāng)芯片檢測到電池電壓高于4.2V時，讓NMOS的控制腳輸出低電平關(guān)斷NMOS來切斷充電端與電池之間的充電回路，防止電池過充。CSU8RP3215芯片采用內(nèi)部基準(zhǔn)，測量電池電壓，除了省去了外部參考源， 同時也節(jié)省了分壓電阻。

　　3 、低電壓報警

　　利用2.2小節(jié)同樣的ADC檢測方式來檢測VDD電壓（即電池電壓），當(dāng)電池電壓低于3.2V時，讓NMOS管控制腳輸出低電平來關(guān)掉NMOS并且通過控制PWM的輸出來驅(qū)動LED呼吸燈來提醒用戶電池電壓過低。

　　4 、霧化過流保護(hù)

　　通過外部的AD通道來檢測NMOS管到地的壓降來換算出流過霧化器的電流，一旦檢測到霧化電流過大時，芯片會把NMOS管的控制腳置低來關(guān)斷NMOS管，防止霧化過流。CSU8RP3125的AD檢測小信號精準(zhǔn)，可電子煙產(chǎn)品的可靠性。

　　5 、呼吸燈的控制

　　利用芯片本身的PWM輸出功能，LED燈從滅到最亮的過程中，PWM周期固定的情況下，PWM從低電平開始，每3ms遞增一個正寬頻，一直到PWM輸出為高電平。相反，LED從最亮到滅的過程中，PWM從高電平開始，每6ms遞增一個負(fù)寬頻，一直到PWM輸出低電平為止，實現(xiàn)呼吸燈的控制。當(dāng)電池電壓欠壓時，呼吸燈的漸變速度時間會變?yōu)檎９ぷ鞯?/3，以此提醒用戶需要及時充電。

　　目前，電子煙主要針對的是歐美市場，而本次設(shè)計選用的芯海CSU8RP3125芯片的ESD（芯片級）HBM模型為8KV，工作溫度范圍-40~85℃。經(jīng)測試芯片高速PWM穩(wěn)定，ADC采樣效果好，溫漂小，性能可靠。該型號芯片為MSOP-8封裝，有利于PCB面積縮減，非常適合電子煙的開發(fā)。