咪头开关是电子烟目前应用较多的一类开关,主要是通过压力腔内薄膜的形变所产生的电容变化来响应吸气动作。
图 电容式咪头开关响应原理示意图,源自专利 CN303353677U
然而电子烟厂商在实际销售过程中,发现电子烟主机最大的故障因素是麦克风咪头,其损坏的周期介于7天-3个月,用户端频繁的更换主机造成了多余的成本消耗。
咪头开关主要有以下无法解决的弊端:
- 吹气也会触发加热电路工作(误触发);
- 易被烟油或者烟雾冷凝液腐蚀损坏,使其寿命比较短(一般使用6个月以内);
- 生产交期较长,由于麦克风咪头的生产工艺中有必须要熟练的操作工手焊元器件,造成产能受限,交期较长。
因此对于极为重视电子烟主机品质及使用寿命的厂商来说,寻找替代麦克风咪头的方案就显得迫在眉睫。
目前电子烟咪头替代方案主要有以下3种:
- 气压传感器替代咪头的方案已经在美国JUUL第二代上批量应用,市场反馈主机没有像咪头一样那么容易损坏;
- 3轴加速度传感器的替代方案,通过对烟感的触弹实现电路唤醒;
- 用回传统按键开关,如IQOS直接用回传统的按键实现加热。
而近期据业内人士透露,某些电子烟大厂准备在电子烟上应用气动磁开关,在各方面都可以媲美咪头开关,特别是解决了咪头开关难以防水防油的缺陷痛点。下面我们就一起来看一下这个气动磁开关的相关介绍。
气动磁开关又叫TMR磁阻开关、磁阻传感器,是配合磁铁和弹簧设计的一款气动开关,其特点是实现非接触检测气流。
- 气动磁开关响应原理
气动磁开关的响应原理是:吸烟时,气道内空气流动形成负压,受负压影响弹簧会压缩,压缩时带动装配在弹簧上的磁铁发生位移变化。
而在磁铁侧面放置的磁阻传感器可以检测运动中的磁铁磁场变化。当磁阻传感器检测到磁场时会输出低电平,从而唤醒电路实现加热;停止吸烟时,弹簧复位,磁阻传感器未检测到磁场从而释放,输出高电平,电路进入待机状态。
图 TMR磁阻传感器芯片,来自江苏多维科技
- 气动磁开关应用特点
气动磁开关是一种新的咪头替代方案,利用磁场特性可以作为非接触气动开关,保留吸烟时空气感应致动特性,使其用户即拿即用;同时可以做到防水防油防尘,杜绝烟油对电路的损伤。
它主要具有以下特点:
1、 使用气动磁开关替代咪头,单价与咪头接近,大批量甚至低于咪头价格;
3、 尺寸小,装配灵活,可以基于客户的结果设计不同的安装方式;
- 可以在原有结构不变的情况下直接用来替代咪头,但需要考虑避开带磁铁的烟弹影响;
- 也可以将磁铁装在烟弹里面,磁阻传感器芯片放置在主机里;
- 也可以在主机里做独立气道隔绝电路板与电池,将磁铁放置在独立气道里面,磁阻传感器放置在独立气道外侧,都能做到主机防水防尘的效果;
3、 TMR磁阻传感器功耗小,常规产品1.5A/ 300nA;可检测微弱磁场,如 17Gs/ 10Gs/5Gs等;迟滞/回差小,频响高,50Hz/1kHz;以上特点可以使磁阻传感器更远的感应磁铁,同时检测微弱变化磁场。
4、 磁阻传感器采用贴片封装,可以满足大批量生产需求。
5、 目前气动磁开关方案可接受批量定制。