在上一章中,我们介绍了基于RJGT101D6的两触点加密烟弹方案的基本原理,本章将详细介绍具体实施方案,包括如何选用低成本的MOS管搭建开关电路,烟杆主控MCU是如何与烟弹加密芯片RJGT101D6进行双向数据交互的。

我们知道二极管、晶体管和MOS管都是电子电路中的基本开关器件,但它们在应用中有一些区别。
首先,二极管和三极管是电流控制元件,而MOS管是电压控制元件,同样条件下MOS管的功耗更低。
其次,MOS管导通时导通压降小接近于0V,三级管和二极管的最低导通压降要大于0.3V。由此可见选用MOS管做电子烟的开关电路更加合适。
从电路原型中可以看出,烟杆供电方向的切换电路实际上是一个整流全桥电路。我们用MOS管搭建了一个整流全桥电路,为了减少MCU控制端口的数量,我们用P-MOS管做上桥臂,用N-MOS管做下桥臂,这也有利于简化驱动电路,可以分别用RJM8L003的P03和P04端口直接驱动这2个桥臂。如图1所示。
防伪烟弹方案设计:主控MCU与加密芯片如何双向交互?
图1  MOS管搭建的两线加密烟弹电路
因为RJGT101D6的RSD脚既是电源输入脚又是数据通信脚,当它作为数据通信脚时需要外部上拉电阻才能输出高电平,所以我们在2个上桥臂上增加1个公用的2.2KΩ上拉电阻后到电源VCC。
发热丝工作时需要1A以上的电流,不能用有上拉电阻的H桥来驱动,因为上拉电阻会限制输出电流,需要另外设计2个上桥臂,也就是图中的MOS5和MOS6。
当发热丝需要工作当时,MOS5或者MOS6导通,电池电流直接驱动发热丝,最后通过下桥臂MOS2或者MOS4流入到GND。
上一章中提到,我们将烟弹内部的发热丝和加密芯片RJGT101D6采用串联连接。因为只有RJGT101D6是由极性的,我们考虑设计一个单向旁路电路与RJGT101D6并联,实现RJGT101D6正向工作反向旁路的效果。
经过验证我们选用了P-MOS管设计单向旁路电路,当然也可以用N-MOS管。但不能用二极管,因为二极管的正向导通压降大于0.3V,相当于给RJGT101D6提供了负0.3V的工作电压,这会导致其损坏。
事实上很多逻辑芯片的工作电压都不能小于负0.3V。发热丝和RJGT101D6不能并联也是出于过高的负电压会损坏RJGT101D6考虑的,因为发热丝的瞬时压降会到达3V以上。
开关电路搭建好了,下一步是考虑如何设计驱动电路。
电子烟内部通常采用3.6V的单节锂电池供电,MCU的GPIO输出电压最大3.6V,能否用3.6V直接驱动开关取决于我们选用的MOS管开关参数,只要VGS(th)阈值电压低于3V的都可以。
还要关注MOS管的导通内阻RDS(ON),因为RDS(ON)越低其导通压降也越低,但成本也越高。作为发热丝工作通路的MOS管要选用RDS(ON)低于100mΩ的,而作为RJGT101D6工作通路的MOS管就可以适当放宽一点。
试验中我们选用的N-MOS为Si2302,P-MOS为CJ3401A,其性能指标如表1所示,并且这2个通用型号有很多品牌厂家在生产,价格低廉容易采购。
表1 MOS管选型表
防伪烟弹方案设计:主控MCU与加密芯片如何双向交互?
MOS管开关电路搭建好了之后,主控MCU是如何向烟弹的RJGT101D6发送高低电平信号的,我们还是从烟弹正插时的情况分析,如图2所示。
P00始终保持为输入端口,P01、P02、P04设置为输出高电平1,此时MOS3断开MOS4闭合,MOS5和MOS6都断开,MCU通过P03向RJGT101D6发送数据,当P03输出低电平0,MOS1闭合MOS2断开,即可向RJGT101D6发送1个高电平位。当P03输出高电平1,MOS1断开MOS2闭合,即可向RJGT101D6发送1个低电平位。烟弹反插时,MCU是通过P04向RJGT101D6发送数据,具体分析就不再赘述。
防伪烟弹方案设计:主控MCU与加密芯片如何双向交互?
图2  主控MCU发送数据的原理
主控MCU是通过P00端口读取RJGT101D6的返回数据,如图3所示。烟弹正插时,P00设置为输入端口,P01、P02、P04设置为输出高电平1,P03设置为输出低电平0,此时MOS3断开MOS4闭合,MOS5和MOS6都断开,MOS1闭合MOS2断开。此时RSD引脚输出的高低电平可通过MOS1输入到P00脚的。而烟弹反插时,RSD引脚输出的高低电平是通过MOS3输入到P00脚的。
防伪烟弹方案设计:主控MCU与加密芯片如何双向交互?
图3  主控MCU读取数据的原理
这就是基于瑞纳捷半导体的RJGT101D6加密芯片设计的两线加密烟弹方案,方案在不改变传统烟弹外观的情况下,做到了简单、低成本、易于实施的设计目标,可适用于传统电子烟的改造升级,也可用于医疗耗材、办公耗材的加密防伪。
来源:武汉瑞纳捷半导体有限公司

电子雾化与HNB产品都是新型电子产品,结构虽小,却融合应用多种材料、表面处理、芯片电子等技术工艺,而且雾化技术一直在不断更迭,供应链在逐步完善,为了促进供应链企业间有一个良好的对接交流,艾邦搭建产业微信群交流平台,欢迎加入;

医疗级!思摩尔建成全球行业首个E&L实验室

长按识别二维码关注公众号,点击下方菜单栏左侧“微信群”,申请加入群聊

医疗级!思摩尔建成全球行业首个E&L实验室

电子雾化采购来自以下企业(部分):

往下滑动查看更多

医疗级!思摩尔建成全球行业首个E&L实验室
医疗级!思摩尔建成全球行业首个E&L实验室
医疗级!思摩尔建成全球行业首个E&L实验室

......

部分参展企业名录:

往下滑动查看更多

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

......

让更多电子雾化企业采购看到你

扫码添加微信,即刻预订展位

医疗级!思摩尔建成全球行业首个E&L实验室

徐小姐:16675116648(同微信)

邮箱:ab020@aibang.com

作者 xie, yao