隨著國內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，電子煙的出現給老煙民帶來戒煙希望。本文介紹芯海科技OTP芯片CSU8RP3125應用于電子煙上的解決方案，可精確監測電池電壓、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，帶來巨大的經濟效益，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生煙霧。

　　基于芯海CSU8RP3125的電子煙解決方案

　　本文介紹了芯海科技有限公司OTP芯片CSU8RP3125應用于電子煙上的解決方案，該方案采用芯片內置的±1%精度的16MHZ的高速PWM時鐘源，可在寬頻率范圍內靈活控制LED呼吸燈的變化，同時內置的12 Bit 1%測量誤差的高精度ADC搭配的內部參考源，為精確監測電池電壓、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。

　　系統設計

　　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）。

　　詳細設計

　　1 、短路保護

　　采用芯片本身的低電壓復位功能來實現電子煙的短路保護，把芯片的LVR設定在2.4V，當負載端短路時，芯片的VDD腳瞬間被拉低到2.4V以下，芯片復位，NMOS。

　　管的控制腳回到上電復位的狀態，即為低電平切斷NMOS來保護MOS管。

　　2 、過充保護

　　由于電池直接連到芯片的VDD上，通過把芯片內部基準電壓作為輸入，用VDD來作參考，因為內部基準電壓是固定的，所以只要VDD上的電壓有變化時，采到的AD值也會有相應的變化，利用AD值來反算出電池端的電壓，當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芯片采用內部基準，測量電池電壓，除了省去了外部參考源， 同時也節省了分壓電阻。

　　3 、低電壓報警

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

　　4 、霧化過流保護

　　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斷NMOS管，防止霧化過流。CSU8RP3125的AD檢測小信號精準，可電子煙產品的可靠性。

　　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遞增一個負寬頻，一直到PWM輸出低電平為止，實現呼吸燈的控制。當電池電壓欠壓時，呼吸燈的漸變速度時間會變為正常工作的1/3，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℃。經測試芯片高速PWM穩定，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。