分析電子火折子的電路原理

看古裝劇時(shí)，不時(shí)可以看到這樣的場(chǎng)景：有人從懷里掏出一個(gè)“火折子”，對(duì)著吹一吹就點(diǎn)著了火，覺(jué)得很神奇：

更加神奇的是，有才的電子工程師們，重新發(fā)明了火折子，也就是“電子火折子”，長(zhǎng)這樣：

同樣是吹一口氣，就會(huì)發(fā)熱，可以作為火種使用，所以又叫“一個(gè)靠吹的打火機(jī)”：

上面的圖片有點(diǎn)夸張，實(shí)際沒(méi)有明火，也不會(huì)有到處飄散的火星，我真人演示一下：

可以看到，對(duì)著電子火折子吹一口氣，發(fā)熱絲就會(huì)通電燒紅并發(fā)熱，持續(xù)幾秒鐘，可以點(diǎn)燃紙巾。

很好奇是怎么通過(guò)電子電路實(shí)現(xiàn)的，那就拆解看看！

說(shuō)干就干，先剝皮：（商家說(shuō)這是黑檀木）

剝皮后露出了一支鐵管，電路板就裝在里面：

拔出電路板，開始端詳，所謂初識(shí)廬山真面目：

下面開始一步步分析電路！

一、復(fù)原電路原理圖

電路板正面，全景圖：

電路板正面，標(biāo)注主要的元器件：

電路板反面，全景圖：

電路板反面，標(biāo)注主要的元器件：

根據(jù)電路板實(shí)物，復(fù)原對(duì)應(yīng)的電路原理圖：

二、電路原理分析

1、當(dāng)插入USB電源線時(shí)的相關(guān)電路。

USB的+5V電壓：對(duì)充電管理芯片U2進(jìn)行供電。

電容C2：對(duì)+5V電壓進(jìn)行電源濾波。

USB的+5V電壓：連到單片機(jī)U1的PA6腳，單片機(jī)可以檢測(cè)USB電源線的插入。這里可以做一個(gè)軟件的邏輯：PA6設(shè)為高阻輸入狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到USB電源線插入時(shí)，不管是否有人吹氣，都不對(duì)發(fā)熱絲通電加熱。因?yàn)椴逯鳸SB電源線來(lái)使用，相對(duì)沒(méi)有那么安全。另外要注意，這個(gè)PA6腳能承受的耐壓要達(dá)到5V以上，否則可能會(huì)損壞。

電阻R5：在沒(méi)有USB電源線插入時(shí)，將單片機(jī)U1的PA6腳拉到低電平。

2、充電管理芯片U2的相關(guān)電路。

充電管理芯片U2：型號(hào)為L(zhǎng)TH7。

電阻R6：設(shè)定充電電流的大小。計(jì)算公式為充電電流Ibat = 1000 / R6，所以2.2K歐姆對(duì)應(yīng)455mA的充電電流。

充電管理芯片U2的CHRG腳：做充電狀態(tài)指示，連接到單片機(jī)U1的PA5。PA5要設(shè)置為輸入且?guī)侠娮?。充電時(shí)，CHRG輸出低電平給PA5。不充電時(shí)，CHRG不對(duì)外輸出，PA5靠自身的上拉電阻保持為高電平。

發(fā)光二極管D1：?jiǎn)纹瑱C(jī)U1檢測(cè)到PA5為低電平時(shí)，知道正在充電，于是將PA7設(shè)為低電平，點(diǎn)亮發(fā)光二極管D1，向用戶指示正在充電。值得說(shuō)明的是，電路板實(shí)物沒(méi)有給二極管D1加上限流電阻。

3、在不吹氣時(shí)，單片機(jī)U1檢測(cè)吹氣的電路。

電容C3：對(duì)電池電壓Vbat進(jìn)行電源濾波。

單片機(jī)U1的PA0腳輸出高電平，通過(guò)電阻R1，為麥克風(fēng)的1腳提供一個(gè)直流偏置電壓。

4、在吹氣時(shí)，單片機(jī)U1檢測(cè)吹氣的電路。

紅色信號(hào)線：對(duì)著電子火折子吹氣時(shí)，麥克風(fēng)接收到氣流聲，其1腳產(chǎn)生交流信號(hào)，通過(guò)電容C1耦合送到三極管Q1基極，將三極管打開。

紫色信號(hào)線：?jiǎn)纹瑱C(jī)U1的PA1腳設(shè)為輸入并打開上拉電阻，三級(jí)管Q1打開時(shí)，將PA1拉到低電平。單片機(jī)U1通過(guò)檢測(cè)和分析PA1的高低電平變化，來(lái)判斷是否有人在吹氣。只有在判斷為是在吹氣，電子火折子的發(fā)熱絲才會(huì)通電加熱。（這個(gè)判斷相當(dāng)有意思，一定要對(duì)著電子火折子吹氣才行，對(duì)著火折子大聲說(shuō)話，甚至用力吹口哨，火折子都不會(huì)響應(yīng)。）

電阻R2：在沒(méi)有吹氣時(shí)，將三極管Q1的基極固定在低電平，令三極管Q1關(guān)閉。

5、單片機(jī)U1將發(fā)熱絲通電加熱的電路。

紅色信號(hào)線：?jiǎn)纹瑱C(jī)U1判斷有人吹氣時(shí)，將PA2腳輸出高電平。

紫色信號(hào)線：于是MOS管Q2導(dǎo)通，發(fā)熱絲通電加熱。

電阻R3：在PA2沒(méi)有輸出高電平時(shí)，將MOS管Q2的g極固定在低電平，令MOS管Q2關(guān)閉。

另外，在發(fā)熱絲通電加熱時(shí)，紅色的發(fā)光二極管D1也會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮，讓發(fā)熱絲看起來(lái)燒得更紅，用戶體驗(yàn)更好。

三、最后

至此，電路原理分析完畢。

上述分析中，電路原理圖是根據(jù)電路板實(shí)物復(fù)原的，軟件相關(guān)的邏輯則是根據(jù)產(chǎn)品功能和電路原理做的推測(cè)，如果有錯(cuò)漏的地方，還請(qǐng)大家指出。

責(zé)任編輯：lq6