傳統(tǒng)的電子煙煙彈在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上只有兩個(gè)觸點(diǎn)與煙桿連接，煙桿主板電路通過(guò)這兩個(gè)觸點(diǎn)向煙彈的發(fā)熱絲提供驅(qū)動(dòng)電流來(lái)加熱煙油達(dá)到霧化的效果。為了阻止盜版煙彈對(duì)品牌商和用戶(hù)的利益損害，在煙彈中增加可識(shí)別的加密芯片成為品牌商家們的共識(shí)，但問(wèn)題是如何在小巧精密的煙彈中增加電路板和讀出接口？能否既不改變煙彈外觀、又不影響霧化室和氣流通道的正常工作是所有工程師追求的設(shè)計(jì)訴求！

瑞納捷半導(dǎo)體推出的RJGT101D6加密芯片是通過(guò)1-Wire總線(xiàn)提供能電能和數(shù)據(jù)的單總線(xiàn)芯片，主機(jī)系統(tǒng)只需要連接RSD（單總線(xiàn)）和GND（地）即可與RJGT101D6進(jìn)行雙向交互認(rèn)證。這就意味著利用現(xiàn)有煙彈的兩個(gè)觸點(diǎn)連接RJGT101D6，實(shí)現(xiàn)與煙桿主機(jī)的數(shù)據(jù)通信和電能傳輸，不增加觸點(diǎn)不改變煙彈外觀的愿望是有可能實(shí)現(xiàn)的！經(jīng)過(guò)瑞納捷工程師們的多方論證和反復(fù)試驗(yàn)，最終拿出了一個(gè)低成本的可行解決方案，經(jīng)實(shí)測(cè)該方案有如下特點(diǎn)：

1. 無(wú)需改變傳統(tǒng)的兩觸點(diǎn)的煙彈外觀（不增加觸點(diǎn)、不改變氣道）。

2. 無(wú)需機(jī)械防呆，煙桿主機(jī)可自動(dòng)識(shí)別煙彈正插、反插。

3. 煙桿主機(jī)與煙彈加密芯片可雙向數(shù)據(jù)交互和雙向身份認(rèn)證。

4. 煙彈霧化器發(fā)熱絲的工作和加密芯片的工作互不影響。

5. 方案成本低，煙桿主機(jī)只需7個(gè)普通MOS管，煙彈內(nèi)只需1個(gè)普通MOS管。

圖1 煙彈正插電路原型

本方案煙彈正插電路原型如圖1所示。因?yàn)闊煆椫械陌l(fā)熱絲沒(méi)有極性，而加密芯片RJGT101D6是有極性的，煙桿側(cè)要解決的核心問(wèn)題就是煙彈極性的檢測(cè)和供電方向的切換，本方案利用NMOS管和PMOS管組成的開(kāi)關(guān)電路來(lái)切換煙彈的供電方向?qū)崿F(xiàn)煙彈正、反插都能工作。

另一方面，煙彈內(nèi)部的發(fā)熱絲和加密芯片RJGT101D6只能用串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接，如何才能使它們不相互影響對(duì)方的工作是煙彈電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

本方案采用RJGT101D6與發(fā)熱絲串聯(lián)的方式，因?yàn)榧用苄酒琑JGT101D6必須施加正向電壓（RSD腳接高電平，GND腳接低電平）才能工作和通信，我們?cè)赗JGT101D6的RSD腳和GND腳間并聯(lián)1顆單向?qū)ǖ腜MOS管（類(lèi)似二極管的作用），這顆PMOS管起到了RJGT101D6反向旁路的作用。

圖2 正向供電回路

如圖2所示，當(dāng)煙桿主機(jī)提供正向電壓給煙彈時(shí)，加密芯片和發(fā)熱絲都可以工作。但加密芯片RJGT101D6工作電流非常?。ㄐ∮?mA），所以煙桿正向供電時(shí)，雖然有1mA的電流通過(guò)發(fā)熱絲，但它幾乎不發(fā)熱，不會(huì)引起霧化動(dòng)作。從圖2的正向供電回路可以看出，RJGT101的是由2.2K上拉電阻通過(guò)MOS1供電的，最終通過(guò)MOS4回到電源地。

如圖3所示，當(dāng)煙桿主機(jī)提供反向電壓給煙彈時(shí)，RJGT101D6被PMOS管旁路，只有發(fā)熱絲能工作。而發(fā)熱絲工作時(shí)需要斷開(kāi)MOS1閉合MOS2，斷開(kāi)MOS4閉合MOS3，電池通過(guò)MOS5輸出最大功率來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)熱絲發(fā)熱。

圖3 反向供電回路

我們?cè)俜治鲆幌聼煆椃床鍟r(shí)煙桿電路如何工作，從圖4可以看出，只需要斷開(kāi)MOS1閉合MOS2，閉合MOS3斷開(kāi)MOS4即可為RJGT101提供正向工作電壓。而發(fā)熱絲工作時(shí)需要斷開(kāi)MOS2閉合MOS1，斷開(kāi)MOS3閉合MOS4，電池通過(guò)MO6為發(fā)熱絲提供大功率驅(qū)動(dòng)電流，然后通過(guò)MOS4回流到地。

圖4 煙彈反插電路原型

本文分析了瑞納捷半導(dǎo)體兩觸點(diǎn)加密煙彈方案的基本原型及其原理，方案的開(kāi)關(guān)電路采用低成本的MOS管搭建，具體如何選擇MOS管和搭建電路、MCU是如何與RJGT101D6的做數(shù)據(jù)交互的，敬請(qǐng)關(guān)注下期分享。