
一、HNB是什么?
HNB(Heat Not Burn)即"加热不燃烧",核心思路很简单:
不直接燃烧烟草,而是通过加热的方式,让烟草中的尼古丁、香味等成分释放出来。
传统卷烟依靠燃烧产生烟气(燃烧约 800℃),而HNB通过烟具中的加热系统(HNB 把过程锁在约 240--350℃),将烟弹加热到一定温度,使烟草段产生气溶胶。
因此,HNB产品可以简单理解为:
烟弹 + 烟具 (电池 + 加热系统 + 主控系统)
其中,烟弹属于耗材,烟具则负责供电、加热、温度控制和人机交互。
二、HNB最核心的部分:加热仓
HNB烟具最值得关注的就是加热仓。
它的核心任务只有一个:
说白了就是把烟弹稳定、快速、均匀地加热起来。(怎么做?)
它实际上是一个闭环温度控制系统:
电池 → 功率驱动 → 加热器 → 烟弹
同时:
温度传感器 → MCU → 算法 → 调节加热功率
MCU不断读取温度,再根据目标温度调整PWM、加热电流或者加热功率,从而让实际温度尽量跟随目标温度。
(这块需要加一个系统功能描述图)
三、HNB加热方式主要有哪些?
目前常见的加热方式主要可以分为:
1. 电阻加热
原理最容易理解。
给发热体通电,利用电阻产生热量:
电流 → 电阻 → 发热 → 加热烟弹
优点是技术成熟、成本相对较低。
但传统电阻加热存在加热均匀性、清洁以及加热片损耗等问题。
2. 电磁加热
电磁加热不是直接让发热片通电,而是通过线圈产生交变磁场,使金属感应体产生涡流并发热。
简单理解:
线圈通电 → 产生交变磁场 → 金属感应体发热 → 加热烟弹
这种方式可以减少传统加热片接触带来的问题,因此在部分新型HNB产品中得到应用。
3. 红外加热
红外加热利用红外辐射能量直接作用于被加热材料,使材料吸收能量后升温。
它的特点是:
升温速度快、加热响应快,并且可以通过设计实现较均匀的加热。
原文将电阻、电磁、红外列为HNB主要加热技术路线,并重点提到了红外加热在快速升温方面的潜力。
四、HNB需要MCU做些什么?
从芯片角度来看,HNB其实就是一个典型的**"MCU + 功率驱动 + 传感器 + 加热器"**系统。
MCU主要负责以下几件事情:
1. 温度检测
通过NTC等温度传感器检测加热仓温度。
例如:
NTC阻值变化 → ADC采样 → MCU计算温度
2. 温度控制
MCU根据目标温度和实际温度之间的差值,调整加热功率。
例如:
目标温度:300℃
实际温度:250℃
→ 温度还不够
→ MCU增加PWM占空比
→ 加热功率增加
→ 温度继续上升
当接近目标温度后:
→ MCU降低PWM占空比
→ 控制温度稳定。
因此,HNB主控最重要的能力之一就是:
ADC + PWM + 定时器 + 温度控制算法
3. 加热曲线控制
HNB并不是一直保持一个固定温度。
通常会按照一定的加热曲线工作:
快速升温 → 接近目标温度 → 稳定加热 → 使用结束 → 停止加热
所以MCU需要具备比较好的定时和控制能力。
4. 电池与安全保护
MCU还需要监测:
-
电池电压
-
加热仓温度
-
NTC异常
-
过温
-
低电压
-
加热异常
-
超时
-
烟弹状态等
出现异常时,需要及时关闭加热。
| MCU资源 | HNB中的作用 |
|---|---|
| ADC | NTC温度、电池电压等检测 |
| PWM | 控制加热功率 |
| Timer | 加热时间、采样周期、时序控制 |
| GPIO | 按键、指示灯、检测信号 |
| Flash/MTP | 存储控制程序和参数 |
| RAM | 运行控制算法 |
| LVD | 电池低电压保护 |
| WDT | 程序异常自动复位 |
| OPA/比较器 | 部分温度、电流或保护检测 |
| 通信接口 | 根据产品需要连接其他芯片 |