随着人们生活水平的稳步提升和电子信息技术的快速发展,便携式电子产品的市场需求与发展机遇与日俱增,同时人们对便携式电子产品的功能完整性、性能一致性以及品质可靠性的要求越来越高。特别是在一些气体和液体传感器领域,加热雾化电路正在成为热点,该电路可以在电子医疗雾化器、女士美容保湿喷雾仪、电子烟等产品中广泛应用,现阶段该电路存在输出功率随电池电压和发热丝阻值变化而无法恒定的问题,同时缺乏有效的温度监测与控制机制,因此电路设计既需要能够产生优良的雾化效果,同时需要保证产品安全可靠。依据现有的问题与需求,本文设计的电路具有以下功能:1.电路的输出功率不随锂电池电压的下降而变化,保证在锂电池的全部供电范围内保持输出功率恒定;2.输出功率不随发热丝阻值改变,即温升带来的阻值变化或更换发热丝均不会影响输出情况;3.电路的输出功率可由外置功率控制电阻调节;4.可对发热丝的温度进行实时检测,并在其过温时进行调节。为满足上述功能需求,本文设计并实现了一种带温度补偿的恒功率控制电路。电路上电后发热丝温度迅速上升至正常工作点,电路进行恒功率输出模式,此时通过实时采样获取发热丝处的电压电流值,由内部乘法器计算出功率并与功率调节电阻决定的预设功率进行比较,通过调节输出控制信号的PWM占空比,使得输出功率保持恒定。同时通过发热丝周围的热敏电阻与误差放大器的结合,将发热丝温度实时反映在电流的检测中,发生过温时采样电流增加,系统迅速改变输出控制信号的占空比,通过降低输出功率使得发热丝的温度校正到预设的正常工作温度区间,防止由于温升可能导致的使用风险,在达到温度校正效果的同时无需增加内部的检测与计算模块,减少了芯片布局的压力。本文采用cadence工具对路进行设计,仿真采用hspice进行,版图采用Virtuoso进行设计,使用Calibre进行版图验证,设计的电路基于0.18um的BCD工艺设计与实现。电路主要包括带隙基准源电路、电流电压采样模块、模数转换模块、功率控制模块以及温度检测与反馈五个主要电路模块,采用带隙基准源以及电流镜产生各模块所需的电压电流基准,使用Cascode结构使得电流源的输出更加稳定,以保证模数转换器输出的准确性。对电路模块进行仿真确认后对整体电路进行仿真并在流片后进行系统测试,测试结果与仿真结果相符,均可验证上述的四项设计功能全部实现,即满足系统的输出功率可调,且不随锂电池的电压情况或发热丝阻值变化而改变,同时可以对发热丝的温度进行实时检测与校正。