E-Zigaretten-Emitter-Technologie: Elektret ist der aktuelle Mainstream, Silizium Mai könnte zum Zukunftstrend werden

Ebenso wie der Zerstäubungskern, der in Keramikkern und Baumwollkern unterteilt ist, gibt es auch Untertypen elektronischer Zigarettenmikrofone, hauptsächlich zwei Typen: Elektret- und Siliziummikrofon. Unter ihnen sind Elektretmikrofone derzeit weit verbreitet, während Siliziummikrofone als zukünftiger Trend gelten.
Werfen wir einen Blick auf den Vergleich zwischen zwei Arten von kapazitiven Mikrofonen für elektronische Zigaretten. Im Allgemeinen besteht ein Mikrofon aus zwei Teilen: einem Sensor und einem ASIC-Chip. In diesem Artikel werden hauptsächlich die Unterschiede im Sensorteil erörtert.
1. Grundprinzip der Mikrofoninduktion – Parallelplattenkondensatoren
Erstens besteht das Prinzip darin, dass die Reaktion des Elektretmikrofons und des Siliziummikrofons durch einen Parallelplattenkondensator gebildet wird, der aus einer Membran und einer Rückplatte besteht. Durch den Differenzdruck des Luftstroms verformt sich die Membran und dann ändert sich die Kapazität. Nach der Erkennung und Verarbeitung durch den ASIC-Chip wird ein elektrisches Signal ausgegeben, das letztendlich den Start und Stopp der elektronischen Zigarette bewirkt.
Der entscheidende Punkt ist die Änderung der Kapazität.
In der Schaltungswissenschaft wird die Fähigkeit eines Kondensators, Ladungen bei einer bestimmten Spannung zu speichern, als Kapazität mit der Bezeichnung C bezeichnet. Ein Parallelplattenkondensator ist ein einfacher Kondensatortyp, der aus zwei dünnen Plattenleitern besteht, die parallel zueinander und durch Raum isoliert sind Dielektrikum.
E-Zigaretten-Emitter-Technologie: Elektret ist der aktuelle Mainstream, Silizium Mai könnte zum Zukunftstrend werden
Nach der einschlägigen Formel für Parallelplattenkondensatoren lautet sie:
Normaler elektronischer Zigarettenkopf: Der Führungsplattenbereich A bleibt fest und die dielektrische Kapazität ε ist standardmäßig Luft, und der Luftstrom führt zu einer Verformung der Membran – der Abstand d zwischen der Membran und der Elektrodenplatte ändert sich – was zu einer Änderung der Kapazität führt;
Elektronische Zigarettenspitze mit Ölleckage: Der Bereich A der Führungsplatte bleibt fixiert, und der Bereich zwischen der Elektrodenplatte und der Membran besteht nicht aus Luft, sondern aus Öl. Daher kann sich die dielektrische Permittivität ε ändern – eine Kapazitätsänderung verursachen – Selbststart.
2. Elektretmikrofon vs. Siliziummikrofon: Unterschiede in Struktur und Membran
Vom Aufbau her haben die meisten Elektretmikrofone oben eine Elektrodenplatte und unten eine Membran, mit Löchern im Substrat. Durch dieses Design können die Elektretmikrofone leicht in Öl und Wasser eindringen, was zu Veränderungen der dielektrischen Permittivität und Kapazität führt, wie z. B. Selbststart.
Wenn wir eine Strukturkonstruktion mit der Elektrodenplatte unten und der Membran oben verwenden, um Öllecks zu vermeiden, kann zwar Öllecks vermieden werden, die Montage wird jedoch schwierig und die Produktionskosten steigen.
E-Zigaretten-Emitter-Technologie: Elektret ist der aktuelle Mainstream, Silizium Mai könnte zum Zukunftstrend werden
Mikroskopischer Aufbau des Mikrofonkopfes
Und kapazitive Siliziummikrofone können laut Fachleuten als Struktur mit einer Membran oben und einer Platte unten konstruiert werden. Im Gegensatz zur Polymermembran des Elektretmikrofons handelt es sich bei der Membran aus Siliziumweizen um eine Membran auf Siliziumbasis.
Was den Herstellungsprozess anbelangt, werden Elektretmikrofone normalerweise manuell zusammengebaut, und einige führende Unternehmen verwenden automatisierte Montage, während Siliziummikrofone MEMS-Technologie verwenden.
In Bezug auf die Leistung ist das Elektretmikrofon derzeit das am weitesten verbreitete elektronische Zigarettenmikrofon mit den Vorteilen einer stabilen Massenproduktion und niedrigen Kosten. Gleichzeitig gibt es auch einige Mängel, wie z. B. mangelnde Ölbeständigkeit, schlechte Wärmeableitung und die Unfähigkeit, SMT zu bestehen.
Wenn wir eine bessere Leistung und eine höhere Produktionseffizienz anstreben, werden die Vorteile von Siliziumweizen nach und nach in den Vordergrund treten, wie z. B. Wasser- und Ölbeständigkeit, geringe Größe, hohe Temperaturbeständigkeit, SMT-Beständigkeit, Konsistenz und Stabilität usw.
Das Hauptproblem bei Siliziumweizen sind seine Kosten, was bedeutet: „Alles ist gut, aber es ist teuer“. Die gute Nachricht ist, dass mit dem Fortschritt der Technologie nach Angaben relevanter Hersteller die Kosten bei großtechnischen Produktionsanwendungen mit denen von Elektretmikrofonen vergleichbar sein können.
Zusammenfassung
Das Obige ist ein Vergleich zwischen zwei Arten von kapazitiven Mikrofonen für elektronische Zigaretten. Neben kapazitiven Mikrofonen gibt es auch resistive Mikrofone. Wir werden später in einem anderen Kapitel Gelegenheit haben, sie vorzustellen.
Insgesamt gibt es zwei Haupttypen kapazitiver Mikrofone: Elektret- und Siliziummikrofone. Die beiden weisen Unterschiede in der Struktur, dem Membranmaterial, dem Herstellungsprozess und der Leistung auf. Bei der Anwendung elektronischer Zigaretten sind Elektretmikrofone derzeit der Mainstream, während Siliziummikrofone als zukünftiger Trend gelten.