CN216959833U - 一种开关机电路以及电子雾化装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种开关机电路以及电子雾化装置，包括传感器、第一开关元件以及电容。其中，传感器基于用户操作生成相应的第一控制信号；第一开关元件的第一端与电压输入端连接，第一开关元件的第二端与电压输出端连接，其中，所述电压输入端连接电源电压；电容连接在第一开关元件的第三端和传感器之间，基于第一控制信号控制第一开关元件是否导通上述开关机电路，能够在传感器未复位时，避免开关机电路持续导通而无法关机。

Description

一种开关机电路以及电子雾化装置
技术领域
本申请涉及开关电路领域，特别是涉及一种开关机电路以及电子雾化装置。
背景技术
电池供电产品通常设置有开关机电路，以在闲置期间关机以降低功耗，同时提高电池续航时间。
市场上流行一种使用传感器作为启动元件的开关机电路，在用户执行开机操作时，通过传感器输出开机信号使电路导通，以达到开机的目的。
然而，当传感器由于某些原因未复位，后续执行关机操作时，传感器持续输出开机信号，使得开关机电路无法断开，电路持续供电，待机电流大，降低电池的使用时间。
实用新型内容
本申请提供一种开关机电路，能够在传感器未复位时，避免开关机电路持续导通而无法关机。
为解决上述技术问题，本申请提供的第一个技术方案为：提供一种开关机电路，包括：传感器、第一开关元件以及电容，所述传感器基于用户操作生成相应的第一控制信号；所述第一开关元件的第一端与电压输入端连接，所述第一开关元件的第二端与电压输出端连接，其中，所述电压输入端连接电源电压；所述电容，连接在所述第一开关元件的第三端和所述传感器之间，基于所述第一控制信号控制所述第一开关元件是否导通。
其中，所述传感器基于用户开机操作被触发时，所述第一控制信号切换至逻辑低电平；所述传感器复位时，所述第一控制信号切换至逻辑高电平。
其中，还包括控制芯片，所述控制芯片包括信号输出端口，所述信号输出端口与所述第一开关元件的第三端连接，用于发出第二控制信号以控制所述第一开关元件是否导通。
其中，还包括控制芯片和第二开关元件，所述控制芯片包括信号输出端口，所述第二开关元件的第一端与地电压连接，所述第二开关元件的第二端与所述第一开关元件的第三端连接，其中，所述第二开关的第三端与所述信号输出端口连接，以接收所述控制芯片发出的第二控制信号；其中，所述控制芯片发出所述第二控制信号以控制所述第二开关元件的通断。
其中，还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电压输入端，所述第一电阻的第二端同时与所述第一开关元件的第三端和所述电容的一端连接。
其中，还包括：第一二极管，所述第一二极管的负极连接所述电压输入端，所述第一二极管的正极连接所述电容的第一端。
其中，还包括：第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述电容的第一端或者所述电容与所述传感器连接的第二端，所述第二二极管的正极连接所述控制芯片的侦测反馈端口，以向所述控制芯片反馈所述第一控制信号的变化情况。
其中，所述第二二极管的负极连接所述电容的第一端时，所述开关机电路还包括第三二极管，所述第三二极管的正极连接所述第一开关元件的第三端，所述第三二极管的负极连接所述电容的第一端。
其中，所述第一开关元件为PMOS晶体管，所述第二开关元件为NMOS晶体管。
为解决上述技术问题，本申请提供的第二个技术方案为：提供一种电子雾化装置，包括上述任意一项所述的开关机电路。
本申请的有益效果，区别于现有技术的情况，本申请提供的开关机电路以及电子雾化装置，包括传感器、第一开关元件以及电容，其中，传感器基于用户操作生成相应的第一控制信号；第一开关元件的第一端与电压输入端连接，第一开关元件的第二端与电压输出端连接，其中，所述电压输入端连接电源电压；电容连接在第一开关元件的第三端和传感器之间，基于第一控制信号控制第一开关元件是否导通。上述开关机电路，能够在传感器未复位时，避免开关机电路持续导通而无法关机。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本申请第一实施例提供的开关机电路的电路图；
图2为本申请提供的霍尔传感器的特性图；
图3为本申请第二实施例提供的开关机电路的电路图；
图4为本申请第三实施例提供的开关机电路的电路图；
图5为本申请对比例提供的第一控制信号、第一开关元件的第三端的电压以及电压输出端输出电压的时序图；
图6为本申请提供的第一控制信号、第一开关元件的第三端的电压以及电压输出端输出电压的时序图；
图7为本申请第四实施例提供的开关机电路的电路图；
图8为本申请一实施例提供的电子雾化装置的结构示意图；
图9为本申请另一实施例提供的电子雾化装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参见图1，为本申请第一实施例提供的开关机电路的电路图，开关机电路1包括电压输入端V1、电压输出端V2、传感器21、第一开关元件Q1、第一电容C1以及第二电容C2。具体的，传感器21的输入侧与电压输入端V1以及第一电容C1的第一端连接，传感器21的接地侧与第一电容C1的第二端以及地电压连接，传感器21的输出侧与第二电容C2的第二端连接，第二电容C2的第一端与第一开关元件Q1的第三端连接，第一开关元件Q1的第一端与电压输入端V1连接，第一开关元件Q1的第二端与电压输出端V2连接。其中，电压输入端V1连接电源电压，用于提供电压VIN，第一开关元件Q1的第三端为控制端，传感器21的输出侧基于用户操作生成相应的第一控制信号SW1，第二电容C2基于第一控制信号SW1控制第一开关元件Q1的通断。
具体的，用户操作传感器21提供第一控制信号SW1通过第二电容C2导通第一开关元件Q1，使电池供电产品开机，电压输入端V1通过第一开关元件Q1和电压输出端V2为负载供电。本实施例中，通过在第一开关元件Q1和传感器21之间设置第二电容C2，将传感器21直接为第一开关元件Q1输出控制信号转化为通过第二电容C2为第一开关元件Q1输出控制信号，实现传感器21与第一开关元件Q1的隔离，使得能够在传感器21未复位时，避免开关机电路1持续导通而无法关机。
在一实施方式中，传感器21为霍尔传感器，用于提供第一控制信号SW1。参见图2，为本申请提供的霍尔传感器的特性图，当用户操作磁性元件靠近霍尔传感器，霍尔传感器所处的磁场强度大于某一值(BOPS)时，霍尔传感器提供逻辑低电平，使第一开关元件Q1导通；当用户操作磁性元件远离霍尔传感器或磁性元件自复位，霍尔传感器所处的磁场强度小于某一值(BRPS)时，霍尔传感器提供逻辑高电平。如果电路中没有设置第二电容C2，当用户操作不当或其他原因导致磁性元件未复位时，霍尔传感器将持续输出逻辑低电平，将导致开关机电路持续供电，待机电流大，同时降低电池使用时间。本实施方式中，通过在第一开关元件Q1和传感器21之间设置第二电容C2，将传感器21直接为第一开关元件Q1输出控制信号转化为通过第二电容C2为第一开关元件Q1输出控制信号，实现传感器21与第一开关元件Q1的隔离，使得能够在传感器21未复位时，在第二电容C2输出逻辑高电平时，实现电路关机。
参见图3，为本申请第二实施例提供的开关机电路的电路图，与开关机电路1不同的是，本实施例中的开关机电路2还包括控制芯片22，控制芯片22包括信号输出端口P1，信号输出端口P1与第一开关元件Q1的第三端连接，用于发出第二控制信号SW2以控制第一开关元件Q1的通断。本实施例中，用户操作传感器21提供第一控制信号SW1导通第一开关元件Q1，使电池供电产品开机，即使传感器21复位不在提供第一控制信号SW1，电池供电产品中的控制芯片22的信号输出端口P1可以根据需要通过第二开关元件Q2输出第二控制信号SW2控制第一开关元件Q1持续导通或关断。例如，电池供电产品开机后，控制芯片22上电，控制芯片22根据需要输出逻辑高电平使第一开关元件Q1持续导通，以通过电压输出端V2为负载供电。在供电完成后，控制芯片22也可根据需要输出逻辑低电平使第一开关元件Q1关断。
参见图4，为本申请第三实施例提供的开关机电路的电路图，与开关机电路2不同的是，本实施例中的开关机电路3还包括第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2、第二开关元件Q2以及控制芯片22的侦测反馈端口P2。其中，电压输入端V1连接第一电阻R1的第一端和第一二极管D1的负极，第二电容C2的第一端连接第一电阻R1的第二端和第一二极管D1的正极。第二开关元件Q2的第一端与地电压连接，第二开关元件Q2的第二端与第一开关元件Q1的第三端连接，其中，第二开关元件Q2的第三端为控制端，第二开关元件Q2的第三端与信号输出端口连接。第一电阻第一电阻第二二极管D2的正极连接控制芯片22的侦测反馈端口P2，第二二极管D2的负极连接在第二电容C2以及传感器21之间。其中，当第一开关元件Q1导通时，电池供电产品开机，电压输入端V1通过第一电阻R1为第二电容C2充电，使得第二电容C2从输入逻辑低电平逐渐转化为输出逻辑高电平，以避免传感器21未复位时第一开关元件Q1的持续导通。且第二开关元件Q2的第三端接收控制芯片22发出的第二控制信号SW2，基于第二控制信号SW2而控制第二开关元件Q2是否导通，从而决定是否通过地电压导通第一开关元件Q1。第二二极管D2连接在第二电容C2以及传感器21之间，以向控制芯片22反馈第一控制信号SW1的变化情况。具体的，本实施例中，在用户未执行开机操作或磁性元件远离霍尔传感器时，传感器21输出逻辑高电平，由于第一电阻R1拉高了第一开关元件Q1的电压，第一开关元件Q1不导通，电路保持关机状态，且第二电容C2两端无电压。当用户执行开机操作或磁性元件靠近霍尔传感器时，传感器21输出逻辑低电平，由于第二电容C2两端的电压不能产生突变，第二电容C2两端都输出低电压，第一开关元件Q1的电压被拉低，第一开关元件Q1导通，电池供电产品开机，控制芯片22上电执行控制程序，在电池供电产品需要保持开机状态时，控制芯片22输出逻辑高电平时，以保持第一开关元件Q1持续导通；在电池供电产品供电结束后或在一定时间阈值内不通过电压输出端V2为负载供电时，控制芯片22输出逻辑低电平时，使第一开关元件Q1断开。
本实施例中，通过在传感器21与第一开关元件Q1的通路之间设置第二电容C2，在供电产品开机后，第二电容C2在一定时间内通过电压输入端V1充电完成，使得第一开关元件Q1的第三端恢复高电平，即使用户未有关机操作或磁性元件未复位导致传感器21持续输出逻辑低电平，控制芯片22仍然可以自主控制输出第二控制信号SW2为逻辑低电平使第一开关元件Q1关断，切断电流以使电池供电产品关机。
本实施例中，第一二极管D1的正极连接第二电容C2的第一端，负极连接所述电压输入端V1，以在所述第一控制信号SW1切换至逻辑高电平，辅助对第二电容C2的第一端进行放电。可以理解，在没有第一二极管D1的情况下，在控制芯片22的信号输出端口P1在输出逻辑低电平使电池供电产品自动关机后，第二电容C2将充满电，第一开关元件Q1的第三端恢复为高电平，如果用户此时操作传感器21执行关机操作或使磁性元件复位，传感器21从输出逻辑低电平切换为输出逻辑高电平，由于第二电容C2两端的电压不能突变，第一开关元件Q1的第三端的电压V将瞬间由电压输入端V1输入的电压VIN提高到2VIN，并通过第一电阻R1缓慢放电，若在第一电阻R1缓慢放电过程中，用户又操作电池供电产品开机，传感器21输出逻辑低电平，此时第一开关元件Q1的第三端的电压V(VIN<V<2VIN)跌落一个VIN的电平值，此时的电压可能仍然大于第一开关元件Q1导通的电压，导致第一开关元件Q1无法导通。或在极端的情况下，如传感器21输出逻辑低电平的情况下，控制芯片22自主控制第一开关元件Q1断开，用户操作传感器21关机后又迅速执行开机动作，传感器21由输出逻辑高电平又迅速切换至输出逻辑低电平，第一开关元件Q1的第三端的电压将由2VIN拉低至VIN，导致电池供电产品无法开机。本实施例通过设置第一二极管D1，当用户执行关机操作时，传感器21输出由逻辑低电平切换到逻辑高电平，由于第一二极管D1的存在，辅助对第二电容C2的第一端放电，第一开关元件Q1的第三端的电压将保持在接近VIN值的电压，第一二极管D1在此处有快速放电，钳位电压的作用，第一开关元件Q1仍保持关机状态；当用户关机后又快速执行开机操作，使传感器21输出由逻辑高电平切换到逻辑低电平时，迅速拉低第一开关元件Q1的第三端的电压，实现快速开机。
参见图5，为本申请对比例提供的第一控制信号、第一开关元件的第三端的电压以及电压输出端输出电压的时序图；图5为开关机电路3中不设置第一二极管D1，第一开关元件Q1为PMOS管，电池供电产品关机使第一控制信号SW1切换为逻辑高电平时，第一开关元件Q1的栅极的电压瞬间上升至2VIN，并在关机期间通过第一电阻R1缓慢放电，随后在电池供电产品开机使第一控制信号SW1切换为逻辑低电平时，由于第一开关元件Q1的栅极跌落的电压仍然大于第一开关元件Q1导通的电压，导致电池供电产品无法开机，电压输出端V2无电压输出。
参见图6，为本申请提供的第一控制信号、第一开关元件的第三端的电压以及电压输出端输出电压的时序图；图6为开关机电路3中设置第一二极管D1，电池供电产品关机使第一控制信号SW1切换为逻辑高电平时，第一开关元件Q1的栅极的电压瞬间上升至2VIN后，由于第一二极管D1辅助放电的作用，第一开关元件Q1的栅极的电压又迅速拉低至VIN，随后在电池供电产品开机使第一控制信号SW1切换为逻辑低电平时，第一开关元件Q1的栅极的电压跌落至小于等于第一开关元件Q1导通的电压，第一开关元件Q1导通，电池供电产品开机，电压输出端V2输出电压为负载供电。其中，第二开关元件Q2为NMOS管，控制芯片22可以在电压输出端V2输出高电平的时间内通过第二开关元件Q2控制信号输出端口P1输出逻辑高电平使第一开关元件Q1持续导通，以保持开机状态；并可根据实际需要，自主控制信号输出端口P1通过第二开关元件Q2输出逻辑低电平使第一开关元件Q1关断，以实现关机。
本实施例中，第二二极管D2的负极连接第二电容C2与传感器21连接的第二端，正极连接控制芯片22的侦测反馈端口P2，用于检测传感器21输出的第一控制信号SW1，以向控制芯片22反馈第一控制信号SW1的变化情况。
参见图7，为本申请第四实施例提供的开关机电路的电路图，与开关机电路3不同的是，本实施例提供的开关机电路4中的第二二极管D2的负极连接第二电容C2的第一端，正极连接控制芯片22的侦测反馈端口P2，第三二极管D3的正极连接第一开关元件Q1的第三端，负极连接第二电容C2的第一端。
具体的，由于第二二极管D2连接在第二电容C2的第一端，控制芯片22的侦测反馈端口P2输出的信号不再是电平信号，而是脉冲信号，且由于电池供电产品开机后，信号输出端口P1输出的第二控制信号SW2将拉低第一开关元件Q1的第三端的电压，所以需要增加第三二极管D3，以便在电池供电产品关机前可以检测到脉冲信号的变化。
参见图8，电子雾化装置包括雾化器10和电池杆20。其中，雾化器10中存储有待雾化基质；电池杆20与雾化器10电连接，为雾化器10供电，以使得雾化器10加热雾化待雾化基质。
在一实施方式中，参见图9，电池杆20包括电芯23和线路板(图未示)，电芯23用于存储电能，上述任一实施例提供的开关机电路设置于线路板上，当用户执行开机操作时，第一开关元件Q1导通，电芯23通过线路板为雾化器10提供雾化待雾化基质的电压。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种开关机电路，其特征在于，包括：
传感器，基于用户操作生成相应的第一控制信号；
第一开关元件，所述第一开关元件的第一端与电压输入端连接，所述第一开关元件的第二端与电压输出端连接，其中，所述电压输入端连接电源电压；
电容，连接在所述第一开关元件的第三端和所述传感器之间，基于所述第一控制信号控制所述第一开关元件的通断。
2.根据权利要求1所述的开关机电路，其特征在于，所述传感器基于用户开机操作被触发时，所述第一控制信号切换至逻辑低电平；所述传感器复位时，所述第一控制信号切换至逻辑高电平。
3.根据权利要求2所述的开关机电路，其特征在于，还包括：
控制芯片，所述控制芯片包括信号输出端口，所述信号输出端口与所述第一开关元件的第三端连接，用于发出第二控制信号以控制所述第一开关元件的通断。
4.根据权利要求2所述的开关机电路，其特征在于，还包括：
控制芯片，所述控制芯片包括信号输出端口；
第二开关元件，所述第二开关元件的第一端与地电压连接，所述第二开关元件的第二端与所述第一开关元件的第三端连接，其中，所述第二开关元件的第三端与所述信号输出端口连接，以接收所述控制芯片发出的第二控制信号；其中，所述控制芯片发出所述第二控制信号以控制所述第二开关元件的通断。
5.根据权利要求1所述的开关机电路，其特征在于，还包括：
第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述电压输入端，所述第一电阻的第二端同时与所述第一开关元件的第三端和所述电容的一端连接。
6.根据权利要求3所述的开关机电路，其特征在于，还包括：
第一二极管，所述第一二极管的负极连接所述电压输入端，所述第一二极管的正极连接所述电容的第一端。
7.根据权利要求3所述的开关机电路，其特征在于，还包括：
第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述电容的第一端或者所述电容与所述传感器连接的第二端，所述第二二极管的正极连接所述控制芯片的侦测反馈端口，以向所述控制芯片反馈所述第一控制信号的变化情况。
8.根据权利要求7所述的开关机电路，其特征在于，所述第二二极管的负极连接所述电容的第一端时，所述开关机电路还包括：
第三二极管，所述第三二极管的正极连接所述第一开关元件的第三端，所述第三二极管的负极连接所述电容的第一端。
9.根据权利要求4所述的开关机电路，其特征在于，所述第一开关元件为PMOS晶体管，所述第二开关元件为NMOS晶体管。
10.一种电子雾化装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的开关机电路。
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