WO2014146268A1 - 一种过压保护电路及方法 - Google Patents

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electronic cigarette
resistor
input terminal
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PCT/CN2013/072951
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French (fr)
Inventor
向智勇
Original Assignee
Xiang Zhiyong
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H02H3/202—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage for dc systems

Definitions

  • the present invention relates to the field of electronic cigarettes, and more particularly to an overvoltage protection circuit and method for preventing a power supply from supplying an excessively high voltage to an electronic cigarette, an electronic cigarette case or an electronic cigarette charger.
  • TVS transient voltage suppressor
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a short-circuit defect for preventing the over-voltage protection or over-voltage protection in the above-mentioned electronic cigarette and its accessory products of the prior art, and to provide an electric source for preventing the power supply from supplying an excessively high voltage to the electronic device.
  • Overvoltage protection circuit and method for cigarette, electronic cigarette case or electronic cigarette charger are examples of the technical problem to be solved by the present invention.
  • An overvoltage protection circuit for preventing a power supply from supplying an excessive voltage to an electronic cigarette, an electronic cigarette case or an electronic cigarette charger, wherein the overvoltage protection circuit comprises: a DC input terminal, a DC output terminal, a voltage sampling circuit, a switch control circuit and a switch circuit;
  • the voltage sampling circuit is electrically connected to the DC input terminal and the switch control circuit respectively; the switch control circuit is electrically connected to the switch circuit; the switch circuit is respectively connected to the DC input terminal and the DC output The switch control circuit is electrically connected, wherein
  • a DC input terminal for receiving a DC input from a power supply
  • a voltage sampling circuit for sampling a voltage at a DC input terminal
  • a switch control circuit configured to control on or off of the switch circuit according to a sampling voltage of the voltage sampling circuit
  • a switch circuit for outputting direct current of the DC input terminal to the DC output terminal or disconnecting power supply to the DC output terminal according to control of the switch control circuit.
  • the voltage sampling circuit includes a first resistor; the switch control circuit includes a first transistor and a second resistor; and the switch circuit includes a first MOS Tube
  • One end of the first resistor is respectively connected to the positive pole of the DC input end and the emitter of the first triode, and the other end is connected to the base of the first triode; the emitters of the first triode are respectively connected to the DC input end.
  • Positive and first MOS The source and collector of the tube are respectively connected to the gate of the first MOS transistor and the second resistor; the first MOS The source of the tube is connected to the anode of the DC input terminal, the drain is connected to the anode of the DC output terminal, the gate is connected to the cathode of the second resistor, and the other end of the second resistor is respectively grounded and the cathode of the DC output terminal; the sampling voltage on the first resistor is high. to When the base-emitter threshold voltage of the first transistor is turned on, the first transistor is turned on, and the first MOS transistor in the switching circuit is turned off to disconnect the power supply to the DC output terminal.
  • the voltage sampling circuit further includes a first Zener diode, and the anodes of the first Zener diodes are respectively grounded and the cathodes and cathodes of the DC input terminals are respectively connected to the bases of the first transistors and the first resistors.
  • the first MOS transistor is a P-channel MOS transistor, and the first triode is a PNP-type triode.
  • the voltage sampling circuit includes a third resistor; the switch control circuit includes a second transistor, a fourth resistor; and the switch circuit includes a second MOS Tube
  • One end of the third resistor is respectively grounded and the negative pole of the DC input end, and the other end is connected to the base of the second triode; the emitters of the second triode are grounded respectively, and the anode and the collector of the DC input end are connected respectively.
  • Two MOS The gate of the tube and the fourth resistor; the second MOS The source of the tube is respectively connected to the negative pole of the DC input end and the emitter of the second triode, the drain is connected to the negative pole of the DC output end, the gate is connected to the end of the fourth resistor, and the other end of the fourth resistor is respectively connected to the positive pole of the DC input terminal and the DC.
  • the positive terminal of the output When the sampling voltage on the third resistor is higher than the base-emitter threshold voltage of the second transistor, the second transistor is turned on, and the second MOS in the switching circuit is made. The tube is turned off to disconnect the power supply to the DC output.
  • the voltage sampling circuit further includes a second Zener diode, the cathode of the second Zener diode is connected to the anode of the DC input terminal, and the anode is respectively connected to the base of the second transistor and the third resistor.
  • the second MOS transistor is an N-channel MOS transistor, and the second triode is an NPN-type triode.
  • the switch control circuit includes a comparator; the switch circuit includes a semiconductor switch, and the semiconductor switch includes: a first end, a second end, and a third end;
  • the voltage sampling circuit is connected to the DC input end, the first input end of the comparator is connected to the reference voltage, the second input terminal is connected to the voltage sampling circuit, the output end is connected to the first end of the semiconductor switch, and the second end of the semiconductor switch Connect the positive pole of the DC input terminal and the positive terminal of the third terminal to the DC output terminal;
  • the comparator controls the semiconductor switch to be turned off to turn off the power supply to the DC output terminal.
  • the comparator model is LM393
  • the semiconductor switch is a triode, the first end is a base of the triode, the second end is an emitter of the triode, and the third end is a collector of the triode.
  • the semiconductor switch is a thyristor, the first end is a gate of the thyristor, the second end is an anode of the thyristor, and the third end is a cathode of the thyristor.
  • An overvoltage protection method for preventing a power supply from supplying an excessive voltage to an electronic cigarette, an electronic cigarette case or an electronic cigarette charger comprising:
  • the step of sampling the voltage of the direct current is to divide the direct current input voltage to generate a sampled voltage.
  • the overvoltage protection circuit and method of the invention have the following beneficial effects: preventing the power supply from supplying excessive voltage to the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the electronic cigarette charger, and the electronic cigarette, the electronic cigarette case and the electronic cigarette charger.
  • the function of over-voltage protection prevents high-voltage damage to the product; and improves the reliability and safety of electronic cigarettes, electronic cigarette cases and chargers.
  • FIG. 1 is a structural diagram of an overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a connection diagram of an overvoltage protection circuit and an electronic cigarette, an electronic cigarette case, and an electronic cigarette charger according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an overvoltage protection circuit according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of an overvoltage protection circuit according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a circuit diagram of an overvoltage protection circuit in accordance with a third preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flow chart of an overvoltage protection method according to an embodiment of the present invention.
  • the overvoltage protection circuit and method of the invention are applied to an electronic cigarette, an electronic cigarette case and an electronic cigarette charger, which can prevent the power supply from supplying an excessively high voltage to the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the electronic cigarette charger. It acts as an overvoltage protection to increase the safety and reliability of electronic cigarettes, electronic cigarette cases, and electronic cigarette chargers.
  • the power supply can be an adapter power source, a mobile power source, or the like.
  • FIG. 1 is a structural diagram of an overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present invention.
  • the overvoltage protection circuit comprises: a DC input terminal 100, a DC output terminal 101, voltage sampling circuit 102, switch control circuit 103 and switch circuit 104;
  • the voltage sampling circuit 102 is electrically connected to the DC input terminal 100 and the switch control circuit 103, respectively; the switch control circuit 103
  • the switch circuit 104 is electrically connected to the switch circuit 104.
  • the switch circuit 104 is electrically connected to the DC input terminal 100, the DC output terminal 101, and the switch control circuit 103, respectively. among them,
  • the DC input terminal 100 is configured to receive a DC input from a power supply.
  • the voltage sampling circuit 102 is configured to sample the voltage of the DC input terminal 100.
  • a switch control circuit 103 configured to control the switch circuit when a sampling voltage of the voltage sampling circuit 102 is higher than a preset operating voltage 104 is turned off, and the switching circuit 104 is controlled when the sampling voltage of the voltage sampling circuit 102 is less than or equal to a preset operating voltage.
  • the preset working voltage can be set according to actual conditions. For example, the preset operating voltage can be set to 4.2V, 5V, 6V or other required voltage as needed. In addition, the preset operating voltage is also related to the device used by the switch control circuit 103.
  • the switch control circuit 103 uses a triode
  • the preset operating voltage should actually be the base of the triode -
  • the emitter threshold voltage therefore, needs to be controlled by the sampling voltage of the voltage sampling circuit 102, so that when the sampling voltage is higher than the base-emitter threshold voltage of the transistor, the control switch circuit can be disconnected. Power to the DC output 101.
  • the switching circuit 104 for controlling the DC input terminal 100 according to the control of the switch control circuit 103
  • the DC power is output to the DC output terminal 101 or the power supply to the DC output terminal 101 is turned off.
  • the switching circuit 104 can be made up of MOSFETs One or more of a triode, a thyristor, and a transistor.
  • the overvoltage protection circuit of the present invention passes the DC input terminal 100
  • the sampling voltage is compared with a preset voltage.
  • the switch control circuit 103 drives the switching circuit 104 to turn on, the DC input terminal 100 and the DC output terminal.
  • 101 Connect, power the electronic cigarette, electronic cigarette case, and electronic cigarette charger.
  • the switch circuit 104 Disconnect and disconnect the power supply of the electronic cigarette, the electronic cigarette case, and the electronic cigarette charger, and play the role of overvoltage protection.
  • FIG 2 It is a connection diagram of the overvoltage protection circuit and the electronic cigarette, the electronic cigarette case, and the electronic cigarette charger according to the embodiment of the present invention.
  • the overvoltage protection circuit 201 of the embodiment of the present invention is connected to the power supply 200 and the load during use. Between 202, the power supply circuit such as the power supply and the electronic cigarette is turned on or off, thereby achieving the function of overvoltage protection.
  • the load includes: electronic cigarette, electronic cigarette case, electronic cigarette charger and other devices that need to be powered.
  • the overvoltage protection circuit of the embodiment of the present invention is for preventing the power supply from supplying an excessively high voltage to the electronic cigarette
  • the overvoltage protection circuit 201 The DC output terminal 101 is electrically connected to the corresponding power supply circuit of the electronic cigarette.
  • the overvoltage protection circuit of the embodiment of the present invention is for preventing the power supply from supplying an excessive voltage to the electronic cigarette case
  • the overvoltage protection circuit 201 The DC output terminal 101 is electrically connected to the corresponding power supply circuit of the electronic cigarette case.
  • the overvoltage protection circuit of the embodiment of the present invention is for preventing the power supply from supplying an excessively high voltage to the electronic cigarette charger
  • the overvoltage protection circuit 201 The DC output terminal 101 is electrically connected to the corresponding power supply circuit of the electronic cigarette charger.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an overvoltage protection circuit according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • a voltage sampling circuit 102 includes a resistor R1 and a Zener diode D1.
  • the switch control circuit 103 includes a transistor PQ1 and a resistor R2.
  • the switch circuit 104 includes a MOS transistor Q1.
  • MOS Tube Q1 is a P-channel MOS transistor. among them:
  • One end of the resistor R1 is connected to the anode of the DC input terminal 100 and the emitter of the transistor PQ1, and the other terminal is connected to the transistor PQ1.
  • the emitter of the transistor PQ1 is connected to the anode of the DC input terminal 100 and the source and collector of the MOS transistor Q1.
  • the source of the MOS transistor Q1 is connected to the anode of the DC input terminal 100, the drain is connected to the anode of the DC output terminal 101, and the gate is connected to the resistor R2. At one end, the other end of the resistor R2 is grounded and the negative terminal of the DC output terminal 101, respectively.
  • transistor PQ1 Turning on, the MOS transistor Q1 in the switching circuit 104 is turned off to turn off the power supply to the DC output terminal 101.
  • the anode of the Zener diode D1 is grounded separately, and the cathode and cathode of the DC input terminal are respectively connected to the base of the transistor PQ1 and the resistor R1. .
  • the Zener diode D1 acts as a regulator when a large change in the power supply or load occurs.
  • the DC input of the power supply generates a voltage sampling signal on resistor R1, PNP transistor PQ1
  • the sampled signal is compared to the base-emitter threshold voltage (used as a preset voltage).
  • the sampling voltage of the power supply on the resistor R1 will make the transistor PQ1 Turned on, its collector is high.
  • the gate of MOS transistor Q1 is high, MOS transistor Q1 At the cutoff, the power supply is disconnected from the power supply path of the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the electronic cigarette charger.
  • the transistor PQ1 is turned off and its collector is at a low level.
  • Make MOS tube The gate of Q1 is low, the MOS transistor Q1 is turned on, and the power supply path is turned on.
  • FIG. 4 A circuit diagram of an overvoltage protection circuit in accordance with a second preferred embodiment of the present invention is shown.
  • the voltage sampling circuit 102 in the overvoltage protection circuit includes a resistor R3 and a Zener diode D2.
  • the switch control circuit 103 includes a transistor PQ2 and a resistor R4, and the switch circuit 104 includes a MOS transistor Q2.
  • MOS transistor Q2 is N-channel MOS Tube. among them:
  • resistor R3 One end of the resistor R3 is grounded and the negative pole of the DC input terminal, and the other end is connected to the base of the transistor PQ2;
  • the emitter of the transistor PQ2 is grounded separately, and the negative and collector terminals of the DC input terminal are respectively connected to the gate of the MOS transistor Q2 and the resistor R4. ;
  • the source of the MOS transistor Q2 is connected to the negative terminal of the DC input terminal and the emitter of the transistor PQ2, and the drain is connected to the DC output terminal.
  • the negative pole and the gate are connected to one end of the resistor R4, and the other end of the resistor R4 is connected to the anode of the DC input terminal 100 and the anode of the DC output terminal 101, respectively.
  • transistor PQ2 Turning on, the MOS transistor Q2 in the switching circuit 104 is turned off to turn off the power supply to the DC output terminal 101.
  • Zener diode D2 acts as a voltage regulator when there is a large change in the power supply or load.
  • the DC input of the power supply generates a voltage sampling signal on resistor R3, NPN transistor PQ2
  • the sampled signal is compared to the base-emitter threshold voltage (used as a preset voltage).
  • the sampling voltage of the power supply on the resistor R3 will make the transistor PQ2 Turned on, its collector is low.
  • the gate of MOS transistor Q2 is low, MOS transistor Q1 At the cutoff, the power supply is disconnected from the power supply path of the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the electronic cigarette charger.
  • the transistor PQ2 is turned off and its collector is at a high level.
  • MOS tube Q2 The gate is high, the MOS transistor Q2 is turned on, and the power supply path is turned on.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of an overvoltage protection circuit in accordance with a third preferred embodiment of the present invention.
  • the switch control circuit 103 includes comparator M1, comparator M1 can be selected as LM393 comparator, or other comparators can be used to achieve the same function, for example, an op amp can also be used as a comparator.
  • Switch circuit The semiconductor switch K1 includes a first switch, a second end, and a third end. If the semiconductor switch K1 In the case of a triode, the first end is the base of the triode, the second end is the emitter of the triode, and the third end is the collector of the triode. If the semiconductor switch K1 For the thyristor, the first end is the gate of the thyristor, the second end is the anode of the thyristor, and the third end is the cathode of the thyristor.
  • the voltage sampling circuit 102 is connected to the DC input terminal 100, and the comparator M1
  • the first input terminal is connected to the reference voltage
  • the second input terminal is connected to the voltage sampling circuit 102
  • the output terminal is connected to the first end of the semiconductor switch K1
  • the second end of the semiconductor switch K1 is connected to the DC input terminal 100.
  • the positive pole and the third terminal are connected to the positive pole of the DC output terminal 101.
  • the reference voltage can be set according to different comparators M1, making the comparator M1
  • the semiconductor switch K1 can be turned off when the supply voltage is higher than the operating voltage of the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the electronic cigarette charger, and the semiconductor switch K1 is controlled to be turned on.
  • the voltage sampling circuit 102 can be constructed, for example, by the principle of resistor division.
  • comparator M1 will voltage sampling circuit 102 The sampling voltage is compared with the reference voltage. When the difference between the sampling voltage and the reference voltage is higher than the set voltage value, the semiconductor switch K1 is turned off, thereby turning off the power supply. Conversely, control the semiconductor switch K1 The conduction is such that the DC output 102 can supply power to the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the electronic cigarette charger.
  • a first preferred embodiment and a second preferred embodiment of the present invention through a triode and a MOS
  • the connection between the conduction and the cutoff of the tube realizes the purpose of protecting the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the electronic cigarette charger when the voltage of the power supply is too high.
  • the triode in the present invention MOS
  • the tubes are also replaced with other devices that perform the same function.
  • FIG. 6 is a flowchart of an overvoltage protection method according to an embodiment of the present invention. The method includes:
  • step S4 Determine whether the sampling voltage is higher than the preset voltage. If yes, go to step S5, if no, go to step S6.
  • Step S2 is to divide the DC input voltage to generate a sampling voltage.
  • the overvoltage protection circuit and method of the present invention can prevent the power supply from supplying excessive voltage to the electronic cigarette, the electronic cigarette case or the like by controlling the voltage of the power supply and controlling the power supply path of the power supply and the electronic cigarette through the switch circuit.
  • the electronic cigarette charger acts as an overvoltage protection for the electronic cigarette, the electronic cigarette case and the electronic cigarette charger, prevents the high voltage from damaging the product, and improves the reliability and safety of the electronic cigarette, the electronic cigarette case and the charger.

Abstract

一种过压保护电路及方法，用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器。该过压保护电路包括：直流输入端（100）、直流输出端（101）、电压采样电路（102）、开关控制电路（103）和开关电路（104）。电压采样电路（102）分别与直流输入端（100）和开关控制电路（103）电性连接；开关控制电路（103）与开关电路（104）电性连接；开关电路（104）分别与直流输入端（100）、直流输出端（101）和开关控制电路（103）电性连接。该过压保护电路能够对电子烟、电子烟盒或电子烟充电器起到过压保护的作用，防止高压损坏产品；并且提高电子烟、电子烟盒和充电器的可靠性和安全性。

Description

一种过压保护电路及方法 技术领域
本发明涉及电子烟领域，更具体地说，涉及一种用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的过压保护电路及方法。
背景技术
目前，在电子烟及其附件（如电子烟盒、电子烟充电器等）产品中，大多数的可充电的电子烟及其附件产品中都没有针对充电输入部分做过压保护。例如，对于 5V 输入的电子烟充电接口，当外部的输入电压增加到 10V 时，电子烟由于没有过压保护，较高的电压将导致其损坏，更严重的会引起火灾等事故。
虽然，也有些电子烟及其附件产品中增加了压敏电阻（ Varistor ）或瞬态 电压 抑制器（ TVS 管）等来进行短时间的过压保护，但是如果输入的较高电压持续的时间较长，压敏电阻和 TVS 管也就承受不了了。这样仍然不能对电子烟及其附件产品长时间的输入较高的电压起到保护的作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电子烟及其附件产品中没采取过压保护或过压保护的时间短的缺陷，提供用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的过压保护电路及方法 。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种过压保护电路，用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器，所述过压保护电路包括：直流输入端、直流输出端、电压采样电路、开关控制电路以及开关电路；
所述电压采样电路分别与所述直流输入端和开关控制电路电性连接；所述开关控制电路与所述开关电路电性连接；所述开关电路分别与所述直流输入端、所述直流输出端、所述开关控制电路电性连接，其中，
直流输入端，用于从供电电源接收直流电输入；
直流输出端，用于提供直流电输出；
电压采样电路，用于对直流输入端的电压进行采样；
开关控制电路，用于根据所述电压采样电路的采样电压控制所述开关电路的导通或截止；
开关电路，用于根据开关控制电路的控制将所述直流输入端的直流电输出到所述直流输出端或断开对所述直流输出端的供电 。
所述电压采样电路包括第一电阻；所述开关控制电路包括第一三极管、第二电阻；所述开关电路包括第一 MOS 管；
其中，
所述第一电阻的一端分别接直流输入端的正极和第一三极管的发射极、另一端接第一三极管的基极；所述第一三极管的发射极分别接直流输入端的正极和第一 MOS 管的源极、集电极分别接第一 MOS 管的栅极和第二电阻；第一 MOS 管的源极接直流输入端的正极、漏极接直流输出端的正极、栅极接第二电阻一端，第二电阻的另一端分别接地和直流输出端的负极； 所述第一电阻上的采样电压高于 第一三极管的 基极 - 射极门限电压时， 第一三极管导通，而使开关电路中的第一 MOS 管截止以断开对所述直流输出端供电。
所述电压采样电路还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的阳极分别接地和直流输入端的负极、阴极分别接第一三极管的基极和第一电阻。
所述第一 MOS 管为 P 沟道 MOS 管，所述第一三极管为 PNP 型三极管。
所述电压采样电路包括第三电阻；所述开关控制电路包括第二三极管、第四电阻；所述开关电路包括第二 MOS 管；
其中，
所述第三电阻的一端分别接地和直流输入端的负极、另一端接第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极分别接地和直流输入端的负极、集电极分别接第二 MOS 管的栅极和第四电阻；第二 MOS 管的源极分别接直流输入端的负极和第二三极管的发射极、漏极接直流输出端的负极、栅极接第四电阻一端，第四电阻的另一端分别接直流输入端的正极和直流输出端的正极； 所述第三电阻上的采样电压高于 第二三极管的 基极 - 射极门限电压时， 第二三极管导通，而使开关电路中的第二 MOS 管截止以断开对所述直流输出端供电。
所述电压采样电路还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的阴极接直流输入端的正极、阳极分别接第二三极管的基极和第三电阻。
所述第二 MOS 管为 N 沟道 MOS 管，所述第二三极管为 NPN 型三极管。
所述开关控制电路包括比较器；所述开关电路包括半导体开关，所述半导体开关包括：第一端、第二端、第三端；
其中，所述电压采样电路接直流输入端，比较器的第一输入端接参考电压、第二输入端接所述电压采样电路、输出端接半导体开关的第一端，半导体开关的第二端接直流输入端的正极、第三端接直流输出端的正极； 所述比较器的第二输入端接收的采样电压高于第一输入端的参考电压时 ，所述比较器控制所述半导体开关截止以断开对所述直流输出端供电。
所述比较器的型号为 LM393 ，所述半导体开关为三极管，所述第一端为三极管的基极，所述第二端为三极管的发射极，所述第三端为三极管的集电极。
所述半导体开关为晶闸管，所述第一端为晶闸管的门极，所述第二端为晶闸管的阳极，所述第三端为晶闸管的阴极。
一种过压保护方法，用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器，所述方法包括：
从供电电源接收直流电输入；
对所述直流电的电压进行采样；
将所述采样的电压与一预设电压进行比较；
当所述采样的电压高于预设电压时，断开对电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的供电 ；当所述采样的电压在预设电压范围内时，将所述直流电提供给 电子烟、电子烟盒或电子烟充电器。
对所述直流电的电压进行采样的步骤是对所述直流电输入电压进行分压，以产生一采样电压。
实施本发明的过压保护电路及方法，具有以下有益效果：防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器，对电子烟、电子烟盒、电子烟充电器起到过压保护的作用，防止高压损坏产品；且提高了电子烟、电子烟盒和充电器的可靠性和安全性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图 1 是本发明实施例的过压保护电路结构图；
图 2 是本发明实施例的过压保护电路与电子烟、电子烟盒、电子烟充电器的连接关系图；
图 3 是本发明第一较佳实施例的过压保护电路的电路图；
图 4 是本发明第二较佳实施例的过压保护电路的电路图；
图 5 是本发明第三较佳实施例的过压保护电路的电路图；
图 6 是本发明实施例的过压保护方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的过压保护电路及方法，应用于电子烟、电子烟盒、电子烟充电器中，可防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器。起到过压保护的作用，增加电子烟、电子烟盒、电子烟充电器的安全性和可靠性。所述供电电源可为适配器电源、移动电源等。
如图 1 所示，为本发明实施例的过压保护电路结构图。该过压保护电路包括：直流输入端 100 、直流输出端 101 、电压采样电路 102 、开关控制电路 103 以及开关电路 104 ；
电压采样电路 102 分别与直流输入端 100 和开关控制电路 103 电性连接；开关控制电路 103 与开关电路 104 电性连接；开关电路 104 分别与直流输入端 100 、直流输出端 101 、开关控制电路 103 电性连接。其中，
直流输入端 100 ，用于从供电电源接收直流电输入。
直流输出端 101 ，用于提供直流电输出。
电压采样电路 102 ，用于对直流输入端 100 的电压进行采样。
开关控制电路 103 ，用于当所述电压采样电路 102 的采样电压高于预设工作电压时控制所述开关电路 104 截止，当所述电压采样电路 102 的采样电压小于等于预设工作电压时控制所述开关电路 104 导通。该预设工作电压可根据实际情况进行设定。例如，可根据需要将预设工作电压设定为 4.2V 、 5V 、 6V 或其他需要的电压。 此外，预设工作电压还跟开关控制电路 103 采用的器件相关。例如，开关控制电路 103 采用三极管，则预设工作电压实际上应该为三极管的 基极 - 射极门限电压，因此需要通过对电压采样电路 102 的采样电压进行控制，以使得当采样电压高于 三极管的 基极 - 射极门限电压时，能够实现控制开关电路断开 对直流输出端 101 的供电。
开关电路 104 ，用于根据所述开关控制电路 103 的控制将所述直流输入端 100 的直流电输出到所述直流输出端 101 或断开对所述直流输出端 101 的供电。该开关电路 104 可以由 MOSFET 、三极管、晶闸管、晶体管中的其中一个或几个构成。
本发明的过压保护电路通过将直流输入端 100 的采样电压与预设电压进行比较，当采样电压在预定的工作电压范围内时，开关控制电路 103 驱动开关电路 104 使其导通，直流输入端 100 和直流输出端 101 连通，给电子烟、电子烟盒、电子烟充电器供电。当采样电压大于预设工作电压时，开关电路 104 断开，断开对电子烟、电子烟盒、电子烟充电器供电，起到过压保护的作用。
图 2 是本发明实施例的过压保护电路与电子烟、电子烟盒、电子烟充电器的连接关系图。本发明实施例的过压保护电路 201 在使用过程中是接于供电电源 200 和负载 202 之间，以接通或断开供电电源与电子烟等的供电电路，从而实现过压保护的作用。其中负载包括：电子烟、电子烟盒、电子烟充电器等需要供电的器件。
当本发明实施例的过压保护电路用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟时，过压保护电路 201 中的直流输出端 101 与电子烟的对应供电电路电性连接。
当本发明实施例的过压保护电路用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟盒时，过压保护电路 201 中的直流输出端 101 与电子烟盒的对应供电电路电性连接。
当本发明实施例的过压保护电路用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟充电器时，过压保护电路 201 中的直流输出端 101 与电子烟充电器的对应供电电路电性连接。
如图 3 所示为本发明第一较佳实施例的过压保护电路的电路图。在本发明的第一较佳实施例中，电压采样电路 102 包括电阻 R1 、稳压二极管 D1 ，开关控制电路 103 包括三极管 PQ1 、电阻 R2 ，开关电路 104 包括 MOS 管 Q1 。 MOS 管 Q1 为 P 沟道 MOS 管。其中：
电阻 R1 的一端分别接直流输入端 100 的正极和三极管 PQ1 的发射极、另一端接三极管 PQ1 的基极；
三极管 PQ1 的发射极分别接直流输入端 100 的正极和 MOS 管 Q1 的源极、集电极分别接 MOS 管 Q1 的栅极和电阻 R2 ；
MOS 管 Q1 的源极接直流输入端 100 的正极、漏极接直流输出端 101 的正极、栅极接电阻 R2 一端，电阻 R2 的另一端分别接地和直流输出端 101 的负极。
电阻 R1 上的采样电压高于 三极管 PQ1 的 基极 - 射极门限电压时， 三极管 PQ1 导通，而使开关电路 104 中的 MOS 管 Q1 截止以断开对所述直流输出端 101 供电。
稳压二极管 D1 的阳极分别接地和直流输入端的负极、阴极分别接三极管 PQ1 的基极和电阻 R1 。稳压二极管 D1 在供电电源或者负载发生较大幅度的变化时，起到稳压的作用。
在工作过程中，供电电源的直流电的输入在电阻 R1 上产生一个电压采样信号， PNP 型三极管 PQ1 将该采样信号与 基极 - 射极门限电压（用作为预设电压）进行比较。当供电电源的电压 高于预设电压时，供电电源在电阻 R1 上的采样电压将使得三极管 PQ1 导通，其集电极为高电平。这样，使得 MOS 管 Q1 的栅极为高电平， MOS 管 Q1 截止，供电电源与电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的供电通路断开。
相反，供电电源的电压在预设的工作电压范围内时，三极管 PQ1 截止，其集电极为低电平。使得 MOS 管 Q1 的栅极为低电平， MOS 管 Q1 导通，供电通路导通。
如图 4 所示为本发明第二较佳实施例的过压保护电路的电路图。在本发明的第二较佳实施例中，过压保护电路中的电压采样电路 102 包括电阻 R3 、稳压二极管 D2 ，开关控制电路 103 包括三极管 PQ2 、电阻 R4 ，开关电路 104 包括 MOS 管 Q2 。 MOS 管 Q2 为 N 沟道 MOS 管。其中：
电阻 R3 的一端分别接地和直流输入端的负极、另一端接三极管 PQ2 的基极；
三极管 PQ2 的发射极分别接地和直流输入端的负极、集电极分别接 MOS 管 Q2 的栅极和电阻 R4 ；
MOS 管 Q2 的源极分别接直流输入端的负极和三极管 PQ2 的发射极、漏极接直流输出端 101 的负极、栅极接电阻 R4 一端，电阻 R4 的另一端分别接直流输入端 100 的正极和直流输出端 101 的正极。
电阻 R3 上的采样电压高于 三极管 PQ2 的 基极 - 射极门限电压时， 三极管 PQ2 导通，而使开关电路 104 中的 MOS 管 Q2 截止以断开对所述直流输出端 101 供电。
稳压二极管 D2 的阴极接直流输入端的正极、阳极分别接三极管 PQ2 的基极和电阻 R3 。稳压二极管 D2 在供电电源或者负载发生较大幅度的变化时，起到稳压的作用。
在工作过程中，供电电源的直流电的输入在电阻 R3 上产生一个电压采样信号， NPN 型三极管 PQ2 将该采样信号与 基极 - 射极门限电压（用作为预设电压）进行比较。当供电电源的电压 高于预设电压时，该供电电源在电阻 R3 上的采样电压将使得三极管 PQ2 导通，其集电极为低电平。这样，使得 MOS 管 Q2 的栅极为低电平， MOS 管 Q1 截止，供电电源与电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的供电通路断开。
相反，供电电源的电压在预设电压范围内时，三极管 PQ2 截止，其集电极为高电平。 MOS 管 Q2 的栅极为高电平， MOS 管 Q2 导通，供电通路导通。
如图 5 所示是本发明第三较佳实施例的过压保护电路的电路图。在本发明的第三较佳实施例中，开关控制电路 103 包括比较器 M1 ，比较器 M1 可选用型号为 LM393 的比较器，或选用其他可实现相同功能的比较器，例如也可选用运算放大器作为比较器。 开关电路 104 包括半导体开关 K1 ，半导体开关 K1 包括：第一端、第二端、第三端。若半导体开关 K1 为三极管，则第一端为三极管的基极，第二端为三极管的发射极，第三端为三极管的集电极。若半导体开关 K1 为晶闸管，则第一端为晶闸管的门极，第二端为晶闸管的阳极，第三端为晶闸管的阴极。
其中，电压采样电路 102 接直流输入端 100 ，比较器 M1 的第一输入端接参考电压、第二输入端接所述电压采样电路 102 、输出端接半导体开关 K1 的第一端，半导体开关 K1 的第二端接直流输入端 100 的正极、第三端接直流输出端 101 的正极。参考电压可根据不同的比较器 M1 进行设定，使得比较器 M1 能够在供电电压高于电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的工作电压时控制半导体开关 K1 截止，反之则控制半导体开关 K1 导通。
在本发明的第三较佳实施例中，本领域技术人员可采用现有技术中的采样电路作为电压采样电路 102 ，例如可采用电阻分压的原理构成电压采样电路 102 。
在工作过程中，比较器 M1 将电压采样电路 102 的采样电压与参考电压进行比较，当采样电压与参考电压的差值高于设定的电压值时，控制半导体开关 K1 截止，从而断开供电。反之，则控制半导体开关 K1 导通，从而直流输出端 102 能够给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器进行供电。
本发明的第一较佳实施例和第二较佳实施例，通过三极管和 MOS 管的导通和截止的配合实现当供电电源的电压过高时，保护电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的目的。此外，本发明中的三极管、 MOS 管还均用其他能够实现相同功能的器件进行替换。
如图 6 所示，为本发明实施例的过压保护方法的流程图。该方法包括：
S1 、从供电电源接收直流电输入。
S2 、对所述直流电的电压进行采样。
S3 、将所述采样的电压与一预设电压进行比较。
S4 、判断采样电压是否高于预设电压，若是，则转到步骤 S5 ，若否，则转到步骤 S6 。
S5 、断开对电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的供电 。
S6 、将所述直流电提供给 电子烟、电子烟盒或电子烟充电器。
步骤 S2 是对所述直流电输入电压进行分压，以产生一采样电压。
本发明的过压保护电路及方法，通过对供电电源进行电压的检测和通过开关电路控制供电电源与电子烟等的供电通路，能够防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器，对电子烟、电子烟盒、电子烟充电器起到过压保护的作用，防止高压损坏产品；且提高了电子烟、电子烟盒和充电器的可靠性和安全性。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

  1. 一种过压保护电路，用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器，其特征在于，所述过压保护电路包括：直流输入端（ 100 ）、直流输出端（ 101 ）、电压采样电路（ 102 ）、开关控制电路（ 103 ）以及开关电路（ 104 ）；
    所述电压采样电路（ 102 ）分别与所述直流输入端（ 100 ）和开关控制电路（ 103 ）电性连接；所述开关控制电路（ 103 ）与所述开关电路（ 104 ）电性连接；所述开关电路（ 104 ）分别与所述直流输入端（ 100 ）、所述直流输出端（ 101 ）、所述开关控制电路（ 103 ）电性连接；其中，
    直流输入端（ 100 ），用于从供电电源接收直流电输入；
    直流输出端（ 101 ），用于提供直流电输出；
    电压采样电路（ 102 ），用于对直流输入端（ 100 ）的电压进行采样；
    开关控制电路（ 103 ），用于根据所述电压采样电路（ 102 ）的采样电压控制所述开关电路（ 104 ）的导通或截止；
    开关电路（ 104 ），用于根据所述开关控制电路（ 103 ）的控制将所述直流输入端（ 100 ）的直流电输出到所述直流输出端（ 101 ）或断开对所述直流输出端（ 101 ）的供电 。
  2. 根据权利要求 1 所述的过压保护电路，其特征在于，所述电压采样电路（ 102 ）包括第一电阻（ R1 ）；所述开关控制电路（ 103 ）包括第一三极管（ PQ1 ）、第二电阻（ R2 ）；所述开关电路（ 104 ）包括第一 MOS 管（ Q1 ）；
    其中，
    所述第一电阻（ R1 ）的一端分别接直流输入端（ 100 ）的正极和第一三极管（ PQ1 ）的发射极、另一端接第一三极管（ PQ1 ）的基极；所述第一三极管（ PQ1 ）的发射极分别接直流输入端（ 100 ）的正极和第一 MOS 管（ Q1 ）的源极、集电极分别接第一 MOS 管（ Q1 ）的栅极和第二电阻（ R2 ）；第一 MOS 管（ Q1 ）的源极接直流输入端（ 100 ）的正极、漏极接直流输出端（ 101 ）的正极、栅极接第二电阻（ R2 ）一端，第二电阻（ R2 ）的另一端分别接地和直流输出端（ 101 ）的负极；
    所述第一电阻（ R1 ）上的采样电压高于 第一三极管（ PQ1 ）的 基极 - 射极门限电压时， 第一三极管（ PQ1 ）导通，而使开关电路（ 104 ）中的第一 MOS 管（ Q1 ）截止以断开对所述直流输出端（ 101 ）供电。
  3. 根据权利要求 2 所述的过压保护电路，其特征在于，所述电压采样电路（ 102 ）还包括第一稳压二极管（ D1 ），所述第一稳压二极管（ D1 ）的阳极分别接地和直流输入端的负极、阴极分别接第一三极管（ PQ1 ）的基极和第一电阻（ R1 ）。
  4. 据权利要求 2 所述的过压保护电路，其特征在于，所述第一 MOS 管（ Q1 ）为 P 沟道 MOS 管，所述第一三极管（ PQ1 ）为 PNP 型三极管。
  5. 据权利要求 1 所述的过压保护电路，其特征在于，所述电压采样电路（ 102 ）包括第三电阻（ R3 ）；所述开关控制电路（ 103 ）包括第二三极管（ PQ2 ）、第四电阻（ R4 ）；所述开关电路（ 104 ）包括第二 MOS 管（ Q2 ）；
    其中，
    所述第三电阻（ R3 ）的一端分别接地和直流输入端的负极、另一端接第二三极管（ PQ2 ）的基极；所述第二三极管（ PQ2 ）的发射极分别接地和直流输入端的负极、集电极分别接第二 MOS 管（ Q2 ）的栅极和第四电阻（ R4 ）；第二 MOS 管（ Q2 ）的源极分别接直流输入端的负极和第二三极管（ PQ2 ）的发射极、漏极接直流输出端（ 101 ）的负极、栅极接第四电阻（ R4 ）一端，第四电阻（ R4 ）的另一端分别接直流输入端（ 100 ）的正极和直流输出端（ 101 ）的正极；
    所述第三电阻（ R3 ）上的采样电压高于 第二三极管（ PQ2 ）的 基极 - 射极门限电压时， 第二三极管（ PQ2 ）导通，而使开关电路（ 104 ）中的第二 MOS 管（ Q2 ）截止以断开对所述直流输出端（ 101 ）供电。
  6. 根据权利要求 5 所述的过压保护电路，其特征在于，所述电压采样电路（ 102 ）还包括第二稳压二极管（ D2 ），所述第二稳压二极管（ D2 ）的阴极接直流输入端的正极、阳极分别接第二三极管（ PQ2 ）的基极和第三电阻（ R3 ）。
  7. 根据权利要求 5 所述的过压保护电路，其特征在于，所述第二 MOS 管（ Q2 ）为 N 沟道 MOS 管，所述第二三极管（ PQ2 ）为 NPN 型三极管。
  8. 根据权利要求 1 所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关控制电路（ 103 ）包括比较器（ M1 ）；所述开关电路（ 104 ）包括半导体开关（ K1 ），所述半导体开关（ K1 ）包括：第一端、第二端、第三端；
    其中，所述电压采样电路（ 102 ）接直流输入端（ 100 ），所述比较器（ M1 ）的第一输入端接参考电压、第二输入端接所述电压采样电路（ 102 ）、输出端接所述半导体开关（ K1 ）的第一端，半导体开关（ K1 ）的第二端接直流输入端（ 100 ）的正极、第三端接直流输出端（ 101 ）的正极；
    所述比较器（ M1 ）的第二输入端接收的采样电压高于第一输入端的参考电压时 ，所述比较器（ M1 ）控制所述半导体开关（ K1 ）截止以断开对所述直流输出端（ 101 ）供电。
  9. 根据权利要求 8 所述的过压保护电路，其特征在于，所述比较器（ M1 ）的型号为 LM393 ，所述半导体开关（ K1 ）为三极管，所述第一端为三极管的基极，所述第二端为三极管的发射极，所述第三端为三极管的集电极。
  10. 根据权利要求 8 所述的过压保护电路，其特征在于，所述半导体开关（ K1 ）为晶闸管，所述第一端为晶闸管的门极，所述第二端为晶闸管的阳极，所述第三端为晶闸管的阴极。
  11. 一种过压保护方法，用于防止供电电源提供过高的电压给电子烟、电子烟盒或电子烟充电器，其特征在于，所述方法包括：
    从供电电源接收直流电输入；
    对所述直流电的电压进行采样；
    将所述采样的电压与一预设电压进行比较；
    当所述采样的电压高于预设电压时，断开对电子烟、电子烟盒或电子烟充电器的供电；当所述采样的电压在预设电压范围内时，将所述直流电提供给 电子烟、电子烟盒或电子烟充电器。
  12. 根据权利要求 11所述的过压保护方法，其特征在于，对所述直流电的电压进行采样的步骤是对所述直流电输入电压进行分压，以产生一采样电压。
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