具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种传感器供电保护电路，参照图1，图1为本发明传感器供电保护电路第一实施例的结构示意图。

所述传感器供电保护电路包括：电压保护电路200、电压跟随器电路100及传感器电路300；其中，所述电压保护电路200的一输入端与供电接口(参考图1中V-与V+)连接，所述电压保护电路200的另一输入端与所述电压跟随器电路100连接，所述电压跟随器电路100的输入端与供电接口(参考图1中V-及V+)连接，所述电压跟随器电路100的输出端与上位机连接，所述电压跟随器电路100的另一端与传感器电路300的输出端连接。

所述电压跟随器电路100，用于接收所述传感器电路输出的传感信号，并对所述传感信号进行隔离缓冲处理，将处理后的传感信号输出到所述上位机。

需要说明的是，所述电压跟随器电路100中包含信号放大芯片、三极管等器件，所述电压跟随器电路100中通过设置不同的三极管的集电极分别接入供电接口的负极V-及正极V+，使得三极管的发射极与基极电平相同，形成高输入电阻、低输出电阻。对输入电路的传感信号进行了隔离与缓冲，防止后级的电路被较高的电压冲击。

需要说明的是，所述传感器电路300的一输出端与所述电压跟随器电路100连接，所述电压跟随器电路100中的信号放大芯片对传感器电路300输出的传感信号进行放大，并将所述传感信号输出至上位机，使得上位机能够实时获取传感器所检测的信息。

具体实施中，所述传感器电路300对应的传感器可以为压力传感器、气体浓度传感器、温度传感器等，本实施例不对传感器的类型进行限制。所述传感器电路300除输出端与所述电压跟随器电路100连接外，所述传感器电路300的输出端还与所述电压跟随器电路中的信号放大芯片连接，使得上位机接收到缓冲后的传感信号。

所述电压保护电路200，用于对所述供电电压进行检测，在所述供电电压小于预设低压阈值或大于预设高压阈值时，对传感器电路300进行供电保护。

具体实施中，所述传感器电路300的工作电压可以为3.3V，所述预设低压阈值可以为2.4V，所述预设高压阈值可以为5V，在接收到的供电电压超过5V或者低于2.4V时，传感器电路300均无法正常工作，所述电压保护电路200对接收到的电压进行检测，在电压大于预设高压阈值或小于预设低压阈值时，进行隔离或短接，使得电源无法通过供电接口输入供电电压，对传感器电路300进行保护。

本实施例中，通过上述电路对传感器电路输出的传感信号进行缓冲隔离，并将处理后的传感信号输出给上位机，同时对供电电压进行检测，在供电电压异常时进行供电保护，防止供电电压异常造成传感器的内部器件的损坏。

基于上述第一实施例，提出本发明传感器供电保护电路的第二实施例，参考图2，图2为本发明传感器供电保护电路第二实施例的电压保护电路的电路示意图；图3为本发明传感器供电保护电路第二实施例的电压跟随器电路的电路示意图。图4为本发明传感器供电保护电路第二实施例的传感器电路的电路示意图。

需要说明的是，图中各三极管，引脚1对应于基极，引脚2对应于发射极，引脚3对应于集电极。图中各连线相交处，若无实心圆连接点，则为跨线。

所述电压保护电路200包括高压保护电路与低压保护电路；其中，所述高压保护电路的一输入端与供电接口连接，所述高压保护电路的另一端与所述电压跟随器电路100的输出端连接，所述低压保护电路的输入端与供电接口的另一端连接。

所述低压保护电路，用于对所述供电电压进行检测，在所述供电电压小于预设低压阈值时，对所述传感器电路进行供电保护。

所述低压保护电路包括电压比较单元2011、第一防反接单元2012及第一滤波单元2013；其中，所述第一防反接单元2012的输入端与供电接口连接，所述电压比较单元2011的输入端与所述第一防反接单元2012的输出端连接，所述电压比较单元2011的一端与所述高压保护电路的输出端连接，所述电压比较单元2011的另一输入端与供电电压端VCC连接。

所述电压比较单元2011，用于对供电电压进行检测，在所述供电电压小于预设低压阈值时，对所述传感器电路进行供电保护。

所述第一防反接单元2012，用于在接入所述供电接口的电源反接时，对所述供电接口进行隔离。

所述电压比较单元2011包括电压检测芯片U1、二极管封装芯片U3、MOS管Q1、第三电容C3、第九电容C9、第六电容C6、第七电容C7及第八电阻R8、第九电阻R9。所述第一防反接单元2012包括第八三极管Q8及第七三极管Q7。所述第一滤波单元2013包括第二二极管D2、第十二电容C12及第十一电阻R11。

需要说明的是，所述第八三极管Q8、所述第七三极管Q7均为NPN型三极管。在电源正常连接时，所述第八三极管Q8的基极接入电源正极V+，发射极接入电源负极V-，集电极与第七三极管Q7的集电极连接，第七三极管Q7的发射极接地，第七三极管Q7的基极与第九电阻R9的第一端连接，第九电阻的第二端与第八电阻R8的第二端、所述三极管封装芯片U3的第二引脚连接，第八电阻R8的第一端与电压检测芯片U1的vdd端连接，第八电阻R8的第二端与第六电容C6的第一端连接，第六电容C6的第二端与供电电压端VCC、二极管封装芯片U3的第三引脚连接。所述二极管封装芯片U3的第四引脚与第七电容C7的第二端连接，第七电容C7的第一端与二极管封装芯片U3的第一引脚连接。第七电容C7的第一端还和MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极与高压保护电路连接。电压检测芯片U1的vdd端还和高压保护电路及第十一电阻R11的第一端连接，电压检测芯片U1的out端与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第一端还和高压保护电路、第七三极管Q7的基极连接，所述第三点电容C3的第二端接地且与电压检测芯片U1的vss端连接。所述第十一电阻R11的第一端与第十二电容C12的第一端、第二二极管D2的阴极连接，所述第十一电阻R11的第二端与第十二电容C12的第二端、第二二极管D2的阳极连接且接地。

所述高压保护电路，用于对所述供电电压进行检测，在所述供电电压大于预设高压阈值时，对所述传感器电路进行供电保护。

所述高压保护电路包括信号转换单元2021、第二防反接单元2022及第二滤波单元2023；其中，所述第二滤波单元2023的输入端与所述电压跟随器电路100的输出端连接，所述信号转换单元2021输入端与所述电压跟随器电路100的输出端连接，所述信号转换单元2021的另一输入端与所述第二防反接单元2022的输出端连接，所述第二防反接单元2022的输入端与供电接口(V+及V-)连接。

所述信号转换单元2021，用于接收电压跟随器电路100输出的供电电压，在所述供电电压大于预设高压阈值时，对所述传感器电路300进行供电保护。

所述第二防反接单元2022，用于在接入所述供电接口的电源反接时，对所述供电接口进行隔离。

需要说明的是，所述信号转换单元2021包括第一二极管D1、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第六三极管Q6、第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5、第九电容C9、第八电容C8、第十一电容C11、第五至第七电阻、第十电阻R10、第十三电阻R13；所述第二防反接单元2022包括第九三极管Q9、第十三极管Q10；所述第二滤波单元2023包括第十四电容C14、第二十一电容C21。

第三三极管Q3的发射极与电压跟随器电路100连接，第三三极管Q3的集电极与第一电容C1的第二端连接，第一电容C1的第一端与第三三极管Q3的发射极连接，第三三极管Q3的基极与第十一电容C11的第一端连接，第十一电容C11的第二端与第三三极管Q3的集电极连接，第十一电容C11的第二端与第七电阻R7的第二端连接，第七电阻R7的第一端与第二电容C2的第二端连接，第二电容C2的第一端与第五电容C5的第一端、第五电阻R5的第一端连接，第二电容C2的第二端还和第二二极管D2的阴极连接，第二电容C2的第一端还和第二二极管D2的阳极连接；第二二极管D2的阳极与第六三极管Q6的基极连接，第六三极管Q6的发射极接地且与第四电容C4的第二端连接，第四电容C4的第一端与电压检测芯片U1的vdd端连接。所述第六三极管Q6的集电极与电压检测芯片U1的out端、MOS管Q1的栅极连接。第十一电容C11的第一端还与第四三极管Q4的基极、第九电容C9的第一端、第六电阻R6的第一端连接，第四三极管Q4的发射极与第九电容C9的第二端、第六电阻R6的第二端连接，第六电阻R6的第二端还与电源电压端VDD、第十三电阻R13的第一端连接，第十三电阻R13的第二端与第七电容C7的第二端、第十电阻R10的第一端连接，第四三极管Q4的集电极与第八电容C8的第二端、第十电阻R10的第二端连接；第八电容C8的第一端与电源电压端VCC连接。

第九三极管Q9的基极与第八电容C8的第二端、第十电阻R10的第二端连接，第九三极管Q9的集电极与第十三极管Q10的集电极连接，第九三极管Q9的发射极与第八电容C8的第一端、电源电压端VCC连接；在电源正常连接时，第十三极管Q10的发射极与电源正极V+连接，第十三极管Q10的基极与电源负极V-连接。

需要说明的是，所述第十三极管Q10与第九三极管Q9均为PNP三极管，在电源反接时，对所述电源进行隔离，防止反接的电流接入所述传感器电路300中。

第十四电容C14的第一端与第一电容C1的第一端、第二十一电容C21的第一端连接，第十四电容C14的第二端与第二十一电容C21的第二端连接且接地。第十四电容C14、第二十一电容C21用于对电源跟随器电路100输入端电压进行稳压滤波。

所述电压跟随器电路100包括电压增益单元101及电压缓冲单元102；其中，所述电压缓冲单元102的输入端与供电接口连接，所述电压缓冲单元102的输出端与电压增益单元101的一输出端连接，所述电压增益单元101的一输入端与所述传感器电路300的输出端连接，所述电压增益单元101的一输出端还与高压保护电路的输入端连接。

所述电压缓冲单元102，用于接收所述传感器电路输出的传感信号，并对所述传感信号进行隔离缓冲处理；

所述电压增益单元101，用于对处理后的传感信号进行信号放大。

所述电压缓冲单元102包括：第二三极管Q2、第五三极管Q5、第一至第三电阻、第十电容C10、第十九电容C19；所述电压增益单元101包括信号放大芯片U2、第十六至第十八电容、第四电阻R4、第十二电阻R12。

第三三极管Q3的集电极与电源正极V+、第十电容C10的第一端连接，第三三极管Q3的发射极、基极与第十电容C10的第二端连接；第三三极管Q3的发射极还与第二电阻R2的第二端连接，第二电阻R2的第一端与第十八电容C18的第一端、第十七电容C17的第一端及信号放大芯片U2的输出端OUT连接；第十七电容C17的第二端与信号放大芯片U2的输入端V-连接，第十八电容C18的第二端与信号放大芯片U2的输入端IN-、第十二电阻R12的第一端连接。第十电容C10的第二端还和第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第五三极管Q5的发射极、基极、第十九电容C19的第一端连接，第五三极管Q5的集电极与第十九电容C19的第二端、电源负极V-连接，第五三极管Q5的发射极与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与第十二电阻R12的第二端、电源保护电路200的输入端连接。

信号放大芯片U2的输入端IN+与传感器电路300的输出端连接，用于接收传感信号，信号放大芯片U2的V+端与第十六电容C16的第二端、第四电阻R4的第二端及传感器电路300的V+端连接，第十六电容C16的第一端、第四电阻R4的第一端与传感器电路300的V-端连接。

所述电压跟随器电路100还包括接口单元103，所述接口单元103的一端用于接入上位机，所述接口单元103的另一端与所述电压缓冲单元102的输出端、所述电压增益单元101的输出端连接。

所述电压增益单元101，还用于将放大后的传感信号输出至所述接口单元103。

所述接口单元103，用于将所述放大后的传感信号传输至上位机。

所述接口单元103包括上位机接口J、第十五电阻R15、第二是电容C20、第十三电容C13，其中，所述上位机接口J的第一引脚与供电电压端VCC连接，所述第一引脚还和第十三电容C13的第一端、第二十电容C20的第一端及第十五电阻R15的第一端连接，第十三电容C13的第二端、第二十电容C20的第二端及第十五电阻R15的第二端连接且接地。所述上位机接口J的第三引脚接地。

所述传感器电路300包括：传感芯片U4、第二十二电容C22及第二十三电容C23、第十五电容C15及第十四电阻R14；其中所述传感芯片U4的接地端GND、两个测试端Test均与第二十二电容C22的第二端连接，所述第二十二电容C22的第一端与传感芯片U4的输出端OUT连接，所述第二十三电容C23的第一端与传感芯片U4的Vsupply端连接，所述第二十三电容C23的第一端还与传感器芯片U2的正极V+连接，所述第二十三电容C23的第二端与第十四电阻R14的第二端连接，所述第十四电阻R14的第一端与传感芯片U4的输出端OUT连接，所述第十四电阻R14的第二端与所述第十五电容C15的第二端连接，所述第十五电容C15的第二端还与传感器芯片U2的负极端V-连接，所述第十五电容C15的第一端与传感芯片U2的IN+端连接。

本实施例，通过上述电路对传感器电路输出的传感信号进行缓冲隔离，并将处理后的传感信号输出给上位机，同时对供电电压进行检测，在供电电压异常时进行供电保护，防止供电电压异常造成传感器的内部器件的损坏。

此外，为实现上述目的，基于上述电路，本发明还提出一种传感器供电保护电路控制方法。参考图5，图5为本发明传感器供电保护电路控制方法第一实施例的流程示意图。

所述方法包括：

步骤S10：所述电压跟随器电路接收所述传感器电路输出的传感信号，并对所述传感信号进行隔离缓冲处理，将处理后的传感信号输出到所述上位机。

需要说明的是，所述电压跟随器电路100中包含信号放大芯片、三极管等器件，所述电压跟随器电路100中通过设置不同的三极管的集电极分别接入供电接口的负极V-及正极V+，使得三极管的发射极与基极电平相同，形成高输入电阻、低输出电阻。对输入电路的传感信号进行了隔离与缓冲，防止后级的电路被较高的电压冲击。

需要说明的是，所述传感器电路300的一输出端与所述电压跟随器电路100连接，所述电压跟随器电路100中的信号放大芯片对传感器电路300输出的传感信号进行放大，并将所述传感信号输出至上位机，使得上位机能够实时获取传感器所检测的信息。

具体实施中，所述传感器电路300对应的传感器可以为压力传感器、气体浓度传感器、温度传感器等，本实施例不对传感器的类型进行限制。所述传感器电路300除输出端与所述电压跟随器电路100连接外，所述传感器电路300的输出端还与所述电压跟随器电路中的信号放大芯片连接，使得上位机接收到缓冲后的传感信号。

步骤S20：所述电压保护电路对供电电压进行检测，在所述供电电压小于预设低压阈值或大于预设高压阈值时，对传感器电路进行供电保护。

具体实施中，所述传感器电路300的工作电压可以为3.3V，所述预设低压阈值可以为2.4V，所述预设高压阈值可以为5V，在接收到的供电电压超过5V或者低于2.4V时，传感器电路300均无法正常工作，所述电压保护电路200对接收到的电压进行检测，在电压大于预设高压阈值或小于预设低压阈值时，进行隔离或短接，使得电源无法通过供电接口输入供电电压，对传感器电路300进行保护。

本实施例中，通过上述电路对传感器电路输出的传感信号进行缓冲隔离，并将处理后的传感信号输出给上位机，同时对供电电压进行检测，在供电电压异常时进行供电保护，防止供电电压异常造成传感器的内部器件的损坏。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种传感器，所述传感器包括如上所述的传感器供电保护电路。

由于本传感器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的传感器供电保护电路，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。