CN210958901U - 一种恒流驱动电路及电动工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电子电路技术领域，提供了一种恒流驱动电路及电动工具，该电路包括：显示模块、开关模块、限流模块、反馈模块、及控制器；开关模块分别与显示模块、限流模块、反馈模块、及控制器连接，用于根据控制器及反馈模块输出的控制信号相应的控制显示模块的开关状态；限流模块分别与开关模块和反馈模块连接，用于限制流经显示模块的电流大小、及提供一反馈电压至反馈模块；反馈模块分别与开关模块和限流模块连接，用于根据限流模块所提供的反馈电压相应的反馈控制开关模块的通断状态，以使流经限流模块的电流大小维持恒定。本实用新型解决了现有电池电压不同时发光亮度也不相同的问题。

Description

一种恒流驱动电路及电动工具

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种恒流驱动电路及电动工具。

背景技术

随着电子技术的发展，电子产品开始受到越来越多的用户使用，其中现有的电子产品还存在很多采用电池进行供电，其在1～2节采用电池供电的电动工具中常采用LED指示灯进行功能指示。

然而现有电池供电时，其电池工作电压范围比较宽，单节锂电池供电最高电压一般4.2V左右，最低电压2.8V左右。且现有通常采用一个限流电阻对LED指示灯进行驱动。此时在电池电压较高时，其经限流电阻限流后的驱动电流较大，使得LED指示灯的亮度较亮；在电池电压较低时，经限流电阻限流后的驱动电流较小，使得LED指示灯的亮度较暗。这样使得随着电池的不断使用其工作电压不断减少，此时其LED指示灯的亮度也相应发生变化，且在工作电压高时和电压低时的亮度差异较大，无法实现良好的指示效果。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种恒流驱动电路，旨在解决现有电池电压不同时发光亮度也不相同的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种恒流驱动电路，所述电路包括：

显示模块、开关模块、限流模块、反馈模块、及控制器；

所述开关模块分别与所述显示模块、所述限流模块、所述反馈模块、及所述控制器连接，用于根据所述控制器及所述反馈模块输出的控制信号相应的控制所述显示模块的开关状态；

所述限流模块分别与所述开关模块和所述反馈模块连接，用于限制流经所述显示模块的电流大小、及提供一反馈电压至所述反馈模块；

所述反馈模块分别与所述开关模块和所述限流模块连接，用于根据所述限流模块所提供的反馈电压相应的反馈控制所述开关模块的通断状态，以使流经所述限流模块的电流大小维持恒定。

更进一步的，所述开关模块包括第一三极管及第一电阻，所述第一三极管的基极与所述第一电阻一端连接，所述第一电阻另一端与所述控制器连接，所述第一三极管的集电极与所述显示模块连接，所述第一三极管的发射极与所述限流模块连接。

更进一步的，所述反馈模块包括第二三极管，所述第二三极管的基极与所述开关模块和所述限流模块相连接一端连接，所述第二三极管的集电极与所述开关模块连接，所述第二三极管的发射极与所述限流模块远离所述开关模块的一端连接。

更进一步的，所述显示模块为发光二极管，所述发光二极管的正极与供电电源连接，所述发光二极管的负极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管为NPN型三极管。

更进一步的，所述显示模块为发光二极管，所述发光二极管的正极与所述第一三极管的集电极连接，所述发光二极管的负极接地，所述第一三极管为PNP型三极管。

更进一步的，所述限流模块为限流电阻，所述限流电阻的一端与所述第二三极管的基极连接，所述限流电阻的另一端与所述第二三极管的发射极连接。

本实用新型另一实施例还提供一种电动工具，所述电动工具包括有电池、及与所述电池连接的如上述所述的恒流驱动电路。

本实用新型实施例提供的恒流驱动电路，由于设置的显示模块使得可进行指示，由于设置的开关模块使得可控制所处回路的通断状态，由于设置的控制器使得可控制开关模块的通断，由于设置的限流模块使得可限制流经显示模块的电流大小及提供反馈模块一反馈电压，由于设置的反馈模块使得可根据反馈电压的大小反馈控制开关模块的状态，使得将流经限流模块的电流钳制在一平衡状态，从而维持流经显示模块的电流大小基本恒定，使得显示模块的显示亮度可保持不变，实现了对显示模块的恒流驱动，解决了现有由于电池电压不同时发光亮度也不相同的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的恒流驱动电路的模块示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的恒流驱动电路的电路示意图；

图3是本实用新型又一实施例提供的恒流驱动电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型由于设置反馈模块，使得流经限流模块进行分压后所输入至反馈模块的反馈电压大于预设电压时，反馈模块相应的控制开关模块截止，而控制模块继续控制开关模块导通，从而使得开关模块一直处于开关振荡状态，直至将流经限流模块的电流钳制在一平衡状态，使得维持流经显示模块的电流大小基本恒定，使得解决了现有由于电池电压不同时发光亮度也不相同的问题。

实施例一

请参阅图1，是本实用新型第一实施例提供的恒流驱动电路的模块示意图，恒流驱动电路包括：

显示模块20、开关模块30、限流模块40、反馈模块50、及控制器60；

开关模块30分别与显示模块20、限流模块40、反馈模块50、及控制器60连接，用于根据控制器60及反馈模块50输出的控制信号相应的控制显示模块20的开关状态；

限流模块40分别与开关模块30和反馈模块50连接，用于限制流经显示模块20的电流大小、及提供一反馈电压至反馈模块50；

反馈模块50分别与开关模块30和限流模块40连接，用于根据限流模块40所提供的反馈电压相应的反馈控制开关模块30的通断状态，以使流经限流模块40的电流大小维持恒定。

在本实用新型的一个实施例中，该显示模块20用于进行发光显示，以实现指示功能，具体实施时，该显示模块20可以为发光二极管，其主要通过驱动电流实现驱动工作。

进一步地，本实施例中，该开关模块30分别与显示模块20、限流模块40、反馈模块50、及控制器60连接，其中显示模块20、开关模块30、限流模块40、及供电模块依次形成一回路，此时通过控制器60及反馈模块50输出的控制信号相应的控制开关模块30的导通及截止，使得可相应的控制回路的通断状态。其中该开关模块30具体实施时可采用三极管、场效应管等开关型器件。

其中，该供电模块在具体实施时主要采用电池，用于提供该恒流驱动电路的工作供电，其电池由于在使用过程中，其电压会逐渐进行降低，使得现有技术中电池供电工作时的电压变化范围比较宽。此时在该回路中由于供电模块所提供的电压变化，导致现有流经该显示模块20的电流变化较大，从而导致显示模块20工作时的亮度差异较大。

在本实用新型的一个实施例中，该限流模块40分别与开关模块30和反馈模块50连接，此时在开关模块30控制回路进行导通时，其回路中的电流流经该限流模块40时会限制电流大小，使得限制流经回路中的显示模块20的电流大小，具体实施时，该限流模块40可以为一限流电阻，此时该电流流经该限流电阻时，同时会产生一电压差，其限流模块40可相应的提供一反馈电压至反馈模块50，以使反馈模块50根据该反馈电压进行相应的反馈控制。

在本实用新型的一个实施例中，该反馈模块50分别与开关模块30和限流模块40连接，用于根据限流模块40所提供的反馈电压相应的反馈控制开关模块30的通断状态，以使控制流经限流模块40的电流大小维持恒定，从而使得显示模块20可维持相同的亮度进行显示。

正常工作时，其显示模块20、开关模块30、限流模块40、及供电模块形成一回路，其中，在控制器60未发出控制信号至开关模块30时，其开关模块30处于截止状态，使得没有电流流经显示模块20及限流模块40，此时限流模块40未进行分压，从而无法提供反馈电压至开关模块30，此时开关模块30一直处于截止状态。

在需要显示模块20进行指示时，其控制器60发出一控制信号至开关模块30，使得其开关模块30处于导通状态，因此回路导通，其回路电流流经显示模块20及限流模块40，其回路电流经限流模块40限流后相应的驱动显示模块20进行显示，同时回路电流流经该限流模块40进行分压后提供一反馈电压至反馈模块50，具体的，在反馈电压大于预设电压时，其反馈模块50相应的控制开关模块30截止，此时回路断开，因此显示模块20和限流模块40不工作，进一步地，其控制器60继续输出控制信号至开关模块30，以使开关模块30导通，使得回路工作，此时该回路电流继续流经限流模块40后提供一反馈电压至反馈模块50，依次上述，开关模块30一直处于开关振荡状态，当在反馈电压等于预设电压时，其反馈模块50不输出控制信号至开关模块30，此时开关模块30一直处于导通状态，因此此时通过反馈模块50的设置可相应的将流经限流模块40的电流钳制在一平衡状态，使得可维持流经显示模块20的电流大小恒定，从而使得显示模块20的显示亮度可保持不变，实现了对显示模块20的恒流驱动，解决了现有由于电池电压不同时发光亮度也不相同的问题。

本实施例中，由于设置的显示模块使得可进行指示，由于设置的开关模块使得可控制所处回路的通断状态，由于设置的控制器使得可控制开关模块的通断，由于设置的限流模块使得可限制流经显示模块的电流大小及提供反馈模块一反馈电压，由于设置的反馈模块使得可根据反馈电压的大小反馈控制开关模块的状态，使得将流经限流模块的电流钳制在一平衡状态，从而维持流经显示模块的电流大小基本恒定，使得显示模块的显示亮度可保持不变，实现了对显示模块的恒流驱动，解决了现有由于电池电压不同时发光亮度也不相同的问题。

实施例二

请参阅图2，是本实用新型第二实施例提供的一种恒流驱动电路的电路示意图，该第二实施例与第一实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，开关模块30包括第一三极管Q1及第一电阻R1，第一三极管Q1的基极b与第一电阻R1一端连接，第一电阻R1另一端与控制器60连接，第一三极管Q1的集电极c与显示模块20连接，第一三极管Q1的发射极e与限流模块40连接。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，反馈模块50包括第二三极管Q2，第二三极管Q2的基极b与开关模块30和限流模块40相连接一端连接，第二三极管Q2的集电极c与开关模块30连接，第二三极管Q2的发射极e与限流模块40远离开关模块30的一端连接。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，显示模块20为发光二极管LED1，发光二极管LED1的正极与供电电源VCC连接，发光二极管LED1的负极与第一三极管Q1的集电极c连接，第一三极管Q1为NPN型三极管。

进一步地，本实用新型的一个实施例中，限流模块40为限流电阻R2，限流电阻R2的一端与第二三极管Q2的基极b连接，限流电阻R2的另一端与第二三极管Q2的发射极e连接。

具体实施时，参阅图2所示，在本实用新型的一个实施例中，该发光二极管LED1的正极与供电电源VCC连接，具体的，其供电电源VCC采用电池，其发光二极管LED1的正极与电池的正极VCC连接，其发光二极管LED1的负极与第一三极管Q1的集电极c连接，其第一三极管Q1的发射极e与限流电阻R2一端及第二三极管Q2的基极b连接，其限流电阻R2另一端与第二三极管Q2的发射极e共同接地，即该限流电阻R2另一端与电池的负极连接，其中第一三极管Q1的基极b与第一电阻R1一端及第二三极管Q2的集电极c连接，第一电阻R1另一端与控制器60连接。

其中该控制器60具体实施时可以为任何一可输出控制信号的控制器件，如MCU(Microcontroller Unit微控制单元)等，在此不做具体限定。该第一三极管Q1为NPN型三极管、第二三极管Q2为NPN型三极管，可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，该开关模块30及反馈模块50还可以为场效应管等其他开关型器件，在此不做限定。

正常工作时，在控制器60输出控制信号SW至开关模块30时，即本实施例中具体输出高电平时，其由于第一三极管Q1的BE结电压大于导通电压，使得第一三极管Q1导通，此时该电池、发光二极管LED1、第一三极管Q1、限流电阻R2所组成的回路导通，此时有电流流经发光二极管LED1及限流电阻R2，并经限流电阻R2进行限流，此时回路电流流经该限流电阻R2后形成一反馈电压输入至第二三极管Q2的基极b，此时在该反馈电压高于该第二三极管Q2的饱和电压时，其第二三极管Q2会处于导通状态，使得第二三极管Q2的集电极c接地，从而使得第一三极管Q1截止，此时回路断开，其没有回路电流流经限流电阻R2，因此该第二三极管Q2的控制停止，此时控制器60继续输出高电平信号至第一三极管Q1，使得第一三极管Q1导通，依次上述，其通过限流电阻R2所提供的反馈电压会相应的反馈控制第一三极管Q1的开关状态，使得第一三极管Q1持续进行开关振荡，从而达到一平衡状态，此时流经限流电阻R2所产生的电压维持在该第二三极管Q2的饱和电压点，其中第一三极管Q1进行开关振荡时，由于振荡频率很高，其可近似等效为一平均电流。

其中，更为具体的工作流程为：对于第一三极管Q1来说，总输入电流是流经第一电阻R1的电流，总输入电流有两个分支，一部分流入第一三极管Q1的基极b，另一部分流入第二三极管Q2集电极c。同时对于第一三极管Q1来说，总输出电流是其发射极e的电流，也有两个分支。一部分流入限流R2，另一部分流入第二三极管Q2的基极b。

当控制器60输出控制信号SW从低变为高时，限流电阻R2电流瞬间增大(限流电阻R2电流可以认为等于发光二极管LED1电流，可以认为发光二极管LED1电流变化等于发光二极管LED1亮度变化)。当限流电阻R2两端电压很小时，第二三极管Q2处于截止状态，不导通。当限流电阻R2两端电压上升到第二三极管Q2导通电压以上时，第二三极管Q2导通，第二三极管Q2的集电极c会有电流。可以理解流经第一电阻R1的总输入电流不变。而第二三极管Q2的集电极c电流导致流入第一三极管Q1的基极b的电流减小。第一三极管Q1的基极b电流减小又会导致第一三极管Q1输出的发射极e电流减小。

第一三极管Q1的发射极e电流减小，导致限流电阻R2两端电压减小(限流电阻R2两端电流也减小)，第二三极管Q2的基极b电流也会减小。第二三极管Q2的基极b电流减小，导致第二三极管Q2的集电极c电流减小。第二三极管Q2的集电极c电流减小，会导致第一三极管Q1的基极b电流增大。第一三极管Q1的基极b电流增大又导致第一三极管Q1的发射极e电流增大，又导致限流电阻R2电流增大。

因此简单说就是输出电流增大会导致输入电流减小，输入电流减小又导致输出电流减小；输出电流减小导致输入电流增大，又导致输出电流增大。这就是一个负反馈。此时使得最终结果输出电流不会很大，也不会很小，而是稳定在一下平衡值。在达到平衡之前会出现振荡，振荡频率很高，很快就会稳定。稳定之后如果供电电压和输入信号电压不变，电流也会是稳定的，没有振荡。此时可使得流经发光二极管LED1的电流保持恒定，实现了对发光二极管LED1的恒流驱动，从而控制发光二极管LED1保持恒定亮度的发光，避免现有由于电池的电压不同而导致的发光亮度也不相同的问题。

实施例三

请参阅图3，是本实用新型第三实施例提供的一种恒流驱动电路的电路示意图，该第三实施例与第二实施例的结构大抵相同，其具体实施时可参照上述实施例所述，其区别在于，本实施例中，显示模块20为发光二极管LED1，发光二极管LED1的正极与第一三极管Q1的集电极c连接，发光二极管LED1的负极接地，第一三极管Q1为PNP型三极管。

具体实施时，参阅图3所示，在本实用新型的一个实施例中，该限流电阻R2一端与供电电源VCC及第二三极管Q2的发射极e连接，具体的，其供电电源VCC采用电池，其限流电阻R2一端与电池的正极VCC连接，该限流电阻R2另一端与第二三极管Q2的基极b及第一三极管Q1的发射极e连接，第一三极管Q1的集电极c与发光二极管LED1的正极连接，第一三极管Q1的基极b与第二三极管Q2的集电极c及第一电阻R1一端连接，发光二极管LED1的负极接地，即与电池的负极连接，该第一电阻R1另一端与控制器60连接。

其中该第一三极管Q1为PNP型三极管、第二三极管Q2为PNP型三极管，可以理解的，在本实用新型的其他实施例中，该开关模块30及反馈模块50还可以为场效应管等其他开关型器件，在此不做限定。

正常工作时，在控制器60输出控制信号SW至开关模块30时，即本实施例中具体输出低电平时，其由于第一三极管Q1的BE结电压大于导通电压，使得第一三极管Q1导通，此时该电池、发光二极管LED1、第一三极管Q1、限流电阻R2所组成的回路导通，此时有电流流经发光二极管LED1及限流电阻R2，并经限流电阻R2进行限流，此时回路电流流经该限流电阻R2后形成一反馈电压输入至第二三极管Q2的基极b，此时在该反馈电压与供电电源VCC之间电压差高于该第二三极管Q2的饱和电压时，其第二三极管Q2会处于导通状态，使得第二三极管Q2的集电极c接供电电源VCC，从而使得第一三极管Q1截止，此时回路断开，其没有回路电流流经限流电阻R2，因此该第二三极管Q2的控制停止，此时控制器60继续输出低电平信号至第一三极管Q1，使得第一三极管Q1导通，依次上述，其通过限流电阻R2所提供的反馈电压会相应的反馈控制第一三极管Q1的开关状态，使得第一三极管Q1持续进行开关振荡，其具体工作细节与上述实施例大抵相同，具体可参照现有NPN三极管和PNP三极管工作状态时的技术内容。此时由于使得流经限流电阻R2所产生的电压维持在该第二三极管Q2的饱和电压点，此时由于第一三极管Q1持续进行开关振荡，可使得流经发光二极管LED1的电流保持恒定，实现了对发光二极管LED1的恒流驱动，从而控制发光二极管LED1保持恒定亮度的发光，避免现有由于电池的电压不同而导致的发光亮度也不相同的问题。

实施例四

本实用新型第四实施例还提供了一种电动工具，包括电池、及与电池连接的采用实施例一至三任意一项所述的恒流驱动电路。

具体的，其电动工具包括带有电池及电池指示显示的设备，且该电动工具上还设有如实施例一至三所述的恒流驱动电路，其通过实施例一至三所提供的恒流驱动电路，使得控制输出恒定的电流至显示模块，使得可保持显示模块的显示亮度不变，避免了现有由于电池的电压不同而导致的发光亮度也不相同的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种恒流驱动电路，其特征在于，所述电路包括：

显示模块、开关模块、限流模块、反馈模块、及控制器；

所述开关模块分别与所述显示模块、所述限流模块、所述反馈模块、及所述控制器连接，用于根据所述控制器及所述反馈模块输出的控制信号相应的控制所述显示模块的开关状态；

所述限流模块分别与所述开关模块和所述反馈模块连接，用于限制流经所述显示模块的电流大小、及提供一反馈电压至所述反馈模块；

所述反馈模块分别与所述开关模块和所述限流模块连接，用于根据所述限流模块所提供的反馈电压相应的反馈控制所述开关模块的通断状态，以使流经所述限流模块的电流大小维持恒定。

2.如权利要求1所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述开关模块包括第一三极管及第一电阻，所述第一三极管的基极与所述第一电阻一端连接，所述第一电阻另一端与所述控制器连接，所述第一三极管的集电极与所述显示模块连接，所述第一三极管的发射极与所述限流模块连接。

3.如权利要求1所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述反馈模块包括第二三极管，所述第二三极管的基极与所述开关模块和所述限流模块相连接一端连接，所述第二三极管的集电极与所述开关模块连接，所述第二三极管的发射极与所述限流模块远离所述开关模块的一端连接。

4.如权利要求2所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述显示模块为发光二极管，所述发光二极管的正极与供电电源连接，所述发光二极管的负极与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管为NPN型三极管。

5.如权利要求2所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述显示模块为发光二极管，所述发光二极管的正极与所述第一三极管的集电极连接，所述发光二极管的负极接地，所述第一三极管为PNP型三极管。

6.如权利要求3所述的恒流驱动电路，其特征在于，所述限流模块为限流电阻，所述限流电阻的一端与所述第二三极管的基极连接，所述限流电阻的另一端与所述第二三极管的发射极连接。

7.一种电动工具，其特征在于，包括有电池、及与所述电池连接的如权利要求1-6任一所述的恒流驱动电路。

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