[发明专利]恒流驱动电路及相应的光电烟雾报警电路

说明书

本发明涉及一种恒流驱动电路及相应的光电烟雾报警电路，其中所述的恒流驱动电路包括基准电压源模块、线性稳压器模块、电平转换模块、电流镜模块以及第一NMOS管，其中，线性稳压器模块可根据实际需求控制其开启和关闭，对于一些周期性使用的设备而言，可以有效减少电能损耗。采用该种结构的恒流驱动电路及相应的光电烟雾报警电路，可以提供恒定的电流源，在全温度范围内使辅助的输出性能保持稳定，满足一定时序要求，不工作时无待机功耗，性能稳定，功耗低，适用范围广泛。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及驱动电路，具体涉及一种恒流驱动电路及相应的光电烟雾报警电路。

背景技术

在一些电子设备中，往往需要保证给特定负载供电时，能够使流经负载的电流在一定电源电压变化范围内保持恒定，且对会随外界温度变化，其特性会发生变化的负载供电时，需保证该负载在全温度范围内其输出特性必须保持一致。

例如在烟雾报警器领域，对是否提供恒定电流存在要求。烟雾报警器可分为离子烟雾报警器和光电烟雾报警器，其中光电烟雾报警器内有一个光学迷宫，其结构如图1所示。该光学迷宫的工作原理为：给红外发光二极管D₁提供不随电源电压、温度和时间变化的恒定电流I₁，该恒定电流I₁的由图中的第一端口1流入，第二端口2流出，使其产生恒定发光效率的红外光。无烟时光敏二极管D₂接收不到红外发光二极管D₁发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，使光敏二极管D₂接收到红外光，从而产生光电流I₀。该光电流I₀由第四端口4流入，第三端口3流出。光电流I₀经过放大、转换和量化，最终通过报警电路判断是否超过了报警阈值，决定是否发出警报。为了保证光电烟雾报警器正确的工作，必须首先保证流经红外发光二极管D₁的电流在一定电源电压变化范围内保持恒定。此外，由于红外发光二极管D₁具有随温度的升高发光效率会降低的特性，全温度范围内红外发光管的发光强度必须保持一致。随着CMOS工艺的普及，烟雾报警器的产品和芯片也往低功耗方向发展，烟雾报警器工作的电源电压也从9V电池供电变为3V电池供电，因此，对烟雾报警器中恒流红外发光模块的电压系数提出了更严的要求。

现有技术中主流的恒流驱动电路主要有三种：分别是采用“单片机+分立器件”的恒流驱动电路、采用“外置线性稳压器”的恒流驱动电路、采用“内部集成DC-DC升压模块”的恒流驱动电路。

采用“单片机+分立器件”进行恒流驱动的光电烟雾报警电路如图2所示。该方法单片机控制IO口驱动三极管基极电流放大的方式，产生恒定的三极管电流。当IO口输出为低时，Q₁、Q₂无基极电流，三极管截止，红外发光管不发光。当IO口输出高时，下拉电流流经X点、Y点，给三极管Q₁提供基极电流I_b1，三极管Q₁导通后，Y点电压上升，三极管Q₂基极流过基极电流使I_ce2的电流稳定，则I_ce1＝β₁I_b1也保持恒定，整理有等式(1)、(2)、(3)。

I_t＝I_b1+I_ce2 (2)

将上述等式(1)、(2)、(3)进行联列，得到等式(4)：