CN108470558A - 一种蜂鸣器驱动电路及驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蜂鸣器驱动电路，包括：电源电路，具有输入端和输出端，其中电源电路的输入端用于耦接输入电源，电源电路的输出端提供电源信号；晶振信号发生电路，具有输入端和输出端，其中晶振信号发生电路的输入端耦接电源电路的输出端，晶振信号发生电路的输出端提供晶振信号；波形变换电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中波形变换电路的第一输入端耦接电源电路的输出端，波形变换电路的第二输入端耦接晶振信号发生电路的输出端，波形变换电路的输出端提供方波信号；以及推挽双路输出电路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中推挽双路输出电路的第一输入端耦接波形变换电路的输出端，推挽双路输出电路的第二输入端用于耦接输入电源，推挽双路输出电路的第一输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，推挽双路输出电路的第二输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。该驱动电路通过高度集成来实现蜂鸣器驱动电路的微型化，同时提高可靠性和电路一致性，降低电路调试的难度。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体涉及一种蜂鸣器驱动电路。
背景技术
蜂鸣器驱动电路用于为众多发声装置中的蜂鸣器提供驱动信号。压电式蜂鸣器是一种容性的被广泛使用的蜂鸣器。
现有技术中的压电式蜂鸣器普遍采用分立式元器件如放大器和稳压二极管等元件为压电蜂鸣器提供驱动信号。目前部分压电式蜂鸣器采用了驱动芯片进行驱动，但外部往往需要额外的多个元件。现有技术中的压电式蜂鸣器驱动电路均占用了较大的面积，导致蜂鸣器系统体积较大，用户体验较差。
发明内容
针对现有技术中的一个或多个问题，本发明的一个目的在于消除上述提出的至少部分缺陷，提供一种旨在高集成的蜂鸣器驱动电路和蜂鸣器驱动系统。
为了解决上述问题，本发明的一个方面提出了一种蜂鸣器驱动电路，包括：电源电路，具有输入端和输出端，其中电源电路的输入端用于耦接输入电源，电源电路的输出端提供电源信号；晶振信号发生电路，具有输入端和输出端，其中晶振信号发生电路的输入端耦接电源电路的输出端，晶振信号发生电路的输出端提供晶振信号；波形变换电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中波形变换电路的第一输入端耦接电源电路的输出端，波形变换电路的第二输入端耦接晶振信号发生电路的输出端，波形变换电路的输出端提供方波信号；以及推挽双路输出电路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中推挽双路输出电路的第一输入端耦接波形变换电路的输出端，推挽双路输出电路的第二输入端用于耦接输入电源，推挽双路输出电路的第一输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，推挽双路输出电路的第二输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。
在一个实施例中，蜂鸣器为压电式蜂鸣器。
在一个实施例中，上述驱动电路集成在一个半导体芯片中。
在一个实施例中，晶振信号发生电路包括第一电容，晶振信号发生电路通过对第一电容的充电和放电产生晶振，其中晶振信号为锯齿波信号。
在一个实施例中，半导体芯片包括第一电源输入端、第二电源输入端、接地端、第一驱动输出端和第二驱动输出端，其中第一电源输入端耦接输入电源，第二电源输入端通过一电阻耦接输入电源，接地端接地，第一驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，第二驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。
在一个实施例中，驱动电路集成在半导体芯片中，所述驱动电路进一步包括第一电容，半导体芯片通过电容端耦接第一电容的第一端，第一电容的第二端用于接地，其中晶振信号发生电路通过对第一电容的充电和放电产生晶振信号，其中晶振信号为锯齿波信号。
在一个实施例中，半导体芯片包括第一电源输入端、第二电源输入端、接地端、电容端、第一驱动输出端和第二驱动输出端，其中第一电源输入端耦接输入电源，第二电源输入端通过一电阻耦接输入电源，接地端接地，电容端耦接第一电容的第一端，第一驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，第二驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。
在一个实施例中，第一驱动输出端的信号与第二驱动输出端的信号成反相关系。
在一个实施例中，晶振信号发生电路包括三角波发生电路。
根据本发明的另一个方面，提出了一种蜂鸣器驱动系统，包括如上述任一实施例中的驱动电路，以及压电式蜂鸣器。
上述蜂鸣器的驱动电路和驱动系统可提高电路的可靠性和电路一致性，通过高度集成来实现蜂鸣器驱动电路的微型化，并降低电路调试的难度。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的蜂鸣器驱动系统的示意图；
图2为根据本发明一实施例的蜂鸣器驱动电路200的示意图；
图3为根据本发明另一实施例的蜂鸣器驱动电路芯片300的示意图；
图4为根据本发明一实施例的蜂鸣器驱动电路的具体电路示意图；
图5为根据本发明一实施例的电路波形示意图。
不同示意图中相同的标号代表相同或相似的部件或组成。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
说明书中的“耦接”包含直接连接，也包含间接连接，如通过电传导媒介如导体的连接，其中该电传导媒介可含有寄生电感或寄生电容。还可包括在可实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。
图1为根据本发明一实施例的蜂鸣器驱动系统的示意图。蜂鸣器驱动系统包括蜂鸣器驱动电路和蜂鸣器15。优选地，蜂鸣器15包括压电蜂鸣器，为容性负载。其中蜂鸣器驱动电路包括电源电路11、晶振信号发生电路12、波形变换电路13和推挽双路输出电路14。电源电路11具有输入端和输出端，其中电源电路的输入端用于耦接输入电源Vcc，电源电路11的输出端提供电源信号，电源信号用于为晶振信号发生电路12和波形变换电路13提供电源。晶振信号发生电路12具有输入端和输出端，其中晶振信号发生电路12的输入端耦接电源电路11的输出端，晶振信号发生电路12的输出端提供晶振信号。在一个实施例中，晶振信号为锯齿波信号。在一个实施例中，晶振信号为三角波信号。在另外的实施例中，晶振信号可为正弦波信号或方波信号。波形变换电路13具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中波形变换电路13的第一输入端耦接电源电路11的输出端，波形变换电路13的第二输入端耦接晶振信号发生电路12的输出端，波形变换电路13的输出端提供方波信号。波形变换电路13用于将晶振信号转换为方波信号。推挽双路输出电路14具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中推挽双路输出电路14的第一输入端耦接波形变换电路13的输出端，推挽双路输出电路14的第二输入端用于耦接输入电源Vcc，推挽双路输出电路14的第一输出端OUT1用于耦接蜂鸣器15的第一端，推挽双路输出电路15的第二输出端OUT2用于耦接蜂鸣器15的第二端。
在优选的实施例中，蜂鸣器为压电式蜂鸣器，如图1所示。该结构的蜂鸣器驱动电路，可以实现芯片内的集成，通过压电蜂鸣器驱动电路的高度集成来极大地降低蜂鸣器驱动电路的微型化，同时提高可靠性和电路一致性，降低电路调试的难度。
在另一个实施例中，可以实现大部分元件的芯片内集成，如将图1中的晶振信号发生电路中的充放电电容置于芯片之外，其他电路模块集成在芯片内，通过该结构，可以在驱动频率可调地情况下实现压电蜂鸣器驱动电路的微型化、提高可靠性和电路一致性。
图2为根据本发明一实施例的蜂鸣器驱动电路200的示意图。在图示的实施例中，蜂鸣器驱动电路200集成在半导体芯片中。其中驱动电路200的晶振信号发生电路22包括第一电容，晶振信号发生电路22通过对第一电容的充电和放电在晶振信号发生电路22的输出端产生晶振信号。半导体芯片包括电源输入端、接地端、第一驱动输出端和第二驱动输出端，其中电源输入端耦接输入电源Vcc，接地端接地GND，第一驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，第二驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。
图3为根据本发明另一实施例的蜂鸣器驱动电路芯片300的示意图。驱动电路包括驱动电路芯片300和外置的第一电容C1，半导体芯片300通过电容端耦接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端用于接地GND，其中晶振信号发生电路32通过对第一电容C1的充电和放电在晶振信号发生电路32的输出端产生锯齿波信号。半导体芯片300包括第一电源输入端、第二电源输入端、接地端、电容端、第一驱动输出端和第二驱动输出端，其中第一电源输入端耦接输入电源Vcc，第二电源输入端通过一电阻R1耦接输入电源Vcc，接地端接地GND，电容端耦接第一电容C1的第一端，第一驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，第二驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。通过在第一电源输入端和第二电源输入端之间耦接电阻R1，能有效提升电路的最大工作电压，能防止电路在极端过压情况下的烧毁现象。
在一个实施例中，蜂鸣器驱动系统可仅具有一个电源输入端，用于耦接输入电源。
在一个实施例中，上述芯片的每个端口包括一与外部电路电耦接的焊盘。
在一个实施例中，蜂鸣器驱动芯片200或300可进一步具有第二个用于接地的接地焊盘，用于增大接地面积提高电源可靠性。
在一个实施例中，蜂鸣器驱动芯片200或300可进一步具有一晶振信号端，用于通过外部提供晶振信号。
图4为根据本发明一实施例的蜂鸣器驱动电路的具体电路示意图。蜂鸣器驱动电路包括电源电路41、晶振信号发生电路42、波形变换电路43和推挽双路输出电路44。其中电源电路41包括一三极管，其基极耦接输入电源Vcc和集电极，其发射极用于为晶振信号发生电路42和波形变换电路43提供电源。在另外的实施例中，电源电路41可为其他形式的电路，用于将输入电源转换为较低的较为稳定的电压。晶振信号发生电路42包括一三角波电路，用于提供三角波信号。三角波电路包括电流源，第一电容C1，比较器IC1，分压电路和反馈二极管。当对第一电容C1充电时，比较器第一输入端电压升高，当第一输入端电压上升到分压电路提供的阈值电压时，比较器在延迟一定时间后反转，开始对第一电容C1放电，比较器第一输入端电压降低。当电压下降到阈值电压时，经过延迟时长后再次反转，由此产生三角波信号。波形变换电路43用于将三角波转换成方波信号。推挽双路输出电路44在第一驱动输出端输出第一驱动信号OUT1，以及在第二驱动输出端输出第二驱动信号OUT2。其中第一驱动输出端的信号与第二驱动输出端的信号成反相关系。
图5为根据本发明一实施例的电路波形示意图。从上至下分别为晶振信号发生电路输出的呈三角波的晶振信号TR，波形变换电路输出的方波信号SQ，推挽双路输出电路的第一驱动输出端输出的第一驱动信号OUT1和第二驱动输出端输出的第二驱动信号OUT2。从图中可见，波形变换电路通过将呈三角波信号的晶振信号与一阈值信号进行比较，输出方波信号SQ。推挽双路输出电路输出的第一驱动信号OUT1的波形与方波信号SQ对应，推挽双路输出电路输出的第二驱动信号OUT2与方波信号SQ反相。通过将第一驱动信号OUT1和第二驱动信号OUT2施加于压电式蜂鸣器的两端，可以提供稳定、可靠的驱动电源，使得蜂鸣器发声稳定、响亮，具有较高的电源效率和较小的蜂鸣器系统体积。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种蜂鸣器驱动电路，包括：
电源电路，具有输入端和输出端，其中电源电路的输入端用于耦接输入电源，电源电路的输出端提供电源信号；
晶振信号发生电路，具有输入端和输出端，其中晶振信号发生电路的输入端耦接电源电路的输出端，晶振信号发生电路的输出端提供晶振信号；
波形变换电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中波形变换电路的第一输入端耦接电源电路的输出端，波形变换电路的第二输入端耦接晶振信号发生电路的输出端，波形变换电路的输出端提供方波信号；以及
推挽双路输出电路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中推挽双路输出电路的第一输入端耦接波形变换电路的输出端，推挽双路输出电路的第二输入端用于耦接输入电源，推挽双路输出电路的第一输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，推挽双路输出电路的第二输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其中蜂鸣器为压电式蜂鸣器。
3.如权利要求1所述的驱动电路，集成在半导体芯片中。
4.如权利要求3所述的驱动电路，其中晶振信号发生电路包括第一电容，晶振信号发生电路通过对第一电容的充电和放电产生晶振信号，其中晶振信号为锯齿波信号。
5.如权利要求3所述的驱动电路，其中半导体芯片包括第一电源输入端、第二电源输入端、接地端、第一驱动输出端和第二驱动输出端，其中第一电源输入端耦接输入电源，第二电源输入端通过一电阻耦接输入电源，接地端接地，第一驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，第二驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。
6.如权利要求1所述的驱动电路，集成在半导体芯片中，所述驱动电路进一步包括第一电容，半导体芯片通过电容端耦接第一电容的第一端，第一电容的第二端用于接地，其中晶振信号发生电路通过对第一电容的充电和放电产生晶振信号，其中晶振信号为锯齿波信号。
7.如权利要求6所述的驱动电路，其中半导体芯片包括第一电源输入端、第二电源输入端、接地端、电容端、第一驱动输出端和第二驱动输出端，其中第一电源输入端耦接输入电源，第二电源输入端通过一电阻耦接输入电源，接地端接地，电容端耦接第一电容的第一端，第一驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第一端，第二驱动输出端用于耦接蜂鸣器的第二端。
8.如权利要求1所述的驱动电路，其中第一驱动输出端的信号与第二驱动输出端的信号成反相关系。
9.如权利要求1所述的驱动电路，其中晶振信号发生电路包括三角波发生电路。
10.一种蜂鸣器驱动系统，包括如权利要求1-9任一项所述的驱动电路和压电式蜂鸣器。
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