CN112201218A - 一种消防设备蜂鸣器驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消防设备蜂鸣器驱动电路，包括单片机、低电压升压驱动电路、电压保护电路、放电电路和蜂鸣器驱动电路。低电压升压驱动电路包括第一电容、第一电感、第一三极管、第一二极管和第二电容，电压保护电路包括第一稳压管和第二三极管，放电电路包括第二电感、第二二极管和第二稳压管，蜂鸣器驱动电路包括蜂鸣器和第三三极管。低电压升压驱动电路用于将供电电压升压来提高蜂鸣器声压级，蜂鸣器驱动电路将直流电压转换为与蜂鸣器谐振点相同频率的交流电压，进而使得蜂鸣器产生共振发出鸣音，本发明用于消防设备中，实现在低电压下满足声压级等级要求。本发明电路简单，在升压电路中加入保护电路机制，确保产品稳定可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及消防设备中的蜂鸣器领域，具体涉及一种消防设备蜂鸣器驱动电路。
背景技术
在智慧消防领域，蜂鸣器使用的范围较广，尤其在独立式消防设备中，运用蜂鸣器对火灾预警警示。而当下独立式消防设备的供电电压一般在3V-9V，常用的蜂鸣器类型为压电式蜂鸣器。
压电式蜂鸣器其特性是通过压电效应的陶瓷片使金属片震动而发声，一般要将电压升压到较高的电压，而在低电压设备中解决办法有两种，一种方式为：需要专用芯片进行升压和专用的驱动芯片，设计成本往往较高，利用升压电路存在静态电流，从而影响功耗，在以电池供电的设备中使用此电路会缩短电池使用寿命；另外一种方式为：采用变压器方式实现升压，但体积较大，且需要专用的驱动芯片，会对电磁兼容有较大的影响。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种消防设备蜂鸣器驱动电路，在低电压供电系统中实现高分贝声压级输出，此电路设计简单，成本低，电压可控，可广泛应用于低电压供电消防设备中。
本发明采用以下的技术方案：
一种消防设备蜂鸣器驱动电路，包括单片机、低电压升压驱动电路、电压保护电路、放电电路和蜂鸣器驱动电路；
所述低电压升压驱动电路包括第一电容、第一电感、第一三极管、第一二极管和第二电容，第一电容的正极连接有电源，第一电容的负极接地，第一电感的一端与电源连接，第一电感的另一端分别与第一三极管的集电极及第一二极管的正极相连，第一三极管的基极与单片机相连，第一二极管的负极与第二电容的正极相连，第二电容的负极接地；
所述电压保护电路包括第一稳压管和第二三极管，第一稳压管的负极连接在第一二极管的负极与第二电容的正极之间，第一稳压管的正极与第二三极管的基极相连，第二三极管的集电极与第一三极管的基极相连；
所述放电电路包括第二电感、第二二极管和第二稳压管，第二电感的一端与第二电容的正极相连，第二电感的另一端与第二二极管的正极相连，第二二极管的负极与第二稳压管的负极相连，第二稳压管的正极接地；
所述蜂鸣器驱动电路包括蜂鸣器和第三三极管，蜂鸣器的一端与第二电容的正极相连，蜂鸣器的另一端分别与与第二二极管的负极、第二稳压管的负极和第三三极管的集电极相连，第三三极管的基极与单片机相连。
优选地，所述第一三极管的基极与单片机之间串联有第二电阻，第一三极管的基极还通过第一电阻接地，第一三极管的发射极接地。
优选地，第一稳压管的正极通过第三电阻接地，第二三极管的发射极接地。
优选地，第三三极管的集电极与单片机机之间串联有第四电阻，第三三极管的集电极还通过第五电阻接地，第三三极管的发射极接地。
本发明具有的有益效果是：
本发明通过单片机控制第一三极管的开断频率，控制低电压升压驱动电路实现升压，通过电压保护电路保证蜂鸣器器件不会被高压损坏，通过放电电路在蜂鸣器结束后快速放电，从而降低功耗损失，通过单片机控制第三三极管的开断频率控制蜂鸣器驱动电路实现声压级输出，在低电压系统中实现高分贝声压级输出。本发明用于消防设备中，实现在低电压下满足声压级等级要求。本发明电路简单，在升压电路中加入保护电路机制，确保产品稳定可靠运行。
附图说明
图1为本发明提供的消防设备蜂鸣器驱动电路的电路图。
图2为单片机驱动第三三极管的波形图。
图3为单片机驱动第一三极管的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
结合图1至图3，一种消防设备蜂鸣器驱动电路，包括单片机、低电压升压驱动电路、电压保护电路、放电电路和蜂鸣器驱动电路。
低电压升压驱动电路用于将供电电压升压来提高蜂鸣器声压级，蜂鸣器驱动电路将直流电压转换为与蜂鸣器谐振点相同频率的交流电压，进而使得蜂鸣器产生共振发出鸣音。
低电压升压驱动电路包括第一电容C1、第一电感L1、第一三极管V2、第一二极管V1和第二电容C2。
第一电容C1的正极连接有电源，第一电容的负极接地。第一电容C1的作用在于给脉冲电流补充能量。
第一电感L1的一端与电源连接，第一电感的另一端分别与第一三极管V2的集电极及第一二极管V1的正极相连。第一电感L1的作用为续流。
第一三极管V2的基极与单片机相连，第一三极管的发射极接地。具体的，第一三极管的基极与单片机之间串联有第二电阻R2，第一三极管的基极还通过第一电阻R1接地。
第一二极管的负极与第二电容的正极相连，第二电容的负极接地。第二电容作用用于储能，最高电压等于其额定电压。
单片机能控制第一三极管V2的基极，高电平使能第一三极管V2导通，电流通过第一电感L1流向第一三极管V2，单片机在短时间内关断第一三极管V2，根据电感电流不能突变原理，使得电感电流流向第一二极管V1。
第一二极管V1作用在于防止电流反向流通。
根据图3中波形，单片机输出PWM波形，控制第一三极管V2开关，根据电感电流无法突变特性，电流经过第一二极管V1流入第二电容C2中，给第二电容进行充电直至达到额定电压。
电压保护电路包括第一稳压管V3和第二三极管V4，第一稳压管的负极连接在第一二极管的负极与第二电容的正极之间，第一稳压管的正极与第二三极管的基极相连，第二三极管的集电极与第一三极管的基极相连；
第一稳压管的正极通过第三电阻R3接地，第二三极管的发射极接地。
第一稳压管V3的作用在于限制低电压升压驱动电路中的电压。
第二三极管V4作用在于限制单片机控制低电压升压驱动电路，当电压超过第一稳压管V3的击穿电压时，第一稳压管被击穿，第二三极管V4的基极电动势增加，使得第二三极管V4导通，第一三极管V2的基极置地，第一三极管V2关断，从而保证确保低电压升压驱动电路被控制在蜂鸣器额定电压范围内。
放电电路包括第二电感L2、第二二极管V5和第二稳压管V7，第二电感L2的一端与第二电容C2的正极相连，第二电感的另一端与第二二极管V5的正极相连，第二二极管的负极与第二稳压管V7的负极相连，第二稳压管的正极接地。
第二电感根据自身特性隔交流，通直流。第二二极管V5防止电流反向。
第二稳压管V7正极接地，用于释放过高的电流。
蜂鸣器驱动电路包括蜂鸣器B1和第三三极管V6，蜂鸣器的一端与第二电容的正极相连，蜂鸣器的另一端分别与与第二二极管的负极、第二稳压管的负极和第三三极管的集电极相连，第三三极管的基极与单片机相连。
第三三极管的集电极与单片机机之间串联有第四电阻R4，第三三极管的集电极还通过第五电阻R5接地，第三三极管的发射极接地。
根据图2中波形，单片机输出与蜂鸣器频率一致的PWM波形，第二电感由于自身特性隔交流，因此电流通过蜂鸣器进行流通，将直流电压转换为与蜂鸣器谐振点相同频率的交流电压，进而使得蜂鸣器产生共振发出鸣音。
当第三二极管V6关断后，电流通过第二电感L2、第二二极管V5、第二稳压管V7进行放电，从而达到放电作用。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种消防设备蜂鸣器驱动电路，其特征在于，包括单片机、低电压升压驱动电路、电压保护电路、放电电路和蜂鸣器驱动电路；
所述低电压升压驱动电路包括第一电容、第一电感、第一三极管、第一二极管和第二电容，第一电容的正极连接有电源，第一电容的负极接地，第一电感的一端与电源连接，第一电感的另一端分别与第一三极管的集电极及第一二极管的正极相连，第一三极管的基极与单片机相连，第一二极管的负极与第二电容的正极相连，第二电容的负极接地；
所述电压保护电路包括第一稳压管和第二三极管，第一稳压管的负极连接在第一二极管的负极与第二电容的正极之间，第一稳压管的正极与第二三极管的基极相连，第二三极管的集电极与第一三极管的基极相连；
所述放电电路包括第二电感、第二二极管和第二稳压管，第二电感的一端与第二电容的正极相连，第二电感的另一端与第二二极管的正极相连，第二二极管的负极与第二稳压管的负极相连，第二稳压管的正极接地；
所述蜂鸣器驱动电路包括蜂鸣器和第三三极管，蜂鸣器的一端与第二电容的正极相连，蜂鸣器的另一端分别与与第二二极管的负极、第二稳压管的负极和第三三极管的集电极相连，第三三极管的基极与单片机相连。
2.根据权利要求1所述的一种消防设备蜂鸣器驱动电路，其特征在于，所述第一三极管的基极与单片机之间串联有第二电阻，第一三极管的基极还通过第一电阻接地，第一三极管的发射极接地。
3.根据权利要求1所述的一种消防设备蜂鸣器驱动电路，其特征在于，第一稳压管的正极通过第三电阻接地，第二三极管的发射极接地。
4.根据权利要求1所述的一种消防设备蜂鸣器驱动电路，其特征在于，第三三极管的集电极与单片机机之间串联有第四电阻，第三三极管的集电极还通过第五电阻接地，第三三极管的发射极接地。
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