CN113781990B - 一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了低电压的压电式蜂鸣器驱动电路及其驱动方法，其包括：MCU信号发生电路，包括MCU芯片和MCU外围电路，MCU芯片与MCU外围电路耦接，MCU芯片包括信号发生端、第一控制端和第二控制端，信号发生端输出开关信号，第一控制端输出第一控制信号，第二控制端输出第二控制信号；升压电路，包括电源端、信号接收端和第一输出端，电源端与3V电源连接，信号接收端与信号发生端电连接，第一输出端输出升压后的电压；电压选择电路，包括电压接收端、第一受控端、第二受控端和第二输出端，电压接收端与第一输出端连接，第一受控端与第一控制端连接，第二受控端与第二控制端连接，第二输出端与压电式蜂鸣器连接。本申请具有提高电路的驱动能力的效果。

Description

一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及压电式蜂鸣器驱动电路的领域，尤其是涉及一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路及其驱动方法。

背景技术

压电式蜂鸣器是一种电声转换器件。将压电材料粘贴在金属片上，当压电材料和金属片两端施加上一个电压后，因为压电效应，蜂鸣片产生机械变形而发出声响。压电材料有多种，用在蜂鸣片上的压电材料通常是高压极化后的压电陶瓷片。

相关技术中，压电式蜂鸣器驱动电路接入9V以上的电压，驱使对应的压电式蜂鸣器具有符合规范的音压，进而发出鸣叫声。且对于额定电压更大的压电式蜂鸣器，驱动电路则需要接入更大的电压。

针对上述相关技术，发明人认为压电式蜂鸣器驱动电路接入的电压较大的情况下，才能驱动对应额定电压的压电式蜂鸣器，造成了电路的驱动能力较低的缺陷。

发明内容

为了提高电路的驱动能力, 本申请公开了一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路及其驱动方法。

第一方面，本申请公开一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路，采用如下的技术方案：

一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路，包括：

MCU信号发生电路，包括MCU芯片和用于驱使MCU芯片正常工作的MCU外围电路，所述MCU芯片与MCU外围电路耦接，所述MCU芯片包括信号发生端、第一控制端和第二控制端，所述信号发生端输出开关信号，所述第一控制端输出第一控制信号，所述第二控制端输出第二控制信号；

升压电路，包括电源端、信号接收端和第一输出端，所述电源端用于与3V电源连接，用于接收所述开关信号的信号接收端与信号发生端电连接，所述开关信号用于驱使升压电路正常工作并实现升压，所述第一输出端用于输出升压后的电压；

电压选择电路，包括电压接收端、第一受控端、第二受控端和第二输出端，所述电压接收端与第一输出端电连接，所述第一受控端与第一控制端电连接，用于接收第一控制信号，所述第二受控端与第二控制端电连接，用于接收第二控制信号，所述第一控制信号和第二控制信号用于驱使电压选择电路正常工作并驱动压电式蜂鸣器，所述第二输出端用于与压电式蜂鸣器电连接。

通过采用上述技术方案，MCU芯片正常工作，信号发生端输出开关信号，使得升压电路对3V电压进行升压，第一输出端输出升压后的电压，MCU芯片的第一控制端和第二控制端通过第一控制信号和第二控制信号，驱使电压选择电路驱动压电式蜂鸣器，从而提高了电路的驱动能力，且3V电池即可实现驱动。

可选的，所述升压电路包括：

开关电路，包括第三受控端、电源接入端和电压输出端，所述第三受控端与MCU芯片电连接，以便于MCU芯片控制开关电路正常工作或停止工作，所述电源接入端与3V电源连接；

感应电动势产生电路，包括电压输入端、周期信号接收端和感应电动势输出端，所述电压输入端与电压输出端电连接，所述周期信号接收端为升压电路的信号接收端，所述周期信号接收端与MCU芯片的信号发生端电连接，所述信号发生端发出的开关信号为方波信号，以便于感应电动势产生电路产生感应电动势；

充放电电路，包括充电端和放电端，所述充电端与感应电动势输出端电连接，以便于充放电电路进行充电，所述放电端为升压电路的第一输出端，所述放电端与电压选择电路的电压接收端电连接，以便于充放电电路进行放电。

通过采用上述技术方案，MCU芯片控制开关电路，实现对电路整体供电，信号发生端发出的方波信号有利于使得感应电动势产生电路产生感应电动势，进而为充放电电路充电，充放电电路也通过放电的方式为电压选择电路加载升压后的电压，从而有利于更快速更高效地升压，从而提高了驱动能力。

可选的，所述开关电路包括第一电阻器R1、第二电阻器R2和场效应管Q2，所述场效应管Q2为P沟道增强型场效应管，所述第一电阻器R1其中一端与MCU芯片电连接，所述第一电阻器R1与MCU芯片连接的一端为第三受控端，所述第一电阻器R1的另一端与场效应管Q2的栅极、第二电阻器R2的其中一端连接，所述场效应管Q2的源极与3V电源、第二电阻器R2的另一端连接，所述场效应管Q2的漏极与感应电动势产生电路的电压输入端连接。

通过采用上述技术方案，MCU芯片对第一电阻器R1输出低电平，场效应管Q2导通，使得漏极电压也为3V，进而为电路供电，从而便于控制电路的开关。

可选的，所述感应电动势产生电路包括保险丝F1、电感器L1、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五三极管Q5、第二二极管D2和第三二极管D3，所述第五三极管Q5为NPN型三极管，所述保险丝F1其中一端与场效应管Q2的漏极连接，所述保险丝F1的另一端与电感器L1的其中一端连接，所述电感器L1的另一端与第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极、第五三极管Q5的集电极连接；

所述第三电阻器R3的其中一端与MCU芯片的信号发生端连接，所述第三电阻器R3的另一端与第五三极管Q5的基极、第四电阻器R4的其中一端连接，所述第四电阻器R4的另一端接地且与第五三极管Q5的发射极、第二二极管D2的阳极连接；

所述第五三极管Q5的发射极接地，所述第二二极管D2的阳极接地；

所述第三二极管D3的阴极与充放电电路的充电端连接。

通过采用上述技术方案，保险丝F1有利于保护电路，通过信号发生端发送开关信号，控制第五三极管Q5周期性地导通和截止，进而使得电感器L1上产生较高的感应电动势，该感应电动势加载到充放电电路的充电端，从而有利于更好地对3V电压进行升压。

可选的，所述充放电电路包括第五电容器C5和第五电阻器R5，所述第五电容器C5的其中一端与第三二极管D3的阴极、第五电阻器R5的其中一端、电压选择电路的电压接收端连接，所述第五电容器C5另一端接地且与第五电阻器R5另一端连接。

通过采用上述技术方案，感应电动势加载到第五电容器C5为电容器充电，第五电容器C5放电时即可对电压选择电路加载电压，从而有利于稳定地输出升压后的电压。

可选的，所述电压选择电路包括：

第一控制电路，包括第一接收端、第一驱动端和第一操控端，所述第一接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端电连接，所述第一驱动端与压电式蜂鸣器电连接，所述第一操控端为电压选择电路的第一受控端，所述第一操控端与MCU芯片的第一控制端电连接，用于接收第一控制信号；

第二控制电路，包括第二接收端、第二驱动端和第二操控端，所述第二接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第一接收端电连接，所述第一控制电路与第二控制电路并联，所述第二驱动端与压电式蜂鸣器电连接，所述第二操控端为电压选择电路的第二受控端，所述第二操控端与MCU芯片的第二控制端电连接，用于接收第二控制信号；

所述第一控制信号和第二控制信号用于驱使第一控制电路和第二控制电路交替启动，以便于对压电式蜂鸣器交替地加载正电压和负电压。

通过采用上述技术方案，第一控制信号和第二控制信号的设置有利于更好地驱使第一控制电路和第二控制电路交替启动，以便于对压电式蜂鸣器交替地加载正电压和负电压，加载的电压为升压后的电压，进而使得压电式蜂鸣器发出声响，从而提高了电路的驱动能力。

可选的，所述第一控制电路包括第六电阻器R6、第七电阻器R7、第八电阻器R8、第九电阻器R9、第四二极管D4、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8，所述第六三极管Q6为PNP型三极管，所述第七三极管Q7和第八三极管Q8均为NPN型三极管，所述第四二极管D4的阴极与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第六电阻器R6的其中一端、第六三极管Q6的发射极连接；

所述第六电阻器R6的另一端与第六三极管Q6的基极、第七电阻器R7的其中一端、第四二极管D4的阳极连接，所述第六三极管Q6的集电极与压电式蜂鸣器的其中一端连接；

所述第七电阻器R7的另一端与第八三极管Q8的集电极连接，所述第八三极管Q8的发射极接地，所述第八三极管Q8的基极与第八电阻器R8的其中一端连接，所述第八电阻器R8另一端与第九电阻器R9的其中一端、MCU芯片的第一控制端连接，所述第九电阻器R9的另一端与第七三极管Q7的基极连接，所述第七三极管Q7的发射极接地；

所述压电式蜂鸣器远离第六三极管Q6的一端连接有第十电阻器R10，所述第七三极管Q7的集电极与第十电阻器R10远离压电式蜂鸣器的一端连接，所述压电式蜂鸣器为无源压电式蜂鸣器；

所述第二控制电路的第二接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第四二极管D4的阴极、第六电阻器R6与第六三极管Q6的发射极连接的一端、第六三极管Q6的发射极连接，所述第二控制电路的第二驱动端与第六三极管Q6的集电极、第十电阻器R10、第七三极管Q7的集电极连接。

通过采用上述技术方案，第一控制端控制第七三极管Q7和第八三极管Q8导通或截止，进而使得第一控制电路启动或停止，以便于配合第二控制电路的停止或启动，有利于更好地对压电式蜂鸣器交替加载正电压和负电压。

可选的，所述第二控制电路包括第十一电阻器R11、第十二电阻器R12、第十三电阻器R13、第十四电阻器R14、第一二极管D1、第一三极管Q1、第三三极管Q3和第四三极管Q4，所述第四三极管Q4为PNP型三极管，所述第一三极管Q1和第三三极管Q3均为NPN型三极管，所述第一二极管D1的阴极与第十一电阻器R11的其中一端、第四三极管Q4的发射极、第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第四二极管D4的阴极、第六电阻器R6与第六三极管Q6的发射极连接的一端、第六三极管Q6的发射极连接；

所述第十一电阻器R11的另一端与第一二极管D1的阳极、第四三极管Q4的基极、第十二电阻器R12的其中一端连接，所述第四三极管Q4的集电极与第十电阻器R10远离压电式蜂鸣器的一端、第七三极管Q7的集电极连接；

所述第十二电阻器R12的另一端与第三三极管Q3的集电极连接，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的基极与第十三电阻器R13的其中一端连接，所述第十三电阻器R13的另一端与MCU芯片的第二控制端、第十四电阻器R14的其中一端连接；

所述第十四电阻器R14的另一端与第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1的集电极与第六三极管Q6的集电极、压电式蜂鸣器与第六三极管Q6的集电极连接的一端连接，所述第一三极管Q1的发射极接地且与第三三极管Q3的发射极连接。

通过采用上述技术方案，当第二控制端控制第一三极管Q1导通，则压电式蜂鸣器靠近第一三极管Q1的一端接地，第三三极管Q3导通使第四三极管Q4导通，升压后的高电压经第四三极管Q4加载到压电式蜂鸣器的另一端。且第一控制电路与第二控制电路反相，此时第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8均截止，对压电式蜂鸣器加载正电压；当第二控制端控制第一三极管Q1和第三三极管Q3截止，第四三极管Q4截止，且第七三极管Q7、第八三极管Q8、第六三极管Q6导通，对压电式蜂鸣器加载负电压，从而交替变换第一控制信号和第二控制信号即可交替变换压电式蜂鸣器上的电压，从而有利于驱动压电式蜂鸣器，从而提高了电路的驱动能力。

第二方面，本申请公开一种低电压的压电式蜂鸣器驱动方法，采用如下的技术方案：

一种低电压的压电式蜂鸣器驱动方法，包括：

控制场效应管Q2导通，用于对电路进行供电；

生成方波信号，并通过信号发生端持续输出，以便于驱使第五三极管Q5周期性导通与截止；

生成第一控制信号和第二控制信号，通过第一控制端输出第一控制信号，通过第二控制端输出第二控制信号，所述第一控制信号和第二控制信号呈相互反向设置且呈周期性交替变换设置，以便于电压选择电路为压电式蜂鸣器交替加载正电压和负电压。

通过采用上述技术方案，MCU芯片控制场效应管Q2导通便于直接为整个电路供电，且通过方波信号有利于驱使第五三极管Q5周期性导通与截止，有利于在电感器L1上产生感应电动势，进而为第五电容器C5充电，第五电容器C5放电为压电式蜂鸣器加载高电压，通过第一控制信号和第二控制信号驱使第一控制电路和第二控制电路相互配合，进而使得压电式蜂鸣器两端加载交替变换的正电压和负电压，从而实现快速稳定地驱动，提高了电路的驱动能力。

可选的，所述第一控制信号为高电平或低电平，所述第二控制信号为低电平或高电平，当所述第一控制信号为高电平时，所述第二控制信号为低电平，当所述第一控制信号为低电平时，所述第二控制信号为高电平；

所述生成第一控制信号和第二控制信号,通过第一控制端输出第一控制信号，通过第二控制端输出第二控制信号，包括：

读取预设的交替频率；所述交替频率为第一控制信号与第二控制信号交替变换的频率；

按照交替频率，生成交替变换的第一控制信号和第二控制信号，并通过第一控制端和第二控制端输出。

通过采用上述技术方案，交替频率的设置有利于调节压电式蜂鸣器的声响频率，从而有利于压电式蜂鸣器更好地发出警报。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. MCU芯片正常工作，信号发生端输出开关信号，使得升压电路对3V电压进行升压，第一输出端输出升压后的电压，MCU芯片的第一控制端和第二控制端通过第一控制信号和第二控制信号，驱使电压选择电路驱动压电式蜂鸣器，从而提高了电路的驱动能力，且3V电池即可实现驱动。

2.当第二控制端控制第一三极管Q1导通，则压电式蜂鸣器靠近第一三极管Q1的一端接地，第三三极管Q3导通使第四三极管Q4导通，升压后的高电压经第四三极管Q4加载到压电式蜂鸣器的另一端。且第一控制电路与第二控制电路反相，此时第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8均截止，对压电式蜂鸣器加载正电压；当第二控制端控制第一三极管Q1和第三三极管Q3截止，第四三极管Q4截止，且第七三极管Q7、第八三极管Q8、第六三极管Q6导通，对压电式蜂鸣器加载负电压，从而交替变换第一控制信号和第二控制信号即可交替变换压电式蜂鸣器上的电压，从而有利于驱动压电式蜂鸣器，从而提高了电路的驱动能力。

3.MCU芯片控制场效应管Q2导通便于直接为整个电路供电，且通过方波信号有利于驱使第五三极管Q5周期性导通与截止，有利于在电感器L1上产生感应电动势，进而为第五电容器C5充电，第五电容器C5放电为压电式蜂鸣器加载高电压，通过第一控制信号和第二控制信号驱使第一控制电路和第二控制电路相互配合，进而使得压电式蜂鸣器两端加载交替变换的正电压和负电压，从而实现快速稳定地驱动，提高了电路的驱动能力。

附图说明

图1是本申请实施例中MCU信号发生电路的电路连接示意图。

图2是本申请实施例中升压电路和电压选择电路的电路连接示意图。

图3是本申请实施例中一种低电压的压电式蜂鸣器驱动方法的方法流程图。

附图标记说明：

1、MCU信号发生电路；2、升压电路；21、开关电路；22、感应电动势产生电路；23、充放电电路；3、电压选择电路；31、第一控制电路；32、第二控制电路。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请公开一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路。参照图1和图2，一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路，包括：

MCU信号发生电路1，包括MCU芯片和用于驱使MCU芯片正常工作的MCU外围电路，MCU芯片与MCU外围电路耦接，MCU芯片包括信号发生端、第一控制端和第二控制端，信号发生端输出开关信号，第一控制端输出第一控制信号，第二控制端输出第二控制信号，MCU信号发生电路1还包括辅助电路，辅助电路包括按键开关S1，用于触发压电式蜂鸣器报警；

升压电路2，包括电源端、信号接收端和第一输出端，电源端用于与3V电源连接，用于接收开关信号的信号接收端与信号发生端电连接，开关信号用于驱使升压电路2正常工作并实现升压，第一输出端用于输出升压后的电压；

电压选择电路3，包括电压接收端、第一受控端、第二受控端和第二输出端，电压接收端与第一输出端电连接，第一受控端与第一控制端电连接，用于接收第一控制信号，第二受控端与第二控制端电连接，用于接收第二控制信号，第一控制信号和第二控制信号用于驱使电压选择电路3正常工作并驱动压电式蜂鸣器，第二输出端用于与压电式蜂鸣器电连接。

具体的，升压电路2包括：

开关电路21，包括第三受控端、电源接入端和电压输出端，MCI芯片设有第三控制端，第三控制端用于输出高电平或低电平，第三受控端与MCU芯片的第三控制端电连接，以便于MCU芯片控制开关电路21正常工作或停止工作，电源接入端为升压电路2的电源端且电源接入端与3V电源连接；

感应电动势产生电路22，包括电压输入端、周期信号接收端和感应电动势输出端，电压输入端与电压输出端电连接，周期信号接收端为升压电路2的信号接收端，周期信号接收端与MCU芯片的信号发生端电连接，信号发生端发出的开关信号为方波信号，方波信号是指100KHZ-300KHZ的方波信号，本实施例中优选150KHZ的方波信号，以便于感应电动势产生电路22产生感应电动势；

充放电电路23，包括充电端和放电端，充电端与感应电动势输出端电连接，以便于充放电电路23进行充电，放电端为升压电路2的第一输出端，放电端与电压选择电路3的电压接收端电连接，以便于充放电电路23进行放电。

开关电路21包括第一电阻器R1、第二电阻器R2和场效应管Q2，场效应管Q2为P沟道增强型场效应管，第一电阻器R1其中一端为第三受控端，该端与MCU芯片的第三控制端电连接，第一电阻器R1的另一端与场效应管Q2的栅极、第二电阻器R2的其中一端连接，场效应管Q2的源极与3V电源、第二电阻器R2的另一端连接，场效应管Q2的漏极为开关电路21的电压输出端且与感应电动势产生电路22的电压输入端连接。

感应电动势产生电路22包括保险丝F1、电感器L1、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五三极管Q5、第二二极管D2和第三二极管D3，第五三极管Q5为NPN型三极管，保险丝F1其中一端与场效应管Q2的漏极连接，保险丝F1的另一端与电感器L1的其中一端连接，电感器L1的另一端与第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极、第五三极管Q5的集电极连接。第三电阻器R3的其中一端为感应电动势产生电路22的周期信号接收端且与MCU芯片的信号发生端连接，第三电阻器R3的另一端与第五三极管Q5的基极、第四电阻器R4的其中一端连接，第四电阻器R4的另一端接地且与第五三极管Q5的发射极、第二二极管D2的阳极连接。第五三极管Q5的发射极接地，第二二极管D2的阳极接地。第三二极管D3的阴极为感应电动势产生电路22的感应电动势输出端且与充放电电路23的充电端连接。

本实施例中，保险丝F1的额定电流为500mA，且电感器L1的电感量为22uH。无须大型的棒状电感，从而使得电路的整体体积较小。

充放电电路23包括第五电容器C5和第五电阻器R5，第五电容器C5的其中一端为充放电电路23的充电路且与第三二极管D3的阴极、第五电阻器R5的其中一端、电压选择电路3的电压接收端连接，第五电容器C5另一端接地且与第五电阻器R5另一端连接。第五电阻器R5与第三二极管D3的阴极连接的一端为放电端且与电压选择电路3的电压接收端连接。在第五电容器C5上产生一个稳定的高电压，电压范围为30V至40V。

具体的，电压选择电路3包括：

第一控制电路31，包括第一接收端、第一驱动端和第一操控端，第一接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端电连接，第一驱动端与压电式蜂鸣器电连接，第一操控端为电压选择电路3的第一受控端，第一操控端与MCU芯片的第一控制端电连接，用于接收第一控制信号；

第二控制电路32，包括第二接收端、第二驱动端和第二操控端，第二接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第一接收端电连接，第一控制电路31与第二控制电路32并联，第二驱动端与压电式蜂鸣器电连接，第二操控端为电压选择电路3的第二受控端，第二操控端与MCU芯片的第二控制端电连接，用于接收第二控制信号。

第一控制信号和第二控制信号用于驱使第一控制电路31和第二控制电路32交替启动，以便于对压电式蜂鸣器交替地加载正电压和负电压。压电式蜂鸣器为无源压电式蜂鸣器。

其中，第一控制电路31包括第六电阻器R6、第七电阻器R7、第八电阻器R8、第九电阻器R9、第四二极管D4、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8，第六三极管Q6为PNP型三极管，第七三极管Q7和第八三极管Q8均为NPN型三极管。第四二极管D4的阴极与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第六电阻器R6的其中一端、第六三极管Q6的发射极连接。第六电阻器R6的另一端与第六三极管Q6的基极、第七电阻器R7的其中一端、第四二极管D4的阳极连接。第六三极管Q6的集电极与压电式蜂鸣器的其中一端连接。第七电阻器R7的另一端与第八三极管Q8的集电极连接，第八三极管Q8的发射极接地，第八三极管Q8的基极与第八电阻器R8的其中一端连接，第八电阻器R8的另一端为第一受控端且与第九电阻器R9的其中一端、MCU芯片的第一控制端连接。第九电阻器R9的另一端与第七三极管Q7的基极连接，第七三极管Q7的发射极接地。压电式蜂鸣器远离第六三极管Q6的一端串联有第十电阻器R10，第七三极管Q7的集电极与第十电阻器R10远离压电式蜂鸣器的一端连接。

第二控制电路32的第二接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第四二极管D4的阴极、第六电阻器R6与第六三极管Q6的发射极连接的一端、第六三极管Q6的发射极连接。第二控制电路32的第二驱动端与第六三极管Q6的集电极、第十电阻器R10、第七三极管Q7的集电极连接。

具体的，第二控制电路32包括第十一电阻器R11、第十二电阻器R12、第十三电阻器R13、第十四电阻器R14、第一二极管D1、第一三极管Q1、第三三极管Q3和第四三极管Q4，第四三极管Q4为PNP型三极管，第一三极管Q1和第三三极管Q3均为NPN型三极管。第一二极管D1的阴极与第十一电阻器R11的其中一端、第四三极管Q4的发射极、第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第四二极管D4的阴极、第六电阻器R6与第六三极管Q6的发射极连接的一端、第六三极管Q6的发射极连接。第十一电阻器R11的另一端与第一二极管D1的阳极、第四三极管Q4的基极、第十二电阻器R12的其中一端连接。第四三极管Q4的集电极与第十电阻器R10远离压电式蜂鸣器的一端、第七三极管Q7的集电极连接。第十二电阻器R12的另一端与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的基极与第十三电阻器R13的其中一端连接，第十三电阻器R13的另一端与MCU芯片的第二控制端、第十四电阻器R14的其中一端连接。第十四电阻器R14的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极与第六三极管Q6的集电极、压电式蜂鸣器与第六三极管Q6的集电极连接的一端连接，第一三极管Q1的发射极接地且与第三三极管Q3的发射极连接。

需要清楚的是，本申请实施例中MCU芯片的型号为HC32L110C4PA。MCU芯片的引脚15为第一控制端，引脚14为第二控制端，引脚11为第三控制端，引脚13为信号发生端。

本实施例中一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路的实施原理为：按压按键开关S1，MCU芯片的第三控制端输出低电平，控制场效应管Q2导通，3V为后级电路供电，MCU芯片的信号发生端输出方波信号，使得第五三极管Q5周期性导通与截止，进而电感器L1上产生感应电动势，感应电动势加载到第五电容器C5，在第五电容器C5上产生一个稳定的高电压，电压范围为30V至40V。第二控制端输出高电平时，第一三极管Q1导通，则压电式蜂鸣器靠近第一三极管Q1的一端接地，第三三极管Q3导通使第四三极管Q4导通，升压后的高电压经第四三极管Q4加载到压电式蜂鸣器的另一端。且第一控制电路31与第二控制电路32反相，此时第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8均截止，对压电式蜂鸣器加载正电压；当第二控制端输出低电压，第一控制端输出高电压，第一三极管Q1和第三三极管Q3截止，第四三极管Q4截止，且第七三极管Q7、第八三极管Q8、第六三极管Q6导通，对压电式蜂鸣器加载负电压，交替变换第一控制信号和第二控制信号，即可交替变换压电式蜂鸣器上的电压，从而有利于驱动压电式蜂鸣器发出警报声，从而提高了电路的驱动能力。

参照图3，本申请还公开一种低电压的压电式蜂鸣器驱动方法。

一种低电压的压电式蜂鸣器驱动方法，包括：

S1，控制场效应管Q2导通。

具体的，MCU芯片通过第三控制端输出低电平，进而使得场效应管Q2导通，导通后3V电压用于对后级电路进行供电。

S2，生成方波信号，并通过信号发生端持续输出。

具体的，MCU芯片与MCU外围电路配合，生成方波信号，通过信号发生端输出至周期信号接收端，以便于驱使第五三极管Q5周期性导通与截止。

S3，生成第一控制信号和第二控制信号，通过第一控制端输出第一控制信号，通过第二控制端输出第二控制信号。

第一控制信号为高电平或低电平，第二控制信号为低电平或高电平。

其中，第一控制信号和第二控制信号呈相互反向，且周期性交替变换。当第一控制信号为高电平时，第二控制信号为低电平，当第一控制信号为低电平时，第二控制信号为高电平。

具体的，S3包括：

读取预设的交替频率。

交替频率为第一控制信号与第二控制信号交替变换的频率，可以是但不限于压电式蜂鸣器自身的谐振频率。

具体的，使用者通过烧录程序的方式，将交替频率录入MCU芯片。

按照交替频率，生成交替变换的第一控制信号和第二控制信号，并通过第一控制端和第二控制端输出。

具体的，第一控制信号为高电平时，第二控制信号为低电平；第一控制信号为低电平时，第二控制信号为高电平。

综上所述，MCU芯片控制场效应管Q2导通便于直接为整个电路供电，且通过方波信号有利于驱使第五三极管Q5周期性导通与截止，有利于在电感器L1上产生感应电动势，进而为第五电容器C5充电，第五电容器C5放电为压电式蜂鸣器加载高电压，通过第一控制信号和第二控制信号驱使第一控制电路和第二控制电路相互配合，交替频率的设置有利于调节压电式蜂鸣器的声响频率，使得压电式蜂鸣器两端加载交替变换的正电压和负电压，从而有利于压电式蜂鸣器更好地发出警报，从而实现快速稳定地驱动，提高了电路的驱动能力。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路，其特征在于，包括：

MCU信号发生电路(1)，包括MCU芯片和用于驱使MCU芯片正常工作的MCU外围电路，所述MCU芯片与MCU外围电路耦接，所述MCU芯片包括信号发生端、第一控制端和第二控制端，所述信号发生端输出开关信号，所述第一控制端输出第一控制信号，所述第二控制端输出第二控制信号；

升压电路(2)，包括电源端、信号接收端和第一输出端，所述电源端用于与3V电源连接，用于接收所述开关信号的信号接收端与信号发生端电连接，所述开关信号用于驱使升压电路(2)正常工作并实现升压，所述第一输出端用于输出升压后的电压；

电压选择电路(3)，包括电压接收端、第一受控端、第二受控端和第二输出端，所述电压接收端与第一输出端电连接，所述第一受控端与第一控制端电连接，用于接收第一控制信号，所述第二受控端与第二控制端电连接，用于接收第二控制信号，所述第一控制信号和第二控制信号用于驱使电压选择电路(3)正常工作并驱动压电式蜂鸣器，所述第二输出端用于与压电式蜂鸣器电连接；

所述升压电路(2)包括，

开关电路(21)，包括第三受控端、电源接入端和电压输出端，所述第三受控端与MCU芯片电连接，以便于MCU芯片控制开关电路(21)正常工作或停止工作，所述电源接入端与3V电源连接；

感应电动势产生电路(22)，包括电压输入端、周期信号接收端和感应电动势输出端，所述电压输入端与电压输出端电连接，所述周期信号接收端为升压电路(2)的信号接收端，所述周期信号接收端与MCU芯片的信号发生端电连接，所述信号发生端发出的开关信号为方波信号，以便于感应电动势产生电路(22)产生感应电动势；

充放电电路(23)，包括充电端和放电端，所述充电端与感应电动势输出端电连接，以便于充放电电路(23)进行充电，所述放电端为升压电路(2)的第一输出端，所述放电端与电压选择电路(3)的电压接收端电连接，以便于充放电电路(23)进行放电；

所述开关电路(21)包括第一电阻器R1、第二电阻器R2和场效应管Q2，所述场效应管Q2为P沟道增强型场效应管，所述第一电阻器R1其中一端与MCU芯片电连接，所述第一电阻器R1与MCU芯片连接的一端为第三受控端，所述第一电阻器R1的另一端与场效应管Q2的栅极、第二电阻器R2的其中一端连接，所述场效应管Q2的源极与3V电源、第二电阻器R2的另一端连接，所述场效应管Q2的漏极与感应电动势产生电路(22)的电压输入端连接；

所述感应电动势产生电路(22)包括保险丝F1、电感器L1、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五三极管Q5、第二二极管D2和第三二极管D3，所述第五三极管Q5为NPN型三极管，所述保险丝F1其中一端与场效应管Q2的漏极连接，所述保险丝F1的另一端与电感器L1的其中一端连接，所述电感器L1的另一端与第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极、第五三极管Q5的集电极连接；

所述第三电阻器R3的其中一端与MCU芯片的信号发生端连接，所述第三电阻器R3的另一端与第五三极管Q5的基极、第四电阻器R4的其中一端连接，所述第四电阻器R4的另一端接地且与第五三极管Q5的发射极、第二二极管D2的阳极连接；

所述第五三极管Q5的发射极接地，所述第二二极管D2的阳极接地；

所述第三二极管D3的阴极与充放电电路(23)的充电端连接；

所述充放电电路(23)包括第五电容器C5和第五电阻器R5，所述第五电容器C5的其中一端与第三二极管D3的阴极、第五电阻器R5的其中一端、电压选择电路(3)的电压接收端连接，所述第五电容器C5另一端接地且与第五电阻器R5另一端连接；

所述电压选择电路(3)包括，

第一控制电路(31)，包括第一接收端、第一驱动端和第一操控端，所述第一接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端电连接，所述第一驱动端与压电式蜂鸣器电连接，所述第一操控端为电压选择电路(3)的第一受控端，所述第一操控端与MCU芯片的第一控制端电连接，用于接收第一控制信号；

第二控制电路(32)，包括第二接收端、第二驱动端和第二操控端，所述第二接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第一接收端电连接，所述第一控制电路(31)与第二控制电路(32)并联，所述第二驱动端与压电式蜂鸣器电连接，所述第二操控端为电压选择电路(3)的第二受控端，所述第二操控端与MCU芯片的第二控制端电连接，用于接收第二控制信号；

所述第一控制信号和第二控制信号用于驱使第一控制电路(31)和第二控制电路(32)交替启动，以便于对压电式蜂鸣器交替地加载正电压和负电压。

2.根据权利要求1所述的一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路，其特征在于：所述第一控制电路(31)包括第六电阻器R6、第七电阻器R7、第八电阻器R8、第九电阻器R9、第四二极管D4、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8，所述第六三极管Q6为PNP型三极管，所述第七三极管Q7和第八三极管Q8均为NPN型三极管，所述第四二极管D4的阴极与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第六电阻器R6的其中一端、第六三极管Q6的发射极连接；

所述第六电阻器R6的另一端与第六三极管Q6的基极、第七电阻器R7的其中一端、第四二极管D4的阳极连接，所述第六三极管Q6的集电极与压电式蜂鸣器的其中一端连接；

所述第七电阻器R7的另一端与第八三极管Q8的集电极连接，所述第八三极管Q8的发射极接地，所述第八三极管Q8的基极与第八电阻器R8的其中一端连接，所述第八电阻器R8另一端与第九电阻器R9的其中一端、MCU芯片的第一控制端连接，所述第九电阻器R9的另一端与第七三极管Q7的基极连接，所述第七三极管Q7的发射极接地；

所述压电式蜂鸣器远离第六三极管Q6的一端连接有第十电阻器R10，所述第七三极管Q7的集电极与第十电阻器R10远离压电式蜂鸣器的一端连接，所述压电式蜂鸣器为无源压电式蜂鸣器；

所述第二控制电路(32)的第二接收端与第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第四二极管D4的阴极、第六电阻器R6与第六三极管Q6的发射极连接的一端、第六三极管Q6的发射极连接，所述第二控制电路(32)的第二驱动端与第六三极管Q6的集电极、第十电阻器R10、第七三极管Q7的集电极连接。

3.根据权利要求2所述的一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路，其特征在于：所述第二控制电路(32)包括第十一电阻器R11、第十二电阻器R12、第十三电阻器R13、第十四电阻器R14、第一二极管D1、第一三极管Q1、第三三极管Q3和第四三极管Q4，所述第四三极管Q4为PNP型三极管，所述第一三极管Q1和第三三极管Q3均为NPN型三极管，所述第一二极管D1的阴极与第十一电阻器R11的其中一端、第四三极管Q4的发射极、第三二极管D3的阴极、第五电容器C5远离地的一端、第五电阻器R5远离地的一端、第四二极管D4的阴极、第六电阻器R6与第六三极管Q6的发射极连接的一端、第六三极管Q6的发射极连接；

所述第十一电阻器R11的另一端与第一二极管D1的阳极、第四三极管Q4的基极、第十二电阻器R12的其中一端连接，所述第四三极管Q4的集电极与第十电阻器R10远离压电式蜂鸣器的一端、第七三极管Q7的集电极连接；

所述第十二电阻器R12的另一端与第三三极管Q3的集电极连接，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的基极与第十三电阻器R13的其中一端连接，所述第十三电阻器R13的另一端与MCU芯片的第二控制端、第十四电阻器R14的其中一端连接；

所述第十四电阻器R14的另一端与第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1的集电极与第六三极管Q6的集电极、压电式蜂鸣器与第六三极管Q6的集电极连接的一端连接，所述第一三极管Q1的发射极接地且与第三三极管Q3的发射极连接。

4.一种低电压的压电式蜂鸣器驱动方法，应用于权利要求1-3中任意一项所述的一种低电压的压电式蜂鸣器驱动电路，其特征在于，包括：

控制场效应管Q2导通，用于对电路进行供电；

生成方波信号，并通过信号发生端持续输出，以便于驱使第五三极管Q5周期性导通与截止；

生成第一控制信号和第二控制信号，通过第一控制端输出第一控制信号，通过第二控制端输出第二控制信号，所述第一控制信号和第二控制信号呈相互反向设置且呈周期性交替变换设置，以便于电压选择电路为压电式蜂鸣器交替加载正电压和负电压。

5.根据权利要求4所述的一种低电压的压电式蜂鸣器驱动方法，其特征在于：所述第一控制信号为高电平或低电平，所述第二控制信号为低电平或高电平，当所述第一控制信号为高电平时，所述第二控制信号为低电平，当所述第一控制信号为低电平时，所述第二控制信号为高电平；

所述生成第一控制信号和第二控制信号,通过第一控制端输出第一控制信号，通过第二控制端输出第二控制信号，包括：

读取预设的交替频率；所述交替频率为第一控制信号与第二控制信号交替变换的频率；

按照交替频率，生成交替变换的第一控制信号和第二控制信号，并通过第一控制端和第二控制端输出。

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