CN208094862U - 一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路 - Google Patents

一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，包括转向灯驱动器；转向灯驱动器包括电源转换电路、低功耗驱动信号产生电路、过流检测电路、蜂鸣器驱动电路和功率管，低功耗驱动信号产生电路包括顺次连接的振荡器、分频器和电压转换电路；电源转换电路的输入端与VIN1管脚相连，电源转换电路的输出端分别与VDD管脚、振荡器、过流检测电路和蜂鸣器驱动电路相连；过流检测电路的输出端分别与振荡器、分频器和电压转换电路相连，蜂鸣器驱动电路的输入端与分频器的输出端相连，蜂鸣器驱动电路的输出端与BZ管脚相连；功率管的栅极与电压转换电路的输出端相连，漏极与VIN2管脚相连，源极与GND管脚相连。

Description

一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路
技术领域
本实用新型涉及电子集成、应用型的集成电路设计技术领域，具体涉及一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路。
背景技术
转向灯驱动器在电动自行车、摩托车和骑车中应用广泛，该转向灯驱动器作为两端口器件接在电源与灯之间，功能相当于一个开关，开关频率由驱动器决定，典型值为1.25Hz。驱动器自身产生固定频率的信号，控制开关工作状态，从而控制灯的状态，传统分立器件方案中采用RC振荡器产生振荡信号，作为功率开关控制信号，频率离散性大，稳定性差，且无过流或短路保护，安全性差。由于灯的阻抗在关闭状态和点亮状态时的阻抗相差很大，因此，为了保证电路的大电流正常启动，同时为了避免短路时的大电流烧毁，分立器件方案采用的功率管都是带散热片的大容量功率管，成本很高。很多应用中要同时驱动转向灯和蜂鸣器，分立器件转向灯驱动器不能驱动蜂鸣器，只能采用自带驱动电路的有源蜂鸣器和自身并联应用，加大了应用成本。现有已知的集成方案中，还没有同时集成转动灯驱动和蜂鸣器驱动的集成驱动方案，且需要较大的片外电解滤波电容，应用成本很高。
实用新型内容
针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路。
本实用新型公开了一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，包括：转向灯驱动器；
所述转向灯驱动器的输入管脚VIN1、输入管脚VIN2均与输入电源相连，所述转向灯驱动器的外接蜂鸣器管脚BZ与所述输入电源之间并联接有电阻和无源蜂鸣器，所述转向灯驱动器的VDD管脚与GND管脚之间接有低压贴片电容，所述转向灯驱动器的GND管脚上连接有转向灯；
所述转向灯驱动器包括电源转换电路、低功耗驱动信号产生电路、过流检测电路、蜂鸣器驱动电路和功率管，所述低功耗驱动信号产生电路包括顺次连接的振荡器、分频器和电压转换电路；
所述电源转换电路的输入端与VIN1管脚相连，所述电源转换电路的输出端分别与VDD管脚、振荡器、过流检测电路和蜂鸣器驱动电路相连；所述过流检测电路的输出端分别与所述振荡器、分频器和电压转换电路相连，所述蜂鸣器驱动电路的输入端与所述分频器的输出端相连，所述蜂鸣器驱动电路的输出端与BZ管脚相连；所述功率管的栅极与所述电压转换电路的输出端相连，漏极与VIN2管脚相连，源极与GND管脚相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述低压贴片电容的容量小于10μF、耐压小于10V。
作为本实用新型的进一步改进，所述电源转换电路为基于浮地取电电路将高压输入电源转换为低压电源的电路结构。
作为本实用新型的进一步改进，所述振荡器、分频器和电压转换电路采用5V低压器件。
作为本实用新型的进一步改进，所述转向灯为白炽灯或LED灯。
作为本实用新型的进一步改进，所述功率管为NMOS功率管或PMOS功率管。
作为本实用新型的进一步改进，所述NMOS功率管为全集成NMOS功率管或混合集成NMOS功率管。
作为本实用新型的进一步改进，所述无源蜂鸣器驱动的输出信号频率为1kHz～10kHz，所述无源蜂鸣器为线圈式无源蜂鸣器或陶瓷式无源蜂鸣器。
作为本实用新型的进一步改进，该集成电路的封装形式为SOP8。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型涉及的集成电路中采用了低功耗设计，外部仅需小于10μF且耐压低于10V的低压贴片电容就可以正常工作；同时还可以直接驱动无源蜂鸣器，应用成本低，且具有频率稳定，离散性小，工作电压范围宽等优点。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例公开的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路的框架图；
图2为图1中转向灯驱动器的框架图；
图3为本实用新型一种实施例公开的浮地取电电路结构图；
图4为本实用新型一种实施例公开的恒流源门电路结构图；
图5为本实用新型一种实施例公开的具有电压转换的转向灯驱动电路结构图。
图中：
1、转向灯驱动器；2、无源蜂鸣器；3、低压贴片电容；4、转向灯；5、电源转换电路；6、低功耗驱动信号产生电路；7、过流检测电路；8、蜂鸣器驱动电路；9、功率管；10、振荡器；11、分频器；12、电压转换电路。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：
本实用新型提供一种集成应用方案，尤其涉及一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，属于电子集成、应用型的集成电路设计技术领域。本实用新型基于实际的应用需要，使用高压BCD集成电路工艺设计和制造，集成了转向灯驱动电路、蜂鸣器驱动电路以及相应的电源变换和保护电路的单片集成电路。本实用新型的集成电路，包括转向灯驱动器1，转向灯驱动器1的原理图如图2所示；该方案同时集成了转向灯驱动电路和蜂鸣器驱动电路，通过低功耗浮地取电技术实现对单片集成或混合集成NMOS功率管的驱动，以及对外部无源蜂鸣器的驱动，外部仅需较小的低压贴片电容就能正常工作。本实用新型典型的应用电路如图1所示；图中L1为外部灯负载，可以是白炽灯，也可以是LED灯，Buzzer为无源蜂鸣器。具体的：
如图1所示，本实用新型提供转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，包括转向灯驱动器1、无源蜂鸣器2、低压贴片电容3和转向灯4；其中：
本实用新型转向灯驱动器1的输入管脚VIN1管脚、VIN2管脚均与输入电源VIN相连，转向灯驱动器的外接蜂鸣器管脚BZ管脚与输入电源VIN之间并联接有电阻R1和无源蜂鸣器(Buzzer)2，转向灯驱动器1的VDD管脚与GND管脚之间接有低压贴片电容(C1)3，低压贴片电容3的容量小于10μF、耐压小于10V；转向灯驱动器1的GND管脚上连接有转向灯(L1)4，低压贴片电容(C1)和转向灯(L1)4的连接关系如图1所示。
如图1所示，当内部振荡信号驱动功率管导通时，大电流通过GND管脚流过负载，使得GND管脚的电压升高，由于电容C1的保持作用，VDD电压也会同步升高，从而保证内部电路的供电电压维持稳定。电容C1为低压贴片电容，容量小于10μF。外部无源蜂鸣器和电阻并联接在输入电源和BZ端口，BZ端口输出固定频率的驱动信号，实现无源蜂鸣器的驱动。外部电路非常简单，应用成本大幅降低。应用电路中，电路C1的大小取决于转向灯开关频率和内部电路的功耗，开关频率越高，功耗越小，C1就越小。为了降低电路功耗，电路采用恒流源供电的门电路结构，如图4所示。图中门电路包括反相器、与非门、或非门，触发器等各种逻辑电路。这种结构可以有效控制门电路的充、放电电流，实现低功耗工作。
如图2所示，本实用新型转向灯驱动器1包括电源转换电路5、低功耗驱动信号产生电路6、过流检测电路7、蜂鸣器驱动电路8和功率管9，低功耗驱动信号产生电路6包括顺次连接的振荡器10、分频器11和电压转换电路12；电源转换电路的输入端与VIN1管脚相连，电源转换电路5的输出端分别与VDD管脚、振荡器10、过流检测电路7和蜂鸣器驱动电路8相连；过流检测电路7的输出端分别与振荡器10、分频器11和电压转换电路12相连，蜂鸣器驱动电路8的输入端与分频器11的输出端相连，蜂鸣器驱动电路8的输出端与BZ管脚相连；功率管9的栅极与电压转换电路12的输出端相连，漏极与VIN2管脚相连，源极与GND管脚相连。
如图2所示，电源转换电路5通过独特的浮地取电技术将高压输入电源转换为低压电源为内部电路供电。振荡器产生稳定的振荡信号，经过多次分频后得到需要的驱动信号，该信号再经过电压转换电路后驱动功率管开关工作。同时，该振荡器信号经过若干分频后驱动内部集成的高压功率管，驱动外部无源蜂鸣器工作。过流检测模块根据功率管状态控制电路的工作，保证功率管的安全工作。
如图3所示，本实用新型的电源转换电路5为基于浮地取电电路将高压输入电源转换为低压电源的电路结构，电源转换电路5由高压电源取电，转换后的低压电源为内部电路(低功耗驱动信号产生电路6、过流检测电路7、蜂鸣器驱动电路8和功率管9)供电，由于电源转换电路5的结构使外部采用低压小容量贴片电容可满足应用需求。如图3所示，VIN1管脚与GND管脚之间依次串联有电阻R、二极管D1、稳压二极管D2，VDD管脚接在二极管D1与稳压二极管D2之间；当功率管关断时，GND为低电平，高压电源通过R和D1给接在VDD端的低压贴片电容3充电，VDD电压约等于稳压二极管的稳压电压，二极管D1截止，VDD端的低压贴片电容3维持电路的供电电压，从而实现高低压电压转换。图3仅为浮地取电电路的原理图，图中的二极管D1可由二极管、三极管或MOS管实现，器件的不同不影响本实用新型的权利。
本实用新型转向灯驱动器1的驱动信号产生模块中包含振荡器10、分频器11和电压转换电路12等模块，其采用5V低压器件实现(5V低压器件是指芯片内部的器件正常工作电压为5V，芯片内部还有高压器件，可以工作在40V条件下。采用低压器件可以有效减小芯片面积)，上述电路中的逻辑门电路单元均采用恒流源供电结构，工作在低功耗状态，典型恒流源门电路结构如图4所示。
本实用新型的过流检测电路7的输出同时控制了振荡器10、分频器11和电压转换电路12，一旦出现过流状态，就全部关闭所控制模块。
如图5所示的采用了电压转换电路后的转向灯驱动电路结构图，其输入IN来自前级分频器11的输入，其输出OUT直接驱动功率管9的栅极。在NMOS功率管混合集成方案中最后的驱动信号经过了也顶的电压转换后驱动功率管9，以达到最佳性能。
进一步，转向灯4可以是白炽灯也可以是LED灯，转向灯的驱动信号频率可以是任意调整的，不因灯负载和驱动信号频率的不同而影响本实用新型的权利。
进一步，功率管9可以是NMOS功率管也可以是PMOS功率管，电路核心原理一致，不因功率管类型的不同而影响本实用新型的权利。
进一步，NMOS功率管可以是全集成NMOS功率管也可以是混合集成NMOS功率管，不因NMOS功率管集成方案的不同而影响本实用新型的权利。
进一步，无源蜂鸣器驱动的输出信号频率为1kHz～10kHz，无源蜂鸣器可为线圈式无源蜂鸣器也可为陶瓷式无源蜂鸣器。
进一步，该集成电路的封装形式为SOP8，也可采用其它封装形式。
本实用新型在驱动转向灯功率管时，采用了电压转换驱动技术，保证了功率管的最佳工作状态，使得电路既能驱动大电流的白炽灯，也能驱动小电流的LED灯。负载短路时，功率管的电流很大，可能过热烧毁，电路中采用了专门的过流保护电路监测功率管状态，在短路或者过流发生时及时关断功率管，有效保证了电路的安全性。该集成电路采用了激光修调方式来调整振荡器的初始频率，有效降低了开关频率的离散性。该集成电路采用BCD高压工艺实现，结合独特的取电技术，保证电路可以在5-60V的电源电压范围内正常工作。
本实用新型所涉及的集成电路内容包含电源转换电路、低功耗驱动信号产生电路、蜂鸣器驱动电路、过流检测、功率管等模块。其中，低功耗驱动信号产生电路包含振荡器、分频器、电压转换电路等模块，各模块具体实现方案、参数指标的变化不能改变设计思想，不能作为违反本实用新型的理由。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，包括：转向灯驱动器；
所述转向灯驱动器的输入管脚VIN1、输入管脚VIN2均与输入电源相连，所述转向灯驱动器的外接蜂鸣器管脚BZ与所述输入电源之间并联接有电阻和无源蜂鸣器，所述转向灯驱动器的VDD管脚与GND管脚之间接有低压贴片电容，所述转向灯驱动器的GND管脚上连接有转向灯；
所述转向灯驱动器包括电源转换电路、低功耗驱动信号产生电路、过流检测电路、蜂鸣器驱动电路和功率管，所述低功耗驱动信号产生电路包括顺次连接的振荡器、分频器和电压转换电路；
所述电源转换电路的输入端与VIN1管脚相连，所述电源转换电路的输出端分别与VDD管脚、振荡器、过流检测电路和蜂鸣器驱动电路相连；所述过流检测电路的输出端分别与所述振荡器、分频器和电压转换电路相连，所述蜂鸣器驱动电路的输入端与所述分频器的输出端相连，所述蜂鸣器驱动电路的输出端与BZ管脚相连；所述功率管的栅极与所述电压转换电路的输出端相连，漏极与VIN2管脚相连，源极与GND管脚相连。
2.如权利要求1所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，所述低压贴片电容的容量小于10μF、耐压小于10V。
3.如权利要求1所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，所述电源转换电路为基于浮地取电电路将高压输入电源转换为低压电源的电路结构；电源转换电路包括电阻R、二极管D1和稳压二极管D2，VIN1管脚与GND管脚之间依次串联有电阻R、二极管D1、稳压二极管D2，VDD管脚接在二极管D1与稳压二极管D2之间。
4.如权利要求1所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，所述振荡器、分频器和电压转换电路采用5V低压器件。
5.如权利要求1所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，所述转向灯为白炽灯或LED灯。
6.如权利要求1所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，所述功率管为NMOS功率管或PMOS功率管。
7.如权利要求6所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，所述NMOS功率管为全集成NMOS功率管或混合集成NMOS功率管。
8.如权利要求1所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，所述无源蜂鸣器驱动的输出信号频率为1kHz～10kHz，所述无源蜂鸣器为线圈式无源蜂鸣器或陶瓷式无源蜂鸣器。
9.如权利要求1所述的转向灯驱动和蜂鸣器驱动的集成电路，其特征在于，该集成电路的封装形式为SOP8。
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