CN208284229U - 一种电子器件驱动电路及其高阻电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电子器件驱动电路及其高阻电路，包括：晶振信号发生电路，具有输出端；驱动信号输出电路，其第一输入端耦接晶振信号发生电路的输出端，第二输入端耦接输入电源，第一输出端用于耦接电子器件的第一端，第二输出端用于耦接电子器件的第二端；以及高阻信号发生电路，其输入端耦接晶振信号发生电路，输出端耦接驱动信号输出电路的第二输入端用于提供高阻信号，高阻信号控制驱动信号输出电路的第一输出端和第二输出端的输出信号间歇性地进行谐振。该驱动电路实现了电子器件特别是压电蜂鸣器的驱动，提高了蜂鸣器发声的响度，提高了电源效率，并且具有较高的可靠性，实现了系统微型化。

Description

一种电子器件驱动电路及其高阻电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体涉及一种电子器件驱动电路及其高阻电路。

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，通过将压电材料粘贴在两片金属片上。当压电材料和金属片两端施加上脉冲电压后，因为逆压电效应，蜂鸣片就会产生机械变形而发出声响。

作为发声装置，蜂鸣器的响度是一个重要指标。

实用新型内容

针对现有技术中的需求，本实用新型的一个目的在于提出一种旨在提高压电蜂鸣器响度的驱动电路及其高阻电路。

为了解决上述问题，本实用新型的一个方面提出了一种电子器件驱动电路，其特征在于，包括：晶振信号发生电路，具有输出端；驱动信号输出电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端，其中驱动信号输出电路的第一输入端耦接晶振信号发生电路的输出端，驱动信号输出电路的第二输入端耦接输入电源，驱动信号输出电路的第一输出端耦接电子器件的第一端，驱动信号输出电路的第二输出端耦接电子器件的第二端；以及高阻信号发生电路，具有输入端和输出端，其中高阻信号发生电路的输入端耦接晶振信号发生电路，高阻信号发生电路的输出端耦接驱动信号输出电路的第三输入端。

在一个实施例中，电子器件包括压电式蜂鸣器。

在一个实施例中，晶振信号发生电路包括：锯齿波信号发生电路，具有电源输入端和输出端；以及波形转换电路，具有电源输入端、输入端和输出端，其中波形转换电路的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端。

在一个实施例中，驱动电路进一步包括电源电路，电源电路具有输入端和输出端，其中电源电路的输入端耦接输入电源，电源电路的输出端耦接锯齿波信号发生电路的电源输入端和波形转换电路的电源输入端。

在一个实施例中，高阻信号发生电路的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端。

在一个实施例中，高阻信号发生电路包括比较电路。

在一个实施例中，驱动信号输出电路包括：高阻控制电路，具有第一输入端、第二输入端、和若干个输出端，其中高阻控制电路的第一输入端耦接高阻信号发生电路的输出端，高阻控制电路的第二输入端耦接驱动信号输出电路的第二输入端，高阻控制电路包括第一晶体管，第一晶体管的控制端耦接高阻信号发生电路的输出端；以及推挽双路输出电路，具有第一输入端、第二输入端、若干个第三输入端、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驱动信号输出电路的第一输入端，推挽双路输出电路的第二输入端耦接驱动信号输出电路的第二输入端，推挽双路输出电路的若干个第三输入端耦接高阻控制电路的若干个输出端，推挽双路输出电路的第一输出端耦接驱动信号输出电路的第一输出端，推挽双路输出电路的第二输出端耦接驱动信号输出电路的第二输出端。

在一个实施例中，高阻控制电路进一步包括第二晶体管和若干个第三晶体管，其中：第一晶体管的第一端耦接地，第一晶体管的第二端耦接第二晶体管的第一端，第二晶体管的第二端耦接输入电源和若干个第三晶体管的第一端，第二晶体管的控制端耦接若干个第三晶体管的控制端，若干个第三晶体管的第一端耦接驱动信号输出电路的第二输入端，若干个第三晶体管的若干个第二端一一对应耦接高阻控制电路的若干个输出端。

根据本实用新型的另一个方面，提出了一种用于控制电子器件驱动输出电路的高阻电路，其特征在于，高阻电路的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端；以及高阻电路的输出端耦接电子器件驱动输出电路。

在一个实施例中，高阻电路包括：比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中比较电路的第一输入端耦接参考信号，比较电路的第二输入端耦接锯齿波信号；以及高阻控制电路，耦接驱动级输出电路，高阻控制电路具有第一输入端、第二输入端和若干个输出端，高阻控制电路的第一输入端耦接比较电路的输出端，高阻控制电路的第二输入端耦接电源信号，高阻控制电路的若干个输出端用于选择性地控制驱动输出电路，其中高阻控制电路包括第一晶体管，第一晶体管的控制端耦接比较电路的输出端。

在一个实施例中，高阻控制电路的若干个输出端用于选择性地根据驱动输出电路的状态选择性地将驱动输出电路和电源信号断开。

上述电子器件的驱动电路及其高阻电路实现了电子器件特别是压电蜂鸣器的驱动，提高了蜂鸣器发声的响度，提高了电源效率，并且具有较高的可靠性，实现了系统微型化。

附图说明

图1为根据本实用新型一实施例的蜂鸣器驱动系统的示意图；

图2为根据本实用新型一实施例的驱动电路的示意图；

图3为根据本实用新型一实施例的电路波形示意图；

图4为根据本实用新型一实施例的驱动信号输出电路的示意图。

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

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型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实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型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实用新型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为根据本实用新型一实施例的电子器件驱动系统的示意图。电子器件驱动系统包括驱动电路和电子器件15。优选地，电子器件15包括压电蜂鸣器15。其中驱动电路包括电源电路11，晶振信号发生电路12，高阻信号发生电路13和驱动信号输出电路14。

电源电路11的输入端耦接输入电源Vcc，电源电路11的输出端提供电压源。电源电路11用于将输入电压Vcc转换成稳定的稳定的电压源，用于为晶振信号发生电路12提供合适的电源。在另一个实施例中，驱动电路不包括电源电路，晶振信号发生电路12的电压源从其他模块输入。

晶振信号发生电路12用于产生脉冲信号SQ，为驱动电路周期性转换施加在蜂鸣器两端的电压提供信号基础。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11的输出端提供方波信号SQ。在图示的实施例中，晶振信号发生电路还可具有第二输出端用于提供一信号如锯齿波信号给高阻信号发生电路13。在另外的实施例中，提供给高阻信号发生电路的信号可直接为方波信号SQ。

驱动信号输出电路14用于将方波信号SQ的功率放大，以此驱动蜂鸣器15。驱动信号输出电路14具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端，其中驱动信号输出电路14的第一输入端耦接晶振信号发生电路12的输出端用于接收方波信号SQ，驱动信号输出电路14的第二输入端用于耦接输入电源Vcc，驱动信号输出电路的第三输入端耦接高阻信号发生电路13的输出端。驱动信号输出电路14的第一输出端OUT1用于耦接电子器件15的第一端，驱动信号输出电路14的第二输出端OUT2用于耦接电子器件15的第二端。驱动信号输出电路14在压电蜂鸣器15上施加交替变换的电压，使得蜂鸣器15提供持续的声响。

高阻信号发生电路13具有输入端和输出端，其中高阻信号发生电路13的输入端耦接晶振信号发生电路12，高阻信号发生电路13的输出端耦接驱动信号输出电路14的第三输入端用于提供高阻信号CR，高阻信号CR控制驱动信号输出电路14的输出信号OUT1和OUT2间歇性地谐振。在一个实施例中，高阻信号CR控制驱动信号输出电路14的输出信号OUT1和OUT2在每个周期中的至少一个时间段进行谐振。在图示的实施例中，高阻信号发生电路13还具有第二输入端用于耦接电源电路11的输出端，用于为高阻信号发生电路13提供电源。然而在其他的实施例中，高阻信号发生电路也可能耦接其他的电压输入源。

在优选的实施例中，电子器件为压电式蜂鸣器。然而，在其他的实施例中，电子器件也可以为其他类型的器件，优选地，为其他类型的容性发声器件。

在优选的实施例中，驱动信号输出电路14包括推挽双路输出电路。

图2为根据本发明一实施例的驱动电路的示意图。驱动电路包括电源电路21，晶振信号发生电路22，高阻信号发生电路23和驱动信号输出电路24。电源电路21包括一晶体管，电流源和二极管。其中晶体管的控制端耦接电流源，其第一端耦接输入电源Vcc，其第二端提供电压源至晶振信号发生电路22和高阻信号发生电路23。在其他的实施例中，电源电路21可包含其它类型的结构，如包括带隙稳压源等。

晶振信号发生电路22包括锯齿波信号发生电路和波形转换电路。其中锯齿波信号发生电路的电源输入端耦接电源电路21的输出端或接收从外部输入的电压源，锯齿波信号发生电路的输出端提供锯齿波信号。在一个实施例中，如图2所示，锯齿波信号发生电路包括电流源，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，由此产生锯齿波信号。波形转换电路，具有电源输入端、输入端和输出端，其中波形转换电路的电源输入端耦接电源电路21的输出端或接收其他外部输入的电压源，波形转换电路的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端即比较器IC1的输出端，波形转换电路的输出端提供方波信号SQ。在一个实施例中，如图2所示，波形转换电路包括分压电路和比较器IC2，用于将锯齿波信号发生电路输出的锯齿波信号转换成方波信号。当然，在其他的实施例中，晶振信号发生电路可采用其他结构的方波信号发生电路或其他类型的脉冲信号发生电路。

高阻信号发生电路23耦接晶振信号发生电路22，通过接收晶振信号发生电路22的中间信号如锯齿波信号，用于生成控制驱动输出电路的高阻信号CR。高阻信号发生电路23具有第一输入端，第二输入端和输出端，其中高阻信号发生电路23的第一输入端耦接晶振信号发生电路22的第二输出端用于接收锯齿波信号。高阻信号发生电路23的第二输入端耦接电源电路的输出端用于接收电压源。高阻信号发生电路23的输出端用于提供高阻信号CR。在另一个实施例中，高阻信号发生电路23通过接收晶振信号发生电路22输出端的方波来生成高阻信号CR。高阻信号发生电路23的输出端耦接驱动信号输出电路的第三输入端用于提供高阻信号CR，高阻信号CR控制驱动信号输出电路24的输出信号OUT1和OUT2在每个周期中的至少一个时间段进行谐振。

在一个实施例中，如图所示，高阻信号发生电路23的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端(即图示的比较器IC1的输出端)用于接收锯齿波信号。高阻信号发生电路23包括比较电路IC3和由分压电阻组成的参考信号发生电路，比较电路IC3比较反相端(-)接收的参考信号和同相端(+)接收的高阻信号发生电路23的输入端的锯齿波信号，用于产生高阻信号CR。在图示的实施例中，高阻信号为方波信号。

驱动信号输出电路24具有接收方波信号SQ的第一输入端，接收输入电源Vcc的第二输入端，接收高阻信号CR的第三输入端以及两个输出端OUT1和OUT2。驱动信号输出电路24包括高阻控制电路和推挽双路输出电路242。高阻控制电路由非门和晶体管Q1示意。当高阻信号CR为高电平时，晶体管Q1截止，推挽双路输出电路242受方波信号SQ控制。当高阻信号CR为低电平时，晶体管Q1导通，晶体管Q1控制推挽双路输出电路242与输入电源Vcc断开，控制施加在蜂鸣器两端的电压处于谐振状态。

图3为根据本实用新型一实施例的电路波形示意图。该图中，依次为晶振信号发生电路输出的方波信号SQ，高阻信号发生电路输出的高阻信号CR，驱动信号输出电路第一输出端输出的第一输出信号OUT1和驱动信号输出电路第二输出端输出的第二输出信号OUT2。高阻信号CR也是方波信号，信号CR的上升沿比方波信号SQ的上升沿延迟一定时间，信号CR的下降沿与方波信号SQ的下降沿同时或略有提前，这样方波信号SQ在处于第一电平(高电平)的第一状态中，部分与高阻信号CR的有效状态(高电平)重合，即在对应的时间上方波信号SQ和高阻信号CR都为高电平；方波信号SQ高电平的另一部分与高阻信号CR的无效状态(低电平)重合。在信号SQ的第一状态中，其中当高阻信号CR为有效状态(高电平)时，关断驱动信号输出电路。当驱动信号输出电路被关断时，输入电源与驱动信号输出电路的输出端断开，此时压电蜂鸣器两端施加的电压处于高阻状态，将进行谐振。该谐振将大大提高蜂鸣器的响度，同时提高电源效率。

图4为根据本实用新型一实施例的驱动信号输出电路的具体电路示意图。驱动信号输出电路包括高阻控制电路441和推挽双路输出电路442。其中高阻控制电路441用于接收高阻信号CR，并控制推挽双路输出电路442阶段性地和输入电源断开。高阻控制电路441具有第一输入端、第二输入端、和若干个输出端，其中高阻控制电路441的第一输入端耦接高阻信号发生电路的输出端用于接收高阻信号CR，其中高阻控制电路包括第一晶体管Q1，第一晶体管Q1的控制端耦接高阻信号发生电路的输出端，高阻控制电路441的第二输入端耦接驱动信号输出电路的第二输入端用于接收电源电压Vcc。高阻控制电路441的若干个输出端由晶体管Q3、Q4和Q5的发射极提供。在一些实施例中，高阻控制电路441的输出端不限于图示的3个，可为大于3的多个。

推挽双路输出电路442具有第一输入端、第二输入端、若干个第三输入端、第一输出端和第二输出端，其中推挽双路输出电路442的第一输入端耦接驱动信号输出电路的第一输入端用于接收晶振信号发生电路的输出端提供的方波信号SQ，推挽双路输出电路的第二输入端耦接驱动信号输出电路的第二输入端用于接收电源电压Vcc，推挽双路输出电路442的若干个第三输入端耦接高阻控制电路441的若干个输出端。推挽双路输出电路442的第一输出端OUT1耦接驱动信号输出电路的第一输出端用于提供第一驱动信号OUT1，推挽双路输出电路的第二输出端OUT2耦接驱动信号输出电路的第二输出端用于提供第二驱动信号。第一驱动信号OUT1和第二驱动信号OUT2加载在蜂鸣器两端用于驱动蜂鸣器发声。当高阻信号CR为无效状态时，晶体管Q1截止，晶体管Q3-Q5导通，推挽双路输出电路442在方波信号SQ的驱动下输出逻辑状态交替的互补的第一驱动信号OUT1和第二驱动信号OUT2。当高阻信号CR为有效状态时，晶体管Q1导通，晶体管Q2的控制端处于高电平状态，晶体管Q3-Q5截止，推挽双路输出电路442的若干个第三输入端与电源电压Vcc断开，输出端信号OUT1和OUT2进入高阻悬浮状态，使得施加在蜂鸣器两端的电压进入谐振状态，由此提高蜂鸣器的响度。

在图示的实施例中，高阻控制电路441包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2和若干个第三晶体管Q3-Q5。其中第一晶体管Q1的第一端(发射极)耦接地，第一晶体管Q1的第二端(集电极)耦接第二晶体管Q2的第一端(集电极)，第二晶体管Q2的第二端(发射极)耦接输入电压Vcc和若干个第三晶体管Q3-Q5的第一端(发射极)，第二晶体管Q2的控制端耦接若干个第三晶体管Q3-Q5的控制端，若干个第三晶体管Q3-Q5的若干个第二端(集电极)一一对应耦接高阻控制电路441的若干个输出端和推挽双路输出电路442的若干个第三输入端。由此通过控制高阻信号CR的状态间歇性地控制驱动输出信号OUT1和/或信号OUT2进行谐振，提高蜂鸣器发声的响度。

在一个实施例中，高阻信号发生电路(如图1中的电路13)和高阻控制电路(如图4中的电路441)统称为高阻电路，用于控制电子器件的驱动输出电路的输出信号间歇性地进行谐振。其中高阻电路的输入端耦接一锯齿波信号发生电路的输出端，高阻电路的输出端耦接该电子器件驱动输出电路，基于锯齿波信号发生电路输出的锯齿波信号，高阻电路选择性地控制驱动输出电路的输出状态处于高阻状态，从而控制电子器件的驱动输出电路的输出信号间歇性地进行谐振。

在一实施例中，高阻电路包括比较电路和高阻控制电路。比较电路参看图2中的比较器IC3，其具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中比较电路IC3的第一输入端耦接参考信号，参考信号可由电阻分压器提供。比较电路IC3的第二输入端耦接锯齿波信号。在图2所示的实施例中，锯齿波信号是由晶振信号发生电路中的锯齿波信号发生电路产生的中间信号。比较电路将锯齿波信号和参考信号比较，输出高阻信号。通过调节图2中高阻信号发生电路中的参考信号和晶振信号发生电路中波形转换电路输入的参考信号，高阻信号CR的上升沿可以相对方波信号SQ的上升沿延迟一定时间，使得输出信号OUT1在由低电平转变为高电平一定时间后再使驱动输出电路处于高阻状态而发生谐振。

高阻控制电路参看图4的电路441，高阻控制电路441耦接驱动输出电路442，高阻控制电路441具有第一输入端、第二输入端和若干个输出端，高阻控制电路441的第一输入端耦接比较电路的输出端用于接收高阻信号CR，其中高阻控制电路441包括第一晶体管Q1，第一晶体管Q1的控制端耦接比较电路的输出端，高阻控制电路442的第二输入端耦接电源信号Vcc，高阻控制电路441的若干个输出端(Q3-Q5集电极侧)用于选择性地控制驱动输出电路442。在一个实施例中，驱动输出电路442包括推挽双路输出电路。在一个实施例中，高阻控制电路441的若干个输出端用于选择性地根据电子器件驱动输出电路的状态即方波信号的状态选择性地将驱动输出电路442的输出和电源信号Vcc断开，如当方波信号SQ由低电平转变为高电平一定时间后高阻信号CR由低电平转变为高电平，使得高阻控制电路441的若干个输出端控制驱动输出电路442的输出信号进入谐振状态。

通过上述实施例可以提供稳定、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。

上述实施例的电路和单元进一步耦接电源地，但为了便于并简化描述，与电源地的连接所对应的输入端未列明在上述电路的描述中。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子器件驱动电路，其特征在于，包括：

晶振信号发生电路，具有输出端；

驱动信号输出电路，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端，其中驱动信号输出电路的第一输入端耦接晶振信号发生电路的输出端，驱动信号输出电路的第二输入端耦接输入电源，驱动信号输出电路的第一输出端耦接电子器件的第一端，驱动信号输出电路的第二输出端耦接电子器件的第二端；以及

高阻信号发生电路，具有输入端和输出端，其中高阻信号发生电路的输入端耦接晶振信号发生电路，高阻信号发生电路的输出端耦接驱动信号输出电路的第三输入端。

2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，电子器件包括压电式蜂鸣器。

3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，晶振信号发生电路包括：

锯齿波信号发生电路，具有电源输入端和输出端；以及

波形转换电路，具有电源输入端、输入端和输出端，其中波形转换电路的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端。

4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，驱动电路进一步包括电源电路，电源电路具有输入端和输出端，其中电源电路的输入端耦接输入电源，电源电路的输出端耦接锯齿波信号发生电路的电源输入端和波形转换电路的电源输入端。

5.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，高阻信号发生电路的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端。

6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，高阻信号发生电路包括比较电路。

7.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，驱动信号输出电路包括：

高阻控制电路，具有第一输入端、第二输入端、和若干个输出端，其中高阻控制电路的第一输入端耦接高阻信号发生电路的输出端，高阻控制电路的第二输入端耦接驱动信号输出电路的第二输入端，高阻控制电路包括第一晶体管，第一晶体管的控制端耦接高阻信号发生电路的输出端；以及

推挽双路输出电路，具有第一输入端、第二输入端、若干个第三输入端、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驱动信号输出电路的第一输入端，推挽双路输出电路的第二输入端耦接驱动信号输出电路的第二输入端，推挽双路输出电路的若干个第三输入端耦接高阻控制电路的若干个输出端，推挽双路输出电路的第一输出端耦接驱动信号输出电路的第一输出端，推挽双路输出电路的第二输出端耦接驱动信号输出电路的第二输出端。

8.如权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，高阻控制电路进一步包括第二晶体管和若干个第三晶体管，其中：第一晶体管的第一端耦接地，第一晶体管的第二端耦接第二晶体管的第一端，第二晶体管的第二端耦接输入电源和若干个第三晶体管的第一端，第二晶体管的控制端耦接若干个第三晶体管的控制端，若干个第三晶体管的第一端耦接驱动信号输出电路的第二输入端，若干个第三晶体管的若干个第二端一一对应耦接高阻控制电路的若干个输出端。

9.一种高阻电路，其特征在于，所述高阻电路的输入端耦接锯齿波信号发生电路的输出端；以及高阻电路的输出端耦接电子器件驱动输出电路；所述高阻电路用于控制电子器件驱动输出电路。

10.如权利要求9所述的高阻电路，其特征在于，高阻电路包括：

比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中比较电路的第一输入端耦接参考信号，比较电路的第二输入端耦接锯齿波信号；以及

高阻控制电路，耦接驱动级输出电路，高阻控制电路具有第一输入端、第二输入端和若干个输出端，高阻控制电路的第一输入端耦接比较电路的输出端，高阻控制电路的第二输入端耦接电源信号，高阻控制电路的若干个输出端用于选择性地控制驱动输出电路，其中高阻控制电路包括第一晶体管，第一晶体管的控制端耦接比较电路的输出端。