一种蜂鸣器驱动电路及电子设备的制作方法

【技术领域】

本实用新型实施例涉及蜂鸣器驱动领域，尤其涉及一种蜂鸣器驱动电路及电子设备。

背景技术：

现有的蜂鸣器驱动电路包括控制器和蜂鸣器，蜂鸣器正常工作时，其供电电压高于控制器的供电电压，故需采用双电源分别给蜂鸣器和控制器提供电源。

技术实现要素：

本实用新型实施例旨在提供一种蜂鸣器驱动电路及电子设备，其能够支持单电源供电。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种蜂鸣器驱动电路，包括：

控制器，与外部电源电连接；

蜂鸣器，所述蜂鸣器的第一端与所述控制器电连接；

开关电路，所述开关电路的第一端与所述蜂鸣器的第一端和所述控制器电连接，所述开关电路的第二端与所述蜂鸣器的第二端电连接，所述开关电路用于根据所述控制器发送的电平信号，工作在导通状态或关断状态；

倍压电路，所述倍压电路的第一端与所述外部电源电连接，所述倍压电路的第二端与所述开关电路的第二端和所述蜂鸣器的第二端电连接，所述倍压电路的第三端与所述开关电路的第三端电连接，所述倍压电路用于当所述开关电路工作在关断状态时，输出驱动电压，当所述开关电路工作在导通状态时，输出放电电压，按预设频率输出所述驱动电压和所述放电电压，以驱动所述蜂鸣器发出蜂鸣声。

可选地，所述倍压电路包括：

充放电电路，分别与所述外部电源、所述开关电路的第二端以及所述开关电路的第三端电连接；

上拉电路，分别与所述外部电源、所述充放电电路以及所述开关电路的第三端电连接。

可选地，所述充放电电路包括开关二极管、电容以及第一电阻；

所述开关二极管的阳极与所述外部电源和所述上拉电路的一端连接，所述开关二极管的阴极和所述电容的一端和所述第一电阻的一端连接；

所述电容的另一端与所述上拉电路的另一端和所述开关电路的第三端连接；

所述第一电阻的另一端与所述蜂鸣器的第二端和所述开关电路的第二端连接。

可选地，所述上拉电路包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述外部电源和所述开关二极管的阳极连接，所述第二电阻的另一端与所述电容的另一端和所述开关电路的第三端连接。

可选地，所述开关电路包括：

第一开关电路，分别与所述控制器、所述蜂鸣器的第一端以及所述倍压电路的第三端电连接；

第二开关电路，分别与所述控制器、所述蜂鸣器的第一端、所述蜂鸣器的第二端以及所述倍压电路的第二端电连接。

可选地，所述第一开关电路包括第三电阻和第一npn三极管；

所述第三电阻的一端与所述控制器、所述蜂鸣器的第一端以及所述第二开关电路连接，所述第三电阻的另一端与所述第一npn三极管的基极连接；

所述第一npn三极管的集电极与所述倍压电路的第三端连接，所述第一npn三极管的发射极接地。

可选地，所述第二开关电路包括第四电阻和第二npn三极管；

所述第四电阻的一端与所述控制器、所述第三电阻的一端以及所述蜂鸣器的第一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二npn三极管的基极连接；

所述第二npn三极管的集电极与所述蜂鸣器的第二端和所述倍压电路的第二端电连接，所述第二npn三极管的发射极接地。

可选地，所述蜂鸣器驱动电路还包括限流电路，所述限流电路电连接于所述控制器和所述蜂鸣器的第一端之间。

可选地，所述限流电路包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述控制器连接，所述第五电阻的另一端与所述蜂鸣器的第一端连接。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括如上任一项所述的蜂鸣器驱动电路。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比较，本实用新型实施例提供了一种蜂鸣器驱动电路及电子设备。通过开关电路根据控制器发送的电平信号，工作在导通状态或关断状态，倍压电路当开关电路工作在关断状态时，输出驱动电压，当开关电路工作在导通状态时，输出放电电压，按预设频率输出驱动电压和放电电压，以驱动蜂鸣器发出蜂鸣声，因此，本实用新型实施例使得单个外部电源既可为控制器提供电源，也可为蜂鸣器提供电源。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种蜂鸣器驱动电路的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的一种蜂鸣器驱动电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种蜂鸣器驱动电路的电路连接示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括如下任一实施例所述的蜂鸣器驱动电路。

其中，所述电子设备包括电话机、打印机、电子玩具、定时器、洗衣机、微波炉、电饭煲等，用于在达到预设条件、到达预设时间或者接收触发信号时，通过所述蜂鸣器驱动电路发出蜂鸣声，用以提示用户所述电子设备的设备状态、工作状态等。例如，所述电子设备包括波轮洗衣机，当放置衣服超过波轮洗衣机的最高水位线时，通过所述蜂鸣器驱动电路发出预设频率的蜂鸣声，以提示用户放置衣服超过波轮洗衣机的最高水位线；当波轮洗衣机洗衣结束时，通过所述蜂鸣器驱动电路发出另一预设频率的蜂鸣声，以提示用户波轮洗衣机洗衣结束。

本实用新型实施例提供的一种电子设备，可实现蜂鸣器驱动电路的单电源供电。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本实用新型实施例所提供的电路实施例。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种蜂鸣器驱动电路的结构示意图。如图1所示，所述蜂鸣器驱动电路100包括控制器10、蜂鸣器20、开关电路30以及倍压电路40。

所述控制器10与外部电源电连接。

请一并参阅图3，所述控制器10包括单片机u1，所述单片机u1包括电源引脚vdd、接地引脚gnd以及输入输出引脚io。所述电源引脚vdd与所述外部电源连接，用于接收所述外部电源提供的电源电压，所述电源电压为所述单片机u1的工作电压，所述输入输出引脚io与所述蜂鸣器20和所述开关电路30连接。

其中，所述单片机u1可以采用51系列、arduino系列、stm32系列等。在一些实施例中，所述控制器23还可以为通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、arm(acornriscmachine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合；还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机；也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp核、或任何其它这种配置。

在本实施例中，只需采用单片机u1的其中一个输入输出引脚io，不增加单片机u1的i/o资源，在简单电路中，可选用符合条件的较为便宜的单片机u1，从而降低了电路设计成本。

所述蜂鸣器20的第一端与所述控制器10电连接。

在本实施例中，所述蜂鸣器20为压电式蜂鸣器。其中，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，蜂鸣片就会产生机械变形而发出声响。压电式蜂鸣器通常呈圆形，由压电陶瓷片、引线和共鸣腔组成，所述压电陶瓷片包括金属镀层、陶瓷片、胶水以及金属片。

在一些实施例中，压电式蜂鸣器还包括发光二极管，用以进一步提示用户。

如图3所示，所述蜂鸣器20包括压电式蜂鸣器buz1，所述压电式蜂鸣器buz1的第一端与单片机u1的输入输出引脚io和所述开关电路30的第一端连接，所述压电式蜂鸣器buz1的第二端与所述开关电路30的第二端以及倍压电路40的第二端连接。当所述压电式蜂鸣器buz1的第一端和所述压电式蜂鸣器buz1的第二端两端之间的电压按预设频率变化时，即所述压电式蜂鸣器buz1在预设频率的方波信号的作用下，所述压电式蜂鸣器buz1发出蜂鸣声。

所述开关电路30的第一端与所述蜂鸣器20的第一端和所述控制器10电连接，所述开关电路30的第二端与所述蜂鸣器20的第二端电连接，所述开关电路30用于根据所述控制器10发送的电平信号，工作在导通状态或关断状态。

请参阅图2，所述开关电路30包括第一开关电路301和第二开关电路302。

所述第一开关电路301分别与所述控制器10、所述蜂鸣器20的第一端以及所述倍压电路40的第三端电连接。

在本实施例中，所述第一开关电路301包括第三电阻r3和第一npn三极管q1。

其中，所述第三电阻r3的一端与所述单片机u1的输入输出引脚io、所述压电式蜂鸣器buz1的第一端以及所述第二开关电路302连接，所述第三电阻r3的另一端与所述第一npn三极管q1的基极连接；所述第一npn三极管q1的集电极与所述倍压电路40的第三端连接，所述第一npn三极管q1的发射极接地。

具体的，当单片机u1的输入输出引脚io输出高电平信号，所述高电平信号经由所述第三电阻r3到达所述第一npn三极管q1的基极，所述第一npn三极管q1的发射极接地，满足所述第一npn三极管q1的导通条件，所述第一npn三极管q1导通；当单片机u1的输入输出引脚io输出低电平信号，所述低电平信号经由所述第三电阻r3到达所述第一npn三极管q1的基极，不满足所述第一npn三极管q1的导通条件，所述第一npn三极管q1截止。

所述第二开关电路302分别与所述控制器10、所述蜂鸣器20的第一端、所述蜂鸣器20的第二端以及所述倍压电路40的第二端电连接。

在本实施例中，所述第二开关电路302包括第四电阻r4和第二npn三极管q2。

其中，所述第四电阻r4的一端与所述单片机u1的输入输出引脚io、所述第三电阻r3的一端以及所述压电式蜂鸣器buz1的第一端连接，所述第四电阻r4的另一端与所述第二npn三极管q2的基极连接；所述第二npn三极管q2的集电极与所述压电式蜂鸣器buz1的第二端和所述倍压电路40的第二端电连接，所述第二npn三极管q2的发射极接地。

具体的，当单片机u1的输入输出引脚io输出高电平信号，所述高电平信号经由所述第四电阻r4到达所述第二npn三极管q2的基极，所述第二npn三极管q2的发射极接地，满足所述第二npn三极管q2的导通条件，所述第二npn三极管q2导通；当单片机u1的输入输出引脚io输出低电平信号，所述低电平信号经由所述第四电阻r4到达所述第二npn三极管q2的基极，不满足所述第二npn三极管q2的导通条件，所述第二npn三极管q2截止。

可以理解，所述第三电阻r3的一端与所述第四电阻r4的一端的交点为所述开关电路30的第一端，所述第二npn三极管q2的集电极为所述开关电路30的第二端，所述第一npn三极管q1的集电极为所述开关电路30的第三端。

所述倍压电路40的第一端与所述外部电源电连接，所述倍压电路40的第二端与所述开关电路30的第二端和所述蜂鸣器20的第二端电连接，所述倍压电路40的第三端与所述开关电路30的第三端电连接，所述倍压电路40用于当所述开关电路30工作在关断状态时，输出驱动电压，当所述开关电路30工作在导通状态时，输出放电电压，按预设频率输出所述驱动电压和所述放电电压，以驱动所述蜂鸣器20发出蜂鸣声。

如图2所示，所述倍压电路40包括充放电电路401和上拉电路402。

所述充放电电路401分别与所述外部电源、所述开关电路30的第二端以及所述开关电路30的第三端电连接。

如图3所示，所述充放电电路401包括开关二极管d1、电容c1以及第一电阻r1。

其中，所述开关二极管d1的阳极与所述外部电源和所述上拉电路402的一端连接，所述开关二极管d1的阴极和所述电容c1的一端和所述第一电阻r1的一端连接；所述电容c1的另一端与所述上拉电路402的另一端和所述开关电路30的第三端连接；所述第一电阻r1的另一端与所述压电式蜂鸣器buz1的第二端和所述开关电路30的第二端连接。

所述上拉电路402分别与所述外部电源、所述充放电电路401以及所述开关电路30的第三端电连接。

其中，所述上拉电路402包括第二电阻r2，所述第二电阻r2的一端与所述外部电源和所述开关二极管d1的阳极连接，所述第二电阻r2的另一端与所述电容c1的另一端和所述开关电路30的第三端连接。

可以理解，所述开关二极管d1的阳极与所述第二电阻r2的一端的交点为所述倍压电路40的第一端，所述第一电阻r1的另一端为所述倍压电路40的第二端，所述电容c1的另一端与所述第二电阻r2的另一端交点为所述倍压电路40的第三端。

所述蜂鸣器驱动电路100刚上电时，所述控制器10发送第一电平信号，所述开关电路30工作在关断状态，所述倍压电路40的第三端与所述倍压电路40的第四端的电势相等，所述倍压电路40不工作；接着，所述控制器10发送第二电平信号，所述开关电路30工作在导通状态，所述外部电源对所述倍压电路40进行充电直至所述倍压电路40充满电。

随后，所述蜂鸣器驱动电路100进入正常的工作周期，在所述蜂鸣器驱动电路100的一个工作周期内，所述控制器10发送所述第一电平信号，所述开关电路30工作在关断状态，使得所述倍压电路40的第三端的电压等于电源电压，则所述倍压电路40的第四端的电压等于驱动电压，所述驱动电压用于为所述蜂鸣器20提供电源；接着，所述控制器10发送所述第二电平信号，所述开关电路30工作在导通状态，所述倍压电路40通过所述开关电路30进行放电直至所述蜂鸣器20的第二端的电压等于放电电压后，所述外部电源对所述倍压电路40进行充电直至所述倍压电路40的第四端的电压等于电源电压；重复所述工作周期，按预设频率输出所述驱动电压和所述放电电压，以驱动所述蜂鸣器发出蜂鸣声。

其中，所述第一电平信号为低电平信号，所述第二电平信号为高电平信号。

综上，所述蜂鸣器驱动电路100的工作过程大致如下：

刚上电时，单片机u1未给电平信号，此时，单片机u1的输入输出引脚io的电平信号相当于低电平，低电平的电平信号分别经由第三电阻r3到达第一npn三极管q1的基极，不满足第一npn三极管q1的导通条件，第一npn三极管q1截止，经由第三电阻r4到达第二npn三极管q2的基极，不满足第二npn三极管q2的导通条件，第二npn三极管q2截止，此时，电容c1两端的电势相等，即电容c1没有进行充放电，满足vp＝vn。

接着，单片机u1向第一npn三极管q1和第二npn三极管q2发送高电平信号，满足第一npn三极管q1和第二npn三极管q2的导通条件，第一npn三极管q1和第二npn三极管q2均工作在导通状态，第一npn三极管q1的集电极电压被拉低，此时，外部电源vdd通过开关二极管d1向电容c1充电直到电容c1充满电，若不考虑开关二极管d1的压降，p点电压vp＝vdd，满足vp-vn＝vdd。

随后，单片机u1向第一npn三极管q1和第二npn三极管q2发送低电平信号，不满足第一npn三极管q1和第二npn三极管q2的导通条件，第一npn三极管q1和第二npn三极管q2均工作在关断状态，此时，n点的电压瞬间升高至vdd，即vn＝vdd，根据电容c1的特性以及vp-vn＝vdd，若不考虑开关二极管d1的压降，则vp＝2*vdd，从而，2*vdd为压电式蜂鸣器buz1的驱动电压，2*vdd的电压经过第一电阻r1、压电式蜂鸣器buz1的第二端、压电式蜂鸣器buz1的第一端、单片机u1的输入输出引脚io，最后到达单片机u1的接地引脚gnd。

接着，单片机u1向第一npn三极管q1和第二npn三极管q2发送高电平信号，满足第一npn三极管q1和第二npn三极管q2的导通条件，第一npn三极管q1和第二npn三极管q2均工作在导通状态，此时，压电式蜂鸣器buz1的第一端的电压(等于p点电压等于2*vdd)通过第二npn三极管q2对地放电，输出放电电压，所述放电电压等于0v，同时，由于第一npn三极管q1导通，外部电源vdd通过开关二极管d1向电容c1充电。

之后，单片机u1重复向第一npn三极管q1和第二npn三极管q2发送低电平信号和高电平信号，驱动电压2*vdd与放电电压0v按预设频率变化(相当于预设频率的方波信号)，以驱动压电式蜂鸣器buz1发出蜂鸣声。

请再次参阅图2和图3，所述蜂鸣器驱动电路200还包括限流电路50，所述限流电路50电连接于所述控制器10和所述蜂鸣器20的第一端之间。

其中，所述限流电路50包括第五电阻r5，所述第五电阻r5的一端与所述单片机u1的输入输出引脚io连接，所述第五电阻r5的另一端与所述压电式蜂鸣器buz1的第一端连接。

本实用新型实施例提供了一种蜂鸣器驱动电路，通过开关电路根据控制器发送的电平信号，工作在导通状态或关断状态，倍压电路当开关电路工作在关断状态时，输出驱动电压，当开关电路工作在导通状态时，输出放电电压，按预设频率输出驱动电压和放电电压，以驱动蜂鸣器发出蜂鸣声，因此，本实用新型实施例使得单个外部电源既可为控制器提供电源，也可为蜂鸣器提供电源。同时，由于减少了一路供电电路，所以简化了电路结构，降低了电路设计成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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