蜂鸣器驱动电路和家电设备的制作方法

1.本实用新型涉及家电设备领域，尤其涉及一种蜂鸣器驱动电路和一种家电设备。


背景技术：

2.常用的家用电器基本上都带有蜂鸣器，其中压电式蜂鸣器具有驱动简单，体积小，成本低的特点，从而广泛应用于家用电器发声或报警。
3.目前常见的蜂鸣器驱动电路有两种，其一，如图2所示，通过io口接收方波信号来直接驱动蜂鸣器，该驱动电路中的蜂鸣器两端最大电压只有5v，这会导致蜂鸣器的声音比较小，尤其是在装进整机后，用户体验效果不理想；其二，如图3所示，采用蜂鸣器双向驱动电路，即h桥驱动电路，虽然可以解决蜂鸣器声音较小的问题，但是需要4个三极管同时进行控制，控制电路及控制逻辑都相对复杂，且可靠性低和成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种蜂鸣器驱动电路，通过控制可控开关单元的导通或关断，实现蜂鸣器的双向驱动，电路及控制更加简单，可靠性高且成本低。
5.本实用新型的第二个目的在于提出一种家电设备。
6.为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种蜂鸣器驱动电路，包括：驱动电压提供单元，驱动电压提供单元与蜂鸣器相连，用于向蜂鸣器提供双向驱动电压；可控开关单元，可控开关单元的控制端与蜂鸣器的第一端相连，可控开关单元的第一端与蜂鸣器的第二端相连，可控开关单元的第二端接地；信号提供单元，信号提供单元分别与可控开关单元的控制端和蜂鸣器的第一端相连，用于提供控制信号，控制信号用于控制可控开关单元导通时蜂鸣器从第一方向驱动、控制可控开关单元关断时蜂鸣器从第二方向驱动。
7.根据本实用新型的蜂鸣器驱动电路，驱动电压提供单元为蜂鸣器提供双向驱动电压，信号提供单元为可控开关单元提供控制信号，在可控开关单元导通时，蜂鸣器从第一方向驱动，在可控开关断开时，蜂鸣器从第二方向驱动。由此，该电路通过控制可控开关单元的导通或关断，实现蜂鸣器的双向驱动，产生正负双向振幅，大大提高蜂鸣器发声效果，电路及控制更加简单，可靠性高且成本低。
8.另外，根据本实用新型上述的蜂鸣器驱动电路还可以具有如下的附加技术特征：
9.具体地所述可控开关单元包括三极管、mos管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金氧半场效晶体管)、可控硅和igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)中的任意一种。
10.具体地，所述可控开关单元包括三极管时，所述三极管的基极连接到所述信号提供单元的提供端和所述蜂鸣器的第一端，所述三极管的集电极连接到所述蜂鸣器的第二端，所述三极管的发射极接地。
11.具体地，所述可控开关单元还包括：第一电阻，所述第一电阻连接在所述三极管的
基极与所述信号提供单元的提供端之间；第二电阻，所述第二电阻连接在所述三极管的基极与发射极之间。
12.具体地，所述信号提供单元包括：控制信号输入端，用于接收所述控制信号；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制信号输入端相连，所述第三电阻的另一端分别与所述可控开关单元的控制端和所述蜂鸣器的第一端相连。
13.具体地，所述控制信号为方波信号；所述方波信号的高电平与所述双向驱动电压的电位相等。
14.具体地，所述驱动电压提供单元包括：第四电阻，所述第四电阻的一端与所述蜂鸣器的第一端相连，所述第四电阻的另一端连接到预设电源；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述蜂鸣器的第二端相连，所述第五电阻的另一端连接到预设电源。
15.为达上述目的，本实用新型第二方面提出了一种家电设备，包括上述的蜂鸣器驱动电路。
16.具体地，包括净化器、取暖器、电饭煲、电磁炉、压力锅、料理机和电水壶中的任意一种。
17.本实用新型的家电设备，通过上述的蜂鸣器驱动电路，提高了用户体验，提高了可靠性，降低了硬件成本。
18.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.图1为根据本实用新型实施例的蜂鸣器驱动电路的示意图；
20.图2和图3为相关技术中的蜂鸣器驱动电路原理图；
21.图4为根据本实用新型一个实施例的蜂鸣器驱动电路原理图；
22.图5为根据本实用新型实施例一个实施例的双向驱动波形图；
23.图6为相关技术中单向驱动波形图；
24.图7为根据本实用新型一个实施例的蜂鸣器驱动电路的电流通路示意图；
25.图8为根据本实用新型实施例的家电设备的方框示意图。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.下面参考附图描述本实用新型实施例提出的蜂鸣器驱动电路和家电设备。
28.图1为根据本实用新型实施例的蜂鸣器驱动电路的示意图。
29.如图1所示，本实用新型实施例的驱动电路可包括：驱动电压提供单元10、可控开关单元20和信号提供单元30。
30.其中，驱动电压提供单元10与蜂鸣器相连，用于向蜂鸣器提供双向驱动电压。可控开关单元20的控制端与蜂鸣器的第一端相连，可控开关单元20的第一端与蜂鸣器的第二端
相连，可控开关单元20的第二端接地。信号提供单元30分别与可控开关单元20的控制端和蜂鸣器的第一端相连，用于提供控制信号，控制信号用于控制可控开关单元20导通时蜂鸣器从第一方向驱动、控制可控开关单元20关断时蜂鸣器从第二方向驱动。
31.具体而言，在可控开关单元20接收到控制信号时，根据控制信号控制可控开关20的导通或关断，例如，当控制信号为高电平信号时，可控开关单元20导通，此时，第一方向为驱动电压提供单元10、蜂鸣器、可控开关单元20；当控制信号为低电平信号时，可控开关单元20关断，此时，第二方向为驱动电压提供单元10、蜂鸣器、信号提供单元30。从而实现了通过控制可控开关单元的导通或关断，实现蜂鸣器的双向驱动，产生正负双向振幅，大大提高蜂鸣器发声效果，电路及控制更加简单，可靠性高且成本低。
32.需要说明的是，上述实施例仅作为本实用新型的一个实施例，也可以为控制信号为低电平信号时，可控开关单元导通，控制信号为高电平信号时，可控开关单元断开，这里不做限制。
33.下面详细描述蜂鸣器驱动电路的组成部分。
34.根据本实用新型的一个实施例，可控开关单元20可包括三极管、mos管、可控硅和igbt中的任意一种。
35.在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，可控开关单元20包括三极管q31时，三极管q31的基极连接到信号提供单元30的提供端和蜂鸣器buz31的第一端，三极管q31的集电极连接到蜂鸣器buz31的第二端，三极管q31的发射极接地gnd。
36.继续参照图4，在本实用新型的一个实施例中，可控开关单元20还包括第一电阻r34和第二电阻r35，第一电阻r34连接在三极管q31的基极与信号提供单元的提供端之间；第二电阻r35连接在三极管q31的基极与发射极之间。其中，第一电阻r34属于限流电阻，用于限制驱动电流过大烧毁芯片，第二电阻r35属于三极管下拉电阻，用于防止三极管误导通。
37.具体而言，以可控开关单元20包括三极管q31为例，其中，三极管q31为npn型，当信号提供单元30输出高电平信号时，q31处于导通状态，此时，第一方向为驱动电压提供单元10、蜂鸣器、三极管r31；当信号提供单元30输出低电平信号时，q31处于关断状态，第二方向为驱动电压提供单元10、蜂鸣器、信号提供单元30。
38.需要说明的是，上述实施例的三极管为npn型，在基极接收到高电平信号是，三极管导通，接收到低电平信号时，三极管关断；当三极管为pnp型时，在基极接收到低电平信号时，三极管导通，接收到高电平信号是，三极管关断。另外，当可控开关单元包括mos管、可控硅或者igbt时，控制方式相同，基于其本身的特性以及控制信号，确定蜂鸣器的驱动方向。
39.在本实用新型的一个实施例中，蜂鸣器buz31可以为压电式无源蜂鸣器，压电式蜂鸣器是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，因为逆压电效应，蜂鸣片就会产生机械变形而发出声响。进一步地，蜂鸣器可以为压电式无源蜂鸣器，其中，这里的“源”不是指电源，而是指震荡源。无源电路内部不带震荡源，所以如果用直流信号是无法令其发出声音，必须用2k～5k的方波去驱动，使其发出声音。压电式无源蜂鸣器具有价格低、声音频率可控的优点，如在一些特殊需求上，可以利用声音频率可控的优势实现“多来米发索拉西”的效果。
40.继续参照图4，根据本实用新型的一个实施例，信号提供单元30可包括控制信号输
入端buz_pwm和第三电阻r33。其中，控制信号输入端buz_pwm用于接收控制信号，第三电阻r33的一端与控制信号输入端buz_pwm相连，第三电阻r33的另一端分别与可控开关单元20的控制端和蜂鸣器buz31的第一端相连。
41.在本实用新型的一个实施例，控制信号为方波信号；方波信号的高电平与双向驱动电压的电位相等，从而能够保证蜂鸣器正反向发声的效果相同。
42.具体而言，控制信号输入端buz_pwm产生2k～4k的pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，该pwm信号可由主控mcu(microcontroller unit，微控制单元)提供，用于产生占空比，驱动蜂鸣器发声。第三电阻r33属于限流电阻，用于限制驱动电流过大烧毁芯片。如图5所示，当控制信号输入端buz_pwm输出高电平为5v的方波信号(0-t1)时，对应的蜂鸣器两端的电压为+5v，当控制信号输入端buz_pwm输出低电平的方波信号(t1-t2)时，对应的蜂鸣器两端的电压为-5v。
43.继续参照图4，根据本实用新型的一个实施例，驱动电压提供单10可包括第四电阻r31和第五电阻r32。其中，第四电阻r31的一端与蜂鸣器的第一端相连，第四电阻r31的另一端连接到预设电源；第五电阻r32的一端与蜂鸣器buz31的第二端相连，第五电阻r32的另一端连接到预设电源。其中，预设电源为供电电源，用于提供电能，该电源通常为+5v供电。第四电阻r31和第五电阻r32用于限流或者作为上拉电阻。
44.下面结合图5-7描述蜂鸣器驱动电路的工作流程。
45.具体而言，当控制信号输入端buz_pwm输出的pwm信号为高电平信号时，三极管q31基极被触发，三极管q31导通，电流通路如曲线
①
所示，电流的流向为：+5v
→
r31
→
buz31
→
q31
→
gnd，蜂鸣器正向导通，正向发声；当控制信号输入端buz_pwm输出的pwm信号为低电平信号时，三极管q31关断，蜂鸣器电流不再按照电流通路
①
流动，而是按照电流通路
②
流动，电流的流向为：+5v
→
r32
→
buz31
→
r33
→
控制信号输入端buz_pwm，此时蜂鸣器反向发声。在同一个周期内(0-t2)，蜂鸣器正反方向都可以发声，产生正负双向振幅，相比较于图6中一个周期内只有一个方向发声，大大提高了蜂鸣器发声效果。
46.由此，本实用新型的驱动电路，相比较于图2，能够实现蜂鸣器的双向发声，相比较于图3，通过一个三极管即可实现蜂鸣器的双向驱动，产生正负双向振幅，大大提高蜂鸣器发声效果，电路及控制更加简单，可靠性高且成本低。
47.综上所述，根据本实用新型实施例的蜂鸣器驱动电路，驱动电压提供单元为蜂鸣器提供双向驱动电压，信号提供单元为可控开关单元提供控制信号，在可控开关单元导通时，蜂鸣器从第一方向驱动，在可控开关断开时，蜂鸣器从第二方向驱动。由此，该电路通过控制可控开关单元的导通或关断，实现蜂鸣器的双向驱动，产生正负双向振幅，大大提高蜂鸣器发声效果，电路及控制更加简单，可靠性高且成本低。
48.对应上述实施例，本实用新型还提出了一种家电设备。
49.如图8所示，本实用新型实施例的家电设备100，包括上述的蜂鸣器驱动电路110，实现上述任一项实施例所述。
50.在本实用新型的一个实施例中，家电设备100可包括净化器、取暖器、电饭煲、电磁炉、压力锅、料理机和电水壶中的任意一种。在此不做限制。
51.本实用新型实施例的家电设备，通过上述的蜂鸣器驱动电路，提高了用户体验，提高了可靠性，降低了硬件成本。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.此外，本实用新型实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本实用新型实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
54.在本实用新型中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。