具有稳压、蜂鸣器驱动及继电器驱动功能的集成电路的制作方法

本发明涉及集成芯片，具体涉及一种具有稳压、蜂鸣器驱动及继电器驱动功能的集成电路。

背景技术：

现今市场上的电热水器、燃气热水器、洗衣机和电风扇中控制电路通常具有下述几个部件：微控制器(mcu)、继电器、蜂鸣器、led灯以及相关驱动电路。继电器是弱电信号控制强电信号的关键元器件，当微控制器发出负载关断信号时，继电器将切断负载电源，反之亦然。如果继电器的负载为电机，此时可实现电机的转动和停转，目前的继电器通常采用12v电源供电。蜂鸣器的主要作用是提示整个系统的工作情况，或者将其作为用户操作时的提示音。例如上电时的提示音，系统工作异常时的鸣叫。但是存在以下问题：

1)继电器的驱动和蜂鸣器的驱动分离设置，导致继电器的驱动和蜂鸣器的驱动占用体积较大的现象出现，不方便安装在小家电设备中；

2)如果继电器接入了感性负载，而又忘记为感性负载续流，会导致误伤感性负载的现象出现。

技术实现要素：

本发明要提供一种具有稳压、蜂鸣器驱动及继电器驱动功能的集成电路，解决现有技术中因继电器的驱动和蜂鸣器的驱动分离设置而导致占用体积大的问题，同时解决因忘记为感性负载提供续流电路而导致容易将感性负载损伤的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种具有稳压、蜂鸣器驱动及继电器驱动功能的集成电路，包括：蜂鸣器驱动电路以及达林顿驱动电路，蜂鸣器驱动电路以及达林顿驱动电路均集成在一个芯片中，达林顿驱动电路的控制端用于连接外界控制电路，达林顿驱动电路的输出端连接至继电器的负极控制端，达林顿驱动电路连接至第一续流二极管d1的正极，第一续流二极管d1的负极连接至蜂鸣器驱动电路的蜂鸣器电源端，蜂鸣器驱动电路的第一控制端和第二控制端均连接至外界控制电路，蜂鸣器驱动电路的第一输出端和第二输出端分别连接至蜂鸣器两端。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

继电器的开关端连接在负载所在的回路上，继电器用于开闭负载所在回路，继电器的启动和蜂鸣器的启动共用一个电源节约了电源的使用。将第一续流二极管d1也集成在芯片中，且实现第一续流二极管d1与达林顿驱动电路与蜂鸣器驱动电路的连接，实现了当继电器连接的负载为感性负载时，第一续流二极管d1为继电器连接的负载做续流用，例如负载为电感，电感的电流不能突变，以保护电感，而第一续流二极管d1直接连接至蜂鸣器驱动电路的蜂鸣器电源端，实现了借用蜂鸣器用电源为继电器连接的负载续流，减少了电源的使用，再加上达林顿驱动电路、第一续流二极管d1与蜂鸣器驱动电路集成在一个芯片中，减小了占用体积。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为芯片内的电路布局图；

图2为使用时芯片的连接示意图。

附图标记：第一功率管npn1、第二功率管npn2、第一电阻r1、第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2、第一续流二极管d1、第二续流二极管d2、定时电容c4、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第三电容c3、第五电阻r5。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

本发明提出了一种具有稳压、蜂鸣器驱动及继电器驱动功能的集成电路，包括：蜂鸣器驱动电路以及达林顿驱动电路，蜂鸣器驱动电路以及达林顿驱动电路均集成在一个芯片中，达林顿驱动电路的控制端用于连接外界控制电路，达林顿驱动电路的输出端连接至继电器的负极控制端，达林顿驱动电路连接至第一续流二极管d1的正极，第一续流二极管d1的负极连接至蜂鸣器驱动电路的蜂鸣器电源端，蜂鸣器驱动电路的第一控制端和第二控制端均连接至外界控制电路，蜂鸣器驱动电路的第一输出端和第二输出端分别连接至蜂鸣器两端。继电器的正极控制端连接至蜂鸣器驱动电路的蜂鸣器电源端，蜂鸣器驱动电路的蜂鸣器电源端用于连接至蜂鸣器用电源。继电器的开关端连接在负载所在的回路上，继电器用于开闭负载所在回路，继电器的启动和蜂鸣器的启动共用一个电源节约了电源的使用。将第一续流二极管d1也集成在芯片中，且实现第一续流二极管d1与达林顿驱动电路与蜂鸣器驱动电路的连接，实现了当继电器连接的负载为感性负载时，第一续流二极管d1为继电器连接的负载做续流用，例如负载为电感，电感的电流不能突变，以保护电感，而第一续流二极管d1直接连接至蜂鸣器驱动电路的蜂鸣器电源端，实现了借用蜂鸣器用电源为继电器连接的负载续流，减少了电源的使用，且占用体积小。

为了提高集成度，进一步减小占用空间，蜂鸣器驱动电路以及达林顿驱动电路所在的芯片还集成有稳压电路。

为了保证整个芯片能够实现稳压功能，芯片外连接有与稳压电路相连的稳压外围电路；

稳压外围电路包括：滤波模块、采样模块(采样模块为输出检测模块提供检测基础)、震荡信号产生模块(为输入检测模块提供运行电源)以及降压模块(为开关模块限流，避免因过高电压输入而导致开关模块损坏)，vcca端连接至降压模块输入端，降压模块输出端用于连接开关模块的电源输入端，输入检测模块检测降压模块输出端的电压；震荡信号产生模块用于为输入检测模块提供震荡信号；采用模块输入端用于连接至开关模块输出，采样模块输出端用于连接至输出检测模块的输入端；滤波模块输入端连接至开关模块的输出端，滤波模块输出端输出稳压后电压。

在控制模块与开关模块之间连接有rs触发器。

为了提高驱动效果，开关模块包括：第一功率管npn1、第二功率管npn2以及第一电阻r1，第二功率管npn2的基极为开关模块的控制端，第二功率管npn2的基极连接至rs触发器的q端，第二功率管npn2的集电极为芯片的dc端，第二功率管npn2的发射极接第一功率管npn1的基极，第一功率管npn1的基极连接至第一电阻r1一端，第一电阻r1另一端连接至第一功率管npn1的发射极，第一功率管npn1的集电极为芯片的sc端；第一功率管npn1的发射极为芯片的se端，dc端和sc端为开关模块的电源输入端。

为了提供结构简单的控制模块，减少成本，控制模块包括：与门，与门的输出端为控制模块的输出端，与门的第一输入端和第二输入端分别为控制模块第一输入端和第二输入端。

为了设计结构简单的输入检测模块，为后续输入检测模块的运行直接依靠vcca端的输入即可使得整个输入检测模块的运行，避免输入检测模块需要另外的驱动电源，输入检测模块包括：振荡器，振荡器的tc定时端芯片为芯片的tc端，tc端用于连接至震荡信号产生模块的输出端，振荡器的isense电流检测端为芯片的tsense端，tsense端连接至降压模块输出端与开关模块电源输入端连接处，振荡器的震荡输出端为输入检测模块的输出端，振荡器的震荡输出端亦连接至rs触发器的r端。

为了设计结构简单的输出检测模块，输出检测模块包括：比较器以及基准电源，基准电源负极端接地，基准电源正极端连接至比较器的同向输入端，比较器的输出端连接至与门的第一输入端，比较器的反向输入端用于连接至采样模块的输出端。

为了设计结构简单的滤波模块，滤波模块包括：第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2以及第二续流二极管d2，第一电感l1一端输出稳压后电压，第一电感l1另一端连接至第二电感l2一端，第二电感l2另一端连接至se端，第一电容c1正极连接至第一电感l1远离第二电感l2一端，第二电容c2正极连接至第一电感l1与第二电感l2的连接处，第二续流二极管d2负极连接至se端，第二续流二极管d2正极、第一电容c1负极以及第二电容c2负极均接地。

为了设计结构简单的震荡信号产生模块，实现使用vcca端的输入电压即可驱动振荡器的运行，震荡信号产生模块包括：定时电容c4以及第二电阻r2，第二电阻r2一端和定时电容c4正极均连接至tc端，定时电容c4负极接地，第二电阻r2另一端连接至vcca端。

为了设计结构简单的采样电路，且保证输出检测稳定，采样电路包括：第三电阻r3以及第四电阻r4，第三电阻r3一端为采样电路的输入端，采样电路的输入端连接至第一电感l1与第二电感l2的连接处，第三电阻r3另一端连接至第四电阻r4一端，第四电阻r4另一端接地，第三电阻r3与第四电阻r4的连接处为采样电路的输出端。

降压电路包括：第三电容c3以及第五电阻r5，第五电阻r5一端为降压电路的输出端，第五电阻r5另一端连接至第三电容c3正极，第三电容c3正极连接至vcca端，第三电容c3负极接地。

本实施例的工作原理：vcc接蜂鸣器的供电端，gnd引脚接地。b1、b2分别为蜂鸣器驱动电路的第一控制端和第二控制端，f1和f2分别为蜂鸣器驱动电路的第一输出端和第二输出端，f1接蜂鸣器正端并外接定时电容c4c10，f2接蜂鸣器负端，可以根据不同的蜂鸣器和不同的和弦音需求，选择合适的定时电容c4c10与不同频率的控制信号b1、b2。vcca接dcdc变压器供电端，sc、dc和isense引脚通过第五电阻r5接vcca。tc引脚外接定时电容c4。第三电阻r3与第四电阻r4对输出电压进行采样，将采样信号反馈回comp端进行比较。当对输出电压的纹波要求比较低时，可在输出端接由第一电感l1、第一电容c1组成的二级滤波，从而降低输出电源的纹波。

其中，稳压电路的工作原理为：电源vcca上电后，内部振荡器开始工作产生振荡脉冲信号，在振荡周期脉冲为高电平时驱动第一功率管npn1以及第二功率管npn2导通，电流从vcca流经第五电阻r5、第一功率管npn1、第二功率管npn2以及第二电感l2，对第二电容c2进行充电。在振荡周期脉冲为低电平时第一功率管npn1以及第二功率管npn2关闭，由于得让电感电流不能瞬变，此时由第二续流二极管d2提供得让电感续流电流。这样通过对第二电容c2的不断充电，输出电压不断升高。第三电阻r3有与第四电阻r4对输出电压进行采样，将采样信号反馈回comp端进行比较。当comp端电压高于1.25v时，内部线路关断功率管，输出电压降低，形成一个负反馈回路。最终输出电压由采样第三电阻r3以及第四电阻r4决定，输出电压计算公式为vout＝(r3+r4)/r4*1.25v。

振荡器通过恒流源(也就是连接vcca端)对外接在tc管脚上的定时电容c4不断地充电和放电，以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的，所以振荡频率仅取决于外接定时电容c4的容量，第二电阻r2可提供补偿电流，可起到降低输出纹波的作用。与门的c输入端在振荡器对外充电时为高电平，d输入端在比较器的输入电平低于1.25v电平时为高电平。当c和d输入端都变成高电平时，触发器被置为高电平，输出开关管导通。反之，当振荡器在放电期间，c输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。

电流限制isense检测端通过检测连接在vcc和isense脚之间第五电阻r5上的压降来完成功能。当检测到电阻上的电压降接近超过300mv时，电流限制电路开始工作。这时通过tc管脚对定时电容c4进行快速充电，以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。