驱动电路及其操作方法技术

本发明专利技术提供一种用来驱动象一ＬＥＤ（１０２０－１０２３）、一蜂鸣器（１０６０）、一电压变换器或一ＥＬ灯这样的功能装置的驱动电路（１０００）以及该电路的操作方法。该电路包括：一电感器（１０３０）；用于连接一电压源（１０５０）的第一连接点和第二连接点；开关装置（１０４０），当该装置处于第一状态时，允许一电流从第一连接点流出，流经电感器，由此对电感器充电，而当该装置处于第二状态时，基本上阻止电流从第一连接点流至电感器；以及至少两个功能装置，当能量从电感器释放给这至少两个功能装置时，这至少两个功能装置起作用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种驱动电路，该电路具有一电感器；第一与第二连接点，用来连接一电压源；开关装置，当它处于第一状态时，能使一电流从第一连接点流经电感器，从而对电感器充电使其蓄能，而当它处于第二状态时，它基本上禁止电流从第一连接点流至电感器。本专利技术还涉及该驱动电路的操作方法。已有技术中，用于发光二极管——LED的驱动器已是众所周知。第一种LED驱动器包括接至电压源的电阻、LED和开关。电阻的第一电极接至LED的正极。LED的负极接至开关的第一电极。具有最高正电势的电压源电极——“正极”接至电阻的第二电极，而具有最低负电势的电压源电极——“负极”接至开关的第二电极。开关可以是一n型双极晶体管，其中该晶体管的第一电极是集电极，其第二电极是发射极。工作时，当开关闭合时，即通电时，一电流从电压源的“正极”经电阻、LED和开关流至电压源的“负极”。若适当选择电阻的阻值和电压源的电压，则LED发光。当LED两端电压大于该二极管受到正向偏压时的阈值电压时，LED发光。该电压称为VF，约为1～2V。该电阻用来限制电路中的电流。可以用例如一双极晶体管或一场效应管FET来实现该开关。第一种LED驱动器的缺点在于，LED要求一很小的正向电压以发光。另外，限流电阻会耗能，造成浪费。当电压源是一电池时，这些缺点变得更显著，在该电池中，所提供的最大电压受限，并且存储于电池中的能量是有限资源。若VF为1.4V，并且导通时集-射极电压为0.2V的双极晶体管用作一开关时，则电压源的电压需要大于1.6V(1.4+0.2)。在这种情况下，不可能用提供1.5V电压的电池。若两个或更多LED串联连接，则这种情况变得更糟。即使电压源的电压高得足以使LED发光，也会在电阻中浪费能量。由于存储于电池中能量的可用量有限，所以不希望浪费能量。DE-A-22 55 822中表示出上述问题的第一个解决方案。其中公开了一种驱动器，它包括接至电压源的LED、用作开关的双极晶体管和电感器。LED与电感器并联连接。LED的正极接至一n型双极晶体管的集电极。具有最高正电势的电压源电极——“正极”接至LED的负极，而具有最低负电势的电压源电极——“负极”接至双极晶体管的发射极。工作时，该晶体管用作一交替闭合与断开的开关。这通过在该晶体管的基极上施加一适当信号来实现。在开关闭合期间，能量存入电感器中。之后，当开关断开时，所存入的能量通过LED得以释放。若适当选择电感器的参数，则LED两端的正向电压将达到阈值电压VF，LED发光。然后，再次使开关闭合以重复上述程序。应指出的是，LED两端的最大正向电压可能有一更大的额定值，该额定值大于电压源所提供电压的额定值。由此可以用一电压源驱动一LED，该电压源提供额定值小于LED阈值VF的电压。此外，该方案并不含耗能的限流电阻。US-A-3,944,854中公开了上述问题的第二个解决方案。其中公开了一种驱动器，它包括接至电压源的LED、用作开关的双极晶体管和电感器。在这种情况下，LED与开关并联连接。因而该驱动器的工作类似于以上DE-A-22 55 822中所公开驱动器的工作。在US-A-5,313,141中公开了一种电荧光灯——EL灯的驱动器，该驱动器包括一开关电路和一电感器。在已有技术中，蜂鸣器的驱动器众所周知。一蜂鸣器包括一电感器和一振动片。工作时，一周期性交变的电势施加在电感器的两端，由此在该电感器的附近产生一周期性改变强度的磁场。因磁场强度的这些变化，使实际上与电感器相邻设置的振动片振动。振动片的这些振动产生一个声信号。因而一蜂鸣器的工作类似于一扬声器的工作。一种已有技术的蜂鸣器驱动器包括接至电压源的蜂鸣器、晶体管、电阻、二极管和n型双极晶体管。蜂鸣器的第一电极接至电阻的第一电极和二极管的正极。电阻的第二电极接至晶体管的集电极。具有最大正电势的电压源的电极——“正极”接至蜂鸣器的第二电极和二极管的负极。具有最小负电势的电压源的电极——“负极”接至晶体管的发射极。工作时，晶体管可以用作一交替闭合与断开的开关。这通过将一适当信号施加到晶体管的基极上来实现。当晶体管导通时，一电流流经蜂鸣器的电感器，能量存入该电感器中。当晶体管不导通时，所存储的能量被释放为流过二极管的电流。流过蜂鸣器电感器的电流将在电感器周围产生一磁场。蜂鸣器内振动片的实际位置取决于磁场强度。由于该磁场的强度作为与晶体管的开关有关的时间函数而周期性地变化，所以振动片振动，由此产生声波。该声波的频率取决于晶体管的开关频率。当驱动晶体管时，当然也可以采用其他类型的周期信号，如一正弦曲线。为完整理解本专利技术的背景，现在将说明一些已有技术电路。一LED驱动器可以用来驱动许多LED。这常用于LED用来例如为液晶显示器(LCD)或一键盘板产生背照光时的已有技术中。一种用于多个LED的已有技术LED驱动器包括接至一电压源的恒流源(constant current generator)和多个LED。一组LED可以串联或并联连接。然后许多组LED可以串联或并联连接。在已有技术中，许多利用一电感器和一开关的电压变换器(voltage converter)众所周知。这些变换器的共同工作原理是，电感器交替充电和放电。这通过交替闭合与断开开关来实现。已有技术驱动器的一个问题是，若在一个共用系统中有一个以上的驱动器，则一印刷电路板——PCB上驱动电路所需的总体空间很大。当在一实际上需要很小尺寸的系统中有几个驱动电路时，该问题变得更突出。要求有如此小尺寸的系统是手持系统(如一蜂窝电话)。当已有技术驱动器用于一共用系统中时其另外一个问题是，例如用一贴片机(pick-and-place machine)将元件固定到一PCB上需要花费至少一段时间，在这段时间内，依次固定每个驱动器的所有元件。由于在固定元件的时间周期内将占用一资源如贴片机，所以将一元件固定到一PCB上所花费的时间对应于一定成本。当已有技术驱动器用于一共用系统中时其另外一个问题是，每个驱动器分别需要控制信号，该信号用来控制驱动器的工作。该控制信号一般由一控制单元如一微处理器产生。每个控制信号占用该控制单元的一个输出端口。在许多系统中，控制单元输出端口的数目有限。当将该控制单元装入实际上很小的装置如一手持系统中时，由于每个输出端口在PCB上占用一定最小的区域，所以该问题变得尤为突出。本专利技术的目的在于提供一种驱动电路，它用来驱动至少两个功能装置，例如一LED、一蜂鸣器、一电压变换器或一EL灯，该电路使用时在一PCB上需要很小的空间。本专利技术的另一个目的在于提供一种用来驱动至少两个功能装置的驱动电路，当将其元件固定到一PCB上时，用一资源如一贴片机将元件固定到PCB上所需的时间很少。本专利技术的又一个目的在于提供一种通过少量控制信号线控制驱动多个功能装置的驱动电路。本专利技术的目的是具有比功能装置数目少的控制信号线，从而能使用控制单元的少量输出端口，结果使实施本专利技术时输出端口和控制信号线在一PCB上需要较小的空间。通过提供驱动至少两个功能装置的驱动电路来实现本专利技术的目的，这些功能装置例如是一LED、一蜂鸣器、一电压变换器或一EL灯，该电路包括一电感器；用来连接电压源的第一连接点和第二连接点；开关装置，当它处于第一状态时，能使电流从第一连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来驱动象一ＬＥＤ、一蜂鸣器、一电压变换器或一ＥＬ灯的功能装置的驱动电路，该电路具有：一电感器（１０３０；１１３０；１２３０；１３３０；１７３０）；用于连接一电压源的第一连接点和第二连接点；开关装置（１０４０；１１４０；１２８０；１３８０；１７４０），当该装置处于第一状态时，允许一电流从第一连接点流出，流经电感器，由此对电感器充电，而当该装置处于第二状态时，基本上阻止电流从第一连接点流至电感器，其中当能量从电感器释放给至少两个功能装置（１０６０，１０２０－１０２３；１１６０，１１２０－１１２３；１２６０，１２２０－１２２３；１３６０，１３２０－１３２３；１７６０，１７２１）时，这些功能装置起作用，其特征在于，所述功能装置中的一个是一振动片，该振动片在能量从电感器中释放出来时产生一声波。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H安德松，J于格马克，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]