蜂鸣器驱动电路阿酷实践版

2023-09-01 23:46 作者:技术流阿宅 0人读过 | 我要投稿

1、NPN+高电平+兼容有源/无源

答疑解惑：

1）：为什么兼容

答：在电路的设计过程中，往往会碰到需求变更，比如项目前期，对蜂鸣器的发声频率没有要求，但后期有要求，需要更换为无源蜂鸣器，这时就需要修改电路图，甚至修改 PCB，这样就增加了改动成本、周期和风险。

2）：有源和无源的电路区别

答：区别就是增加一个1N4148。具体原理：区别主要在于无源蜂鸣器本质上是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此必须有一个续流二极管提供续流。否则，在蜂鸣器两端会有反向感应电动势，产生几十伏的尖峰电压，可能损坏驱动三极管，并干扰整个电路系统的其它部分。而如果电路中工作电压较大，要使用耐压值较大的二极管，而如果电路工作频率高，则要选用高速的二极管。这里选择的是 IN4148 的开关二极管。

3）：电路硬件参数具体计算：

答：为了电路的兼容性和可扩展性，电路需要考虑兼容不同厂家和不同功率的蜂鸣器。同一个耐压的蜂鸣器主要是蜂鸣器的内阻和工作电流不一样，一般 3V~5V 耐压的蜂鸣器，不同功率的蜂鸣器导通电流是 10mA~80mA。我们按照最大功率的蜂鸣器去设计电路即可，即三极管的推动电流按照 80 mA 设计。
假定：β＝120 为晶体管参数的最小值，蜂鸣器导通电流是 80 mA。那么集电极电流 IC ＝80 mA。则三极管刚刚达到饱和导通时的基极电流 IB＝80mA／ 120＝0.667mA。流经 R2的电流是 0.7V／ 3.3kΩ＝ 0.212mA，所以流经 R1 的电流应该是 IR1=0.667mA +0.125mA=0.792mA。BUZZER 端的门槛电压是设定在 2.2V，那么 R1=(2.2V-0.7V)/ 0.792mA=1.89K。电阻取常规 2K 即可。
如果电路更换功率稍大一点的有源蜂鸣器，可以按照上面的计算方法计算 R1 的大小。

4）：各元件的作用

电阻R1为限流电阻，防止流过基极电流过大损坏三极管；

电阻R2，作用1相当于基极的下拉电阻。如果控制端被悬空则由于R2的存在能够使三极管保持在可靠的关断状态，如果删除R2则当BUZZER输入端悬空时则易受到干扰而可能导致三极管状态发生意外翻转或进入不期望的放大状态，造成蜂鸣器意外发声；

电阻R2，作用2，可提升高电平的门槛电压。如果删除R2，则三极管的高电平门槛电压就只有0.7V，即控制端输入电压只要超过0.7V 就有可能导通，添加R2的情况就不同了，当从控制端输入电压达到约2.2V 时三极管才会饱和导通，具体计算过程如下：
假定β =120为晶体管参数的最小值，蜂鸣器导通电流是15mA。那么集电极电流IC=15mA。则三极管刚刚达到饱和导通时的基极电流是 IB=15mA/120=0.125mA。流经R2的电流是0.7V/3.3kΩ=0.212mA，流经R1的电流 IR1=0.212mA +0.125mA=0.337 mA。最后算出BUZZER端的门槛电压是0.7V+0.337mA× 4.7kΩ=2.2839V≈2.3V。

电阻R2，作用3，当控制端悬空时，作为电容C1和基极间的放电回路。

电容C2为电源滤波电容，滤除电源高频杂波。

电容C1、C3可以在有强干扰环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声，在 RFID射频通讯、Mifare卡的应用时，这里初步选用0.1uF 的电容，具体可以根据实际情况选择。

5）NPN三极管选型

答：可以用S8050。