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三極管驅(qu)動蜂鳴器有(you)哪(na)些陷(xian)阱
您所在的位置:主頁>三極管驅動蜂鳴器有哪些陷阱蜂鳴器是我們在電路設計中使用的常見的一種預警發聲器件,我們常使三極管的工作于開關狀態來驅動它。然而越簡單的電路,很多人在設計時往往越容易忽略細節,導致實際電路中蜂鳴器不發聲、輕微發聲和亂發聲的情況發生。
我們在數字電(dian)(dian)路(lu)設計的(de)(de)(de)中(zhong)常(chang)常(chang)用三(san)極(ji)(ji)管的(de)(de)(de)開關(guan)特(te)性把數字信(xin)號的(de)(de)(de)“”和“0”來轉化成實(shi)際電(dian)(dian)路(lu)中(zhong)的(de)(de)(de)“通”和“斷”,來驅(qu)動一些蜂鳴器、數碼管、繼電(dian)(dian)器等(deng)需(xu)要(yao)較大電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)器件(jian)。然而在使用的(de)(de)(de)過程中(zhong),如果不在意(yi)細節,三(san)極(ji)(ji)管就可能無(wu)法(fa)工作在正常(chang)的(de)(de)(de)開關(guan)狀態。終無(wu)法(fa)達(da)到預期的(de)(de)(de)效果,有時就是因為(wei)這些小小的(de)(de)(de)錯誤而導致重新打板,導致浪費。
下文小編(bian)就把自己使用(yong)三極管(guan)的一(yi)些(xie)(xie)經驗以(yi)及(ji)一(yi)些(xie)(xie)常(chang)見的誤區給大家(jia)分享一(yi)下,在電路設計的過程中可(ke)以(yi)減少(shao)一(yi)些(xie)(xie)不必要(yao)的麻煩。我們來看幾個三極管(guan)做開關的常(chang)用(yong)電路畫法。蜂(feng)鳴器(qi)我們選擇了(le)常(chang)用(yong)的蜂(feng)鳴器(qi)。
圖
例:圖一(yi)中a電(dian)路(lu)中三(san)極(ji)管(guan)(guan)我們選擇(ze)了(le)2N3904三(san)極(ji)管(guan)(guan),2N3904是現在常用的NPN三(san)極(ji)管(guan)(guan)。其耐壓值(zhi)40V,Pcm=400mW,Icm=200mA,β=00-400。蜂(feng)鳴器LS接(jie)在三(san)極(ji)管(guan)(guan)的集電(dian)極(ji),驅(qu)動信號(hao)取(qu)5V,電(dian)阻按照(zhao)經(jing)驗可以取(qu)4.7K。假設三(san)極(ji)管(guan)(guan)放大倍數(shu)為00,蜂(feng)鳴器的工作電(dian)流(liu)(liu)為20mA,即Ic=20mA。Ib=Ic/β=0.2 mA。當基極(ji)電(dian)流(liu)(liu)大于(yu)0.2 mA時,蜂(feng)鳴器均(jun)可正常發(fa)聲。
a電(dian)路中的基(ji)極電(dian)流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA,大(da)于0.2 mA,可以(yi)(yi)使蜂鳴(ming)器(qi)正(zheng)(zheng)常(chang)發聲。b 電(dian)路用的是(shi)2N3906三極管(guan),PNP型,同樣把蜂鳴(ming)器(qi)LS2接在(zai)三極管(guan)的集電(dian)極,驅動信號是(shi)5VTTL電(dian)平。由于2N3906其他參(can)數和(he)2N3904基(ji)本一致(zhi),因此計算過程不再贅述。以(yi)(yi)上這(zhe)兩個電(dian)路圖都(dou)可以(yi)(yi)正(zheng)(zheng)常(chang)工作。
圖(tu)2
圖二(er)的(de)(de)(de)(de)兩個電路(lu)和圖一相比,把(ba)蜂鳴(ming)器(qi)接(jie)在了三極(ji)管的(de)(de)(de)(de)發射極(ji)。在c電路(lu),假(jia)設基極(ji)電壓為5V,基極(ji)電流Ib=(5V-0.7V- UL)/4.7K,其中UL為蜂鳴(ming)器(qi)上的(de)(de)(de)(de)壓降。如(ru) 果UL比較大(da),那么相應的(de)(de)(de)(de)Ib就小(xiao),很(hen)有(you)可(ke)(ke)能Ib<0.2mA,Ic<20mA,無法驅動蜂鳴(ming)器(qi)。有(you)人認為把(ba)R3的(de)(de)(de)(de)阻值減(jian)小(xiao),Ib就可(ke)(ke)以(yi)變大(da),大(da)于0.2 mA時,蜂鳴(ming)器(qi)就可(ke)(ke)以(yi)正常工作。但是蜂鳴(ming)器(qi)的(de)(de)(de)(de)壓降很(hen)難(nan)(nan)獲知,而且有(you)些蜂鳴(ming)器(qi)的(de)(de)(de)(de)壓降可(ke)(ke)能變動,這(zhe)樣一來(lai)基極(ji)電阻阻值就很(hen)難(nan)(nan)選擇(ze),阻值選擇(ze)太(tai)大(da)就會驅動失敗(bai),選擇(ze)太(tai)小(xiao),損耗又變大(da)。d電路(lu)也會出(chu)現(xian)同樣的(de)(de)(de)(de)問題,所(suo)以(yi)不建議選用圖二(er)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)兩種電路(lu)。
圖(tu)3
圖三這(zhe)兩(liang)個電(dian)(dian)路(lu)(lu),電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)驅動信號(hao)為3.3VTTL電(dian)(dian)平(ping),常出(chu)現(xian)在3.3V的(de)MCU電(dian)(dian)路(lu)(lu)設計(ji)中(zhong),如(ru)果不(bu)注意就(jiu)很(hen)容易就(jiu)設計(ji)出(chu)這(zhe)兩(liang)種(zhong)電(dian)(dian)路(lu)(lu),而這(zhe)兩(liang)種(zhong)電(dian)(dian)路(lu)(lu)都是錯誤的(de)。
先分(fen)析(xi)e電(dian)(dian)(dian)路(lu),這是(shi)典型的“發射極(ji)正偏,集電(dian)(dian)(dian)極(ji)反偏”的放大電(dian)(dian)(dian)路(lu),或者(zhe)叫射極(ji)輸(shu)出(chu)器(qi)。當PWM信號為(wei)3.3V時(shi),Ib=(3.3V-0.7V- UL)/4.7K,會出(chu)現和圖2中c電(dian)(dian)(dian)路(lu)中一樣的情況。
f電(dian)(dian)(dian)路(lu)也是一(yi)個(ge)很失敗的(de)電(dian)(dian)(dian)路(lu),首先這個(ge)電(dian)(dian)(dian)路(lu)導通是沒有問題的(de),當驅(qu)動信號為(wei)0V時(shi),蜂鳴(ming)器(qi)可(ke)以正常(chang)動作。然而(er)這個(ge)電(dian)(dian)(dian)路(lu)是無法關斷的(de),當驅(qu)動信號PWM為(wei)3.3V高電(dian)(dian)(dian)平的(de)時(shi)候,Ube=5V-3.3V=.7V, Ube>0.7V,三(san)極(ji)(ji)管仍可(ke)以導通,于是蜂鳴(ming)器(qi)會一(yi)直響。那這個(ge)問題有辦(ban)法解決(jue)嗎?有,如(ru)果你的(de)MCU支(zhi)持OD(開漏)驅(qu)動方(fang)式(shi),可(ke)以在開漏輸(shu)出后用(yong)上拉電(dian)(dian)(dian)阻把電(dian)(dian)(dian)平拉到(dao)5V,這樣 Ube=5V-5V=0V, Ube<0.7V,三(san)極(ji)(ji)管就可(ke)以正常(chang)的(de)關斷了。
總結
三極管作為蜂鳴器開關器(qi)件(jian),雖然驅動電(dian)路很簡單,要使(shi)電(dian)路工作更加穩定可靠,還是不能(neng)掉以輕心。為了避免出(chu)錯(cuo),蜂鳴器廠家建(jian)議是優先采用(yong)圖一的(de)電(dian)路,盡量不采用(yong)圖二的(de)電(dian)路,避免(mian)使用(yong)圖三的(de)工作狀況。
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