基于微控制器引脚的大电压驱动压电蜂鸣器设计方案

2018-11-28 11:06:38

966 微控制器蜂鸣器晶体管

　　往期的一篇设计实例，描述了如何用一只微控制器以大交流电压驱动一个压电蜂鸣器，它使用了一个四MOSFET的电路，与微控制器的两个I/O引脚连接（参考文献1）。本文是这个电路的修改扩充，能节省下一只微控制器的I/O引脚。Q4的栅极连接到Q2的漏极，而不是第二个I/O引脚（图）。微处理器在I/O引脚施加一个高逻辑电平，使Q2导通，将Node A拉至低逻辑电平。这个动作打开Q3,关闭Q4.Node B上的电压变为15V,Q1关闭。压电元件上的电压现在为15V.

一只微控制器I/O引脚驱动这个电路，在压电蜂鸣器两端产生一个交流电压

　　然后，微控制器将I/O引脚切换为低，Q2关闭。Q1也关闭，因此Node A通过上拉电阻R1,缓慢地升至高逻辑电平。当Node A上的电压达到Q3和Q4管对构成的反相器开关阈值时，Q3快速关断，Q4快速导通。结果Node B上的低逻辑电平使Q1导通，并加快NodeA上电压的上升。现在，压电蜂鸣器上的15V电压是相反极性了。
　　R2削弱了Q4输出与输入之间的耦合，因为存在着压电元件。R2取值330Ω通常就足以抑制反馈所造成的高频振荡。如果R1阻值小，就会增加从电源拉出的功率。R1取值过大也会增加功耗，因为这样会延长晶体管的开关时间，增加有关的直通电流。R1的最佳值约为1kΩ。
　　此设计节省了一只I/O引脚，但付出的是增加功耗的代价。因此，电路的功耗要比前面设计实例所述电路高一个数量级。