蜂鳴器驅(qū)動電路,蜂鳴器驅(qū)動電路原理-KIA MOS管

蜂鳴器是電路設(shè)計中常用的器件，廣泛用于工業(yè)控制報警、機房監(jiān)控、門禁控制、計算機等電子產(chǎn)品作預(yù)警發(fā)聲器件，驅(qū)動電路也非常簡單，然而很多人在設(shè)計時往往隨意設(shè)計，導(dǎo)致實際電路中蜂鳴器不發(fā)聲、輕微發(fā)聲和亂發(fā)聲的情況發(fā)生。

蜂鳴器主要分為壓電式(piezoelectrictype)與電磁式(electromagnetictype)。壓電式蜂鳴器的發(fā)聲源通常是指壓電陶瓷片(piezoelectricceramics)，在其兩個電極上施加交流信號，其本身就會因徑向振動而發(fā)聲。電磁式蜂鳴器可以理解為一個揚聲器，也包含電磁線圈、磁鐵與振動膜片等部件(當然，頻率響應(yīng)特性要比揚聲器差得多，因為蜂鳴器通常只在簡單發(fā)聲場合使用，所以僅在某個比較窄的頻率范圍內(nèi)的電聲功率轉(zhuǎn)換效率較高)。

常見的蜂鳴器驅(qū)動電路

蜂鳴器驅(qū)動電路

NPN三極管控制有源蜂鳴器設(shè)計

蜂鳴器驅(qū)動電路

上圖為通用有源蜂鳴器的驅(qū)動電路。電阻R1為限流電阻，防止流過基極電流過大損壞三極管。

電阻R2有著重要的作用，第一個作用：R2相當于基極的下拉電阻。如果A端被懸空則由于R2的存在能夠使三極管保持在可靠的關(guān)斷狀態(tài)，如果刪除R2則當BUZZER輸入端懸空時則易受到干擾而可能導(dǎo)致三極管狀態(tài)發(fā)生意外翻轉(zhuǎn)或進入不期望的放大狀態(tài)，造成蜂鳴器意外發(fā)聲。

第二個作用：R2可提升高電平的門檻電壓。如果刪除R2，則三極管的高電平門檻電壓就只有0.7V，即A端輸入電壓只要超過0.7V就有可能導(dǎo)通，添加R2的情況就不同了，當從A端輸入電壓達到約2.2V時三極管才會飽和導(dǎo)通，具體計算過程如下：

假定β=120為晶體管參數(shù)的最小值，蜂鳴器導(dǎo)通電流是15mA。那么集電極電流IC=15mA。則三極管剛剛達到飽和導(dǎo)通時的基極電流是IB=15mA\u002F120=0.125mA。

流經(jīng)R2的電流是0.7V\u002F3.3kΩ=0.212mA，流經(jīng)R1的電流IR1=0.212mA+0.125mA=0.337mA。最后算出BUZZER端的門檻電壓是0.7V+0.337mA×4.7kΩ=2.2839V≈2.3V。

圖中的C2為電源濾波電容，濾除電源高頻雜波。C1可以在有強干擾環(huán)境下，有效的濾除干擾信號，避免蜂鳴器變音和意外發(fā)聲，在RFID射頻通訊、Mifare卡的應(yīng)用時，這里初步選用0.1uF的電容，具體可以根據(jù)實際情況選擇。

改進方案

消除蜂鳴器EMI輻射，NPN有源蜂鳴器控制電路改善后電路圖如下所示。

蜂鳴器驅(qū)動電路

兼容性設(shè)計

作為標準電路，需要考慮電路的兼容性問題，比如同樣耐壓不同功率的有源蜂鳴器，有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的兼容性問題。

兼容同樣耐壓不同功率的有源蜂鳴器電路設(shè)計

為了電路的兼容性和可擴展性，電路需要考慮兼容不同廠家和不同功率的蜂鳴器。同一個耐壓的蜂鳴器主要是蜂鳴器的內(nèi)阻和工作電流不一樣，一般3V~5V耐壓的蜂鳴器，不同功率的蜂鳴器導(dǎo)通電流是10mA~80mA。我們按照最大功率的蜂鳴器去設(shè)計電路即可，即三極管的推動電流按照80mA設(shè)計。

假定：β＝120為晶體管參數(shù)的最小值，蜂鳴器導(dǎo)通電流是80mA。那么集電極電流IC＝80mA。則三極管剛剛達到飽和導(dǎo)通時的基極電流IB＝80mA／120＝0.667mA。

流經(jīng)R2的電流是0.7V／3.3kΩ＝0.212mA，所以流經(jīng)R1的電流應(yīng)該是IR1=0.667mA+0.125mA=0.792mA。BUZZER端的門檻電壓是設(shè)定在2.2V，那么R1=(2.2V-0.7V)\u002F0.792mA=1.89K。電阻取常規(guī)2K即可。

如果電路更換功率稍大一點的有源蜂鳴器，可以按照上面的計算方法計算R1的大小。

兼容有源蜂鳴器和無源蜂鳴器電路設(shè)計

在電路的設(shè)計過程中，往往會碰到需求變更，比如項目前期，對蜂鳴器的發(fā)聲頻率沒有要求，但后期有要求，需要更換為無源蜂鳴器，這時就需要修改電路圖，甚至修改PCB，這樣就增加了改動成本、周期和風險。

有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的驅(qū)動電路區(qū)別主要在于無源蜂鳴器本質(zhì)上是一個感性元件，其電流不能瞬變，因此必須有一個續(xù)流二極管提供續(xù)流。

否則，在蜂鳴器兩端會有反向感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動三極管，并干擾整個電路系統(tǒng)的其它部分。而如果電路中工作電壓較大，要使用耐壓值較大的二極管，而如果電路工作頻率高，則要選用高速的二極管。這里選擇的是IN4148的開關(guān)二極管。

NPN無源蜂鳴器控制電路圖如下所示。

蜂鳴器驅(qū)動電路