《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > EDA與制造 > 新品快遞 > 三極管驅(qū)動蜂鳴器這些“陷阱”要小心!

三極管驅(qū)動蜂鳴器這些“陷阱”要小心!

2018-05-26

  蜂鳴器是我們在電路設(shè)計中使用的最常見的一種預(yù)警發(fā)聲器件,我們常使三極管的工作于開關(guān)狀態(tài)來驅(qū)動它。然而越簡單的電路,很多人在設(shè)計時往往越容易忽略細節(jié),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。

  我們在數(shù)字電路設(shè)計的中常常用三極管的開關(guān)特性把數(shù)字信號的“1”和“0”來轉(zhuǎn)化成實際電路中的“通”和“斷”,來驅(qū)動一些蜂鳴器、數(shù)碼管、繼電器等需要較大電流的器件。然而在使用的過程中,如果不在意細節(jié),三極管就可能無法工作在正常的開關(guān)狀態(tài)。最終無法達到預(yù)期的效果,有時就是因為這些小小的錯誤而導(dǎo)致重新打板,導(dǎo)致浪費。

1.jpg

  這里小編把自己使用三極管的一些經(jīng)驗以及一些常見的誤區(qū)給大家分享一下,在電路設(shè)計的過程中可以減少一些不必要的麻煩。我們來看幾個三極管做開關(guān)的常用電路畫法。蜂鳴器我們選擇了常用的蜂鳴器。

11.jpg

  圖1

  例:圖一中a電路中三極管我們選擇了2N3904三極管,2N3904是現(xiàn)在常用的NPN三極管。其耐壓值40V,Pcm=400mW,Icm=200mA,β=100-400。蜂鳴器LS1接在三極管的集電極,驅(qū)動信號取5V,電阻按照經(jīng)驗可以取4.7K。假設(shè)三極管放大倍數(shù)為100,蜂鳴器的工作電流為20mA,即Ic=20mA。Ib=Ic/β=0.2 mA。當基極電流大于0.2 mA時,蜂鳴器均可正常發(fā)聲。a電路中的基極電流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA,大于0.2 mA,可以使蜂鳴器正常發(fā)聲。b 電路用的是2N3906三極管,PNP型,同樣把蜂鳴器LS2接在三極管的集電極,驅(qū)動信號是5VTTL電平。由于2N3906其他參數(shù)和2N3904基本一致,因此計算過程不再贅述。以上這兩個電路圖都可以正常工作。

22.jpg

  圖2

  圖二的兩個電路和圖一相比,把蜂鳴器接在了三極管的發(fā)射極。在c電路,假設(shè)基極電壓為5V,基極電流Ib=(5V-0.7V- UL)/4.7K,其中UL為蜂鳴器上的壓降。如 果UL比較大,那么相應(yīng)的Ib就小,很有可能Ib<0.2mA,Ic<20mA,無法驅(qū)動蜂鳴器。有人認為把R3的阻值減小,Ib就可以變大,大于0.2 mA時,蜂鳴器就可以正常工作。但是蜂鳴器的壓降很難獲知,而且有些蜂鳴器的壓降可能變動,這樣一來基極電阻阻值就很難選擇,阻值選擇太大就會驅(qū)動失敗,選擇太小,損耗又變大。d電路也會出現(xiàn)同樣的問題,所以不建議選用圖二的這兩種電路。

33.jpg

  圖3

  圖三這兩個電路,電路的驅(qū)動信號為3.3VTTL電平,常出現(xiàn)在3.3V的MCU電路設(shè)計中,如果不注意就很容易就設(shè)計出這兩種電路,而這兩種電路都是錯誤的。

  先分析e電路,這是典型的“發(fā)射極正偏,集電極反偏”的放大電路,或者叫射極輸出器。當PWM信號為3.3V時,Ib=(3.3V-0.7V- UL)/4.7K,會出現(xiàn)和圖2中c電路中一樣的情況。

  f電路也是一個很失敗的電路,首先這個電路導(dǎo)通是沒有問題的,當驅(qū)動信號為0V時,蜂鳴器可以正常動作。然而這個電路是無法關(guān)斷的,當驅(qū)動信號PWM為3.3V高電平的時候,Ube=5V-3.3V=1.7V, Ube>0.7V,三極管仍可以導(dǎo)通,于是蜂鳴器會一直響。那這個問題有辦法解決嗎?有,如果你的MCU支持OD(開漏)驅(qū)動方式,可以在開漏輸出后用上拉電阻把電平拉到5V,這樣 Ube=5V-5V=0V, Ube<0.7V,三極管就可以正常的關(guān)斷了。

  總結(jié):

  三極管作為開關(guān)器件,雖然驅(qū)動電路很簡單,要使電路工作更加穩(wěn)定可靠,還是不能掉以輕心。為了避免出錯,個人建議是優(yōu)先采用圖一的電路,盡量不采用圖二的電路,避免使用圖三的工作狀況。

  實用推薦電路如下:

4.jpg


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。