蜂鸣器驱动电路(电子蜂鸣器电路图)

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当心三极管驱动蜂鸣器的这些“陷阱”!

蜂鸣器是电路设计中最常用的报警发声装置,我们经常让三极管工作在开关状态来驱动它。但是电路越简单,很多人越容易忽略设计中的细节,导致实际电路中蜂鸣器不响,声音略大,声音随机。

在数字电路的设计中,我们经常利用三极管的开关特性,将数字信号的“1”和“0”转换成实际电路的“开”和“关”,从而驱动一些蜂鸣器、数码管、继电器等需要大电流的器件。但是在使用过程中,如果不关心细节,三极管可能不会在正常开关状态下工作。最终达不到预期的效果,有时候这些小错误导致重玩,导致浪费。

在这里,边肖将分享一些使用三极管的经验和一些常见的误区,可以减少电路设计过程中一些不必要的麻烦。我们来看几个三极管作为开关的常见电路图。蜂鸣器我们选择了常用的蜂鸣器。

图1

例:图一中a电路中三极管我们选择了2N3904三极管,2N3904是现在常用的NPN三极管。其耐压值40V,Pcm=400mW,Icm=200mA,β=100-400。蜂鸣器LS1接在三极管的集电极,驱动信号取5V,电阻按照经验可以取4.7K。diangon.com假设三极管放大倍数为100,蜂鸣器的工作电流为20mA,即Ic=20mA。Ib=Ic/β=0.2 mA。当基极电流大于0.2 mA时,蜂鸣器均可正常发声。a电路中的基极电流Ib=(5V-0.7V)/4.7K=0.9mA,大于0.2 mA,可以使蜂鸣器正常发声。b 电路用的是2N3906三极管,PNP型,同样把蜂鸣器LS2接在三极管的集电极,驱动信号是5VTTL电平。由于2N3906其他参数和2N3904基本一致,因此计算过程不再赘述。以上这两个电路图都可以正常工作。

图2

图二的两个电路和图一相比,把蜂鸣器接在了三极管的发射极。在c电路,假设基极电压为5V,基极电流Ib=(5V-0.7V- UL)/4.7K,其中UL为蜂鸣器上的压降。如 果UL比较大,那么相应的Ib就小,很有可能Ib<0.2mA,Ic<20mA,无法驱动蜂鸣器。有人认为把R3的阻值减小,Ib就可以变大,大于0.2 mA时,蜂鸣器就可以正常工作。但是蜂鸣器的压降很难获知,而且有些蜂鸣器的压降可能变动,这样一来基极电阻阻值就很难选择,阻值选择太大就会驱动失败,选择太小,损耗又变大。d电路也会出现同样的问题,所以不建议选用图二的这两种电路。

图3

图三这两个电路,电路的驱动信号为3.3VTTL电平,常出现在3.3V的MCU电路设计中,如果不注意就很容易就设计出这两种电路,而这两种电路都是错误的。

先分析e电路,这是典型的“发射极正偏,集电极反偏”的放大电路,或者叫射极输出器。当PWM信号为3.3V时,Ib=(3.3V-0.7V- UL)/4.7K,会出现和图2中c电路中一样的情况。

f电路也是一个很失败的电路,首先这个电路导通是没有问题的,当驱动信号为0V时,蜂鸣器可以正常动作。然而这个电路是无法关断的,当驱动信号PWM为3.3V高电平的时候,Ube=5V-3.3V=1.7V, Ube>0.7V,三极管仍可以导通,于是蜂鸣器会一直响。那这个问题有办法解决吗?有,如果你的MCU支持OD(开漏)驱动方式,可以在开漏输出后用上拉电阻把电平拉到5V,这样 Ube=5V-5V=0V, Ube<0.7V,三极管就可以正常的关断了。

总结:

三极管作为开关器件,虽然驱动电路很简单,但也不能掉以轻心,让电路工作更稳定可靠。为了避免出错,我个人的建议是优先使用图1中的电路,尽量不要使用图2中的电路,避免使用图3中的工况。

实用的推荐电路如下:

中华人民共和国海关总署