電子設計科普:一個簡單蜂鳴器驅動電路引發的討論

2021-02-14 玩轉嵌入式

之前有一個粉絲,在大學期間做課程設計、畢業找工作還有面試時,我都對其幫助過。之後成功入職深圳一家做儀表的技術公司擔任硬體工程師職位。上個月的時候接手了自己的第一個項目,由於是第一次真正做產品,害怕出錯,讓我大致審一下原理圖。我粗略看了一下還真發現一個問題。

問題出在蜂鳴器的驅動電路上。蜂鳴器用的就是5V的有源電磁蜂鳴器,給電就響。在設計中配合按鍵和報警輸出使用。就是如下圖中的蜂鳴器。

有源蜂鳴器

他設計的驅動電路是用三極體實現的,單片機的GPIO口控制三極體的基極,電路圖如下:

蜂鳴器在NPN三極體發射極電路

我認為他設計的這個電路是存在問題的,可能存在三極體無法飽和輸出的問題,因為三極體是要產生壓降的。

假設GPIO口輸出的是5V電壓,三極體BE壓降0.7V,蜂鳴器壓降為U1,則基極電流Ib:

Ib=(5-0.7-U1)/R48, 從計算公式中可以看出,基極電流除了受R48影響之外,還受蜂鳴器的壓降影響。如果壓降較大,則可能三極體不能工作在飽和狀態,從而導致蜂鳴器不發聲。我建議電路圖按照如下的方式修改:

蜂鳴器在NPN三極體集電極電路

這樣基極的電流就只受R50影響,這樣是可控的,從而能保證三極體工作在飽和狀態,成功驅動蜂鳴器發聲。

其實電路的穩定性與否往往是細節部分決定的,一般整體的方案不會存在比較大的問題。產品即使在難做,但是功能一般都能實現,艱難的地方是把產品做穩定,儘量少BUG。

以上這個分析和大家分享,也許你認為我是錯的,也歡迎大家提出不同的意見。

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