新型陶瓷壓電揚聲器驅動的設計與應用
2020-12-02 電子產品世界
摘要：隨著可攜式消費電子的發展，人們對可攜式電子設備小型輕薄的要求越來越高，陶瓷壓電揚聲囂以其超輕，超薄，高效，無需大音腔等特點逐漸被眾多可攜式消費類電子產品所青昧。本文對比傳統動圈型揚聲器，分析了新型陶瓷壓電揚聲器的特點及對所需音頻功率放大器的要求，對各種常用升壓結構及音頻功率放大器進行對比、分析，並測試了多種升壓結構及音頻功率放大器配合陶瓷壓電揚聲器的相關數據及使用效果，從音壓、效率、總諧波失真等各方面考慮。得出使用Boost升壓結構，配合D類音頻功率放大器驅動新型陶瓷壓電揚聲器是能夠獲得最折衷的解決方案。
關鍵詞：新型陶瓷壓電揚聲器；專頻放大器；Boost；Class-D
1 可攜式產品的發展趨勢
可攜式產品的發展趨勢如圖1所示。
隨著可攜式消費電子的發展，人們對可攜式電子設備小型輕薄的要求越來越高，陶瓷壓電揚聲器以其超輕，超薄，高效，無需大音腔等特點逐漸被眾多可攜式消費類電子產品所青睞。可攜式消費產品向著超薄輕小的方向發展，怎樣做到外形纖薄，並且延長單次充電電池使用時間已成為各類消費產品的主要設計考慮。這樣的系統需求對單個電子元器件提出了更薄、更小、更省電的要求。
2 陶瓷壓電揚聲器的基本特點
與動圈式揚聲器相比，壓電揚聲器的振膜是被粘接在它上面的壓電材料帶動產生彎曲的，因此振膜的外形幾乎沒有限制，而動圈式揚聲器的振膜或紙盆通常都是圓形或者橢圓形的，這樣常會限制產品的外形設計。所有的動圈式揚聲器都必須有一個磁鐵以驅動音圈，這樣就增加了揚聲器的總體高度及重量，但是陶瓷壓電揚聲器卻無需磁鐵驅動，這樣就可以達到一種很薄的外形從而降低終端產品的高度。
面對設計小巧的手機和越來越薄的電腦，動圈式揚聲器成為製造商能否生產出超薄產品的制約因素。陶瓷壓電揚聲器能以超薄、緊湊的封裝提供極具競爭力的聲壓電平(SPL)，具有取代傳統的動圈式揚聲器的巨大潛力。陶瓷壓電和動圈式揚聲器的主要區別如表1所示。
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一種新型壓電陶瓷驅動電源的研究
壓電陶瓷是一種微驅動材料，具有體積小、位移解析度高、頻響高、無噪聲、不發熱、輸出有效頻帶寬、使用壽命長、位移精度非常高、驅動能力可達幾十牛到幾百牛[1-2]等特點，使得壓電陶瓷在動態定位領域的應用越來越廣泛。 -
奧迪威:深掘壓電陶瓷特性,多重應用引人矚目
壓電陶瓷，一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料，屬於無機非金屬材料。這是一種具有壓電效應的材料。由於壓電陶瓷本身具備的物理特性，其衍生應用非常廣泛。 -
基於ARM的高解析度壓電陶瓷驅動電源
摘要：根據壓電陶瓷微位移器對驅動電源的需求，設計了壓電驅動電源系統。關鍵詞：ARM；壓電陶瓷；驅動電源；PI控制器0 引言 壓電陶瓷驅動器(PZT)是微位移平臺的核心，其主要原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應產生形變，從而驅動執行元件發生微位移。 -
採用ARM的壓電陶瓷驅動電源結構及電路
在本文中，小編將為大家介紹一種高解析度的壓電陶瓷驅動電源系統結構及電路設計方案。該設計中採用LPC2131作為微處理器，用於產生控制信號及波形;採用18位電壓輸出DA晶片AD5781作為D/A轉換電路的主晶片，產生連續可調的直流低壓信號;採用APEX公司的功率放大器PA78作為功率放大器件，輸出0~100V的高壓信號從而驅動PZT.為實現高解析度壓電驅動器的應用，壓電驅動電源解析度的設計指標達到1mV量級。 -
ATA-2082高壓放大器在驅動壓電陶瓷的應用
實驗名稱：PZT4壓電陶瓷的溫度變化研究研究方向：PZT4壓電陶瓷的強場下升溫變化研究測試目的：探索大功率領域壓電陶瓷的應用，探索大功率情況下壓電陶瓷溫度變化對材料特性的影響，從而探尋合適的驅動方法降低由於壓電陶瓷升溫對器件特性的影響，這個大功率壓電陶瓷器件的應用有著至關重要的作用 -
ATA-2082高壓放大器驅動壓電陶瓷測試應用
PZT4壓電陶瓷由於其有著價格便宜，壓電特性穩定的特點，在大功率應用領域有著廣泛的應用，尤其是在強場領域，隨著器件驅動電壓的升高，器件會出現產熱，進而導致器件性能下降，探索PZT4壓電陶瓷在強場的升溫情況變得尤為重要，通過對PZT4壓電陶瓷振子施加強電場，測量其升溫情況，探索PZT4壓電陶瓷強電場下的升溫機理，探索PZT4壓電陶瓷的升溫情況對壓電陶瓷的大功率器件尤為重要。 -
多單元壓電陶瓷類變形鏡高壓驅動電源設計
摘要：針對變形鏡壓電陶瓷類驅動器單元數多的特點，設計一種高帶寬適合擴展成多通道輸出的壓電陶瓷驅動電源，它利用光耦分相隔離從源極驅動功率NMOS管，簡化了電路結構並保證了功率帶寬。壓電陶瓷類變形鏡鏡面的變形是由多個一端固定於鏡面，另一端固定於底座的壓電陶瓷驅動器（PZT）的伸縮來實現的。每一個驅動器都需要一個獨立的驅動電源給它提供驅動電壓，PZT在外電場的作用下，由於逆壓電效應，將產生垂直和水平方向上的伸縮形變，從而帶動鏡面產生形變。 為了產生所需的正負形變量需要給PZT施予雙極性的幾百甚至上千伏的高電壓，因此需要驅動電源能、夠輸出雙極性高電壓信號。 -
這種新型超薄壓電薄膜揚聲器比紙還要薄
許多人都在致力於推出具有超薄體積的可攜式揚聲器，而現在出現在Kickstarter上的一種革命性設計絕對會吸引許多人的注意，這就是採用PVDF壓電薄膜技術的新型揚聲器。這種壓電薄膜揚聲器非常薄，厚度只有80微米，要比普通的紙張還要薄。雖然超薄，但是它卻能發出非常豐富層次的聲音效果。 -
壓電陶瓷之四:應用
壓電陶瓷點火器是利用壓電陶瓷將機械力轉換為電火花的裝置、壓電陶瓷點火器產生高壓電源的原理，是利用壓電陶瓷元件受機械力作用發生彈性形變而產生高壓輸出，然後通過高壓火花放電，點燃易燃油氣體。壓電陶瓷點火器有壓電打火機、壓電高壓發生器和家用壓電陶瓷點火器等。壓電陶瓷變壓器是利用壓電陶瓷的電能→機械能→電能的機電能的二次變換，在諧振頻率獲得最高升壓輸出的裝置。 -
全球首個使用壓電陶瓷的超薄壓電防水揚聲器問世
該揚聲器不僅製作成本低廉，而且耗電量少，可以廣泛應用於手機、音樂播放器等便攜設備上。 手機和其他不能防水的便攜設備沾水後，其內部的零件可能會受損，導致聲音質量下降。因此，有很多公司都在專注於研製防水的設備，比如手機等。在日本，就有四分之一的手機廠商宣稱自己的正在研發的新款手機能防水。 -
壓電馬達是什麼 壓電馬達的驅動設計解析
幸運的是，目前有了一個可行的替代方案——壓電馬達，它廣泛應用於需要精確控制的微小直線運動中。（來源：Inductiveload / CC BY 2.5） 壓電式運動可以應用在注入泵，顯微鏡臺，光學定位，儀器儀表，噴墨噴嘴等方面。廉價的低品質壓電裝置可應用於揚聲器，報警器，甚至是小型擴音器等，但是這些用途具僅要求較低的性能。壓電馬達可以以數千赫茲的頻率運動（傳統的電驅動馬達無法達到），並且快速，精確，可控。 -
從壓電陶瓷到超聲距離傳感,小米MIX為何如此冒險?
小米MIX 的設計和工藝公認是非常困難的，超大的屏佔比抓住了很多眼球，大家也為小米的這次創新鼓掌。但是同時，由於不拘一格的設計，以及眾多新技術的應用，特別是一些技術並未得到規模化驗證，導致了良品率極低。mSlednc小米為何如此冒險？ -
壓電陶瓷原理
壓電陶瓷具有敏感的特性，可以將極其微弱的機械振動轉換成電信號，可用於聲納系統、氣象探測、遙測環境保護、家用電器等。壓電陶瓷對外力的敏感使它可以感應到十幾米外飛蟲拍打翅膀對空氣的擾動，用它來製作壓電地震儀，能精確地測出地震強度，指示出地震的方位和距離，這不能不說是壓電陶瓷的一大奇功。 -
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微升和納升分配 當需要分配微升或納升體積時，它需要非常精確的運動來控制分配，由壓電陶瓷致動器促動隔膜泵或閥門是一種常見的解決方案。通過給壓電陶瓷施加電壓，改變其位移的大小和速率，從而達到微升或納升分配的目的。 -
壓電陶瓷諧振頻率的常見問題
壓電陶瓷屬于振蕩機械系統，諧振頻率是在壓電陶瓷一端固定另一端自由移動狀態下採用非常低的電壓信號激勵下測得的。壓電陶瓷的諧振頻率是由壓電陶瓷的剛度以及其有效質量所決定的，也可以通過公式計算得出：當外部負載後壓電陶瓷的諧振頻率會改變嗎？ -
壓電陶瓷濾波器原理及其設計
而具有機械諧振特性和能量轉換能力的壓電陶瓷，和壓電晶體一樣，在濾波器技術中得到廣泛應用。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/187015.htm目前，陶瓷濾波器使用的壓電陶瓷振子，其相對帶寬為0.5%~20%，品質因數QM在600~3000範圍內，大量生產的陶瓷振子頻率溫度範圍為1KHZ~幾十兆赫，具體又可分為音頻（3KHZ以下）、甚低叔（3~30KHZ）、低頻 -
聚偏氟乙烯(PVDF)壓電薄膜特點及應用
隨著可穿戴設備的興起，設備中對壓電傳感器需求也持續增長，因此本文將重點介紹PVDF薄膜在壓電領域的應用。 PVDF壓電薄膜的光電性能PVDF壓電薄膜即聚偏佛乙烯壓電薄膜是20世紀70年代在日本問世的一種新型高分子壓電材料，因其較複雜的極化處理工藝，到目前為止，世界上只有少數先進國家生產。 -
基於PZT壓電陶瓷的光相位調製!
楊明遠 發表於 2020-05-06 11:53:39 隨著生產技術的更新及應用的不斷擴展，PZT壓電陶瓷已經廣泛進入人們的視野，知名度也在不斷升高。 -
一文了解無鉛壓電陶瓷
②SPS技術在製備無鉛壓電陶瓷上的應用對NKN系陶瓷，採用常規燒結方法容易造成Na、K的損失，難以獲得緻密度高的材料。而SPS技術具有升溫速度快、燒結時間短的特點，燒結溫度要比常規工藝的低（920℃）因此有利於控制燒結體的細微結構，可以得到緻密度高、晶粒均勻、壓電性能好的材料。 -
北京大學董蜀湘課題組利用「超材料」思想設計納米步進壓電馬達並取得重要進展
北京大學工學院董蜀湘課題組受到「超材料」設計思想的啟發，設計了 [2×2] 多層陶瓷單元序構（OSPAU）結構的壓電驅動器，並通過多層壓電陶瓷共燒方法製備出壓電驅動器樣機。設計的壓電驅動器工作在人工準剪切d34模式，並表現出巨大的壓電係數（1403 pm/V），而在天然壓電陶瓷中該係數為零。