Over piëzo-aandrijfcircuit ，Vaak moeten we fysieke grootheden meten, zoals temperatuur, geluidsdruk en mechanische belasting. Een transducer is elk apparaat dat we kunnen gebruiken om dergelijke hoeveelheden te meten. Gewoonlijk zet een transducer een mechanisch signaal om in een elektrisch signaal.

Er bestaan ​​veel soorten transducers, en een piëzo-elektrische transducer is er een van. Elk apparaat dat deze transducer gebruikt, kan een fysieke hoeveelheid omzetten in een elektrisch signaal. Desalniettemin is de vraag van een miljoen dollar hoe werkt een piëzo-elektrische transducer?

Deze piëzo-aandrijfcircuitgids zal de schakelingen van dit systeem en zijn gemeenschappelijke ontwerptechnologie uitleggen.

1. Werkingsprincipes van piëzo-aandrijfcircuit

Een elektricien

Je moet eerst de samenstelling van een piëzo-zoemer begrijpen. Sommige materialen hebben piëzo-elektrische eigenschappen en je vindt ze in elke piëzo-zoemer. Ze omvatten onder meer kwarts, polyvinylideendifluoride, loodzirkonaattitanaat (PZT) en Rochelle-zout.

In typische aandrijfcircuits vindt u een piëzo-elektrische sirene gecoat met een geleidend materiaal. Wanneer u geluidsdruk uitoefent op het geleidende oppervlak, worden de ionen van het piëzo-element actief. Dientengevolge zullen de ionen van het ene uiteinde van het geleidende materiaal naar het andere gaan.

Het zal dus leiden tot het genereren van een lading. De uitgangslading zal vervolgens cruciaal zijn bij de kalibratie van de oorspronkelijke geluidsdruk.

Merk op dat deze spanning zowel trek- als druk kan zijn. Het spanningstype en de oriëntatie van het piëzo-element bepalen dus de intensiteit van het uitgangssignaal.

Houd er bovendien rekening mee dat de audio-uitvoer afhankelijk is van de hoeveelheid AC-ingangsspanning.

2. Basis piëzo-aandrijfcircuit

Elektrische componenten

Voor deze schakeling heb je heel weinig componenten nodig, waaronder een elektronische schakelaar, een resetweerstand en een piëzozoemer. U kunt een bipolaire junctietransistor (BJT) of een veldeffecttransistor (FET) voor de schakelaar opnemen.

Voor het circuit heb je een paar componenten nodig, en ze zijn allemaal goedkoop. Je kunt dus werken met een klein budget. Desalniettemin heeft het enkele nadelen, waaronder een beperking van de vermogensdissipatie door de resetweerstand. Ook bepaalt het ingangssignaal van uw systeem de hoeveelheid piëzo-elektrisch geluid. U zult dus met deze beperkingen te maken krijgen als u kiest voor de basisschakeling.

Houd er bovendien rekening mee dat u de piëzo-zoemer niet per se op de pluspool hoeft aan te sluiten. Wanneer u het aansluit op de aarding van het circuit, zal het even effectief werken.

3. Buffers toevoegen aan een basiscircuit voor piëzo-transducers

Een spreker

U kunt het probleem van de resetweerstand in het bovenstaande circuit vermijden door buffers toe te voegen. Voor dit circuit moet u twee buffertransistors toevoegen om het probleem met de impedantie van de transducer op te lossen. Desalniettemin zal dit ongetwijfeld van invloed zijn op de vermogensafgifte van het systeem. De aandrijfspanning zal met ongeveer 1,2 Volt afnemen, maar de aansluiting zal de impedantie van de transducer volledig voorkomen.

Opmerkelijk is ook dat u de piëzo-sirene kunt aansluiten op de plus- of massaklem. Hoe u het ook aansluit, u heeft geen invloed op de prestaties van de geluidscomponent.

U kunt de aandrijfspanning nog verbeteren door de aansluiting van het theoretische circuit te wijzigen. Het enige dat u hoeft te doen, is de locatie van de BJT-buffer op het circuit wijzigen. Als alternatief kunt u FET-buffers gebruiken in plaats van BJT-buffers, en het circuit zal even functioneel zijn.

4. Half-bridge en Full-bridge aandrijfcircuits

Elektrische componenten

Er zijn veel soorten drivercircuits, maar u zult er niet een hebben die zo effectief is als deze verbinding. Het is een verbetering van het vorige circuit en maakt een breed scala aan discrete componenten mogelijk. Het vorige analoge drivercircuit zal moeilijk te leveren zijn, vooral wanneer u discrete componenten gebruikt.

U kunt stuurprogramma's voor een halve of een volledige brug gebruiken, afhankelijk van uw verbindingen. Als je push-pull-buffers gebruikt, levert dit half-bridge-buffers op. Aan de andere kant creëer je een full-bridge driver wanneer het drivercircuit uit fase is. Voor de full-bridge driver kunt u deze gebruiken door de piëzo-elektrische sirene aan de uitgangspin van het circuit te bevestigen.

Met full-bridge drivers heeft u het voordeel dat u het dubbele haalbare uitgangsvermogen van de andere circuits krijgt. Vervolgens zal het uitgangsgeluidsvolume hoger zijn dan dat van het basiscircuit of halfbrugcircuit. U kunt dit testen door de drie circuits op dezelfde ingangswisselspanning aan te sluiten.

Vanwege het optimale uitgangsspanningsbereik vindt u dit soort drivercircuits in elektromotoren. U krijgt ook goedkoop toegang tot de twee brugcircuits. Het is dus een geïntegreerd circuit dat u gemakkelijk kunt aanschaffen en gebruiken.

5. Resonant stuurcircuit

Een printplaat

U kunt het resonante stuurcircuit maken om een ​​piëzo-zoemer van een externe schijf van stroom te voorzien in plaats van de bovenstaande circuits. U hebt een discrete inductor nodig en uw systeem werkt via het parasitaire capaciteitsconcept van een basisstuurcircuit. De resonantiekring werkt via een eenvoudig principe van energieopslag en -overdracht tussen de inductor en de condensator.

U kunt de aansluiting op printplaten monteren, mits u over deze schakelcomponenten beschikt. De resonantiekring zal in de eerste plaats ook zeer voordelig zijn, aangezien deze eenvoudig te monteren is. Ten tweede heeft het een elektrisch rendement en garandeert het ook een hoger uitgangsbereik dan de voedingsspanning.

Een spoel

Desalniettemin zal de resonantiekring alleen met een constante frequentie werken. U kunt hem dus niet gebruiken om piëzo-elektrische aandrijvingen aan te drijven die een breed frequentiebereik vereisen. Deze constante frequentie heeft ook invloed op de effectiviteit van de inductor. Opmerkelijk is dat u een inductor kunt kiezen die groter of zwaarder is dan het gebruikelijke type circuitonderdelen. Het heeft op geen enkele manier invloed op de audiofrequentie van het systeem.

Deze parasitaire capaciteit van de transducer zal ook de effectiviteit van het systeem beïnvloeden. Veel fabrikanten zorgen niet voor dit aspect; daarom moet u het tijdens het gebruik verdragen. Ten slotte zul je ook moeite hebben om het bedieningsmechanisme van dit systeem te modelleren. U zult dus tijdens de ontwerpfase meer tijd in het lab moeten doorbrengen. Ondanks deze beperkingen profiteert u niettemin van de hoge efficiëntie die het garandeert.

Conclusie

We hebben u een uitgebreid overzicht gegeven van de verschillende opties voor piëzo-aandrijfcircuits. Afhankelijk van uw beoogde gebruik kunt u dus degene kiezen die bij u past. Al deze piëzo-aandrijfschakelingen zijn bovendien eenvoudig te monteren. Zo kunt u zonder veel moeite uw gewenste geluidsweergave creëren.

Als u verder wilt overleggen, neem dan contact met ons op en wij zullen onmiddellijk reageren. Wij zijn uw all-time assistent in elektronische zaken. Dus, voor meer inzichten over elektronica, bekijk andere inhoud op onze website.