Over piezo-aandrijfcircuit, vaak moeten we fysieke hoeveelheden meten zoals temperatuur, geluidsdruk en mechanische spanning. Een transducer is elk apparaat dat we kunnen gebruiken om dergelijke hoeveelheden te meten. Typisch converteert een transducer een mechanisch signaal in een elektrisch signaal.

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

Deze piezo-aandrijfcircuit-gids zal de schakeling van dit systeem en de veelvoorkomende ontwerptechnologie uitleggen.

1. Piezo-aandrijfcircuit werkprincipes

Een elektricien

U moet eerst de samenstelling van een piezo-buzzer begrijpen. Sommige materialen hebben piezo-elektriciteitseigenschappen, en u zult ze in elke piezo-buzzer vinden. Deze omvatten kwarts, polyvinyleen-difluoride, lood-zirkonaat-titaanaat (PZT) en Rochelle-zout, onder vele anderen.

In typische aandrijfcircuits zult u een piezo-elektrische geluidsgenerator vinden die bedekt is met een geleidend materiaal. Wanneer u geluidsdruk op het geleidende oppervlak toepast, zullen de ionen van het piezo-element actief worden. Gevolgenlijk zullen de ionen van de ene kant van het geleidende materiaal naar de andere bewegen.

Dit zal leiden tot de generatie van een lading. De uitgangslading zal vervolgens cruciaal zijn in de kalibratie van de oorspronkelijke geluidsdruk.

Let op dat deze spanning kan zijn trek- of drukspanning. Dus het spannings type en de oriëntatie van het piezo-element zullen de intensiteit van het uitgangssignaal bepalen.

Daarnaast let op dat de audio-uitgang zal afhangen van de hoeveelheid invoer AC-spanning.

2. Basale piezo-aandrijfcircuit

Elektrische componenten

U hebt zeer weinig componenten nodig voor dit circuit, waaronder een elektronische schakelaar, een reset-weerstand en een piezo-buzzer. U kunt een bipolaire-knooppunt-transistor (BJT) of een veld-effect-transistor (FET) voor de schakelaar opnemen.

Voor het circuit hebt u een paar componenten nodig, en alle zijn goedkoop. U kunt dus op een klein budget werken. Niettemin heeft het enkele nadelen, waaronder een vermogensdissipatie-begrenzing door de reset-weerstand. Ook zal het invoeraandrijfsignaal van uw systeem de piezo-elektrische geluidshouding bepalen. Daarom zult u deze beperkingen moeten accepteren als u kiest voor het basiscircuit.

Bovendien let op dat u de piezo-buzzer niet noodzakelijk hoeft te verbinden met de positieve terminal. Wanneer u het verbindt met de circuit-aarding, zal het even effectief functioneren.

3. Buffers toevoegen aan een basale piezo-transducer-aandrijfcircuit

Een luidspreker

U kunt het probleem van de reset-weerstand in het bovenstaande circuit vermijden door buffers toe te voegen. Voor dit circuit moet u twee buffer-transistoren toevoegen om het transducer-impedantieprobleem op te lossen. Niettemin zal dit ongetwijfeld de stroomafgifte van het systeem beïnvloeden. De aandrijfspanning zal met ongeveer 1,2 volt afnemen, maar de verbinding zal de transducer-impedantie volledig voorkomen.

Ook opmerkelijk is dat u de piezo-elektrische geluidsgenerator aan de positieve of aarding-terminal kunt verbinden. Ongeacht hoe u het verbindt, zult u de prestaties van het geluidcomponent niet beïnvloeden.

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

4. Half-brug en Volledige-brug aandrijfcircuits

Elektrische componenten

Er zijn veel typen aandrijfcircuits, maar u zult er geen hebben zo effectief als deze verbinding. Het is een verbetering van het vorige circuit en stelt een breed scala aan discrete componenten toe. De vorige analoge aandrijfcircuit zal worstelen om te leveren, vooral wanneer u discrete componenten gebruikt.

U kunt half-brug-aandrijvers of volledige-brug-aandrijvers hebben, afhankelijk van uw verbindingen. Wanneer u push-pull-buffers gebruikt, levert dit half-brug-buffers op. Aan de andere kant creëert u een volledige-brug-aandrijver wanneer het aandrijfcircuit uit de fase is. Voor de volledige-brug-aandrijver kunt u het gebruiken door de piezo-elektrische geluidsgenerator aan de uitgangspin van het circuit te bevestigen.

Met volledige-brug-aandrijvers heeft u het voordeel van het verkrijgen van het dubbele van de haalbare uitgangsvermogen van de andere circuits. Vervolgens zal het uitgangsgeluidsvolume hoger zijn dan dat van het basiscircuit of half-brug-circuit. U kunt dit testen door de drie circuits op dezelfde invoer AC-spanning aan te sluiten.

Vanwege het optimale uitgangsspanningsbereik vindt u deze typen aandrijfcircuits in elektrische motoren. U zult ook de twee brugcircuits goedkoop kunnen verkrijgen. Dus is het een geïntegreerd circuit dat u gemakkelijk kunt verkrijgen en gebruiken.

5. Resonante aandrijfcircuit

Een printplaat

U kunt het resonante aandrijfcircuit creëren om een externe aandrijf piezo-buzzer te voeden in plaats van de bovenstaande circuits. U hebt een discrete spoel nodig, en uw systeem zal werken via het parasitaire capaciteitsconcept van een basaal aandrijfcircuit. Het resonante circuit werkt via een eenvoudig principe van energieopslag en -overdracht tussen de spoel en condensator.

U kunt de verbinding op printplaten monteren, mits u deze circuitcomponenten heeft. Het resonante circuit zal ook zeer voordelig zijn, ten eerste gegeven dat het eenvoudig te monteren is. Ten tweede heeft het elektrische efficiëntie en garandeert ook een hoger uitgangsbereik dan de voedingsspanning.

Een spoel

Niettemin zal het resonante circuit alleen werken op een constante frequentie. Daarom kunt u het niet gebruiken om piezo-elektrische actuatoren aan te drijven die een breed frequentiebereik vereisen. Deze constante frequentie zal ook de effectiviteit van de spoel beïnvloeden. Opmerkelijk, u kunt een spoel kiezen die groter of zwaarder is dan het veelvoorkomende type circuitonderdelen. Het zal op geen enkele manier de audiofrequentie van het systeem beïnvloeden.

Deze parasitaire capaciteit van de transducer zal ook de effectiviteit van het systeem beïnvloeden. Veel fabrikanten rekenen niet met dit aspect; dus u moet er tijdens de werking mee akkoord gaan. Ten slotte zult u ook worstelen om het werkmethode van dit systeem te modelleren. Dus u zult meer tijd in het lab besteden tijdens de ontwerpfase. Niettemin, ondanks deze beperkingen, zult u profiteren van de hoge efficiëntie die het garandeert.

Conclusie

We hebben u een uitgebreide outline gegeven van de verschillende piezo-aandrijfcircuit-opties. Afhankelijk van uw beoogde gebruik, kunt u daarom de ene kiezen die u past. Al deze piezo-aandrijfcircuits zijn ook eenvoudig te monteren. Dus kunt u uw gewenste geluidsuitgang creëren zonder veel moeite.

In het geval u wilt overleggen, neem dan contact met ons op, en we zullen direct reageren. Wij zijn uw all-time hulp in elektronische zaken. Dus, voor verdere inzichten in elektronica, bekijk andere content op onze website.