基于微控制器引腳的大電壓驅(qū)動(dòng)壓電蜂鳴器設(shè)計(jì)方案

往期的一篇設(shè)計(jì)實(shí)例，描述了如何用一只微控制器以大交流電壓驅(qū)動(dòng)一個(gè)壓電蜂鳴器，它使用了一個(gè)四MOSFET的電路，與微控制器的兩個(gè)I/O引腳連接（參考文獻(xiàn)1）。本文是這個(gè)電路的修改擴(kuò)充，能節(jié)省下一只微控制器的I/O引腳。Q4的柵極連接到Q2的漏極，而不是第二個(gè)I/O引腳（圖）。微處理器在I/O引腳施加一個(gè)高邏輯電平，使Q2導(dǎo)通，將Node A拉至低邏輯電平。這個(gè)動(dòng)作打開(kāi)Q3,關(guān)閉Q4.Node B上的電壓變?yōu)?5V,Q1關(guān)閉。壓電元件上的電壓現(xiàn)在為15V.

一只微控制器I/O引腳驅(qū)動(dòng)這個(gè)電路，在壓電蜂鳴器兩端產(chǎn)生一個(gè)交流電壓

然后，微控制器將I/O引腳切換為低，Q2關(guān)閉。Q1也關(guān)閉，因此Node A通過(guò)上拉電阻R1,緩慢地升至高邏輯電平。當(dāng)Node A上的電壓達(dá)到Q3和Q4管對(duì)構(gòu)成的反相器開(kāi)關(guān)閾值時(shí)，Q3快速關(guān)斷，Q4快速導(dǎo)通。結(jié)果Node B上的低邏輯電平使Q1導(dǎo)通，并加快NodeA上電壓的上升。現(xiàn)在，壓電蜂鳴器上的15V電壓是相反極性了。

R2削弱了Q4輸出與輸入之間的耦合，因?yàn)榇嬖谥鴫弘娫?。R2取值330Ω通常就足以抑制反饋所造成的高頻振蕩。如果R1阻值小，就會(huì)增加從電源拉出的功率。R1取值過(guò)大也會(huì)增加功耗，因?yàn)檫@樣會(huì)延長(zhǎng)晶體管的開(kāi)關(guān)時(shí)間，增加有關(guān)的直通電流。R1的最佳值約為1kΩ。

此設(shè)計(jì)節(jié)省了一只I/O引腳，但付出的是增加功耗的代價(jià)。因此，電路的功耗要比前面設(shè)計(jì)實(shí)例所述電路高一個(gè)數(shù)量級(jí)。