在蜂鸣器两端会有反向感应电动势
发布时间:2018-01-21 21:36

  相对于前面搭建的三极管电路,其具有更好的电流驱动特性,因此,该三极管电路适用于电平切换及小电流的驱动,而ULN2803及ULN2003适用于更大电流的驱动(Datasheet上说最大驱动电流能达到500mA左右),提高系统的带负载能力。

  如上图,左端接3.3VCMOS电平,可以是STM32、FPGA等的IO口,右端输出为5V电平,实现3.3V到5V电平的转换。

  现在来分析下各个电阻的作用(抓住的核心思路是三极管的Vbe导通时为恒定值0.7V左右):

  假设没有R87,则当US_CH0的高电平直接加在三极管的BE上,0.7V的电压要到哪里去呢?

  假设没有R91,当US_CH0电平状态不确定时,默认是要Trig输出高电平还是低电平呢?因此R91起到固定电平的作用。同时,如果无R91,则只要输入0.7V就导通三极管,门槛电压太低了,R91有提升门槛电压的作用(可参见第二小节关于蜂鸣器的分析)。

  假设没有R83,当输入US_CH0为高电平(三极管导通时),D5V0(5V高电平)直接加在三极管的CE级,而三极管的CE,三极管很容易就损坏了。

  当输入为高电平,三极管导通,输出钳制在三极管的Vce,对电路测试结果仅0.1V

  当输入为低电平,三极管不导通,输出相当于对下一级电路的输入使用10K电阻进行上拉,实际测试结果为5.0V(空载)

  对于大电流的负载,上面电路的特性将表现的不那么好,因此这里一直强调该电路仅适用于10几mA到几十mA的负载的电平转换。

  上面是从周立功的iMX283开发板上载下的电路,既可以是有源也可以是无源蜂鸣器。来分析下:

  有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的驱动电路区别主要在于无源蜂鸣器本质上是一个感性元件,其电流不能瞬变,因此必须有一个续流二极管D1提供续流。否则,在蜂鸣器两端会有反向感应电动势,产生几十伏的尖峰电压,可能损坏驱动三极管,并干扰整个电路系统的其它部分。而如果电路中工作电压较大,要使用耐压值较大的二极管,而如果电路工作频率高,则要选用高速的二极管

  设计这种电路的基本路子是:确定负载(蜂鸣器10mA~80mA)电流和输入门槛电压。依据1中的方法计算获得R1与R2的值。

  2.输入连接到STM32的PWM功能普通IO口(设置推挽输出),COM口接输出电压5V

  所以,ULN2003/2803同样可以用于电平转换,那这是为什么呢?ULN2803/2003与三极管又有什么关系其内部实现就是两个三极管。

  1.输出集电极开漏,因此可以自己接上拉电阻,将信号上拉到相应的电平,ULN2803手册上说明能承受的最大电压为50V

  相对于前面的自己搭建的三极管电路,其具有更好的电流驱动特性,因此,前面的自己搭建的三极管电路适用于电平切换及小电流的驱动,而ULN2803及ULN2003适用于更大电流的驱动(Datasheet上说最大驱动电流能达到500mA左右)。因此常用ULN2803及ULN2003(还有其它的如75452、MC1413、L293D)提高系统的带负载能力(电机、大型LED、继电器等)。

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