Hello,大家好,《电感应用分析精粹》第一轮细化已经基本完成,偶已经为该书撰写了约5千字的序(划分为三部分),这也是目前为此写得最长的一篇序(谈不上真知灼见,只是本人对磁学、磁能及磁学元件的一些浅见),后续有空会将其发布出来。另外,每章之前都添加约1千字的概述(严格来讲也算是序的一部分,不是对内容的简单概括,更多是从宏观角度阐述主题存在的意义),对读者阅读也有一定的指导意义,敬请期待哈,么么哒~~

言归正传,咱们今天继续讨论下一个面试题:

蜂鸣器两端是否需要反向并联二极管

相信大多数人应该对蜂鸣器及其驱动电路不会陌生,你只需要一颗不到一毛钱的小功率三极管就能够轻松驱动,但是仔细看看,不同的驱动电路似乎还有些不太一样,如下图所示,有些电路在蜂鸣器(B1)两端反向并联了一个二极管(D1),但另外有些却不需要,到底哪个才是正确的呢?

要回答这个问题,咱们还得先从并联二极管的作用谈起。假设蜂鸣器是电磁式的(跟电磁式扬声器结构相似),其相当于一个感性负载。在开关管断开的一瞬间,感性负载两端会产生瞬间高压,很容易会损坏开关管。在感性负载两端反向并联二极管后,瞬间高压会被钳住(不让其升得过高),所以也称为钳位二极管( diode)。

当然,二极管的作用也可以从电流的角度去分析。感性负载两端出现瞬间高压的原因是电流突变,即电流通路被突然断开,二极管则能够在开关断开时提供电流释放(维持)通路,也就能够让电流缓慢下降,所以也称为续流二极管( diode),详情在已出版图书《电容应用分析精粹:从充放电到高速PCB》中有详尽阐述,其中还结合软件平台电路仿真对比不同类型二极管的续流效果,此处不再赘述。

简单地说,如果蜂鸣器里面有感性部件,就有可能需要续流二极管。

注意“可能”二字,并不是所有电磁式蜂鸣器都需要续流二极管,这取决于蜂鸣器内部是否存在“振荡源“(以下描述默认为电磁式蜂鸣器)。

所谓“振荡源“,是指通过振荡电路产生特定频率的交流信号源,该交流信号施加在发声部件两端即可使其发出声音。如果蜂鸣器内部存在“振荡源”,则称为有源蜂鸣器,反之则称为无源蜂鸣器。

无源蜂鸣器内部通常就只有一个发声部件,直接施加直流电压是无法正常发出声音的,而是需要施加一定频率的脉冲信号(比如,矩形波),控制脉冲频率还能够让蜂鸣器产生“哆来咪发梭拉西”之类的音调,适合于音调要求相对比较丰富的场合。由于发声部件相当于一个线圈,而开关管又直接与线圈相连,所以有源蜂鸣器和无源蜂鸣器,无源电磁式蜂鸣器驱动电路中必须添加续流二极管。

有源蜂鸣器就不一样,其内部已经存在产生低频正弦波(或类正弦波)信号的自激振荡电路,不需要外部再施加激励信号。也就是说,只要正确给有源蜂鸣器供电,它就会发出声音,当然,频率一般都是固定的,但使用非常简单,应该也很广泛。因此,虽然有源蜂鸣器内部也存在感性负载,但是断电后的电流变化并不是突变的有源蜂鸣器和无源蜂鸣器,而是逐渐下降的过程(为方便理解,可以认为是正弦波变化趋势,只不过电流值越来越小而已,也就是一种阻尼振荡形式)

综上所述,“蜂鸣器两端是否需要反向并联二极管”取决于蜂鸣器的类型,只有无源电磁式蜂鸣器才需要添加,而有源蜂鸣器不需要添加续流二极管。当然,有些原理图中添加续二极管只是为了兼容两种蜂鸣器应用而已。

最后给大家留一问:压电式( type)蜂鸣器是否需要添加续流二极管呢?


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