Circuit d'entraînement piézo - 4 technologies de conception courantes

À propos du circuit d'entraînement piézo ， Souvent, nous devons mesurer des quantités physiques telles que la température, la pression acoustique et les contraintes mécaniques. Un transducteur est tout appareil que nous pouvons utiliser pour mesurer de telles quantités. En règle générale, un transducteur convertit un signal mécanique en un signal électrique.

De nombreux types de transducteurs existent, et un transducteur piézoélectrique en fait partie. Tout appareil utilisant ce transducteur peut convertir une grandeur physique en un signal électrique. Néanmoins, la question à un million de dollars est de savoir comment fonctionne un transducteur piézoélectrique ?

Ce guide de circuit de commande piézo expliquera les circuits de ce système et sa technologie de conception commune.

1. Principes de fonctionnement du circuit d'entraînement piézo

Un électricien

Il faut d'abord comprendre la composition d'un buzzer piezo. Certains matériaux ont des propriétés piézoélectriques, et vous les trouverez dans n'importe quel buzzer piézo. Ils comprennent le quartz, le difluorure de polyvinylidène, le titanate de zirconate de plomb (PZT) et le sel de Rochelle, entre autres.

Dans les circuits de commande typiques, vous trouverez un sondeur piézoélectrique recouvert d'un matériau conducteur. Lorsque vous appliquez une pression acoustique sur la surface conductrice, les ions de l'élément piézo deviennent actifs. Par conséquent, les ions vont se déplacer d'une extrémité à l'autre du matériau conducteur.

Elle conduira donc à la génération d'une charge. La charge de sortie sera par la suite cruciale dans l'étalonnage de la pression acoustique d'origine.

A noter que cette contrainte peut être soit en traction, soit en compression. Ainsi, le type de contrainte et l'orientation de l'élément piézo détermineront l'intensité du signal de sortie.

En outre, notez que la sortie audio dépendra de la quantité de tension alternative d'entrée.

2. Circuit d'entraînement piézo de base

Composants électriques

Vous avez besoin de très peu de composants pour ce circuit, y compris un interrupteur électronique, une résistance de réinitialisation et un buzzer piézo. Vous pouvez inclure un transistor à jonction bipolaire (BJT) ou un transistor à effet de champ (FET) pour le commutateur.

Pour le circuit, vous avez besoin de quelques composants, et tous sont bon marché. Vous pouvez donc travailler avec un petit budget. Néanmoins, il présente certains inconvénients, notamment une limitation de la dissipation de puissance par la résistance de réinitialisation. De plus, le signal de commande d'entrée de votre système déterminera la quantité de son piézoélectrique. Vous devrez donc supporter ces limitations si vous optez pour le circuit de base.

De plus, notez que vous n'êtes pas obligé de connecter le buzzer piezo à la borne positive. Lorsque vous le connectez à la masse du circuit, il fonctionnera tout aussi efficacement.

3. Ajout de tampons à un circuit de commande de transducteur piézo de base

Un orateur

Vous pouvez éviter le problème de la résistance de réinitialisation dans le circuit ci-dessus en ajoutant des tampons. Pour ce circuit, vous devez ajouter deux transistors tampons pour résoudre le problème d'impédance du transducteur. Néanmoins, cela affectera sans aucun doute la puissance délivrée par le système. La tension d'entraînement diminuera d'environ 1,2 volts, mais la connexion empêchera complètement l'impédance du transducteur.

Il convient également de noter que vous pouvez connecter le sondeur piézoélectrique à la borne positive ou à la masse. Quelle que soit la manière dont vous le connectez, vous n'influencerez pas les performances du composant sonore.

Vous pouvez encore améliorer la tension d'entraînement en modifiant la connexion du circuit théorique. Tout ce que vous avez à faire est de modifier l'emplacement du tampon BJT sur le circuit. Alternativement, vous pouvez utiliser des tampons FET à la place des tampons BJT, et le circuit sera tout aussi fonctionnel.

4. Circuits d'entraînement en demi-pont et en pont complet

Composants électriques

Il existe de nombreux types de circuits de commande, mais vous n'en aurez pas un aussi efficace que cette connexion. C'est une amélioration du circuit précédent et permet une large gamme de composants discrets. Le circuit de pilote analogique précédent aura du mal à fonctionner, en particulier lorsque vous utilisez des composants discrets.

Vous pouvez avoir des pilotes en demi-pont ou des pilotes en pont complet, selon vos connexions. Lorsque vous utilisez des tampons push-pull, cela donnera des tampons en demi-pont. D'autre part, vous créerez un pilote en pont complet lorsque le circuit du pilote est déphasé. Pour le pilote à pont complet, vous pouvez l'utiliser en attachant le sondeur piézoélectrique à la broche de sortie du circuit.

Avec les pilotes à pont complet, vous avez l'avantage d'obtenir le double de la puissance de sortie réalisable des autres circuits. Par la suite, le volume sonore de sortie sera supérieur à celui du circuit de base ou du circuit en demi-pont. Vous pouvez tester cela en connectant les trois circuits sur la même tension alternative d'entrée.

En raison de la plage de tension de sortie optimale, vous trouverez ces types de circuits de commande dans les moteurs électriques. Vous accéderez également aux deux circuits en pont à moindre coût. Ainsi, il s'agit d'un circuit intégré que vous pouvez facilement acquérir et utiliser.

5. Circuit de conducteur résonant

Un circuit imprimé

Vous pouvez créer le circuit de commande résonnant pour alimenter un buzzer piézo externe au lieu des circuits ci-dessus. Vous avez besoin d'une inductance discrète et votre système fonctionnera via le concept de capacité parasite d'un circuit de commande de base. Le circuit résonnant fonctionne selon un principe simple de stockage et de transfert d'énergie entre l'inductance et le condensateur.

Vous pouvez assembler la connexion sur des circuits imprimés à condition que vous disposiez de ces composants de circuit. Le circuit résonnant sera également très avantageux dans un premier temps, étant donné qu'il est facile à monter. Deuxièmement, il a une efficacité électrique et garantit également une plage de sortie supérieure à la tension d'alimentation.

Un inducteur

Néanmoins, le circuit résonant ne fonctionnera qu'à une fréquence constante. Par conséquent, vous ne pouvez pas l'utiliser pour piloter des actionneurs piézoélectriques nécessitant une large plage de fréquences. Cette fréquence constante aura également un impact sur l'efficacité de l'inducteur. Il convient de noter que vous pouvez choisir une inductance plus grande ou plus lourde que le type courant de pièces de circuit. Cela n'affectera en rien la fréquence audio du système.

Cette capacité parasite du transducteur influencera également l'efficacité du système. De nombreux fabricants ne prennent pas en compte cet aspect; par conséquent, vous devez le supporter pendant le fonctionnement. Enfin, vous aurez également du mal à modéliser le mécanisme de fonctionnement de ce système. Ainsi, vous devrez passer plus de temps en laboratoire lors de sa phase de conception. Néanmoins, malgré ces limitations, vous bénéficierez de la grande efficacité qu'il garantit.

Conclusion

Nous vous avons donné un aperçu détaillé des différentes options de circuit de commande piézo. En fonction de l'utilisation que vous en faites, vous pouvez donc choisir celui qui vous convient. Tous ces circuits de commande piézo sont également faciles à assembler. Ainsi, vous pouvez créer la sortie sonore souhaitée sans trop de tracas.

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