關于壓電驅動電路，我們經常需要測量溫度、聲壓、機械應力等物理量。一個換能器是我們可以用它來測量這種量的任何設備。通常，換能器的作用是將機械信號轉換為電信號。 

存在多種換能器，壓電換能器就是其中之一。任何使用這種換能器的設備都可以將物理量轉換為電信號。盡管如此，價值數百萬美元的問題是壓電換能器如何工作？  

本壓電驅動電路指南將解釋該系統的電路及其常用設計技術。 

一、壓電驅動電路工作原理

電工 

您首先需要了解壓電蜂鳴器的組成。有些材料具有壓電特性，您會在任何壓電蜂鳴器中找到它們。它們包括石英、聚偏二氟乙烯、鋯鈦酸鉛 (PZT)和羅謝爾鹽等。 

在典型的驅動電路中，您會發現涂有導電材料的壓電發聲器。當您在傳導表面上施加聲壓時，壓電元件的離子將變得活躍。因此，離子將從導電材料的一端移動到另一端。 

因此，這將導致電荷的產生。輸出電荷隨后對原始聲壓的校準至關重要。 

請注意，該應力可以是拉伸的或壓縮的。因此，壓電元件的應力類型和方向將決定輸出信號的強度。 

此外，請注意音頻輸出將取決于輸入交流電壓的量。 

2. 基本壓電驅動電路

電器元件 

該電路只需要很少的組件，包括一個電子開關、一個復位電阻器和一個壓電蜂鳴器。您可以為開關包含一個雙極結型晶體管(BJT) 或場效應晶體管(FET)。 

對于電路，您需要一些組件，而且都很便宜。因此，您可以以較小的預算工作。盡管如此，它也有一些缺點，包括復位電阻器的功耗限制。此外，您系統的輸入驅動信號將決定壓電聲量。因此，如果您選擇基本電路，您將不得不忍受這些限制。 

此外，請注意，您不一定必須將壓電蜂鳴器連接到正極端子。當您將其連接到電路接地時，它將同樣有效地發揮作用。 

3. 為基本的壓電傳感器驅動電路添加緩沖器

演講者

通過增加緩沖器可以避免上述電路中復位電阻的問題。對于這個電路，你應該添加兩個緩沖晶體管來解決換能器阻抗問題。盡管如此，這無疑會影響系統的供電。驅動電壓將降低約 1.2 伏，但連接將完全阻止傳感器阻抗。 

另外值得注意的是，您可以將壓電發聲器連接到正極或接地端子。無論您以何種方式連接它，都不會影響聲音組件的性能。

您仍然可以通過改變理論電路的連接來提高驅動電壓。您需要做的就是修改 BJT 緩沖器在電路上的位置。或者，您可以使用 FET 緩沖器代替 BJT 緩沖器，電路將具有同樣的功能。 

4. 半橋和全橋驅動電路

電器元件

驅動電路有很多種，但沒有一種能像這種連接一樣有效。它是對先前電路的改進，并允許使用范圍廣泛的分立元件。以前的模擬驅動器電路難以交付，尤其是當您使用分立元件時。 

您可以使用半橋驅動器或全橋驅動器，具體取決于您的連接。當您使用推挽緩沖器時，這將產生半橋緩沖器。另一方面，當驅動器電路異相時，您將創建一個全橋驅動器。對于全橋驅動器，您可以通過將壓電發聲器連接到電路的輸出引腳來使用它。 

使用全橋驅動器，您可以獲得兩倍于其他電路可實現輸出功率的優勢。隨后，輸出音量將高于基本電路或半橋電路的音量。您可以通過在相同的輸入交流電壓上連接三個電路來測試這一點。 

由于最佳輸出電壓范圍，您會在電動機中找到這些類型的驅動器電路。您還可以便宜地訪問兩個橋接電路。因此，它是一種您可以輕松獲取和使用的集成電路。 

5. 諧振驅動電路

一塊電路板 

您可以創建諧振驅動器電路來為外部驅動壓電蜂鳴器供電，而不是上述電路。您需要一個分立電感器，您的系統將通過基本驅動器電路的寄生電容概念運行。諧振電路通過電感器和電容器之間的能量存儲和傳輸的簡單原理工作。 

只要您有這些電路組件，您就可以在電路板上組裝連接。考慮到易于組裝，諧振電路首先也將是非常有利的。其次，它具有電氣效率，也保證了比電源電壓更高的輸出范圍。  

電感器 

盡管如此，諧振電路將僅以恒定頻率運行。因此，您不能使用它來驅動需要寬頻率范圍的壓電致動器。這個恒定頻率也會影響電感器的效率。值得注意的是，您可以選擇比普通電路部件更大或更重的電感器。它不會以任何方式影響系統的音頻。 

換能器的這種寄生電容也會影響系統的有效性。很多廠家沒有照顧到這方面；因此，您必須在操作過程中忍受它。最后，您還將努力對該系統的運行機制進行建模。因此，在設計階段，您將不得不在實驗室中花費更多時間。盡管如此，盡管存在這些限制，您仍將受益于它所保證的高效率。