【应用】压电驱动芯片SGM4547在高分贝输出报警电路中的应用

时间： 2019-09-12 来源：世强

技术问答

笔者有设计一款基于蓝牙MCU的智能家居声音报警器，系统设计框图如图1所示。设计中选用了圣邦微的压电驱动芯片 SGM4547驱动压电式蜂鸣器，实现高分贝报警音量输出。相比普通的电磁式蜂鸣器报警电路，压电驱动型报警电路输出声音更大。

图1 系统设计框图

基于SGM4547驱动压电式蜂鸣器的电路如图2所示，产品实物如图3所示，其中BZ2为压电片式蜂鸣片，其中压电片直径越大，输出声音越大，本项目中选用压电蜂鸣器直径为22mm，可支持最大30Vpp的电压输入，典型可输出90分贝以上声音输出。

图 2 SGM4547应用在高分贝输出报警电路

图3 压电片式报警电路实物图

笔者有对SGM4547输入电压波形和输出驱动电压波形进行测量，对比图如图4所示，其中蓝色波形为原始输入波形，红色波形为经过SGM4547驱动放大后的输出，输出电压波形峰峰值可达24.1Vpp, 可极大提高输出报警音量。SGM4547输出OUTA和OUTB波形如图5所示，红色波形为OUTA输出，蓝色波形为OUTB输出，OUTA和OUTB输出电压波形相位相反。

图4 SGM4547输入和输出电压波形

图5 SGM4547的OUTA和OUTB输出电压波形

SGM4547外围器件选择及PCB设计注意事项：

1、电感尽量选择在6.8~10uH之间，小电感可以提高瞬态响应，大电感输出电流更大，DCR尽量小以提升转换效率。

2、补偿电容选择1nF~22nF之间，典型值10nF，补偿电阻典型值为4.99kΩ，补充电容和电阻的选择将影响瞬态响应和环路稳定性。

3、肖特基二极管选择需要选择反向击穿电压大于40V,平均电流和峰值电流参数大于平均输出电流和电感上峰值电流。

4、选择耐压值为至少1.5倍实际工作电压的电容，电容ESR尽量小，减小电源纹波；输入滤波电容可选择1uF~4.7uF范围值，典型值为4.7uF；由于输出电容将影响环路稳定性，需要保障输出电容不小于1uF~10uF，典型选用10uF作为输出滤波电容。

5、滤波电容尽量靠近芯片管脚放置。

6、SW输出走线尽量短。

7、OUTA和OUTB输出走差分线。

本应用之所以选择SGM4547进行设计，主要基于其如下优势特征：

1、在常用5V供电情况下，可输出24V驱动电压，最大输出驱动电压26V。

2、最大2A驱动电流输出；

3、可灵活控制两路信号输入；

4、输出阻抗低，具有欠压保护功能；

5、可在2.5V~20V宽电压范围工作；

6、工作温度范围-40℃~85℃。

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