应用笔记 2914

3V电源下以12VP-P驱动压电扬声器


摘要 : 采用具有内置电荷泵倍压电路的专用IC (立体声耳机驱动器),在3V电源下驱动压电扬声器。

外形很薄的压电扬声器可以为便携式电子设备提供紧凑的高质量音响,但它们需要8VP-P的电压摆幅,这超出了常规以电池供电的放大器的电源电压。

解决方案之一是图1中的IC1,在本电路配置中,采用3V单电源供电时能够以12VP-P驱动压电扬声器。

图1. 该桥接负载(BTL)结构可倍增放大器的电压摆幅。
图1. 该桥接负载(BTL)结构可倍增放大器的电压摆幅。

IC1 (MAX4410)是一个专门设计的器件,它结合了一个立体声耳机驱动器和一个从3V正电源产生-3V负电源的反相电荷泵。内部±3V电源允许IC1的每路输出提供6VP-P的摆幅。将IC1配置成桥接负载驱动器(BTL)可将输出的最大幅度倍增到12VP-P

在BTL结构中,IC1的右通道用作主放大器,它设定器件增益,驱动扬声器的一端,并给左通道提供信号。左通道配置成单位增益的跟随器,对右通道的输出进行反相后驱动扬声器的另外一端。为保证低失真和良好的匹配,须用精密电阻设定左通道的增益。

本电路是用Panasonic公司的WM-R57A型压电扬声器作测试的,所得的THD+N测试曲线如图2-3所示。注意到在两图中THD+N均随频率的升高而增大。这是因为扬声器对于放大器表现为一个电容,随着频率的增加扬声器阻抗降低,需要从放大器吸取更大的电流。

图2. 图1电路中THD+N与输出电压的关系。
图2. 图1电路中THD+N与输出电压的关系。

图3. 图1电路中THD+N与频率的关系。
图3. 图1电路中THD+N与频率的关系。

对于图4中所用的扬声器,IC1的工作可保持稳定,但若使用其它性能不同的扬声器可能会使IC1工作不稳定。在这种情况下,可给扬声器串联一个简单的电感/电阻网络以便将它与放大器隔离开来(图1中虚线框内部分)。该网络为器件输出提供了一个最小10Ω的高频负载,因而使其保持稳定。

图4. 图1中IC1的OUTR输出在驱动WM-R57A压电扬声器时的阶跃响应。
图4. 图1中IC1的OUTR输出在驱动WM-R57A压电扬声器时的阶跃响应。

之前的设计实例刊登在2003年10月16日的EDN杂志上。