来请教蜂鸣器应用中碰到的一个棘手问题

xmc678

来请教蜂鸣器应用中碰到的一个棘手问题 [复制链接]

 

 
如上图，在VLED和GND之间接上蜂鸣器，现在遇到自认为难以解释的现象，还请高人释惑！现象描述如下：
1、如果先将蜂鸣器接到电路板上的VLED和GND之间，然后24V开关电源上电，给电路板供电，则蜂鸣器正常鸣叫，且整个电路板正常工作；
2、如果24V开关电源先上电，然后将蜂鸣器的黑线接到GND（红线已先行连到VLED），则OVL点经MCU采样后判断为过流，整个电路板不能正常工作，且蜂鸣器鸣叫声音变小（因为实测VLED点波形从稳定的直流电压畸变成脉动的类方波）
注意：
如果C58使用10nF电容甚至是不加电容，则为持续的过流保护；
如果C58使用100nF，则蜂鸣器黑线接到GND后，只保护一次，一会之后恢复正常；
如果C58调整为1uF，则不再出现这种情况，即无论何种方式上电，蜂鸣器和电路板皆可正常工作。


下图中黄色曲线是C=10nF、1nF或者不加电容，持续保护时VLED点波形（这里尚未区分C=10nF、1nF或者不加电容波形有什么不同），绿色曲线是对应的OVL点波形。正常工作时，两条线都应该稳定在高电平电压处，不会出现被拉低的情况。



下图是LM317datasheet上的典型应用电路，在我们的设计中起到过流保护的功能

关于MCU判断为过流保护的现象，比较合理的解释是：在蜂鸣器工作的时候，会产生一个过电流，达到LM317过流保护的阈值。如果电容C58足够大，可以起到储能电容释放电流的作用。但是，关于“24V开关电源上电”和“蜂鸣器黑线接GND”，这两种情况的差异，前一种正常工作，后一种持续保护，这好像不能用上述的理由去解释。

xmc678

对了，换了另外两款蜂鸣器就不会出现上述的任何问题。

qwqwqw2088

感觉是简单的问题复杂化了
蜂鸣器本来工作电流就不大，为什么317供电还要限流，，
LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA，当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，lm317就不能正常工作了，检查一下限流是多大，

xmc678

qwqwqw2088 发表于 2014-8-23 13:09
感觉是简单的问题复杂化了
蜂鸣器本来工作电流就不大，为什么317供电还要限流，，
LM317稳压块都有一个最 ...

我们这个VLED节点最初是否设计为蜂鸣器接口我不清楚，只能这么说：在接蜂鸣器时，确实显得画蛇添足。现在电路板已经定型，不可能为了外接蜂鸣器而做变更。就事论事而言，我们非常想弄清楚问题的原因在哪里，尽管整个设计有些多余，但是理论上说它没有错误。你提出的最小工作电流，我觉得很有意义。之前，我们考虑的都是电路设计的电流上限，即过流保护的阈值。

dontium

不管线性电源还是开关电源，都要加滤波电容的。

xmc678

dontium 发表于 2014-8-23 13:43
不管线性电源还是开关电源，都要加滤波电容的。

加一定是会加的，可是这不是还存在一个加多大电容的问题嘛！我们现在不缺解决问题的方案，只是想弄明白问题的原因在哪里。现在最头疼的是，同样的电路，结果“24V上电”和“蜂鸣器黑线接GND”，它们的现象不一样。而且是持续性的，并不是一瞬间，所以用开关电源“达到稳态需要一个过程”不能完美解释。

仙猫

查不到蜂鸣器的数据手册，一切都无从谈起。

kemasz

过来看看~~~~~~~~~~~~~~~~

Study_Stellaris

xmc678 发表于 2014-8-23 13:47
加一定是会加的，可是这不是还存在一个加多大电容的问题嘛！我们现在不缺解决问题的方案，只是想弄明白问 ...

可以测一下这个蜂鸣器和另外两个蜂鸣器的阻抗有什么不同吗？

chunyang

楼主遇到的现象跟蜂鸣器内电路有关。楼主电路的供电为电流源，加在蜂鸣器上的电压跟负载的等效阻抗有关。蜂鸣器先加，负载阻抗为常数，加在蜂鸣器上的电压就不变，故而工作正常。后加蜂鸣器，在储能电容容量较小时，蜂鸣器上的电压会有一个较慢的渐变过程，该渐变电压影响了蜂鸣器内部振荡器的工作，故而与先加不同。当储能电容容量较大时，相对会提高蜂鸣器上的电压变化率，故而得到改善，当电压变化率足够高时，蜂鸣器的内电路就不受影响了。
至于为什么蜂鸣器内电路会受电压变化率的影响，这个必须分析蜂鸣器的内电路和元件参数才能获知。

dontium

xmc678 发表于 2014-8-23 13:47
加一定是会加的，可是这不是还存在一个加多大电容的问题嘛！我们现在不缺解决问题的方案，只是想弄明白问 ...

你说的这个现象是蜂鸣器在第二种情况下起振不良引起的。

在第二种情况下，U18的初始状态为饱和，在突然接上负载时，由IC及蜂鸣器的瞬态特性共同决定电路状态。

我觉得更深一步地探讨意义不大，

xmc678

仙猫 发表于 2014-8-23 14:11
查不到蜂鸣器的数据手册，一切都无从谈起。

是的！但是这小玩意不知道去哪里找它的规格书

xmc678

kemasz 发表于 2014-8-23 14:25
过来看看~~~~~~~~~~~~~~~~

热烈欢迎！~~

xmc678

Study_Stellaris 发表于 2014-8-23 14:58
可以测一下这个蜂鸣器和另外两个蜂鸣器的阻抗有什么不同吗？

是用万用表，还是有专门的仪器？以前没测过，可以去了解下~但是，测阻抗的意义何在？

xmc678

dontium 发表于 2014-8-23 23:46
你说的这个现象是蜂鸣器在第二种情况下起振不良引起的。

在第二种情况下，U18的初始状态为饱和，在突 ...

哦，我有这么强的探索精神，一方面是自己学习需要，另一方面上级领导也想弄清楚原因。。

xmc678

chunyang 发表于 2014-8-23 17:28
楼主遇到的现象跟蜂鸣器内电路有关。楼主电路的供电为电流源，加在蜂鸣器上的电压跟负载的等效阻抗有关。蜂 ...

分析得很好~到底是版主！无错别字、无错误的标点，另外，您孩子也很可爱！

仙猫

xmc678 发表于 2014-8-24 11:17
是的！但是这小玩意不知道去哪里找它的规格书

正规产品，小到一个简单的塑料垫高柱，也会有规格书，例如
http://www.bivar.com/Portals/0/Products/d.ashx?f=/Portals/0/products/9XX-XXX.pdf
否则设计的依据何在？
比如电路用24V电源，怎么知道蜂鸣器保证不会被击穿？又比如该蜂鸣器工作时耗电多少？使用温度范围是多少？当然也包括驱动方式，安装尺寸等，连这些都不清楚，设计人员怎么证明自己的设计是无误的？
有问题时需要调查问题所在，是设计问题，还是器件问题，还是采购问题，不能一笔糊涂账。

xmc678

仙猫 发表于 2014-8-25 08:55
正规产品，小到一个简单的塑料垫高柱，也会有规格书，例如
http://www.bivar.com/Portals/0/Products/d. ...

你讲得非常在理！

北斗小星

前来聆听学习一下

qwqwqw2088

估计楼主也迷茫了，，，

根据楼上大家上面的说法，还是认真分析一下，弄清是器件问题还是电路驱动的问题，，，