Ontwerp van een nieuwe piëzo-elektrische keramische luidsprekerdriver

Dit artikel vergelijkt traditionele luidsprekers met bewegende spoel, analyseert de kenmerken van nieuwe piëzo-elektrische keramische luidsprekers en de vereisten voor de vereiste audio-eindversterker, vergelijkt en analyseert verschillende veelgebruikte boost-structuren en audio-eindversterkers, die een verscheidenheid aan boosts testen. De structuur en audio-eindversterker werken samen met de relevante gegevens en het gebruikseffect van de pzt keramische piëzo-elektrische luidspreker, van de aspecten van geluidsdruk, efficiëntie, totale harmonische vervorming enzovoort. Er wordt geconcludeerd dat het gebruik van de boost-structuur en het aansturen van een nieuw type piëzo-elektrische keramische luidspreker met een Klasse D-audioversterker de meest gecompromitteerde oplossing is.

Met de ontwikkeling van draagbare consumentenelektronica eisen mensen steeds meer kleine en dunne draagbare elektronische apparaten. piëzo-elektrische keramische luidsprekers worden geleidelijk aan gebruikt door veel draagbare consumentenelektronicaproducten vanwege hun ultralichte, ultradunne, efficiënte en zonder dat een grote geluidsholte nodig is. De ontwikkeling van draagbare consumentenproducten in de richting van ultradun, licht en klein, het bereiken van een slank profiel en het uitbreiden van het gebruik van een enkele oplaadbare batterij is een belangrijke ontwerpoverweging geworden voor verschillende consumentenproducten. Dergelijke systeemvereisten stellen dunnere, kleinere en meer energiebesparende eisen aan individuele elektronische piëzo-keramische plaatcomponenten.

Basiskenmerken van piëzo-elektrische keramische luidsprekers

Vergeleken met een luidspreker met bewegende spoel wordt het diafragma van de piëzo-elektrische luidspreker van piëzo-elektrische keramische platen aangedreven door het piëzo-elektrische materiaal dat eraan is gebonden om buiging te veroorzaken, zodat de vorm van het diafragma vrijwel onbeperkt is, en het diafragma of de papieren kegel van de luidspreker met bewegende spoel. Ze zijn meestal rond of ovaal, wat vaak het ontwerp van het product beperkt. Alle luidsprekers met bewegende spoel moeten een magneet hebben om de spreekspoel aan te drijven, waardoor de totale hoogte en het gewicht van de luidspreker toenemen, maar de piëzo-keramische luidspreker heeft geen magneet nodig om aan te drijven, zodat een dunne vorm kan worden bereikt om de aansluithoogte van het product te verkleinen.

Geconfronteerd met compacte mobiele telefoons en steeds dunnere computers zijn speakers met bewegende spoel een beperkende factor geworden voor fabrikanten om ultradunne producten te produceren. Piëzo-elektrische keramische luidsprekers kunnen zeer competitieve geluidsdrukniveaus (SPL) leveren in ultradunne, compacte behuizingen en hebben een groot potentieel om traditionele luidsprekers met bewegende spoel te vervangen.

Versterkercircuits voor het aansturen van piëzo-elektrische keramische luidsprekers hebben andere vereisten voor de uitgangsaandrijving dan conventionele luidsprekers met bewegende spoel. De structuur van de piëzo-elektrische keramische luidspreker vereist dat de versterker een grote capacitieve belasting aanstuurt en meer stroom afgeeft bij een hogere frequentie, terwijl een hoge uitgangsspanning behouden blijft. De efficiëntie van traditionele luidsprekers met bewegende spoel is eenvoudig te berekenen. De wikkeling van de audiospoel kan worden benaderd als een vaste weerstand in serie met een grote inductie. Als de luidsprekerweerstand bekend is, kan de wet van Ohm worden gebruikt om het belastingsvermogen te berekenen: P = I2R, of P = VI. Het grootste deel van het vermogen van de luidspreker wordt omgezet in de warmte van de spoel. Omdat piëzo-elektrische keramische luidsprekers capacitieve eigenschappen hebben, is de warmte die wordt gegenereerd bij het verbruiken van stroom niet hoog.

Een piëzo-keramische sensor op 1 kHz, 90 dB (meetafstand 10 cm) geluidsdrukgolfvorm, de spanning is 8 V, de stroom is 15,6 mA, het faseverschil tussen de spanning en stroom is 79,2 °, dus het stroomverbruik is 8 keer; 15.6 & TIJDen; cos79,2° = 23mW. Het komt overeen met 18% van het stroomverbruik van een dynamische spoelluidspreker met een diameter van 20 mm bij een geluidsdruk van 90 dB (gemeten afstand van 10 cm).