2 演示硬件

圖 2-1 展示了基于 MSPM0G3507 和 DRV8220 的煙霧報警器演示設置方框圖。介紹的設置包括一個 MSPM0G3507 LaunchPad? 開發套件，該套件連接了兩個額外的 TI 評估板。評估模塊 TLV61046AEVM-833 用于為驅動器模塊 DRV8220EVM 和壓電元件提供適當的電壓軌。這種布置支持單端 PWM（用于生成警報音）或差分 PWM（例如 BD 調制）來驅動壓電式揚聲器。本演示使用 BD 調制 來適應音頻播放和警報音生成。

圖 2-1 采用 DRV8220 和 MSPM0G 硬件的煙霧報警器發聲器方框圖

MSPM0G350x 系列微控制器是超低功耗 MCU，工作電源電壓范圍為 1.62V 至 3.6V。本演示中展示的 LaunchPad? 通過插入到 PC 中的 USB 電纜供電，可提供 5V 的輸入電壓軌。MSPM0G3507 LaunchPad 包括一個 LDO，可提供 3.3V 電壓軌，用于為 MCU 和升壓轉換器輸入供電。DRV8220 H 橋的工作電壓范圍為 4.5V 至 18V。本演示使用 TLV61046AEVM 的默認 12V 輸出作為壓電驅動電壓，但該電壓在 EVM 上可調。在該應用中選擇 DRV8220 電機驅動器是因為它具有低功率耗散和低成本。DRV82xx 系列中的 H 橋設計還能夠驅動容性負載，這也是該應用的一個重要考慮因素。

硬件連接演示如圖 2-2 所示，詳細信息如下：

• MSPM0G 3.3V 連接到 TLV61046A VIN
• MSPM0G GND 連接到 TLV61046A GND
• TLV61046A VOUT 連接到 DRV8220 VM
• TLV61046A GND 連接到 DRV8220 GND
• MSPM0G PA8 連接到 DRV8220 IN1
• MSPM0G PA9 連接到 DRV8220 IN2
• DRV8220 OUT1 連接到 PCT-4546E 壓電
• DRV8220 OUT2 連接到 PCT-4546E 壓電
• USB 電纜從 PC 連接到 MSPM0G LaunchPad

圖 2-2 硬件連接演示

MSPM0G350x 微控制器 (MCU) 屬于 MSP 高度集成的超低功耗 32 位 MCU 系列，該 MCU 系列基于增強型 Arm? Cortex?-M0+ 32 位內核平臺，工作頻率最高可達 80MHz。高性能集成模擬外設可簡化供應鏈并優化成本。MSPM0G350x 集成了兩個 12 位 4Msps ADC、可配置的內部共享電壓基準、一個 12 位 1Msps DAC、三個具有內置基準 DAC 的高速比較器、兩個具有可編程增益的零溫漂零交叉運算放大器和一個通用放大器。此外，MSPM0G350x 集成了智能數字外設，例如七個計時器，支持多達 22 個 PWM 通道。MSPM0 MCU 平臺將 Arm Cortex-M0+ 平臺與整體超低功耗系統架構相結合，可在提高性能的同時降低能耗，這對于需要更大功率來產生低頻音調的煙霧報警器應用尤其重要。

DRV8220 是一款集成電機驅動器，具有四個 N 溝道功率 FET、電荷泵穩壓器和保護電路。三路電荷泵架構可減小設計尺寸，并在 4.5V 至 18V 的工作電源電壓范圍內以 100% 占空比運行。DRV8220 H 橋電機驅動器支持多種控制接口模式：PWM、相位/使能、獨立半橋和并行半橋，其中每種模式均支持低功耗睡眠模式，以確保超低的靜態電流消耗。DRV8220 所屬的器件系列具有引腳對引腳、可擴展 RDS(on) 和電源電壓選項，可支持不同負載和電源軌，并盡可能減少設計改動。

TLV61046A 是一款高度集成的升壓轉換器，集成了 30V 電源開關、輸入至輸出的隔離開關以及整流器二極管。TLV61046A 可將來自一節鋰離子電池或兩節堿性電池（串聯）的輸入電壓轉換成高達 28V 的輸出電壓。TLV61046A 具有輸出短路保護、輸出過壓保護和熱關斷功能。在該應用中，通過將 FB 引腳和 VIN 引腳相連，使用默認的 12V 內部輸出電壓設置。

本硬件演示中使用的壓電式發聲器 AT-4625-TT-HT-R 具有 3Vp-p 至 30Vp-p 的寬工作電壓范圍，電流消耗 ≤ 80mA。10cm/1m 時的最小 SPL 額定值為 120/100dBA，能夠在 3m 處產生超過 90dBA 的輸出。與更典型的選擇性頻率響應相比，AT-4625-TT-HT-R 在寬頻率范圍內表現出相對平坦的響應，這對于該應用來說或許更重要。