H橋電子電路原理和基本電路形式

H橋電子電路原理和基本電路形式 12.H橋原理 2 3 5 55.1.H橋的導(dǎo)通方向1: 55.2.H橋的導(dǎo)通方向2: 6 7 8 87.2.4個(gè)N型場(chǎng)效應(yīng)管的H橋 最近一段時(shí)間真的是很忙啊，忙著處理項(xiàng)目上的問題，肝到冒火爆豆。不過一想到忙完這段時(shí)間很快就到新年了，放假幾天可以好好地休息一波，心里就有了一點(diǎn)慰藉。今天分享一個(gè)最近在項(xiàng)目調(diào)試中使用到的內(nèi)容—H橋的驅(qū)動(dòng)原理和互補(bǔ)關(guān)于H橋可能有很多小伙伴是不太了解的，這個(gè)電子電路的應(yīng)用是非常的H橋是一種電子電路，由于電路的形狀像一個(gè)“H”而得名，常用于轉(zhuǎn)換施加到負(fù)載上的電壓極性，改變電流方向。這種電路在機(jī)器人控制和其他需要改變電流方向的應(yīng)用中被廣泛的使用，通過控制H橋兩邊橋臂的開通以使電流通路發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)可以其他的應(yīng)用領(lǐng)域如直流-交流轉(zhuǎn)換器、交流/交流轉(zhuǎn)換器、DC-DC推挽式轉(zhuǎn)換器、電機(jī)控制器和許多其他類型的電力電子設(shè)備都使用H橋。第2頁(yè)共11頁(yè)對(duì)H橋的控制主要涉及到橋臂上的電子器件的開通和關(guān)閉，常用的控制方圖1中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路。電路得名于“H橋式驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠(注意：圖1及隨后的兩個(gè)圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。根據(jù)不同三要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。例如，如圖2所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將第3頁(yè)共11頁(yè)圖2H橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖3所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情圖3H橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)此時(shí)，電路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載，因基于上述原因，在實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路中通常要用硬件圖4所示就是基于這種考慮的改進(jìn)電路，它在基本H橋電路的基礎(chǔ)上增加了4個(gè)與門和2個(gè)非門。4個(gè)與門同一個(gè)“使能”導(dǎo)通信號(hào)相接，這樣，用這一個(gè)信號(hào)就能控制整個(gè)電路的開關(guān)。而2個(gè)非門通過提供一種方向輸人，可以保證任何時(shí)候在H橋的同側(cè)腿上都只有一個(gè)三極管能導(dǎo)通。(與本節(jié)前面的示意圖一樣，圖4所示也不是一個(gè)完整的電路圖，特別是圖中與門和三極管直接連接是不能正常工作的。]采用以上方法，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就只需要用三個(gè)信號(hào)控制：兩個(gè)方向信號(hào)和一個(gè)使能信號(hào)。如果DIR-L信號(hào)為0,DIR-R信號(hào)為1,并且使能信號(hào)是1,那么三極管Q1和Q4導(dǎo)通，電流從左至右流經(jīng)電機(jī)(如圖5所示);如果DIR-L信號(hào)變?yōu)?,而DIR-R信號(hào)變?yōu)?,那么Q2和Q3將導(dǎo)通，電流則反向流過電機(jī)。實(shí)際使用的時(shí)候，用分立件制作H橋式是很麻煩的，好在現(xiàn)在市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機(jī)和控制信號(hào)就可以使用了，在額定第5頁(yè)共11頁(yè)4.H橋的電子電路圖故而得名H橋。上方的兩個(gè)三極管用的是PNP型的三極管，下方用的是NPN5.H橋是怎么工作那這樣的H橋是怎么工作的呢?看下面的分析。5.1.H橋的導(dǎo)通方向1:5.2.H橋的導(dǎo)通方向2:第6頁(yè)共11頁(yè)第7頁(yè)共11頁(yè)VVQ1PMOS作為上橋臂Q2Q3NMOS作為下橋臂Q4電壓給0VQ電壓給10V第8頁(yè)共11頁(yè)電壓給0V電壓給10V臨公眾號(hào)|嵌入式之入坑筆記第9頁(yè)共11頁(yè)第10頁(yè)共11頁(yè)所以，此電路有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是無論控制臂狀態(tài)如何(絕不允許懸空狀態(tài)),H7.2.4個(gè)N型場(chǎng)效應(yīng)管的H橋個(gè)懸空(上拉置1),電機(jī)轉(zhuǎn)為正常