H橋驅(qū)動(dòng)電路原理版

H橋驅(qū)動(dòng)電路原理版

基本概念橋-,,即全橋因形狀與相像故得名,常用于-轉(zhuǎn)換,即直流變溝通。

通過開關(guān)的開合,將直流電來自電池等逆變?yōu)槟硞€(gè)頻率或可變頻率的溝通電,用于驅(qū)動(dòng)溝通電機(jī)等。

工作原理橋逆變單相如右圖所示單相橋式逆變電路工作原理開關(guān)1、4閉合,2、3斷開:0=;開關(guān)1、4斷開,2、3閉合:0=-;當(dāng)以頻率交替切換開關(guān)1、4和2、3時(shí),則在負(fù)載電阻上獲得交變電壓波形正負(fù)交替的方波,其周期=1,這樣,就將直流電壓變成了溝通電壓。

含有各次,假如想得到電壓,則可通過濾波獲得。

主電路開關(guān)1~4,它實(shí)際是各種半導(dǎo)體開關(guān)器件的一種。

逆變電路中常用的開關(guān)器件有快速晶閘管、、、、絕緣柵晶體管。

在實(shí)際運(yùn)用中,開關(guān)器件存在損耗:導(dǎo)通損耗和門極損耗。

其中門極損耗微小可忽視不計(jì),而導(dǎo)通損耗和換相損耗隨著的增加而增加。

掌握方式橋的掌握主要分為近似方波掌握和和級(jí)聯(lián)多電平掌握。

近似方波掌握即,輸出波形比正負(fù)交替方波多了一個(gè)零電平3-,大為削減。

優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)頻率較低,缺點(diǎn)是諧波成分高,需要濾波器的成本大。

脈沖寬度調(diào)制即,,輸出電壓電流波形趨于正弦,諧波成分減小,但是高開關(guān)頻率帶來一系列問題:開關(guān)損耗大,電機(jī)絕緣壓力大,發(fā)熱等等。

多電平即-,采納級(jí)聯(lián)橋的方式,使得在同等開關(guān)頻率下諧波失真降到最小,甚至不需要用濾波器,獲得良好的近似正弦輸出波形。

應(yīng)用于直流電機(jī)由兩個(gè)三極管,一個(gè)可以對(duì)正極導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)上拉,另一個(gè)可以對(duì)負(fù)極導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)下拉。

由兩套這樣的電路,在同一個(gè)電路中,同時(shí)一個(gè)上拉,另一個(gè)下拉,或相反,兩者總是保持相反的輸出,這樣可以在單電源的狀況下使負(fù)載的極性倒過來。

由于這樣的接法加上中間的負(fù)載畫出來常常會(huì)像一個(gè)的字樣,故得名橋。

。

電路得名于“橋驅(qū)動(dòng)電路”是由于它的外形酷似字母。

4個(gè)三極管組成的4條垂直腿,而電機(jī)就是中的橫杠留意:,而不是完整的電路圖,其中三極管的驅(qū)動(dòng)電路沒有畫出來。

如圖所示,橋式電路包括4個(gè)和一個(gè)電機(jī)。

要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),必需導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。

依據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通狀況,電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過電機(jī),從而掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)向。

,必需使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。

例如,,當(dāng)1管和4管導(dǎo)通時(shí),電流就從電源正極經(jīng)1從左至右穿過電機(jī),然后再經(jīng)4回到電源負(fù)極。

按圖中電流箭頭所示,該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)三極管1和4導(dǎo)通時(shí),電流將從左至右流過電機(jī),從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)四周的箭頭指示為順時(shí)針方向。

,電流將從右至左流過電機(jī)。

當(dāng)三極管2和3導(dǎo)通時(shí),電流將從右至左流過電機(jī),從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)四周的箭頭表示為逆時(shí)針方向。

,保證橋上兩個(gè)同側(cè)的三極管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通特別重要。

假如三極管1和2同時(shí)導(dǎo)通,那么電流就會(huì)從正極穿過兩個(gè)三極管直接回到負(fù)極。

此時(shí),電路中除了三極管外沒有其他任何負(fù)載,因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值該電流僅受電源性能限制,甚至燒壞三極管。

基于上述緣由,在實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路中通常要用硬件電路便利地掌握三極管的開關(guān)。

,它在基本橋電路的基礎(chǔ)上增加了4個(gè)與門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)就能掌握整個(gè)電路的開關(guān)。

而2個(gè)非門通過供應(yīng)一種方向輸入,可以保證任何時(shí)候在橋的同側(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,,特殊是圖中與門和三極管直接連接是不能正常工作的。

,電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就只需要用三個(gè)信號(hào)掌握:兩個(gè)方向信號(hào)和一個(gè)使能信號(hào)。

假如-信號(hào)為0,-信號(hào)為1,并且使能信號(hào)是1,那么三極管1和4導(dǎo)通,電流從左至右流經(jīng)電機(jī);假如-信號(hào)變?yōu)?,而-信號(hào)變?yōu)?,那么2和3將導(dǎo)通,電流則反向流過電機(jī)。

,用分立元件制作橋是很麻煩的,市面上有許多封裝好的橋集成電路