关于H桥的理解和Word下载.docx
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这个电路貌似与单刀双掷开关那个是一样的,但实际上有点区别:
单刀双掷开关同一时刻只能联通一个触点,所以电机要么正传,要么翻转,而这个电路中可能两个开关同时闭合,其实,这时也就引入了危险:
两个开关同时闭合,两个三极管基极都加上了正电压,两个三极管都导通,电机两端短路不会工作,三极管把电源短路,最终可能导致电源或三极管烧毁。
这个电路虽然带来了短路的危险,但是相比单刀双掷开关,他可以完全关断电路,而且只要使用时注意不要同时打开两个开关,其实还是可行的。
在很多场合,我们并不适用开关来实现电机旋转方式的调整,而是通过数字电路来控制电机转动方向,甚至实现PWM调速,用MCU的IO通过编程可以很容易实现与正极之间的可控单刀单掷开关的功能,也就是给MCU对应IO输出1;
然而MCU驱动能力一般很弱,因此还需要一个三极管来提高MCU的驱动能力,因此电路就变成了:
这个时候的电路已经是一个完整的H桥了,如果我们不看三极管的基极部分电路,H桥其实就是四个三极管加一个直流电机,至于要用PNP还是NPN三极管,完全取决于应用,所以拓广一下,H桥一般有以下四种:
用两种三极管:
只用一种三极管:
电路中省掉了电阻,实际应用中基极一般要接电阻限流。
由于MCU驱动能力各不相同,三极管放大后电流会有所差异,为了减小差异,往往采用达林顿管,即两个三极管连接来提高驱动能力:
很多MCU功率驱动芯片已经集成了达林顿管,如ULN2003,ULN2308等,可以提供500ma驱动电流,用来驱动普通5VTT电机还是可以的。
这时外围电路就很简单了:
但是,不管怎样,短路的问题还是没有解决,一旦程序错误,电路将面临短路问题,解决办法是使用一些逻辑门电路,使两个IO同时输出1时三极管不工作:
理论上来说,用两个非门就解决问题了:
由于有了反相器,不管IO输入是什么,H的竖线上两个三极管永远不可能同时工作。
我们为了防止停车后电机由于惯性继续转动产生反向电动势烧桥,往往要用四个三极管来把反向电动势用个桥式整流电路整流后灌进电源里去。
但是如果电源上有输出二极管,这种电路是没有作用的。
常用的L298N就是个集成了H桥的集成电路:
可以用来驱动两个直流电机,可以防止短路;
内部等效电路:
淘宝上有用L298n做成的模块,到手即用,加入了二极管防反向电动势:
l298n功率大但不便宜,如果电机功率很小,就没有必要用它,自己搭一个H桥就行了。
此外,小功率H桥八脚芯片LG9110H也是很常用的,它可以提供750ma驱动电流,可以防双高电平短路,一般小电机完全可以驱动,但缺点是一块芯片只能驱动一个电机,而且MCU需要输出200uA以上电流才能驱动该芯片,如果MCU驱动能力不足需要用上拉电阻。
应用电路: