Невинность «таинственного» H-моста: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Привет…..

Для начинающих любителей электроники H-Bridge - «загадочный» (дискретный H-Bridge). Также для меня. Но на самом деле он невиновен. Итак, здесь я пытаюсь раскрыть невиновность «таинственного» H-моста.

Фон:

Когда я был в 9-м стандарте, меня интересовала область преобразователей постоянного тока в переменный (инвертор). Но я не знаю, как это делается. Я очень много пробовал и, наконец, нашел метод, который преобразует постоянный ток в переменный, но это не электронная схема, а механическая. То есть двигатель постоянного тока соединен с динамо-машиной переменного тока. Когда двигатель вращается, динамо-машина также вращается и производит переменный ток. Переменный ток получают от постоянного тока, но я не удовлетворен, потому что моя цель - разработать электронную схему. Потом я обнаружил, что это делается через H-Bridge. Но в то время я не очень много знал о транзисторах и их работе. Так что я сталкиваюсь с множеством трудностей и проблем, поэтому H-Bridge для меня загадочен. Но через несколько лет я конструирую разные типы H-мостов. Так я обнаружил невиновность «таинственного» Н-моста.

Итоги:

Сейчас присутствуют разные микросхемы H-Bridge, но меня это не интересует. Потому что у него нет трудностей, поэтому отладка не требуется. Когда случаются сбои, мы узнаем из них больше. Меня интересует модель дискретной схемы (модель транзистора). Итак, здесь я пытаюсь устранить ваши трудности с H-мостом. Я также верил, что этот проект избавит вас от страха перед схемами транзисторного уровня. Итак, начнем наше путешествие….

Шаг 1: теория H-моста

Как преобразовать переменный ток в постоянный? Ответ прост, используя выпрямитель (чаще всего мостовой выпрямитель). Но как преобразовать постоянный ток в переменный? Это труднее, чем выше. Переменный ток означает, что его величина и полярность меняются со временем. Сначала мы попытались изменить полярность, потому что это сделало переменный ток переменным током. Немного подумав, можно заметить, что полярность изменилась за счет одновременного чередования + и -. Для этого мы используем переключатель (SPDT). Схема представлена на рисунках. Переключатели S1 и S3, переключатели S2 и S4 не включаются одновременно, потому что это вызывает короткое замыкание («дымящая электроника»).

• Когда переключатели S1 и S4 включены, положительный (+) получается в точке «a», а отрицательный (-) получается в точке «b» (S2 и S3 выключены) (рисунок 1.1).
• Когда S2 и S3 находятся в состоянии ON, положительный (+) получается в точке «b», а отрицательный (-) - в точке «a» (S1 и S4 выключены) (рисунок 1.2).

Бинго !! мы получили, полярность поменяли. Здесь переключатели управляются вручную для практического применения, переключатели заменены электронными компонентами. Какие компоненты? Простые компоненты, которые управляют большим током, подавая на него малые токи. Например: - реле, транзисторы, МОП-транзисторы, IGBT и т. Д. Реле - это электромеханический компонент, начиная с этого. Потому что он самый простой.

Схема работающей модели H-моста с использованием переключателя приведена ниже (Рисунок 1.3), светодиоды указывают полярность. Резисторы используются для ограничения тока через светодиод и обеспечивают подходящее рабочее напряжение для светодиода.

Компоненты:-

• Однополюсный переключатель двойного направления (SPDT) - 4
• Аккумулятор 9В и разъем - 1 шт.
• Светодиод красный - 1
• Светодиод зеленый -1
• Резистор, 1к - 2
• Провода

Шаг 2: H-мост с использованием реле

Что такое реле?

Это электромеханический компонент. Основная часть представляет собой катушку, при подаче напряжения на катушку создается магнитное поле, которое притягивает металлический контакт и замыкает цепь. Реле содержит переключатель SPDT, одна ножка нормально разомкнута (NO), она закрывается при подаче питания на катушку, другая нормально закрыта (NC), она закрывается, когда катушка не находится под напряжением, и общий вывод узла. Объясните на рисунке.

Работающий

Здесь переключатель SPDT заменен реле. Это главное отличие от приведенной выше схемы. Катушка реле потребляет около 100 мА тока, здесь для задающего каскада необходимо увеличивать ток за счет уменьшения импеданса. Здесь я использую транзистор в качестве элемента драйвера. Резисторы R1 и R2 действуют как понижающие резисторы, они понижают напряжение затвора до земли при отсутствии входного сигнала.

Принципиальная схема приведена здесь. Игрушечный мотор действует как нагрузка.

Компоненты

Реле 5В - 2

Игрушечный моторчик (3в) - 1

Транзистор, Т1 и Т2 - BC 547-2

Резистор R1 и R2 - 56К - 2

Аккумулятор 9 В и разъем - 1

Провода

Шаг 3: H-образная схема с использованием транзисторов

МОДЕЛЬ - 1

Здесь отдельные переключатели заменены дискретными транзисторами. Для контроля положительного заряда используются PNP, а для контроля отрицательного заряда - NPN. NPN действует как замкнутый переключатель, когда напряжение затвора на 0,7 В больше, чем напряжение эмиттера. Здесь тоже 0,7В. Для PNP он действует как замкнутый переключатель, когда напряжение затвора на 0,7 В меньше напряжения эмиттера. Здесь оно составляет 8,3 В, потому что здесь напряжение эмиттера PNP равно 9 В. Здесь транзисторы PNP включены транзистором NPN, он действует как фазовращатель на 180 градусов. Он обеспечивает необходимое напряжение 8,3 В для транзистора PNP.

Работающий

Когда на входе 1 высокий уровень, а на входе 2 низкий уровень, T1 включается при включении транзистора драйвера. Потому что это NPN и вход тоже высокий. Также включен T4. При чередовании входа и выхода также чередуется выход. Резисторы R3, R4, R7, R8 действуют как токоограничивающие резисторы для тока базы. R1, R2 действуют как подтягивающие резисторы для T1 и T2. R5, R6 действуют как понижающие резисторы.

Компоненты

Т1, Т2 - SS8550 - 2

Т3, Т4 - SS8050 - 2

Другой транзистор - BC 547-2

R1, R2, R5, R6 - 100К - 4

R3, R4, R7, R8 - 39 тыс. - 4

Аккумулятор 9В и разъем - 1 шт.

Провода

МОДЕЛЬ- 2

Здесь драйверные транзисторы удалены и используется простая логика. Что уменьшает аппаратное обеспечение. Аппаратное сокращение - очень важная вещь. В приведенной выше модели драйверы используются для создания отрицательного потенциала (относительно VCC) для управления PNP. Здесь негатив снят с противоположной половины моста. То есть сначала включается NPN, он дает отрицательный результат на выходе, он будет управлять транзистором PNP. Все резисторы, используемые здесь, предназначены для ограничения тока. Схема приведена на рисунке.

Компоненты

T1, T2 - SS8550 - 2T3, T4 - SS8050 - 2

R1, R2, R3, R4 - 47K - батарея 49V и разъем - 1 Провода

Шаг 4: H-мост с использованием NE555

Я очень заинтересован в этой схеме, потому что здесь используется микросхема 555. Моя любимая ИС.

NE 555

555 - очень хорошая микросхема для новичков. В основном это таймер, но он также работает как осциллятор, переключатель, модулятор, триггер и т. Д., И теперь я говорю, что он также действует как H-мост. Здесь 555 действует как переключатель. Таким образом, контакты 2 и 6 закорочены. Когда на его контакты 2 и 6 подается положительный сигнал (Vcc), выход становится низким, а когда входной сигнал низкий, выход становится высоким. Выходной каскад 555 представляет собой полумостовую схему. Так что используйте два 555.

Работающий

Схема приведена на рисунке. Когда на входе 1 высокий уровень, а на входе 2 низкий, точка «a» будет иметь низкий уровень, а точка «b» - высокий уровень. когда изменяется ввод, изменяется и вывод. Нагрузка - игрушечный моторчик. Таким образом, он действует как привод двигателя, потому что он изменяет направление вращения двигателя. конденсаторы стабилизируют напряжение компаратора (внутри микросхемы 555). Резисторы действуют как подтягивающие, когда вход не применяется.

Компоненты

NE555 - 2

R1, R2 - -56К - 2

C1, C2 - 10 нФ - 2

Игрушечный моторчик - 1

Аккумулятор 9В и разъем - 1 шт.

Провода

Шаг 5: H-BRIDGE IC

Я полагал, что все слышали об ИС H-Bridge или ИС управления двигателем постоянного тока. Потому что это характерно для всех модулей драйверов двигателей. Он прост по конструкции, потому что не требуется никаких внешних компонентов, нужна только проводка. Сложностей нет.

Обычно доступная ИС - L293D. Доступны и другие.