Uskyldigheden af den 'mystiske' H-bro: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Hej…..

For nye elektroniske hobbyfolk er H-Bridge en 'mystisk' (diskret H-bro). Også for mig. Men i virkeligheden er han uskyldig. Så her prøver jeg at afsløre uskyldigheden af den 'mystiske' H-bro.

Baggrund:

Da jeg var i den 9. standard, er jeg interesseret i området DC til AC -omformere (inverter). Men jeg ved ikke, hvordan det gøres. Jeg prøvede meget, og til sidst fandt jeg en metode, som konverterer DC til AC, men det er ikke et elektronisk kredsløb, det er et mekanisk. Det vil sige, at en jævnstrømsmotor er koblet til en vekselstrømsdynamo. Når motoren roterer, roterer dynamoen også og producerer vekselstrøm. AC kommer fra DC, men jeg er ikke tilfreds, fordi mit mål er at designe et elektronisk kredsløb. Så fandt jeg ud af, at det er gjort gennem H-Bridge. Men på det tidspunkt vidste jeg ikke særlig meget om transistorer og dets arbejde. Så jeg står over for mange vanskeligheder og problemer, så H-Bridge er et 'mystisk' for mig. Men efter nogle år designer jeg forskellige typer H-broer. Sådan opdagede jeg uskyldigheden af den 'mystiske' H-bro.

Resultater:

Nu om dage er forskellige H-Bridge IC'er til stede, men jeg er ikke interesseret i det. Fordi det ikke har nogen vanskeligheder, så ingen fejlfinding er nødvendig. Når der opstår fejl, lærer vi mere af det. Jeg er interesseret i den diskrete kredsløbsmodel (transistormodel). Så her forsøger jeg at fjerne dine vanskeligheder mod H-broen. Og jeg troede også, at dette projekt vil fjerne din frygt over for transistorniveau kredsløb. Så vi starter vores rejse….

Trin 1: Teori om H-Bridge

Hvordan konverteres AC til DC? Svaret er enkelt ved at bruge en ensretter (for det meste fuldbro -ensretter). Men hvordan konverteres DC til AC? Det er svært end over et. AC betyder, at størrelsen og polariteten ændres med tiden. Først forsøgte vi at ændre polariteten, fordi det gjorde AC til at være en AC. Efter lidt overvejelse observeres det, at polariteten ændrede sig ved at skifte forbindelsen mellem + og - samtidigt. Til det bruger vi en switch til det (SPDT). Kredsløb er angivet i figurerne. Kontakterne S1 og S3, kontakterne S2 og S4 tændes ikke samtidigt, fordi det producerer kortslutning ('rygeelektronik').

• Når switch S1 og S4 ON positiv (+) er get på punkt "a" og negativ (-) er get på punkt "b" (S2 og S3 OFF) (figur 1.1).
• Når S2 og S3 er i ON er positiv (+) get på punkt "b" og negativ (-) er get på punkt "a" (S1 og S4 OFF) (figur 1.2).

Bingo !! vi fik det, polariteten ændrede sig. Her betjenes afbryderne manuelt til praktisk anvendelse, kontakterne udskiftes med elektroniske komponenter. Hvad er komponenterne? Enkle komponenter, der styrer stor strøm ved at anvende små strømme på den. F.eks.:- relæer, transistorer, mosfets, IGBT osv … Relæ er en elektromekanisk komponent, startede med dette. Fordi det er det enkle.

Et arbejdsmodelkredsløb for H-Bridge ved hjælp af switch er angivet nedenfor (figur 1.3), LED angiver polariteten. Modstande bruges til at begrænse strømmen gennem LED'en, og gennem hvilken tilvejebringe passende arbejdsspænding til LED.

Komponenter:-

• Enkeltpolet dobbeltkast (SPDT) switch - 4
• 9V batteri og stik - 1
• LED rød - 1
• LED grøn -1
• Modstand, 1k - 2
• Ledninger

Trin 2: H-Bridge ved hjælp af relæer

Hvad er et relæ?

Det er en elektromekanisk komponent. Hoveddelen er en spole, når spolen giver energi, genereres magnetfelt, og det tiltrækker en metalkontakt, og det lukker kredsløbet. Relæ indeholder en SPDT -switch, det ene ben er normalt åbent (NO), det lukkes, når spolen får strøm, det andet er normalt lukket (NC), det er lukket, når spolen ikke aktiveres og en fælles nodestift. Forklar i figuren.

Arbejder

Her erstattes SPDT -kontakten med et relæ. Det er den største forskel fra ovenstående kredsløb. Relæspolen forbruger omkring 100 mA strøm, der er et driverstadium nødvendigt for at øge strømmen ved at reducere impedansen. Her bruger jeg en transistor som driverelement. Modstanden R1 og R2 fungerer som nedtrapningsmodstande, den trækker portspændingen ned til jord uden indgangssignaltilstand.

Kredsløbsdiagrammet er givet her. En legetøjsmotor fungerer som belastningen.

Komponenter

5V relæ - 2

Legetøjsmotor (3v) - 1

Transistor, T1 & T2 - BC 547 -2

Modstand R1 & R2 - 56K - 2

9V batteri og stik - 1

Ledninger

Trin 3: H-Bride ved hjælp af transistorer

MODEL - 1

Her erstattes de enkelte switches af diskrete transistorer. Til positiv ladningskontrol anvendes PNP og til negativ ladningskontrol bruges NPN. NPN fungerer som en lukket kontakt, når portspændingen er 0,7V større end emitterspændingen. Her er den også 0,7V. For PNP fungerer den som en lukket kontakt, når portspændingen er 0,7V mindre end emitterspændingen. Her er det 8,3V, for her er PNP -emitterspændingen 9V. Her er PNP -transistorer ON af en NPN -transistor, den fungerer som en 180 graders faseskift. Det giver den nødvendige 8,3V til PNP -transistoren.

Arbejder

Når input 1 er høj, og input 2 er lav, er T1 TIL ved at tænde for driver -transistoren. Fordi det er NPN og input også højt. T4 er også tændt. Når input er skiftevis er output også alternerende. Modstandene R3, R4, R7, R8 fungerer som strømbegrænsende modstand for basisstrømmen. R1, R2 fungerer som pull up -modstande for T1 og T2. R5, R6 fungerer som pull down -modstande.

Komponenter

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Anden transistor - BC 547 - 2

R1, R2, R5, R6 - 100K - 4

R3, R4, R7, R8 - 39K - 4

9V batteri og stik - 1

Ledninger

MODEL- 2

Her fjernes chaufførtransistorer, og der bruges en simpel logik. Hvilket reducerer hardwaren. Hardware reduktion er meget vigtig ting. I ovenstående model er driverne vant til at producere et negativt potentiale (i forhold til VCC) til at drive PNP'en. Her er det negative taget fra den modsatte halvdel af broen. Det er først, at NPN er tændt, den producerer en negativ ved udgangen, den driver PNP -transistoren. Al modstand, der bruges her, er til nuværende begrænsende formål. Kredsløb er angivet i figuren.

Komponenter

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

R1, R2, R3, R4 - 47K - 49V batteri og stik - 1 ledninger

Trin 4: H-Bridge ved hjælp af NE555

Jeg er meget interesseret i dette kredsløb, fordi her bruger 555 IC. Min yndlings IC.

NE 555

555 er en meget god IC for begyndere. Grundlæggende er det en timer, men den fungerer også som oscillator, switch, modulator, flip-flop osv., Og nu siger jeg, at den også fungerer som H-Bridge. Her fungerer 555 som en switch. Så pin 2 & 6 er kortsluttet. Når en positiv (Vcc) påføres sin pin 2 & 6, går output til lav, og når input er lav, går output til højt. Udgangstrinnet 555 er et halvt H-Bridge kredsløb. Så brug to 555 bruges.

Arbejder

Kredsløb er angivet i figuren. Når input 1 er høj og input 2 lav, vil punkt 'a' være lavt og punkt 'b' ved højt. når input ændrer output ændrer sig også. Lasten er en legetøjsmotor. Så det fungerer som en motorfører, fordi det ændrer motorens rotationsretning. kondensatorerne stabiliserer sammenligningsspændingen (inde i 555 ic). Modstande fungerer som pull -ups, når ingen input anvendes.

Komponenter

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

C1, C2 - 10nF - 2

Legetøjsmotor - 1

9V batteri og stik - 1

Ledninger

Trin 5: H-BRIDGE IC

Jeg troede, at alle hørte om H-Bridge IC eller DC motorstyring IC. Fordi det er almindeligt i alle motordrivermoduler. Det er enkelt i konstruktionen, fordi ingen eksterne komponenter kun behøvede ledninger. Ingen vanskeligheder for det.

Den almindeligt tilgængelige IC er L293D. Andre er også tilgængelige.