Unschuld der 'mysteriösen' H-Brücke - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Hallo…..

Für neue elektronische Bastler ist H-Bridge eine 'mysteriöse' (diskrete H-Bridge). Auch für mich. Aber in Wirklichkeit ist er ein Unschuldiger. Hier werde ich also versucht, die Unschuld der 'mysteriösen' H-Brücke zu enthüllen.

Hintergrund:

Als ich in der 9. Norm war, interessiere ich mich für den Bereich der DC-AC-Wandler (Inverter). Aber ich weiß nicht, wie es gemacht wird. Ich habe viel versucht und schließlich eine Methode gefunden, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, aber es ist keine elektronische Schaltung, sondern eine mechanische. Das heißt, ein Gleichstrommotor ist mit einem Wechselstromdynamo gekoppelt. Wenn sich der Motor dreht, dreht sich auch der Dynamo und erzeugt Wechselstrom. Wechselstrom wird aus Gleichstrom, aber ich bin nicht zufrieden, weil mein Ziel darin besteht, eine elektronische Schaltung zu entwerfen. Dann habe ich festgestellt, dass es über H-Bridge erfolgt. Aber damals wusste ich nicht viel über die Transistoren und ihre Funktionsweise. Da ich mit vielen Schwierigkeiten und Problemen konfrontiert bin, ist H-Bridge für mich ein 'mysteriöses'. Aber nach einigen Jahren entwerfe ich verschiedene Arten von H-Brücken. So entdeckte ich die Unschuld der 'mysteriösen' H-Brücke.

Ergebnisse:

Jetzt sind seit Tagen verschiedene H-Brücken-ICs vorhanden, aber ich interessiere mich nicht dafür. Weil es keine Schwierigkeiten hat, so dass kein Debugging erforderlich ist. Wenn Fehler auftreten, lernen wir mehr daraus. Ich interessiere mich für das diskrete Schaltungsmodell (Transistormodell). Also, hier werde ich versucht, Ihre Schwierigkeiten in Richtung H-Brücke zu beseitigen. Und ich habe auch geglaubt, dass dieses Projekt Ihre Angst vor den Schaltungen auf Transistorebene beseitigen wird. Also beginnen wir unsere Reise….

Schritt 1: Theorie der H-Brücke

Wie wandelt man Wechselstrom in Gleichstrom um? Die Antwort ist einfach, indem Sie einen Gleichrichter (meist Vollbrückengleichrichter) verwenden. Aber wie wandelt man Gleichstrom in Wechselstrom um? Es ist schwieriger als oben. AC bedeutet, dass sich Größe und Polarität mit der Zeit ändern. Zuerst haben wir versucht, die Polarität zu ändern, weil es den Wechselstrom zu einem Wechselstrom machen soll. Nach kurzem Nachdenken stellt man fest, dass sich die Polarität durch gleichzeitiges Wechseln der Verbindung von + und - ändert. Dafür verwenden wir einen Schalter dafür (SPDT). Schaltung ist in den Figuren angegeben. Schalter S1 und S3, Schalter S2 und S4 werden nicht gleichzeitig eingeschaltet, weil sie einen Kurzschluss erzeugen ("Raucherelektronik").

• Wenn Schalter S1 und S4 EIN sind, wird positiv (+) an Punkt "a" und negativ (-) an Punkt "b" (S2 und S3 AUS) erhalten (Abbildung 1.1).
• Wenn S2 und S3 eingeschaltet sind, wird positiv (+) an Punkt "b" und negativ (-) an Punkt "a" (S1 und S4 AUS) erhalten (Abbildung 1.2).

Bingo!! Wir haben es verstanden, die Polarität hat sich geändert. Hier werden die Schalter für die praktische Anwendung manuell bedient, die Schalter werden durch elektronische Komponenten ersetzt. Was sind die Komponenten? Einfache Komponenten, die einen großen Strom durch Anlegen kleiner Ströme steuern. ZB:- Relais, Transistoren, Mosfets, IGBT, etc… Relais ist ein elektromechanisches Bauteil, damit angefangen. Denn es ist das Einfache.

Eine funktionierende Modellschaltung der H-Brücke mit Schalter ist unten angegeben (Abbildung 1.3), LEDs zeigen die Polarität an. Widerstände werden verwendet, um den Strom durch die LED zu begrenzen und durch die eine geeignete Arbeitsspannung für die LED bereitgestellt wird.

Komponenten:-

• Einpoliger Double Throw (SPDT) Schalter - 4
• 9V Batterie und Stecker - 1
• LED rot - 1
• LED grün -1
• Widerstand, 1k - 2
• Drähte

Schritt 2: H-Brücke mit Relais

Was ist ein Relais?

Es ist ein elektromechanisches Bauteil. Hauptteil ist eine Spule, wenn die Spule erregt, ein Magnetfeld erzeugt wird und es einen Metallkontakt anzieht und den Stromkreis schließt. Relais enthalten einen SPDT-Schalter, ein Bein ist normalerweise offen (NO), es schließt, wenn die Spule erregt, das andere ist normalerweise geschlossen (NC), es ist geschlossen, wenn die Spule nicht erregt und ein gemeinsamer Knotenstift. Erklären Sie in der Abbildung.

Arbeiten

Hier wird der SPDT-Schalter durch ein Relais ersetzt. Dies ist der Hauptunterschied zur obigen Schaltung. Die Relaisspule verbraucht ca. 100 mA Strom, dafür wird eine Treiberstufe benötigt, um den Strom durch Reduzierung der Impedanz zu erhöhen. Hier verwende ich einen Transistor als Treiberelement. Die Widerstände R1 und R2 wirken als Pull-Down-Widerstände, sie ziehen die Gate-Spannung auf Masse, wenn kein Eingangssignal vorliegt.

Der Schaltplan ist hier angegeben. Als Last dient ein Spielzeugmotor.

Komponenten

5V Relais - 2

Spielzeugmotor (3v) - 1

Transistor, T1 & T2 - BC 547 -2

Widerstand R1&R2 - 56K - 2

9V Batterie & Stecker - 1

Drähte

Schritt 3: H-Bride mit Transistoren

MODELL - 1

Hier werden die einzelnen Schalter durch diskrete Transistoren ersetzt. Für die positive Ladungssteuerung werden PNP verwendet und für die negative Ladungssteuerung werden NPN verwendet. NPN wirkt als geschlossener Schalter, wenn die Gatespannung 0,7 V höher als die Emitterspannung ist. Hier sind es auch 0,7V. Bei PNP fungiert er als geschlossener Schalter, wenn die Gatespannung 0,7 V unter der Emitterspannung liegt. Hier sind es 8,3V, weil hier die PNP-Emitterspannung 9V beträgt. Hier sind die PNP-Transistoren durch einen NPN-Transistor eingeschaltet, er wirkt als 180-Grad-Phasenschieber. Es liefert die notwendigen 8,3V für den PNP-Transistor.

Arbeiten

Wenn Eingang 1 auf High und Eingang 2 auf Low ist, ist T1 durch die Einschaltaktion des Treibertransistors 42 eingeschaltet. Weil es NPN ist und der Eingang auch hoch ist. Außerdem ist T4 eingeschaltet. Bei wechselndem Eingang wechselt auch der Ausgang. Die Widerstände R3, R4, R7, R8 wirken als Strombegrenzungswiderstand für den Basisstrom. R1, R2 wirken als Pull-Up-Widerstände für T1 und T2. R5, R6 wirken als Pull-Down-Widerstände.

Komponenten

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Anderer Transistor - BC 547 - 2

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

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

9V Batterie und Stecker - 1

Drähte

MODELL - 2

Hier werden die Treibertransistoren entfernt und eine einfache Logik verwendet. Was die Hardware reduziert. Hardware-Reduktion ist sehr wichtig. Im obigen Modell werden die Treiber verwendet, um ein negatives Potential (in Bezug auf VCC) zu erzeugen, um den PNP zu treiben. Hier wird das Negativ von der gegenüberliegenden Hälfte der Brücke genommen. Das heißt, zuerst wird der NPN eingeschaltet, er erzeugt ein Minus am Ausgang, er treibt den PNP-Transistor an. Alle hier verwendeten Widerstände dienen der Strombegrenzung. Schaltung ist in der Abbildung angegeben.

Komponenten

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

R1, R2, R3, R4 - 47K - 49V Batterie und Stecker - 1 Drähte

Schritt 4: H-Brücke mit NE555

Ich interessiere mich sehr für diese Schaltung, da hier 555 IC verwendet wird. Mein Lieblings-IC.

NE 555

555 ist ein sehr guter IC für Anfänger. Im Grunde ist es ein Timer, aber es funktioniert auch als Oszillator, Schalter, Modulator, Flip-Flop usw. Und jetzt sage ich, dass es auch als H-Brücke fungiert. Hier fungieren die 555 als Schalter. Also sind Pin 2 & 6 kurzgeschlossen. Wenn ein positiver Wert (Vcc) an seine Pins 2 & 6 angelegt wird, geht der Ausgang auf Low und wenn der Eingang Low ist, geht der Ausgang auf High. Die 555-Ausgangsstufe ist eine halbe H-Brückenschaltung. Verwenden Sie also zwei 555.

Arbeiten

Schaltung ist in der Abbildung angegeben. Wenn Eingang 1 hoch und Eingang 2 niedrig ist, ist Punkt ' a ' niedrig und Punkt ' b ' hoch. Wenn sich der Eingang ändert, ändert sich auch der Ausgang. Die Last ist ein Spielzeugmotor. Es fungiert also als Motortreiber, da es die Drehrichtung des Motors ändert. die kondensatoren stabilisieren die komparatorspannung (innerhalb des 555 ic). Widerstände wirken als Pull-Ups, wenn kein Eingang angelegt ist.

Komponenten

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

C1, C2 - 10nF - 2

Spielzeugmotor - 1

9V Batterie und Stecker - 1

Drähte

Schritt 5: H-BRIDGE IC

Ich glaubte, dass alle vom H-Brücken-IC oder dem DC-Motorsteuerungs-IC gehört haben. Weil es in allen Motortreibermodulen üblich ist. Es ist einfach im Aufbau, da keine externen Komponenten benötigt werden, nur Verkabelung. Keine Schwierigkeiten dafür.

Der allgemein verfügbare IC ist L293D. Andere sind ebenfalls erhältlich.