Uskyldigheten til den 'mystiske' H-broen: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Hallo…..

For nye elektroniske hobbyfolk er H-Bridge en "mystisk" (diskret H-bro). Også for meg. Men i virkeligheten er han uskyldig. Så her prøver jeg å avsløre uskyldigheten til den 'mystiske' H-broen.

Bakgrunn:

Da jeg var i den 9. standarden, er jeg interessert i DC til AC -omformere (inverter). Men jeg vet ikke hvordan det gjøres. Jeg prøvde veldig mye, og til slutt fant jeg en metode som konverterer DC til AC, men det er ikke en elektronisk krets, det er en mekanisk. Det vil si at en likestrømsmotor er koblet til en AC -dynamo. Når motoren roterer, roterer dynamoen også og produserer vekselstrøm. AC kommer fra DC, men jeg er ikke fornøyd fordi målet mitt er å designe en elektronisk krets. Da fant jeg ut at det er gjort gjennom H-Bridge. Men på den tiden visste jeg ikke så mye om transistorene og hvordan de fungerte. Så jeg står overfor mange vanskeligheter og problemer, så H-Bridge er et "mystisk" for meg. Men etter noen år designer jeg forskjellige typer H-broer. Det var slik jeg oppdaget uskyldigheten til den 'mystiske' H-broen.

Utfall:

Nå om dagen er forskjellige H-Bridge ICer til stede, men jeg er ikke interessert i det. Fordi det ikke har noen problemer, så det er ikke nødvendig med feilsøking. Når feil oppstår lærer vi mer av det. Jeg er interessert i den diskrete kretsmodellen (transistormodell). Så her prøver jeg å fjerne vanskelighetene dine mot H-broen. Og jeg trodde også at dette prosjektet vil fjerne frykten for kretsene på transistornivået. Så vi starter reisen ….

Trinn 1: Teori om H-Bridge

Hvordan konvertere AC til DC? Svaret er enkelt, ved å bruke en likeretter (for det meste fullbro -likeretter). Men hvordan konvertere DC til AC? Det er vanskeligere enn over ett. AC betyr at størrelsen og polariteten endres med tiden. Først prøvde vi å endre polariteten, fordi det var å gjøre AC til å være en AC. Etter litt tenking observeres at polariteten endret seg ved å veksle forbindelsen mellom + og - samtidig. For det bruker vi en bryter for det (SPDT). Kretsen er gitt i figurene. Bryterne S1 og S3, bryterne S2 og S4 slås ikke PÅ samtidig fordi de gir kortslutning ('røykelektronikk').

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

Bingo !! vi skjønte det, polariteten endret seg. Her blir bryterne manuelt betjent for praktisk bruk, bryterne erstattes av elektroniske komponenter. Hva er komponentene? Enkle komponenter som styrer stor strøm ved å påføre små strømmer på den. F.eks.:- reléer, transistorer, mosfeter, IGBT, etc … Relé er en elektromekanisk komponent, startet med dette. Fordi det er det enkle.

En fungerende modellkrets av H-Bridge ved hjelp av bryteren er gitt nedenfor (figur 1.3), LED indikerer polariteten. Motstander brukes til å begrense strømmen gjennom ledningen og som gir passende arbeidsspenning for led.

Komponenter:-

• Enpolet Double Throw (SPDT) -bryter - 4
• 9V batteri og kontakt - 1
• LED rød - 1
• LED grønn -1
• Motstand, 1k - 2
• Ledninger

Trinn 2: H-Bridge ved hjelp av reléer

Hva er et stafett?

Det er en elektromekanisk komponent. Hoveddelen er en spole, når spolen gir energi, genereres magnetfelt og det tiltrekker seg en metallkontakt og den lukker kretsen. Relé inneholder en SPDT -bryter, ett ben er normalt åpent (NO), det lukkes når spolen gir strøm, andre er normalt lukket (NC), den er lukket når spolen ikke gir strøm og en felles knutepinne. Forklar i figuren.

Jobber

Her erstattes SPDT -bryteren med et relé. Det er hovedforskjellen fra kretsen ovenfor. Reléspolen bruker omtrent 100 mA strøm, det er nødvendig for et førerstadium for å øke strømmen ved å redusere impedansen. Her bruker jeg en transistor som driverelement. Motstanden R1 og R2 fungerer som nedtrekksmotstander, den trekker ned portspenningen til jord uten inngangssignaltilstand.

Kretsdiagrammet er gitt her. En lekemotor fungerer som lasten.

Komponenter

5V relé - 2

Lekemotor (3v) - 1

Transistor, T1 & T2 - BC 547 -2

Motstand R1 & R2 - 56K - 2

9V batteri og kontakt - 1

Ledninger

Trinn 3: H-brud ved bruk av transistorer

MODELL - 1

Her erstattes de enkelte bryterne med diskrete transistorer. For positiv ladningskontroll brukes PNP og for negativ ladningskontroll brukes NPN. NPN fungerer som en lukket bryter når portspenningen er 0,7V større enn emitterspenningen. Her er den også 0,7V. For PNP fungerer den som en lukket bryter når portspenningen er 0,7V mindre enn emitterspenningen. Her er den 8,3V, for her er PNP -emitterspenningen 9V. Her er PNP -transistorer PÅ av en NPN -transistor, den fungerer som en 180 graders faseskifter. Den gir den nødvendige 8,3V for PNP -transistoren.

Jobber

Når inngang 1 er høy og inngang 2 er lav, er T1 PÅ ved å slå på er driver -transistoren. Fordi det er NPN og innspillet også høyt. Også T4 er PÅ. Når inngangen er vekslende, er utgangen også vekslende. Motstandene R3, R4, R7, R8 fungerer som strømbegrensende motstand for basestrømmen. R1, R2 fungerer som trekkmotstander for T1 og T2. R5, R6 fungerer som nedtrekksmotstander.

Komponenter

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Annen transistor - BC 547 - 2

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

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

9V batteri og kontakt - 1

Ledninger

MODELL- 2

Her fjernes drivertransistorene og en enkel logikk brukes. Som reduserer maskinvaren. Maskinvarereduksjon er veldig viktig. I modellen ovenfor er driverne vant til å produsere et negativt potensial (med hensyn til VCC) for å drive PNP. Her er det negative tatt fra den motsatte halvdelen av broen. Det er først at NPN slås på, den gir et negativt ved utgangen, den vil drive PNP -transistoren. All motstand som brukes her er for gjeldende begrensende formål. Kretsen er gitt i figuren.

Komponenter

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

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

Trinn 4: H-Bridge ved bruk av NE555

Jeg er veldig interessert i denne kretsen fordi jeg bruker 555 IC her. Min favoritt IC.

NE 555

555 er en veldig god IC for nybegynnere. I utgangspunktet er det en timer, men den fungerer også som oscillator, bryter, modulator, flip-flop, osv., Og nå sier jeg at den også fungerer som H-Bridge. Her fungerer 555 som en bryter. Så pin 2 & 6 er kortsluttet. Når en positiv (Vcc) brukes på pin 2 & 6, går utgangen til lav, og når input er lav, går outputen til høy. Utgangstrinnet 555 er en halv H-Bridge-krets. Så bruk to 555 er brukt.

Jobber

Kretsen er gitt i figuren. Når inngang 1 er høy og inngang 2 lav, vil punkt 'a' være lavt og punkt 'b' på høyt. når input endrer output endres også. Lasten er en lekemotor. Så den fungerer som en motordriver fordi den endrer motorens rotasjonsretning. kondensatorene stabiliserer sammenligningsspenningen (inne i 555 ic). Motstander fungerer som pull -ups for når ingen input brukes.

Komponenter

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

C1, C2 - 10nF - 2

Lekemotor - 1

9V batteri og kontakt - 1

Ledninger

Trinn 5: H-BRIDGE IC

Jeg trodde at alle hørte om H-Bridge IC eller DC motorstyring IC. Fordi det er vanlig i alle motordrivermoduler. Det er enkelt i konstruksjon fordi ingen eksterne komponenter bare trengte ledninger. Ingen vanskeligheter med det.

Vanlig tilgjengelig IC er L293D. Andre er også tilgjengelige.