Oskuld av den "mystiska" H-bron: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Hej…..

För nya elektroniska hobbyister är H-Bridge en "mystisk" (diskret H-Bridge). Också för mig. Men i verkligheten är han oskyldig. Så här försöker jag avslöja oskuldet i den "mystiska" H-bron.

Bakgrund:

När jag var i den nionde standarden är jag intresserad av DC till AC -omvandlare (inverter). Men jag vet inte hur det görs. Jag försökte mycket och slutligen hittade jag en metod som konverterar DC till AC men det är inte en elektronisk krets, det är en mekanisk. Det vill säga en likströmsmotor är kopplad till en växelströmsdynamo. När motorn roterar roterar dynamon också och producerar AC. AC kommer från DC men jag är inte nöjd eftersom mitt mål är att designa en elektronisk krets. Då upptäckte jag att det görs genom H-Bridge. Men vid den tiden visste jag inte så mycket om transistorerna och dess funktion. Så jag möter många svårigheter och problem, så H-Bridge är ett "mystiskt" för mig. Men efter några år designar jag olika typer av H-broar. Det var så jag upptäckte oskyldigheten i den "mystiska" H-bron.

Resultat:

Nu för tiden finns olika H-Bridge IC: er, men jag är inte intresserad av det. Eftersom det inte har några svårigheter så ingen felsökning behövs. När misslyckanden inträffar lär vi oss mer av det. Jag är intresserad av den diskreta kretsmodellen (transistormodell). Så här försöker jag ta bort dina svårigheter mot H-bron. Och jag trodde också att detta projekt kommer att ta bort din rädsla för kretsarna på transistornivån. Så, vi börjar vår resa ….

Steg 1: Teori om H-Bridge

Hur konverterar man AC till DC? Svaret är enkelt, med hjälp av en likriktare (mestadels helbrygglikriktare). Men hur konverterar man DC till AC? Det är svårt än över ett. AC betyder att dess storlek och polaritet förändras med tiden. Först försökte vi ändra polariteten, eftersom det är att göra AC: n till en AC. Efter lite eftertanke observeras att polariteten förändrades genom att växla anslutningen mellan + och - samtidigt. För det använder vi en switch för det (SPDT). Kretsen ges i figurerna. Strömställarna S1 och S3, omkopplarna S2 och S4 slås inte PÅ samtidigt eftersom de ger kortslutning ("rökelektronik").

• När omkopplare S1 och S4 PÅ är positiv (+) get vid punkt "a" och negativ (-) får vid punkt "b" (S2 och S3 OFF) (Figur 1.1).
• När S2 och S3 är i PÅ är positiv (+) get vid punkt "b" och negativ (-) är get vid punkt "a" (S1 och S4 OFF) (Figur 1.2).

Bingo!! vi fick det, polariteten förändrades. Här manövreras omkopplarna manuellt för praktisk tillämpning, omkopplarna byts ut mot elektroniska komponenter. Vilka är komponenterna? Enkla komponenter som styr stor ström genom att applicera små strömmar på den. Exempel:- reläer, transistorer, mosfeter, IGBT, etc … Relä är en elektromekanisk komponent, började med detta. För det är det enkla.

En fungerande modellkrets för H-Bridge med hjälp av omkopplare ges nedan (figur 1.3), LED indikerar polariteten. Motstånd används för att begränsa strömmen genom ledningen och genom vilken tillhandahålla lämplig arbetsspänning för led.

Komponenter:-

• Enpolig Double Throw (SPDT) omkopplare - 4
• 9V batteri och kontakt - 1
• LED röd - 1
• LED grön -1
• Motstånd, 1k - 2
• Trådar

Steg 2: H-Bridge med hjälp av reläer

Vad är ett relä?

Det är en elektromekanisk komponent. Huvuddelen är en spole, när spolen aktiveras, magnetfält genereras och det lockar en metallkontakt och den stänger kretsen. Relä innehåller en SPDT -omkopplare, ett ben är normalt öppet (NO), det stängs när spolen aktiveras, andra är normalt stängd (NC), den är stängd när spolen inte aktiveras och en gemensam nodstift. Förklara i figuren.

Arbetssätt

Här ersätts SPDT -omkopplaren med ett relä. Det är den största skillnaden från kretsen ovan. Reläspolen förbrukar cirka 100 mA ström, där för ett drivsteg behövs för att öka strömmen genom att minska impedansen. Här använder jag en transistor som drivelement. Motståndet R1 och R2 fungerar som neddragningsmotstånd, det drar ner grindspänningen till jord utan ingångssignal.

Kretsschemat ges här. En leksaksmotor fungerar som lasten.

Komponenter

5V relä - 2

Leksaksmotor (3v) - 1

Transistor, T1 & T2 - BC 547 -2

Motstånd R1 & R2 - 56K - 2

9V batteri och kontakt - 1

Trådar

Steg 3: H-brud med hjälp av transistorer

MODELL - 1

Här ersätts de enskilda omkopplarna med diskreta transistorer. För positiv laddningskontroll används PNP och för negativ laddningskontroll används NPN. NPN fungerar som en stängd omkopplare när grindspänningen är 0,7V större än emitterspänningen. Här är den också 0,7V. För PNP fungerar den som en stängd omkopplare när grindspänningen är 0,7V lägre än emitterspänningen. Här är det 8,3V, eftersom PNP -emitterspänningen här är 9V. Här är PNP -transistorerna PÅ av en NPN -transistor, den fungerar som en 180 graders fasskiftare. Den ger den nödvändiga 8,3V för PNP -transistorn.

Arbetssätt

När ingång 1 är hög och ingång 2 är låg, är T1 PÅ av omkopplaren på drivrutintransistorn. Eftersom det är NPN och ingången också hög. T4 är också PÅ. När ingången är växelvis är utgången också omväxlande. Motstånden R3, R4, R7, R8 fungerar som strömbegränsande motstånd för basströmmen. R1, R2 fungerar som uppdragningsmotstånd för T1 och T2. R5, R6 fungerar som neddragningsmotstånd.

Komponenter

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Annan transistor - BC 547 - 2

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

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

9V batteri och kontakt - 1

Trådar

MODELL- 2

Här avlägsnas förartransistorerna och en enkel logik används. Vilket minskar hårdvaran. Hårdvaroreduktion är mycket viktigt. I ovanstående modell används drivrutinerna för att producera en negativ potential (med avseende på VCC) för att driva PNP. Här tas det negativa från den motsatta halvan av bron. Det är först NPN slås på, det ger ett negativt vid utgången, det kommer att driva PNP -transistorn. Allt motstånd som används här är för strömbegränsande ändamål. Kretsen ges i figuren.

Komponenter

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

R1, R2, R3, R4 - 47K - 49V batteri och kontakt - 1 ledningar

Steg 4: H-Bridge med NE555

Jag är mycket intresserad av denna krets eftersom här använder 555 IC. Min favorit IC.

NE 555

555 är en mycket bra IC för nybörjare. I grund och botten är det en timer men det fungerar också som oscillator, switch, modulator, flip-flop, etc, och nu säger jag att det också fungerar som H-Bridge. Här fungerar 555 som en omkopplare. Så pin 2 & 6 är kortslutna. När en positiv (Vcc) appliceras på sin stift 2 & 6 går utmatningen till låg och när ingången är låg går utmatningen till hög. Utgångssteget 555 är en halv H-Bridge-krets. Så använd två 555 används.

Arbetssätt

Kretsen ges i figuren. När ingång 1 är hög och ingång 2 låg kommer punkt 'a' att vara låg och punkt 'b' vid hög. när ingången ändrar utgången ändras också. Lasten är en leksaksmotor. Så det fungerar som en motorförare eftersom det ändrar motorns rotationsriktning. kondensatorerna stabiliserar jämförelsespänningen (inuti 555 ic). Motstånd fungerar som pull -ups för när ingen ingång tillämpas.

Komponenter

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

C1, C2 - 10nF - 2

Leksaksmotor - 1

9V batteri och kontakt - 1

Trådar

Steg 5: H-BRIDGE IC

Jag trodde att alla hört talas om H-Bridge IC eller DC motorstyrning IC. Eftersom det är vanligt i alla motorförarmoduler. Det är enkelt i konstruktion eftersom inga externa komponenter bara behövs kabeldragning. Inga svårigheter för det.

Den vanligt tillgängliga IC är L293D. Andra är också tillgängliga.