Niewinność „tajemniczego” mostu H: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Dzień dobry…..

Dla nowych hobbystów elektroniki H-Bridge jest „tajemniczy” (dyskretny H-Bridge). Również dla mnie. Ale w rzeczywistości jest niewinny. Więc tutaj staram się ujawnić niewinność „tajemniczego” mostka H.

Tło:

Kiedy byłem w 9-tym standardzie, interesuje mnie dziedzina przekształtników DC na AC (falownik). Ale nie wiem, jak to się robi. Próbowałem bardzo i w końcu znalazłem metodę, która zamienia DC na AC, ale nie jest to układ elektroniczny, jest mechaniczny. Oznacza to, że silnik prądu stałego jest sprzężony z dynamem prądu przemiennego. Kiedy silnik się obraca, dynamo również się obraca i wytwarza prąd przemienny. AC uzyskać z DC, ale nie jestem zadowolony, ponieważ moim celem jest zaprojektowanie obwodu elektronicznego. Potem odkryłem, że odbywa się to przez H-Bridge. Ale w tamtym czasie niewiele wiedziałem o tranzystorach i ich działaniu. Tak więc napotykam wiele trudności i problemów, więc H-Bridge jest dla mnie „tajemniczy”. Ale po kilku latach projektuję różne typy mostków H. Tak odkryłem niewinność „tajemniczego” mostka H.

Wyniki:

Teraz dni różne układy scalone H-Bridge są obecne, ale nie jestem tym zainteresowany. Ponieważ nie ma trudności, więc nie jest potrzebne debugowanie. Kiedy pojawiają się awarie, uczymy się z tego więcej. Interesuje mnie model układu dyskretnego (model tranzystorowy). Więc tutaj staram się usunąć twoje trudności w stosunku do mostu H. Wierzyłem też, że ten projekt usunie twój strach przed obwodami tranzystorowymi. Tak więc zaczynamy naszą podróż….

Krok 1: Teoria mostka H

Jak przekonwertować AC na DC? Odpowiedź jest prosta, używając prostownika (głównie prostownika z pełnym mostkiem). Ale jak przekonwertować prąd stały na prąd przemienny? To trudne niż powyżej. AC oznacza, że jego wielkość i polaryzacja zmienia się w czasie. Najpierw próbowaliśmy zmienić polaryzację, ponieważ to sprawi, że AC będzie AC. Po krótkim namyśle można zauważyć, że polaryzacja zmieniła się przez naprzemienne połączenie + i - jednocześnie. Do tego używamy do tego przełącznika (SPDT). Obwód podano na rysunkach. Przełączniki S1 i S3, przełączniki S2 i S4 nie włączają się jednocześnie, ponieważ powodują zwarcie („paląca elektronika”).

• Gdy przełącznik S1 i S4 ON, dodatni (+) jest ustawiony w punkcie „a”, a ujemny (-) w punkcie „b” (S2 i S3 wyłączone) (Rysunek 1.1).
• Gdy S2 i S3 są włączone, dodatni (+) jest pobierany w punkcie „b”, a ujemny(-) w punkcie „a” (S1 i S4 wyłączone) (rysunek 1.2).

Bingo!! mamy to, zmieniła się polaryzacja. Tutaj przełączniki są obsługiwane ręcznie w celu praktycznego zastosowania, przełączniki są zastępowane przez elementy elektroniczne. Jakie są składniki? Proste elementy, które kontrolują duży prąd poprzez przyłożenie do niego małych prądów. Np.:- przekaźniki, tranzystory, mosfety, IGBT, itp… Przekaźnik jest elementem elektromechanicznym, od tego zaczyna się. Bo to jest proste.

Poniżej przedstawiono działający model obwodu mostka H za pomocą przełącznika (rysunek 1.3), diody wskazują biegunowość. Rezystory służą do ograniczania prądu płynącego przez diodę i przez które zapewniają odpowiednie napięcie robocze dla diody led.

Składniki:-

• Przełącznik jednobiegunowy Double Throw (SPDT) - 4
• bateria 9V i złącze - 1
• dioda czerwona - 1
• LED zielony -1
• Rezystor, 1k - 2
• Przewody

Krok 2: Mostek H za pomocą przekaźników

Co to jest przekaźnik?

Jest to element elektromechaniczny. Główną częścią jest cewka, gdy cewka wzbudza się, generowane jest pole magnetyczne i przyciąga metalowy styk i zamyka obwód. Przekaźnik zawiera przełącznik SPDT, jedna noga jest normalnie otwarta (NO), zamyka się, gdy cewka jest zasilana, druga jest normalnie zamknięta (NC), jest zamknięta, gdy cewka nie jest zasilana i wspólny pin węzła. Wyjaśnij na rysunku.

Pracujący

Tutaj przełącznik SPDT jest zastąpiony przez przekaźnik. Jest to główna różnica w stosunku do powyższego obwodu. Cewka przekaźnika pobiera około 100 mA prądu, tam dla stopnia sterownika konieczne jest zwiększenie prądu poprzez zmniejszenie impedancji. Tutaj używam tranzystora jako elementu sterownika. Rezystory R1 i R2 działają jak rezystory obniżające, obniżają napięcie bramki do masy przy braku sygnału wejściowego.

Schemat obwodu podano tutaj. Obciążeniem jest silnik zabawki.

składniki

Przekaźnik 5V - 2

Silnik zabawki (3v) - 1

Tranzystor, T1 i T2 - BC 547 -2

Rezystor R1&R2 - 56K - 2

Bateria 9V i złącze - 1

Przewody

Krok 3: H-Bride za pomocą tranzystorów

WZÓR - 1

Tutaj poszczególne przełączniki zostały zastąpione dyskretnymi tranzystorami. Do kontroli ładunku dodatniego stosuje się PNP, a do kontroli ładunku ujemnego NPN. NPN działa jak zamknięty przełącznik, gdy napięcie bramki jest o 0,7 V większe niż napięcie emitera. Tutaj też jest 0,7V. W przypadku PNP działa jak zamknięty przełącznik, gdy napięcie bramki jest o 0,7 V mniejsze niż napięcie emitera. Tutaj jest to 8,3V, bo tutaj napięcie emitera PNP wynosi 9V. Tutaj tranzystory PNP są WŁĄCZONE przez tranzystor NPN, który działa jak przesuwnik fazowy o 180 stopni. Zapewnia niezbędne napięcie 8,3 V dla tranzystora PNP.

Pracujący

Gdy wejście 1 jest w stanie wysokim, a wejście 2 w stanie niskim, T1 jest ON przez włączenie działania tranzystora sterującego. Bo to NPN i wejście też wysokie. Również T4 jest WŁĄCZONY. Gdy wejście jest przemienne, wyjście jest również przemienne. Rezystory R3, R4, R7, R8 działają jako rezystor ograniczający prąd dla prądu bazowego. R1, R2 działają jako rezystory podciągające dla T1 i T2. R5, R6 działają jak rezystory obniżające.

składniki

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Inny tranzystor - BC 547 - 2

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

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

bateria 9V i złącze - 1

Przewody

WZÓR- 2

Tutaj tranzystory sterownika są usuwane i używana jest prosta logika. Co zmniejsza sprzęt. Redukcja sprzętu jest bardzo ważna. W powyższym modelu sterowniki są wykorzystywane do wytwarzania ujemnego potencjału (w odniesieniu do VCC) do napędzania PNP. Tutaj negatyw pobierany jest z przeciwnej połowy mostu. To znaczy, że najpierw NPN jest włączony, wytwarza ujemny na wyjściu, będzie napędzał tranzystor PNP. Wszystkie użyte tutaj rezystory służą do ograniczania prądu. Obwód podano na rysunku.

składniki

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

R1, R2, R3, R4 - 47K - 49V bateria i złącze - 1 przewody

Krok 4: Mostek H przy użyciu NE555

Jestem bardzo zainteresowany tym układem, ponieważ tutaj używam 555 IC. Mój ulubiony układ scalony.

555

555 to bardzo dobry układ scalony dla początkujących. Zasadniczo jest to zegar, ale działa również jako oscylator, przełącznik, modulator, przerzutnik itp., a teraz mówię, że działa również jako mostek H. Tutaj 555 działa jak przełącznik. Tak więc piny 2 i 6 są zwarte. Gdy dodatni (Vcc) przyłożony do jego pinów 2 i 6, wyjście staje się niskie, a gdy wejście jest niskie, wyjście staje się wysokie. Stopień wyjściowy 555 to układ połówkowy H-Bridge. Więc użyj dwóch 555.

Pracujący

Obwód podano na rysunku. Gdy wejście 1 jest wysokie, a wejście 2 niskie, punkt 'a' będzie niski, a punkt 'b' wysoki. kiedy wejście zmienia wyjście również się zmienia. Obciążeniem jest silnik zabawki. Działa więc jako sterownik silnika, ponieważ zmienia kierunek obrotów silnika. kondensatory stabilizują napięcie komparatora (wewnątrz układu 555). Rezystory działają jak podciąganie w przypadku braku wejścia.

składniki

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

C1, C2 - 10nF - 2

Silnik zabawki - 1

bateria 9V i złącze - 1

Przewody

Krok 5: H-BRIDGE IC

Wierzyłem, że wszyscy słyszeli o układzie scalonym H-Bridge lub IC do sterowania silnikiem DC. Ponieważ jest powszechny we wszystkich modułach sterownika silnika. Jest prosty w konstrukcji, ponieważ żadne elementy zewnętrzne nie wymagały jedynie okablowania. Żadnych trudności.

Powszechnie dostępnym układem scalonym jest L293D. Dostępne są również inne.