H橋電路的工作原理介紹

從本文開始，我們將介紹如何使用H橋電路來驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)。在介紹具體的使用H橋電路來驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法之前，本文將介紹H橋電路的原理。

什么是H橋電路?

基本上有刷直流電機(jī)具有兩個(gè)電源端子，并且通過在這兩個(gè)端子上施加電壓來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。兩個(gè)端子具有以下四種連接組合(僅此四種)：

①兩個(gè)端子都不與任何地方連接。(當(dāng)一個(gè)連接而另一個(gè)未連接時(shí)，同樣適用)

②將直流電源的(+)連接至一個(gè)端子，(-)連接至另一端子。

③將直流電源按照與②相反的極性連接至電機(jī)。

④兩個(gè)端子之間相連接。

這四種狀態(tài)可以通過以下使用了四個(gè)開關(guān)的電路來實(shí)現(xiàn)。由于該電路的形狀類似于字母“H”，因此稱為“H橋電路”(也稱為“全橋電路”)。

①中電源端子未連接到任何地方的狀態(tài)，可以通過將SW1～SW4全部OFF來實(shí)現(xiàn)。

②中將直流電源的(+)連接至一個(gè)端子，(-)連接至另一端子，需要將SW1和SW4接通(ON)，將SW2和SW3斷開(OFF)。這樣電機(jī)將按某個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。

③的接法與②相反。將SW1和SW4關(guān)斷(OFF)，將SW2和SW3接通(ON)。這樣電機(jī)將按與②相反的方向旋轉(zhuǎn)。

④是電源端子之間的連接。當(dāng)將SW1和SW3關(guān)斷(OFF)并且將SW2和SW4接通(ON)時(shí)，就處于端子之間相互連接的狀態(tài)。

有刷直流電機(jī) 更改連接用的電路實(shí)際的H橋電路示例

在上圖中，為了便于理解連接的組合方式而使用了開關(guān)，但是在實(shí)際的電子電路中，四個(gè)開關(guān)使用半導(dǎo)體功率晶體管。右圖所示的配置就是實(shí)際的H橋電路。在該電路中，電源的(+)側(cè)晶體管(Q1，Q3)使用的是P通道MOSFET，(-)側(cè)晶體管(Q2，Q4)使用的是N通道MOSFET。

實(shí)際的驅(qū)動(dòng)電路配置示例

要改變有刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就需要改變施加到有刷直流電機(jī)的電壓。為此，在電源和有刷直流電機(jī)之間插入電壓控制電路，以直接或間接控制施加到有刷直流電機(jī)的電壓。有兩種控制方法，一種是在(-)側(cè)直接連接有刷直流電機(jī)，另一種是插入控制電路來同時(shí)控制(-)側(cè)。實(shí)際的驅(qū)動(dòng)電路由可以改變連接狀態(tài)的H橋電路和電壓控制電路組成。

原文標(biāo)題：使用H橋電路驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)：原理

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審核編輯：湯梓紅