Onschuld van de 'mysterieuze' H-brug - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Hallo…..

Voor nieuwe elektronische hobbyisten is H-Bridge een 'mysterieuze' (discrete H-Bridge). Ook voor mij. Maar in het echt is hij onschuldig. Dus hier word ik geprobeerd de onschuld van de 'mysterieuze' H-brug te onthullen.

Achtergrond:

Toen ik in de 9e standaard zat, ben ik geïnteresseerd in het gebied van DC naar AC converters (omvormer). Maar ik weet niet hoe het moet. Ik heb heel veel geprobeerd en uiteindelijk vond ik een methode die DC naar AC converteert, maar het is geen elektronisch circuit, het is een mechanisch circuit. Dat wil zeggen, een gelijkstroommotor is gekoppeld aan een wisselstroomdynamo. Wanneer de motor draait, roteert de dynamo ook en produceert AC. AC krijgt van DC, maar ik ben niet tevreden omdat mijn doel is om een elektronisch circuit te ontwerpen. Toen ontdekte ik dat het via H-Bridge wordt gedaan. Maar op dat moment wist ik niet veel over de transistors en hun werking. Dus ik heb veel moeilijkheden en problemen, dus H-Bridge is een 'mysterieus' voor mij. Maar na een aantal jaren ontwerp ik verschillende soorten H-bruggen. Zo ontdekte ik de onschuld van de 'mysterieuze' H-brug.

resultaten:

Tegenwoordig zijn er verschillende H-Bridge IC's aanwezig, maar ik ben er niet in geïnteresseerd. Omdat het geen problemen heeft, dus er is geen foutopsporing nodig. Als er storingen optreden, leren we er meer van. Ik ben geïnteresseerd in het discrete circuitmodel (transistormodel). Dus hier probeer ik je problemen met de H-brug weg te nemen. En ik geloofde ook dat dit project je angst voor de circuits op transistorniveau zal wegnemen. Zo, we beginnen onze reis….

Stap 1: Theorie van de H-brug

Hoe AC naar DC converteren? Het antwoord is eenvoudig, door een gelijkrichter te gebruiken (meestal volledige bruggelijkrichter). Maar hoe converteer je DC naar AC? Het is moeilijker dan hierboven. AC betekent dat de grootte en polariteit met de tijd veranderen. Eerst probeerden we de polariteit te veranderen, omdat het de AC een AC maakt. Na even nadenken blijkt de polariteit te veranderen door de aansluiting van + en - tegelijkertijd af te wisselen. Hiervoor gebruiken we een schakelaar ervoor (SPDT). Circuit wordt gegeven in de figuren. Schakelaars S1 en S3, schakelaars S2 en S4 gaan niet gelijktijdig AAN omdat ze kortsluiting veroorzaken ('rokende elektronica').

• Wanneer schakelaar S1 en S4 AAN is, is positief (+) get op punt " a " en negatief (-) is get op punt "b " (S2 en S3 UIT) (Figuur 1.1).
• Als S2 en S3 AAN staan, is positief (+) get op punt " b " en negatief (-) is get op punt " a " (S1 en S4 UIT) (Figuur 1.2).

Bingo!! we hebben het, polariteit veranderd. Hier worden de schakelaars handmatig bediend voor praktische toepassing zijn de schakelaars vervangen door elektronische componenten. Wat zijn de componenten? Eenvoudige componenten die grote stroom regelen door er kleine stromen op toe te passen. Bijv.:- relais, transistors, mosfets, IGBT, enz… Relais is een elektromechanisch onderdeel, hiermee begonnen. Omdat het de simpele is.

Een werkend modelcircuit van H-Bridge met behulp van schakelaar wordt hieronder gegeven (Figuur 1.3), led geeft de polariteit aan. Weerstanden worden gebruikt om de stroom door de led te beperken en waardoor een geschikte werkspanning voor led wordt geleverd.

componenten:-

• Enkelpolige Double Throw (SPDT) schakelaar - 4
• 9V batterij en connector - 1
• LED rood - 1
• LED groen -1
• Weerstand, 1k - 2
• Draden

Stap 2: H-brug met relais

Wat is een relais?

Het is een elektromechanisch onderdeel. Het belangrijkste onderdeel is een spoel, wanneer de spoel wordt geactiveerd, wordt een magnetisch veld gegenereerd en wordt een metalen contact aangetrokken en wordt het circuit gesloten. Relais bevatten een SPDT-schakelaar, één been is normaal open (NO), het is gesloten wanneer de spoel wordt geactiveerd, de andere is normaal gesloten (NC), het is gesloten wanneer de spoel niet wordt geactiveerd en een gemeenschappelijke knooppuntpen. Leg het uit in de figuur.

Werken

Hier wordt de SPDT-schakelaar vervangen door een relais. Het is het belangrijkste verschil met het bovenstaande circuit. De relaisspoel verbruikt ongeveer 100 mA stroom, daarom is er een stuurtrap nodig om de stroom te verhogen door de impedantie te verlagen. Hier ben ik maakt gebruik van een transistor als driver element. De weerstand R1 en R2 fungeren als pull-down weerstanden, het trekt de gate-spanning naar aarde zonder ingangssignaal.

Het schakelschema wordt hier gegeven. Een speelgoedmotor fungeert als belasting.

Componenten

5V relais - 2

Speelgoedmotor (3v) - 1

Transistor, T1 & T2 - BC 547 -2

Weerstand R1&R2 - 56K - 2

9V batterij & connector - 1

Draden

Stap 3: H-Bride met transistors

MODEL - 1

Hier worden de afzonderlijke schakelaars vervangen door discrete transistoren. Voor positieve ladingsregeling wordt PNP gebruikt en voor negatieve ladingsregeling NPN. NPN fungeert als een gesloten schakelaar wanneer de poortspanning 0,7 V groter is dan de emitterspanning. Hier is het ook 0,7V. Voor PNP fungeert het als een gesloten schakelaar wanneer de poortspanning 0,7 V lager is dan de emitterspanning. Hier is het 8,3V, omdat hier de PNP-emitterspanning 9V is. Hier zijn de PNP-transistoren AAN door een NPN-transistor, deze fungeert als een faseverschuiver van 180 graden. Het levert de benodigde 8,3V voor de PNP-transistor.

Werken

Wanneer ingang 1 hoog is en ingang 2 laag, is T1 AAN door de inschakelactie van de stuurtransistor. Omdat het NPN is en de input ook hoog. Ook T4 staat AAN. Als de ingang wisselt, wordt de uitgang ook afgewisseld. De weerstanden R3, R4, R7, R8 fungeren als stroombegrenzende weerstand voor de basisstroom. R1, R2 fungeren als pull-up weerstanden voor T1 en T2. R5, R6 fungeren als pull-down weerstanden.

Componenten

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Andere transistor - BC 547 - 2

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

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

9V batterij en connector - 1

Draden

MODEL- 2

Hier worden de stuurtransistoren verwijderd en wordt een eenvoudige logica gebruikt. Wat de hardware vermindert. Hardwarereductie is erg belangrijk. In het bovenstaande model worden de drivers gebruikt om een negatief potentiaal te produceren (ten opzichte van VCC) om de PNP aan te sturen. Hier wordt het negatief van de andere helft van de brug genomen. Dat is eerst de NPN is ingeschakeld, het produceert een negatief aan de uitgang, het zal de PNP-transistor aansturen. Alle weerstanden die hier worden gebruikt, zijn bedoeld voor stroombegrenzing. Circuit wordt gegeven in de figuur.

Componenten

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

R1, R2, R3, R4 - 47K - 49V batterij en connector - 1 draden

Stap 4: H-brug met NE555

Ik ben erg geïnteresseerd in dit circuit omdat hier 555 IC wordt gebruikt. Mijn favoriete IC.

NE 555

555 is een zeer goede IC voor beginners. Eigenlijk is het een timer, maar het werkt ook als oscillator, schakelaar, modulator, flip-flop, enz., en nu zeg ik dat het ook als H-Bridge fungeert. Hier fungeert de 555 als een schakelaar. Dus pin 2 en 6 zijn kortgesloten. Wanneer een positieve (Vcc) op pin 2 & 6 wordt toegepast, gaat de uitvoer naar laag en wanneer de invoer laag is, gaat de uitvoer naar hoog. De 555-eindtrap is een halve H-Bridge-schakeling. Dus gebruik twee 555 worden gebruikt.

Werken

Circuit wordt gegeven in de figuur. Als ingang 1 hoog is en ingang 2 laag, staat punt 'a' op laag en punt 'b' op hoog. wanneer de invoer verandert, verandert de uitvoer ook. De lading is een speelgoedmotor. Het fungeert dus als een motoraandrijver omdat het de draairichting van de motor verandert. de condensatoren stabiliseren de comparactorspanning (binnen de 555 ic). Weerstanden fungeren als pull-ups voor wanneer er geen invoer wordt toegepast.

Componenten

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

C1, C2 - 10nF - 2

Speelgoedmotor - 1

9V batterij en connector - 1

Draden

Stap 5: H-BRIDGE IC

Ik geloofde dat iedereen had gehoord over de H-Bridge IC of DC-motorbesturings-IC. Omdat het gebruikelijk is in alle motorbesturingsmodules. Het is eenvoudig van constructie omdat er geen externe componenten nodig zijn, alleen bedrading. Geen moeilijkheden voor.

De algemeen beschikbare IC is L293D. Anderen zijn ook beschikbaar.