L'innocenza del "misterioso" ponte ad H: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Ciao…..

Per i nuovi appassionati di elettronica H-Bridge è un "misterioso" (H-Bridge discreto). Anche per me. Ma, in realtà, è un innocente. Quindi, eccomi qui a svelare l'innocenza del 'misterioso' H-Bridge.

Sfondo:

Quando ero al 9° standard, mi interessava il campo dei convertitori da DC ad AC (inverter). Ma non so come si fa. Ho provato molto e alla fine ho trovato un metodo, che converte DC in AC ma, non è un circuito elettronico, è meccanico. Cioè, un motore DC è accoppiato con una dinamo AC. Quando il motore gira, anche la dinamo ruota e produce corrente alternata. AC prendo da DC ma non sono soddisfatto perché il mio obiettivo è progettare un circuito elettronico. Poi ho scoperto che è fatto tramite H-Bridge. Ma a quel tempo non sapevo molto dei transistor e del loro funzionamento. Quindi affronto molte difficoltà e problemi, quindi H-Bridge è un "misterioso" per me. Ma dopo alcuni anni progetto diversi tipi di H-Bridges. È così che ho scoperto l'innocenza del 'misterioso' H-Bridge.

Risultati:

Ora un giorno sono presenti diversi circuiti integrati H-Bridge ma non mi interessa. Perché non ha difficoltà, quindi non è necessario il debug. Quando si verificano dei fallimenti, impariamo di più da esso. Sono interessato al modello a circuito discreto (modello a transistor). Quindi, eccomi qui a cercare di rimuovere le vostre difficoltà verso l'H-Bridge. E anche io credevo che questo progetto rimuovesse la tua paura verso i circuiti a livello di transistor. Quindi, iniziamo il nostro viaggio….

Passaggio 1: teoria dell'H-Bridge

Come convertire AC in DC? La risposta è semplice, utilizzando un raddrizzatore (principalmente raddrizzatore a ponte intero). Ma come convertire DC in AC? È difficile che sopra uno. AC significa che la sua magnitudine e la polarità cambiano con il tempo. Per prima cosa abbiamo provato a cambiare la polarità, perché è fare in modo che l'AC sia un AC. Dopo aver riflettuto poco, si osserva che la polarità è cambiata alternando la connessione di + e - simultaneamente. Per questo usiamo un interruttore per esso (SPDT). Il circuito è riportato nelle figure. Gli interruttori S1 e S3, gli interruttori S2 e S4 non si accendono contemporaneamente perché producono cortocircuiti ("elettronica fumante").

• Quando l'interruttore S1 e S4 è ON positivo(+) viene portato al punto "a" e negativo(-) viene portato al punto "b" (S2 e S3 OFF)(Figura 1.1).
• Quando S2 e S3 sono in ON il positivo(+) va al punto "b" e il negativo(-) va al punto "a" (S1 e S4 OFF)(Figura 1.2).

Bingo!! abbiamo capito, la polarità è cambiata. Qui gli interruttori sono azionati manualmente per l'applicazione pratica gli interruttori sono sostituiti da componenti elettronici. Quali sono i componenti? Componenti semplici che controllano una grande corrente applicandovi piccole correnti. Es:- relè, transistor, mosfet, IGBT, ecc… Il relè è un componente elettromeccanico, iniziato con questo. Perché è quello semplice.

Di seguito è riportato un modello di circuito funzionante di H-Bridge che utilizza l'interruttore (Figura 1.3), i led indicano la polarità. I resistori vengono utilizzati per limitare la corrente attraverso il led e attraverso i quali fornire un'adeguata tensione di lavoro per il led.

Componenti:-

• Interruttore unipolare a doppia corsa (SPDT) - 4
• Batteria 9V e connettore - 1
• LED rosso - 1
• LED verde -1
• Resistenza, 1k - 2
• fili

Passaggio 2: H-Bridge utilizzando i relè

Che cos'è un relè?

È un componente elettromeccanico. La parte principale è una bobina, quando la bobina si eccita, il campo magnetico generato e attira un contatto metallico e chiude il circuito. Il relè contiene un interruttore SPDT, una gamba è normalmente aperta (NO), si chiude quando la bobina si eccita, l'altra è normalmente chiusa (NC), è chiusa quando la bobina non si eccita e un pin del nodo comune. Spiega nella figura.

Lavorando

Qui l'interruttore SPDT è sostituito da un relè. È la principale differenza rispetto al circuito di cui sopra. La bobina del relè consuma circa 100 mA di corrente, per uno stadio pilota è necessario aumentare la corrente riducendo l'impedenza. Eccomi usa un transistor come elemento driver. I resistori R1 e R2 agiscono come resistori di pull down, abbassano la tensione di gate a terra in assenza di segnale di ingresso.

Lo schema del circuito è riportato qui. Un motore giocattolo funge da carico.

Componenti

Relè 5V - 2

Motore giocattolo (3v) - 1

Transistor, T1 e T2 - BC 547 -2

Resistenze R1&R2 - 56K - 2

Batteria 9V e connettore - 1

fili

Passaggio 3: H-Bride utilizzando transistor

MODELLO - 1

Qui i singoli interruttori sono sostituiti da transistor discreti. Per il controllo della carica positiva vengono utilizzati PNP e per il controllo della carica negativa vengono utilizzati NPN. NPN agisce come un interruttore chiuso quando la tensione di gate è di 0,7 V maggiore della tensione di emettitore. Anche qui è 0,7V. Per PNP, funge da interruttore chiuso quando la tensione di gate è di 0,7 V inferiore alla tensione di emettitore. Qui è 8,3 V, perché qui la tensione dell'emettitore PNP è 9 V. Qui i transistor PNP sono accesi da un transistor NPN, agisce come uno sfasatore di 180 gradi. Fornisce gli 8,3 V necessari per il transistor PNP.

Lavorando

Quando l'ingresso 1 è alto e l'ingresso 2 è basso, T1 è ON dall'azione di accensione del transistor driver. Perché è NPN e anche l'input è alto. Anche T4 è ON. Quando l'ingresso è alternato, anche l'uscita è alternata. I resistori R3, R4, R7, R8 agiscono come resistori di limitazione della corrente per la corrente di base. R1, R2 fungono da resistori di pull up per T1 e T2. R5, R6 fungono da resistori di pull down.

Componenti

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Altro transistor - BC 547 - 2

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

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

Batteria 9V e connettore - 1

fili

MODELLO- 2

Qui vengono rimossi i transistor del driver e viene utilizzata una logica semplice. Che riduce l'hardware. La riduzione dell'hardware è una cosa molto importante. Nel modello sopra i driver sono abituati a produrre un potenziale negativo (rispetto al VCC) per pilotare il PNP. Qui il negativo è preso dalla metà opposta del ponte. Questo è il primo che l'NPN è acceso, produce un negativo in uscita, guiderà il transistor PNP. Tutto il resistore utilizzato qui è a scopo di limitazione della corrente. Il circuito è riportato in figura.

Componenti

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

R1, R2, R3, R4 - 47K - Batteria 49V e connettore - 1 Cavo

Passaggio 4: H-Bridge utilizzando NE555

Sono molto interessato a questo circuito perché qui uso 555 IC. Il mio IC preferito.

NE 555

555 è un ottimo circuito integrato per i principianti. Fondamentalmente è un timer ma funziona anche come oscillatore, interruttore, modulatore, flip-flop, ecc, e ora dico che funge anche da H-Bridge. Qui il 555 funge da interruttore. Quindi i pin 2 e 6 sono in cortocircuito. Quando un positivo (Vcc) applicato ai suoi pin 2 e 6, l'uscita diventa bassa e quando l'ingresso è basso, l'uscita diventa alta. Lo stadio di uscita 555 è un mezzo circuito H-Bridge. Quindi usa due 555 sono usati.

Lavorando

Il circuito è riportato in figura. Quando l'ingresso 1 è alto e l'ingresso 2 basso, il punto 'a' sarà basso e il punto 'b' alto. quando l'input cambia anche l'output cambia. Il carico è un motore giocattolo. Quindi funge da driver del motore perché cambia la direzione di rotazione del motore. i condensatori stabilizzano la tensione del comparatore (all'interno del 555 ic). I resistori fungono da pull-up quando non viene applicato alcun input.

Componenti

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

DO1, DO2 - 10nF - 2

Motore giocattolo - 1

Batteria 9V e connettore - 1

fili

Passaggio 5: H-BRIDGE IC

Credevo che tutti avessero sentito parlare dell'IC H-Bridge o del circuito integrato di controllo del motore DC. Perché è comune a tutti i moduli driver motore. È semplice nella costruzione perché nessun componente esterno ha bisogno solo del cablaggio. Nessuna difficoltà per questo.

L'IC comunemente disponibile è L293D. Sono disponibili anche altri.