H桥驱动电路的工作原理及电路图讲解,h桥驱动电路

老师给了几个经典电路图,班里有些同学看不懂,我打算用通俗易懂的语言分析一下。希望通过我的解析,尽量能让他们搞透。

来看这个电路。这是一个最基础的H桥驱动电路。再具体分析之前,浅谈一下三极管的饱和以便后续的展开。

对于三极管,你可以把它粗略地等价成两个二极管的连接,如下图。

箭头指向就是由P(positive)指N(negative),这里是NPN管。让三极管饱和,也就是要让两个二极管导通,使得三极管等价成一根导线。因此中间的电平(P极)要比两端(N极)的电平高才行,PNP同理。典型的导通电压,硅管约0.7v,锗管约0.3v。另外,看三极管有没有导通,我们一般看带箭头的两端的电压值,也就是B-E的电压。

回到电路图:

电路构成:左端上管PNP管,下管是NPN管,并以此在右端镜像出来一个同样的电路。左右两端共同接5V,并共GND。

工作方式:左端上下两管接信号S1,右端上下两管接信号S2,要求S1和S2是互补的(也就是说左边是高电平,那右边就是低电平)。

现在我把左端接上一个5V高低电平产生器,并连一路通过5V反相器接到右端,如下图,这样能保证左右端是互补输入的。

现在,我们来看看它的电压情况。

电压表的位置分别代表各个位置上的三极管的B-E电压。可以看到当输入情况为“左0右1”时,左上和右下导通,电流由左上流至右下。

再来看看“左1右0”的情况。正好相反,左下和右上导通,电流由右上流至左下。电路实现了电流的反转。

到此电路功能解析完成,再来看看元件的功能。除了三极管外,最显眼的就是四个电阻了。这里我做了这样的操作:把左上的电阻去掉,信号直接连入基极,看看会发生什么情况。

先记录好没去掉时电阻两端的伏安情况。

现在来看看去掉电阻的情况。

可以发现,当三极管导通时,将会有接近800mA的电流流入基极,这对基极来说,简直就是洪水,百分之百直接烧毁基极。因此,得出结论,基极电阻是用来限制流进基极的电流的。

还有一个问题,当把电源电压升高至10V或更高,电路还能正常工作吗?看下图。

可以看到,不管左端信号给0或1,都同时会有三个三极管导通,并且上部分两个三极管会一直导通,流过负载的电流可观地增加了,但是需要指出的是,在原先两管导通(Q5Q1或Q3Q6)的基础上,第三个导通的三极管(即Q5Q1导通时Q3也导通,类推)电流并没有流向负载,而是流回了地,使得功耗增加了,效率却降低,相当于这部分电流“白流了”,是不可取的。因此,该电路应使用在信号电压和电源电压相近的时候。

相关推荐

相关文章