H桥电路

article/2025/11/9 13:15:37

H桥是一个典型的直流电机控制电路,因其电路形状酷似字母H,故称“H桥”。它是由4个三极管组成4条垂直腿,而电机就是H中的横杠。
直流电机驱动使用最广泛的就是H型电路,这种驱动电路方便实现直流电机的四象限运行,分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。
在这里插入图片描述
如图所示,H桥式电机驱动该电路4个三极管和一个电机,要使电机运转,只需要电机两端有电压差,也就是必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。
当Q1管和Q4管导通时,电流从电源正极经Q1从左到右穿过电机,再经由Q4回到电源负极。
在这里插入图片描述从Q2和Q3导通时,电流从正极经Q3,再从右到左穿过电机,最后经由Q2回到电源负极。
在这里插入图片描述
4只三极管(开关管)都工作在斩波状态,在Q1和Q4导通且Q2 Q3关断 、Q1和Q4关断而Q2 Q3导通两种状态间切换,理论上要求这两组控制信号完全互补,但是由于实际的开关器件都存在导通和关断时间,绝对的互补逻辑会导致上下桥臂(H的垂直长腿短路)直通短路。为了避免直通短路且保证各个开关动作的协同性和同步性,两组控制信号实际上必须相差一个足够长的死区时间,这个校正过程即可通过硬件实现,即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时,也可 通过软件实现。

保证H桥上来两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。 通过硬件电路方便地控制三极管的开关。
在这里插入图片描述
上图,就是基于这种考虑,在基础H桥电路的基础上增加了4个与门和两个非门。4个与门同一个"Enable"导通信号相接,这样一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一个方向的输入,可以保证在任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三级管能导通。(此图仅为示意图,特点与门与三极管直接链接是不能正常工作的)
根据上述设计,电机的运转只需三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。
实际使用时,用分立件制作H桥很麻烦,市面上有封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了。常用的由于L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。


Reference

https://blog.csdn.net/zhejfl/article/details/83387999


http://chatgpt.dhexx.cn/article/8M46oObv.shtml

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