H橋電路是如何工作的？H橋電路有何作用？

將兩個(gè)MOS管一上一下的方式放在一條直線上，叫做“半橋”，我們分別叫它上管和下管，而兩個(gè)半橋組合一起，就是H橋電路，正中心就是負(fù)載電機(jī)。

H橋電路可以改變驅(qū)動(dòng)負(fù)載的極性，當(dāng)作為負(fù)載的電機(jī)極性被改變時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向就會(huì)發(fā)生改變。

那么它可以應(yīng)用驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，通過(guò)H橋電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的方向控制，甚至可以-通過(guò)不同的PWM占空比，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

那它是如何工作的呢？

當(dāng)Q1 和Q4導(dǎo)通時(shí)，Q2和Q3關(guān)閉，電流從VM流向Q1再到Q4最終到地。此時(shí)負(fù)載電機(jī)為正向轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)Q2和Q3導(dǎo)通，Q1和Q4關(guān)閉，電流從VM流向Q3再到Q2最終到地。此時(shí)負(fù)載電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

那如果Q1和Q2，或者Q3和Q4同時(shí)導(dǎo)通呢？

這時(shí)就會(huì)發(fā)生短路，因?yàn)閂M和GND直接連通了。所以在做MOS驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)時(shí)需要留有死區(qū)時(shí)間，也就是上管和下管導(dǎo)通時(shí)有一定的間隔。

此外，它可以通過(guò)控制PWM的占空比來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)占空比越大轉(zhuǎn)速就會(huì)越大，反之就會(huì)越小。

這里有個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，這里的負(fù)載是感性負(fù)載，所以當(dāng)PWM驅(qū)動(dòng)時(shí)，Q1和Q4在導(dǎo)通后關(guān)閉時(shí)，負(fù)載的電流不會(huì)突變，那么就需要提供通路讓電流衰減下來(lái)。

尤其是在剎車階段，電流需要快速減少并使電機(jī)轉(zhuǎn)速減小。

這時(shí)就可以利用二極管續(xù)流或者M(jìn)OS管續(xù)流了。

二極管續(xù)流

當(dāng)Q1和Q4導(dǎo)通，電感的電流升高；當(dāng)Q1和Q4關(guān)斷時(shí)，Q2和Q3保持關(guān)斷，電感從GND流向D2再到D3最后到VM。不過(guò)由于二極管本身會(huì)存在壓降導(dǎo)致發(fā)熱，容易造成損耗，此外其電流下降速度也不快。

MOS管續(xù)流

當(dāng)Q1與Q4導(dǎo)通時(shí)，電感電流升高；

當(dāng)Q1與Q4關(guān)斷時(shí)，如果Q2與Q3開(kāi)啟了，那么電感就會(huì)從GND經(jīng)過(guò)Q2再到Q3最終到VM，然后放電。由于MOS管的內(nèi)阻很小，電流可以直接流進(jìn)VM，隨后快速下降。

如果是電機(jī)正向調(diào)速時(shí)PWM控制，當(dāng)Q1與Q4重新開(kāi)啟時(shí)，Q2和Q3關(guān)閉，電流重新增大。隨后Q1與Q4關(guān)閉,Q2與Q3關(guān)閉,電流繼續(xù)快速下降。

還有一個(gè)問(wèn)題，在實(shí)際電路中通常會(huì)選擇4個(gè)NMOS，那PMOS不行嗎？

成本問(wèn)題是必然的，還有就是對(duì)于高耐壓和大電流的PMOS型號(hào)，與NMOS相比會(huì)少的多，因此會(huì)優(yōu)先選擇NMOS。

審核編輯：劉清