H橋驅(qū)動(dòng)電路的工作原理及電路圖講解

老師給了幾個(gè)經(jīng)典電路圖，班里有些同學(xué)看不懂，我打算用通俗易懂的語(yǔ)言分析一下。希望通過(guò)我的解析，盡量能讓他們搞透。

來(lái)看這個(gè)電路。這是一個(gè)最基礎(chǔ)的H橋驅(qū)動(dòng)電路。再具體分析之前，淺談一下三極管的飽和以便后續(xù)的展開(kāi)。

對(duì)于三極管，你可以把它粗略地等價(jià)成兩個(gè)二極管的連接，如下圖。

箭頭指向就是由P(positive)指N(negative),這里是NPN管。讓三極管飽和，也就是要讓兩個(gè)二極管導(dǎo)通，使得三極管等價(jià)成一根導(dǎo)線(xiàn)。因此中間的電平(P極)要比兩端(N極)的電平高才行，PNP同理。典型的導(dǎo)通電壓，硅管約0.7v，鍺管約0.3v。另外，看三極管有沒(méi)有導(dǎo)通，我們一般看帶箭頭的兩端的電壓值，也就是B-E的電壓。

回到電路圖：

電路構(gòu)成：左端上管PNP管，下管是NPN管，并以此在右端鏡像出來(lái)一個(gè)同樣的電路。左右兩端共同接5V，并共GND。

工作方式：左端上下兩管接信號(hào)S1，右端上下兩管接信號(hào)S2，要求S1和S2是互補(bǔ)的(也就是說(shuō)左邊是高電平，那右邊就是低電平)。

現(xiàn)在我把左端接上一個(gè)5V高低電平產(chǎn)生器，并連一路通過(guò)5V反相器接到右端，如下圖，這樣能保證左右端是互補(bǔ)輸入的。

現(xiàn)在，我們來(lái)看看它的電壓情況。

電壓表的位置分別代表各個(gè)位置上的三極管的B-E電壓?？梢钥吹疆?dāng)輸入情況為“左0右1”時(shí)，左上和右下導(dǎo)通，電流由左上流至右下。

再來(lái)看看“左1右0”的情況。正好相反，左下和右上導(dǎo)通，電流由右上流至左下。電路實(shí)現(xiàn)了電流的反轉(zhuǎn)。

到此電路功能解析完成，再來(lái)看看元件的功能。除了三極管外，最顯眼的就是四個(gè)電阻了。這里我做了這樣的操作：把左上的電阻去掉，信號(hào)直接連入基極，看看會(huì)發(fā)生什么情況。

先記錄好沒(méi)去掉時(shí)電阻兩端的伏安情況。

現(xiàn)在來(lái)看看去掉電阻的情況。

可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，將會(huì)有接近800mA的電流流入基極，這對(duì)基極來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)直就是洪水，百分之百直接燒毀基極。因此，得出結(jié)論，基極電阻是用來(lái)限制流進(jìn)基極的電流的。

還有一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)把電源電壓升高至10V或更高，電路還能正常工作嗎?看下圖。

可以看到，不管左端信號(hào)給0或1，都同時(shí)會(huì)有三個(gè)三極管導(dǎo)通，并且上部分兩個(gè)三極管會(huì)一直導(dǎo)通，流過(guò)負(fù)載的電流可觀地增加了，但是需要指出的是，在原先兩管導(dǎo)通(Q5Q1或Q3Q6)的基礎(chǔ)上，第三個(gè)導(dǎo)通的三極管(即Q5Q1導(dǎo)通時(shí)Q3也導(dǎo)通，類(lèi)推)電流并沒(méi)有流向負(fù)載，而是流回了地，使得功耗增加了，效率卻降低，相當(dāng)于這部分電流“白流了”，是不可取的。因此，該電路應(yīng)使用在信號(hào)電壓和電源電壓相近的時(shí)候。