Yayıcı takipçileri ile H-Bridge

Şu anda manyetik alanın kontrolünü gerektiren bir devreyi tersine mühendislik yapıyorum. Bunun için devrenin her biri bir çift D882 ve B772'ye sahiptir. PCB izleri, transistörlerin aşağıdaki resimde gösterildiği gibi düzenlendiğini göstermektedir: Bu düzenleme benim için hiç mantıklı değil. Herhangi bir kontrol sinyaline voltaj uygulanması bobinlerden ziyade her iki transistörden de akımla sonuçlanmaz mı?

Buna "H-Köprüsü" denir.

Genellikle motorları ileriye ve geriye doğru sürmek için kullanılır.

Sizin durumunuzda, polaritesi ve yoğunluğu "kontrol sinyali 1" ve "kontrol sinyali 2" kullanarak değiştirebileceğiniz manyetik bir alan oluşturmanıza izin verir.

Her ikisi de yüksek olduğunda (veya her ikisi de düşük olduğunda) bobinden akım akmaz.

Biri yüksek ve diğeri düşükse, akım belirli bir yönde akacaktır.

Yüksek ve alçakları değiştirirseniz, ters yönde akacaktır.

Şimdi, eğer birini sabit tutarsanız ve diğerini nabız tutarsanız, bobin içinden darbeli bir akım alırsınız. Bobin tarafından, gücü darbelerin görev döngüsüne progresif olan sabit bir manyetik alana yumuşatılır (bir şekilde).

Akımın polaritesini değiştirmek, manyetik alanın polaritesini de değiştirir.

Bu çok basitleştirilmiş bir açıklama, ancak bence daha fazla ayrıntıyı kendi başınıza bulabilmeniz için yeterli anahtar kelime içeriyor.

Birçok kullanımı olan ortak bir devre - ve bunu yapmak, kullanmak ve kontrol etmek için birçok püf noktası ve tuzak.

Nasıl çalıştığı hakkında biraz daha:

Her şeyin anahtarı pnp ve npn transistörlerinin nasıl çalıştığıdır.

Bir npn transistörün tabanındaki voltaj, yayıcıdaki voltajın 0.7 voltundan fazla olduğunda, akım toplayıcıdan yayıcıya akacaktır.

Bir pnp transistörün tabanındaki voltaj, kolektördeki voltajın 0.7 volt altında olduğunda, akım toplayıcıdan yayıcıya akacaktır.

Bu nedenle, H köprüsüne bakarken, kontrol sinyallerinden birine yüksek bir sinyal koymak pnp'yi kapatır ve npn'yi açar - köprünün o tarafı pozitif besleme voltajına bağlanır.

Şimdi, diğer kontrol hattına düşük sinyal koyarsanız, npn transistörü kapanacak ve pnp açılacaktır. Köprünün o tarafı zemine bağlıdır.

Akım şimdi köprünün bir tarafındaki V + 'dan, bobinlerden, köprünün diğer tarafındaki toprağa akabilir.

Böylece, hangi kontrol sinyali yüksek ve düşük olan, köprünün ortasındaki yükten geçen akım akışının yönünü belirler.

Ayrıca bir taraftaki her iki transistörün de açıp kısa devreye neden olmasını istediniz.

Olabilir ve buna ateş etme denir. Bir H-köprünün tasarımının ve çalışmasının bir kısmı, gerçekleşmediğinden emin olmaya başlar.

Gönderdiğiniz tasarımda bunun olabileceğini sanmıyorum.

Bana öyle geliyor ki, her iki taraftaki transistörler aynı anda asla açık olamıyor. Ama ben bir mühendis değilim ve bir şeyleri çok iyi denetlemiş olabilirim (Tony bir mühendis olsa ve bunun bu devrede olabileceğini düşünmüyor.)

HAYIR

Vbe, <| +/- 0.7V | ancak, yük sırasında geri EMF L / R = T (% 63 V) meydana gelecektir, burada R, bobinlerin DC direncidir. (DCR)

motor boyunca zener + diyot çiftleri veya her transistör boyunca ters Vce diyotları ile endüktif sivri uçları zıt raya kenetleme ihtiyacına dikkat edin. Daha gelişmiş tasarımlarda aktif kelepçeler kullanırlar. Yerleşimdeki reaktif enerjiye ve mevcut döngü alanına dikkat edin. CM gürültüsünü en aza indirmek için sürücüden, güçten, topraktan L'ye sıkı çiftler tutun.

Ancak ileri ve geri için sola doğru çevirirken. Yön tersine dönmeden önce L / R = T zaman sabitini başka bir fren ölü zamanıyla şant etmek için hem üst hem de alt sürücülerin yüksek (veya düşük) olmasıyla durmalısınız. Bu, akıllı kontrol cihazınız tarafından Sig1 = Sig2 = ya 0 veya 1 kullanılarak yapılır. Bu bir motor değilse, dikkate almayın.

Sol taraf yüksekse akımı düzenlerken, dalgalanma akımını veya sabit durumdaki hızı kontrol etmek için PWM ortalama voltajı için sağ taraf kullanılır. Sonra yük polaritesini tersine çevirirken, tersi yapılır. Sağ taraf yüksek ve sol taraf, ters polaritede tam Vavg'a doğru yükseltilmiş PWM ile. Eğer bu bir motorsa, aynı şey kireç giderme için de geçerlidir. Akım algılaması için genellikle yük ataletinin g süresi boyunca akımı etkilediği bir akım şönt kullanılır.

Ayrıca, bu basit transistör anahtarlarının doygunluk sırasında maksimum hFE'nin yaklaşık% 10 ~ 5'i kadar bir hFE'ye sahip olduğunu unutmayın, böylece giriş akımı ve ısı dağılımı hesaplanmalıdır. kontrol sinyalinin + 12V'nin üzerinde olması veya Vbe nedeniyle ek düşüş meydana gelmesi gerekir. Bu yüzden MOSFET'ler tercih edilir, ancak bunlar tıpkı yayıcı takipçileri yerine açık koleksiyoncular gibi sorunları vururlar. Daha sonra 2 giriş kontrollü ölü zamana sahip 4 girişe ayrılmalıdır.

Bu en basit köprü sürücüsüdür, ancak her anahtarda Vdrop'u tehlikeye atar, ancak 12V'deki küçük köprüler için tamam. 5V'de çalışabilse de, düşük verimlilik için önerilmez.

Her iki tarafta bir NPN ve bir PNP transistör var. Kontrol voltajı seviyeleri doğru seçilirse, NPN ve PNP transistörü aynı anda açılmaz.

Kontrolde bir PWM sinyali mi yoksa OPAmp'tan bir analog tasarım mı? Bu devre, analog Bridge sınıf B Booster'a benzemektedir. Eşdeğer bir tamamlayıcı H PWM genellikle her bir transistörün ayrı olarak tahrik edilmesine ve doygunluğa ihtiyaç duyar, bu sonsuza kadar lineer bölgededir, VCE asla doygunluğa ulaşamaz. PWM H köprülerinde Ortak Verici ortak toplayıcıya tercih edilir; her bir köprü transistörünü ek besleme gerilimleri olmadan doyurmak daha kolaydır. Ortak Toplayıcı BEMF'yi BASE sürüşüne yaymanın dezavantajına sahiptir, bu sürücüyü yok edebilir.

Önceki cevaplardan bazıları doğru ifadeler verir, ancak tek bir cevap soruyu tatmin edici bir şekilde cevaplamaz.

@JRE, bu devre topolojisine H köprüsü dediğimiz, motorları kontrol etmek için yaygın olarak kullanıldığı ve kontrol hatlarını bir motoru çalıştırmak için nasıl ayarlayacağınız doğrudur.

@TonyEErocketscientist, endüktif yük kapatıldığında akımı dağıtmak için bir şeye ihtiyacınız olduğu doğrudur. Yüke paralel olarak arka arkaya zener diyotları önerisi en iyi çözümdür. Akım küçükse, polarize olmayan bir kapasitörle de uzaklaşabilirsiniz.

Bir yorumda @immibis, her bir transistörün bir verici takipçisine bağlı olduğunu doğru bir şekilde belirtir. Başka bir deyişle, çıktı toplayıcıdan ziyade transistörün vericisine bağlanır. Çıkış, bir diyot voltaj düşüşü içinde giriş voltajını takip eder.

Yayıcı takipçi transistörler üzerinde kalın DO giriş gerilimi yakın tedarik raylarına olduğu durumlar hariç. Bu nedenle, yayıcı takipçileri güç israfı ve ısı emicilerine ihtiyaç duydukları için ünlüdür. Doğrusal bir voltaj regülatörünün kalbi bir yayıcı takipçisidir ve bu regülatörler verimsiz olduğu ve ısı alıcıları gerektirdiği için kötü şöhretlidir. Verici bağlantılı mantık (Cray süper bilgisayarlarında kullanılanlar gibi) dijital sinyalleri değiştirmek için verici takipçileri kullanır. Cray'deki ısı üretimi o kadar kötüydü ki, soğutma ünitesi elektronikten daha büyüktü! Ve yayıcı takipçilerin üçüncü örneği bir ...

@ RRomano010'un işaret ettiği B Sınıfı amplifikatör. İki yayıcı takipçisi tarafından yapılır, bir NPN transistörü yüksek rayı çeker ve bir PNP transistörü alçak rayı çeker. Burada sahip olduğumuz şey bu. Genellikle hoparlörleri sürmek için ses amplifikatörlerinin çıkış aşaması olarak kullanılırlar, verimsizdirler ve bol miktarda ısı batırmayı gerektirirler.

Endüktif yükünüzü analog bir sinyalle (yani PWM kabul edilemez) sürmeniz gerekiyorsa , o zaman soruda sunulan devre iyi bir tasarım değildir (@ TonyEErocketscientist'in koruma diyotlarını eklesem de). Diyot voltaj ofsetleri nedeniyle bazı çapraz bozulmalar alacaksınız; bunlar AB sınıfı bir amplifikatörde olduğu gibi telafi edilebilir.

Yükünüzü açık / kapalı veya PWM ile sürüyorsanız, verimsiz bir tasarımdır. H köprüsü yapmanın olağan yolu, PNP transistörleri yüksek raya ve NPN transistörleri alçak rayı çekmektir. Başka bir deyişle, bu devredeki NPN transistörlerini PNP ile değiştirin veya tersini yapın. Bununla birlikte, her transistör tabanında dirençlere ihtiyacınız olacaktır. Belki de bu devrenin tasarımcısı ekstra bileşenlerden kaçınmaya çalışıyordu - bu da koruma diyotlarının eksikliğini açıklayacaktır. Bu koruma diyotlarını da taktığınızdan emin olun.

Ya da sadece bir başkasının bu problemleri sizin için hallettiği bir H köprü çipi kullanabilirsiniz.