Cầu H với những người theo dõi

Tôi hiện đang đảo ngược kỹ thuật một mạch đòi hỏi phải điều khiển từ trường. Cho rằng, mạch có một cặp D882 và B772 mỗi. Các dấu vết PCB cho thấy các bóng bán dẫn được sắp xếp như trong hình dưới đây: Sự sắp xếp này hoàn toàn không có ý nghĩa gì đối với tôi. Sẽ không áp dụng một điện áp cho bất kỳ tín hiệu điều khiển nào dẫn đến dòng điện qua cả hai bóng bán dẫn thay vì qua các cuộn dây?

Cái đó được gọi là "Cầu H."

Nó thường được sử dụng để lái động cơ về phía trước cũng như lùi.

Trong trường hợp của bạn, nó cho phép bạn tạo ra một từ trường có cực tính và cường độ bạn có thể thay đổi bằng cách sử dụng "tín hiệu điều khiển 1" và "tín hiệu điều khiển 2."

Khi cả hai đều cao (hoặc cả hai đều thấp), không có dòng điện chạy qua cuộn dây.

Nếu một cái cao và cái kia thấp, thì dòng điện sẽ chảy theo một hướng cụ thể.

Nếu bạn trao đổi mức cao và mức thấp, nó sẽ chảy theo hướng ngược lại.

Bây giờ, nếu bạn giữ một cái ổn định và đập cái kia, bạn sẽ nhận được một dòng xung qua cuộn dây. Nó sẽ được làm mịn (phần nào) bởi cuộn dây đến một từ trường ổn định có sức mạnh phù hợp với chu kỳ làm việc của các xung.

Chuyển đổi cực tính của dòng điện cũng làm thay đổi cực tính của từ trường.

Đó là rất nhiều mô tả đơn giản, nhưng tôi nghĩ rằng nó chứa đủ các từ khóa mà bạn có thể tự tìm thêm chi tiết.

Đó là một mạch phổ biến với nhiều cách sử dụng - và rất nhiều thủ thuật và bẫy đi vào thực hiện, sử dụng và kiểm soát nó.

Một chút nữa về cách thức hoạt động của nó:

Chìa khóa của toàn bộ là cách các bóng bán dẫn pnp và npn hoạt động.

Khi điện áp trên đế của một bóng bán dẫn npn cao hơn 0,7 volt so với điện áp trên bộ phát, thì dòng điện sẽ chạy qua bộ thu đến bộ phát.

Khi điện áp trên đế của bóng bán dẫn pnp thấp hơn 0,7 volt so với điện áp trên bộ thu, thì dòng điện sẽ chạy qua bộ thu đến bộ phát.

Vì vậy, nhìn vào cầu H, đặt tín hiệu cao vào một trong các tín hiệu điều khiển sẽ tắt pnp và bật npn - phía bên đó của cầu được kết nối với điện áp cung cấp dương.

Bây giờ, nếu bạn đặt tín hiệu thấp trên dòng điều khiển khác, bóng bán dẫn npn sẽ tắt và pnp sẽ bật. Phía bên kia của cây cầu được kết nối với mặt đất.

Hiện tại có thể chảy từ V + ở một bên cầu, qua các cuộn dây, để tiếp đất ở phía bên kia của cầu.

Vì vậy, tín hiệu điều khiển nào ở mức cao và tín hiệu nào thấp sẽ điều khiển hướng của dòng chảy qua tải ở giữa cầu.

Bạn cũng yêu cầu có thể bật cả hai bóng bán dẫn ở một bên và gây đoản mạch.

Nó có thể xảy ra, và được gọi là bắn qua. Một phần của thiết kế và vận hành của cây cầu H đi vào đảm bảo rằng nó không xảy ra.

Trong thiết kế bạn đã đăng, tôi không nghĩ nó có thể xảy ra.

Đối với tôi có vẻ như các bóng bán dẫn ở mỗi bên không bao giờ có thể được bật cùng một lúc. Nhưng, tôi không phải là kỹ sư và có thể đã giám sát điều gì đó (mặc dù Tony là kỹ sư và không nghĩ điều đó có thể xảy ra với mạch này.)

KHÔNG

Vbe có vùng chết cho các cấp độ ổ đĩa <| +/- 0,7V | tuy nhiên, EMF trở lại trong thời gian tải L / R = T (63% V) sẽ xảy ra trong đó R là điện trở DC của cuộn dây. (DCR)

cảnh giác với sự cần thiết phải kẹp các gai cảm ứng vào đường ray đối diện với các cặp zener + diode trên động cơ hoặc điốt Vce ngược trên mỗi bóng bán dẫn. Trong các thiết kế tiên tiến hơn họ sử dụng kẹp hoạt động. Cẩn thận với năng lượng phản ứng và khu vực vòng lặp hiện tại trong bố trí. Giữ cho nó chặt chẽ từ người lái, nguồn, mặt đất đến L để giảm thiểu tiếng ồn CM.

Tuy nhiên khi giao hoán trái phải để tiến và lùi. Bạn phải dừng bằng cách đặt cả hai trình điều khiển trên hoặc dưới cao (hoặc thấp) để tắt hằng số thời gian L / R = T với thời gian chết phanh khác trước khi đảo chiều. Điều này được thực hiện bởi bộ điều khiển thông minh của bạn bằng Sig1 = Sig2 = 0 hoặc 1. Nếu đây không phải là động cơ, hãy bỏ qua.

Khi điều chỉnh dòng điện nếu phía bên trái cao, bên phải được sử dụng cho điện áp trung bình PWM để điều khiển dòng tăng hoặc tốc độ ở trạng thái ổn định. THen khi đảo cực tải, ngược lại được thực hiện. Phía bên phải cao và bên trái với xung nhịp tràn về phía Vavg đầy đủ ở cực đối diện. Nếu đây là một động cơ, thì điều tương tự cũng đúng đối với việc hủy kích hoạt. Thông thường một shunt hiện tại được sử dụng cho cảm biến hiện tại, trong đó quán tính tải ảnh hưởng đến dòng điện trong thời gian g.

Ngoài ra, hãy nhớ rằng các công tắc bóng bán dẫn đơn giản này có HFE khoảng 10 ~ 5% hFE tối đa trong quá trình bão hòa để dòng điện đầu vào và tản nhiệt phải được tính toán. trong khi tín hiệu điều khiển phải ở trên + 12V hoặc giảm thêm xảy ra do Vbe. Đây là lý do tại sao MOSFE được ưa thích nhưng có các vấn đề thông qua giống như nếu đây là những người thu thập mở thay vì những người theo dõi phát. Vì vậy, 2 đầu vào phải được tách thành 4 đầu vào với thời gian chết được kiểm soát.

Đây là trình điều khiển cầu đơn giản nhất, nhưng thỏa hiệp Vdrop trên mỗi công tắc nhưng ok đối với các cầu nhỏ ở mức 12 V. Mặc dù nó có thể hoạt động ở mức 5V, nhưng không được khuyến nghị cho hiệu quả kém.

Ở mỗi bên, bạn có một NPN và một bóng bán dẫn PNP. Nếu các mức điện áp điều khiển được chọn chính xác, bóng bán dẫn NPN và PNP sẽ không được bật cùng lúc.

Là tín hiệu PWM trên điều khiển hoặc thiết kế tương tự từ OPAmp? Mạch này giống như một cầu nối B lớp tương tự. Một H PWM bổ sung tương đương thường cần mỗi bóng bán dẫn được điều khiển riêng và đến bão hòa, cái này là mãi mãi trong vùng tuyến tính, VCE không bao giờ có thể đạt đến bão hòa. Trên cầu PWM H Bộ phát chung được ưu tiên cho bộ thu chung; đơn giản hơn là bão hòa từng bóng bán dẫn cầu mà không cần thêm điện áp cung cấp. Collector thông thường có nhược điểm là truyền BEMF sang BASE lái xe, điều này có thể phá hủy trình điều khiển.

Một số câu trả lời trước đưa ra câu phát biểu đúng, nhưng không có câu trả lời duy nhất nào trả lời thỏa đáng cho câu hỏi.

@JRE đúng là chúng tôi gọi cấu trúc liên kết mạch này là cầu H, nó thường được sử dụng để điều khiển động cơ và cách bạn thiết lập các đường điều khiển để vận hành động cơ.

@TonyEErocketsellectist là chính xác rằng bạn cần một cái gì đó để làm tiêu tan dòng điện khi tải cảm ứng bị tắt. Gợi ý của ông về điốt zener back-to-back, song song với tải, là giải pháp tốt nhất. Nếu dòng điện nhỏ, bạn cũng có thể thoát ra bằng một tụ điện không phân cực.

Trong một bình luận, @immibis tuyên bố chính xác rằng mỗi bóng bán dẫn riêng lẻ được kết nối trong một người theo dõi phát. Nói cách khác, đầu ra được kết nối với bộ phát của bóng bán dẫn, chứ không phải là bộ thu. Đầu ra tuân theo điện áp của đầu vào, trong phạm vi sụt áp diode.

Các bóng bán dẫn trong các bộ phát theo dõi vẫn ở trên , ngoại trừ khi điện áp đầu vào gần với đường ray cung cấp. Bởi vì điều này, những người theo dõi phát ra khét tiếng vì lãng phí năng lượng và cần tản nhiệt. Trái tim của một bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính là một tín hiệu phát, và các bộ điều chỉnh này nổi tiếng là không hiệu quả và yêu cầu tản nhiệt. Logic kết hợp bộ phát (như được sử dụng trong siêu máy tính Cray) sử dụng các bộ theo dõi bộ phát để chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số. Sản xuất nhiệt trong Cray rất tệ đến nỗi bộ phận làm lạnh lớn hơn các thiết bị điện tử! Và ví dụ thứ ba về những người theo dõi phát là ...

Bộ khuếch đại loại B, mà @ RRomano010 chỉ ra. Chúng được tạo ra bởi hai tín đồ phát, với một bóng bán dẫn NPN kéo lên đường ray cao và bóng bán dẫn PNP kéo đến đường ray thấp. Đó là những gì chúng ta có ở đây. Chúng thường được sử dụng làm giai đoạn đầu ra của bộ khuếch đại âm thanh để điều khiển loa, không hiệu quả và yêu cầu tản nhiệt rộng.

Nếu bạn hoàn toàn phải điều khiển tải cảm ứng của mình bằng tín hiệu tương tự (nghĩa là không chấp nhận được PWM), thì mạch được trình bày trong câu hỏi là một thiết kế ổn sẽ hầu như không hoạt động (mặc dù tôi sẽ thêm điốt bảo vệ của @ TonyEErocketsellectist). Bạn sẽ nhận được một số biến dạng chéo vì sự bù điện áp diode; những thứ này có thể được bù giống như cách nó được thực hiện trong bộ khuếch đại lớp AB.

Nếu bạn đang lái xe bật / tắt tải hoặc với PWM, thì đó là một thiết kế không hiệu quả. Cách thông thường để làm cầu H là với các bóng bán dẫn PNP kéo đến đường ray cao và bóng bán dẫn NPN kéo đến đường ray thấp. Nói cách khác, hoán đổi các bóng bán dẫn NPN trong mạch này với PNP và ngược lại. Tuy nhiên, sau đó bạn sẽ cần điện trở trên mỗi cơ sở bóng bán dẫn. Có lẽ người thiết kế mạch này đã cố gắng tránh các thành phần phụ - điều đó cũng sẽ giải thích việc thiếu điốt bảo vệ. Hãy chắc chắn rằng bạn cũng đặt các điốt bảo vệ đó.

Hoặc bạn chỉ có thể sử dụng chip cầu H, nơi người khác đã giải quyết những vấn đề này cho bạn.