带有发射极跟随器的H桥

我目前正在对需要控制磁场的电路进行逆向工程。为此，该电路各有一对D882和B772。PCB走线表明晶体管的排列如下图所示： 这种排列对我来说根本没有任何意义。不会对任何控制信号施加电压会导致电流流过两个晶体管而不是线圈吗？

这就是所谓的“ H桥”。

它通常用于前后驱动电动机。

在您的情况下，它允许您生成一个磁场，该磁场的极性和强度可以使用“控制信号1”和“控制信号2”来改变。

当两者都高（或两者都低）时，没有电流流过线圈。

如果一个高而另一个低，则电流将沿特定方向流动。

如果交换高点和低点，它将沿相反方向流动。

现在，如果您握住一个稳定器并给另一个脉冲，则您将获得通过线圈的脉冲电流。它将被线圈平滑（某种程度上）到一个稳定的磁场，该磁场的强度与脉冲的占空比成正比。

切换电流的极性也会改变磁场的极性。

那是一个简化的描述，但是我认为它包含足够的关键词，您应该能够自己找到更多的细节。

这是一条具有许多用途的常见电路-以及制造，使用和控制它的许多技巧和陷阱。

有关其运行方式的更多信息：

整个过程的关键是pnp和npn晶体管的功能。

当npn晶体管基极上的电压比发射极上的电压高0.7伏时，电流将流过集电极到达发射极。

当pnp晶体管基极上的电压比集电极上的电压低0.7伏以上时，电流将流过集电极到发射极。

因此，看一下H桥，在控制信号之一上放置高电平信号将关闭pnp并打开npn-桥的那一侧连接到正电源电压。

现在，如果在另一条控制线上施加低电平信号，则npn晶体管将关闭，并且pnp将打开。桥的那一侧接地。

现在，电流可以从电桥一侧的V +流经线圈，流到电桥另一侧的地。

因此，哪个控制信号为高，哪个为低电平，决定了流经电桥中间负载的电流方向。

您还要求一侧的两个晶体管都可能导通并引起短路。

它可能发生，称为直通。H桥的设计和操作的一部分要确保不会发生。

在您发布的设计中，我认为这不可能发生。

在我看来，两侧的晶体管永远不会同时打开。但是，我不是工程师，并且可能已经监督了一些事情（尽管Tony是工程师，并且认为此电路不会发生这种情况。）

没有

Vbe具有一个死区，用于驱动电平<| +/- 0.7V |。但是，在负载为L / R = T（63％V）时，会发生反电动势，其中R是线圈的直流电阻。（DCR）

请注意，需要使用跨电动机的齐纳二极管对或跨每个晶体管的反向Vce二极管将电感尖峰钳位到相对的电源轨。在更高级的设计中，他们使用有源钳位。注意布局中的无功电能和电流回路面积。保持从驱动器，电源，地到L的紧密对，以最大程度地减小CM噪声。

但是，当左右换向时，正向和反向。您必须先停止顶部或底部驱动器的高电平（或低电平），然后才能在反转方向之前将L / R = T时间常数与另一个制动死区时间分开。这是由您的智能控制器使用Sig1 = Sig2 = 0或1完成的。如果这不是电动机，请忽略。

如果左侧为高电平，则在调节电流时，右侧用于PWM平均电压，以控制稳定状态下的浪涌电流或速度。当反转负载极性时，则相反。右侧高电平和左侧，以相反的极性向全Vavg倾斜PWM。如果这是电动机，则减速同样适用。通常使用分流器进行电流检测，其中负载惯性会在g的持续时间内影响电流。

另外请记住，这些简单的晶体管开关在饱和期间的hFE约为最大hFE的10％至5​​％，因此应计算输入电流和散热。而控制信号应高于+ 12V或由于Vbe而产生额外的压降。这就是为什么MOSFET是首选的原因，但存在直通问题，就像这些问题是集电极开路而不是发射极跟随器一样。必须将两个输入隔离为具有受控死区时间的四个输入。

这是最简单的桥驱动器，但是会损害每个开关上的Vdrop，但对于12V的小桥来说也可以。即使它可以在5V下工作，也建议不要使用它以降低效率。

在每一侧上都有一个NPN和一个PNP晶体管。如果正确选择了控制电压电平，则NPN和PNP晶体管将不会同时打开。

PWM信号是受控的还是来自OPAmp的模拟设计？该电路类似于模拟电桥B类升压器。等效的互补H PWM一般需要每个晶体管分别驱动并达到饱和，这永远在线性区域，VCE永远不会达到饱和。在PWM H桥上，公共发射极优于公共集电极；在不增加电源电压的情况下使每个桥式晶体管饱和更为简单。Common Collector具有将BEMF传播到BASE驱动程序的缺点，这可能会破坏驱动程序。

先前的某些答案做出了正确的陈述，但是没有一个答案能够令人满意地回答该问题。

@JRE是正确的，我们称此电路拓扑为H桥，通常用于控制电动机，以及如何设置控制线以操作电动机。

@TonyEErocketscientist是正确的，当电感负载关闭时，您需要一些消散电流。他提出的与负载并联的背对背齐纳二极管的建议是最佳解决方案。如果电流很小，您也可以使用无极性电容器。

在评论中，@ immibis正确声明每个单独的晶体管都连接在发射极跟随器中。换句话说，输出连接到晶体管的发射极，而不是集电极。输出跟随输入电压，处于二极管压降之内。

射极跟随器中的晶体管会保持导通，除非输入电压接近电源轨。因此，发射极跟随器因浪费功率和需要散热器而臭名昭著。线性稳压器的核心是发射极跟随器，这些稳压器因效率低下和需要散热片而臭名昭著。发射极耦合逻辑（例如在Cray超级计算机中使用的逻辑）使用发射极跟随器来切换数字信号。克雷（Cray）的发热量非常糟糕，致使制冷装置比电子装置大！发射极跟随者的第三个例子是...

B类放大器，@ RRomano010指出。它们由两个射极跟随器制成，一个NPN晶体管上拉至高轨，一个PNP晶体管上拉至低轨。那就是我们这里的东西。它们通常用作音频放大器的输出级来驱动扬声器，效率低下，并且需要足够的散热空间。

如果您绝对必须使用模拟信号来驱动感性负载（即PWM是不可接受的），那么问题中提出的电路就可以正常工作（尽管我会添加@TonyEErocketscientist的保护二极管）。由于二极管电压偏移，您会得到一些交叉失真。这些补偿可以用与AB类放大器相同的方式进行补偿。

如果您通过开/关驱动负载或使用PWM驱动，那么这是一种低效的设计。制作H桥的通常方法是将PNP晶体管拉至高轨，将NPN晶体管拉至低轨。换句话说，用PNP交换该电路中的NPN晶体管，反之亦然。但是，您将需要在每个晶体管基极上使用电阻。也许该电路的设计者试图避免使用额外的组件-这也可以解释为什么缺少保护二极管。确保也将这些保护二极管也放进去。

或者，您可以只使用H桥芯片，而其他人已经为您解决了这些问题。