Questions tagged «h-bridge»

一种允许在任一方向向负载施加功率的电路。常用于可逆电机控制。


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低压电源上的L293,L298和SN754410 H桥驱动器
该问题与以下三个集成的H桥驱动器有关:- L293或L293D(D =添加了保护二极管) SN754410(包括保护二极管) L298(无保护二极管) 一次又一次地出现同样的问题-有人在使用其中一种设备(在低电压下,通常在6V左右或更小电压下),并且它们的性能不足。原因在下面进一步列出,但是我的问题是:- What H-bridge drivers are preferred when controlling a low-voltage motor? 信息 L293和SN754410几乎相同,而且至关重要的是,如果尝试控制1安培的负载,您将面临糟糕的性能:- 这些表告诉您(典型情况),当驱动1A负载时,上部晶体管下降(下降)约1.4伏,而当驱动1A负载时,下部晶体管下降(下降)约1.2伏。结果是,如果您有6V,1A电动机和6V电池,则不要期望电动机两端的电压超过3.4伏:- VØ üŤ= 6 伏− (1.4 伏+ 1.2 伏)= 3.4 伏VØüŤ=6V-(1.4V+1.2V)=3.4VV_{OUT} = 6V - (1.4V + 1.2V) = 3.4V 最坏的情况是您可能只会看到2.4伏的电压。 L298呢?它有一个不错的大型散热器,而L293和SN754410是外观常规的芯片。电压降(损耗)如下所示:- 同样的道理-对于1A的负载,您可能会损失高达3.2伏的电压,而您认为整个电动机上可能有6V的电压,最好是4.2伏,最坏的是2.8伏。 显然,没有列出的设备适合于低电压应用,在低电压应用中,电机的预期功耗可能超过0.5A。
29 h-bridge  l298  l293d 

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直流电刷电动机是否有理想的PWM频率?
我将使用微控制器创建用于电机控制的PWM信号。我了解PWM和占空比的工作原理,但是我不确定理想的频率。我还没有电机,所以我不能仅仅进行测试并找出答案。 我不会改变电压,只是在它收到给定电压的时候。那么我可以假设线性响应吗?在10%的占空比和24 V的电源下,它将以15 RPM的速度运行吗? 如果有什么不同,我将包括设置。我直接将24 V电源连接到控制电动机的H桥。显然,我有两个PWM引脚从MCU到两个使能MOSFET的栅极。 编辑:对不起,该链接似乎不起作用。我猜防火墙在工作中不喜欢imgur。图片描绘了RPM与电压的关系图。从50 RPM @ 8 V到150 RPM @ 24 V是线性的。

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半桥电路中的高端MOSFET导通时严重振铃
我设计了一块具有IR2113高低侧栅极驱动器的PCB(旨在作为原型构建块),该驱动器以半桥配置驱动两个IRF3205(55V,8mΩ,110A)功率MOSFET: 物理设置图片 在对电路进行负载测试时,我发现,尽管低端开关非常整洁,但每次高端接通时,半桥(X1-2)的输出都会产生很多振铃。调整输入波形死区时间设置,甚至移去负载(一个电感和一个带功率电阻的电感器串联模拟从X1-2到X1-3连接的同步降压转换器)都不会减少这种振荡。以下测量是在没有连接负载的情况下进行的(X1-2处没有,示波器探头除外)。 显然,寄生电感和电容足以引起这种情况,但是我无法弄清楚为什么低压侧会如此出色地工作。对我而言,两个栅极驱动波形看起来都足够干净,电压在MOSFET的阈值电压之间过渡的速度相当快。切换时不存在低谷。问题的可能原因是什么,我可以采取哪些措施来减轻症状? 我知道这里和其他站点上有很多非常相似的问题,但是我发现张贴的答案对我的特定问题没有帮助。 编辑 尽管在输入(X1-1至X1-3)处有一个2200uF的电解电容器来抑制瞬态和噪声,但显然它不能抑制任何高频。与电解电容器并联添加一个100nF电容器(Andy aka的答案中建议),可将输出(X1-2接地)的振铃减半,而将电源(X1-1接地)的振铃减半。之10

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全桥转换器整流器启动
我正在构建一个8kW隔离式DC / DC转换器,全桥拓扑。 我在二极管上看到一些有趣的现象。当每个二极管变为反向偏置时,二极管上会出现一个电压尖峰,然后降到期望的直流总线电压。这些是1800V的快速二极管(恢复时间为320nS的规定时间),在次级端仅350VDC时,峰值达到1800V,远低于我的输出电压目标。死区时间的增加无济于事;当二极管反向偏置时,仍会出现突跳,并且该突跳也一样大。 我的怀疑是,输出扼流圈在空载时间内使二极管保持正向偏置。然后,当变压器电压在另一个半周期内开始上升时,二极管会立即反向偏置足够长的时间,从而在变压器绕组两端出现短路。然后,当二极管恢复时,该电流被切断,引起我所看到的突跳。 我已经尝试了几件事。有一次,我在桥上并联了一个反激二极管。 我使用了与电桥相同的快速恢复二极管。这对尖峰没有明显影响。然后,我尝试在电桥的同时并联一个0.01 uF的电容。 这将尖峰降低到更易于控制的水平,但是该电容帽的反射阻抗在初级上引起了严重的问题。我的减震帽的温度翻了一倍! 有几种可能性: 1)我错误地诊断了问题。我有95%的把握确定我在看自己想看的东西,但是以前我做错了。 2)使用同步整流器。我不应该有反向恢复问题。不幸的是,我不知道在此功率范围内有任何反向阻断JFET,并且没有反向阻断MOSFET之类的东西。我能在此功率范围内找到的唯一反向阻断IGBT的损耗比二极管差。 编辑:我刚刚意识到我一直误解了同步整流器的性质。我不需要反向阻断FET。FET将传导漏-源。 3)使用零恢复二极管。再次,损失和成本问题。 4)不顾一切。这看起来会消耗太多功率,大约占我整体吞吐量的20%。 5)增加与二极管串联的可饱和磁芯。我能找到的两个最大的饱和核心几乎没有削弱我的能力。 6)使用零电流开关谐振拓扑。我在这方面没有经验,但听起来如果初级线圈上的电流变化更平滑,次级线圈上的电压也应平滑变化,从而使二极管有更多的恢复时间。 还有其他人处理过类似情况吗?如果是这样,您如何解决?编辑:此处为原边FET数据表。

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计算直流电动机频率
我正在使用PWM通过H桥Mosfet驱动直流电动机。问题是我不知道应该使用哪个频率。 1-直流电动机是否具有非常特定的频率以完全发挥其最佳性能,或者它们具有可以使用的频率范围? 2-如果我可以使用频率更高或更低的直流电动机,会发生什么?我在伤害那个吗?(因为我这样做了,所以在较高频率下,我的电机发出奇怪的声音,如zzzz,而在较低频率下,它会发抖)
16 pwm  dc-motor  h-bridge 

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H桥反激
抱歉,如果这个问题有点长,但是我还是谨慎地在问这个问题之前先讨论一下我所知道的最新技术。 问题 当使用H桥来驱动电机等的双向线圈时,我一直担心如何处理回扫电流的最佳方法。 经典返驰 经典地,我们看到以下电路,其中跨桥开关的反激二极管使驱动电流(以绿色显示)重新分配回电源(以红色显示)。 但是,我一直对这种方法一直很担心,特别是电源线中电流的突然反转如何影响稳压器和C1两端的电压。 循环反激 经典的替代方法是使用再循环反激。此方法仅关闭开关对之一(低或高)。在这种情况下,红色电流仅在电桥内循环,并在二极管和MOSFET中消散。 显然,这种方法消除了电源问题,但是确实需要更复杂的控制系统。 这种方法的电流衰减要慢得多,因为跨线圈施加的电压仅为二极管压降+ MOSFET的IR。因此,与传统方法相比,这是一个更好的解决方案,同时使用PWM来调节线圈中的电流。但是,为了在翻转方向之前将电流窒息,它很慢,并且将线圈中的所有能量作为二极管和mosfet中的热量倾销掉。 ZENER BYPASS 我还看到了经典的反激方法经过修改,以隔离电源并使用齐纳旁路,如下所示。选择齐纳二极管的电压要比电源轨高得多,但安全裕度要小于最大桥接电压。当电桥关闭时,反激电压被限制为该齐纳电压,并且D1阻止了回流电流返回到电源。 这种方法消除了电源问题,并且不需要更复杂的控制系统。由于它在线圈上施加了较大的反向电压,因此可以更快地消灭电流。不幸的是,它遭受的问题是,几乎所有的线圈能量都以热量的形式被浪费在齐纳管中。因此后者必须具有相当高的功率。由于电流更快地终止,因此该方法对于PWM电流控制是不希望的。 能源回收的齐纳旁路 我已经用这种方法取得了相当大的成功。 此方法修改了经典的反激方法,以使用D3再次隔离电源,但是,不仅仅使用齐纳二极管,而是添加了一个大电容器。现在,齐纳二极管仅起到防止电容器上的电压超过电桥上额定电压的作用。 当电桥关闭时,反激电流用于向电容器添加电荷,该电荷通常被充电至电源电平。当电容器充电超过电源电压时,线圈中的电流衰减,电容器上的电压只能达到可预测的水平。如果设计正确,则齐纳管永远不要真正导通,或者仅在电流处于低电平时才导通。 电容器上的电压上升会更快地消灭线圈电流。 当电流停止流动时,电荷和线圈中的能量被捕获在电容器上。 下次接通桥时,桥上的电压将大于电源电压。这样的效果是可以更快地对线圈充电,并将存储的能量重新应用到线圈中。 我在一次设计的步进电机控制器上使用了该电路,发现该电路显着提高了高步进率下的转矩,实际上使我可以更快地驱动电机。 这种方法消除了电源的问题,不需要更复杂的控制系统,并且不会浪费太多的能量。 虽然它可能仍然不适合PWM电流控制。 组合 我觉得如果您除了相位换相之外还使用PWM电流控制,则可能需要谨慎采用多种方法。对PWM部件使用再循环方法,或者对相开关使用能量回收器可能是最好的选择。 那么我的问题是什么? 以上是我所知道的方法。 使用H桥驱动线圈时,是否有更好的技术来处理反激电流和能量?

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这是MOSFET H桥的良好设计吗?
我一直在寻找能够为RC汽车电机(12V和2〜3A)设计简单但有效的H桥的方法。 该桥将由微控制器驱动,并且需要快速以支持PWM。因此,根据我的阅读,功率MOSFET是快速开关和低电阻的最佳选择。因此,我将购买额定值为24V +和6A +,逻辑电平,R DSon低且开关速度快的P和N通道功率MOSFET 。还有什么我应该考虑的吗? 好的,继续进行H桥设计:由于我的MCU将以5V运行,因此由于V gs,关闭P沟道MOSFET会出现问题。需要保持在12V +才能完全关闭。我看到许多网站通过使用NPN晶体管驱动P沟道FET来解决此问题。我知道这应该可行,但是BJT的慢开关速度将主导我的快速开关FET! 那么,为什么不像我在本设计中那样使用N沟道FET驱动P沟道FET呢? 这是设计不良还是错误?我没有看到任何问题吗? 而且,内置在这些FET中的反向二极管是否足以应付由停止(或反向)电动机感应负载引起的噪声?还是我仍然需要一个真正的反激二极管来保护电路? 解释原理图: Q3和Q6是低端N沟道晶体管 Q1和Q4是高端P沟道晶体管,Q2和Q5是驱动那些P沟道(将电压下拉至GND)的N沟道晶体管。 R2和R4是上拉电阻,以保持P通道关闭。 R1和R3是用于保护MCU的限流器(不确定它们是否需要MOSFET,因为它们消耗的电流不多!) PWM 1和2来自5V MCU。 V cc为12V

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如果只需要一个H桥,是否可以将L293D双H桥的两侧连接在一起?
背景:我正在使用L293D双H桥来驱动DC电动机,但仅驱动一台电动机,并且包装中包含两个完整的H桥。全部都焊接到了Veroboard(带状滑板)上。 问题:是否可以并行使用芯片类型的“双线”两侧?可以提供更多的电流(并非绝对必要),但实际上,我不必在配电盘上切割那么多的配电盘。 这是我的理由...除了Vin和'enable'之外,芯片的两面都是镜像,换句话说,在我看来,我可以在整个芯片上保留用于输入,输出和接地引脚的插板。我将输出1和4一起用于电机的一个端子,将输出2和3用于另一端子。然后,我还要将输入1连接到4,将输入2连接到3。(输入信号来自Netduino) 我已经在计划连接所有GND,因为芯片也将它们用于散热。 这是芯片绘制不好的引脚。 编辑:此处的数据表:http : //oomlout.com/L293/IC-L293D-DATA.pdf 第2次修改:阅读了有关Olin答案的数据表后,我找不到关于它们是否使用FET的任何参考,(实际上,“晶体管”一词仅针对可能的负载出现一次)。我已经发现参考人对彼此顶部堆叠或捎带这些芯片(提供更大的电流)。如果可能的话,那么我猜想跨线应该可行。我将尝试并进行报告。


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珀耳帖元素是否极化?
我正在为我的项目之一添加peltier元素。但是,我想有时加热,有时要冷却,这取决于元件两侧的环境温度。 图片来自维基共享资源。 无论如何,我首先想到的是使用H型桥,然后反转功率以反转热流。但是,从上图可以看出,它可能是两极分化的。(不过我不知道。) 结论一:由于您要翻转电源,因此P型将像N型一样工作,反之亦然。这似乎不合逻辑,但我从未参加过电子课程,因此很可能是真的。对P和N的处理方式可能不同(化学方式)。 结论二:它是两极化的,因为P型总是必须连接到正极(反之亦然),因此您不能翻转它。 是哪一种?我可以使用H桥吗?

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为什么跨我的FET的电容器可以最大程度地减少振铃/失真?
我正在设计基于H桥的24V至350V DC-DC转换器。功率要求为500W,电路工作频率为20KHz。该设计工作得相当好,在200W负载下,我已达到约90%的效率。电路的主要问题是振铃。当变压器连接到H桥时,波形失真/响起。没有变压器,即使在负载下,波形也非常干净。下图显示了连接了变压器但没有任何负载的波形。 我发现在所有FET上增加一个电容器有助于最大程度地减小失真。这是我的o镜显示的一张照片(左为无负载,右为200W电阻负载)。请注意,变压器的输出由全桥整流器整流,并由电容器进行平滑处理: 所以我的问题是:为什么我的FET两端的电容器可以最大程度地减少失真?电路中正在发生什么?我最初在FET两端添加了一个RC缓冲器,但是在没有电阻器而只有电容器的情况下,该电路的性能要好得多! 这是原理图和布局的图片:

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交流逆变器H桥是否曾经以这种方式驱动?
目前有一个Google竞赛正在进行,称为小盒子挑战。设计一个非常高效的交流逆变器。基本上,逆变器会被馈入几百伏的直流电压,胜出的设计将取决于其以最高效的电方式产生2kW(或2kVA)输出的能力。还有其他一些标准需要满足,但这是最基本的挑战,组织者表示必须达到95%以上的效率。 这是一个艰巨的任务,这让我把它当作一种练习来思考。我已经看到了很多逆变器H桥设计,但它们都将PWM驱动到所有四个MOSFET,这意味着有4个晶体管一直在造成开关损耗:- 上面的图是我通常阅读的逆变器设计,但是下面的图令我震惊,因为它实际上将开关损耗降低了2倍。 我以前从没看过它,所以我想如果有其他人的话我会在这里-也许有一个我不认识的“问题”。无论如何,如果有人想知道为什么要发布此帖子,我决定不参加比赛。 编辑-只是为了解释我认为应该如何工作-Q1和Q2(使用PWM)可以生成(滤波后)“平滑”电压,该电压可以在0V和+ V之间变化。为了产生交流电源波形的前半个周期,Q4导通(Q3关闭),而Q1 / Q2产生PWM开关波形以产生从0度到180度的正弦波。对于第二个半周期,Q3导通(Q4断开) Q1 / Q2使用适当的PWM时序产生反相的正弦波电压。 题: 在这种类型的设计中我是否没有意识到某个问题-也许是EMC辐射或“它只是愚蠢而已”!

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这是接地回路吗?
我正在尝试使用2个12V电池,一个Arduino和一个Cytron MD10C电动机驱动器为24V直流电动机供电。我遵循了Cytron网站上的说明,了解如何将Arduino和电机连接到驱动板上。将2个电池插入串行电源以提供24V,然后提供给驱动板电源输入。 在使用此模式的首次测试中,存在多个问题,最重要的是,当使用Arduino信号启动电机时,Arduino和驱动器板之间的GND线烧毁了,并且驱动板上出现了一些火花。Arduino也有一些困难,并不断重启。 我想知道这是否是接地回路的情况?如果是,应如何将Arduino /驱动板数据部分与大电流隔离? 其中一个电池也连接到Arduino以提供12V输入电流(我现在知道这是一种不好的做法,但是请将其保留在架构上,以防它可能起作用)。将来,Arduino将通过与电机驱动器相同的24V电缆由DC / DC开关稳压器供电。 奇怪的是,当Arduino由USB(来自PC)供电,驱动板由120V / 5V AC壁式转换器供电时,该架构可以完美地工作。电机驱动器还具有测试按钮,无需外部MCU即可测试板并为电机供电。使用这些按钮时,没有火花,也没有电线烧毁。 Cytron数据表没有指出驱动器板是否隔离,因此我认为电动机电流可能会流过它,然后流到Arduino,然后流回电池。 该马达是24V DC马达(吸力低于10Amps),类似于雨刷器马达。电池是12V汽车电池。 更新: 感谢您的回答。下面是使用DC / DC降压稳压器为Arduino提供12V的建议方案。我还添加了与电池组串联的保险丝。我假设共享接地将消除短路的可能性?

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为什么H桥中的反激二极管不会损坏电源?
我目前正在学习驱动小型直流电动机(约5V)。到目前为止,我的研究表明,L298N可能是快速启动并运行某物的不错选择。但是,我也试图了解到底发生了什么(即内部H桥),有些事情对我来说并不是很清楚。第6页数据手册中的示例电路在H桥看来很常见的配置中使用了四个反激二极管(因为其他站点推荐使用类似的H桥电路)。暂时忽略L298N的配置看起来像这样: 现在,如果我正确理解的话,这些二极管为电动机提供了一条路径,以在MOSFET关断时保持电流流动,以防止出现大的电压尖峰。然而,该电流的路径似乎正反方向通过电源。即,相对于电源正常提供的电流方向相反。如下图所示。 由于我对电子领域还比较陌生,因此这似乎很奇怪。我知道,如果电源是理想的恒压源,则可以在纸上使用。但这在现实生活中真的安全吗?假设我使用一些碱性电池为我的项目供电,那么这种反向电流看起来就像是在充电。和维基百科页面约碱性电池说: 尝试充电可能会导致破裂或有害液体泄漏,从而腐蚀设备。 或者,如果我使用实验室电源甚至电压调节器作为电压源怎么办?这些反向电流的处理方式对我来说并没有多大意义,我担心我会炸毁设备。.有人能启发我为什么上面的电路实际上是安全的吗?如果它不安全,那么为什么很多站点都推荐它,我应该使用哪种电路呢?

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