H-Brücke

Eine H-Brücke ist eine integrierte Schaltung, die in der Robotik und vielen anderen Anwendungen verwendet wird, um eine einstellbare Leistung an eine Last, typischerweise einen Gleichstrommotor, anzulegen. Es ist eine ziemlich einfache Schaltung, die aus Transistoren besteht, die in einer H-ähnlichen Konfiguration mit der Last in der Mitte aufgebaut sind, daher der Name H-Brücke. Jeder Transistor ist mit einer Flyback-Diode gepaart, die eine Beschädigung des Transistors während der Sperrvorspannung verhindert. Die Anzahl der Transistoren und Dioden in einer H-Brücke hängt von der Art des Motors ab, den sie steuert, entweder einphasig oder dreiphasig. Obwohl einfach, spielt die H-Brücke eine entscheidende Rolle bei der Motorsteuerung, da sie es uns ermöglicht, einen Motor bidirektional anzutreiben.

Konstruktion

Die H-Brücke für Einphasenmotoren verwendet vier Transistoren, um die Richtung des durch den Motor fließenden Stroms zu steuern. Um den Motor entweder vorwärts oder rückwärts drehen zu lassen, können nur zwei Transistoren gleichzeitig eingeschaltet werden. Die in einer H-Brücke verwendeten Transistoren sind normalerweise bipolare oder FET-Transistoren wie MOSFETs und IGBTs. Die Schaltelemente können unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden, aber es gibt nur wenige spezifische Konfigurationen, die den Motor effektiv betreiben, ohne ihn kurzzuschließen.

Wenn die Transistoren Q1 und Q4 wie im Bild gezeigt eingeschaltet sind, dreht sich der Motor gegen den Uhrzeigersinn. Wenn umgekehrt die Transistoren Q3 und Q2 eingeschaltet sind, dreht sich der Motor im Uhrzeigersinn. Da ein Transistor auf jeder Seite der Brücke immer eingeschaltet ist, gibt es immer einen kontinuierlichen Pfad für den Stromfluss durch den Motor.

h Braut

Was ist dann der Zweck der Dioden in einer H-Brücke? Es kann nicht sichergestellt werden, dass beim Umschalten zwischen der Q1- und Q4-Konfiguration in die Q2- und Q3-Konfiguration die Transistoren genau zur gleichen Zeit ein- und ausschalten. Dies stellt ein Problem dar, denn wenn zwei Transistoren auf derselben Seite der H-Brücke eingeschaltet werden, besteht die Gefahr, dass die Versorgung kurzgeschlossen wird. Die Dioden spielen eine wichtige Rolle, indem sie dem Strom einen Ort geben, an dem er fließen kann, wenn die Transistoren ausgeschaltet sind.

H-Brücken für Drehstrommotoren, wie z. B. bürstenlose Gleichstrommotoren, funktionieren ähnlich wie H-Brücken für Einphasenmotoren, verfügen jedoch stattdessen über ein zusätzliches Transistorpaar. Mit den sechs Transistoren kann der Strom in den drei Motorspulen in jede Richtung gesteuert werden. Weitere Informationen zu diesem Vorgang finden Sie unter dreiphasige bürstenlose Motoren.

Branchen, Technologien und Produkte im Zusammenhang mit H-Brücken ...

Tech_Power-Devices_mosfet-igbt
MOSFET/IGBT
Gebürsteter Motor
Einphasiger (gebürsteter) Motor
Bürstenlosen Motor
Dreiphasiger (bürstenloser) Motor
Tech_Motion-Control_overview
Überblick über die Bewegungssteuerung
Infobox Trapezkommutierung
Trapezkommutierung
PWM- und Richtungsinfobox
PWM & Richtung