גשר H

גשר H הוא מעגל משולב המשמש ברובוטיקה ויישומים רבים אחרים כדי להפעיל כמות מתכווננת של כוח על עומס, בדרך כלל מנוע DC. זהו מעגל פשוט למדי המורכב מטרנזיסטורים המוגדרים בתצורה דמוית H עם העומס במרכז, ומכאן השם H-bridge. כל טרנזיסטור מזווג עם דיודת פליבק המונעת נזק לטרנזיסטור במהלך הטיה הפוכה. מספר הטרנזיסטורים והדיודות בגשר H תלוי בסוג המנוע שהוא שולט בו, חד פאזי או תלת פאזי. למרות שהוא פשוט, הגשר H ממלא תפקיד מכריע בבקרה מוטורית מכיוון שהוא מאפשר לנו להניע מנוע בצורה דו-כיוונית.

בְּנִיָה

גשר H עבור מנועים חד פאזיים משתמש בארבעה טרנזיסטורים כדי לשלוט בכיוון הזרם הזורם דרך המנוע. כדי לגרום למנוע להסתובב קדימה או אחורה ניתן להפעיל רק שני טרנזיסטורים בכל פעם. הטרנזיסטורים המשמשים בגשר H הם בדרך כלל טרנזיסטורים דו-קוטביים או FET כגון MOSFETs ו-IGBTs. ניתן להפעיל ולכבות את רכיבי המיתוג באופן עצמאי אך ישנן רק כמה תצורות ספציפיות שיפעילו את המנוע ביעילות מבלי לקצר אותו.

אם הטרנזיסטורים Q1 ו-Q4 מופעלים כפי שמוצג בתמונה, המנוע יסתובב נגד כיוון השעון. לעומת זאת, אם הטרנזיסטורים Q3 ו-Q2 מופעלים, המנוע יסתובב בכיוון השעון. מכיוון שטרנזיסטור אחד בכל צד של הגשר תמיד פועל, תמיד יהיה נתיב רציף לזרם לזרום דרך המנוע.

ח כלה

אז מה המטרה של הדיודות בגשר H? אי אפשר להבטיח שכאשר עוברים בין תצורת Q1 ו-Q4 לתצורת Q2 ו-Q3 שהטרנזיסטורים יידלקו ויכבו בדיוק באותו זמן. זה מעורר בעיה מכיוון שאם שני טרנזיסטורים באותו צד של גשר H מופעלים אנו מסתכנים בקצר חשמלי באספקה. הדיודות ממלאות תפקיד חשוב בכך שהם נותנים לזרם מקום לזרום כאשר הטרנזיסטורים כבויים.

גשרי H עבור מנועים תלת פאזיים, כגון מנועי DC ללא מברשות, פועלים בדומה לגשרים H עבור מנועים חד פאזיים אך במקום זאת יש להם זוג טרנזיסטורים נוסף. עם ששת הטרנזיסטורים ניתן לשלוט בזרם בכל כיוון בשלושת סלילי המנוע. למידע נוסף על תהליך זה ראה מנועים תלת פאזיים ללא מברשות.

תעשיות, טכנולוגיות ומוצרים הקשורים לגשרים H...

Tech_Power-Devices_mosfet-igbt
MOSFET / IGBT
מנוע מוברש
מנוע חד פאזי (מוברש).
מנוע ללא מברשות
מנוע תלת פאזי (ללא מברשות).
Tech_Motion-Control_overview
סקירה כללית של בקרת תנועה
תיבת מידע טרפז
קוממוטציה טרפזית
PWM ותיבת מידע כיוון
PWM & כיוון