Inocência da ponte H 'misteriosa': 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Olá…..

Para novos entusiastas da eletrônica, o H-Bridge é um 'misterioso' (discreto H-Bridge). Também para mim. Mas, na verdade, ele é inocente. Então, aqui estou eu tentado revelar a inocência da 'misteriosa' H-Bridge.

Fundo:

Quando eu estava no 9º padrão, me interessei pela área de conversores CC para CA (inversores). Mas não sei como isso é feito. Tentei muito e finalmente encontrei um método que converte DC para AC, mas não é um circuito eletrônico, é mecânico. Ou seja, um motor DC é acoplado a um dínamo AC. Quando o motor gira, o dínamo também gira e produz CA. AC recebo de DC, mas não estou satisfeito porque meu objetivo é projetar um circuito eletrônico. Então descobri que isso é feito através do H-Bridge. Mas naquela época eu não sabia muito sobre os transistores e seu funcionamento. Enfrento muitas dificuldades e problemas, então, H-Bridge é um 'misterioso' para mim. Mas depois de alguns anos, eu desenho diferentes tipos de H-Bridges. Foi assim que descobri a inocência da 'misteriosa' ponte H.

Resultados:

Hoje em dia, diferentes H-Bridge ICs estão presentes, mas não estou interessado neles. Porque ele não tem dificuldades, então nenhuma depuração é necessária. Quando ocorrem falhas, aprendemos mais com isso. Estou interessado no modelo de circuito discreto (modelo de transistor). Então, aqui estou eu tentado remover suas dificuldades em relação ao H-Bridge. E também acreditei que, este projeto irá remover seu medo em relação aos circuitos de nível de transistor. Então, começamos nossa jornada….

Etapa 1: Teoria da H-Bridge

Como converter AC para DC? A resposta é simples, usando um retificador (principalmente retificador de ponte completa). Mas como converter DC para AC? É mais difícil do que acima de um. AC significa que sua magnitude e polaridade mudam com o tempo. Primeiro tentamos mudar a polaridade, porque isso faz com que o AC seja um AC. Depois de pensar um pouco, observa-se que a polaridade mudou alternando a conexão de + e - simultaneamente. Para isso usamos um switch for it (SPDT). O circuito é dado nas figuras. Os interruptores S1 e S3, os interruptores S2 e S4 não ligam simultaneamente porque produzem curto-circuito ('componentes eletrônicos fumegantes').

• Quando os interruptores S1 e S4 LIGADOS, positivo (+) é obtido no ponto "a" e negativo (-) é obtido no ponto "b" (S2 e S3 DESLIGADOS) (Figura 1.1).
• Quando S2 e S3 estão em ON positivo (+) é obtido no ponto "b" e negativo (-) é obtido no ponto "a" (S1 e S4 OFF) (Figura 1.2).

Bingo!! nós entendemos, a polaridade mudou. Aqui, os interruptores são operados manualmente para aplicação prática, os interruptores são substituídos por componentes eletrônicos. Quais são os componentes? Componentes simples que controlam grandes correntes aplicando-lhes pequenas correntes. Ex: - relés, transistores, mosfets, IGBT, etc … O relé é um componente eletromecânico, começou com isso. Porque é o mais simples.

Um circuito modelo funcional de H-Bridge usando interruptor é dado abaixo (Figura 1.3), o led indica a polaridade. Os resistores são usados para limitar a corrente através do led e através do qual fornecem tensão de trabalho adequada para o led.

Componentes: -

• Chave de lançamento duplo de pólo único (SPDT) - 4
• Bateria de 9 V e conector - 1
• LED vermelho - 1
• LED verde -1
• Resistor, 1k - 2
• Fios

Etapa 2: Ponte H usando relés

O que é um relé?

É um componente eletromecânico. A parte principal é uma bobina, quando a bobina se energiza, um campo magnético é gerado e é atraído um contato de metal e fecha o circuito. O relé contém uma chave SPDT, uma perna está normalmente aberta (NO), fecha quando a bobina é energizada, outra está normalmente fechada (NC), é fechada quando a bobina não energiza e um pino de nó comum. Explique na figura.

Trabalhando

Aqui, a chave SPDT é substituída por um relé. É a principal diferença do circuito acima. A bobina do relé consome cerca de 100 mA de corrente, daí para um estágio de acionamento é necessário aumentar a corrente reduzindo a impedância. Aqui estou eu, que usa um transistor como elemento condutor. O resistor R1 e R2 atuam como resistores pull down, ele puxa para baixo a tensão da porta para o terra sem nenhuma condição de sinal de entrada.

O diagrama do circuito é fornecido aqui. Um motor de brinquedo atua como carga.

Componentes

Relé 5V - 2

Motor de brinquedo (3v) - 1

Transistor, T1 e T2 - BC 547 -2

Resistor R1 e R2 - 56K - 2

Bateria de 9 V e conector - 1

Fios

Etapa 3: H-Bride usando transistores

MODELO - 1

Aqui, as chaves individuais são substituídas por transistores discretos. Para controle de carga positiva, são usados PNP e, para controle de carga negativa, NPN são usados. NPN atua como uma chave fechada quando a tensão da porta é 0,7 V maior que a tensão do emissor. Aqui também está 0,7V. Para PNP, atua como uma chave fechada quando a tensão da porta é 0,7 V menor que a tensão do emissor. Aqui é 8,3 V, porque a tensão do emissor PNP é 9 V. Aqui, os transistores PNP estão LIGADOS por um transistor NPN, que atua como um deslocador de fase de 180 graus. Ele fornece os 8,3 V necessários para o transistor PNP.

Trabalhando

Quando a entrada 1 está em alta e a entrada 2 está em baixa, T1 está LIGADO pela ação de ligar do transistor do driver. Porque é NPN e a entrada também é alta. Também o T4 está LIGADO. Quando a entrada é alternada, a saída também é alternada. Os resistores R3, R4, R7, R8 atuam como resistores limitadores de corrente para a corrente de base. R1, R2 agem como resistores pull up para T1 e T2. R5, R6 atuam como resistores pull down.

Componentes

T1, T2 - SS8550 - 2

T3, T4 - SS8050 - 2

Outro transistor - BC 547-2

R1, R2, R5, R6 - 100K - 4

R3, R4, R7, R8 - 39K - 4

Bateria de 9 V e conector - 1

Fios

MODELO- 2

Aqui, os transistores do driver são removidos e uma lógica simples é usada. O que reduz o hardware. A redução de hardware é uma coisa muito importante. No modelo acima, os drivers são usados para produzir um potencial negativo (em relação ao VCC) para conduzir o PNP. Aqui, o negativo é retirado da metade oposta da ponte. Ou seja, primeiro o NPN é ligado, ele produz um negativo na saída e aciona o transistor PNP. Todos os resistores usados aqui são para fins de limitação de corrente. O circuito é dado na figura.

Componentes

T1, T2 - SS8550 - 2T3, T4 - SS8050 - 2

R1, R2, R3, R4 - 47K - bateria e conector de 49 V - 1 fios

Etapa 4: H-Bridge usando NE555

Estou muito interessado neste circuito porque aqui uso 555 IC. Meu IC favorito.

NE 555

555 é um IC muito bom para iniciantes. Basicamente é um temporizador, mas também funciona como oscilador, switch, modulador, flip-flop, etc, e agora digo que também atua como H-Bridge. Aqui, o 555 atua como uma chave. Então, os pinos 2 e 6 estão em curto. Quando um positivo (Vcc) é aplicado a seus pinos 2 e 6, a saída vai para baixo e quando a entrada é baixa, a saída vai para alta. O estágio de saída do 555 é um circuito de meio H-Bridge. Portanto, use dois 555 são usados.

Trabalhando

O circuito é dado na figura. Quando a entrada 1 é alta e a entrada 2 baixa, o ponto 'a' estará em baixo e o ponto 'b' em alto. quando a entrada altera, a saída também altera. A carga é um motor de brinquedo. Portanto, ele atua como um driver do motor porque muda a direção de rotação do motor. os capacitores estabilizam a tensão do comparador (dentro do 555 ic). Os resistores atuam como pull ups para quando nenhuma entrada é aplicada.

Componentes

NE555 - 2

R1, R2 - -56K - 2

C1, C2 - 10nF - 2

Motor de brinquedo - 1

Bateria de 9 V e conector - 1

Fios

Etapa 5: H-BRIDGE IC

Acredito que todos tenham ouvido falar do IC H-Bridge ou do IC de controle do motor DC. Porque é comum em todos os módulos de acionamento de motor. Sua construção é simples porque nenhum componente externo precisa apenas de fiação. Sem dificuldades para isso.

O IC comumente disponível é o L293D. Outros também estão disponíveis.