 黄昌尧 清华大学 · 机械工程博士 最近更新于2019.12.13 18:45
，查看全部2个编审记录 H桥是一种电子电路，用于切换施加到负载上的电压极性。这种电路通常用于机器人和其他应用中，以使直流电机可以正转或反转。 大多数直流-交流转换器(功率逆变器)、大多数交流/交流转换器、DC-DC推挽式转换器、大多数电机控制器和许多其他类型的电力电子设备都使用H桥。特别地，双极步进电机几乎总是由包含两个H桥的电机控制器驱动。 概览 H桥的结构(用红色突出显示) H桥可以作为集成电路使用，也可以由分立元件构成。[1] 术语“H桥”源自这种电路的典型图形表示。H桥由四个开关(固态或机械式)组成。当开关S1和S4(根据第一个图)闭合(S2和S3断开)时，电机两端将被施加正电压。通过打开S1和S4开关，关闭S2和S3开关，该电压方向变为反向，从而使电机反向运行。 保持上述术语表示，开关S1和S2决不能同时闭合，因为这会导致输入电压源短路。这同样适用于开关S3和S4。这种情况被称为击穿。 操作 H桥的两种基本状态 H桥装置通常用于反转电机的极性/方向，但也可用于“制动”电机，当电机端子短路时电机突然停止运行，或者当电机与电路有效断开时让电机“自由运行”至停止。下表总结了操作，S1-S4对应于上图。
结构 L298双H桥电机驱动器 继电器构建H桥的一种方法是使用继电器板上的继电器阵列。[1] “双极双掷”(DPDT)继电器通常可以实现与H桥相同的电气功能(考虑到设备的通常功能)。然而，在需要较小的物理尺寸、高速开关或低驱动电压(或低驱动功率)或不希望机械部件磨损的情况下，基于半导体的H桥将优于继电器。 另一种选择是用一个DPDT继电器来设定电流方向，用一个晶体管来启动电流。这可以延长继电器的寿命，因为当晶体管关闭时继电器将被切换，因此没有电流流动。它还允许使用脉宽调制开关来控制电流水平。 N和P沟道半导体固态H桥通常使用相反极性的器件构建，例如连接到高压总线的PNP双极结型晶体管(BJT)或P沟道MOSFET以及连接到低压总线的NPN BJTs或N沟道MOSFET。 纯沟道半导体最有效的金属氧化物半导体场效应晶体管设计在高边和低边都使用了N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，因为它们的导通电阻通常是P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管的三分之一。这需要更复杂的设计，因为高端MOSFETs的栅极必须相对于DC供电轨被正向驱动。许多集成电路场效应晶体管栅极驱动器在器件中包含了电荷泵来实现这一点。 或者，开关模式电源DC-DC转换器可用于向栅极驱动电路提供隔离(“浮动”)电源。多输出反激式转换器非常适合这种应用。 驱动场效应晶体管电桥的另一种方法是使用一种被称为GDT(栅极驱动变压器)的专用变压器，它提供隔离输出来驱动上部场效应晶体管栅极。变压器铁芯通常为铁氧体环形，匝数比为1:1或4:9。然而，这种方法只能用于高频信号。变压器的设计也非常重要，因为漏电感应该最小化，否则可能会发生交叉传导。变压器的输出通常由齐纳二极管钳位，因为高电压尖峰会破坏场效应晶体管栅极。 变体H桥电路的一个常见变化是仅在负载一侧使用两个晶体管，类似于AB类放大器。这种配置被称为“半桥”。[2] 半桥用于一些使用同步整流器的开关电源和开关放大器。半桥类型通常缩写为“半H”，以区别于全H桥。另一种常见的变化是，在桥上增加第三个“支路”，形成一个三相逆变器。三相逆变器是任何交流电机驱动的核心。 另一种变体是半控电桥，其中电桥一侧的低边开关器件和电桥另一侧的高边开关器件均由二极管代替。这消除了直通故障模式，通常用于驱动不需要双向电流的可变或开关磁阻电机和执行器。 商业可用性市面上有许多廉价的单桥和双桥封装，其中L293x系列是最常见的。很少有像L9110，[3] 这样的封装内置反激式二极管来进行反电动势保护。 作为逆变器运行电桥的一个常见用途是逆变器。这种布置有时被称为单相桥式逆变器。 带有DC电源的电桥会在负载上产生方波电压波形。对于纯电感负载，电流波形将是三角波，其峰值取决于电感、开关频率和输入电压。 参考文献
所属学科树 同学科词条 正时链条 正时链条是发动机非常重要的零部件。它的主要作用是用来驱动发动机的配气机构，使发动机的进、排气门在适当的时候开启或关闭，来确保发动机的汽缸能够正常地吸气和排气。在有的车型中正时皮带还负责驱动水泵，如大众车型当中的捷达电喷、宝来、速腾、奥迪等车型。 威布尔分布模型 威布尔分布是一种连续分布,它能够描述各种类型机械零部件失效数据的分布规律，在寿命数据分析、可靠性设计、疲劳可靠性分析、维修决策、保修策略制定等方面得到了一定程度的应用；是寿命试验中应用最广的一种分布，它被广泛应用于描述机电产品及具有耗损故障的产品。威布尔分布又称韦伯分布，是可靠性分析和寿命检验的理论基础。 盘式制动器 盘式制动器又称碟式制动器，由其形状而得名。主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。盘式制动器主要分为钳盘式制动器和全盘式制动器两大类。 机电学 在工程学方面，机电学结合了电气工程和机械工程中的过程和工艺。机电学侧重于电气和机械系统作为一个整体的相互作用，以及这两个系统如何相互配合。这一过程在诸如直流机器的系统中尤其突出，这些系统被设计为从机械过程产生动力（发电机）或为机械过程提供动力（马达）。在这种情况下，电气工程也包括电子工程。 机电设备是既有电气过程又有机械过程的设备。严格来说，手动操作的开关是一种机电设备，因为它的机械运动会产生电气输出。虽然这是事实，但该术语通常指以电信号产生机械运动的设备，或者反过来，以机械运动产生电信号的设备。机电设备通常涉及电磁原理，例如继电器，它采用电压或电流通过机械地切换触点组来控制另一个通常隔离的电 升降舵未编写 当前词条仅创建，未编写 提议收录 三通阀未编写 当前词条仅创建，未编写 提议收录 传动机构未编写 当前词条仅创建，未编写 提议收录 火花塞 火花塞是一种汽车零件，俗称火嘴、火咀。它通过电极之间的放电现象产生火花，能够点燃汽油发动机内高温环境下的燃料和混合气体使之产生动力。发动机整体性能的好坏完全是取决于火花塞闪出火花的良否来决定的。被称为“发动机的心脏”。 布氏压痕 布氏压痕/ˈbrɪnəlɪŋ/是一种坚硬表面上的永久压痕。在以其命名的布氏硬度测试中，一个小球以预设的力度压向一个坚硬的表面，压痕的深度和直径表明了该表面的布氏硬度。同时，布氏压痕本身也是一种磨损过程，其多出现于运动部件的受压表面，例如轴承或液压活塞。由于零件间往往需要紧密协同，在通常情况下，我们并不希望布氏压痕的出现。即使非常小的压痕，也会很快导致系统作业异常，例如抖振或高频超差，进而加速零件其他形式的磨损，如剥落和磨蚀。 推重比未编写 当前词条仅创建，未编写 提议收录 词条内容是否有帮助？ |
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