1、由曲線性RC電阻實現(xiàn)的開啟延遲

每當X1處的電壓從正電源電壓變?yōu)?V時，C1就會通過R1緩慢充電，因此T1的導通過程倍延遲，相反，C2通過正向偏置D2快速放電，因此T2幾乎沒有延遲地關(guān)閉。R5和R6是下拉電阻。

由曲線性RC電阻實現(xiàn)的開啟延遲

兩個線性RC電路（每個電路由47KΩ電阻和1nF電容組成）延遲MOS管的開啟過程，高側(cè)MOS管（黃色曲線）立即關(guān)斷，因此C1的放電電流流過正向偏置二極管（D1）。由于C2的充電電流流經(jīng)R2，低側(cè)MOS管的導通過程被延遲。在信號的下降沿，低側(cè)MOS管（紅色曲線）的關(guān)閉過程比高側(cè)MOS管的開啟過程更快。因此現(xiàn)在D2正向偏置。

兩個線性RC電路（每個電路由47KΩ電阻和1nF電容組成）延遲MOS管的開啟過程

七、脈寬調(diào)制H橋

如果負載需要部分功率，可以通過脈寬調(diào)制來控制H橋。為了避免脈寬信號開關(guān)運行期間發(fā)生交叉?zhèn)鲗?，必須更改電路，如下圖：

脈寬調(diào)制H橋

P溝道MOS管仍然由X1和X2處的信號直接開關(guān)，而N溝道MOS管分別由X1和脈沖寬度信號X2和脈沖寬度處的信號控制信號。

如果正電源電壓連接到X1，則T1被關(guān)閉，直到脈沖寬度信號也處于高電平時，T2才會接通。如果其中一個鉗位接地，T2將關(guān)閉，因為D1和D2或者2者正向偏置，拉動T2的柵極接地。另一方面，如果X1處于低電平，則即使脈沖寬度信號也是如此。利用X1和X2，可以控制負載兩端電壓的極性，而功率控制則通過第3個輸入鉗位處的脈沖寬度信號來完成。

二極管形成一個與門。每當改變極性時，如果脈寬信號處于高電平，就會發(fā)生擊穿，在改變極性之前，確保PWM信號設(shè)置為低電平。

八、電壓電平轉(zhuǎn)換H橋

當H橋在12V輸入電壓下運行時，輸入鉗位的高電平必須為12V，例如：計算機僅提供5V或者3.3V的輸出電壓，解決問題的辦法是插入3個放大電路：

電壓電平轉(zhuǎn)換H橋

通過使用MOS管，流經(jīng)輸入鉗位的電流最小化為流經(jīng)下拉電阻R6-R8的電流。請記住，電壓電平會被放大級反轉(zhuǎn)。例如：脈沖寬度信號輸入鉗位的高電平在D2和D4處變?yōu)榈碗娖健Ｒ虼嗽诘碗娖叫枰}沖寬度信號的電平來為H橋中點之間的負載供電。

反之亦然，在改變H橋的極性時，需要脈沖寬度信號處于高電平以防止交叉導通。

九、反激二極管H橋

反激二極管可以用于最大限度地減少感性負載引起的失真。這些二極管必須與負載相連，但極性相反。當使用H橋控制負載時，極性可以改變，因此二極管將變得正向偏置，為了避免這種清理，需要4個二極管才能在單個開關(guān)上產(chǎn)生單個反擊二極管所需的效果：

反激二極管H橋-4個二極管

如果感應電壓的正電位位于負載左側(cè)，則流經(jīng) D5 和 D8 的電流將消除電壓尖峰。反之亦然，如果正電勢在右側(cè)，負電勢在左側(cè)，則電流流經(jīng) D6 和 D7。二極管的最大電流不應低于 MOS管的最大漏極電流。

正向偏置肖特基二極管的電壓降（0.15-0.45V）低于硅類型二極管（0.6-1.7V），因此器件消耗的功率明顯較低。

上面H橋電路的元件：

• T1、T3 = P 溝道 MOSFET IRF9Z34N

• T2、T4 = N 溝道 MOSFET IRLZ24N

• T5 - T7 = N 溝道 MOSFET 2N7000

• R1 - R8 = 12kΩ

• D1 - D4 = 低功耗硅二極管

• D5 - D8 = 肖特基二極管 例如 SB2040

電路可以在5-12V的電源電壓下工作。輸入鉗位處的電壓電平應高于 3V。當晶體管在沒有散熱器的情況下運行時，通過負載的電流應低于 5A。

十、控制簡單

當移除X2處的下拉電阻并將這些輸入鉗位連接到T5的漏極引腳（T5是用于放大X1信號的MOS管）時，兩個輸入引腳可以控制H橋。

X1控制H橋的極性：正極在負載左側(cè)，X1接高電平，正極在右側(cè)，X1接低電平等級。第二個引腳是脈寬信號，用于控制提供負載的功率。

H橋的輸入鉗位越少，控制設(shè)備所需的計算機或者微控制器的輸出鉗位就越少。缺點是靈活性較低。

移除X2處的下拉電阻并將這些輸入鉗位連接到T5的漏極引腳

十一、動態(tài)制動H橋

為了激活制動力能，至少需要三個輸入鉗位（X 1、X 2和PWM）。

當通過H橋開關(guān)電動汽車的電機時，必須考慮反激二極管的另一個影響：由于慣性，如果不再向電機提供動力，車輛不會立即停止。電機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并開始作為發(fā)電機運行。

由此產(chǎn)生的感應電壓的極性與預先施加到電機上的電壓的極性相同。流經(jīng)反激二極管和電機繞組的電流現(xiàn)在正在減慢車輛的速度，請記住機械能會轉(zhuǎn)化為電能。這些過程稱為動態(tài)制動。

所產(chǎn)生的電力的一部分作為熱量消散在反激二極管和電機電線中，而其余部分則返回到電源線。需要更復雜的電路來安全地返回所產(chǎn)生的電力到車輛的電池，這稱為再生制動。

沒有反激二極管，動態(tài)制動可以由 H 橋控制：如果所有晶體管都“關(guān)閉”，則沒有電流流過電機的繞組，因此車輪會旋轉(zhuǎn)，而不會因動態(tài)而減慢速度制動。

當然，必須考慮感應電壓的峰值。要激活動態(tài)制動過程，必須“打開”兩個低側(cè)或兩個高側(cè) MOSFET。

現(xiàn)在，電機的夾具之間存在一條導電路徑，車輛在發(fā)電時會主動減速。電力在晶體管和電機電線中以熱量的形式耗散，這就是為什么這種制動被稱為變阻制動。

變阻制動。

十二、N溝道 MOS管H橋

p 溝道 MOSFET 的主要載流子是空穴，其遷移率低于電子（n 溝道類型內(nèi)部的主要載流子）。因此，假設(shè)器件尺寸相同，p 溝道 MOSFET 的導通電阻通常高于 n 溝道 MOSFET 的導通電阻。

為了最大限度地減少 H 橋消耗的功率，可以使用四個 n 溝道 MOSFET，而不是在低壓側(cè)使用兩個 n 溝道類型和在高壓側(cè)使用兩個 p 溝道類型。

N溝道 MOS管H橋

假設(shè)電路連接到輸出為 +12V 的電源。X 3接地，因此T 3被“關(guān)閉”。X 4連接到+12V，因此T 4被“接通”。右側(cè)中點電位接近0V。

左半橋的情況很棘手：X 2接地，因此 T 2被“關(guān)閉”。X 1連接到+12V，那么T 1的源極和柵極之間的電位是多少？

如果 T 1“接通”時，左半橋中點的電位約為 12V。因此T 1的源極和柵極之間的差值接近0V，使T 1 “關(guān)閉”。如果T 1和T 2都“關(guān)閉”，則中點處的電勢將約為+6V，導致T 1處的源極柵極電壓為6V ，這足以將這些器件“打開”。所以真相是在兩個極值之間。

如果n溝道MOSFET的閾值電壓約為2V，則系統(tǒng)將在T 1部分“導通” 時在中點趨向于約10V的電勢。

T

為了能夠完全“導通”T 1，高端 MOS管 的柵極引腳處的電位高于 14V（12V + 2V 閾值），因此需要第二個電源。驅(qū)動 MOS管的電路比高端 p 溝道 MOSFET 組成的 H 橋更復雜。

完全“導通”T 1，連接第二個電源

以上就是關(guān)于橋式電路的內(nèi)容，希望大家能夠點贊、分享、收藏，如有問題或者建議，歡迎在評論區(qū)留言。

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