葫芦电子社区-电子元器件库存搜索引擎，为您网罗全球厂商代理商库存

  • 首页
  • 详解12种桥式电路

详解12种桥式电路

发布时间:2024-12-05 16:42:28  
技术咨询
代买器件
商务客服
研发客服

图片

图片


桥式电路 是一种常见电路，其中2个电路支路（通常彼此关联）通过在前2个支路的某个中间点处连接在前2个支路之间的第三支路”桥接“。

一、H桥电路

非常简单的桥式电路为 H桥电路 ，具体的如下所示，图中间的导电路径， R2 两端的电压等于 R4 两端的电压，R1 两端的电压等于 R3 处的电压，与四个电阻的电阻值无关。
如果两个分支之间没有电桥， 中点的电位取决于电阻值的比率 。如果 R1 :R2 等于 R3 : R4 ，即使没有电桥，电势差也为零。

图片

H桥电路

二、惠斯通电桥

惠斯通电桥 用于 平衡H电桥的2条桥臂来测来位置电阻。
两个恒定电阻（R1和R3）电位计和未知电阻形成电路的2条支路，并通过电压表或者电流表桥接。 只要左侧的电路之比等于右侧的电阻，电桥两点之间的电路以及流过路径的电流就为0。 当使用电压表时，改变电位计直到2个中点之间的电压降为0。
而当使用电流表时，则没有电流流过仪器。电位器滑动触点的位置与未知电阻的阻值之间存在线性关系。因此可以校准电位器的刻度，便于读取未知电阻的阻值。

图片

惠斯通电桥

三、2个电位器组成的H桥

2个电位器 组成的H桥可以将+VIn和 -VIn之间的任何电压施加到连接在两个电位器之间的负载。
虽然电位器适合手动调节低功率设备的电压，但晶体管甚至可以通过几乎任何电子电路来控制高功率设备。

图片

2个电位器组成的H桥

四、由两个NPN和两个PNP晶体管组成的H桥

由两个NPN和两个PNP晶体管组成的H桥， 下部NPN晶体管的电阻不断减小，而接地（=负端子）与X2和X4之间的电位不断增加。 如果输入钳位处的电势等于电路的输入电压，则电阻最小。连接到基极引脚的串联电阻限制基极电流。
相反， 当地与X1和X3之间的电位为0V时，PNP晶体管的电阻最小，而如果输入钳位的电位等于输入电压，则PNP晶体管的电阻最大。
T2和T4被称为 低侧晶体管 ，而T1和T3被称 为高侧晶体管 。

图片

由两个NPN和两个PNP晶体管组成的H桥
1、X1和X2分别接地， X3和X4连接到正电源电压
当X1和X2分别接地，将 X3和X4连接到正电源电压时， T2和T3的电阻处于最大值，而T1和T4的电阻处于最小值。
结果电路 左侧中点的电位几乎等于电源电压，而右侧中点的电位几乎为0 。电流从正极经过T1从左向右流经负载，最后流经T4到电压源的负极端子，正极端子位于负载的左侧。

图片

X1和X2分别接地， X3和X4连接到正电源电压
2、X1和X2连接到正电源电压，同时X3和X4连接到地
如果X1和X2连接到正电源电压，同时X3和X4连接到地，情况会发生变化。 现在正极端子位于负载的右侧，电流分别流过T3和T2。

图片

X1和X2连接到正电源电压，同时X3和X4连接到地
3、4个输入钳位连接到地
将所有4个输入钳位连接到地时， 上方的PNP晶体管导通，而下方的NPN晶体管关闭 。 负载2个钳位处的电位几乎等于正电源电压，因为没有电流流过负载。

图片

4个输入钳位连接到地
4、4个输入钳位连接到电源电压的正极端子
将所有4个输入钳位连接到电源电压的正极端子时， 上方的PNP晶体管关断，而下方的NPN晶体管导通 ，负载两个钳位处的电位几乎等于负电源电压，因此也没有电流流过负载。

图片

4个输入钳位连接到电源电压的正极端子
5、通常只有2个输入钳位

图片

2个输入钳位
X1
X2
输出
+
-
负端子位于负载左侧
-
+
负端子位于负载右侧
+
+
负载两端无电压
-
-
负载两端无电压

五、半桥H桥电路

由4个晶体管组成的H桥电路称为全桥。因此由2个晶体管组成的H桥电路为 半桥 。 对于分离电源，半桥就可以控制交流负载 ，下图种使用了2节电池。

图片

半桥H桥电路
1、2个晶体管的基极引脚通过串联连接到正极端子
如果2个晶体管的基极引脚通过串联连接到正极端子，因此输入端有一个高信号， 上方的PNP类型将关闭，而下方的NPN类型将打开 。 电流从下部电池的正极端子流出，从右向左流过负载，并通过晶体管T2在负极端子处重新进入电池。

图片

2个晶体管的基极引脚通过串联连接到正极端子
2、半桥的2个输入连接到负端子
如果半桥的两个输入都连接到负端子，则 上方的NPN类型将打开，下方的NPN类型将关闭 。电流从上部电池的正极端子流过晶体管T1，现在从左向右流过负载，然后返回电池的负极端子。使用半桥的优点时所需晶体管数量少，缺点是电源更复杂。

图片

半桥的2个输入连接到负端子

六、MOS管组成的H桥电路

当使用MOS管组成H桥时，必须考虑使晶体管进入饱和模式所需的基极电流 。R1-R4的尺寸取决于电源电压。当电路的输入电压为12V而不是6V时，电阻值必须要加倍。如果电阻值适用较高的电压，则电阻消耗的功率也会加倍，否则会增加4倍，因此必须要牢记 最大功耗 。
使用N沟道和P沟道MOS管代替NPN或PNP类型也有一些好处。
仅需要两个上拉或下拉电阻，并且 R1 和 R2 的值并不重要 ，只需使用相对较高的值即可避免在接近最大功耗的情况下工作。
电路的 最小输入电压 受到可靠“导通”MOS管所需的源极栅极电压的影响（必须略高于阈值电压 V GS(th)）。
最大输入电压应明显低于最大源极栅极电压，以避免在极限下运行。切换感性负载时请记住电压峰值。

图片

MOS管组成的H桥电路
如果电源电压超过MOS管的最大源极栅极电压，则应插入4个分压器 ， 每个分压器由齐纳二极管和恒定电阻组成 。齐纳电压必须大于导通晶体管所需的阈值电压。
现在，最大源极漏极电压通常明显高于最大源极栅极电压，限制了电路的输入电压。

图片

如果电源电压超过MOS管的最大源极栅极电压，则应插入4个分压器
钳位器必须始终连接到正电源电压或者负电源电压。 如果 X1连接到正电源电压，而X2仅连接一半电源电压（+6V） ，则T1和T2之间的电位接近0V，T3和T4之间的电位约为6V，因为T3的电阻等于T4的电阻。总之负载上从左到右有6V的电位。
但这里要记住，T3和T4的电阻相对较低，因此高电流电流过电阻的右侧，

图片

X1连接到正电源电压，而X2仅连接一半电源电压（+6V）
在H桥开关运行器件，意味着只要其中一个钳位处的电位从正电源电压变为0（反之亦然），总会有高电流在短时间内流过电路的支路，重叠的导通时间称为 交叉传导或者直通。
1、由曲线性RC电阻实现的开启延迟
每当X1处的电压从正电源电压变为0V时，C1就会通过R1缓慢充电，因此T1的导通过程倍延迟，相反，C2通过正向偏置D2快速放电，因此T2几乎没有延迟地关闭。R5和R6是下拉电阻。

图片

由曲线性RC电阻实现的开启延迟
两个线性RC电路（每个电路由47KΩ电阻和1nF电容组成）延迟MOS管的开启过程 ，高侧MOS管（黄色曲线）立即关断，因此C1的放电电流流过正向偏置二极管（D1）。由于C2的充电电流流经R2，低侧MOS管的导通过程被延迟。 在信号的下降沿，低侧MOS管（红色曲线）的关闭过程比高侧MOS管的开启过程更快。因此现在D2正向偏置。

图片

两个线性RC电路（每个电路由47KΩ电阻和1nF电容组成）延迟MOS管的开启过程

七、脉宽调制H桥

如果负载需要部分功率，可以通过脉宽调制来控制H桥 。为了避免脉宽信号开关运行期间发生交叉传导，必须更改电路，如下图：

图片

脉宽调制H桥
P沟道MOS管仍然由X1和X2处的信号直接开关，而 N沟道MOS管分别由X1和脉冲宽度信号X2和脉冲宽度处的信号控制信号。
如果正电源电压连接到X1，则T1被关闭，直到脉冲宽度信号也处于高电平时，T2才会接通。如果其中一个钳位接地，T2将关闭，因为D1和D2或者2者正向偏置，拉动T2的栅极接地。另一方面，如果X1处于低电平，则即使脉冲宽度信号也是如此。 利用X1和X2，可以控制负载两端电压的极性，而功率控制则通过第3个输入钳位处的脉冲宽度信号来完成。
二极管形成一个与门。每当改变极性时，如果脉宽信号处于高电平，就会发生击穿， 在改变极性之前，确保PWM信号设置为低电平。

八、电压电平转换H桥

当H桥在12V输入电压下运行时，输入钳位的高电平必须为12V，例如：计算机仅提供5V或者3.3V的输出电压，解决问题的办法是 插入3个放大电路 ：

图片

电压电平转换H桥
通过使用MOS管，流经输入钳位的电流最小化为流经下拉电阻R6-R8的电流。请记住， 电压电平会被放大级反转 。例如：脉冲宽度信号输入钳位的高电平在D2和D4处变为低电平。因此在低电平需要脉冲宽度信号的电平来为H桥中点之间的负载供电。
反之亦然， 在改变H桥的极性时，需要脉冲宽度信号处于高电平以防止交叉导通。

九、反激二极管H桥

反激二极管可以用于最大限度地减少感性负载引起的失真 。这些二极管必须与负载相连，但极性相反。 当使用H桥控制负载时，极性可以改变 ，因此二极管将变得正向偏置，为了避免这种清理，需要 4个二极管 才能在单个开关上产生单个反击二极管所需的效果：

图片

反激二极管H桥-4个二极管
如果感应电压的正电位位于负载左侧，则流经 D5 和 D8 的电流将消除电压尖峰。反之亦然，如果正电势在右侧，负电势在左侧，则电流流经 D6 和 D7。 二极管的最大电流不应低于 MOS管的最大漏极电流。
正向偏置肖特基二极管的电压降（0.15-0.45V）低于硅类型二极管（0.6-1.7V），因此器件消耗的功率明显较低。
上面H桥电路的元件：
  • T1、T3 = P 沟道 MOSFET IRF9Z34N
  • T2、T4 = N 沟道 MOSFET IRLZ24N
  • T5 - T7 = N 沟道 MOSFET 2N7000
  • R1 - R8 = 12kΩ
  • D1 - D4 = 低功耗硅二极管
  • D5 - D8 = 肖特基二极管 例如 SB2040
电路可以在5-12V的电源电压下工作。输入钳位处的电压电平应高于 3V。当晶体管在没有散热器的情况下运行时，通过负载的电流应低于 5A。

全桥与半桥电路的不同;通信逆变器（通信逆变电变源）是一种把直流变交流的电路结构设备，与通信系统，电基站等机柜搭配一起用的电工电气设备。 而全桥和半桥是通信逆变电源内部驱动电路......

硅堆及二极管排等。 01【整流桥】 整流桥就是将整流管封在一个壳内。分全桥和半桥。 全桥是将连接好的桥式整流电路的四个二极管封在一起。全桥的正向电流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A......
双有源桥CLLC拓扑更常⽤于双向充电桩，超快速充电桩（400kW-1MW）通常使⽤串联半桥LLC拓扑或快速充电电容三电平拓扑。 全桥LLC拓扑 全桥LLC拓扑由初级全桥电路、谐振LLC谐振回路和次级全桥......
快速停止。 在该电路中也可以使用PWM驱动；也可以通过检测电机电流并负反馈，从而进行电流驱动。 通过半桥电路进行驱动 如图所示，在电源之间级联连接两个开关的电路，因其是使用四个开关的H桥（全桥）的一......
优势还包括直流电流比交流电流更安全，并且采用逆变器的焊接机具有更高的功率密度，因此重量更轻。 图 1：焊接机框图 焊接逆变器常用的开关拓扑结构包括全桥、半桥和双管正激，而恒定电流是最常用的控制方案。全桥和半桥......
通道交替启动将降低显示器电源电压的电流纹波，这一特性对于大屏LCD尤为重要。各个通道间的交替关系为可编程的，可以根据各个应用的性能要求进行调整。 DS3994采用推挽驱动架构，同时还支持全桥和半桥......
霍尔编码器驱动电路 1.三相逆变全桥电路 三相逆变桥电路采用IR2101S加MOS驱动方式。IR2101S本身是半桥驱动，采用上桥跟下桥驱动方式，也就是一路驱动需要1个IR2101S和2......
以驱动一个电流更高的单向电机。这款芯片同样提供固定关断时间和可设置电流控制模式选择，还可以选择双半桥、单全桥和半桥并联配置，支持七种电机驱动方式。这款5.0A STSPIN958采用5mm x 5mm......
芯片同样提供固定关断时间和可设置电流控制模式选择，还可以选择双半桥、单全桥和半桥并联配置，支持七种电机驱动方式。这款5.0A STSPIN958采用5mm x 5mm VFQFPN32封装。宽工作电压范围，灵活多变的配置，让......
装内集成一个完整的600V/8A单相MOSFET全桥电路，能够为工业电机驱控制器、灯具镇流器、电源、功率转换器和逆变器厂家节省物料成本和电路板空间。不仅比采用分立器件设计的类似全桥电路节省电路板空间60......
平台入驻

我们与500+贴片厂合作，完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页，多渠道推广，SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

原厂代理商合作

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力，原厂代理能轻松打入消费物联网（IOT）、信息与通信（ICT）、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

闲置物料合作

充分利用其强大的电子元器件采购流量，创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术，不仅可以助你轻松识别与连接到需求方，更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

生态合作

我们的目标很明确：构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前，我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

加工与定制类服务商合作

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性，因此，我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上，您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师，以及10万的活跃客户群体...详细>>

线上代理合作

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术，我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品，都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

邮件营销及广告服务

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环，从引流、宣传到最终销售，全程跟进，确保每一个potential lead都得到妥善处理，从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>