Перейти к содержанию

H-мост

H-мост позволяет менять направление тока через нагрузку, имея один источник питания. На нём построены драйверы коллекторных и биполярных шаговых двигателей и многие преобразователи.

Обновлено Редакция GAW

H-мост — схема из четырёх ключей, между которыми включена нагрузка; на схеме она похожа на букву H. Каждая сторона — полумост из верхнего ключа к питанию и нижнего к общему проводу, поэтому каждый вывод нагрузки можно подключить либо к плюсу, либо к минусу. Так от одного источника питания нагрузка получает напряжение любой полярности.

Microchip в AN905 описывает четыре режима для двигателя:

РежимВерхний левыйНижний левыйВерхний правыйНижний правый
Вперёдвклвыклвыклвкл
Назадвыклвклвклвыкл
Выбегвыклвыклвыклвыкл
Торможениевыклвклвыклвкл

Главная опасность — одновременное включение верхнего и нижнего ключа одного полумоста: это короткое замыкание питания, которое разрушает ключи. Поэтому при переключении между ними выдерживают паузу — мёртвое время, — а входы драйверов при неопределённом состоянии микроконтроллера подтягивают так, чтобы ключи были закрыты.

H-мосты выпускают готовыми микросхемами: L293D содержит четыре полумоста, то есть два моста, и его выходы отключаются входом разрешения. Как выбирать драйвер, почему биполярные мосты греются сильнее мостов на MOSFET и как устроен дискретный мост — в статье «Драйверы H-моста», регулировка скорости ШИМ — в статье «Управление коллекторным двигателем».

Частые вопросы

Как H-мост меняет направление вращения?

Включает две диагональные пары ключей по очереди. Когда открыты верхний левый и нижний правый, ток идёт через двигатель в одну сторону, когда верхний правый и нижний левый — в другую. Остальные ключи в это время закрыты.

Что такое сквозной ток в H-мосте?

Ток, который течёт от питания на общий провод через верхний и нижний ключи одного полумоста, если они открыты одновременно. Он ограничен лишь сопротивлением ключей и разрушает их. Microchip в AN905 подчёркивает: ключи одного полумоста нельзя включать вместе, а пока входы не определены — например, при старте микроконтроллера, — все ключи должны быть закрыты.

Чем торможение отличается от выбега?

При выбеге все ключи закрыты, выводы двигателя ни к чему не подключены, и он останавливается сам. При торможении оба вывода двигателя замкнуты на общий провод через нижние ключи: вращающийся двигатель работает как генератор на короткое замыкание и останавливается быстро.

Источники

  1. Microchip. AN905: Brushed DC Motor Fundamentals (DS00905B), 2010 — H-мост из двух полумостов, табл. 1 — режимы вперёд, назад, выбег, торможение; опасность одновременного включения ключей одного полумоста; подтягивающие резисторы на входах
  2. Texas Instruments. L293x Quadruple Half-H Drivers (SLRS008D, revised January 2016) — пара полумостов образует полный мост для двигателя или соленоида; таблица функций с третьим состоянием

Нашли ошибку?

Смотрите также