一種平穩(wěn)換相式H橋電路的制作方法
一種平穩(wěn)換相式h橋電路
技術(shù)領(lǐng)域
1.本實(shí)用新型涉及h橋電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種平穩(wěn)換相式h橋電路，適用于主要應(yīng)用在基于h橋驅(qū)動(dòng)的純硬件電路的直流風(fēng)機(jī)，可廣泛應(yīng)用于航天航空、工業(yè)、環(huán)保行業(yè)、電力系統(tǒng)、電子、船舶等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
2.現(xiàn)有直流風(fēng)機(jī)的h橋驅(qū)動(dòng)方法多為使用p溝道場(chǎng)效應(yīng)管及n溝道場(chǎng)效應(yīng)管做h橋進(jìn)行控制直流風(fēng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，其原理圖如圖6所示。現(xiàn)有h橋驅(qū)動(dòng)電路在工作時(shí)，應(yīng)使h橋?qū)蔷€上的一對(duì)mos管導(dǎo)通，通過(guò)控制模塊的輸入，時(shí)期當(dāng)q1與q4導(dǎo)通時(shí)，q2與q3關(guān)斷，電流從輸入電源正極經(jīng)q1從左至右穿過(guò)繞組，然后再經(jīng)q4回流到電源負(fù)極，繞組通電后在磁場(chǎng)的作用下受力開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。另一對(duì)mos管在控制模塊作用下，使得q2和q3導(dǎo)通時(shí)，q1和q4關(guān)斷，此時(shí)電流經(jīng)q2從右至左穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)q3回流到電源負(fù)極，繞組通電后在磁場(chǎng)的作用下受力開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。根據(jù)霍爾傳感器輸出的交替高低電平，控制模塊驅(qū)動(dòng)q1和q4，q2和q3交替導(dǎo)通，從而使得繞組交替通電，在磁場(chǎng)的作用下持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。但是此種驅(qū)動(dòng)方式在換相驅(qū)動(dòng)瞬間存在單側(cè)導(dǎo)通現(xiàn)象，即當(dāng)q1尚未關(guān)斷時(shí)，q3開(kāi)啟；當(dāng)q4未關(guān)斷時(shí)，q2開(kāi)啟，使得電流通過(guò)q1、q3流入gnd；通過(guò)q2、q4流入gnd，使其導(dǎo)通電流過(guò)大，使其在換相瞬間存在尖峰電流，這種尖峰電流可達(dá)到平均工作電流幾倍甚至十幾倍，長(zhǎng)時(shí)間工作存在燒毀場(chǎng)效應(yīng)管，甚至燒毀整機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
3.本實(shí)用新型的目的是提供了一種平穩(wěn)換相式h橋電路，解決了現(xiàn)有h橋驅(qū)動(dòng)電路在因換相瞬間出現(xiàn)的尖峰電流，穩(wěn)定性差，長(zhǎng)時(shí)間工作頻繁換相容易燒毀場(chǎng)效應(yīng)管并引發(fā)整機(jī)風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。其利用改進(jìn)純硬件電路，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，后期調(diào)試相對(duì)容易，適用性更高。
4.本實(shí)用新型技術(shù)方案是：該平穩(wěn)換相式h橋電路包括連接有電阻、p溝道場(chǎng)效應(yīng)管和n溝道場(chǎng)效應(yīng)管的h橋電路，技術(shù)要點(diǎn)是：所述p溝道場(chǎng)效應(yīng)管和n溝道場(chǎng)效應(yīng)管分別并聯(lián)整流二極管，與n溝道場(chǎng)效應(yīng)管旁并聯(lián)的整流二極管陰極接漏極，陽(yáng)極接源極；與p溝道場(chǎng)效應(yīng)管旁并聯(lián)的整流二極管陰極接源極，陽(yáng)極接漏極。
5.本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：由于該專利在原有h橋驅(qū)動(dòng)電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)其硬件電路進(jìn)行改進(jìn)，在場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與源極之間并聯(lián)整流二極管，其主要起到的作用如下：
6.a)續(xù)流作用，當(dāng)h橋換相時(shí)，可以加快場(chǎng)效應(yīng)管的關(guān)斷速度；
7.b)保護(hù)作用，電機(jī)在反轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的反向電動(dòng)勢(shì)，會(huì)燒毀元器件，此時(shí)可以起到卸荷的作用；
8.c)鉗位作用，由于h橋單側(cè)兩個(gè)二極管反向串聯(lián)組成，故兩個(gè)二極管首尾連接部位是受保護(hù)的節(jié)點(diǎn)。
9.從而實(shí)現(xiàn)在h橋換相時(shí)有效降低電流尖峰，進(jìn)一步降低長(zhǎng)時(shí)間工作頻繁換相燒毀
場(chǎng)效應(yīng)管及整機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性。并且由于改善設(shè)計(jì)均采用純硬件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，故其設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，后期調(diào)試相對(duì)容易，且每一元器件使用溫度范圍均優(yōu)于風(fēng)機(jī)工作溫度范圍，與單片機(jī)控制電路相比，其使用溫度范圍更廣，適用性更高。
附圖說(shuō)明
10.以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
11.圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路圖原理圖；
12.圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的q1與q2導(dǎo)通示意圖；
13.圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例q2與q3導(dǎo)通示意圖；
14.圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例放電回路示意圖；
15.圖5為現(xiàn)有h橋驅(qū)動(dòng)電路原理圖；
16.圖6為現(xiàn)有h橋驅(qū)動(dòng)電路換相瞬間單側(cè)導(dǎo)通示意圖；
具體實(shí)施方式
17.根據(jù)圖1～5詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，實(shí)施例如圖1所示，一種平穩(wěn)換相式h橋電路，其基于現(xiàn)有h橋電路換向改進(jìn)設(shè)計(jì)，所需電子元器件主要包含電阻、p溝道場(chǎng)效應(yīng)管、n溝道場(chǎng)效應(yīng)管、整流二極管組成。其對(duì)輸入電壓為24vdc進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，其中vcc為通過(guò)穩(wěn)壓電路后的穩(wěn)定電壓，穩(wěn)壓電路在此處暫不提及。電阻r1與電阻r2主要用于對(duì)vcc注入電壓進(jìn)行分壓，以供p溝道場(chǎng)效應(yīng)管q1（lypm2337s1p）其柵極與源極之間達(dá)到其開(kāi)啟電壓并工作在恒流區(qū)。另一側(cè)電阻r2與電阻r4同理可得，其功能在于為p溝道場(chǎng)效應(yīng)管q2（lypm2337s1p）其柵極與源極之間達(dá)到其開(kāi)啟電壓并工作在恒流區(qū)。
18.p溝道場(chǎng)效應(yīng)管與n溝道場(chǎng)效應(yīng)管則主要作為開(kāi)關(guān)電路，通過(guò)交替導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)將直流電壓轉(zhuǎn)化成存在高低電平的方波形式。其工作原理如圖2和圖3所示，通過(guò)控制模塊的輸入，q3和q4為n溝道場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)q1與q4導(dǎo)通時(shí)，q2與q3關(guān)斷，電流從輸入電源正極經(jīng)q1從左至右穿過(guò)繞組，然后再經(jīng)q4回流到電源負(fù)極如圖2所示，繞組通電后在磁場(chǎng)的作用下受力開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。另一對(duì)mos管在控制模塊作用下，使得q2和q3導(dǎo)通時(shí)，q1和q4關(guān)斷，此時(shí)電流經(jīng)q2從右至左穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)q3回流到電源負(fù)極如圖3所示，繞組通電后在磁場(chǎng)的作用下受力開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。根據(jù)霍爾傳感器輸出的交替高低電平，控制模塊驅(qū)動(dòng)q1和q4，q2和q3交替導(dǎo)通，從而使得繞組交替通電，在磁場(chǎng)的作用下持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.以q1與q4關(guān)斷及q2與q3導(dǎo)通瞬間為例，其改善前原理如圖6所示，當(dāng)h橋出現(xiàn)單側(cè)導(dǎo)通現(xiàn)象時(shí)，此時(shí)電流通過(guò)q1與q3直接流入gnd，由于缺少負(fù)載，此時(shí)流經(jīng)q1與q3的電流值較大，長(zhǎng)時(shí)間工作容易導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管擊穿，甚至燒毀。
20.在其原有基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管漏極與源極兩端并聯(lián)二極管，使其增加放電回路，從而降低風(fēng)險(xiǎn)，如圖4所示，當(dāng)q1與q4關(guān)斷瞬間，流經(jīng)q4電流并不會(huì)瞬間消失，通過(guò)圖5放電回路，使電流流經(jīng)二極管d3，在其上消耗這一部分電流。從而降低h橋單側(cè)同時(shí)導(dǎo)通風(fēng)險(xiǎn)，增加產(chǎn)品穩(wěn)定性。
21.應(yīng)用本實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)的產(chǎn)品已經(jīng)完成試制，完成相關(guān)性能檢測(cè)，能夠滿足預(yù)期要求。綜上所述，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
技術(shù)特征：
1.一種平穩(wěn)換相式h橋電路，它包括連接有電阻、p溝道場(chǎng)效應(yīng)管和n溝道場(chǎng)效應(yīng)管的h橋電路，其特征在于：所述p溝道場(chǎng)效應(yīng)管和n溝道場(chǎng)效應(yīng)管分別并聯(lián)整流二極管，與n溝道場(chǎng)效應(yīng)管旁并聯(lián)的整流二極管陰極接漏極，陽(yáng)極接源極；與p溝道場(chǎng)效應(yīng)管旁并聯(lián)的整流二極管陰極接源極，陽(yáng)極接漏極。
技術(shù)總結(jié)
本實(shí)用新型提供了一種平穩(wěn)換相式H橋電路，解決了現(xiàn)有H橋驅(qū)動(dòng)電路在因換相瞬間出現(xiàn)的尖峰電流，穩(wěn)定性差，長(zhǎng)時(shí)間工作頻繁換相容易燒毀場(chǎng)效應(yīng)管并引發(fā)整機(jī)風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。技術(shù)方案是：其包括連接有電阻、P溝道場(chǎng)效應(yīng)管和溝道場(chǎng)效應(yīng)管的H橋電路，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管和溝道場(chǎng)效應(yīng)管分別并聯(lián)整流二極管，與溝道場(chǎng)效應(yīng)管旁并聯(lián)的整流二極管陰極接漏極，陽(yáng)極接源極；與P溝道場(chǎng)效應(yīng)管旁并聯(lián)的整流二極管陰極接源極，陽(yáng)極接漏極。其在H橋換相時(shí)有效降低電流尖峰，降低長(zhǎng)時(shí)間工作頻繁換相燒毀場(chǎng)效應(yīng)管及整機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性，其設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，后期調(diào)試相對(duì)容易，與單片機(jī)控制電路相比，其使用溫度范圍更廣，適用性更高。適用性更高。適用性更高。
