H橋操作原則 - 什么是H橋電路？
　　在駕駛和控制直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，最基本和廣泛使用的電路是H橋。可以在Ti的數(shù)據(jù)表中看到一個(gè)示例。　　如圖1所示，H橋由四個(gè)開關(guān)組成，通常使用金屬 - 氧化物 - 氧化型野外效應(yīng)晶體管（MOSFET）在DC電機(jī)周圍的“ H”形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。

　　直流電動(dòng)機(jī)控制的標(biāo)準(zhǔn)H橋電路

　　圖1。直流電動(dòng)機(jī)控制的標(biāo)準(zhǔn)H橋電路
　　H橋可以是直流電動(dòng)機(jī)控制的有用電路，因?yàn)樗ㄟ^(guò)選擇性地打開和關(guān)閉這些開關(guān)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的方向和速度。　　如圖2所示，通過(guò)在SW2和SW3關(guān)閉時(shí)打開SW1和SW4，我們可以控制電動(dòng)機(jī)跨電動(dòng)機(jī)的特定方向的電流流動(dòng)，從而導(dǎo)致它沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　有選擇地打開和關(guān)閉這些開關(guān)將控制電動(dòng)機(jī)的速度和方向圖2。 選擇性地打開和關(guān)閉這些開關(guān)將控制電動(dòng)機(jī)的速度和方向?yàn)榱顺喾吹姆较蜣D(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，我們同時(shí)打開SW2和SW3時(shí)，將SW1和SW4留下。
　　非重疊或互補(bǔ)的PWM　　實(shí)際上，H橋中的開關(guān)實(shí)際上是使用MOSFET實(shí)現(xiàn)的，如圖3所示。

　　使用MOSFET的H橋?qū)嵤?br>　　圖3。 使用MOSFET的H橋?qū)嵤?br>　　盡管并非總是如此，但通常設(shè)計(jì)了H-Bridges，以便將高側(cè)開關(guān)（即連接到VDD的FET）作為PMOS設(shè)備實(shí)現(xiàn)。而低側(cè)開關(guān)（即，連接到GND的FET）作為NMOS設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
　　在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)方面，我們要控制的主要兩件事是它的速度和方向。在實(shí)踐中這樣做，使用PWM驅(qū)動(dòng)MOSFET大門是標(biāo)準(zhǔn)的。使用PWM，我們可以通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的占空比（即打開時(shí)間的百分比）來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的速度，這樣我們就可以為電動(dòng)機(jī)提供盡可能多或少的功率。
　　在圖3中進(jìn)一步顯示，Q1和Q4的門以及Q2和Q3的門是由彼此互補(bǔ)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。這種控制方案，其中多個(gè)門是由PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)180°  [視頻]彼此驅(qū)動(dòng)的，被稱為互補(bǔ)PWM。　　如圖4所示，此設(shè)置可確保當(dāng)Q1的門較低時(shí)，Q4的門同時(shí)高。

　　互補(bǔ)的PWM信號(hào)
　　圖4。互補(bǔ)的PWM信號(hào)
　　由于Q1是PMO，而Q4是NMO，因此此操作同時(shí)關(guān)閉開關(guān)Q1和Q4，從而使電動(dòng)機(jī)跨電動(dòng)機(jī)的正向流動(dòng)。在此期間，必須打開Q2和Q3，這意味著Q2的門很高，而Q3的門很低。
　　電動(dòng)機(jī)控制安全：PWM射門
　　在H橋中與互補(bǔ)的PWM一起工作時(shí)，一個(gè)主要考慮因素是短路可能的可能性，也稱為“射擊”。　　如圖5所示，如果同時(shí)打開同一腿的兩個(gè)開關(guān)，則H-Bridge配置會(huì)產(chǎn)生直接短與接地之間的直接短路。

　　如果同時(shí)打開同一腿上的兩個(gè)開關(guān)，可能會(huì)發(fā)生射擊圖5。如果同時(shí)打開同一腿的兩個(gè)開關(guān)，可能會(huì)發(fā)生射門這種情況可能非常危險(xiǎn)，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致晶體管和整個(gè)電路的過(guò)熱和損壞。
　　由于固有的設(shè)備延遲和非理想性，例如柵極電容和二極管反向恢復(fù)效應(yīng)，因此射擊成為基于FET的H橋的主要考慮因素。這些效果的結(jié)果是，MOSFET不是理想的開關(guān)，并且何時(shí)打開/關(guān)閉柵極控制信號(hào)與MOSFET本身打開/關(guān)閉之間存在很小的時(shí)間延遲。
　　由于這種延遲，互補(bǔ)的PWM信號(hào)可能會(huì)意外地導(dǎo)致同一條腿上的H橋MOSFET同時(shí)打開，從而導(dǎo)致射擊。
　　DC電機(jī)控制的PWM死時(shí)間
　　為了說(shuō)明由FET非理想性引起的射擊，標(biāo)準(zhǔn)解決方案正在對(duì)PWM控制中實(shí)施死時(shí)間。　　在直流電動(dòng)機(jī)控制的背景下，停止時(shí)間是少數(shù)時(shí)間插入的PWM信號(hào)的開關(guān)邊緣，該信號(hào)的開關(guān)邊緣驅(qū)動(dòng)器在同一H橋腿上開關(guān)（圖6）。

　　互補(bǔ)PWM信號(hào)之間的死時(shí)間。

　　圖6。互補(bǔ)的PWM信號(hào)之間的停電時(shí)間。圖像由Widodo等人提供通過(guò)在一個(gè)FET關(guān)閉和另一個(gè)FEN開啟時(shí)留下時(shí)間緩沖，消亡時(shí)間可以防止射擊通過(guò)確保同一腿上沒有兩個(gè)晶體管同時(shí)發(fā)生。
　　盡管存在停電電路，但通常是在固件中實(shí)現(xiàn)的，在該固件中，高級(jí)微控制器（MCU）計(jì)時(shí)器可以在互補(bǔ)信號(hào)之間生成所需的死時(shí)間。