[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki10\/2020\/12\/24\/h-brucke-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki10\/2020\/12\/24\/h-brucke-wikipedia\/","headline":"H-Br\u00fccke – Wikipedia","name":"H-Br\u00fccke – Wikipedia","description":"Ein H-Br\u00fccke ist eine elektronische Schaltung, die die Polarit\u00e4t einer an eine Last angelegten Spannung umschaltet. 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Diese Schaltungen werden h\u00e4ufig in der Robotik und anderen Anwendungen verwendet, damit Gleichstrommotoren vorw\u00e4rts oder r\u00fcckw\u00e4rts laufen k\u00f6nnen.[1]  Die meisten DC \/ AC-Wandler (Wechselrichter), die meisten AC \/ AC-Wandler, der DC \/ DC-Gegentaktwandler, die meisten Motorsteuerungen und viele andere Arten von Leistungselektronik verwenden H-Br\u00fccken.  Insbesondere wird ein bipolarer Schrittmotor fast immer von einer Motorsteuerung angetrieben, die zwei H-Br\u00fccken enth\u00e4lt.Table of ContentsAllgemeines[edit]Betrieb[edit]Konstruktion[edit]Relais[edit]N- und P-Kanal-Halbleiter[edit]N Halbleiter nur f\u00fcr Kan\u00e4le[edit]Varianten[edit]Kommerzielle Verf\u00fcgbarkeit[edit]Betrieb als Wechselrichter[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Projekte[edit]Allgemeines[edit]    Struktur einer H-Br\u00fccke (rot hervorgehoben)H-Br\u00fccken sind als integrierte Schaltkreise erh\u00e4ltlich oder k\u00f6nnen aus diskreten Komponenten aufgebaut werden.[1]Der Begriff H Br\u00fccke wird aus der typischen grafischen Darstellung einer solchen Schaltung abgeleitet.  Eine H-Br\u00fccke besteht aus vier Schaltern (Festk\u00f6rper oder mechanisch).  Wenn die Schalter S1 und S4 (gem\u00e4\u00df der ersten Abbildung) geschlossen sind (und S2 und S3 ge\u00f6ffnet sind), wird eine positive Spannung an den Motor angelegt.  Durch \u00d6ffnen der Schalter S1 und S4 und Schlie\u00dfen der Schalter S2 und S3 wird diese Spannung umgekehrt, wodurch ein R\u00fcckw\u00e4rtsbetrieb des Motors erm\u00f6glicht wird.Unter Verwendung der obigen Nomenklatur sollten die Schalter S1 und S2 niemals gleichzeitig geschlossen werden, da dies einen Kurzschluss an der Eingangsspannungsquelle verursachen w\u00fcrde.  Gleiches gilt f\u00fcr die Schalter S3 und S4.  Dieser Zustand wird als Durchschie\u00dfen bezeichnet.Betrieb[edit]    Die zwei Grundzust\u00e4nde einer H-Br\u00fcckeDie H-Br\u00fcckenanordnung wird im Allgemeinen verwendet, um die Polarit\u00e4t \/ Richtung des Motors umzukehren, kann aber auch verwendet werden, um den Motor zu “bremsen”, wenn der Motor pl\u00f6tzlich zum Stillstand kommt, wenn die Motorklemmen kurzgeschlossen sind, oder um den Motor zu lassen Motor ‘Freilauf’ bis zum Stillstand, da der Motor effektiv vom Stromkreis getrennt ist.  Die folgende Tabelle fasst den Betrieb zusammen, wobei S1-S4 dem obigen Diagramm entspricht.S1S2S3S4Ergebnis1001Motor bewegt sich nach rechts0110Motor bewegt sich nach links0000Motork\u00fcsten10000100001000010101Motorbremsen1010xx11Kurzschluss11xxKonstruktion[edit]  L298 Dual-H-Br\u00fcckenmotortreiberRelais[edit]Eine M\u00f6glichkeit, eine H-Br\u00fccke zu bauen, besteht darin, eine Reihe von Relais von einer Relaisplatine zu verwenden.[2]Ein “Double Pol Double Throw” -Relais (DPDT) kann im Allgemeinen die gleiche elektrische Funktionalit\u00e4t wie eine H-Br\u00fccke erreichen (unter Ber\u00fccksichtigung der \u00fcblichen Funktion des Ger\u00e4ts).  Eine Halbleiter-basierte H-Br\u00fccke w\u00e4re jedoch dem Relais vorzuziehen, wenn eine kleinere physikalische Gr\u00f6\u00dfe, ein Hochgeschwindigkeitsschalten oder eine niedrige Ansteuerspannung (oder eine niedrige Ansteuerleistung) erforderlich sind oder wenn der Verschlei\u00df mechanischer Teile unerw\u00fcnscht ist.Eine weitere Option ist ein DPDT-Relais zum Einstellen der Stromflussrichtung und ein Transistor zum Aktivieren des Stromflusses.  Dies kann die Lebensdauer des Relais verl\u00e4ngern, da das Relais bei ausgeschaltetem Transistor geschaltet wird und dadurch kein Strom flie\u00dft.  Es erm\u00f6glicht auch die Verwendung der PWM-Umschaltung zur Steuerung des aktuellen Pegels.N- und P-Kanal-Halbleiter[edit]Eine Festk\u00f6rper-H-Br\u00fccke wird typischerweise unter Verwendung von Bauelementen mit entgegengesetzter Polarit\u00e4t wie PNP-Bipolartransistoren (BJT) oder P-Kanal-MOSFETs, die an den Hochspannungsbus angeschlossen sind, und NPN-BJTs oder N-Kanal-MOSFETs, die an den Niederspannungsbus angeschlossen sind, konstruiert.N Halbleiter nur f\u00fcr Kan\u00e4le[edit]Die effizientesten MOSFET-Designs verwenden N-Kanal-MOSFETs sowohl auf der hohen als auch auf der niedrigen Seite, da sie typischerweise ein Drittel des EIN-Widerstands von P-Kanal-MOSFETs aufweisen.  Dies erfordert ein komplexeres Design, da die Gates der High-Side-MOSFETs in Bezug auf die DC-Versorgungsschiene positiv angesteuert werden m\u00fcssen.  Viele MOSFET-Gate-Treiber mit integrierter Schaltung enthalten eine Ladungspumpe in der Vorrichtung, um dies zu erreichen.Alternativ kann ein DC \/ DC-Wandler mit Schaltnetzteil verwendet werden, um die Gate-Ansteuerschaltung isoliert (“schwebend”) zu versorgen.  Ein Flyback-Wandler mit mehreren Ausg\u00e4ngen ist f\u00fcr diese Anwendung gut geeignet.Ein weiteres Verfahren zum Ansteuern von MOSFET-Br\u00fccken ist die Verwendung eines speziellen Transformators, der als GDT (Gate-Ansteuertransformator) bekannt ist und die isolierten Ausg\u00e4nge zum Ansteuern der oberen FETs-Gates liefert.  Der Transformatorkern ist normalerweise ein Ferrit-Toroid mit einem Wicklungsverh\u00e4ltnis von 1: 1 oder 4: 9.  Dieses Verfahren kann jedoch nur mit Hochfrequenzsignalen verwendet werden.  Das Design des Transformators ist ebenfalls sehr wichtig, da die Streuinduktivit\u00e4t minimiert werden sollte, da sonst eine Querleitung auftreten kann.  Die Ausg\u00e4nge des Transformators werden normalerweise durch Zenerdioden geklemmt, da Hochspannungsspitzen die MOSFET-Gatter zerst\u00f6ren k\u00f6nnen.Varianten[edit]Eine \u00fcbliche Variante dieser Schaltung verwendet nur die zwei Transistoren auf einer Seite der Last, \u00e4hnlich einem Verst\u00e4rker der Klasse AB.  Eine solche Konfiguration wird als “Halbbr\u00fccke” bezeichnet.[3]  Die Halbbr\u00fccke wird in einigen Schaltnetzteilen, die Synchrongleichrichter verwenden, und in Schaltverst\u00e4rkern verwendet.  Der Halb-H-Br\u00fcckentyp wird \u00fcblicherweise mit “Halb-H” abgek\u00fcrzt, um ihn von Voll- (“Voll-H”) H-Br\u00fccken zu unterscheiden.  Eine weitere \u00fcbliche Variante, bei der der Br\u00fccke ein drittes “Bein” hinzugef\u00fcgt wird, erzeugt einen dreiphasigen Wechselrichter.  Der dreiphasige Wechselrichter ist der Kern eines jeden Wechselstrommotorantriebs.Eine weitere Variante ist die halbgesteuerte Br\u00fccke, bei der die Low-Side-Schaltvorrichtung auf einer Seite der Br\u00fccke und die High-Side-Schaltvorrichtung auf der gegen\u00fcberliegenden Seite der Br\u00fccke jeweils durch Dioden ersetzt sind.  Dies eliminiert den Durchschussfehlermodus und wird \u00fcblicherweise verwendet, um Maschinen und Aktuatoren mit variabler oder geschalteter Reluktanz anzutreiben, bei denen kein bidirektionaler Stromfluss erforderlich ist.Kommerzielle Verf\u00fcgbarkeit[edit]Es gibt viele im Handel erh\u00e4ltliche kosteng\u00fcnstige Einzel- und Doppel-H-Br\u00fccken-Pakete, von denen die L293x-Serie die g\u00e4ngigsten umfasst.  Nur wenige Pakete wie L9110,[4]  haben eingebaute Flyback-Dioden f\u00fcr den EMF-Schutz.Betrieb als Wechselrichter[edit]Eine \u00fcbliche Verwendung der H-Br\u00fccke ist ein Wechselrichter.  Die Anordnung wird manchmal als einphasiger Br\u00fcckenwechselrichter bezeichnet.Die H-Br\u00fccke mit einer Gleichstromversorgung erzeugt eine Rechteckwellenspannungswellenform \u00fcber der Last.  Bei einer rein induktiven Last w\u00e4re die Stromwellenform eine Dreieckswelle, deren Spitze von der Induktivit\u00e4t, der Schaltfrequenz und der Eingangsspannung abh\u00e4ngt.Siehe auch[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Projekte[edit]"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki10\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki10\/2020\/12\/24\/h-brucke-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"H-Br\u00fccke – Wikipedia"}}]}]