h桥电路工作原理,h桥电路图详解-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2025-04-09
H桥电路通过控制四个开关器件的导通组合，实现对负载(如电机）电流方向的切换，从而改变其运动方向或输出交流波形。
H桥电路由四个开关器件（如MOSFET、IGBT等）组成，排列成“H”形结构，负载（如电机）位于中间横杠位置。四个开关分为两组对角对（Q1/Q4和Q2/Q3），通过控制它们的通断组合实现电流方向切换。
关键元件：开关器件（如功率MOSFETQ、IGBTQ）、续流二极管（防止反向电压损坏电路）。
电源连接：上端接电源正极，下端接地，负载两端分别连接左右开关节点。
工作原理
1.正转模式导通Q1和Q4时，电流路径为：电源正极→Q1→负载→Q4→电源负极，驱动负载（如电机）正向运转。
2.反转模式导通Q2和Q3时，电流反向流动：电源正极→Q2→负载→Q3→电源负极，使负载反向运动。
3.逆变功能交替切换正反转模式（如方波调制），可将直流电转换为交流电，配合滤波器可输出正弦波。
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。
上臂PMOS与下臂NMOS
该桥电路由两个P型场效应管Q2和两个N型场效应管Q4组成，因此被称为P-NMOS管H桥。这些场效应管在桥臂上充当开关的角色，其中P型管在栅极电压为低时导通，高时关闭；而N型管则在栅极电压为高时导通，低时关闭。值得注意的是，场效应管是一种电压控制元件，其栅极电流几乎为零。
当按照特定方式连接电路并控制臂1置高电平（U=VCC）、控制臂2置低电平（U=0）时，Q1和Q4将关闭，而Q2和Q3则会导通。这将导致电机左端呈现低电平，右端则为高电平，从而使得电流沿箭头方向流动，实现电机的正转。
当控制臂1置为低电平（U=0），而控制臂2置为高电平（U=VCC）时，Q2和Q3将关闭，而Q1和Q4则会导通。这一操作将导致电机左端呈现高电平，右端则为低电平，进而使电流反向流动，即实现电机的反转。
当控制臂1和控制臂2都处于低电平状态时，Q1和Q2将导通，而Q3和Q4将关闭。这将导致电机两端都呈现高电平，从而阻止电流流动，电机因此不会转动。相反，当控制臂1和控制臂2都处于高电平状态时，Q1和Q2将关闭，而Q3和Q4将导通。这同样会使电机两端都呈现低电平，电机同样不会转动。这种设计确保了无论控制臂的状态如何（必须避免悬空状态），H桥都不会出现“共态导通”的情况，从而避免了短路的可能性。
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