Przedstawiony poniżej opis dotyczy artykułu z Instructables, który krok po kroku opisuje jak zaprojektować mostek H dla silników prądu stałego o prądzie 40 A. Mostek ten ma zapewnić, oprócz kontroli kierunku obrotów, także sterowanie prędkością, dzięki modulacji PWM sygnału.
Autor zastrzega, że jest to pierwszy mostek H, jaki projektuje, więc może posiadać pewne wady oraz dziwne rozwiązania. Jeśli macie pomysły, jak zrobić to lepiej, napiszcie o nich poniżej.
Mostek H

Mostek H przełączać ma duże prądy, dlatego w jego konstrukcji zastosowano tranzystory MOSFET. W mostku znajdują się cztery takie tranzystory - Q1 - Q4, jak pokazano na schemacie. Tranzystory Q1 i Q3 tworzą dodatnią część mostka i muszą być wyposażone w tranzystory z kanałem typu P. Aby włączyć taki tranzystor, konieczne jest podanie na bramkę tranzystora napięcia o około 10 V mniejszego niż napięcie na źródle - w naszym przypadku 24 V. Z kolei tranzystory Q2 i Q4 muszą być z kanałem typu N; tego rodzaju tranzystory załącza się napięciem na bramce o 10 V większym niż napięcie źródła, czyli w naszym wypadku 0 V.
Jeśli załączymy Q1 i Q4, przy wyłączonych pozostałych tranzystorach, to prąd popłynie przez nie i przez silnik, który zacznie obracać się w jedną stronę. Jeśli teraz załączymy tranzystory odwrotnie - prąd popłynie przez silnik w drugą stronę, dzięki czemu silnik będzie obracał się w przeciwnym kierunku.
W kolejnym krok autor opisuje, jak mostek H zabezpieczyć należy diodami - przed napięciem indukującym się na uzwojeniu silnika w momencie jego hamowania. Na tym jednakże nie koniec dodawania zabezpieczeń do sterownika. W kolejnym kroku autor przedstawia, jak zabezpieczyć system przed stanami nieustalonymi na bramkach tranzystorów MOSFET. Dzięki temu nie włączą się one przypadkiem.
Kolejne zabezpieczenia, jakie dodaje do sterownika silnika autor, to układy logiczne, które kontrolują włączanie poszczególnych tranzystorów, dzięki czemu nie jest możliwe zwarcie mostka - załączenie dwóch tranzystorów po jednej stronie mostka H.
Dodatkowo autor zintegrował w układzie zabezpieczenie termiczne, system chłodzenia w postaci dwóch wentylatorów o regulowanych obrotach oraz interfejs do sterowania mostkiem z mikrokontrolera z wyjściami 5 V (mostek przewidziany jest do zasilania napięciem 24 V).
Finalnie, w artykule opisano, jak zaprojektować płytkę drukowaną do tego rodzaju mostka H, aby działał on poprawnie i bezawaryjnie.
W artykule znajduje się też dokładny opis, jak dobrać poszczególne elementy systemu do naszej konkretnej aplikacji, więc będzie on pomocny dla każdego, kto chciałby zaprojektować swój własny mostek H do sterowania nie tylko dowolnego rodzaju silnikiem DC, ale także np. silnikiem krokowym.
Źródło: http://www.instructables.com/id/Designing-a-Dual-40A-PWM-Speed-Controller-for-Brus/
Autor zastrzega, że jest to pierwszy mostek H, jaki projektuje, więc może posiadać pewne wady oraz dziwne rozwiązania. Jeśli macie pomysły, jak zrobić to lepiej, napiszcie o nich poniżej.
Mostek H

Mostek H przełączać ma duże prądy, dlatego w jego konstrukcji zastosowano tranzystory MOSFET. W mostku znajdują się cztery takie tranzystory - Q1 - Q4, jak pokazano na schemacie. Tranzystory Q1 i Q3 tworzą dodatnią część mostka i muszą być wyposażone w tranzystory z kanałem typu P. Aby włączyć taki tranzystor, konieczne jest podanie na bramkę tranzystora napięcia o około 10 V mniejszego niż napięcie na źródle - w naszym przypadku 24 V. Z kolei tranzystory Q2 i Q4 muszą być z kanałem typu N; tego rodzaju tranzystory załącza się napięciem na bramce o 10 V większym niż napięcie źródła, czyli w naszym wypadku 0 V.
Jeśli załączymy Q1 i Q4, przy wyłączonych pozostałych tranzystorach, to prąd popłynie przez nie i przez silnik, który zacznie obracać się w jedną stronę. Jeśli teraz załączymy tranzystory odwrotnie - prąd popłynie przez silnik w drugą stronę, dzięki czemu silnik będzie obracał się w przeciwnym kierunku.
W kolejnym krok autor opisuje, jak mostek H zabezpieczyć należy diodami - przed napięciem indukującym się na uzwojeniu silnika w momencie jego hamowania. Na tym jednakże nie koniec dodawania zabezpieczeń do sterownika. W kolejnym kroku autor przedstawia, jak zabezpieczyć system przed stanami nieustalonymi na bramkach tranzystorów MOSFET. Dzięki temu nie włączą się one przypadkiem.
Kolejne zabezpieczenia, jakie dodaje do sterownika silnika autor, to układy logiczne, które kontrolują włączanie poszczególnych tranzystorów, dzięki czemu nie jest możliwe zwarcie mostka - załączenie dwóch tranzystorów po jednej stronie mostka H.
Dodatkowo autor zintegrował w układzie zabezpieczenie termiczne, system chłodzenia w postaci dwóch wentylatorów o regulowanych obrotach oraz interfejs do sterowania mostkiem z mikrokontrolera z wyjściami 5 V (mostek przewidziany jest do zasilania napięciem 24 V).
Finalnie, w artykule opisano, jak zaprojektować płytkę drukowaną do tego rodzaju mostka H, aby działał on poprawnie i bezawaryjnie.
W artykule znajduje się też dokładny opis, jak dobrać poszczególne elementy systemu do naszej konkretnej aplikacji, więc będzie on pomocny dla każdego, kto chciałby zaprojektować swój własny mostek H do sterowania nie tylko dowolnego rodzaju silnikiem DC, ale także np. silnikiem krokowym.
Źródło: http://www.instructables.com/id/Designing-a-Dual-40A-PWM-Speed-Controller-for-Brus/
Cool? Ranking DIY