Inversión de polaridad del puente H simple

El principal problema con la conducción de los interruptores del lado alto del canal P desde los niveles lógicos es que el voltaje de la compuerta debe ir al nivel de voltaje de la fuente para que el interruptor se apague. Eso es 60 voltios en su situación, y la salida de un control lógico es solo 5V. La forma más sencilla de solucionar esto es usar un pequeño transistor de señal de canal N para llevar la puerta del canal P a tierra, y usar un pull-up bastante pequeño para llevar el voltaje de la puerta a la fuente cuando ese canal N está apagado. Si solo enciende y apaga ocasionalmente, un pull-up de 500 Ohm o 1 kOhm puede ser suficiente. Si está haciendo PWM, desea 100 ohmios o menos para asegurarse de que el cambio se produzca lo suficientemente rápido como para no explotar el dispositivo.

El problema con una pequeña resistencia para pull-up es que "desperdicia" corriente mientras el canal P está encendido, ya que el dispositivo de señal del canal N mantendrá el flujo de corriente.

Además, en su caso, debido a que es un potencial de 60 V, debe proteger el diferencial de voltaje de puerta / fuente; muchos dispositivos morirán si eso cae por debajo de -20 V o menos. Por lo tanto, también desea una pequeña resistencia en el lado desplegable y un diodo Zener en el lado alto para limitar el diferencial de voltaje máximo entre la fuente y la puerta.

Con todo, la mitad del puente H de cosecha propia para esta receta se ve así:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

No preste demasiada atención a los números de pieza específicos; hay una selección bastante limitada en CircuitLab.

Además, necesitará un dispositivo de canal N de nivel lógico para cambiar el extremo inferior, ya que su señal de control lógico será solo de 5 V, y muchos MOSFET de potencia prefieren un voltaje de 10 V para encenderse correctamente. Para conducir 5A, eso podría no ser un gran problema si obtiene un dispositivo de alta calificación.

También querrá intentar cronometrar el apagado del extremo bajo para que ocurra antes del encendido del extremo alto, de lo contrario, puede obtener una conducción cruzada, lo que puede ser un problema bastante desagradable: picos de cientos de amperios, matando ¡su puente H en poco tiempo! Estuve allí, no es bonito :-) El diagrama no incluye esta función: tendría dos líneas de control separadas para el extremo superior y el inferior, en lugar de unirlas.

Finalmente, con una carga inductiva de 60 V, verá picos de hasta 120 V cuando intente invertir la polaridad. Esto significa que debe tener dispositivos clasificados para 120 V, que serán más caros que sus dispositivos económicos típicos de 30 V y 30 A. Sin embargo, vale la pena el dinero extra, porque un puente H que falla al azar no es algo con lo que querrás vivir.

De acuerdo, entonces lo que realmente quiere hacer es usar un circuito controlador de medio puente dedicado, enganchado en las puertas de los dispositivos MOSFET (IR2183, o similar), ya que ese dispositivo hará el tiempo de prevención de conducción cruzada por usted, y lo hará conduzca correctamente las puertas sin quemar corriente innecesariamente después de cambiar como lo hará la opción de resistencia pull-up.

O quiere comprar un puente H ya hecho y probado. Honestamente, si este es solo un proyecto único, será mejor que hagas eso, en lugar de construir el tuyo propio. ¡Mucho menos sangre, sudor y lágrimas!

O, finalmente, si su ciclo de trabajo es realmente bajo (cambiando solo una vez por minuto o lo que sea), entonces un relé DPDT le servirá igual y será mucho más fácil de conectar.

Puede comprar puentes H con controladores incorporados. Basta con mirar en Digikey. Sus entradas están diseñadas para ser impulsadas por un microcontrolador y, a menudo, también tienen incorporado un diodo de protección flyback; verifique esto para su pieza en particular.

Si desea rodar el suyo, puede hacerlo con MOSFET de 2 N y 2 P, pero debe seleccionar las piezas con cuidado, prestando atención a VGSth, Rds-on y la corriente de drenaje máxima, VDSS max, para que coincida con su aplicación. También necesitará 2 N-MOSFET de menor especificación (y 2 resistencias pull-up) para controlar la compuerta de los P-MOSFET, ya que es probable que su microcontrolador no pueda controlarlo lo suficientemente alto y bajo para satisfacer sus necesidades.

Recomiendo encarecidamente un H-Bridge listo para usar. Si realmente tiene una buena razón para rodar el suyo, regrese con más detalles sobre sus requisitos: corriente, voltaje y lo ayudaré.

Sí, puedes usar un pmos y un nmos, pero hay advertencias. Un problema es que al encender y apagar la mitad del puente, los pmos y nmos en la mitad del puente pueden encenderse al mismo tiempo, por lo que la transición debe realizarse rápidamente para evitar este problema. Uno puede calcular todo el tiempo o generalmente recurro a una simulación de especias y uso la inductancia y la resistencia del devanado para el motor.

Fuente: https://www.bristolwatch.com/ele/h_bridge.htm