النتائج 1 إلى 1 من 1

الموضوع: القنطرة H-Bridge أنواعها مع نظرة تفصيلية

  1. #1
    مشرف قسم تقنية الالكترونيات
    تاريخ التسجيل
    Jun 2008
    الدولة
    القاهرة - مصر
    المشاركات
    3,179

    القنطرة H-Bridge أنواعها مع نظرة تفصيلية

    قنطرةالترانزيستور H-Bridge
    يطلق لفظ القنطرة على أى دائرة مكونة من أربعة أذرع، كل ذراع يحتوى على مكون واحد على الأقل بدون حد أقصى، و أشهرها قنطرة هويتستون التى تستخدم فى عيار أو قياس كثير من الأمور و تستخدم فى كثير من المذبذبات، و يليها قنطرة التوحيد بأربعة دايودات و غيرهما الكثير.
    رغم أن كلها متشابهة شكلا إلا أن هذا الإسم اطلق بكثرة على دائرة بأربعة ترانزيستورات إما للتحكم فى سرعة و لإتجاه دوران موتور أو ألتحويل من مستمر إلى متردد.
    رغم أنها تبدو سهلة إلا أن هناك الكثير من النقاط الواجب مراعاتها عند تصميم دائرة القنطرة هذه.
    أبسط أمثلتها هى

    لنمر سريعا على فكرتها ثم نناقش مشاكلها لاحقا، أيضا نبدأ بوحدات حيث جهد التغذية مساويا لجهد التحكم ثم ننتقل بعد فهم مشكلاتها للوحدات الأكثر تعقيدا.
    هى ببساطة اربعة ترانزيستورات كما بالصورة.لو الطرفين A,B فى وضع صفر منطق أىصفر فولت لن يكون هناك تيار فى قاعدة اىترانزيستور و بالتالى كلهم فى وضع القطع– لا توصيل – و بالتالى الموتور متوقف.
    لوالطرف A وحده فى وضع واحد منطق أى +5 فولت و الطرف B كما هو =صفر، يقال دوما أن التيار سيمر عبر المقاومتين 1،4 مسببا تشبعا لترانزيستورين 1،4 فيمر التيار من المصدر+5 فولت عبر الترانزيستور 1 ثم الموتور من اليسار لليمين عكس السهم ثم عبر الترانزيستور 4 للأرض.
    ولو الطرف B وحده فى وضع واحد منطق أى +5 فولت و الطرف A كما هو =صفر، يقال دوما أن التيار سيمر عبر المقاومتين 2،3 مسببا تشبع الترانزيستورين 2،3 فيمر التيار من المصدر+5 فولت عبر الترانزيستور 3 ثم الموتور من اليمين لليسار مع السهم ثم عبر الترانزيستور 2 للأرض.
    دور الدايودات هو الحماية من حث ملفات الموتور فلو افترضنا مثلا الحالة الأخيرة حيث التيار يمر مع السهم الأخضر، ثم أردت إيقاف الموتور فقطعت التغذية بجعل الطرفين فى وضع صفر منطق أى صفر فولت، ( أو كنت تستخدم دائرة التحكم فى السرعة بتغييرعرض النبضة PWM فتكرر هذا عدة مرات فى الثانية) لابد لهذا التيار فى ملفات الموتور أن يستمر فى المرور فى نفس الإتجاه إلى أن يحدث أمرين
    الأول: إضمحلال و تلاشى المجال المغناطيسى فى الملفات.
    الثانى: توقف دوران الجزء المتحرك، فتسمية "موتور"هى قاصرة لأن اسمه العلمى هو DC-Machine أى آلة التيار المستمر و ربما سمعت المقولة الشهيرة "اعطها تيار تعطيك حركة و اعطها حركة تعطيك تيار" وهى صحيحة 100%.
    هذه الحركة و إضمحلال المجال يدفعان التيار للمرور فى إتجاه السهم الأحمر من الدايود 4 عبر الموتور للدايود 1 للتغذية.
    هل يسير التيار عكس التغذية ؟ كلا انه يسير مع التغذية لأن التغذية هى "فرق الجهد" و ليست "قيمةالجهد" و المتولد هنا أعلى من المصدر كما سبق أن لاحظنا مع كل ملف سابقا.وهذه الظاهرة تستخدم كفرملة "مكابح" فى كثير من القطارات الكهربية لرد الطاقة للشبكة عند هبوط المرتفعات حيث تميل القطارات لزيادة السرعة بالجاذبية و أيضا عند استخدام المكابح الميكانيكية تولد الموتورات هذا الجهد المرتفع.ربما سمعت عن تحريك العربة اتلف الترانزيستورات و السبب عدم وجود هذه الدايودات ليمر فيها التيار.
    لا تتميز هذه الدائرة بالأمان حيث لو كان كلا المدخلين =صفر سيكون الأربعة ترانزيستورات فى حال الفصل ولكن لو كانا فى حال 5 فولت ستكون كل الترانزيستورات فى حال التوصيل مما يسبب قصر على التغذية.
    كثيرا ما تعالج هذه الحالة بإضافة عاكس على أحد المدخلين لضمان حال التشغيل الملائم.


    الآن انت تريد التأكد تماما أن هذا الكلام صحيح فتضع الدائرة فى محاكى إن لم تجدها فعليا فى دوائر الأمثلة، و تجدها تعمل 100% فتطمئن و تبدأ التنفيذ و عند التجربة إما تكون سرعة الموتور بطيئة جدا أو لا يقاوم أى حمل.
    تبدأ القلق و المحاولة ثم تضع فى عدد من المنتديات طالبا حلا لهذه الظاهرة أو تفسيرا لها.
    حسنا لنبدأ بالحساب


    الموتور يحتاج مثلا 200 مللى امبير لكى يعمل بسرعته الكاملة عند الحمل.الطرف A عليه 5 فولت و بالتالى المقاومة 4 عليها
    فولت المقاومة = 5 - 0.6 (فولت القاعدة - باعث) أى 4.4 فولت
    هذا الفولت مقسوما على المقاومة 1ك يكون التيار 4.4 مللى أمبير (قانون أوم) و بضرب هذا التيار فى معامل التكبير بيتا
    4.4× 100 = 440 مللى أمبير و نظرا لكون الموتور يسحب فقط 200 إذن سيكون بالتأكيد هذا الترانزيستور فى حال التشبع.
    اما المقاومة 1 فعلى الطرف الأيسر منها 5 فولت (ولن أقول الحقيقة أن خرج أى دائرة تحكم ستكون على الأقل 0.2 فولت أقل من التغذية أى 4.8 فولت أو أقل) ، لكن طرف المقاومة الأيمن؟!! حسنا لنحسبه نبدأ من الأرضى.
    الترانزيستور 4 فى حال التشبع إذن على المجمع 0.2 فولت و يليه الموتور
    لوعلى الموتور 5 فولت اللازمة، من أين ستأتى وقد حذفنا 0.2؟
    لنفترض مثاليا الترانزيستور عليه صفر و الموتورعليه 5 فولت سيكون باعث الترانزيستور Q1 عليه 5 فولت و بما أن جهد القاعدة أيضا = جهد النقطة A= 5 فولت إذن لا يمر تيار فى المقاومة 1، لا يوجد تيار قاعدة و من ثم كيف للترانزيستور 1 أن يكون موصلا أصلا - ناهيك عن حال التشبع؟؟
    الموتور كما قلنا يحتاج مثلا 200 مللى مقسومة على الكسب 100 يجب أن يكون تيار القاعدة 2 مللى أمبير (قانون الترانزيستور) و هذا التيار يسبب فولت على المقاومة 1 = 2 مللى ×1 ك =2 فولت
    أى أن فولت القاعدة يجب أن يكون 5-2 = 3 فولت نخصم منها أيضا 0.6 بين القاعدة و الباعث.
    هذا هو السبب فى أن الموتور لن يسير بالسرعة الكاملة رغم أنف المحاكى.
    البعض يحاول الحل بتقليل قيمة المقاومة 1 مما يحسن الحال قليلا لكن لن يحل المشكلة.
    الحل طبعا أن يكون جهد النقطتين A,B أعلى من جهد تغذيةالموتور (هنا 5 فولت فى هذا المثال) أو تستخدم موتور يعمل بكامل طاقته عند 3 فولت .
    هل استخدام موسفيت يحل المعضلة؟؟ و ما هو الحل إذن
    هذا هو موضوعنا القادم بإذن الله

    H-Bridgeنظرةتفصيلية رابط 4-Shared


    H-Bridgeنظرةتفصيلية رابط Dropbox
    الصور المرفقة الصور المرفقة
    • نوع الملف: png h-bdg00.png‏ (1.8 كيلوبايت, 198 مشاهدات)
    • نوع الملف: png h-bdg00a.PNG‏ (2.1 كيلوبايت, 183 مشاهدات)

المفضلات

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
  •  

https://fahraf1.com/wp