¿Por qué los H-Bridges simples que usan PNP combinados con NPN no se cortan de inmediato (o lo hacen)?

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Hay un diseño simple para un puente en H que sigo viendo por todas partes.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este diseño aparece en el sitio web de tutoriales de Sparkfun , así como en otros lugares (solo google búsqueda de imágenes pnp h bridge). Encontré un diseño similar que es aún más común, e incluso se discutió en este Sitio de SE donde se ha denominado "ejemplo de libro de texto". Es un poco diferente, pero sigue teniendo el mismo problema, pero no es tan grave.

Enelprimerejemploperse(dejandolasdosentradasdedatosfueradeél),¿noesestouncortocircuito?LacorrientepositivadeVCCfluiríadirectamentehaciaQ1ysaldríadeQ3,activandoparcialmenteambostransistores(aunestadodeequilibrio),yexactamentelomismosucedeenelotroladoconQ2yQ4.

Esperoquesucedalomismoenelúltimoejemplo,sinembargo,paraquelacorrienteprovenientedeVCCactiveambostransistoresenlosladosizquierdooderecho,lacorrientedeberáfluiratravésde2kOhms.CuandoejecutéesteejemploexactoenunsimuladorconunVCCde12V(sinlaelectrónicadeseñalizaciónadicionalconectada),observéunacorrientefluctuantede~0.5Aatravésdecadatransistor.

Ahoraentiendoquelaelectrónicadeseñalizacióncambiaunpocolascosas.Dadoqueelsegundoejemploaquítieneesasresistencias,siemprequelos4093esténhundiendolacorriente,eltransistorinferiornoseactivará.Sinembargo,cuandolos4093envíanunaseñaldealtovoltaje,esmejorqueseaalmenosigualaVCC/2ohabríaunacaídadevoltajeeneltransistorsuperioreneseladoyambosseactivarían.Esteserábrevementeelcasoduranteelcambio.AhoraimaginequeusaestoconunaseñalPWM.

Elprimerejemploesaúnpeor.ParaevitarquelosPNPactivenlaseñal,esnecesarioqueejerzaunaltovoltajesinresistencia,básicamentecortocircuitandosumicrocontroladoruotrosdispositivoselectrónicos.Yantesdequealguienrespondaqueelprimerejemploessimplemente"conceptual", eche un vistazo a los otros circuitos ejemplificados en la misma página de Sparkfun: gran cantidad de resistencias y protección contra cortocircuitos.

Los probé en un simulador que parecía confirmar mi intuición. ¿Hay algo que no esté viendo? ¿Estos diseños funcionan de alguna manera de manera diferente en realidad que lo esperado por alguna razón? ¿Por qué estos diseños son tan populares y por qué alguien los consideraría seguros?

    
pregunta JSideris

2 respuestas

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Tal vez el autor optó por ignorar el hecho de que su primer circuito no funcionará con voltajes de suministro que excedan aproximadamente 1.2 V o tal vez no lo entendió. ¿Quién sabe? No hay escasez de malos circuitos en internet. Cuando la tensión de alimentación excede dos caídas de Vbe, ambas uniones de emisor de base conducen y los transistores se destruirán si se aplica suficiente voltaje.

El segundo realmente funcionará, pero tenderá a tener interrupciones breves en la conmutación porque los transistores no se apagarán instantáneamente, por lo que ambos estarán encendidos brevemente durante la conmutación.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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La clave es que este es un circuito tutorial dirigido a un aspecto específico del diseño del puente h.

No hay ninguna sugerencia en el tutorial de que esto generalmente sería adecuado para el uso en el mundo real. Funcionaría más o menos como es en casos especiales muy limitados, que es esencialmente lo que dice el tutorial. En el tutorial se utiliza para demostrar que los principios básicos de conmutación y los componentes que no están relacionados con la acción básica no se muestran, por lo que "el estudiante" puede concentrarse en el punto que se está demostrando.

Por lo general, dejar que este circuito se escape al mundo real sería un error grave.

Tenga en cuenta que si se usan MOSFET en lugar de transistores bipolares, entonces el circuito funcionará "a la moda" en muchos más casos.

    
respondido por el Russell McMahon

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