【easySim设计大赛】+H桥驱动器

zhangjin_comeon · 发表于 2014-3-18 00:34

本帖最后由 zhangmangui 于 2014-3-18 11:26 编辑

本次参与设计了H桥驱动原理电路，电路中的Q1，Q2，Q3，Q4构成了H桥电路，
Q1和Q3两个NPN管子构成上桥臂，Q2和Q4两个PNP管子构成下桥臂，左边一路
桥的基极连接到一起，这样可以避免Q1和Q2的同时导通而短路电源，右边一路
同理。D1-D4四个二极管起到了保护H桥上开关管的作用，因为电机（R4）属于
感性器件，在切换方向或者停止运行时会释放出存储的能量。
Q5和Q6起到了半桥驱动的作用，输入的两路PWM波应该是互补的，从整体来
看两路互补的PWM的占空比为50%时电机停止运行，大于50%时正转（反转），
小于50%时反转（正转）。

仿真的过程中总是出现您的模拟运行时间太长，已被取消。请使用较小的步数
以减少模拟时长。如果模拟步数并不多，可能是模拟器无法得到收敛解。请检查
模型的参数，如果仍然无法解决，请发送消息至 support@eeweb.com。
怎么也解决不了，看到有网友分享了设计经验，原因是命名为中文的缘故，改为英文就OK啦。
下面我们来看看仿真的效果，首先我们应该去设置信号源，具体设置如下图所示，注意两个
信号源的初始值应该相反，一个初始值和脉冲值为0 1，另一个初始值和脉冲值为1 0，这样就
可以实现波形互补。

接下来我们来设置探针（在原件选项旁边），点击探针一栏后将鼠标移动到电路图的导线
连接处，每个导线连接处都有一个NET标号，点击此处就会增加一个V(NET标号)的探头，多
余探头可以点击右侧的小叉删除。具体如下图所示，我们设置了两个探头。

接下来我们点击SPICE运行模式，就会弹出下图中的SPICE运行模式窗口，点击瞬态响应，
填写相关参数。然后点击运行，之后时间可能会长些，请耐心等待，毕竟是网页版的。

运行结束后我们可以看到对应NET点上的瞬态响应波形图，通过图我们可以验证出net1015
起始电压为1，周期为100ms，占空比为50%，与我们设置的相同。同样net1016起始电压为0，
周期为100ms，占空比为50%，与我们设置的相同。
注：通过传说处选择要显示的NET测试点，通过游标处选择要显示NET波形。如果要修改信号源的参数，必须切换到元件
列表下，而不是探针列表下。

接下我们将信号源的参数修改为20%，通过探针去看看输出端模拟电机负载的R5两端的信号，
下两幅图为R4两端的测试到的信号，从信号可以看出H桥在正常工作，由于PWM波的控制是H桥
的开关管工作在开关状态，由于自身电容等的作用，会有一定的电流等冲击，这个我们可以从波
形中看到。两端波形还是为互补状态，当这种互补的波形加到电机两端就是等效的电压，也就是
占空比开始控制电机两端的等效电压，等效电压的大小对应电机的速度，也就是占空比对应电机
的速度，这样就实现了PWM波调速。电机驱动还有很多深奥的东西，在这里只是简单的分析一下
它的工作原理，不对之处还望多多指教。

电路设计图共享链接：http://easysim.21ic.com/simulator#157
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发表于 2014-3-18 08:45

发表于 2014-3-18 09:06

H桥驱动器原理分析

发表于 2014-3-18 10:53

支持楼主获奖。

发表于 2014-3-18 11:27

lvyunhua 发表于 2014-3-18 10:53
支持楼主获奖。

呵呵非常感谢你的支持

发表于 2014-3-18 23:15

分析讲解都很到位非常感谢你的分享

发表于 2014-3-19 08:16

楼主讲解很到位，可以作为案例教程

发表于 2014-3-19 08:31

为什么我仿真时候不出波形呢？
http://easysim.21ic.com/simulator#158
这个是链接

发表于 2014-3-19 10:32

xygyszb 发表于 2014-3-19 08:31
为什么我仿真时候不出波形呢？
http://easysim.21ic.com/simulator#158
这个是链接

好的帮你看看

发表于 2014-3-19 10:42

xygyszb 发表于 2014-3-19 08:31
为什么我仿真时候不出波形呢？
http://easysim.21ic.com/simulator#158
这个是链接

看了一下你的问题主要是由于连接没有接好所以在仿真的时候意味着元器件有悬空
所以停止仿真注意在线交叉的时候要让它连接上必须要有个黑点出现才算连上
如R2和R3与运放N点

发表于 2014-3-19 13:26

zhangmangui 发表于 2014-3-19 10:42
看了一下你的问题主要是由于连接没有接好所以在仿真的时候意味着元器件有悬空
所以停止仿真注意在 ...

果然可行。仿真运行时里面的直流偏置、AC分析和瞬态响应又分别是什么意思呢》

发表于 2014-3-19 13:30

发现个重要问题，运放正负端接反了，大失误啊。。。

发表于 2014-3-19 13:33

按照楼主的建议更正后，波形出来了

发表于 2014-3-19 13:56

xygyszb 发表于 2014-3-19 13:26
果然可行。仿真运行时里面的直流偏置、AC分析和瞬态响应又分别是什么意思呢》 ...

直流偏执也就是学习模电式的静态工作点
AC分析一般用来测试你的电路的通频带
瞬态分析你可以看到了就像示波器一样随着时间的变化对应输出波形

发表于 2014-3-19 13:57

xygyszb 发表于 2014-3-19 13:33
按照楼主的建议更正后，波形出来了

呵呵恭喜恭喜还望多多分享多多交流

发表于 2014-3-19 14:03

zhangmangui 发表于 2014-3-19 13:56
直流偏执也就是学习模电式的静态工作点
AC分析一般用来测试你的电路的通频带
瞬态分析你可以看到了就像 ...

了解了，这么一说就更加透彻了。回头再温习一遍模电。

发表于 2014-3-23 00:56

H桥仿真原理讲解欢迎大家指正

发表于 2014-3-31 21:55

在线仿真活动还在继续中多多参与

发表于 2014-3-31 21:55

在线仿真活动还在继续中多多参与

发表于 2014-3-31 21:56

在线仿真活动还在继续中多多参与

【easySim设计大赛】+H桥驱动器

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