H-brug (elektronica)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Structuur van een H-brug
De basisposities van de schakelaars.

Een H-brug is een elektrische schakeling die toelaat om de polariteit van twee terminals te verwisselen.

De polariteit wordt bepaald door de stand van vier schakelaars. Een H-brug maakt het bijvoorbeeld mogelijk om een gelijkstroommotor in beide richtingen te laten draaien.

De structuur is te vinden in vele toepassingen in de vermogenselektronica, voor de meeste van deze verschillende toepassingen bestaan er geïntegreerde schakelingen.

Werking[bewerken]

Om de gewenste polariteit over de terminals te krijgen dienen de vier schakelaars in verschillende posities te staan. De volgende tabel geeft een overzicht van deze posities en hun resultaat.

S1 S2 S3 S4 Resultaat
Black x.svg Black x.svg Black x.svg Black x.svg Er staat geen spanning over de terminals.
Black check.svg Black x.svg Black x.svg Black check.svg Er vloeit een stroom van links naar rechts door M.
Black x.svg Black check.svg Black check.svg Black x.svg Er vloeit een stroom van recht naar links door M.
Black check.svg Black x.svg Black check.svg Black x.svg Motor wordt geremd.
Black x.svg Black check.svg Black x.svg Black check.svg Motor wordt geremd.
Black check.svg Black check.svg Black x.svg Black x.svg Kortsluiting (shoot-trough).
Black x.svg Black x.svg Black check.svg Black check.svg Kortsluiting (shoot-trough).

Gebruik bij gelijkstroommotoren[bewerken]

Met een H-brug is het mogelijk om de polariteit over een gelijkstroommotor te regelen waardoor deze ofwel links- of rechtsom gaat draaien. Door de schakelaars S1-S4 en S2-S3 open of gesloten te zetten kan de richting van de motor ingesteld worden. Een H-brug kan ook gebruikt worden om een motor te remmen door de polariteit van de terminals tijdelijk te wijzigen.

Niet-elektronische variant[bewerken]

Kruisschakelaar met dezelfde functionaliteit als de H-brug.

De schakeling met onafhankelijke schakelaars maakt het mogelijk, zoals ook in het schema met het schakelingresultaat staat aangegeven, dat er kortsluiting ontstaat door het tegelijkertijd sluiten van de schakelaars S1 en S2 of S3 en S4. Dit kan voorkomen worden door de combinatie S1 en S2 en de combinatie S3 en S4 als wisselschakelaar uit te voeren en de moedercontacten van deze schakelaars als terminal te gebruiken.

Deze variatie heeft (afhankelijk van de situatie) het nadeel dat als de wisselschakelaars effectief S1 en S3 sluiten de terminals dezelfde spanning krijgen, en er geen stroom kan lopen. Door de twee wisselschakelaars als een kruisschakelaar uit te voeren is de terminal altijd stroomvoerend, maar kan met één schakelaar de polariteit van de terminals verwisseld worden.

In de figuur van de kruisschakelaar hiernaast wordt de voeding aangesloten op de twee linkercontacten en vormen de contacten de rechterzijde van de schakelaar de terminals van de H-brug.

Elektronische variant[bewerken]

De schakelaars kunnen worden vervangen door een combinatie van PNP en NPN transistoren welke bijvoorbeeld met TTL kunnen woren aangestuurd.