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在电路设计中，全桥的作用非常重要。 当桥式整流电路中的四个二极管封装在一起时，就形成了全桥电路，全桥电路其实就是我们常说的H桥电路。 本文将主要介绍H桥电机驱动的工作原理，并从逆时针方向和顺时针方向两个方面进行综合分析。

图1 H桥电机驱动电路

图1所示是一个典型的直流电机控制电路。 该电路因外形酷似字母H而得名“H桥驱动电路”。4个三极管组成H的4条竖直脚，电机为H中的横条（注：图1及后两图只是原理图，不是完整的电路图，三极管的驱动电路也没有画出来。

如上图所示，H桥电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。 要使电机运转全桥逆变电路工作原理，必须导通对角线上的一对三极管。 根据不同晶体管对的导通，电流可能从左到右或从右到左流过电机，从而控制电机的旋转方向。

要使电机运转全桥逆变电路工作原理，必须导通对角线上的一对三极管。 例如图2所示，当Q1、Q4管导通时，电流从电源正极通过Q1从左到右流过电机，再回到电源负极通过 Q4 供应。 如图中电流箭头所示，沿该方向流动的电流会带动电机顺时针旋转。

图2 H桥电路驱动电机顺时针旋转

当三极管Q1和Q4导通时，电流会从左向右流过电机，从而驱动电机按特定方向旋转（电机周围的箭头表示顺时针方向）。

图3 H桥电路驱动电机逆时针旋转

图 3 显示另一对晶体管 Q2 和 Q3 导通，电流将从右向左流过电机。

当三极管Q2和Q3导通时，电流会从右向左流过电机，从而带动电机向另一个方向转动（电机周围的箭头表示逆时针方向）。

启用控制和方向逻辑

在驱动电机时，确保H桥同一侧的两个三极管不会同时导通是非常重要的。 如果晶体管Q1和Q2同时导通，那么电流将从正极流经两个晶体管直接流回负极。 此时电路中除三极管外没有其他负载，所以电路上的电流可能会达到最大值（电流只受电源性能的限制），甚至烧坏三极管。

图 4 具有使能控制和方向逻辑的 H 桥电路

基于以上原因，在实际驱动电路中，通常需要使用硬件电路来方便地控制三极管的开关。 图 4 显示了基于此考虑的改进电路，它在基本 H 桥电路的基础上增加了 4 个与门和 2 个非门。 4个与门接一个“使能”导通信号，使这个信号控制整个电路的开关。 两个非门可以通过提供一个方向输入来确保任何时候只能导通H桥同侧桥臂上的一个三极管。 （和前面的原理图一样，图4所示的图不是完整的电路图，尤其是图中的与门和三极管直接连接是不能正常工作的。）

采用上述方法，电机的运行只需要三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号。 若DIR-L信号为0，DIR-R信号为1，使能信号为1，则三极管Q1、Q4导通，电流从左向右流过电机（如图5); 如果DIR-L信号变为1，DIR-R信号变为0，则Q2和Q3导通，电流反向流过电机。

图5 使能信号和方向信号的使用

在实际使用中，用分立元件做H桥是很麻烦的。 好在市面上有很多封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了。 在电流范围内使用非常方便可靠。 例如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。

H桥电路常用于逆变电路和直流电机电路中。 这里只说明H桥电路在直流电机中的应用原理。 希望大家能够充分掌握全桥电路的各种基础知识，既有利于快速设计，也有助于我们巩固基础知识。