एच सेतु
एक एच-ब्रिज एक विद्युत सर्किट है जो एक लोड पर लागू वोल्टेज की ध्रुवीयता को स्विच करता है।इन सर्किटों का उपयोग अक्सर रोबोटिक ्स और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है ताकि डीसी मोटर्स को आगे या पीछे की ओर चलाने की अनुमति मिल सके।[1] नाम इसके सामान्य योजनाबद्ध आरेख प्रतिनिधित्व से लिया गया है, जिसमें चार स्विचिंग तत्व एक अक्षर H की शाखाओं के रूप में कॉन्फ़िगर किए गए हैं और लोड क्रॉस-बार के रूप में जुड़ा हुआ है।
अधिकांश डीसी-टू-एसी कन्वर्टर्स (पावर इन्वर्टर ),
अधिकांश एसी/एसी कन्वर्टर्स,
डीसी-टू-डीसी पुश-पीएलएल कनवर्टर, अलग-थलग डीसी-टू-डीसी कनवर्टर ref>"11kW, 70kHz LLC Converter Design for 98% Efficiency". November 2020: 1–8. doi:10.1109/COMPEL49091.2020.9265771. S2CID 227278364. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)</ref>
अधिकांश मोटर नियंत्रक ,
और कई अन्य प्रकार के बिजली के इलेक्ट्रॉनिक्स एच ब्रिज का उपयोग करते हैं।
विशेष रूप से, एक स्टेपर मोटर#द्विध्रुवी मोटर्स लगभग हमेशा एक मोटर नियंत्रक द्वारा संचालित किया जाता है जिसमें दो एच पुल होते हैं।
सामान्य
एच-ब्रिज एकीकृत सर्किट के रूप में उपलब्ध हैं, या असतत घटक ों से बनाया जा सकता है।[1]
एच-ब्रिज शब्द इस तरह के सर्किट के विशिष्ट चित्रमय प्रतिनिधित्व से लिया गया है।एक एच-ब्रिज चार स्विच (ठोस-राज्य या यांत्रिक) के साथ बनाया गया है।जब स्विच S1 और S4 (पहले आंकड़े के अनुसार) बंद हो जाते हैं (और S2 और S3 खुले हैं) तो मोटर में एक सकारात्मक वोल्टेज लागू होता है।S1 और S4 स्विच खोलकर और S2 और S3 स्विच को बंद करके, यह वोल्टेज उलट हो जाता है, जिससे मोटर के रिवर्स ऑपरेशन की अनुमति मिलती है।
उपरोक्त नामकरण का उपयोग करते हुए, स्विच S1 और S2 को एक ही समय में कभी भी बंद नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि इससे इनपुट वोल्टेज स्रोत पर शॉर्ट सर्किट होगा।वही स्विच S3 और S4 पर लागू होता है।इस स्थिति को शूट-थ्रू के रूप में जाना जाता है।
सामान्य उपयोग
एच ब्रिज का उपयोग दो टर्मिनल डिवाइस को बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाता है।स्विच की उचित व्यवस्था से, डिवाइस के लिए शक्ति की ध्रुवीयता को बदला जा सकता है।नीचे दो उदाहरणों पर चर्चा की गई है, डीसी मोटर ड्राइवर और स्विचिंग नियामक के ट्रांसफार्मर।ध्यान दें कि, स्विचिंग स्थिति के सभी मामले सुरक्षित नहीं हैं।शॉर्ट (डीसी मोटर ड्राइवर सेक्शन में नीचे देखें) मामले पावर स्रोत और स्विच के लिए खतरनाक हैं।
डीसी मोटर ड्राइवर
बिजली की आपूर्ति की ध्रुवीयता को डीसी मोटर में बदलने का उपयोग रोटेशन की दिशा को बदलने के लिए किया जाता है।रोटेशन दिशा को बदलने के अलावा, एच-ब्रिज अतिरिक्त ऑपरेशन मोड, ब्रेक और फ्री रन प्रदान कर सकता है जब तक कि घर्षण स्टॉप। एच-ब्रिज व्यवस्था का उपयोग आम तौर पर मोटर की ध्रुवीयता/दिशा को उलटने के लिए किया जाता है, लेकिन मोटर के टर्मिनलों को छोटा करने के लिए मोटर को 'ब्रेक' करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है, जहां मोटर अचानक रुक जाती है।छोटे मामले में, एक घूर्णन मोटर की गतिज ऊर्जा शॉर्ट सर्किट में विद्युत प्रवाह के रूप में तेजी से उपभोग करती है।दूसरा मामला, मोटर को 'फ्री रन' को एक स्टॉप पर जाने देता है, क्योंकि मोटर को सर्किट से प्रभावी रूप से काट दिया जाता है।निम्न तालिका संचालन को सारांशित करती है, ऊपर के आरेख के अनुरूप S1-S4 के साथ।नीचे दी गई तालिका में, 1 का उपयोग स्विच की स्थिति पर प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है, 0 ऑफ स्टेट का प्रतिनिधित्व करने के लिए।
| S1 | S2 | S3 | S4 | Result |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 1 | Motor moves right |
| 0 | 1 | 1 | 0 | Motor moves left |
| 0 | 0 | 0 | 0 | Motor coasts |
| 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 0 | 0 | 0 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | 1 | Motor brakes |
| 1 | 0 | 1 | 0 | |
| x | x | 1 | 1 | Short circuit |
| 1 | 1 | x | x |
स्विचिंग पावर कनवर्टर का प्राथमिक कॉइल ड्राइवर
विशिष्ट प्राथमिक कॉइल ड्राइवर केवल प्राथमिक कॉइल के दो टर्मिनलों द्वारा डीसी मोटर के दो टर्मिनलों को बदलने के लिए है।प्राथमिक कॉइल में स्विचिंग करंट विद्युत ऊर्जा को चुंबकीय ऊर्जा में बदल देता है और द्वितीयक कॉइल में एसी विद्युत ऊर्जा में वापस स्थानांतरित होता है।
निर्माण
रिले करना
एच-ब्रिज बनाने का एक तरीका रिले बोर्ड से रिले की एक सरणी का उपयोग करना है।[2] एक स्विच#संपर्क शब्दावली (DPDT) रिले आम तौर पर एच-ब्रिज (डिवाइस के सामान्य कार्य को देखते हुए) के रूप में एक ही विद्युत कार्यक्षमता प्राप्त कर सकता है।हालांकि एक अर्धचालक-आधारित एच-ब्रिज रिले के लिए बेहतर होगा जहां एक छोटा भौतिक आकार, उच्च गति स्विचिंग, या कम ड्राइविंग वोल्टेज (या कम ड्राइविंग पावर) की आवश्यकता होती है, या जहां यांत्रिक भागों से बाहर पहनना अवांछनीय है।
एक और कॉन्फ़िगरेशन वर्तमान प्रवाह को सक्षम करने के लिए वर्तमान प्रवाह और एक ट्रांजिस्टर की दिशा निर्धारित करने के लिए एक DPDT रिले होना है।यह रिले जीवन का विस्तार कर सकता है, क्योंकि रिले को स्विच किया जाएगा जबकि ट्रांजिस्टर बंद है और इस तरह वर्तमान प्रवाह नहीं है।यह वर्तमान स्तर को नियंत्रित करने के लिए PWM स्विचिंग के उपयोग को भी सक्षम बनाता है।
एन और पी चैनल सेमीकंडक्टर्स
एक ठोस अवस्था (इलेक्ट्रॉनिक्स) | ठोस-राज्य एच-ब्रिज का निर्माण आमतौर पर विपरीत ध्रुवीयता उपकरणों का उपयोग करके किया जाता है, जैसे कि पीएनपी द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) या पी-चैनल MOSFET ्स उच्च वोल्टेज बस और एनपीएन बीजेटी या एन-चैनल मोसफेट से जुड़े जुड़े हुएकम वोल्टेज बस के लिए।
एन चैनल-केवल अर्धचालक
सबसे कुशल MOSFET डिजाइन उच्च पक्ष और निम्न पक्ष दोनों पर N-Channel MOSFET का उपयोग करते हैं क्योंकि उनके पास आमतौर पर P-Channel MOSFET के प्रतिरोध का एक तिहाई होता है। इसके लिए एक अधिक जटिल डिजाइन की आवश्यकता होती है क्योंकि उच्च पक्ष के गेट्स को डीसी आपूर्ति रेल के संबंध में सकारात्मक रूप से संचालित किया जाना चाहिए। कई एकीकृत सर्किट MOSFET द्वार चालक ों को इसे प्राप्त करने के लिए डिवाइस के भीतर एक चार्ज पंप शामिल है।
वैकल्पिक रूप से, एक स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति डीसी-डीसी कनवर्टर का उपयोग गेट ड्राइव सर्किटरी को पृथक ('फ्लोटिंग') आपूर्ति प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। एक मल्टीपल-आउटपुट फ्लाईबैक कनवर्टर इस एप्लिकेशन के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है।
MOSFET-BRIDGES को चलाने के लिए एक और विधि एक विशेष ट्रांसफार्मर का उपयोग है जिसे GDT (गेट ड्राइव ट्रांसफार्मर) के रूप में जाना जाता है, जो ऊपरी FETS गेट्स को चलाने के लिए पृथक आउटपुट देता है। ट्रांसफार्मर कोर आमतौर पर एक फेराइट टोरॉइड होता है, जिसमें 1: 1 या 4: 9 घुमावदार अनुपात होता है। हालांकि, इस विधि का उपयोग केवल उच्च आवृत्ति संकेतों के साथ किया जा सकता है। ट्रांसफार्मर का डिजाइन भी बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि रिसाव इंडक्शन को कम से कम किया जाना चाहिए, या क्रॉस चालन हो सकता है। ट्रांसफार्मर के आउटपुट को आमतौर पर ज़ेनर डायोड द्वारा क्लैंप किया जाता है, क्योंकि उच्च वोल्टेज स्पाइक ्स MOSFET गेट्स को नष्ट कर सकते हैं।
वेरिएंट
इस सर्किट की एक सामान्य भिन्नता लोड के एक तरफ सिर्फ दो ट्रांजिस्टर का उपयोग करती है, जो कि वर्ग एबी एम्पलीफायर के समान है।इस तरह के कॉन्फ़िगरेशन को आधा पुल कहा जाता है।[3] यह एक इलेक्ट्रॉनिक टॉगल स्विच के रूप में कार्य करता है, आधा पुल लोड पर लागू वोल्टेज की ध्रुवीयता को स्विच करने में सक्षम नहीं है।आधे पुल का उपयोग कुछ स्विच-मोड पावर आपूर्ति में किया जाता है जो समकालिक सुधारक का उपयोग करते हैं और एम्पलीफायरों को स्विच करने में होते हैं।हाफ-एच ब्रिज प्रकार आमतौर पर इसे पूर्ण (पूर्ण-एच) एच-ब्रिज से अलग करने के लिए हाफ-एच के लिए संक्षिप्त किया जाता है।एक और सामान्य भिन्नता, पुल में एक तीसरा 'पैर' जोड़कर, एक पावर इन्वर्टर बनाता है#तीन-चरण इनवर्टर | तीन-चरण इन्वर्टर।तीन-चरण इन्वर्टर किसी भी एसी मोटर ड्राइव का मूल है।
एक और भिन्नता आधा नियंत्रित पुल है, जहां पुल के एक तरफ कम-साइड स्विचिंग डिवाइस, और पुल के विपरीत दिशा में उच्च-साइड स्विचिंग डिवाइस, प्रत्येक को डायोड के साथ बदल दिया जाता है।यह शूट-थ्रू विफलता मोड को समाप्त करता है, और आमतौर पर चर या स्विच किए गए अनिच्छा मोटर और एक्ट्यूएटर्स को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है जहां द्विदिश वर्तमान | द्वि-दिशात्मक वर्तमान प्रवाह की आवश्यकता नहीं है।
वाणिज्यिक उपलब्धता
कई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सस्ती एकल और दोहरी एच-ब्रिज पैकेज हैं, जिनमें से L293X श्रृंखला में सबसे आम शामिल हैं।कुछ पैकेज, जैसे l9110,[4] बैक ईएमएफ संरक्षण के लिए बिल्ट-इन फ्लाईबैक डायोड हैं।
एक इन्वर्टर के रूप में ऑपरेशन
एच-ब्रिज का एक सामान्य उपयोग एक इन्वर्टर (विद्युत) है।व्यवस्था को कभी-कभी एकल-चरण पुल इन्वर्टर के रूप में जाना जाता है।
एक डीसी आपूर्ति के साथ एच-ब्रिज लोड में एक स्क्वायर वेव वोल्टेज तरंग उत्पन्न करेगा।विशुद्ध रूप से आगमनात्मक लोड के लिए, वर्तमान तरंग एक त्रिकोण तरंग होगी, जो अपने शिखर के साथ इंडक्शन, स्विचिंग फ्रीक्वेंसी और इनपुट वोल्टेज के आधार पर होगी।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Al Williams (2002). Microcontroller projects using the Basic Stamp (2nd ed.). Focal Press. p. 344. ISBN 978-1-57820-101-3.
- ↑ "Relay H-bridge (Relay Motor controller)". 11 December 2012.
- ↑ ""H-Bridges"".
- ↑ "wordpress.com" (PDF).
इस पृष्ठ में गुम आंतरिक लिंक की सूची
- रिसावों की कमी
- स्विचिंग एम्पलीफायर
- द्विदिशीय धारा
- विफल मोड
- आवक -विद्युत (विद्युत)
बाहरी संबंध
- H-Bridge Theory and Practice
- Brief H-Bridge Theory of Operation
- H-bridge tutorial discussing various driving modes and using back-EMF
- PWM DC Motor Controller Using MOSFETs and IR2110 H-Bridge Driver
- H-Bridges on the BEAM Robotics Wiki
- Derivation of formulas to estimate H-bridge controller current (Vex, JAGUAR,Victor). Discusses why some H-bridges used in robotics have non-linear current and speed responses.
प्रोजेक्ट्स
- प्रकाश को ट्रैक करने के लिए फोटोसेल के साथ एक एच-ब्रिज-कास्ट्रोल्ड मोटर का निर्माण
- h- ब्रिज मोटर नियंत्रण 4017 (तुर्की में)
- H- ब्रिज नियंत्रण के लिए HIP4081A का उपयोग करके
- का उपयोग कर।डीसी मोटर नियंत्रण के लिए L293D H पुल
- L293D मोटर ड्राइवर IC के आसपास डिज़ाइन किया गया एक साधारण सर्किट
श्रेणी: पुल सर्किट
