Mạch cầu H Nội dung Các bài cần tham khảo trước 1. Mạch cầu H (H-Bridge Circuit) . 2. Mạch cầu H dùng rờ le . 3. Mạch cầu H dùng BJT công suất . 4. Mạch cầu H dùng MOSFET I. Mạch cầu H (H-Bridge Circuit). Gi s b n có m t ng c DC có 2 u A và B, n i 2 u dây này v i ả ử ạ ộ độ ơ đầ ố đầ ớ m t ngu n i n DC ( c qui i n – battery). Ai c ng bi t r ng n u n i A v i ộ ồ đ ệ ắ đ ệ ũ ế ằ ế ố ớ c c (+), B v i c c (-) mà ng c ch y theo chi u thu n (kim ng h ) thì ự ớ ự độ ơ ạ ề ậ đồ ồ khi o c c u dây (A v i (-),đả ự đấ ớ B v i (+)) thì ng c s o chi u quay. T tớ độ ơ ẽđả ề ấ nhiên khi b n là m t “control guy” thì b n không h mu n làm công vi c ạ ộ ạ ề ố ệ “ ng tay ng chân” này ( o chi u u dây), b n t s ngh n m t m ch độ độ đả ề đấ ạ ắ ẽ ĩ đế ộ ạ i n có kh n ng t ng th c hi n vi c o chi u này, m ch c u H (H-đ ệ ả ă ựđộ ự ệ ệ đả ề ạ ầ Bridge Circuit) s giúp b n. Nh th , m ch c u H ch là m t m ch i n giúp ẽ ạ ư ế ạ ầ ỉ ộ ạ đ ệ o chi u dòng i n qua m t i t ng. Tuy nhiên, r i b n s th y, m ch đả ề đ ệ ộ đố ượ ồ ạ ẽ ấ ạ c u H không ch có m t tác d ng “t m th ng” nh th . Nh ng t i sao l i ầ ỉ ộ ụ ầ ườ ư ế ư ạ ạ g i là m ch c u H, n gi n là vì m ch này có hình ch cái H. Xem minh ọ ạ ầ đơ ả ạ ữ h a trong hình 1.ọ Hình 1. Mạch cầu H. Trong hình 1, hãy xem 2 u V và GND là 2 u (+) và (-) c a c qui, đầ đầ ủ ắ “ i t ng” là ng c DC mà chúng ta c n i u khi n, “ i t ng” này có 2đố ượ độ ơ ầ đ ề ể đố ượ u A và B, m c ích i u khi n là cho phép dòng i n qua “ i t ng” đầ ụ đ đ ề ể đ ệ đố ượ theo chi u A n B ho c B n A. Thành ph n chính t o nên m ch c u H ề đế ặ đế ầ ạ ạ ầ c a chúng ta chính là 4 “khóa” L1, L2, R1 và R2 (L: Left, R:Right). i u ủ Ởđ ề ki n bình th ng 4 khóa này “m ”, m ch c u H không ho t ng. Ti p theo ệ ườ ở ạ ầ ạ độ ế chúng ta s kh o sát ho t ng c a m ch c u H thông qua các hình minh h aẽ ả ạ độ ủ ạ ầ ọ 2a và 2b. Hình 2. Nguyên lý hoạt động mạch cầu H. Gi s b ng cách nào ó (cái cách nào ó chính là nhi m v c a ng i ả ử ằ đ đ ệ ụ ủ ườ thi t k m ch) mà 2 khóa L1 và R2 c “ óng l i” (L2 và R1 v n m ), b n ế ế ạ đượ đ ạ ẫ ở ạ d dàng hình dung có m t dòng i n ch y t V qua khóa L1 n u A và ễ ộ đ ệ ạ ừ đế đầ xuyên qua i t ng n u B c a nó tr c khi qua khóa R2 và v GND đố ượ đế đầ ủ ướ ề (nh hình 2a).ư Nh th , v i gi s này s có dòng i n ch y qua i t ng ư ế ớ ả ử ẽ đ ệ ạ đố ượ theo chi u t A n B. Bây gi hãy gi s khác i r ng R1 và L2 óng trong ề ừ đế ờ ả ử đ ằ đ khi L1 và R2 m , dòng i n l i xu t hi n và l n này nó s ch y qua i ở đ ệ ạ ấ ệ ầ ẽ ạ đố t ng theo chi u t B n A nh trong hình 2b (V->R1->B->A->L2-ượ ề ừ đế ư >GND). V y là ã rõ, chúng ta có th dùng m ch c u H o chi u dòng ậ đ ể ạ ầ đểđả ề i n qua m t “ i t ng” (hay c th , o chi u quay ng c ) b ng “m t đ ệ ộ đố ượ ụ ể đả ề độ ơ ằ ộ cách nào ó”.đ Chuy n gì s x y ra n u ai ó óng ng th i 2 khóa cùng m t bên (L1 ệ ẽ ả ế đ đ đồ ờ ở ộ và L2 ho c R1 và R2) ho c th m chí óng c 4 khóa? R t d tìm câu tr l i, ặ ặ ậ đ ả ấ ễ ả ờ ó là hi n t ng “ng n m ch” (short circuit), V và GND g n nh n i tr c đ ệ ượ ắ ạ ầ ư ố ự ti p v i nhau và hi n nhiên c qui s b h ng ho c nguy hi m h n là cháy nế ớ ể ắ ẽ ị ỏ ặ ể ơ ổ m ch x y ra. Cách óng các khóa nh th này là i u “ i k ” i v i m ch ạ ả đ ư ế đ ề đạ ị đố ớ ạ c u H. tránh vi c này x y ra, ng i ta th ng dùng thêm các m ch logic ầ Để ệ ả ườ ườ ạ kích c u H, chúng ta s bi t rõ h n v m ch logic này trong các ph n sau.để ầ ẽ ế ơ ề ạ ầ Gi thi t cu i cùng là 2 tr ng h p các khóa ph n d i ho c ph n trên ả ế ố ườ ợ ở ầ ướ ặ ầ cùng óng (ví d L1 và R1 cùng óng, L2 và R2 cùng m ). V i tr ng h p đ ụ đ ở ớ ườ ợ này, c 2 u A, B c a “ i t ng” cùng n i v i m t m c i n áp và s ả đầ ủ đố ượ ố ớ ộ ứ đ ệ ẽ không có dòng i n nào ch y qua, m ch c u H không ho t ng. ây có th đ ệ ạ ạ ầ ạ độ Đ ể coi là m t cách “th ng” ng c (nh ng không ph i lúc nào c ng có tác ộ ắ độ ơ ư ả ũ d ng). Nói chung, chúng ta nên tránh tr ng h p này x y ra, n u mu n ụ ườ ợ ả ế ố m ch c u không ho t ng thì nên m t t c các khóa thay vì dùng tr ng ạ ầ ạ độ ở ấ ả ườ h p này.ợ Sau khi ã c b n n m c nguyên lý ho t ng c a m ch c u H, ph n đ ơ ả ắ đượ ạ độ ủ ạ ầ ầ ti p theo chúng ta s kh o sát cách thi t k m ch này b ng các lo i linh ki n ế ẽ ả ế ế ạ ằ ạ ệ c th . Nh tôi ã trình bày trong ph n tr c, thành ph n chính c a m ch ụ ể ư đ ầ ướ ầ ủ ạ c u H chính là các “khóa”, vi c ch n linh ki n làm các khóa này ph ầ ệ ọ ệ để ụ thu c vào m c ích s d ng m ch c u, lo i i t ng c n i u khi n, công ộ ụ đ ử ụ ạ ầ ạ đố ượ ầ đ ề ể su t tiêu th c a i t ng và c hi u bi t, i u ki n c a ng i thi t k . Nhìnấ ụ ủ đố ượ ả ể ế đ ề ệ ủ ườ ế ế chung, các khóa c a m ch c u H th ng c ch t o b ng r le (relay), BJTủ ạ ầ ườ đượ ế ạ ằ ờ (Bipolar Junction Transistor) hay MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor). Ph n thi t k m ch c u H vì v y s t p trung vào 3 ầ ế ế ạ ầ ậ ẽ ậ lo i linh ki n này. Trong m i cách thi t k , tôi s gi i thích ng n g n nguyênạ ệ ỗ ế ế ẽ ả ắ ọ lý c u t o và ho t ng c a t ng lo i linh ki n b n c d n m b t h n.ấ ạ ạ độ ủ ừ ạ ệ để ạ đọ ễ ắ ắ ơ II. Mạch cầu H dùng rờ le. R le là m t d ng “công t c” (switch) c i n (electrical mechanical ờ ộ ạ ắ ơ đ ệ device, không ph i c i n t âu nhé :) ). G i là công t c c i n vì chúng ả ơ đ ệ ử đ ọ ắ ơ đ ệ g m các ti p i m c c i u khi n óng m b ng dòng i n. V i kh ồ ế đ ể ơ đượ đ ề ể đ ở ằ đ ệ ớ ả n ng óng m các ti p i m, r le úng là m t l a ch n t t làm khóa cho ă đ ở ế đ ể ờ đ ộ ự ọ ố để m ch c u H. Thêm n a chúng l i c i u khi n b ng tín hi u i n, ngh a ạ ầ ữ ạ đượ đ ề ể ằ ệ đ ệ ĩ là chúng ta có th dùng AVR (hay b t k chip i u khi n nào) i u khi n ể ấ ỳ đ ề ể đểđ ề ể r le, qua ó i u khi n m ch c u H. Hãy quan sát c u t o và hình dáng c a ờ đ đ ề ể ạ ầ ấ ạ ủ m t lo i r le thông d ng trong hình 3.ộ ạ ờ ụ Hình 3. Cấu tạo và hình dáng rờ le. Hình 3a (phía trên) mô t c u t o c a 1 r le 2 ti p i m. Có 3 c c trên rả ấ ạ ủ ờ ế đ ể ự ờ le này. C c C g i là c c chung (Common), c c NC là ti p i m th ng óngự ọ ự ự ế đ ể ườ đ (Normal Closed) và NO là ti p i m th ng m (Normal Open). Trong i u ế đ ể ườ ở đ ề ki n bình th ng, khi r le không ho t ng, do l c kéo c a lò xo bên trái ệ ườ ờ ạ độ ự ủ thanh nam châm s ti p xúc v i ti p i m NC t o thành m t k t n i gi a C ẽ ế ớ ế đ ể ạ ộ ế ố ữ và NC, chính vì th NC c g i làế đượ ọ ti p i m th ng óng (bình th ng ã ế đ ể ườ đ ườ đ óng). Khi m t i n áp c áp vào 2 ng kích Solenoid (cu n dây c a đ ộ đ ệ đượ đườ ộ ủ nam châm i n), nam châm i n t o ra 1 l c t kéo thanh nam châm xu ng, đ ệ đ ệ ạ ự ừ ố lúc này thanh nam châm không ti p xúc v i ti p i m NC n a mà chuy n ế ớ ế đ ể ữ ể sang ti p xúc v i ti p i m NO t o thành m t k t n i gi a C và NO. Ho t ế ớ ế đ ể ạ ộ ế ố ữ ạ ng này t ng t 1 công t c chuy n c i u khi n b i i n áp kích độ ươ ự ắ ể đượ đ ề ể ở đ ệ Solenoid. M t c i m r t quan tr ng trong cách ho t ng “ óng – m ” ộ đặ đ ể ấ ọ ạ độ đ ở c a r le là tính “cách li”. Hai ng kích nam châm i n hoàn toàn cách li ủ ờ đườ đ ệ v i các ti p i m c a r le, và vì th s r t an toàn. Có 2 thông s quan tr ngớ ế đ ể ủ ờ ế ẽ ấ ố ọ cho 1 r le là i n áp kích Solenoid và dòng l n nh t mà các i m i m ch uờ đ ệ ớ ấ đ ể đ ể ị c. i n áp kích solenoid th ng là 5V, 12V ho c 24V, vi c kích solenoidđượ Đ ệ ườ ặ ệ chính là công vi c c a chip i u khi n (ví d AVR). Vì ti p xúc gi a c c C ệ ủ đ ề ể ụ ế ữ ự và các ti p i m là d ng ti p xúc t m th i, không c nh nên r t d b h ế đ ể ạ ế ạ ờ ố đị ấ ễ ị ở m ch. N u dòng i n qua ti p i m quá l n, nhi t có th sinh ra l n và làm ạ ế đ ệ ế đ ể ớ ệ ể ớ h ti p xúc. Vì th chúng ta c n tính toán dòng i n t i a trong ng d ng ở ế ế ầ đ ệ ố đ ứ ụ c a mình ch n r le phù h p.ủ để ọ ờ ợ Hình 3a (phía d i) là ký hi u c a m t r le mà b n có th g p trong các ướ ệ ủ ộ ờ ạ ể ặ ph n m m thi t k m ch i n t . Trong ký hi u này, chân 1 là chân C, chân ầ ề ế ế ạ đ ệ ử ệ 2 là ti p i m NC và chân 3 là ti p i m NO, trong khi ó hai chân 4 và 5 là ế đ ể ế đ ể đ 2 u c a cu n solenoid. Chúng ta sđầ ủ ộ ẽ dùng ký hi u này khi v m ch c u H ệ ẽ ạ ầ dùng r le. S m t m ch c u H u dùng r le c minh h a trong ờ ơ đồ ộ ạ ầ đầ đủ ờ đượ ọ hình 4. Hình 4. Mạch cầu H dùng rờ le. Trong m ch c u H dùng r le hình 4, 4 diode c dùng ch ng hi n ạ ầ ờ ở đượ để ố ệ t ng dòng ng c (nh t là khi i u khi n ng c ). Các ng kích solenoidượ ượ ấ đ ề ể độ ơ đườ không c n i tr c ti p v i chip i u khi n mà thông qua các transistor, đượ ố ự ế ớ đ ề ể vi c kích các transistor l i c th c hi n qua các i n tr . T m th i chúng ệ ạ đượ ự ệ đ ệ ở ạ ờ ta g i t h p i n tr + transistor là “m ch kích”, tôi s gi i thích rõ h n ọ ổ ợ đ ệ ở ạ ẽ ả ơ ho t ng c a m ch kích trong ph n ti p theo.ạ độ ủ ạ ầ ế M ch c u H dùng r le có u i m là d ch t o, ch u dòng cao, c bi t ạ ầ ờ ư đ ể ễ ế ạ ị đặ ệ n u thay r le b ng các linh ki n t ng ng nh contactor, dòng i n t i ế ờ ằ ệ ươ đươ ư đ ệ ả có th lên n hàng tr m ampere. Tuy nhiên, do là thi t b “c khí” nên t c ể đế ă ế ị ơ ố óng/m c a r le r t ch m, n u óng m quá nhanh có th d n n hi n độđ ở ủ ờ ấ ậ ế đ ở ể ẫ đế ệ t ng “dính” ti p i m và h h ng. Vì v y, m ch c u H b ng r le không ượ ế đ ể ư ỏ ậ ạ ầ ằ ờ c dùng trong ph ng pháp i u khi n t c ng c b ng PWM. Trong đượ ươ đ ề ể ố độđộ ơ ằ ph n ti p theo chúng ta s tìm hi u các linh i n có th thay th r le trong ầ ế ẽ ể đ ệ ể ế ờ m ch c u H, g i là các “khóa i n t ” v i kh n ng óng/m lên n hàng ạ ầ ọ đ ệ ử ớ ả ă đ ở đế nghìn ho c tri u l n trên m i giây.ặ ệ ầ ỗ II. Mạch cầu H dùng BJT công suất. BJT là vi t t t c a t Bipolar Junction Transistor là m t linh ki n bán ế ắ ủ ừ ộ ệ d n (semiconductor device) có 3 c c t ng ng v i 3 l p bán d n trong c u ẫ ự ươ ứ ớ ớ ẫ ấ t o. Trong t t c các tài li u v i n t c b n u gi i thích v bán d n và ạ ấ ả ệ ềđ ệ ử ơ ả đề ả ề ẫ BJT, trong tài li u này tôi ch gi i thi u khái quát c u t o c a transistor và ệ ỉ ớ ệ ấ ạ ủ ch y u là các ch ho t ng c a transistor.ủ ế ếđộ ạ độ ủ Bán d n là các nguyên t thu c nhóm IV trong b ng tu n hoàn hóa h c, ẫ ố ộ ả ầ ọ Silic (Si) là m t ví d i n hình, các nguyên t này có 4 electron l p ngoài ộ ụ đ ể ố ở ớ cùng. tr ng thái th ng, Si là ch t d n i n kém (g n nh không d n Ở ạ ườ ấ ẫ đệ ầ ư ẫ i n), khi nhi t t ng, các electron dao ng m nh và d dàng b “b t” ra đ ệ ệ độ ă độ ạ ễ ị ứ kh i tinh th và do ó tính d n i n c a bán d n s t ng. Tuy nhiên, bán d n ỏ ể đ ẫ đ ệ ủ ẫ ẽ ă ẫ c dùng ch t o linh ki n i n t không ph i là các tinh th thu n khi t đượ để ế ạ ệ đ ệ ử ả ể ầ ế mà có pha “t p ch t”. N u pha nguyên t nhóm V (nh Photpho) vào Si, 4 ạ ấ ế ố ư electron l p ngoài cùng c a P t o liên k t công hóa tr v i Si và có 1 electronớ ủ ạ ế ị ớ c a P b “th a” (vì P có 5 electron l p ngoài cùng). Ch t bán d n có pha ủ ị ừ ớ ấ ẫ Photpho vì th r t d d n i n và có tính ch t “âm” nên g i là bán d n lo i n ế ấ ễ ẫ đ ệ ấ ọ ẫ ạ (Negative), “h t d n” trong bán d n lo i n là electron (e th a). Tr ng h p ạ ẫ ẫ ạ ừ ườ ợ nguyên t nhóm III, nh Bo (Boron), c pha vào Si, 3 electron l p ngoài ố ư đượ ớ cùng c a Bo k t h p v i 4 electron c a Si tuy nhiên v n còn 1 “ch tr ng” ủ ế ợ ớ ủ ẫ ỗ ố s n sàng nh n electron. “Chẵ ậ ỗ tr ng” này c g i là “l tr ng” và có tính ố đượ ọ ỗ ố ch t nh 1 lo i h t d n d ng. Bán d n lo i này vì th g i là bán d n lo i p ấ ư ạ ạ ẫ ươ ẫ ạ ế ọ ẫ ạ (Positive). M c pha t p ch t quy t nh d n c a bán d n. Tuy nhiên, ứ độ ạ ấ ế đị độ ẫ ủ ẫ bán d n có pha t p ch t dù ã c i thi n tính d n i n v n không có nhi u tác ẫ ạ ấ đ ả ệ ẫ đ ệ ẫ ề d ng, “ i u k di u” ch x y ra khi ghép chúng l i v i nhau.ụ đ ề ỳ ệ ỉ ả ạ ớ Khi ghép bán d n lo i p và lo i n v i nhau t o thành ti p xúc p-n (p-n ẫ ạ ạ ớ ạ ế junction), ây chính là các diode. c i m c a ti p xúc p-n là ch có dòng đ Đặ đ ể ủ ế ỉ i n ch y qua theo 1 chi u t p sang n. Khi ghépđ ệ ạ ề ừ 3 l p bán d n s t o thành ớ ẫ ẽ ạ transistor, ph thu c vào th t bán d n c ghép chúng ta có transistor npnụ ộ ứ ự ẫ đượ hay pnp. Tôi s ch n transistor npn gi i thích ho t ng c a transistor vì ẽ ọ để ả ạ độ ủ lo i này c dùng ph bi n trong các ng d ng i u khi n (và c trong ạ đượ ổ ế ứ ụ đ ề ể ả m ch c u H). Hình 5 là mô hình và ký ki u c a transistor npn.ạ ầ ệ ủ Hình 5. Transistor npn. Ba l p bán d n n, p và n k t h p t o thành 3 c c C (c c thu-Collector), ớ ẫ ế ợ ạ ự ự c c B (n n – Base) và c c E (phát – Emitter). Tùy theo cách m c transistor ự ề ự ắ mà ng i ta có các lo i phân c c khác nhau, trong hình 6 tôi trình bày cách ườ ạ ự phân c c r t c b n mà chúng ta s dùng sau này, phân c c E chung (CE- ự ấ ơ ả ẽ ự Common Emitter). Hình 6. Phân cực E chung cho npn BJT. Tuy là c t o nên t các bán d n t p ch t nh ng n ng t p ch t c a đượ ạ ừ ẫ ạ ấ ư ồ độ ạ ấ ủ các l p trong npn BJT r t khác nhau. L p E r t “giàu” h t d n, k n là l p ớ ấ ớ ấ ạ ẫ ếđế ớ C và l p B thì l i r t ít h t d n và r t m ng. Khi i n áp c c B l n h n i n ớ ạ ấ ạ ẫ ấ ỏ đ ệ ự ớ ơ đ ệ áp c c E, ti p xúc p-n gi a B và E c phân c c thu n. Dòng electron t E ự ế ữ đượ ự ậ ừ (v n có r t nhi u do cách pha t p ch t) ào t “ch y” v B, trong khi l p B ố ấ ề ạ ấ ạ ả ề ớ (bán d n lo i p) v n r t m ng và nghèo h t d n (l tr ng), nên ph n l n ẫ ạ ố ấ ỏ ạ ẫ ỗ ố ầ ớ electron t E s “tràn” qua c c C và i v ngu n Vc nh mô t trên hình 6. ừ ẽ ự đ ề ồ ư ả Chú ý trên hình 6 tôi v chi u di chuy n là chi u c a dòng electron, chi u ẽ ề ể ề ủ ề dòng i n s ng c l i (vì theo nh ngh a chi u dòng i n ng c chi u đ ệ ẽ ượ ạ đị ĩ ề đ ệ ượ ề electron). Di n gi i n gi n, dòng di n t c c B ã gây ra dòng i n t c c ễ ả đơ ả ệ ừ ự đ đ ệ ừ ự C v E. Quan h c a các dòng i n nh sau:ề ệ ủ đ ệ ư I E =I B +I C (1) M t c i m thú v là dòng electron tràn qua c c C s t l v i dòng ộ đặ đ ể ị ự ẽ ỉ ệ ớ electron n c c B. m i quan h nh sau:đế ự ố ệ ư I C =h fe I B (2) Thông số h fe g i là h s khuy ch i t nh (DC Current Gain) c a BJT và ọ ệ ố ế đạ ĩ ủ là h ng s c ghi b i các nhà s n xu t, nó chính là c tính phân bi t ằ ố đượ ở ả ấ đặ để ệ t ng lo i BJT, gái tr c a th ng r t l n, t vài ch c n vài tr m. Chính vì ừ ạ ị ủ ườ ấ ớ ừ ụ đế ă c i m này mà transistor c dùng nh là m t linh ki n “khuy ch i”.đặ đ ể đượ ư ộ ệ ế đạ Hãy quan sát ph n m ch i n bên ph i trong hình 6 (phía Vc), n u gi s ầ ạ đ ệ ả ế ả ử o n CE c a BJT là m t “ i n tr ”, xem l i công th c (2), n u t ng dòng đ ạ ủ ộ đ ệ ở ạ ứ ế ă i nđ ệ I B thì dòng I C s t ng theo trong khi i n tr Rẽ ă đ ệ ở C và ngu n Vồ C l i không ạ i, rõ ràng “ i n tr EC” ang gi m. Nói cách khác, dòngđổ đ ệ ở đ ả I B s làm gi m ẽ ả i n tr gi a 2 c c CE c a BJT. Ti p t c t ng Iđ ệ ở ữ ự ủ ế ự ă B thì i u gì x y ra, i n tr đ ề ả đ ệ ở gi a 2 c c CE s gi m n giá tr nh nh t có th c a nó (th ng g n b ng 0,ữ ự ẽ ả đế ị ỏ ấ ể ủ ườ ầ ằ [...]... bằng động cơ thì mạch này tương đương với phần phía dưới của mạch cầu H (BJT tương đương với khóa L2 hoặc R2 trong h nh 1) Câu h i đặt ra là có thể dùng thêm 1 BJT npn như trên đểlàm phần trên của mạch cầu H Hãy xét mạch điện trong h nh 8 H nh 8 Mạch C chung Mạch điện trong h nh 8 gọi là mạch C chung, điểm khác biệt duy nhất của mạch điện này so với h nh 7 là điện trở RC được dời xuống phía dưới cực... làm phần trên trong các mạch cầu H Một điều thú vị là mạch điện trong h nh 9 cũng là một mạch E chung Có lẽ đã đến lúc chúng ta di thiết kết một mạch cầu H hoàn chỉnh dùng BJT Trong h nh 10 tôi giới thiệu một cách thiết kế, đây không phải là cách duy nhất nhưng tôi sẽ dùng mạch này trong việc giải thích và ví dụ điều khiển (nếu có) Bạn có thể “chế” lại tùy thích miễn sao đảm bảo tất cả các BJT phải... “switch” từ 12V sang 0V Hoạt động của BJT khi bão h a đôi khi còn đượ c gọi là khuyếch đại điện áp Vì chế độbão h a, BJT có thể đượ dùng làm c các khóa điện tử trong mạch cầu H Bạn h y dùng chế độbão h a cùa BJT đểtự giải thích hoạt động của 4 BJT 2N3904 dùng trong mạch cầu H ở h nh 4 Mạch điện trong h nh 7 gọi là E chung Mạch E chung của BJT hoạt động rất tốt trong chế độkhóa điện tử Nếu chúng thay... MOSFET, đểkích dẫn MOSFET thì điện áp kích chân G phải lớn h n chân S ít nhất 3V, nghĩa là ít nhất 15V trong khi chúng ta dùng vi điều khiển đểkích MOSFET, rất khó tạo ra điện áp 15V Như thế MOSFET kênh N không phù h p đểlàm các khóa phía trên trong mạch cầu H (ít nhất là theo cách giải thích trên) MOSFET loại P thường đượ dùng c trong trường h p này Tuy nhiên, một nhược điểm của MOSFET kênh P là điện... nó lớn h n MOSFET loại N Vì thế, dù được thiết kế tốt, MOSFET kênh P trong các mạch cầu H dùng 2 loại MOSFET thường bị nóng và dễ h ng h n MOSFET loại N, công suất mạch cũng bị giảm phần nào H nh 13 thể hiện một mạch cầu H dùng 2 loại MOSFET tương đồng H nh 13 Mạch cầu H dùng MOSFET Tôi dùng 2 MOSFET kênh N IRF540 và 2 kênh P IRF9540 của h ng International Rectifier làm các khóa cho mạch cầu H Các MOSFET... thái bão h a khi được kích H nh 10 Mạch cầu H dùng BJT Tôi chọn 2 loại BJT công suất trung bình TIP41C và TIP42C đểlàm mạch cầu Điện áp cao nhất mà 2 loai BJT này chịu được là 100V và dòng tối đa là 6A (chỉ là danh nghĩa, thực tế có thể thấp h n) BJT npn TIP41C có thể kích trực tiếp, riêng BJT pnp TIP42C cần dùng thêm 1 BJT loại npn 2N3904 làm mạch kích” Khi điện áp ngõ L1 ở mức thấp, BJT Q0-1 không... thì rõ ràng motor không hoạt động tốt vì điện áp rơi trên nó chỉ có 4.3V Mặc khác điện áp CE quá lớn có thể gây h ng BJT Vì lí do này nếu bạn dùng BJT npn làm phần trên của mạch cầu H, BJT này sẽ rất mau h ng (rất nóng) và mạch không hoạt động tốt Như vậy, một chú ý khi thiết kế khóa điện tử dùng BJT là “tải” phải được đặt phía trên BJT tức là nên dùng mạch E chung như trong h nh 7 Quay lại mạch cầu. .. này giải thích tại sao người ta hay đề cập đến số lượng transistor trong các chip số, như vi xử lí cho máy tính chẳng h n) Một cách tổng quát, điều kiện đểBJT rơi vào trạng thái bão h a là ICmax < hfeIB Khi BJT bão h a nó sẽ hoạt động như một “khóa điện tử”, h y xem h nh 7 H nh 7 Khóa điện tử BJT Giả sử trong mạch điện ở h nh 7 RB=330, RC=10K , h số khuyếch đại tĩnh của transistor là 100 Khi điện áp... lại mạch cầu H, giải pháp đểvượt qua nhược điểm đềcập ở trên là sử dụng BJT loại pnp cho phần trên của mạch cầu H Nguyên lý hoạt động của BJT pnp cũng na ná npn nhưng chiều dòng điện thì ngược lại Với các khóa điện tử dùng BJT loại pnp, đểkích khóa thì điện áp cực B được kéo xuống thấp thay vì kéo lên cao như trong h nh 7 Chúng ta h y khảo sát một một ví dụ trong h nh 9 H nh 9 Mạch E chung dùng BJT... trong mạch cầu H cho dù điện áp nguồn có thể lên vài chục hay trăm Volt Các đường L1, L2, R1 và R2 sẽ được vi điều khiển (AVR) điều khiển Do BJT có thể đượ kích ở tốc c độ rất cao nên ngoài chức năng đảo chiều, mạch cầu H dùng BJT có thể dùng điều khiển tốc độmotor bằng cách áp tín hiệu PWM vào các đường kích (thảo luận sau) Nhược điểm lớn nhất của mạch cầu H dùng BJT là công suất của BJT thường nhỏ, . Mạch cầu H Nội dung Các bài cần tham khảo trước 1. Mạch cầu H (H- Bridge Circuit) . 2. Mạch cầu H dùng rờ le . 3. Mạch cầu H dùng BJT công suất . 4. Mạch. ạ g i là m ch c u H, n gi n là vì m ch này có h nh ch cái H. Xem minh ọ ạ ầ đơ ả ạ ữ h a trong h nh 1.ọ H nh 1. Mạch cầu H. Trong h nh 1, h y xem 2 u