一、H橋到底是什么電路？

簡單來說，H橋就是一個簡單的電路，包含4個開關元件，負載位于中心，呈H型。

H 橋電路可以切換附加負載的極性。H 橋最常見的用途是驅動直流電機，實現(xiàn)方向控制。具體的如下所示：

開關元件（Q1-Q4）通常都是雙極性晶體管或者FET晶體管，在某些高壓應用是IGBT。二級管（D1-D4）稱為鉗位二極管，通常是肖特基型。

橋的頂端連接到電源（電池）、底端接地。雖然有一些限制，但是通常4個開關元件可以獨立打開和關閉。

負載在理論上說，可以替換，但是如果H橋帶有2個有刷直流或者雙極步進電機（步進電機每個電機需要兩個H橋）負載，是比較普遍的應用。

這里主要是有刷直流電機驅動器的原理。

二、H橋電路詳細講解

H橋的基本工作模式相當簡單：如果Q1和Q4導通，電機的左側引線將連接到電源，而右側引線接地，電流開始流過電機，電機正向通電，電機軸開始旋轉。

如果 Q2 和 Q3 導通，則會發(fā)生反轉，電機將反向通電，軸將開始向后旋轉。

H橋電路工作原理

在橋接器中，不要同時導通 Q1 和 Q2（或 Q3 和 Q4），如果同時導通的話，就會在電源和GND之間創(chuàng)建了一個非常低電路路徑，有效短路了電源，這種情況就被稱為”擊穿“，可能會損壞電路中的其他元件。

H橋工作原理

由于4種可能狀態(tài)的限制，A側開關可能只有3種狀態(tài)：

同樣對于B側：

兩側結合起來，就是9種狀態(tài)：

三、構建反激保護的完整H橋電路

1、反激二極管

驅動直流電機最重要的一點把它當作電感負載。一旦為電機供電，就會將能力犓在磁場中，一旦電機達到速度，存儲的能量就會達到最大值。當電源被移除時，磁場會崩潰。要想保持電流量恒定，唯一的方法時增加電機端子上施加的電壓。該電壓可以時電路中使用的供電電壓的許多倍。如果沒有安全的方法在電路中消散，感應電壓始終與施加電壓的極性相反。

處理這種電壓尖峰的最常見的方法是使用”反激二極管“。具體如下圖，帶反激二極管的單向電機示例。

當開關閉合時電機旋轉，二極管變?yōu)榉聪蚱?，電流流過它，當開關打開時，感應電壓反轉方向并可以流過現(xiàn)在正向偏置的二極管。如下圖所示：

電感流通過反激二極管的路徑。

2、H橋電路反激二極管

當使用H橋電路時，單個反激二極管是不夠的。由于有多條電流路徑，因此必須有4個二極管為感應電壓提供路徑。

下圖，無論電機方向或者感應電壓怎么樣，始終有一條安全路徑通過電源軌。

帶反激二極管的 TC78H620 H 橋電路。

3、將2者結合在一起

上面處理了感性負載問題，電路的其余部分就比較簡單了。對于下面這個電路，成為一個獨立的電路板，使用全局標簽將大部分網(wǎng)路從一個組件連接到另一個組件。

有一個小的去耦電容C1，將放置在PCB上靠近H橋的位置，還有一個可選大電解電容C2，有助于儲存能量以供應給電機。

該電容還可以幫助消散一些通過二極管的反激電壓。