Hブリッジとは何ですか？

Hブリッジは、「H」のような形をした電子回路の一種であり、電圧がボード全体で両方向に伝わるようにするために使用されます。 これらは、直流（DC）モーターなどのデバイスの動きが2方向（通常は前後）に移動する必要がある状況で最も簡単に使用されます。 集積回路として構築されたHブリッジは、一般に4つのソリッドステートまたはメカニカルスイッチを含み、逆極性デバイスで動作します。 隣接する2つのスイッチが開くと、正の電圧が印加されます。 これら2つが閉じ、他の2つが開くと、負の電圧が印加されます。

Hブリッジを構築するには、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）などの逆極性デバイスを使用する必要があります。 これらは、正に帯電したMOSFETよりも抵抗が小さいため、通常は負に帯電しています。 Hブリッジ自体は、上部ブリッジと下部ブリッジの2つのセクションに分かれています。 極性を変更するには、両側に1つのスイッチを開く必要があります。 MOSFET自体がこのスイッチングを担当します。

Hブリッジの設計は、「ハーフブリッジ」を生成するように変更できます。これは、特に極性を変更するのではなく、電子デバイスを通じてロードされる信号を増幅するために使用されます。 このハーフHブリッジは、デバイス自体の電源からのエネルギーを利用し、それを使用して信号の形状を介して出力を変調します。

Hブリッジの最も一般的な用途は、ロボット工学または他の同様の機械操作の分野です。 これらのタイプの設計では、一般に単一の方法で機能する他のデバイスとは異なり、異なる方向に移動する必要があります。 集積回路は極性を変えることができるため、メカニズムのモーターを両方向に動作させることができます。 これにより、デザイナーは他の方法よりも多くのモーションを使用できます。 たとえば、サッカーをするロボットは、「フット」を後方に動かしてボールに衝撃を与える準備を整え、前方にキックを解除する必要があります。

Hブリッジをモーターのコントローラーとして使用することは、MITミニボードおよびその他の同様の設計の開発により、21世紀初頭に容易になりました。 MIT 6.270ロボット設計プロジェクトの設計から派生したMiniboardは、ほぼすべてのタイプのロボットデバイスのベースコントローラーモジュールとして機能します。 このボードは、アタッチメントと集積回路を備えたシンプルな構成で構成されているため、家庭および教育用の設計プロジェクトの主要部品として使用できます。