H-Bridge คืออะไร?

H-bridge เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ประเภทหนึ่งที่มีรูปร่างเหมือน“ H” และถูกใช้เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าเดินทางผ่านทั้งสองทิศทางบนกระดาน สิ่งเหล่านี้ถูกใช้อย่างง่ายดายในสถานการณ์ที่ต้องการการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์เช่นมอเตอร์กระแสตรง (DC) เพื่อเคลื่อนที่ในสองทิศทางโดยปกติจะถอยหลังและไปข้างหน้า สร้างขึ้นเป็นวงจรรวมโดยทั่วไปแล้ว H-bridge จะมีสวิตช์โซลิดสเตทหรือสวิตช์เชิงกลสี่ตัวทำให้สามารถทำงานกับอุปกรณ์ขั้วกลับได้ เมื่อสวิตช์สองตัวติดกันเปิดขึ้นจะใช้แรงดันไฟฟ้าบวก เมื่อปิดและเปิดอีกสองตัวแรงดันลบจะถูกนำไปใช้

การสร้างสะพาน H-ต้องการการใช้อุปกรณ์ที่มีขั้วย้อนกลับเช่นทรานซิสเตอร์ผลสนามโลหะ (MOSFET) โดยทั่วไปจะมีประจุลบเนื่องจากมีความต้านทานน้อยกว่า MOSFET ที่มีประจุบวก H-bridge นั้นแบ่งออกเป็นสองส่วนคือส่วนบนและส่วนล่าง แต่ละด้านต้องการสวิตช์เดียวเพื่อเปิดเพื่อเปลี่ยนขั้ว MOSFET เองมีหน้าที่ในการสลับนี้

การออกแบบสำหรับ H-bridge สามารถแก้ไขได้เพื่อสร้าง“ half bridge” สิ่งนี้ใช้เพื่อขยายสัญญาณที่ถูกโหลดผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทนที่จะเปลี่ยนขั้วเฉพาะ H-bridge ครึ่งนี้ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์และใช้เพื่อปรับเอาท์พุตผ่านรูปร่างของสัญญาณ

การใช้งานที่แพร่หลายที่สุดสำหรับ H-bridge นั้นอยู่ในสาขาหุ่นยนต์หรือการดำเนินงานทางกลอื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกัน การออกแบบประเภทนี้ต้องการการเคลื่อนไหวในทิศทางที่ต่างกันซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์อื่นซึ่งโดยทั่วไปจะทำงานในลักษณะเดียว เนื่องจากวงจรรวมสามารถเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าได้ทำให้มอเตอร์ของกลไกทำงานได้ทั้งสองทิศทาง สิ่งนี้ทำให้นักออกแบบใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนไหวมากกว่าที่เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่นหุ่นยนต์ที่เล่นฟุตบอลจำเป็นต้องเลื่อน“ เท้า” ไปข้างหลังเพื่อเตรียมพร้อมที่จะกระทบลูกและไปข้างหน้าเพื่อปล่อยลูกเตะ

การใช้ H-bridge เป็นตัวควบคุมสำหรับมอเตอร์ได้ง่ายขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ด้วยการพัฒนา MIT Miniboard และการออกแบบอื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกัน เกิดจากการออกแบบโครงการออกแบบหุ่นยนต์ MIT 6.270 มินิบอร์ดทำงานเป็นโมดูลควบคุมฐานสำหรับอุปกรณ์หุ่นยนต์เกือบทุกประเภท เนื่องจากบอร์ดประกอบด้วยการกำหนดค่าอย่างง่ายพร้อมสิ่งที่แนบมาและวงจรรวมจึงสามารถใช้เป็นชิ้นส่วนหลักสำหรับโครงการบ้านและการศึกษา