CN208299688U - 基于低压h桥的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于低压H桥的控制电路，包括负载、第一P型场效应管Q1、第二P型场效应管Q2、第一N型场效应管Q3、第二N型场效应管Q4、第一PNP型三极管Q5以及第二PNP型三极管Q6，其中四个场效应管组成一个H桥电路，两个PNP型三极管分别与两个P型场效应管相连。本实用新型通过在两个P型场效应管上加入两个PNP，控制场效应管栅极与源极之间的电压维持在较高的数值，使得电源端电压Vout的数值具有较大的范围，允许小电压的导通，从而给负载端一个较小的电压。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制电路技术领域，具体涉及一种基于低压H桥的控制电路。
背景技术
H桥是一个典型的直流电机控制电路，因为它的电路形状酷似字母H，故得名与“H桥”，其4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠。
现有技术中具有多种H桥电路，如图1所示方案一的H桥电路，它由2个P型场效应管Q1、Q2与2个N型场效应管Q3、Q3组成，所以它叫P-NMOS管H桥。桥臂上的4个场效应管相当于四个开关，P型管在栅极为低电平时导通，高电平时关闭； N型管在栅极为高电平时导通，低电平时关闭。场效应管是电压控制型元件，栅极通过的电流几乎为“零”。正因为这个特点，在连接好电路后，控制臂1置高电平 (U＝Vcc)、控制臂2置低电平(U＝0)时，Q1、Q4关闭，Q2、Q3导通，负载左端低电平，右端高电平；控制臂1置低电平、控制臂2置高电平时，Q2、Q3关闭，Q1、 Q4导通，负载左端高电平，右端低电平；控制臂1、2均为低电平时，Q1、Q2导通， Q3、Q4关闭，负载两端均为高电平；控制臂1、2均为高电平时，Q1、Q2关闭，Q3、 Q4导通，负载两端均为低电平。
如图2所示方案二的另一种用继电器搭建的H桥电路，它由2个NPN与2个继电器(双刀双掷)组成，当控制臂1为高电平、控制臂2为低电平时，继电器LS1 吸合，Vout加到负载上(2为正，1为负)；当控制臂2为高电平、控制臂1为低电平时，继电器LS2吸合，Vout加到负载上(1为正，2为负)；当控制臂1为低电平、控制臂2为低电平时，负载悬空；当控制臂1为高电平、控制臂2为低电平时，继电器LS1和LS2都吸合，短路(禁止这样操作)。
图1的技术方案中控制臂1和控制臂2的各有2种状态：高电平(一般为5v) 和低电平(GND)；对于一般应用场景来说，当Vout为5v、控制臂1为低电平时，对于Q1来说：Vgs＝-5v，一般的mos管都可以打开了，当Vout降低到0.1v左右时， Vgs＝-0.1v，此时Q1一定无法打开，该方案控制电压Vout的范围较为局限，对于小电压将无法导通。比如在变色控制器用于变色玻璃的变色控制中，在变色控制器中有用到H桥电路，因变色玻璃的特性需求，H桥的电源端电压范围：0-3v，如果H 桥的电源端电压比较小(比如0.1v)，则用图1所示的常规H桥将无法给负载端一个0.1v的电压。
图2的技术方案中继电器寿命比较短，切换过程中有噪音。
实用新型内容
为解决电源端电压过低造成的H桥无法导通，以及继电器寿命和噪音的问题技术问题，本实用新型提供一种基于低压H桥的控制电路，具体技术方案如下：
一种基于低压H桥的控制电路，包括负载、第一P型场效应管Q1、第二P型场效应管Q2、第一N型场效应管Q3、第二N型场效应管Q4、第一PNP型三极管Q5以及第二PNP型三极管Q6；
负载的第一端与第一P型场效应管Q1的漏极以及第一N型场效应管Q3的漏极相连，负载的第二端与第二P型场效应管Q2的漏极以及第二N型场效应管Q4的漏极相连；
第一P型场效应管Q1的栅极与第一PNP型三极管Q5的集电极以及第三电阻R3 的第一端相连，第三电阻R3的第二端与第一直流电源VCC的负端相连，第一P型场效应管Q1的源极与第二P型场效应管Q2的源极相连，连接点为电源端电压Vout的输出端；
第二P型场效应管Q2的栅极与第二PNP型三极管Q6的集电极以及第四电阻R4 的第一端相连，第四电阻R4的第二端与第二直流电源VCC的负端相连；
第一PNP型三极管Q5的发射极与第一直流电源VCC的正端相连，第一PNP型三极管Q5的基极为控制电路的第一控制输入端；
第二PNP型三极管Q6的发射极与第二直流电源VCC的正端相连，第二PNP型三极管Q6的基极为控制电路的第二控制输入端；
第一N型场效应管Q3的栅极为控制电路的第二控制输入端，第一N型场效应管 Q3的源极与第二N型场效应管Q4的源极相连，连接点接地；第二N型场效应管Q4 的栅极为控制电路的第一控制输入端。
优选地，所述电源端电压Vout的范围为0.1-5v。
优选地，所述第一直流电源VCC和第二直流电源VCC的数值为5v。
由以上技术方案可知，本实用新型通过在两个P型场效应管上加入两个PNP，控制场效应管栅极与源极之间的电压维持在较高的数值，使得电源端电压Vout的数值具有较大的范围，允许小电压的导通，从而给负载端一个较小的电压。
附图说明
图1为现有技术方案一的电路拓扑图；
图2为现有技术方案二的电路拓扑图；
图3为本实用新型的电路拓扑结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明，在详细说明本实用新型各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
如图3所示，所述电路包括负载、第一P型场效应管Q1、第二P型场效应管Q2、第一N型场效应管Q3、第二N型场效应管Q4、第一PNP型三极管Q5以及第二PNP 型三极管Q6，其中Q1、Q2、Q3和Q4组成一个H桥电路，所述第一PNP型三极管Q5 和第二PNP型三极管Q6分别与两个P型场效应管相连。
所述负载的第一端与第一P型场效应管Q1的漏极以及第一N型场效应管Q3的漏极相连，负载的第二端与第二P型场效应管Q2的漏极以及第二N型场效应管Q4 的漏极相连。
第一P型场效应管Q1的栅极与第一PNP型三极管Q5的集电极以及第三电阻R3 的第一端相连，第三电阻R3的第二端与第一直流电源VCC的负端相连，第一P型场效应管Q1的源极与第二P型场效应管Q2的源极相连，连接点为电源端电压Vout的输出端。第二P型场效应管Q2的栅极与第二PNP型三极管Q6的集电极以及第四电阻R4的第一端相连，第四电阻R4的第二端与第二直流电源VCC的负端相连。
第一PNP型三极管Q5的发射极与第一直流电源VCC的正端相连，第一PNP型三极管Q5的基极为控制电路的第一控制输入端，本实施例中采用控制臂1，并连接有第一电阻R1。第二PNP型三极管Q6的发射极与第二直流电源VCC的正端相连，第二PNP型三极管Q6的基极为所述控制电路的第二控制输入端，本实施例中采用控制臂2，并连接有第二电阻R2。
第一N型场效应管Q3的栅极为所述直流电机控制电路的第二控制输入端，本实施例中采用控制臂2，并连接有第五电阻R5。第一N型场效应管Q3的源极与第二N 型场效应管Q4的源极相连，连接点接地；第二N型场效应管Q4的栅极为所述控制电路的第一控制输入端，本实施例中采用控制臂1，并连接有第六电阻R6。
所述第一直流电源VCC和第二直流电源VCC的数值为5v。
本实用新型可以用于变色控制器中，对变色玻璃进行变色控制，因变色玻璃的特性需求，H桥的电源端电压范围为0-3v，本实施例中，所述电源端电压Vout的范围为0.1-5v，满足要求，解决了H桥电路无法导通小电压的问题。当第一控制输入端输入为高电平(5v)时，Q4导通，Q1的Vgs＝-5v-Vout＝-(5v+Vout)，所以即使 Vout为0时，Vgs也能使得Q1导通，Vout通过Q1和Q4给负载供电。同样当第二控制输入端为高电平时Q2和Q3同时导通，Vout通过Q2和Q3给负载供电。
以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于低压H桥的控制电路，其特征在于，包括负载、第一P型场效应管Q1、第二P型场效应管Q2、第一N型场效应管Q3、第二N型场效应管Q4、第一PNP型三极管Q5以及第二PNP型三极管Q6；
负载的第一端与第一P型场效应管Q1的漏极以及第一N型场效应管Q3的漏极相连，负载的第二端与第二P型场效应管Q2的漏极以及第二N型场效应管Q4的漏极相连；
第一P型场效应管Q1的栅极与第一PNP型三极管Q5的集电极以及第三电阻R3的第一端相连，第三电阻R3的第二端与第一直流电源VCC的负端相连，第一P型场效应管Q1的源极与第二P型场效应管Q2的源极相连，连接点为电源端电压Vout的输出端；
第二P型场效应管Q2的栅极与第二PNP型三极管Q6的集电极以及第四电阻R4的第一端相连，第四电阻R4的第二端与第二直流电源VCC的负端相连；
第一PNP型三极管Q5的发射极与第一直流电源VCC的正端相连，第一PNP型三极管Q5的基极为控制电路的第一控制输入端；
第二PNP型三极管Q6的发射极与第二直流电源VCC的正端相连，第二PNP型三极管Q6的基极为控制电路的第二控制输入端；
第一N型场效应管Q3的栅极为控制电路的第二控制输入端，第一N型场效应管Q3的源极与第二N型场效应管Q4的源极相连，连接点接地；第二N型场效应管Q4的栅极为控制电路的第一控制输入端。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电源端电压Vout的范围为0.1-5v。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一直流电源VCC和第二直流电源VCC的数值为5v。
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| CN201820743891.3U CN208299688U (zh) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | 基于低压h桥的控制电路 |
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| CN108599558A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-09-28 | 合肥威迪变色玻璃有限公司 | 基于低压h桥的控制电路 |
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