Hôm nay nói đôi chút, có vẻ hơi thừa về mạch cầu H dùng để đảo chiều động cơ. Ai cũng biết rằng, nếu như dùng một cái bình acquy, lấy dây (+) và dây (-) nối vào hai đầu động cơ, thì động cơ sẽ chạy, nếu đảo (+) thành (-) và ngược lại, thì động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại.
Vấn đề là, trong một mạch điện tử, thì người ta không thể nào gỡ hai sợi dây ra và đấu ngược lại để đảo chiều được, cho nên, người ta nghĩ ra giải pháp như sau:
Làm như vậy, chỉ cần đóng mở các khóa, thành từng cặp, như hình sau, thì có thể đảo chiều của (+) và (-) (Nguồn và mass.)
Nếu đóng cặp khoá như hình trên, dòng điện sẽ chạy từ trái sang phải của động cơ, và nếu mở cặp này ra, và đóng cặp còn lại, thì dòng điện sẽ chạy từ phải sang trái. Như vậy có nghĩa là chúng ta đã đảo chiều được cho động cơ.
Như vậy, nguyên tắc của mạch cầu H không có gì quá phức tạp. Vấn đề phức tạp ở chỗ, chính là các cái khoá đó. Chúng ta tạm coi, các cái khoá là như nhau, việc đóng mở và nguyên lý hoạt động của mỗi khoá là giống nhau, chúng ta sẽ chỉ quan tâm vấn đề của một cái khoá thôi.
Hãy hình dung lại một lần nữa, một cái khoá, nếu như dùng tay người đóng thì đơn giản, nhưng vấn đề là, đây là một cái khoá điện tử.
Nếu một cái khoá cơ, thì chúng ta thấy rằng, sợi dây đồng, dây chì, hoặc vật liệu làm cái khoá, có thể vô tư chịu được dòng điện chạy qua mạch và qua động cơ. Nhưng với một cái khoá điện tử, làm sao đảm bảo đựơc dòng điện chạy qua cái khoá đó.
Dòng điện chạy qua khoá, chính là dòng điện chạy qua động cơ. Cho nên, nếu động cơ có dòng càng lớn, thì tất nhiên cái khoá phải càng "to". Cái khoá to ở đây, có nghĩa là phải đảm bảo dòng đi qua khoá càng lớn.
Ví dụ đây là một giải pháp??
Điểm thử hai, đó là nếu chúng ta có một cái khoá cơ, chúng ta cầm tay đóng ngắt thì đơn giản, nhưng mà bây giờ chúng ta đang muốn dùng một con PIC để đóng ngắt. Điện áp ra từ PIC chỉ có 5V, và dòng chỉ có 20mA. Như vậy, cái khoá điện tử này phải được kích đóng mở bằng điện áp 5V và dòng 20mA.
Sau đó người ta thử khoá điện tử??
Điểm thứ ba, chúng ta thấy rằng, chúng ta yêu cầu một tốc độ đóng mở cao vì chúng ta điều động xung pwm ở tốc độ cao. Cho nên cái công tắc điện tử này phải có khả năng đóng mở thật nhanh và khả năng truyền điện lý tưởng giống như cái khóa cơ. Các bạn thấy rằng, cái khoá cơ, chỉ có đóng hoặc mở. Như vậy, nếu vẽ xung ra, thì cái khoá cơ khi đóng hoặc mở nó sẽ là một cái xung vuông vức. Nhưng mà, cái khoá điện tử, khi nó được kích đóng rồi, nó vẫn còn phải co giai đoạn quá độ để ổn định, và độ ổn định của nó ra sao?
Và ví như ở đây, ngừơi ta thấy do đặc điểm của điện áp, nếu như trong chương trình điều khiển, chúng ta ra lệnh cùng lúc bật khoá trên bên trái, và tắt khoá dưới bên trái, trong khi khoá dưới bên trái đang bật. Như vậy, khi nó chưa kịp chuyển, giả sử khoá trên đóng, khoá dưới đóng (tức thời), trong cái đoạn tức thời đó, nó xảy ra hiện tượng ngắn mạch, và ngay lập tức, bùm!! Và giải pháp của người ta là thêm 4 con diode vào như sau.
Nói tóm lại, việc xây dựng cái mạch công suất điều khiển động cơ, hay nói nôm na là cái cầu H, chính là để làm 3 việc trên.
Còn đây, F giới thiệu một hình ảnh về một mạch cầu H trên mạng, cho mọi người tham khảo (chỉ cần dùng keyword: H bridge, các bạn có thể tìm thấy rất nhiều mạch cầu H mẫu). Các bạn có thể đưa ra đây cùng phân tích, và anh Nam sẽ giúp các bạn.
Các bạn lưu ý, đây là những điều rất cơ bản, nhằm giới thiệu về nguyên lý làm việc của mạch cầu H, và những vấn đề nền tảng, còn lại việc thiết kế, phát triển, xin nhường lại cho các bạn. Nếu bạn nào có điều kiện, hãy vác máy OSC ra đo thử và quan sát thử các tín hiệu khi đóng và mở, các bạn sẽ thấy nhiều vấn đề hay ho nữa từ việc thiết kế này.
Chúc vui