قيادة محركات التيار المستمر DC باستخدام H-BRIDGE

1

 

قيادة محركات ال DC

 

هذا الموضوع هو عن ما يسمى بال H-bridge ، و هي دارة تستخدم لقيادة محركات ال DC بانواعها (عدا ال brush-less) ، حيث ساشرح كيفية التحكم باي محرك باستخدام اي دارة منطقية او اي متحكم دقيق (microcontroller) .

 

بدون مقدمات لننظر الى الصورة اعلاه ، و لنفرض الخط العلوي هو نقطة الجهد الموجبة (ليكن 12 فولت) وليكن الخط الاسفل هو نقطة الجهد السالبة ، ماذا سيحدث لو اغلقنا المفاتيح S1 S4 معا في نفس الوقت ؟؟! بالطبع سيتم تزويد الجهة اليسرى للمحرك بجهد موجب و اليمنى بجهد سالب و لنفرض انه بهذا التزويد بدأ الدوران بعكس عقارب الساعة ، اظنكم قد التقتم المبدأ ، الان ماذا لو قمنا باغلاق كل من المفتاحين S2 و S3 ؟؟ بالطبع سيدور المحرك بالاتجاه المعاكس

 

ليس من المعقول الاّن وضع كبسات او قواطع بهذا الشكل ، فالطريقة ستصبح غير عملية !!

 

لنستبد الان كل switch في الصورة بترانزييستور من نوع BJT، بحيث نفتح القناة بين كل من ال Emitter و ال collector بادخال تيار بسيط في ال base ، ماذا سيحدث الان اذا قمنا بتغذية كل من ال bases ل S1 و S4 بجهد 5 فولت ستفتح قنوات كل من الترانزيستورات المركبة في اماكنهما و يبدأ المحرك بالدوران في اول اتجاه ، و بالطبع بعكس عملية التزويد الى S2 , S3 سيدور المحرك بالعكس ، وهذا هو مبدأ عمل هذه الدارة .

 

عملياً تصمم هذه الدارة باستخدام ترانزيستورات من نوع FET او MOSFET لانها تتحمل جهود عالية مقارنة بال BJT و الضياعات الكهربائية فيها هي اقل بكثيير من ال BJT , ويعتمد ذلك بالطبع على حجم الماتور الذي تريد قيادته ، فمن غير المعقول مثلا استخدام ترانزيستورات غالية الثمن في قيادة العاب الاطفال

 

توضع احيانا بعض دوائر الحماية ، اما للوقاية من ال short circuits او لان محث المحرك يخزن بعض الطاقة الكهربائية اللتي يمكنها حرق دارات اي متحكم دقيق عند تفريغها عند توقف المحرك.

اخيرا ناتي للسوق ، ففي السوق يوجد بعض التصاميم و ال IC’s الجاهزة ، فمن اكثر ال IC’s انتشاراً في السوق L293B و تتحمل هذه الدارة حتى 600 ميلي امبير لكل محرك موصول ، نعم اقول لكل محرك لانها تسمى dual H brigde لانه يمكن تركيب محركين مستقلين على كلا طرفيها ، تتحمل هذه الدارة المتكاملة 36 Volt و يبلغ سعرها 2.5 دولار

 

توجد ايضا L293D و هي شبيهة بالسابقة الا انها غير محمية ضد التيارات الراجعة و تتحمل حتى 1 امبير ، سعرها في السوق 3 دولار

 

يبقى L298N و تباع على بورد مصمم مع دارات حماية و دارات عزل عن المتحكم احياناً ، تتحمل حتى 2 امبير محرك ! و اتمنى ان تبحثوا عن اعلى قيمة للجهد يمكن لهذه الدائرة تحمله

هذا الجزء الأول من الموضوع و يتبع لاحقاً طيفية التحكم في السرعة بضياعات كهربائية قليلة جدأً

 

يرجى تصفح الصور اقرأوا رقم ال IC

2

3 4

L298N يرجى الاطلاع عليها لضرورة التخيل و الفهم ، القطعة السوداء الكبيرة على ظهر ال IC هي Heatsink لتبريد ال IC

زيد حيمور كلية الهندسة التكنولوجية – البوليتكنك