Bauplan Schaltplan Quellcode Diskrete H Brücke

Diskrete H-Brücke für kleine Ströme
Brückenschaltungen sind eine wichtige Schaltungsart, die besonders immer dann zum Einsatz kommt, wenn ein Verbraucher mit wechselnder Polarität versorgt werden muss. Häufig handelt es sich dann bei dem Verbraucher um einen Motor oder einen Transformator, zum Beispiel in einem Wechslerichter. Dabei ist die Brückenschaltung in der Regel aus zwei identischen Teilbrücken aufgebaut, welche gegenphasig angesteuert werden. Optisch sieht das ganze ein wenig wie der Buchstabe H aus, weswegen man diese Topologie dann auch H Brücke nennt.

Für genau diesen Zweck gibt es eine ganze Menge an fertigen, integrierten Bausteinen, Schaltströme bis zu mehreren Ampere sind hier durchaus nicht unüblich. Mit entsprechend dimensionierten externen Leistungstransistoren sind aber auch Leistungen im Kilowatt Bereich zu erzielen.

Einige Grössenordnungen darunter ist hingegen diese kleine Schaltung angesiedelt, eine diskret aufgebaute H Brücke mit Standard Transistoren. Jeweils ein BC639/640 Komplementärpärchen bildet dabei einen Brückenzweig, die Basiswiderstände der oberen PNP Schalttransistoren sind dabei mit den Kollektoren der gegenüberliegenden unteren Transistoren verbunden, wodurch die Transistoren automatisch kreuzweise durchgesteuert werden, dies verringert den Schaltungsaufwand, allerdings ist bei dieser Konfiguration kein Bremsbetrieb möglich, da die beiden Zweige nur wechselseitig angesteuert werden dürfen.


Der Schaltplan.

Die Vorwiderstände für die unteren Transistoren (1kOhm) sind für eine Ansteuerung der Brücke durch einen Mikrocontroller mit 5V dimensioniert, ich habe einen Basisstrom von 5mA gemessen, was bei meinen Transistoren ausreichte, um sie gut durchzusteuern,

Die Vorwiderstände für die oberen beiden Transistoren müssen für die verwendete Brückenspannung angepasst werden, ich habe hier 2.7 KOhm verwendet, was bei 12 Volt Brückenspannung ebenfalls etwa 5mA Basisstrom bedeutet.

Am Ausgang der Platine befinden sich 4 Freilaufdioden, damit können auch induktive Lasten geschaltet werden.


Kleine Platine für Experimente mit Brückenschaltung.

Mit den verwendeten Transistoren sind Ströme von etwa 200mA bis 300mA im Dauerbetrieb möglich, als kleine Anwendung dient zum Beispiel die hier vorgestellte Wechselrichter Software für einen Atmel Tiny 13.

Diese Platine ist gut geeignet für kleine Experimente zur Brückenschaltung. Die verwendeten Bauteile sind sehr preiswert, und im Fehlerfall kann man schnell mal einen Transistor auswechseln, was bei einem integriertem Brückenschaltkreis natürlich nicht möglich ist.

Mögliche weitere Anwendungen sind zum Beispiel ein Treiber für kleine Motoren, oder als Treiber für eine Piezo Alarmsirene.

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