【導讀】H橋是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的電路，通常它會(huì )包含四個(gè)獨立控制的開(kāi)關(guān)元器件（例如MOS-FET）,它們通常用于驅動(dòng)電流較大的負載，比如電機，至于為什么要叫H橋（H-Bridge），因為長(cháng)得比較像字母H，具體如下圖所示；
什么是H橋？
H橋是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的電路，通常它會(huì )包含四個(gè)獨立控制的開(kāi)關(guān)元器件（例如MOS-FET）,它們通常用于驅動(dòng)電流較大的負載，比如電機，至于為什么要叫H橋（H-Bridge），因為長(cháng)得比較像字母H，具體如下圖所示；
這里有四個(gè)開(kāi)關(guān)元器件Q1，Q2，Q3，Q4，另外還有一個(gè)直流電機M，D1，D2，D3，D4是MOS-FET的續流二極管；
開(kāi)關(guān)狀態(tài)
下面以控制一個(gè)直流電機為例，對H橋的幾種開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，其中正轉和反轉是人為規定的方向，實(shí)際工程中按照實(shí)際情況進(jìn)行劃分即可；
正轉
通常H橋用來(lái)驅動(dòng)感性負載，這里我們來(lái)驅動(dòng)一個(gè)直流電機；
● 打開(kāi)Q1和Q4；
● 關(guān)閉Q2和Q3；
此時(shí)假設電機正轉，這電流依次經(jīng)過(guò)Q1，M，Q4，在圖中使用黃色線(xiàn)段進(jìn)行標注，具體如下圖所示；
正轉
反轉
另外一種狀態(tài)則是電機反轉；此時(shí)四個(gè)開(kāi)關(guān)元器件的狀態(tài)如下；
● 關(guān)閉Q1和Q4；
● 打開(kāi)Q2和Q3；
此時(shí)電機反轉（與前面介紹的情況相反），這電流依次經(jīng)過(guò)Q2，M，Q3，在圖中使用黃色線(xiàn)段進(jìn)行標注，具體如下圖所示；
反轉
調速
如果要對直流電機調速，其中的一種方案就是；
● 關(guān)閉Q2，Q3；
● 打開(kāi)Q1，Q4上給它輸入50%占空比的PWM波形，這樣就達到了降低轉速的效果，如果需要增加轉速，則將輸入PWM的占空比設置為100%；
具體如下所示；
停止狀態(tài)
這里以電機從正轉切換到停止狀態(tài)為例；
● 正轉情況下；Q1和Q4是打開(kāi)狀態(tài)；
● 這時(shí)候如果關(guān)閉Q1和Q4，直流電機內部可以等效成電感，也就是感性負載，電流不會(huì )突變，那么電流將繼續保持原來(lái)的方向進(jìn)行流動(dòng)，這時(shí)候我們希望電機里的電流可以快速衰減；
這里有兩種辦法：
第一種：關(guān)閉Q1和Q4，這時(shí)候電流仍然會(huì )通過(guò)反向續流二極管進(jìn)行流動(dòng)，此時(shí)短暫打開(kāi)Q1和Q3從而達到快速衰減電流的目的；
第二種：準備停止的時(shí)候，關(guān)閉Q1，打開(kāi)Q2，這時(shí)候電流并不會(huì )衰減地很快，電流循環(huán)在Q2，M，Q4之間流動(dòng)，通過(guò)MOS-FET的內阻將電能消耗掉；
應用
實(shí)際使用的時(shí)候，用分立元件制作H橋是很麻煩的，市面上已經(jīng)有很多比較常用的IC方案，比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。接上電源、電機，通過(guò)輸入控制信號就可以驅動(dòng)電機了；
下面是某寶上的L298N模塊，比較常見(jiàn)，對于新手玩家非常友好，接線(xiàn)也十分簡(jiǎn)單；
L298N模塊
這個(gè)模塊有一個(gè)板載5V穩壓器，該穩壓器可使用跳線(xiàn)的方式進(jìn)行使能。
如果電機電源電壓高達12V，我們可以啟用5V穩壓器，并且5V引腳可以用作輸出，例如給Arduino板供電。
但是，如果電動(dòng)機電壓大于12V，則必須斷開(kāi)跳線(xiàn)，因為這些電壓會(huì )損壞板載5V穩壓器。
在這種情況下，5V引腳將用作輸入，因為我們需要將其連接到5V電源，以使IC正常工作。
我們在這里可以注意到，該IC的電壓降約為2V。因此，如果使用12V電源，則電動(dòng)機端子上的電壓約為10V，這意味著(zhù)我們將無(wú)法從12V直流電動(dòng)機中獲得最大速度。
這里使用Arduino為例，這是網(wǎng)上找的一個(gè)Demo整體的框架如下圖所示；
架構
#define enA 9
#define in1 6
#define in2 7
#define button 4
int rotDirection = 0;
int pressed = false;
void setup() {
pinMode(enA, OUTPUT);
pinMode(in1, OUTPUT);
pinMode(in2, OUTPUT);
pinMode(button, INPUT);
// Set initial rotation direction
digitalWrite(in1, LOW);
digitalWrite(in2, HIGH);
}
void loop() {
// Read potentiometer value
int potValue = analogRead(A0);
// Map the potentiometer value from 0 to 255
int pwmOutput = map(potValue, 0, 1023, 0 , 255);
// Send PWM signal to L298N Enable pin
analogWrite(enA, pwmOutput);
// Read button - Debounce
if (digitalRead(button) == true) {
pressed = !pressed;
}
while (digitalRead(button) == true);
delay(20);
// If button is pressed - change rotation direction
if (pressed == true & rotDirection == 0) {
digitalWrite(in1, HIGH);
digitalWrite(in2, LOW);
rotDirection = 1;
delay(20);
}
// If button is pressed - change rotation direction
if (pressed == false & rotDirection == 1) {
digitalWrite(in1, LOW);
digitalWrite(in2, HIGH);
rotDirection = 0;
delay(20);
}
}
簡(jiǎn)單描述一下：首先我們需要定義程序所需的引腳和變量。
在setup()中，我們需要設置引腳模式和電機的初始旋轉方向。
在loop()中，我們先讀取電位器值，然后將從中獲得的值從0到1023變化，線(xiàn)性映射到PWM信號的0到255的值，將其從0到100％的占空比。
然后使用analogWrite()函數將PWM信號發(fā)送到L298N板的Enable引腳，該引腳實(shí)際上驅動(dòng)電動(dòng)機。
接下來(lái)，我們檢查是否按下了按鈕，如果是的話(huà)，我們將輸入1和輸入2的狀態(tài)反置，從而改變電動(dòng)機的旋轉方向。該按鈕將用作切換按鈕，每次按下該按鈕都會(huì )改變電動(dòng)機的旋轉方向。
某寶上這種小車(chē)很多，如下圖所示；主控可以換成51單片機或者STM32，當然Arduino也沒(méi)問(wèn)題，使用L298N就可以快速搭建一個(gè)小車(chē)了；
某寶的小車(chē)
總結
本文簡(jiǎn)單介紹了H橋的原理，并以直流電機為例簡(jiǎn)單介紹了驅動(dòng)的狀態(tài)，整體比較簡(jiǎn)單，適合新手玩家，最后給出了基于A(yíng)rduino和L298N的驅動(dòng)示例，僅供參考。
以下文章來(lái)源于小麥大叔 ，作者菜刀和小麥
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