一、H桥到底是什么电路？

简单来说，H桥就是一个简单的电路，包含4个开关元件，负载位于中心，呈H型。

H 桥电路可以切换附加负载的极性。H 桥最常见的用途是驱动直流电机，实现方向控制。具体的如下所示：

开关元件（Q1-Q4）通常都是双极性晶体管或者FET晶体管，在某些高压应用是IGBT。二级管（D1-D4）称为钳位二极管，通常是肖特基型。

桥的顶端连接到电源（电池）、底端接地。虽然有一些限制，但是通常4个开关元件可以独立打开和关闭。

负载在理论上说，可以替换，但是如果H桥带有2个有刷直流或者双极步进电机（步进电机每个电机需要两个H桥）负载，是比较普遍的应用。

这里主要是有刷直流电机驱动器的原理。

二、H桥电路详细讲解

H桥的基本工作模式相当简单：如果Q1和Q4导通，电机的左侧引线将连接到电源，而右侧引线接地，电流开始流过电机，电机正向通电，电机轴开始旋转。

如果 Q2 和 Q3 导通，则会发生反转，电机将反向通电，轴将开始向后旋转。

H桥电路工作原理

在桥接器中，不要同时导通 Q1 和 Q2（或 Q3 和 Q4），如果同时导通的话，就会在电源和GND之间创建了一个非常低电路路径，有效短路了电源，这种情况就被称为”击穿“，可能会损坏电路中的其他元件。

H桥工作原理

由于4种可能状态的限制，A侧开关可能只有3种状态：

同样对于B侧：

两侧结合起来，就是9种状态：

三、构建反激保护的完整H桥电路

1、反激二极管

驱动直流电机最重要的一点把它当作电感负载。一旦为电机供电，就会将能力犓在磁场中，一旦电机达到速度，存储的能量就会达到最大值。当电源被移除时，磁场会崩溃。要想保持电流量恒定，唯一的方法时增加电机端子上施加的电压。该电压可以时电路中使用的供电电压的许多倍。如果没有安全的方法在电路中消散，感应电压始终与施加电压的极性相反。

处理这种电压尖峰的最常见的方法是使用”反激二极管“。具体如下图，带反激二极管的单向电机示例。

当开关闭合时电机旋转，二极管变为反向偏置，电流流过它，当开关打开时，感应电压反转方向并可以流过现在正向偏置的二极管。如下图所示：

电感流通过反激二极管的路径。

2、H桥电路反激二极管

当使用H桥电路时，单个反激二极管是不够的。由于有多条电流路径，因此必须有4个二极管为感应电压提供路径。

下图，无论电机方向或者感应电压怎么样，始终有一条安全路径通过电源轨。

带反激二极管的 TC78H620 H 桥电路。

3、将2者结合在一起

上面处理了感性负载问题，电路的其余部分就比较简单了。对于下面这个电路，成为一个独立的电路板，使用全局标签将大部分网路从一个组件连接到另一个组件。

有一个小的去耦电容C1，将放置在PCB上靠近H桥的位置，还有一个可选大电解电容C2，有助于储存能量以供应给电机。

该电容还可以帮助消散一些通过二极管的反激电压。

关键词： H桥电路 电路设计 直流电机