Двигатель постоянного тока - Транзистор / МОП-транзистор - Конструкция

Схема, которую вы получили из видео, неполная - она ​​не показывает, как управлять транзисторами. Ваше предположение, что их можно включить, просто подав напряжение, неверно.

Биполярные транзисторы предназначены для усиления тока (небольшой ток, протекающий от базы к эмиттеру, контролирует гораздо больший ток, протекающий от коллектора к эмиттеру). Переход база-эмиттер ведет себя как диод с падением прямого напряжения около 0,6–0,8 В в диапазоне рабочего тока транзистора. Это падение напряжения сильно зависит от температуры, поэтому его нельзя использовать для точного управления базовым током.

В вашей схеме эмиттер Q2/Q4 подключен к земле, поэтому его база не может превышать 0,8 В (если вам удастся поднять ее намного выше, то база будет потреблять слишком много тока и взорвется!). Вы используете то же напряжение для включения Q3/Q1, которое также падает на 0,6–0,8 В от базы к эмиттеру, поэтому результирующее напряжение на двигателе будет практически нулевым.

Эти проблемы можно устранить, добавив резисторы последовательно с базами Q2 и Q4, ограничив ток базы до безопасного значения и увеличив управляющее напряжение, подаваемое на Q1/Q3.

Незначительная проблема с обеими схемами заключается в том, что падение напряжения база-эмиттер в Q1/Q3 увеличивает потери мощности в этих транзисторах и снижает напряжение, доступное для двигателя. В устройстве малой мощности эти потери могут быть приемлемыми, но их можно легко устранить, используя PNP-транзисторы (включаемые тем же базовым током, что и Q4/Q2).

В этой дополнительной конфигурации переключатель можно заменить другим транзистором, который включается при более низком напряжении (в то время как при использовании NPN-транзисторов требуется полное напряжение питания двигателя). Схема ниже показывает, как это сделать с помощью переключателя или транзистора.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Эта базовая мостовая схема функциональна, но не полностью безопасна. Вы никогда не должны включать оба направления одновременно, так как это приведет к тому, что ток пойдет в обход двигателя и пройдет прямо через транзисторы. Для предотвращения этого следует использовать какую-либо защитную блокировку (например, тумблер, логическую функцию).

Электродвигатели постоянного тока часто имеют высокую индуктивность, которая вызывает скачки напряжения при выключении двигателя. Чтобы защитить транзисторы, вы должны установить диод с обратным смещением на каждом переходе коллектор / эмиттер (MOSFET не нуждаются в этом, потому что у них уже есть внутренний диод).