用一个H桥驱动电路来驱动负载，三级管发热问题

Question

用一个H桥驱动电路来驱动负载，使负载通以交流信号，负载阻值在5欧姆左右，如上图电路，PWM1和PWM2由单片机来驱动，现在遇到的问题是，当Q1和Q2一个给低电平，一个给高电平时，电路工作了一小会，9013两个三极管明显发烫，不确定是哪个一个，想请教下究竟是哪里出了问题

Answer 1

请试用下面的电路，这样H桥中的三极管导通比较彻底。

追问

这跟我上面的电路有区别吗，Q2,Q3,Q1,Q4中PNP在上或在下对电路有影响吗

追答

有区别的，这个电路使H桥上的4个三极管的偏置电阻，即Q5，Q6是没有通过负载电阻，可以使H臂上的晶体管导通更彻底。完整的电路请见下图：

 

当PWM2为高电平，PWM1为低电平时，电路可以简化如下：

H桥中Q2的基极电流由Q5饱和串联R4提供，Q4的基极电流由R2提供，三极管饱和压降仅0.1-0.3V. 因此R2与R4上的压降=5V-0.7V=4.3V,这两个电阻是1K,可产生的基极电流=4.3mA.

此时H桥可通过电流达430mA（假设β=100).

而前一种电路在同样的状态可简化成如下：

因Q4接在负载之上，R2两端的压降就很小，Q4的发射极与电源正仅0.3V压差，无法使Q4的基极与发射极之间，获得0.7V的电压差，所以就无法使Q4彻底饱和。

同样Q2也是接在负载之下，Q2的发射极与地仅0.3V压差，Q5再导通，也无法使Q2极与发射极之间，获得0.7V的电压差，所以就无法使Q2彻底导通。

这就是两个电路的区别。

    总之：要使三极管导通，基、射级间，必须有足够的电压差。



Answer 2

三极管在大电流工作时发热是正常的，如果是异常发热，那一般是由以下原因引起的。
1、散热器安装不当或偏小。导致热阻太大（如果是原设备散热器，一般不存在这个问题）
2、三极管最大集电极电流偏小。
3、三极管放大倍数偏小或基极电流偏小，此时三极管进入放大区，发热严重
4、负载有损坏，导致电流过大

Answer 3

如果VCC=5--10V，则Q1、Q2的集电极电流最大约5-10mA，取放大倍数=10，则基极电流小于1mA，显然你的基极电阻过小了，基极电流过大引起发热。换个2kΩ以上的试试

追问

我用的VCC是5V的，按你的意思，则基极电流应小于0.5mA，我把基极电阻改成4.7K，发热状况减少了一点，但是过一小会后还是感觉有明显的发烫，请问这是正常的吗？如果我再把基极电阻增大的话，会不会有用呢?但要使三极管工作在饱和状态，这个电阻也不能太大吧，我在想如果基极电流小于0.5mA的话管子还工作在饱和状态吗?

追答

可否能用示波器观察Q1、Q2工作时，集电极、基极的高低电压值。
这个测量也可让你了解基极电阻取多大时仍然保证三极管处于饱和状态。

追问

问题还是没解决，换成贴片封装的三极管，还会把元件烧坏了，更纠结的是，给PWM1高电平时，本来预想Q1应该导通，Q1的集电极应该为低电平，问题是测得还是高电平~所以很纠结，不知电路究竟是哪出了问题？求赐教~

追答

先将PWM1和PWM2与单片机断开，然后将PWM1、PWM2分别接到VCC及地（顺便问马达旋转正常吗），测量Q1、Q2集电极、基极的电压值，还要观察Q1、Q2哪一个发热，是在什么状态下的。

追问

这样测试，发现PWM1如果给高电平时，如果先与Q13断开的话，Q1能正常导通，集电极电压也为低，发现就是接上Q13后，Q1就会发烫，而且集电极电压也变为高了，这是为什么呢？

Answer 4

发烫是很正常的，电流比较大的时候是会发烫的，一般带电机不用9012和13的，用功率管，驱动比较大