Mạch cầu H không chỉ giữ vai trò quan trọng trong thiết kế mạch điện tử mà còn mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như ô tô tự lái và công nghiệp robot. Với nguyên lý hoạt động thông minh và khả năng linh hoạt cao, mạch cầu H đã trở thành một chủ đề thu hút sự quan tâm trong nghiên cứu và phát triển công nghệ. Bài viết này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mạch cầu H và nguyên lý hoạt động của nó.

Mạch cầu H là gì?

Mạch cầu H (hay còn gọi là mạch H-Bridge) là một loại mạch điện được thiết kế để điều khiển chiều quay của động cơ DC. Mạch này sử dụng bốn công tắc (thường là transistor hoặc MOSFET) sắp xếp theo hình chữ H, với động cơ nằm ở giữa.

Mạch cầu H cho phép điều khiển động cơ quay theo cả hai chiều (tiến và lùi) và điều chỉnh tốc độ quay thông qua việc điều khiển điện áp hoặc xung PWM (Pulse Width Modulation).

Các thành phần chính của mạch cầu H bao gồm:

• Bốn công tắc (Q1, Q2, Q3, Q4): Thường là các transistor, MOSFET hoặc rơ-le, có nhiệm vụ điều khiển dòng điện qua tải.
• Tải: Được nối giữa hai nhánh của cầu, thường là động cơ DC.
• Nguồn cấp điện: Cung cấp năng lượng cho mạch và tải.

Nguyên lý hoạt động:

• Khi đóng Q1 và Q4, dòng điện chạy từ nguồn qua Q1 → tải → Q4 → về nguồn, làm động cơ quay theo một chiều.
• Khi đóng Q2 và Q3, dòng điện sẽ chạy theo chiều ngược lại từ Q2 → tải → Q3 → về nguồn, làm động cơ quay theo chiều ngược lại.

Với khả năng điều khiển các công tắc, mạch cầu H có thể:

• Điều khiển chiều quay của động cơ.
• Điều chỉnh tốc độ quay (khi kết hợp với kỹ thuật điều chế độ rộng xung PWM).

Ứng dụng của mạch cầu H

Mạch cầu H có nhiều ứng dụng, bao gồm:

• Điều khiển chiều quay động cơ DC: Đảo chiều quay động cơ theo yêu cầu.
• Điều khiển tốc độ động cơ (PWM): Điều chỉnh tốc độ động cơ linh hoạt.
• Robot: Điều khiển động cơ trong robot để di chuyển và thực hiện các thao tác.
• Thiết bị điện tử: Sử dụng trong các thiết bị như quạt, bơm, thang máy.
• Xe điện và xe tự lái: Điều khiển động cơ trong các phương tiện này.
• Điều khiển mô-men xoắn: Điều chỉnh mô-men xoắn của động cơ.
• Hệ thống servo: Kiểm soát vị trí và tốc độ trong các hệ thống chuyển động chính xác.

Mạch cầu H giúp điều khiển động cơ một cách hiệu quả và linh hoạt trong nhiều ứng dụng.

Top 3 mạch cầu H được bán chạy nhất

1. L298N Mạch Cầu H 2A Đỏ

L298N Mạch Cầu H 2A Đỏ là một trình điều khiển động cơ công suất cao hoàn hảo để điều khiển Động cơ DC và Động cơ bước. Nó sử dụng IC điều khiển động cơ L298 phổ biến và có bộ điều chỉnh 5V tích hợp mà nó có thể cung cấp cho mạch bên ngoài. Nó có thể điều khiển tối đa 4 động cơ DC hoặc 2 động cơ DC với điều khiển hướng và tốc độ.

Trình điều khiển động cơ này hoàn hảo cho các dự án robot và cơ điện tử và hoàn hảo để điều khiển động cơ từ vi điều khiển, công tắc, rơ le, v.v. Hoàn hảo để điều khiển Động cơ DC và Động cơ bước cho chuột vi mô, robot theo dòng, cánh tay robot, v.v

Thông số kỹ thuật:

• Chip điều khiển chính: L298N
• Điện áp logic: 5 VDC
• Nguồn: 5~35 VDC
• Dòng logic: 0~36 mA
• Dòng điều khiển: 2A (MAX 1 cầu H duy nhất)
• Nhiệt độ bảo quản: -20℃ đến +135℃
• Công suất tối đa: 25W
• Kích thước: 43 x 43 x 27mm

2. XY-160D L298 Mạch Cầu H Điều Khiển 2 Động Cơ 7A

XY-160D L298 là một mạch cầu H được sử dụng để điều khiển 2 động cơ DC với công suất tối đa 160W mỗi động cơ (nếu chạy liên tục thì nên giới hạn ở mức 70% công suất tối đa theo thông số của nhà sản xuất). Mạch được thiết kế chuẩn công nghiệp, sử dụng IC Driver bằng Mosfet hiệu suất cao, tích hợp Opto cách ly và thiết kế chống nhiễu.

Thông số kỹ thuật:

• Model: XY-160D
• Điện áp vào: 7-24V (giới hạn 6.5V-27V)
• Dải tần số PWM: 0-10KHZ
• Nhiệt độ làm việc: -25 đến 80°C

3. MKS H3615NS Mạch Cầu H 36V 15A 540W

MKS H3615NS Mạch Cầu H 36V 15A 540W là một mạch cầu H dùng để điều khiển động cơ một chiều (DC motor) hoặc các thiết bị tải khác với công suất vừa phải. Đây là loại mạch điện tử chuyên dụng trong các ứng dụng yêu cầu điều khiển động cơ với khả năng thay đổi chiều quay và tốc độ.

Thông số kỹ thuật:

• Điện áp đầu vào: DC 9 - 36 V
• Dòng ra tối đa liên tục: 12A (không có tản nhiệt), 15A (tản nhiệt đơn giản), 20A (tản nhiệt lớn)
• Điện áp đầu ra: 12V 180W, 24V 360W, 36V 540W
• Dòng tối đa: 110A
• Đầu ra tối đa với điện áp 5V: 500mA
• Tín hiệu điều khiển mức cao: 2.0 - 5.0 V
• Tín hiệu điều khiển mức thấp: 0 -0.8V
• Tín hiệu điều khiển liên tục: 50uA
• Xung PWM: 0.1% - 100%
• Tần số xung PWM ngõ vào: 0 - 100KHz
• Nhiệt độ hoạt động: - 25oC ~ 85 độ C
• Kích thước: 55 x 55 x 16 mm