IR2103的H桥驱动电路

　　什么是H桥

　　H桥是一个典型的直流电机控制电路，因为它的电路形状酷似字母H，故得名与“H桥”。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠（注意：图中只是简略示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。

　　H桥工作原理

　　如上图所示单相桥式逆变电路工作原理开关T1、T4闭合，T2、T3断开：u0=Ud； 开关T1、T4断开，T2、T3闭合：u0=－ Ud; 当以频率fS交替切换开关T1、T4和 T2 、T3 时 ， 则 在 负载电 阻 R上 获 得交变电压波形（正负交替的方波），其周期 Ts=1/fS，这样，就将直流电压E变成了 交流电压uo。uo含有各次谐波，如果想 得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波 获得。

　　主电路开关T1~T4，它实际是各种半导体开关器件的 一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）。

　　在实际运用中，开关器件存在损耗：导通损耗（conduction losses） 和换相损耗（commutation losses） 和门极损耗（gate losses）。其中门极损耗极小可忽略不计，而导通损耗和换相损耗随着开关频率的增加而增加。

　　H桥的控制方式

　　H桥的控制主要分为近似方波控制和脉冲宽度调制（PWM）和级联多电平控制。

　　近似方波控制

　　即quasi-square-wave-control， 输出波形比正负交替方波多了一个零电平（3-level），谐波大为减少。

　　优点是开关频率较低，缺点是谐波成分高，需要滤波器的成本大。

　　脉冲宽度调制

　　即Pulse width modulation，分为单极性和双极性pwm. 随着开关频率的升高，输出电压电流波形趋于正弦，谐波成分减小，但是高开关频率带来一系列问题：开关损耗大，电机绝缘压力大，发热等等。

　　多电平

　　即multi-level inverter，采用级联H桥的方式，使得在同等开关频率下谐波失真降到最小，甚至不需要用滤波器，获得良好的近似正弦输出波形。

　　IR2103的H桥驱动电路