随心所欲的桥电路

随心所欲的电路

一、前言

前几天分析过来自于一个手抄本中的电路。并且利用 LTspice 仿真测试过它的基本功能。它端口输出电流的极性会随着外部电压的改变而变动。相当于一个整流桥的对偶电路。今天不再进行仿真，而是玩真的。利用一分钟制版方法制作测试电路。实际测量一下这个电路的基本功能。使用 DH1766 可编程直流电源的恒流模式给它输出50mA 的电流。

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二、电路的基本原理

先看一下这个电路，它具有两个相同的三极管半桥电路。从三极管基极输入信号，集电极输出反向信号。所以，每一个半桥相当于一个反相器。一个反向器的输出连接到另外反相器的输入，另外一个反相器的输出连接到第一个反相器的输入。所以，这就构成了 一个双稳态的电路。这两种稳定状态，分别对应两个反相器不同的输出电平。

假如一开始，电路输出短路在一起。半桥的上下三极管的基极之间会形成 一个偏置电流回路，这样就会使得两个三极管都导通。如果此时电路施加的是恒压工作电源，那问题就大了。这个电路就会流过很大的电流。但如果施加的是恒流电源，那么这个恒流电流就会分别流过这两个半桥。如果此时输出端口左右电压波动，比如左边电压上升，右边下降。经过两级电路的正反馈，电路就会稳定在左高右低的状态。

三、电路切换

在电路端口并联两个LED，它们的极性相反，所以，在电路任何一个稳定状态下，只有一个LED点亮。通过 50mA电流。下面使用一个充有直流电压的电容并联在二极管上，由于电容充有电压，所以当它的极性与当前发光二极管的极性相反的时候，会改变电路稳定的状态，从而使得LED 点亮状态发生切换。这个实验证明了，这个电路的确是一个双稳态电路。可以通过改变输出端口电压的极性来切换输出电流的极性。

这个电路的功能，就像这个笔记中描述的那样，作为充电电源的接口。无论外部电池的极性如何改变，这个电路总能够按照正确的输出电流的方向，给电池进行充电。这样就可以避免充电电池极性接反，使得充电变成了放电。

四、LC震荡

下面讨论一个有趣的问题，如果在这个电路的输出连接一个 LC 并联谐振电路，那么会出现什么情况。假如LC出现了谐振电流，开始给电容充电，使得电容上正下负。这个随心所欲的电路就会根据电压的方向，也给电容充电补充能量。反过来，当LC谐振电流反向之后，电容上的电压也反向，桥电路反过来也给电容反向充电。同样是给LC谐振回路补充能量。这样，LC谐振回路就会持续震荡下去。

下面将一个0.24mH 的电感和一个47nF电容并联之后，连续到电路的输出端口。利用示波器测量其中一个端口的电压。可以看到的确，LC谐振回路出现了震荡。震荡频率为 44.3kHz。大体符合LC谐振频率。

※ 总  结 ※

本文记录了这个随心所欲的桥电路，它可以用于充电接口电路。如果连接LC并联谐振电路，也会产生谐振电压。这个电路更多神奇的特性，今后再通过实验进行测试。

参考资料

[1]倒置的三极管放大电路: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135858370

[2]神奇的整流桥对偶电路: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135397917

[3]两张实用电路图: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135368859

[4]同学你好！欢迎来到我的书房 | 清华大学自动化系卓晴老师: https://www.bilibili.com/video/BV1H94y1g7k6/?vd_source=018fb56143bdd99e9082b03b2d65a531