Pont en H

Le pont en H est un circuit électronique qui permet de piloter une charge (un moteur) en faisant varier la puissance et la polarité. C'est le montage de base pour piloter un moteur dans les deux sens.

Théorie

Le schéma se base sur 4 interrupteurs commandable (bouton poussoir, relais ou transistors). En fonction des états des “interrupteurs”, la charge est non piloté, pilotée avec une tension positive, négative ou nulle.

Par convention, la borne + du moteur est fixée. Nous écrirons qu'il voit une tension positive si la tension entre sa borne + et - est positive. Nous écrirons qu'il voit une tension négative si la tension entre sa borne + et - est négative.

Commençons par ce qu'il ne faut pas faire. Si T1 et T2 sont passant en même temps, la source de tension est mise en court-circuit. Si cela arrive ayez la certitude qu'un composant sera endommagé. Dans le pire des cas, vote batterie peut prendre feu.

A ne pas faire !

Vous arrivez au même résultat si T3 et T4 sont passant en même temps.

En pilotant T1 et T4, la charge voit une tension positive.

Tension positive

En pilotant T3 et T2, la charge voit une tension négative. Un moteur tournera dans l'autre sens.

Enfin, en pilotant T1 et T3 (ou T2 et T4), le circuit force une tension nulle au borne de la charge.

Dans cette configuration, le courant peut circuler librement entre les deux bornes de la charge. Ceci permet de freiner le moteur.

Commande

La technologie utilisé pour les “interrupteurs” T1 à T4 ne permet pas une commande fine du courant qu'ils laissent passer. Pour faire varier la tension vue par le moteur, nous nous servons d'une propriété du moteur. Celui-ci, principalement constitué d'une bobine, a tendance à lisser le courant et à créer une forme d'inertie.

Les interrupteur T1 à T4 sont généralement capable de commuter très rapidement.

Nous utilisons alors un signal à modulation d'impulsion (MLI ou PWM en anglais). C'est un signal à fréquence fixe, mais dont le ratio temps haut/temps bas varie, laissant voir à la charge une tension moyenne qui varie dépendamment du ratio temps haut/temps bas. Voici un exemple de signal MLI/PWM, à 75%.

Pour d'autres exemple de signaux PWM, consultez notre page dédiée.

Les modules

Les modules sont des petites cartes conçues autour d'un composant principal, ici un pont en H. Ils présentent l'avantage d'avoir la plupart des composants soudés et peuvent être mis en oeuvre rapidement.

Nous pouvons déplorer que certains vendeurs (pas tous) les livrent avec un documentation très légère.

TB9051FTG Pololu

C'est un module basé sur le composant TB9051FTG de Toshiba.

  • Tension d'alimentation : 4,5 V à 28 V
  • Courant (continu) : 2,6 A
  • Courant (pointe) : 5,0 A
  • Format 2,56 x 2,56 mm

Carte protégée contre les inversion de polarité. Commande par signaux PWM, de préférence deux. Possibilité d'utiliser 1 seul signal PWM, avec certaines restrictions.

Fiche Technique

GT1112

C'est un module basé sur le L298, avec une configuration par jumper.

  • Tension : de 5 V à 46 V
  • Courant (continu) : 2,0 A
  • Courant (pic) : 4,0 A

Commande par signaux PWM, un ou deux par moteur, en fonction des configurations

Fiche technique

Les composants

Voici quelques exemple de composants avec leurs principales caractéristiques. Si vous souhaitez concevoir un circuit avec ces composants, lisez bien les parties “Application information”. Ces composants de puissance sont capable de renvoyer des perturbations électriques dans l'alimentation de votre circuit. Ceci peut perturber les autre composants, y compris vos microcontrôleurs. Les condensateurs indiqués sur les schémas des fiches techniques des composants sont à mettre au plus près des ponts en H.

L293D

Contient 2 ponts en H

  • Tension : de 4,5 V à 36 V
  • Courant (continu) : 600 mA
  • Courant (pic) : 1,2 A
  • Format : PDIP (16 broches - Traversant)
  • Spécificité : Intègre les diodes de roue libre.

Fiche technique (Commun au L293D et L293B - bien lire les spécificités du L293D)

L293

Contient 2 ponts en H

  • Tension : de 4,5 V à 36 V
  • Courant (continu) : 1,0 A
  • Courant (pic) : 2,0 A
  • Format : PDIP (16 broches - Traversant)

Fiche technique

L298

Contient 2 ponts en H

  • Tension : de 5 V à 46 V
  • Courant (continu) : 2,0 A
  • Courant (pic) : 4,0 A
  • Format : Multiwatt15 (Traversant) ou PowerSO20 (CMS)
  • Spécificité : Les deux ponts peuvent être câblé en parallèle pour doubler le courant disponible.

Fiche Technique

A4950

Contient 1 pont en H

  • Tension : de 8 V à 40 V
  • Courant (continu) : 3,5 A
  • Courant (pic) : 6,0 A
  • Format : SOICN (CMS - 8 broches)

Fiche technique

TB9051FTG

Contient 1 pont en H.

La fiche technique n'est pas explicite quant au courant maximal admissible.

  • Tension : de 8 V à 40 V
  • Courant (continu) : 2,5 A (dépend du refroidissement)
  • Courant (pic) : 6,5 A
  • Format : QFN28 (CMS - 28 broches)

Fiche Technique

LMD18200

Contient 1 pont en H.

  • Tension : de 12 V à 55 V
  • Courant (continu) : 3 A
  • Conrant (pic) : 6 A
  • Format : TO-220 (11 broches)

Fiche technique