H桥

H桥的工作原理(图1)

H橋工作時的兩種狀態（有電流部分以紅色表示，图2）

在一个H桥中有四个开关（S1~S4）。如H橋電路圖（图2）所示，当开关S1和S4闭合，S2和S3断开时，中間橋接的直流電動機兩端加上正向電壓，${\displaystyle V_{M}=V_{\text{in}}}$，电動机M正轉工作；当开关S1和S4断开，S2和S3闭合时，${\displaystyle V_{M}=-V_{\text{in}}}$，電動機兩端電壓反相，電動機M反轉工作。H橋也可以使運轉中的電動機停轉：在電動機運轉時，將S1和S3閉合或將S2和S4閉合（即短接電動機兩端），則電動機被剎停；將H橋的全部開關斷開，則電動機自由停轉。

在這個電路的正常工作情況下，一個並聯支路側的開關S1和S2不可以同時閉合，同樣另一側支路的開關S3和S4也是如此。如果某一側支路的開關同時閉合，會將供電電源的正負兩極短路。這個狀態稱為短路直通。短路直通狀態通常會對電源與開關元件造成危險。

下表是H橋的工作狀態表，其中以"1"代表開關接通，"0"代表開關斷路：

• 注：以下的「電動機」均指直流電動機
• 注：短路直通狀態通常被視為不允許的狀態，要避免這些狀態發生。

当以频率${\displaystyle f_{s}}$交替切换开关S1、S4和S2、S3时，即可在负载M上获得正负交替的方波波形，其周期${\displaystyle T_{s}={\frac {1}{f_{s}}}}$。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。

电路中的四个开关可以是机械式开关，也可以是各种半导体固態器件。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）等。在实际运用中，开关器件存在损耗：导通损耗（conduction losses），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。

三相橋式（可控）整流電路/逆變電路的工作原理和H橋類似：兩者都是通過開關器件的通斷狀態的改變來實現電能變換。但嚴格來說它們並不完全屬於H橋的範圍。

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。

级联多电平控制即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。

• Tutorial: Build a 5A H-Bridge motor controller
• Building an H-bridge-controlled motor with photocells to track light
• H-bridge motor control with 4017 (in Turkish)
• Using the HIP4081A for H-bridge control（页面存档备份，存于）
• Using the L293D H bridge for DC motor control
• A simple circuit designed around L293D motor driver IC（页面存档备份，存于）