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アナログ回路におけるフルブリッジは、特にモーター制御やセンサーの信号処理において重要な役割を果たします。本記事では、初心者向けにフルブリッジの基本的な概念、用語解説、使い方について詳しく解説します。

フルブリッジ回路の基本概念

フルブリッジ回路は、主に4つのスイッチ（トランジスタやMOSFET）で構成され、電流の流れを制御するために使用されます。この回路は、直流モーターの回転方向を変えるために特に便利です。スイッチを適切に制御することで、モーターを前進させたり後退させたりすることができます。

フルブリッジ回路の構成要素

フルブリッジ回路は、以下の主要な要素から構成されています。

1. **スイッチ**: 通常、4つのトランジスタやMOSFETが使用されます。これらは、電流の流れをオンまたはオフにする役割を果たします。
2. **負荷**: モーターや他のデバイスがここに接続されます。負荷は、回路によって供給される電力を使用します。
3. **電源**: 回路に電力を供給します。通常、直流電源が使用されます。
4. **制御信号**: スイッチを制御するための信号です。マイコンやPWM（パルス幅変調）信号を使用して制御します。

フルブリッジの動作原理

フルブリッジ回路の基本的な動作原理は、スイッチの組み合わせによって電流の流れを制御することです。以下の4つの動作モードがあります。

1. **前進**: スイッチ1とスイッチ4をオンにし、スイッチ2とスイッチ3をオフにします。この状態では、電流がモーターの一方向に流れ、モーターが前進します。
2. **後退**: スイッチ2とスイッチ3をオンにし、スイッチ1とスイッチ4をオフにします。この状態では、電流がモーターの逆方向に流れ、モーターが後退します。
3. **ブレーキ**: スイッチ1とスイッチ2をオンにすることで、負荷に対する電流を短絡させ、モーターを停止させます。
4. **フローティング**: 全てのスイッチをオフにすると、モーターは自由に回転します。

フルブリッジ回路の利点

フルブリッジ回路にはいくつかの利点があります。

– **双方向制御**: モーターの回転方向を簡単に変更できるため、ロボットや自動車の制御に最適です。
– **高効率**: スイッチのオン抵抗が小さいため、エネルギー損失が少なく、効率的な動作が可能です。
– **簡単な制御**: マイコンやPWM信号を用いた簡単な制御が可能で、プログラミングによる柔軟な動作が実現できます。