Полярность аккумулятора обратная или прямая как определить полярность: Полярность аккумулятора: прямая или обратная, как определить, в чем разница

25.05.2021 alexxlab 0

Содержание

Определение полярности АКБ

У автомобильных аккумуляторов бывает полярность двух видов: прямая и обратная. Иногда продавцы аккумуляторов говорят «аккумулятор с правым плюсом» или «аккумулятор с левым плюсом». Во всех этих случаях речь идет о расположении положительной и отрицательной клемм аккумулятора (полюсных выводов).

Для правильно определения полярности аккумулятора в легковом автомобиле, его необходимо развернуть к себе, как на рисунке:

Непосредственно на выводах, либо рядом с ними обязательно должны быть значки «+» и «-», которые обозначают полюса.

Если плюс справа, то это аккумулятор обратной полярности. Ее могут называть также «евро полярность» или обозначать «0» или «R».
Если плюс слева, то это прямая полярность. Ее могут называть также «стандартная, «1» или «L».

Как правило, на отечественных легковых автомобилях установлены аккумуляторы, имеющие прямую полярность. На иномарках же в ходу обратная полярность.

Совсем иначе обстоит дело с полярностью у аккумуляторов для грузовиков, автобусов, строительной и специальной техники емкостью более 110 Ач:

«3» — «+» слева (евро, обратная). Для европейских грузовиков.
«4» — «+» справа (стандартная, прямая). Для российских грузовиков.

Еще одна особенность АКБ — исполнение корпуса. Различают два основных:

— для азиатских автомобилей (китайских, корейских, японских, некоторых американских). У них клеммы выступают над крышкой корпуса. Они выше, чем европейские АКБ.

— для европейских авто. Клеммы утоплены в крышку аккумулятора. Они ниже азиатских АКБ.

Несколько слов об уходе за клеммами АКБ.

Уход за полюсными выводами аккумуляторной батареи сводится к выявлению и уничтожению следов коррозии. Следы коррозии выглядят как порошкообразные отложения белого или желтоватого цвета.

Для обработки клемм нужно:

Снять аккумулятор с автомобиля.
Обработать выводы батареи раствором воды с содой.
Начнется реакция с образованием пузырьков. Выводы станут коричневого цвета.
При необходимости зачистить выводы металлической щеткой.
После завершения реакции вытереть полюсные выводы и саму батарею смоченной в холодной воде тряпкой и просушить аккумулятор.

Поставить АКБ в гнездо на автомобиль.
Нанести тонкий слой вазелина на клеммы и выводы. Это предотвратит дальнейшее образование коррозии.
При выключенном зажигании подсоединить провода к полюсным выводам аккумулятора.

Полярность аккумулятора прямая или обратная

Если вы впервые покупаете аккумуляторную батарею для своего автомобиля, вас может поставить в тупик вопрос продавца о полярности аккумулятора. Что это вообще такое — полярность? Как ее определить? Что будет, если купить АКБ с не той полярностью? На эти вопросы попытаемся ответить в нашей сегодняшней статье на портале Vodi.su.

Прямая и обратная полярность АКБ

Как известно, аккумуляторная батарея устанавливается в свое строго определенное посадочное место под капотом, которое еще называют гнездом. В верхней части АКБ имеются два токовывода — плюсовой и минусовой, к каждому из них подключается соответствующий провод. Чтобы автолюбители случайно не перепутали клеммы, длина провода позволяет дотянуть его только до соответствующего токовывода на аккумуляторе. Более того, плюсовая клемма толще минусовой, это видно даже на глаз, соответственно, ошибиться при подключении АКБ практически невозможно.

Таким образом, полярность — это одна из характеристик АКБ, которая указывает на расположение токовыводящих электродов. Она бывает нескольких видов, но наибольшее распространение получили только две из них:

прямая, «российская», «левый плюс»;
обратная «европейская», «правый плюс».

То есть АКБ с прямой полярностью применяются в основном на машинах отечественного производства, разработанных в России. На иномарки же покупают аккумуляторы с обратной евро полярностью.

Как определить полярность АКБ?

Самый простой способ — это внимательно посмотреть на наклейку на передней части и разобрать маркировку:

если вы видите обозначение типа: 12V 64 Ah 590A (EN), то это европейская полярность;
если в скобках EN нет, значит мы имеем дело с обычной батареей с левым плюсом.

Стоит отметить, что полярность указывается обычно только на тех АКБ, которые продаются в России и бывших республиках СССР, на Западе же все аккумуляторы идут с европейской полярностью, поэтому она отдельно не указывается. Правда, в тех же США, Франции, да и в России в том числе, можно увидеть в маркировке обозначения типа «J», «JS», «Asia», но они не имеют к полярности никакого отношения, а лишь говорят, что перед нами АКБ с более тонкими клеммами специально для японских или корейских авто.

Если по маркировке определить полярность не удается, есть другой способ:

ставим АКБ к себе передней стороной, то есть той, где расположена наклейка;
если плюсовая клемма слева, то это прямая полярность;

если плюс справа — европейская.

Если же вы выбираете АКБ типа 6СТ-140 Ач и выше, то он имеет форму вытянутого прямоугольника и токовыводы расположены на одной из его узких сторон. В таком случае разверните его клеммами от себя: «+» справа означает европейскую полярность, «+» слева — российскую.

Ну, и если предположить, что АКБ старая и на ней невозможно разобрать какие-либо отметки, то понять, где плюс, а где минус, можно измерив толщину клемм штангенциркулем:

толщина плюсовой составит 19,5 мм;
минусовой — 17,9.

В азиатских батареях толщина плюса 12,7 мм, а минуса — 11,1 миллиметра.

Можно ли ставить АКБ с другой полярностью?

Ответ на этот вопрос простой — можно. Но провода нужно подключать правильно. Из собственного опыта скажем, что на большинстве авто, с которыми имели дело, плюсового провода хватает без проблем. Минусовой же придется наращивать. Для этого придется снять изоляцию и дополнительный кусок провода присоединить с помощью клеммы.

На многих же более современных авто свободного пространства под капотом практически нет, поэтому с наращиванием провода могут возникнуть проблемы, его попросту негде будет разместить. В таком случае новый АКБ без повреждений можно вернуть в магазин в течение 14 суток. Ну, или с кем-то поменяться.

Если перепутать клеммы при подключении

Последствия могут быть самые разные. Самое легкое последствие — перегорят предохранители, защищающие бортовую сеть от короткого замыкания. Самое страшное — пожар, который возникнет из-за плавления оплетки провода и искрообразования. Стоит отметить, что для начала пожара нужно, чтобы АКБ находился в неправильно подключенном состоянии длительное время.

«Переполюсовка АКБ» — интересное явление, благодаря которому вашей машине может ничего не грозить, полюса АКБ при неправильном подключении попросту поменяются местами. Однако, для этого нужно, чтобы батарея была новая или хотя бы в хорошем состоянии. Тем не менее переполюсовка вредна для самой АКБ, так как пластины будут быстро осыпаться и этот аккумулятор у вас никто не примет по гарантии.

Если вы следите за техническим состоянием авто, то краткосрочное неправильное подключение АКБ не приведет к каким-то катастрофическим последствиям, так как ЭБУ, генератор, все остальные системы защищены предохранителями.

Гораздо более серьезные проблемы могут возникнуть, если перепутать клеммы при прикуривании другого автомобиля — короткое замыкание и перегорание предохранителей, причем в обеих машинах.

Загрузка…

как определить и на что влияет

Современный аккумулятор не требует от владельца каких-либо познаний технологии его работы. Будучи установленным в автомобиль, он служит верой и правдой положенный ему срок без дополнительного обслуживания.

Сравнивать автомобильную АКБ с обычной батарейкой не совсем корректно. При выборе аккумулятора следует иметь в виду, что любая аккумуляторная батарея обладает строгой полярностью, и туда, где предусмотрена прямая полярность подключения, сложно установить аккумулятор с обратной полярностью, как и наоборот.

Полярность аккумулятора прямая и обратная совершенно не сказывается на эксплуатационных свойствах батареи, это всего лишь порядок расположения контактных выводов на корпусе устройства. Поэтому во многих случаях аккумулятор одной и той же модели может выпускаться в двух модификациях.

Отдавая предпочтение определенной марке АКБ, уточняйте у продавца, какие полярности доступны для данного аккумулятора. Что такое обратная и прямая полярности аккумулятора, как её определить, вы сможете узнать из данной статьи.

Что значит прямая или обратная полярность

Полярность АКБ, как мы уже упомянули выше, может быть обратная и прямая. Прямая полярность была разработана еще для нужд советского автопрома. И до сих пор все автомобили, выпущенные в России, комплектуются аккумуляторами с прямой полярностью.

Обратная полярность, как несложно догадаться, используется в европейских, американских и азиатских авто. Правда то, что машина собрана за рубежом не всегда означает ее принадлежность аккумулятора к «обратнополярной» группе.

Что такое прямая и обратная полярность аккумулятора? Прямая полярность подразумевает плюсовую клемму слева и минусовую справа, в случае обратной полярности — плюс с минусом меняются местами.

Смотреть на батарею следует с лицевой стороны, ее можно определить по наклеенной этикетке, а в случае отсутствия таковой – лицевой считается та сторона, к которой ближе расположены клеммы. Если красная, плюсовая клемма (может быть обозначена гравировкой на корпусе) находится справа, значит, у аккумулятора обратная полярность.

Когда нужно определять полярность

При покупке новой батареи необходимо точно понимать, какая на аккумуляторе полярность. Установка аккумулятора с другой полярностью иногда возможна, путем его поворота в гнезде на 180 градусов. Но такие манипуляции не позволят полноценно затянуть крепления.

К тому же, чтобы автолюбитель не перепутал плюс с минусом, длина проводов у них разная, и правильно подключить аккумулятор удастся, только если нарастить провода, чтобы они могли дотянуться до нужных клемм.

Как определить полярность аккумулятора

Каждый владелец автомобиля должен знать, как определить полярность аккумулятора. Причем не только при покупке нового, а и при подзарядке старого, или перед «прикуриванием» от чужого аккумулятора, в случае низкого заряда.

Как правило, аккумуляторы имеют хорошо различимую маркировку на корпусе, «плюс» и «минус», особенно они видны на АКБ отечественного производства. В батареях, выпущенных в Азии или Европе, клеммы обычно имеют разный размер, и плюсовая «+» несколько больше в диаметре, нежели «-». Это не позволит вам по незнанию или забывчивости установить клеммы неправильно. Существует также практика маркировки клемм цветом: минус – черный (реже синий), плюс – красный.

В крайнем случае, можно воспользоваться обыкновенным тестером или вольтметром. Положительное значение будет свидетельствовать о том, что его плюсовой контакт подключен к плюсу батареи, и наоборот. Выяснив полярность, можно сделать для себя пометку, причем не только на корпусе АКБ, но и на месте установки. В случае покупки нового аккумулятора это сослужит отличную службу, и спасет от случайной порчи электрооборудования автомобиля.

Прямая полярность аккумулятора

Прямая полярность аккумулятора, как мы уже отметили, до сих пор является стандартом для всех марок автомобилей, выпускаемых в странах бывшего СССР, что обуславливается принятыми государствами стандартами. Кстати, это в равной мере относится как к легковому, так и грузовому транспорту.

Также, прямая полярность характерна для иномарок, собранных на территории РФ и других стран по лицензии. Её особенность заключается в том, что плюсовая клемма расположении слева, и у батареи, как правило, одинаковые клеммы.

Обратная полярность аккумулятора

Принятая в США, Европе и Азии обратная полярность АКБ, характеризуется правосторонним расположением плюсового контакта. Заметим, что такие батареи отечественных производителей, как правило, хорошо маркированы, а импортные, в случае неправильного монтажа, даже не подходят по диаметру затяжного хомута на клеммах.

Если перепутать полярность

Подключение АКБ, не учитывая, что полярность аккумулятора прямая или обратная, не приведет к порче большинства электронных устройств автомобиля, но некоторые из них всё же могут пострадать. Скажем, лампы накаливания будут функционировать при любой полярности.

Стартер просто не сможет провернуть двигатель в обратную сторону, скорее сгорит реле, но в большинстве случаев при неправильном подключении клемм сработает «трещетка». Гораздо сложнее дело обстоит с постоянными потребителями электроэнергии.

Генератор

При смене полярности, генератор автомобиля становится не поставщиком, а потребителем электричества, что может спровоцировать поломку, его обмотка не рассчитана на встречное напряжение. Батарея при этом также может выйти из строя.

В лучшем случае, сгорит соответствующий предохранитель, или же ограничивающее реле, что, так или иначе, доставит лишние хлопоты и финансовые затраты. Поэтому перед пуском двигателя нужно обязательно убедиться в правильности подключения АКБ.

Электронный блок управления

Будучи постоянно подключенным к сети, за исключением случаев отключения массы, ЭБУ будет с большой долей вероятности выведен из строя, так как это электронное устройство требует строгой полярности питания. Учитывая, что в современных машинах блок управления это даже не одно устройство, их несколько, поиск неисправности может усложниться.

Выход ЭБУ из строя делает автомобиль непригодным к эксплуатации. А, между прочим, электронный блок – одно из самых дорогостоящих в диагностике устройств. Его питание рассчитано на малые токи, так что предохранитель может просто не успеть сгореть и разорвать цепь.

Поэтому, важное замечание!

Отключая массу перед работой с АКБ! Соблюдайте правильность подключения клемм, так вы избежите многих проблем с бортовым компьютером!

Блок предохранителей

Это самый простой и дешевый результат неправильного подключения аккумулятора. Предохранители, как расходный материал, сегодня стоят недорого, и самой большой проблемой для автомеханика самоучки будет найти сгоревший предохранитель. Впрочем, используя тестер или обыкновенную лампочку, «прозвон» займет от силы пять минут.

Заметьте, что используя современные П-образные предохранители, предпочтение лучше отдавать тем, у которых прозрачный корпус. У них на просвет видна целостность металлической нити, что очень удобно в отсутствии тестера.

Заключение

Подбирая новый аккумулятор для своей машины, ориентируйтесь на его характеристики. Это основной критерий выбора. Если вы отдаете предпочтение какой-то одной марке, то, как правило, с полярностью проблем не возникнет. Попросите продавца, чтобы он помог подобрать именно вашу модель.

Если же вы приобрели АКБ с неправильной «полюсовкой», верните его обратно в магазин. Но если возврат невозможен, тогда можете перевернуть аккумулятор на 180° в гнезде и нарастить провода до нужной длины.

в чем разница и отличия

Автомобильный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор — неотъемлемая деталь техники. Без него не будет работать ни одно авто. Многие автомобилисты не придают большого значения устройству АКБ. Им достаточно осуществлять схематичное обслуживание, в котором все привычно и понятно.

Они подключают провода к клеммам, затем к выводам аккумулятора. Но бывают случаи, когда приобретается новое подзарядное устройство для авто, а на нем поменяны местами полярности. То ест, на старом элементе «плюс» был с одной стороны, а «минус» с другой, а теперь, наоборот.

Главная проблема появляется при подсоединении АКБ: провода не дотягиваются до соответствующих выводов. Для таких случаев и нужны знания о полярности аккумуляторов.

Как определить: прямая или обратная полярность перед глазами? Ведь это колоссальная разница, влияющая на функционал батареи. А, следовательно, и авто. Попробуем разобраться, чем отличается прямая полярность от обратной в автомобильном АКБ. Что это за полярность? На корпусе каждой батареи есть токовыводящие элементы. Именно они являются выводами, к которым подсоединят бортовую сеть.

Выбор полярности

Как правильно определить полярность

Понимать, в чем разница между прямой и обратной полярностью аккумулятора, важно при его покупке. Это оградит от проблем с подключением АКБ. Грамотно определить, какая перед вами полярность, не сложно. Но сначала следует разобраться с видом аккумулятора в машине. Зная, какая нужна деталь, определиться проще.

Прямая и обратная полярность

Рекомендуется осмотреть старый зарядный элемент и уяснить, как расположены клеммы на крышке. Отличие между прямой и обратной полярностью аккумулятора в расположении «плюса» и «минуса». В прямых разновидностях плюс находится слева, в обратных — справа.

Прямой тип полярности особенно популярен в российском автопроме. Он разработан еще советскими конструкторами и успешно используется до сих пор. Слева на крышке может быть видна цифра «1». Это тоже означает прямую полярность. Когда приобретается аккумулятор, в комплектации присутствует руководство (конечно, если покупка не «с рук»). В каждом руководстве есть описание с фото приобретаемого элемента.

Определение полярности аккумулятора

Прямая и обратная полярность авто аккумуляторов определяется на вид. Для этого следует развернуть элемент к себе. Лицевая сторона та, где находится этикетка. Затем посмотреть, где находится красный вывод. Это плюс.

Обратная полярность: что это

Отличие между прямой и обратной полярностью аккумулятора очевидно. Второй тип — противоположен первому. Это видно даже по расположению знаков на крышке. Выводы не на своих местах. Опытному водителю это сразу бросится в глаза. Этот тип применяется для авто иностранных изготовителей. Он получил название «европейский». Обозначается цифрой 0.

Обратная полярность

Отличие полярностей не только в расположении знаков, но и в размерах клемм. На зарубежных машинах клеммы имеют и разные диаметры.

Почему важна правильная полярность аккумулятора для авто

Аккумулятор автомобиля

Неправильно выбранная полярность может привести к серьезным проблемам с машиной. Прежде всего это касается электроники. Все технические электроприборы зависят АКБ. Каждая машина имеет определенное место посадки батареи.

Если перепутать провода или установить не тот аккумулятор, электроснабжение автомобиля придет в негодность — перегорит. Устранять эту поломку очень длительно и дорого. Придется полностью менять проводку.

Что такое полярность аккумулятора и как ее определить?

На сайте по продаже новых аккумуляторов, просматривая ассортимент, можно наткнуться на данный пункт в описании АКБ: полярность — обратная, или полярность — прямая.

Что такое полярность аккумулятора?

Полярность аккумуляторной батареи — это расположение токовыводов (клемм) на верхней крышке АКБ относительно края корпуса батареи или его лицевой стороны.

Как она определяется?

Дело в том, что в машине аккумулятор может быть установлен по разному: боком, полубоком, клеммами от себя и клеммами к себе. На некоторых марках авто аккумулятор может быть как прямой, так и обратной полярности. Иной раз, сами автовладельцы переделывают посадочное место для аккумулятора, чтобы поставить АКБ не заводской полярности. Поэтому полярность всех аккумуляторов определяется путём разворачивания (не буквально, мысленно) АКБ клеммами ближе к себе. Далее мы смотрим, где положительный токовывод (плюс), а где отрицательный (минус). Если минус справа, а плюс слева — полярность прямая, если наоборот — обратная. Давайте закрепим наглядно, как отличить обратную полярность от прямой, когда клеммами «к себе» и «от себя» (красная клемма — плюсовая, черная — минусовая):

Теперь закрепим на примере установленного аккумулятора в машине:

Пример 1. Если аккумулятор развернуть клеммами ближе к себе, плюсовая клемма будет слева. Значит делаем вывод: полярность – прямая.

Пример 2. Держим в голове правило: клеммами «к себе». Плюс справа, значит полярность – обратная.

Пример 3. Мысленно разворачиваем АКБ к себе. Плюс будет справа, значит полярность обратная.

Пример 4. Клемма с края корпуса АКБ. Плюс слева. Полярность прямая.

Пример 5. Если аккумулятор развернуть клеммами ближе к себе, плюс будет справа. Полярность обратная.

Зная полярность аккумулятора для вашей машины, вы экономите время при выборе нового АКБ и избавляете себя от потери времени на возврат, если случайно купили батарею с неподходящей полярностью. И не забудьте, что полярность аккумулятора определяется при расположении клемм «ближе к себе». Удачи!

Что такое полярность аккумулятора и как ее определить?

Что такое полярность аккумулятора?

Как она определяется?

Теперь закрепим на примере установленного аккумулятора в машине:

Пример 2. Держим в голове правило: клеммами «к себе». Плюс справа, значит полярность – обратная.

Пример 3. Мысленно разворачиваем АКБ к себе. Плюс будет справа, значит полярность обратная.

Пример 4. Клемма с края корпуса АКБ. Плюс слева. Полярность прямая.

Пример 5. Если аккумулятор развернуть клеммами ближе к себе, плюс будет справа. Полярность обратная.

Защита от обратного тока / полярности батареи • Цепи

В устройствах с батарейным питанием и съемными батареями обычно необходимо предотвратить неправильное подключение батарей, чтобы предотвратить повреждение электроники, случайное короткое замыкание или другие несоответствующие операции. Если это невозможно физически, вам необходимо включить некоторую электронную защиту от обратного тока. Физическая защита может означать просто поляризованный соединитель или батарею со смещенными соединениями (как в большинстве литиевых батарей мобильных телефонов) в сочетании с инструкциями и изображениями.Для батареек размера AAA или AA есть держатели, которые сконструированы таким образом, что при неправильной установке батареи один конец не соприкасается. По-прежнему существуют обстоятельства, когда физические средства невозможны, например, с большинством монетных батарей или если пользователь может подключить питание с помощью проводов к винтовым клеммным колодкам. Следовательно, это может относиться и к устройствам, не работающим от батарей, и, вероятно, применимо к автомобильной электронике.
Следовательно, разработчики и производители электронных продуктов должны обеспечить, чтобы обратный ток, обратный ток, протекающий в обратном направлении, и обратное напряжение смещения были достаточно низкими, чтобы предотвратить повреждение либо самой батареи, либо внутренней электроники продукта.

Почему бы не использовать простой диод?

Использование диода в качестве защиты от обратной полярности мощности, как показано на схеме , схема 1 — очень простое и надежное решение, если вы можете позволить себе потерять энергию. Скорее всего, с устройством с батарейным питанием вы не захотите тратить энергию, особенно если ваше напряжение питания уже достаточно низкое, и поэтому падение напряжения на 0,3 В или 0,4 В на диоде Шоттки будет значительным и неприемлемым. Для более высоких напряжений питания в диапазоне 9–48 В и автомобильных приложений небольшое падение напряжения может не иметь значения, особенно при низком токе.При высоких токах, превышающих 5 А, повышение температуры из-за больших потерь мощности может вызывать беспокойство. Вы не хотите, чтобы диод становился слишком горячим, поэтому, скорее всего, потребуется добавить радиатор.

Цена диода Шоттки выше обычного диода, но потери значительно ниже. Имейте в виду, что многие диоды Шоттки имеют довольно высокую утечку обратного тока, поэтому убедитесь, что вы выбираете диоды с низким обратным током (около 100 мкА) в схеме защиты батареи.
При токе 5 ампер потери мощности в диоде Шоттки обычно составляют: 5 x 0.4 В = 2 Вт по сравнению с обычным диодом: 5 x 0,7 В = 3,5 Вт.

Хорошим кандидатом для использования в системе защиты от обратного тока является новый тип диода под названием Super Barrier Rectifier (SBR) — это запатентованная и запатентованная технология Diodes Inc., в которой используется процесс производства МОП (традиционный метод Шоттки использует биполярный процесс) создать превосходное двухполюсное устройство, которое имеет более низкое прямое напряжение (VF), чем сопоставимые диоды Шоттки, но при этом обладает термостабильностью и высокими характеристиками надежности эпитаксиальных диодов PN.Диод
Super Barrier Rectifier (SBR) разработан для приложений с высокой мощностью, низкими потерями и быстрым переключением. Наличие МОП-канала в его структуре формирует низкий потенциальный барьер для большинства носителей, поэтому прямое смещение SBR при низком напряжении аналогично работе диода Шоттки. Однако ток утечки ниже, чем у диода Шоттки при обратном смещении из-за перекрытия слоев обеднения P-N и отсутствия снижения потенциального барьера из-за заряда изображения.
TRENCH SUPER BARRIER RECTIFIERS (SBRT).
Trench SBR — это следующая эволюция, которая дает нам высокопроизводительного члена семейства SBR. Благодаря использованию передовой траншейной технологии SBRT предлагает еще меньший VF для приложений, где очень важно сверхнизкое прямое напряжение. В то время как дальнейшие технологические усовершенствования постоянно применяются к SBRT, эти усилия приводят к созданию еще более продвинутого и экономичного члена — SBRTF. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт Diodes Inc.

Обратная защита с использованием N-канального MOS-FET

Самые последние N-MOSFET имеют ОЧЕНЬ с низким сопротивлением, намного ниже, чем у типов P-Channel, и поэтому идеально подходят для обеспечения защиты от обратного тока с минимальными потерями. Цепь 3 показывает полевой МОП-транзистор нижнего плеча в цепи заземления. Диод на корпусе полевого транзистора ориентирован в направлении нормального тока. Когда батарея установлена неправильно, напряжение затвора NMOS FET низкое, что не позволяет ему включиться.

Когда батарея установлена правильно и переносное оборудование запитано, напряжение затвора NMOS FET повышается, а его канал закорачивает диод. Падение напряжения RdsOn × ILOAD наблюдается в обратном пути заземления при использовании NMOS FET.Некоторые из последних пороговых напряжений N-FET и RdsOn, используемые для защиты от обратного тока, перечислены в таблице Таблица 1 и более высокие типы тока в таблице Таблица 3 далее на этой странице.

Производитель	Тип	Пакет	RdsOn
IRF (OnSemi)	ILRML2502	СОТ – 23	80 мОм при пороговом напряжении 2,7 В
Вишай	Si2312	СОТ – 23	51 мОм при 1.Пороговое напряжение 8 В

Таблица 1.
Обратная сторона:
Вставка N-MOSFET в цепь заземления приведет к сдвигу заземления, который может быть неприемлемым для всех приложений. Это может вызвать проблемы для чувствительных приложений (например, автомобильных систем) с одним или несколькими подключениями, возможно, к датчикам, шинам связи и исполнительным механизмам, внешним по отношению к цепи.

Чтобы использовать полевой МОП-транзистор в качестве предохранителя от обратного тока в цепи питания высокого напряжения, необходимо, чтобы для включения полевого МОП-транзистора напряжение на затворе было больше, чем напряжение батареи.Для этого требуется схема подкачки заряда, которая увеличивает сложность схемы и стоимость компонентов, а также может создавать проблемы с электромагнитными помехами. P-канальный МОП-транзистор сравнимого размера будет иметь более высокое значение RdsOn и, следовательно, более высокие потери мощности, но может быть реализован с помощью более простой схемы управления, содержащей стабилитрон и резистор.

Обратная защита с использованием P-канального MOS-FET транзистора

Самые последние полевые МОП-транзисторы имеют очень низкое сопротивление и, следовательно, идеально подходят для обеспечения защиты от обратного тока с минимальными потерями. Схема 2 показывает полевой транзистор PMOS высокого уровня в цепи питания. Диод на корпусе полевого транзистора ориентирован в направлении нормального тока. Когда батарея установлена неправильно, напряжение на затворе PMOS FET высокое, что не позволяет ему включиться.

Стабилитрон защищает от превышения рекомендуемого напряжения затвор-исток и может не требоваться в зависимости от диапазона входного напряжения и используемого полевого МОП-транзистора. Для защиты от возможных скачков напряжения и переходных процессов из-за разрушения полевого МОП-транзистора на входе можно добавить пару транзорбционных диодов, как показано на рис.3. Добавлен конденсатор между затвором и истоком, чтобы гарантировать правильную работу схемы при быстром изменении полярности входного напряжения.
Когда батарея установлена правильно и переносное оборудование запитано, напряжение затвора PMOS FET становится низким, а его канал закорачивает диод.
В тракте питания наблюдается падение напряжения RdsOn × ILOAD. В прошлом основным недостатком этих схем была высокая стоимость полевых транзисторов с низким значением RdsOn и низким пороговым напряжением. Однако достижения в области обработки полупроводников привели к созданию полевых транзисторов, которые обеспечивают минимальное падение напряжения в небольших корпусах.Некоторые из последних пороговых напряжений P-FET и RdsOn показаны в таблице 2.

Производитель	Тип	Пакет	RdsOn
IRF (OnSemi)	ILRML6401	СОТ – 23	85 мОм при пороговом напряжении 2,7 В
Вишай	Si2323	СОТ – 23	68мОм при пороговом напряжении 1,8 В

Таблица 2.

Защита от обратного тока батареи с помощью интегральной схемы LM74610

LM74610-Q1 — это контроллер, который можно использовать с N-канальным MOSFET в схеме защиты от обратной полярности. Он предназначен для управления внешним МОП-транзистором для имитации идеального диодного выпрямителя при последовательном подключении к источнику питания. Уникальное преимущество этой схемы состоит в том, что она не привязана к земле и, следовательно, имеет нулевой Iq. Контроллер LM74610-Q1 обеспечивает управление затвором для внешнего N-канального полевого МОП-транзистора и внутренний компаратор с быстрым откликом для разрядки затвора МОП-транзистора в случае обратной полярности.Эта функция быстрого понижения ограничивает количество и продолжительность обратного тока, если обнаруживается противоположная полярность. Конструкция устройства также соответствует спецификациям CISPR25 Class 5 EMI и автомобильным требованиям ISO7637 к переходным процессам с подходящим TVS-диодом.

LM74610 — это контроллер с нулевым Iq, который объединен с внешним N-канальным MOSFET для замены диода или P-MOSFET решения обратной полярности в энергосистемах. Напряжение на истоке и стоке MOSFET постоянно контролируется выводами ANODE и CATHODE LM74610-Q1.Внутренний зарядный насос используется для обеспечения привода GATE для внешнего MOSFET. . Эта накопленная энергия используется для управления затвором полевого МОП-транзистора. Падение напряжения зависит от RDSON конкретного используемого полевого МОП-транзистора, который значительно меньше, чем у полевого транзистора. LM74610-Q1 не имеет заземления, что делает его идентичным диоду. TZ1 и TZ2 не требуются для LM74610-Q1. Однако они обычно используются для ограничения выбросов положительного и отрицательного напряжения соответственно. Выходной конденсатор Cout рекомендуется для защиты от немедленного падения выходного напряжения в результате сбоев в линии.C1 и C2 подавляют высокочастотный шум в дополнение к функции фиксаторов ESD.

MOSFET Выбор:

LM74610-Q1 может обеспечить напряжение затвор-исток до 5 В (VGS). Важными электрическими параметрами полевого МОП-транзистора являются максимальный непрерывный ток стока, максимальное напряжение сток-исток VDS (MAX) и сопротивление сток-исток RDSON. Максимальный непрерывный ток стока, ID, рейтинг должен превышать максимальный непрерывный ток нагрузки. Максимальный ток, проходящий через основной диод, IS, обычно равен или немного выше, чем ток стока, но ток основного диода протекает только в течение небольшого периода времени, когда заряжается конденсатор накачки заряда.Напряжение на внутреннем диоде полевого МОП-транзистора должно быть выше 0,48 В при низком токе. Напряжение на внутреннем диоде полевого транзистора обычно уменьшается с увеличением температуры окружающей среды. Это увеличит требования к току истока для достижения минимального напряжения сток-исток на внутреннем диоде для инициирования подкачки заряда. Максимальное напряжение сток-исток, VDS (MAX), должно быть достаточно высоким, чтобы выдерживать самое высокое дифференциальное напряжение, наблюдаемое в приложении. Это может включать любые ожидаемые неисправности.LM74610-Q1 не имеет ограничения по положительному напряжению, однако для автомобильных приложений рекомендуется использовать полевые МОП-транзисторы с номинальным напряжением около 45 В.

Таблица 3 показывает примеры рекомендуемых полевых МОП-транзисторов для использования с LM74610:

Деталь №	Напряжение (В)	Ток утечки @ 25 * C	Rdson мОм при 4,5 В	Vgs Порог (В)	Напряжение диода @ 2A при 125 * C / 175 * C	Корпус, Площадь основания	Qual
CSD17313Q2	30	5	26	1.8	0,65	SON, 2 x 2 мм	Авто
SQJ886EP	40	60	5,5	2,5	0,5	PowerPAK SO-8L, 5 x 6 мм	Авто
SQ4184EY	40	29	5,6	2,5	0,5	SO-8, 5 x 6 мм	Авто
Si4122DY	40	23,5	6	2.5	0,5	SO-8, 5 x 6 мм	Авто
RS1G120MN	40	12	20,7	2,5	0,6	HSOP8, 5 x 6 мм	Авто
RS1G300GN	40	30	2,5	2,5	0,5	HSOP8, 5 x 6 мм	Авто
CSD18501Q5A	40	22	3.3	2,3	0,53	SON, 5 x 6 мм	Промышленное
SQD40N06-14L	60	40	17	2,5	0,5	ТО-252, 6 x 10 мм	Авто
SQ4850EY	60	12	31	2,5	0,55	SO8, 5 x 6 мм	Авто
CSD18532Q5B	60	23	3.3	2,2	0,53	SON, 5 x 6 мм	Промышленное
IPG20N04S4L-07A	40	20	7,2	2,2	0,48	PG-TDSON-8-10, 5 x 6 мм	Авто
IPB057N06N	60	45	5,7	3,3	0,55	PG-TO263-3, 10 x 15 мм	Авто
IPD50N04S4L	40	50	7.3	2,2	0,5	PG-TO252-3-313, 3 x 6 мм	Авто
BUK9Y3R5-40E	40	100	3,8	2,1	0,48	LFPAK56, Power-SO8 5×6 мм	Авто
IRF7478PBF-1	60	7	30	3	0,55	SO8, 5 x 6 мм	Промышленное
SQJ422EP	40	75	4.3	2,5	0,5	PowerPAK SO-8L, 5 x 6 мм	Авто
IRL1004	40	130	6,5	1	0,6	К-220АБ	Авто
AUIRL7736	40	112	2,2	3	0,65	DirectFET, 5 x 6 мм	Авто

ТАБЛИЦА 3

Защита от обратного тока батареи с помощью интегральной схемы LTC4359

LTC®4359 — это высоковольтный идеальный диодный контроллер с положительным напряжением, который управляет внешним N-канальным MOSFET вместо диода Шоттки.Он контролирует падение прямого напряжения на полевом МОП-транзисторе, чтобы обеспечить плавную подачу тока без колебаний даже при малых нагрузках. Если источник питания выходит из строя или закорочен, быстрое отключение минимизирует переходные процессы обратного тока. Доступен режим отключения для снижения тока покоя до 9 мкА для переключателя нагрузки и 14 мкА для идеальных диодных приложений. При использовании в сильноточных диодах LTC4359 снижает энергопотребление, тепловыделение, потери напряжения и площадь печатной платы. Благодаря широкому диапазону рабочего напряжения, способности выдерживать обратное входное напряжение и высокой температуре, LTC4359 удовлетворяет строгим требованиям как автомобильных, так и телекоммуникационных приложений.LTC4359 также легко подключает источники питания в системах с резервными источниками питания.
Операция:
LTC4359 управляет внешним N-канальным MOSFET для формирования идеального диода. Усилитель GATE (см. Блок-схему) распознает входы и выходы и управляет затвором полевого МОП-транзистора, чтобы регулировать прямое напряжение до 30 мВ. По мере увеличения тока нагрузки GATE поднимается выше, пока не будет достигнута точка, в которой MOSFET будет полностью включен. Дальнейшее увеличение тока нагрузки приводит к прямому падению RdsOn x ILOAD.Если ток нагрузки уменьшается, усилитель GATE опускает затвор полевого МОП-транзистора ниже, чтобы поддерживать падение на 30 мВ. Если входное напряжение снижается до точки, при которой прямое падение 30 мВ не может поддерживаться, усилитель GATE отключает MOSFET.
В случае быстрого падения входного напряжения, такого как короткое замыкание на входе или скачок отрицательного напряжения, через полевой МОП-транзистор временно протекает обратный ток. Этот ток обеспечивается любой емкостью нагрузки и другими источниками питания или батареями, которые питают выход в диодных приложениях ИЛИ.FPD COMP (Fast Pull-Down Comparator) быстро реагирует на это условие, выключая MOSFET через 300 нс, тем самым сводя к минимуму помехи выходной шине. Контакты IN, SOURCE, GATE и SHDN защищены от обратных входов до –40 В. Внутренний компаратор определяет отрицательные входные потенциалы на выводе SOURCE и быстро переводит GATE в положение SOURCE, отключая MOSFET и изолируя нагрузку от отрицательного входа. При низком уровне на выводе SHDN отключается большая часть внутренней схемы, снижая ток покоя до 9 мкА и удерживая MOSFET выключенным.На выводе SHDN можно установить высокий уровень или оставить открытым для включения LTC4359. Если оставить открытым, внутренний источник тока 2,6 мкА поднимает SHDN на высокий уровень.
Информация о приложениях:
Блокирующие диоды обычно размещаются последовательно со входами питания с целью объединения резервных источников питания и защиты от реверсирования питания. LTC4359 заменяет диоды в этих приложениях на полевые МОП-транзисторы, чтобы уменьшить как падение напряжения, так и потери мощности, связанные с пассивным решением. Кривая, показанная на странице 1, иллюстрирует резкое снижение потерь мощности, достигаемое на практике.Это дает значительную экономию площади платы за счет значительного снижения рассеиваемой мощности в проходном устройстве. При низких входных напряжениях улучшение потерь напряжения в прямом направлении становится очевидным там, где запасы ограничены, как показано на рисунке 2.
LTC4359 работает в диапазоне от 4 до 80 В и выдерживает абсолютный максимальный диапазон от –40 до 100 В без повреждений. В автомобильных приложениях LTC4359 работает через сброс нагрузки, холодный запуск и скачки двух батарей, и он выдерживает обратное подключение батарей, а также защищает нагрузку.
Применение идеального диода на 12 В / 20 А показано в Цепь 5 .

В дополнение к MOSFET Q1 включено несколько внешних компонентов. Идеальные диоды, как и их неидеальные аналоги, демонстрируют поведение, известное как обратное восстановление. В сочетании с паразитными или преднамеренно введенными индуктивностями пики обратного восстановления могут генерироваться идеальным диодом во время коммутации. D1, D2 и R1 защищают от этих всплесков, которые в противном случае могли бы превысить рейтинг выживаемости LTC4359 от –40 до 100 В.COUT также играет роль в поглощении энергии обратного восстановления. Пики и схемы защиты подробно обсуждаются в разделе «Ошибки короткого замыкания на входе».
Важно отметить, что вывод SHDN при отключении LTC4359 и снижении его потребления тока до 9 мкА не отключает нагрузку от входа, поскольку внутренний диод Q1 присутствует постоянно. Второй MOSFET требуется для приложений переключения нагрузки.

Заключение

Использование запатентованного чипа, такого как LTC4349 и LM74610, позволяет сэкономить часть проектных работ, поэтому вы получите рабочее решение с меньшими усилиями, но с более высокой стоимостью компонентов по сравнению с дискретным решением.И, если вы проектируете для автомобильной промышленности, вам необходимо убедиться, что ваша конструкция соответствует требованиям соответствующих стандартов, таких как ISO7637-2.

AN013 — Защита от обратной полярности

Elliott Sound Products

АН-013

Род Эллиотт (ESP)

Прил. Индекс банкнот
Основной индекс

Обзор защиты от обратной полярности

Большинство электронных схем будут серьезно раздражены, если питание будет подключено с обратной полярностью.Об этом часто свидетельствует немедленная потеря «волшебного дыма», от которого зависят все электронные компоненты. Если серьезно, то часто возникает непоправимый ущерб, особенно при напряжении питания 5 В и более. Традиционная схема защиты от обратной полярности состоит из диода, подключенного последовательно к входящему источнику питания или параллельно с предохранителем или другим защитным устройством, которое может перегореть.

Последовательный диод снижает напряжение цепи, на которую подается питание. Если он работает от батарей, снижение напряжения может легко означать, что значительная часть емкости батареи недоступна для схемы.0,7 В — это немного, но это настоящая проблема, если в схеме используется напряжение не менее 5 В, а 4 элемента по 1,5 В обеспечивают только номинальное напряжение 6 В. Последовательный диод также может рассеивать много ватт в цепи, потребляющей большой ток — постоянно или периодически.

Параллельный диод должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать полный ток короткого замыкания от источника до срабатывания предохранителя. Обычно это означает очень большой и дорогой диод. Можно использовать и меньший, но в «жертвенном» режиме.Это означает, что он, скорее всего, выйдет из строя (отказ диода всегда связан с коротким замыканием), но он должен быть достаточно надежным, чтобы гарантировать, что он не станет разрывом цепи во время периода сбоя из-за соединения или плавкого предохранителя проводов.

Также можно использовать реле, преимущество которого заключается в практически нулевом падении напряжения на контактах. Однако катушки реле потребляют значительный ток, который легко может превышать ток, потребляемый защищаемой схемой. Если источником питания является большая батарея с возможностью подзарядки по требованию, это не проблема, кроме небольшой стоимости эксплуатации реле.Однако во многих случаях это нежизнеспособный вариант.

Альтернативой является использование полевого МОП-транзистора. Во многих случаях речь идет только о MOSFET, без каких-либо других деталей. Это работает, если напряжение питания ниже максимального напряжения затвор-исток, но требуются дополнительные детали с напряжением более 12 В или около того. Преимущество полевого МОП-транзистора заключается в том, что падение напряжения исчезающе мало, если выбрано правильное устройство.

Часто можно использовать BJT (биполярный транзистор) также для защиты от обратной полярности, но они не работают так же хорошо, как полевые МОП-транзисторы, и имеют несколько присущих им недостатков, которые делают их гораздо менее подходящими.Для начала, на базу должен подаваться ток, чтобы транзистор включился, а это пустая трата энергии. BJT не может включаться так же сильно, как MOSFET, поэтому падение напряжения на транзисторе больше. Хотя он обычно превосходит диод (даже Шоттки), реального преимущества нет, потому что MOSFET — гораздо лучший вариант.

На следующих чертежах есть раздел, помеченный просто как «Электроника». На нем изображены электролитический конденсатор и операционный усилитель, но это может быть что угодно: от простой аудиосхемы до логических вентилей и т. Д.) или микропроцессор. Потребляемый ток может составлять от нескольких миллиампер до многих ампер, и вам нужно выбрать схему, которая лучше всего подходит для вашего приложения. Это не руководство по дизайну , а скорее собрание идей, которые можно расширять и адаптировать по мере необходимости.

Диодная защита

Диод серии А — самый простой и дешевый вид защиты. В схемах низкого напряжения диод Шоттки означает, что падение напряжения снижается с типичных 0,7 В до примерно 200 мВ или около того.Это очень сильно зависит от тока, и при максимальном номинальном токе падение напряжения может превышать 1 В для стандартного кремниевого диода или около 500 мВ для типов Шоттки. Требуется только диод — никаких других деталей не требуется, так что это самый простой и дешевый вариант.

Рисунок 1 — Диодная защита, последовательная (слева), параллельная (справа)

Хотя последовательный диод очень легко реализовать, как отмечалось выше, минимальная потеря напряжения составляет 650 мВ или около того при низком токе, возрастающая с увеличением тока нагрузки.С диодом на 1 А потеря напряжения будет близка к 900 мВ при 1 А, что почти соответствует снижению напряжения питания. Если схема питается от батарей, это представляет собой серьезную потерю емкости, потому что около 900 мВт доступной мощности тратится впустую без уважительной причины. Если у вас достаточно запасной мощности или при высоком напряжении (25 В или более) потери на диоде незначительны.

Диод Шоттки лучше, но он обычно дороже и недоступен для высоких напряжений. Для диода Шоттки 1 А вы можете ожидать потери около 400 мВ при 1 А.Диоды Шоттки имеют прямое напряжение от 150 мВ до 450 мВ, в зависимости от производственного процесса, номинального тока и фактического тока. Максимальное обратное напряжение составляет около 50 В, но обратная утечка выше, чем у стандартных кремниевых диодов. Это может вызвать проблемы с чувствительными устройствами, но обычно это не так. В скобках указано (более или менее) типичное напряжение на диоде Шоттки. Последовательному диоду может помочь параллельный диод на стороне оборудования, если утечка диода может вызвать проблемы.Это редко требуется или используется на практике.

С параллельным диодом (иногда называемым защитой «ломом») он должен быть рассчитан на более высокий ток, чем может обеспечить источник. Если источником напряжения являются батареи (любая химия), они могут выдавать чрезвычайно высокий ток, поэтому требуются некоторые средства для отключения цепи — желательно до того, как диод перегреется и выйдет из строя. Хотя диоды выходят из строя в 99% случаев, это не то, на что стоит полагаться для защиты дорогой электроники.Некоторые источники питания могут возражать против короткого замыкания на выходе, могут ограничивать ток или выходить из строя.

Предохранитель

А — это самый простой и дешевый способ отключения питания, если он подключен в обратном направлении, и предохранитель должен быть рассчитан на пропускание максимального тока, ожидаемого схемой. В этой схеме нет потери напряжения на диоде, но — это небольшая потеря напряжения на предохранителе. Это падение напряжения обычно незначительно. Естественно, если питание будет подключено в обратном направлении, предохранитель (должен) перегореть, а диод может или не сможет выжить.Это означает, что система должна быть проверена и при необходимости отремонтирована, если в любое время будет отключено питание, включая замену предохранителя и / или диода. Возможно, вы сможете использовать термисторный переключатель PolySwitch с положительным температурным коэффициентом (PTC) — это зависит от многих факторов, которые необходимо изучить в первую очередь.

Релейная защита
Хотя поначалу это может показаться глупой идеей, реле — отличный способ обеспечить защиту от обратной полярности. Это при условии, что источник напряжения может питать реле без снижения его емкости.В оборудовании с батарейным питанием это обычно не вариант, но он может быть полезен для оборудования в легковых или грузовых автомобилях, где аккумулятор имеет большую емкость и постоянно заряжается при работающем двигателе. Реле не следует использовать для любого оборудования, которое постоянно подключено, так как оно со временем разрядит аккумулятор.
Как видно ниже, катушка реле может получать ток только при правильной полярности. При положительном (положительном) входе D1 смещен в прямом направлении, а на катушку поступает около 11.3 В, чего более чем достаточно для втягивания. Когда N.O. (нормально разомкнутые) контакты замыкаются, на электронику подается питание. При изменении полярности в катушке не протекает ток, и электроника полностью изолирована от источника питания, поскольку реле не может активироваться.

Рисунок 2 — Релейная защита
Преимущество реле в том, что оно может выдерживать чрезвычайно высокий ток без падения напряжения на контактах. Реле надежны и могут работать многие, многие годы без какого-либо вмешательства.Им не нужен радиатор (независимо от потребляемого тока), и они доступны в бесчисленных конфигурациях и практически для любых известных требований. Автомобильные реле также уже прошли все необходимые обязательные испытания, поэтому они могут снизить стоимость испытаний на соответствие, если это необходимо.
Присущая реле прочность является огромным преимуществом в автомобильных приложениях, где события «сброса нагрузки» являются обычным явлением. Это происходит, когда большая нагрузка отключается от электрической системы, и генератор не может выполнить исправление достаточно быстро, чтобы предотвратить перенапряжение.Есть и другие причины, и все автомобильное оборудование должно быть спроектировано таким образом, чтобы без сбоев выдерживать значительные перенапряжения. Реле легко справятся с этим.
Реле
доступны с множеством различных напряжений катушки (например, 5, 12, 24, 36, 48 В), и существуют модели для любых мыслимых требований по току контакта. Если входное напряжение слишком велико для катушки, можно использовать резистор, чтобы снизить напряжение до безопасного значения. Также может быть включена схема «эффективности» (последовательный резистор с параллельным электролитическим конденсатором), которая подает на реле более высокое, чем обычно, напряжение, чтобы втянуть его, а затем снижает ток при зарядке крышки до значения, немного превышающего номинальное. гарантированный ток удержания (определяется резистором).Удерживающий ток может составлять всего 1/3 номинального тока катушки, а иногда и меньше.
Защита MOSFET У полевых МОП-транзисторов
есть очень желанная особенность. Все они имеют обратный диод, который определяет полярность напряжения, но когда полевой МОП-транзистор включен, он проводит одинаково в любом направлении. Таким образом, когда диод смещен в прямом направлении и полевой МОП-транзистор включен, напряжение на полевом МОП-транзисторе определяется R DS на (сопротивление сток-исток включено) и током, а , а не , прямым напряжением диод.Это полезное свойство сделало полевые МОП-транзисторы предпочтительным устройством для схем защиты от обратной полярности.
Тем не менее, вы должны учитывать тот факт, что полевым МОП-транзисторам требуется некоторое напряжение между затвором и истоком для проведения, а в цепи с очень низким напряжением (менее 5 В) может не хватить напряжения для включения полевого МОП-транзистора. МОП-транзисторы логического уровня могут включаться при более низком напряжении, чем стандартные типы, но они также более ограничены с точки зрения R DS на , и доступно меньшее количество устройств, особенно типов с P-каналом.
На чертеже показаны резистор и стабилитрон. Они обеспечивают защиту затвора для затвора полевого МОП-транзистора, если существует или вероятность того, что максимальное напряжение затвор-исток может быть превышено. Их можно опустить, но, как правило, это неразумно. Если кратковременный выброс превысит напряжение пробоя затвора (обычно около ± 20 В), полевой МОП-транзистор будет поврежден и почти наверняка будет проводить в обоих направлениях. Это полностью отменяет схему защиты !
Для оборудования, которое питается от батарей, маловероятно, что произойдет «разрушительное событие», но затвор полевого МОП-транзистора может быть поврежден при некоторых обстоятельствах.Это кажется маловероятным, но высокое обратное напряжение (например, статическое) может вызвать поломку, если защита не используется. Некоторые полевые МОП-транзисторы имеют встроенный стабилитрон затвора, и резистор необходим для предотвращения разрушающего тока с напряжениями, превышающими напряжение стабилитрона.

Рисунок 3 — Защита MOSFET — N-канал (слева), P-канал (справа)
Вы можете использовать устройства с N-каналом или P-каналом, в зависимости от полярности цепи и от того, можете ли вы прервать соединение земли / заземления, не вызывая неправильного поведения цепи.В автомобильной среде шасси является отрицательным источником питания, и его трудно или невозможно отключить. Это означает, что схема защиты должна быть на положительной шине питания, что немного менее удобно, поскольку обычно требует P-Channel MOSFET. Обычно они имеют меньшую мощность и ток, чем их N-канальные аналоги. Вы все еще можете использовать устройство с N-каналом, но это более утомительно и требует дополнительных схем (показано ниже).
Если вы используете полевой МОП-транзистор с каналом P, прерывание заземления / заземления (отрицательное) отсутствует.Это особенно полезно для автомобильной электроники. Однако есть некоторые ограничения, о которых вы должны знать. Наиболее важным (и наиболее вероятным источником проблем) является требуемое напряжение затвор-исток. Это не проблема для автомобильных приложений, потому что доступно 12 В, но это проблема для более низких напряжений.
MOSFET с P-каналом логического уровня (5 В), безусловно, доступны, но, как уже отмечалось, они очень ограничены по сравнению с типами с N-каналом. Они также обычно более дороги для эквивалентных номинальных значений тока, и многие из них доступны только в корпусах для поверхностного монтажа (SMD).Это ограничивает их полезность в цепях с низким напряжением и высоким током, где невозможно или нецелесообразно отключать отрицательную шину (что позволяет использовать устройства с N-каналом).
Если в противном случае напряжение слишком низкое для включения полевого МОП-транзистора, существует возможность использования схемы накачки заряда для смещения устройства с N-каналом. Это добавляет сложности и стоимости, но является приемлемым вариантом, когда другие методы по какой-либо причине не подходят. Зарядный насос используется для генерации напряжения, превышающего входящее напряжение (обычно примерно на 10–12 В или около того), и это напряжение включает полевой МОП-транзистор.Общая идея показана ниже, но подробности о зарядовом насосе не приводятся — это «концептуальная» схема, а не полное решение. Показанные защитные диоды могут понадобиться, а могут и не потребоваться, в зависимости от схемы.
ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА
1. Электронная трубка зависит от своего воздействия на поток электронов, которые действуют как носители тока. Для создания этого потока электронов в каждой трубке имеется специальный металлический электрод (катод).Но при обычных комнатных температурах свободные электроны катода не могут покинуть его поверхность из-за определенных сдерживающих сил, которые действуют как барьер. Эти притягивающие поверхностные силы стремятся удерживать электроны внутри катодного вещества, за исключением небольшой части, которая имеет достаточную кинетическую энергию (энергию движения) для прорыва через барьер. Большинство электронов движутся слишком медленно, чтобы это произошло.
2. Чтобы покинуть поверхность материала, электроны должны совершить определенную работу, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы.Для выполнения этой работы электроны должны иметь достаточную энергию, сообщаемую им от какого-либо внешнего источника энергии, поскольку их собственная кинетическая энергия недостаточна. Существует четыре основных метода получения электронной эмиссии с поверхности материала: термоэлектронная эмиссия, фотоэлектрическая эмиссия, автоэлектронная эмиссия и вторичная эмиссия.
3. Термоэлектронная эмиссия. Это самый важный и наиболее часто используемый в электронных лампах. В этом методе металл нагревается, что приводит к увеличению тепловой или кинетической энергии несвязанных электронов.Таким образом, большее количество электронов достигнет достаточной скорости и энергии, чтобы покинуть поверхность эмиттера. Количество электронов, высвобождаемых на единицу площади излучающей поверхности, связано с абсолютной температурой катода и количеством работы, которую электрон должен совершить, покидая излучающую поверхность.
4. Термоэлектронная эмиссия достигается за счет электрического нагрева катода. Это можно сделать двумя способами: 1) используя электроны, испускаемые нагревательной спиралью для проведения тока (прямой нагрев), или 2) размещая нагревательную спираль в никелевом цилиндре, покрытом оксидом бария, который излучает электроны (косвенный обогрев).Обычно используется метод косвенного нагрева.

5. Фотоэлектрическая эмиссия. В этом процессе энергия светового излучения, падающего на поверхность металла, передается свободным электронам внутри металла и ускоряет их в достаточной степени, чтобы они могли покинуть поверхность.
6. Автоэлектронная эмиссия или эмиссия с холодным катодом. Приложение сильного электрического поля (т. Е. Высокого положительного напряжения за пределами поверхности катода) буквально вытягивает электроны с поверхности материала из-за притяжения положительного поля.Чем сильнее поле, тем больше автоэлектронная эмиссия с холодной поверхности эмиттера.
7. Вторичная эмиссия. Когда высокоскоростные электроны внезапно ударяются о металлическую поверхность, они отдают свою кинетическую энергию электронам и атомам, на которые они ударяются. Некоторые из бомбардирующих электронов сталкиваются непосредственно со свободными электронами на поверхности металла и могут выбить их с поверхности. Электроны, освобожденные таким образом, известны как вторичные электроны эмиссии, поскольку первичные электроны из какого-то другого источника должны быть доступны для бомбардировки вторичной электронной эмиссионной поверхности.
УПРАЖНЕНИЯ:
1. Контрольные вопросы:
1. От чего зависит действие электронной лампы? 2. Что присутствует в каждой трубке для создания потока электронов? 3. При каких температурах свободные электроны не могут покинуть поверхность катода? 4. Какие силы удерживают электроны внутри катодного вещества? 5. Что должны сделать электроны, чтобы убежать? 6. Что должны иметь электроны, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы? 7.Сколько существует методов получения электронной эмиссии? 8. Какие они? 9. Что сообщает внешнюю энергию электронам при термоэлектронной эмиссии? 10. Какая энергия используется для образования свободных электронов при фотоэмиссии? 11. Что такое автоэлектронная эмиссия?
12. Как получается вторичная эмиссия? 13. Какое излучение чаще всего используется в электронике?
2. Переводите международные слова без словаря.
катод, эмиттер, материал, цилиндр, часть, энергия, излучение, температура, термический, адекватный, абсолютный, специальный, эмиссия, электрон, обычно
3. Определите, к каким частям речи принадлежат эти слова, и переведите их :
реализовывать, выравнивать, электрифицировать, классифицировать, создавать, усиливать, расширять, увеличивать, широко, аналогично, иначе, вперед, к, вверх, наружу, вниз
Текст 5 Прочтите и переведите текст.
ДИОДЫ
1. Простейшей комбинацией элементов, составляющих электронную лампу, является диод.Он состоит из катода, который служит для испускания электронов, и пластины или анода, окружающей катод, который действует как коллектор электронов. Оба электрода заключены в герметичную оболочку из стекла или металла. Если катод нагревается косвенно, должна быть спираль или нагреватель. Размер диодных трубок варьируется от крошечных металлических трубок до выпрямителей большого размера. Пластина обычно представляет собой полый металлический цилиндр из никеля, молибденового графита, тантала или железа.

2.Основной закон электричества гласит, что одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, а разные заряды притягиваются. Электроны, испускаемые катодом электронной лампы, являются отрицательными электрическими зарядами. Эти заряды могут либо притягиваться, либо отталкиваться от пластины диодной лампы, в зависимости от того, заряжена пластина положительно или отрицательно.
3. Фактически, при приложении разности потенциалов (напряжения) от батареи или другого источника между пластиной и катодом диода внутри трубки создается электрическое поле.Силовые линии этого поля всегда проходят от отрицательно заряженного элемента к положительно заряженному. Электроны, будучи отрицательными электрическими зарядами, следуют направлению силовых линий в электрическом поле.
4. Установив электрическое поле правильной полярности между катодом и пластиной и «сформировав» силовые линии этого поля на определенных траекториях, ¹ можно управлять движением электронов по желанию. Батарея подключается между пластиной и катодом диода, чтобы сделать пластину положительной по отношению к катоду, при этом силовые линии электрического поля проходят в направлении от катода к пластине.
5. И снова, приложение напряжения нагревателя приводит к эмиссии электронов с катода. Электроны следуют по силовым линиям к положительной пластине и ударяют по ней с высокой скоростью. Поскольку движущиеся заряды содержат электрический ток, поток электронов к пластине представляет собой электрический ток, называемый током пластины.
6. Достигнув пластины, электронный ток продолжает течь по внешней цепи, состоящей из соединительных проводов и батареи. Поступающие электроны поглощаются положительной клеммой батареи, и такое же количество электронов вытекает из отрицательной клеммы батареи и возвращается на катод, таким образом восполняя запас электронов, потерянных при эмиссии.
7. Пока катод трубки поддерживается при температурах излучения, а пластина остается положительной, ток пластины будет продолжать течь от катода к пластине внутри трубки и от пластины обратно к катоду через внешнюю цепь.
8. Теперь подключение батареи поменялось местами, чтобы сделать пластину отрицательной по отношению к катоду. Когда на нагреватель подается напряжение, катод испускает поток электронов. Однако эти электроны сильно отталкиваются от отрицательно заряженной пластины и стремятся заполнить межэлектродное пространство между катодом и пластиной.Поскольку электроны фактически не достигают пластины, трубка действует как разомкнутый контур.
9. Общее количество электронов, испускаемых катодом диода, всегда одинаково при данной рабочей температуре. Напряжение на пластине (напряжение между пластиной и катодом), следовательно, не влияет на количество электронов, испускаемых катодом. Однако действительно ли эти электроны достигают пластины, определяется напряжением между пластиной и катодом, ², а также явлением, известным как пространственный заряд.
10. Термин объемный заряд применяется к облаку электронов, которое образуется в межэлектродном пространстве между катодом и пластиной. Поскольку оно состоит из электронов, это облако представляет собой отрицательный заряд в межэлектродном пространстве, который оказывает отталкивающее действие на электроны, испускаемые катодом. Таким образом, эффект одного только этого отрицательного объемного заряда заключается в том, чтобы заставить значительную часть испускаемых электронов вернуться обратно в катод и предотвратить попадание других электронов на пластину.
11. Объемный заряд, однако, действует не сам по себе. Ему противодействует электрическое поле от положительной пластины, которое проникает сквозь объемный заряд, притягивая электроны и, таким образом, частично преодолевая его эффекты. При низких положительных напряжениях пластины только ближайшие к ней электроны притягиваются к ней и образуют небольшой ток пластины. Тогда объемный заряд сильно влияет на ограничение числа электронов, достигающих пластины.
12. По мере увеличения напряжения на пластине большее количество электронов притягивается к пластине через отрицательный объемный заряд и, соответственно, меньшее количество электронов отталкивается обратно на катод.Если напряжение на пластине сделать достаточно высоким, в конечном итоге достигается точка, в которой все электроны, испускаемые катодом, притягиваются к пластине, и влияние объемного заряда полностью преодолевается. Дальнейшее увеличение напряжения на пластине не может увеличить ток пластины через трубку, а эмиссия с катода ограничивает максимальный ток.

Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Рубрики