что это такое и как определить
Многие автолюбители, приобретая новую аккумуляторную батарею, обращают внимание только на ее рабочие параметры – напряжение, емкость, и размеры, забывая при этом о полярности. Сразу отметим, что этот термин у АКБ не относится к физике, а является исключительно конструктивным понятием. В результате, игнорирование полярности приводит к тому, что батарею просто не удается подключить к сети потому, что провода с клеммами не достают к выводам аккумулятора.
Что значит прямая или обратная полярность аккумулятора
Понятие «полярность» определяет положение клеммных выводов аккумуляторной батареи. Самыми распространенными являются два ее вида – прямая и обратная. Далее разберемся, что такое прямая и обратная полярность аккумулятора, как ее определить, и также некоторые полезные советы.
- Аккумуляторы с прямой полярностью – еще разработка советских инженеров, отсюда и второе ее название. Применяется она на батареях, производимых на постсоветском пространстве. Ее особенность заключается в том, что «плюсовой» вывод установлен слева, а «минусовой» — справа на верхней крышке корпуса АКБ.
- Обратная полярность – противоположность прямой. Ее используют в европейских странах, поэтому на иномарках применяется именно она. У такой полярности «плюс» расположен справа, а «минусовой» вывод – слева.
Сразу отметим, что и не на всех европейских машинах устанавливаются АКБ с обратной полярностью. Некоторые модели, которые собираются в СНГ, могут комплектоваться аккумуляторами с прямой полярность. А вот на отечественных машинах, даже на самых последних моделях, используются батареи с прямой полярностью.
Теперь о том, почему так важно знать, какая полярность АКБ нужна. Здесь все просто – провода для подключения к батарее имеют ограниченную длину, поэтому установка аккумулятора с неподходящей полярностью приведет к тому, что его просто невозможно будет подключить к бортовой сети, поскольку клеммы не будут доставать до выводов.
Как определить прямая или обратная?
Распознать, какая полярность у аккумулятора совсем несложно. Достаточно повернуть его «лицом» к себе, то есть, чтобы боковая наклейка была обращена в вашу сторону, а сами выводы располагались с ближней стороны. После этого просто смотрим, как расположены выводы: если «плюс» — слева, то прямая полярность, правое же его положение указывает на обратную.
Но перед приобретением новой батареи важно учитывать не только полярность, но и само ее расположение в посадочном месте на авто. Ведь достаточно повернуть батарею на 180 град, чтобы поменять полярность аккумулятора, вот только выводы в таком случае будут с дальней стороны. А это уже может создать проблемы с подключением АКБ к бортовой сети, из-за того, что проводов будет нахватать или же что-то помешает накинуть и закрепить клеммы.
Видео о прямой и обратной полярности аккумулятора
Что делать если перепутал полярность?
Бывает так, что батарея уже приобретена, но полярность ее не подходит, а возможности заменить на аккумулятор с нужным положением выводов нет. И все же ее можно подключить к сети авто.
Но для этого АКБ следует разместить так, чтобы «плюсовой» вывод располагался как можно ближе соответствующей клемме проводки (развернуть аккумулятор, немного сместить его в сторону). Важно сделать так, чтобы получилось подключить клемму к выводу батареи и закрепить ее.
Естественно, «минусовой» провод при этом доставать до вывода не будет, да это и не нужно. Далее берем длинный отрезок провода с хорошим сечением (можно использовать часть провода для «прикуривания»). Откручиваем «родной» массовый провод от кузова авто и заменяем его подготовленным отрезком. Закрепляем на конце клемму для подключения к АКБ и накидываем ее на вывод. Таким способом можно подключить к бортовой сети батарею с любой полярностью.
Похожие статьи
как определить, разница с прямой
АКБ
Полярностью называют схему расположения токовыводов на лицевой крышке батареи. Специалисты выделяют два типа: обратную и прямую. Признаком, по которому их отличают, является нахождение клемм. Аккумулятор устанавливают в посадочную нишу. Положение, в котором его фиксируют, изменить нельзя.
Если клеммы будут подключены неправильно, эксплуатировать АКБ (AGM, гелевую, свинцово-кислотную) невозможно. Решить проблему можно с помощью удлинения проводов. Этот способ сопровождается потерей времени. Гораздо проще обменять или приобрести новый аккумулятор.
Содержание статьи:
Разновидности полярности
Чтобы проверить принадлежность АКБ, ее необходимо развернуть к себе внешней стороной. Ее можно идентифицировать по наклейке. Всего на батарее находится два вывода (положительный и отрицательный). Под обратной (европейской) полярностью аккумулятора Varta подразумевают схему, на которой минусовая клемма располагается с левой стороны, а плюсовая – с правой.
Обратная и прямая полярность АКБ
Прямая (российская) полярность отличается иным расположением выводов (отрицательный – справа, положительный – слева). Некоторые утверждают, что кроме обратной (0) и прямой (1) полярности существует иные способы крепления клемм к автомобильным аккумуляторам. Это мнение ошибочно, единственной разницей является типоразмер батареи. Азиатские АКБ отличаются от американских уменьшенным размером клемм, высотой и шириной. Необходимо отметить отсутствие «ступеньки».
Разница между прямой и обратной полярностью
Владельцы легковых транспортных средств иностранного производства должны понимать, что на них устанавливают батареи с обратной полярностью. Отечественные автомобили оснащают аккумуляторы, клеммы которых расположены в «прямом» порядке.
На грузовые машины ставят специальные АКБ. Отводы находятся на узкой стороне корпуса. Обратную полярность в этом случае фиксируют цифрой «3», прямую – «4». Чтобы понять, к какому типу относится аккумулятор, его нужно осмотреть.
Внешний вид батарей с прямой и обратной полярностью довольно схож, поэтому перепутать их довольно легко. Чтобы не ошибиться, нужно при покупке обязательно ознакомиться со всеми необходимыми параметрами. Торопиться при выборе АКБ категорически запрещено.
Выбор АКБ
Новичку следует уделить внимание следующим нюансам:
- Плюсовая клемма толще минусовой. Таким образом снижают вероятность ошибки.
- Для определения полярности ориентируются на маркировку и расположение отводов.
- На аккумуляторах, которые устанавливают на спецтехнику и грузовые автомобили, клеммы размещены по диагонали.
Схемы обратной и прямой полярности считаются самыми востребованными. В перечне редких находятся аккумуляторы, обозначенные шестеркой (квадратный корпус, положительный отвод с правой стороны), 9 или 5 (клеммы располагаются посередине АКБ).
Возможные проблемы
При приобретении «неправильного» аккумулятора, эксплуатация оборудования становится невозможной. Трудности начинаются еще на этапе установки.
Устройство аккумуляторной батареи
Отсутствие опыта и низкая концентрация внимания может привести к:
- перегоранию предохранителей;
- оплавление проводов;
- отказ ЭБУ, сигнализации;
- повреждение электропроводки;
- перегорание диодного моста.
Переполюсовка аккумулятора (60, 70 Ач) с обратной полярностью провоцирует появление искр. При возникновении признаков возгорания процедуру следует прекратить. Сменить местоположение клемм не получится.
Аккумулятор
В исключительных случаях автолюбитель сможет применить аккумуляторную батарею из другой категории. Обязательным пунктом является изменение положения АКБ на 180 градусов. Это необходимо для того, чтобы обеспечить совпадение клемм и выводов.
Данный метод установки не подойдет, если провода не имеют достаточной длины. В сложившихся обстоятельствах генератор двигателя невозможно совместить с основной «массой» транспортного средства. Чтобы избежать подобных проблем, провода делают более длинными. Их диаметр должен быть одинаковым.
Заключение
АКБ VARTA
Если аккумулятор уже куплен, а возможность замены отсутствует, стоит использовать его по назначению. Для этого АКБ нужно аккуратно сместить к «плюсовой» клемме. Если провода хватит, автолюбитель сможет закрепить составляющие. Минусовой вывод при этом останется неподключенным.
Накидывание этого провода на клемму произойдет только после его удлинения. Сечение используемого отрезка должно быть качественным. Посредством данного способа можно соединить аккумулятор и бортовую сеть вне зависимости от полярности.
Ошибки с фиксированием клемм чаще всего делают при зарядке АКБ. Это обусловлено одинаковым размером отводов. При краткосрочном контакте водитель рискует зарядным устройством. При длительном возникает переполюсовка. Этот процедура противопоказана батарее.
В данном случае необходимо применить лампу от поворотника или габарита. После полного обнуления аккумулятор нужно заново подключить к заряднику, уделив внимание правильной фиксации.
В перечне лучших присутствуют следующие производители:
- VARTA;
- Champion;
- Forse;
- Delta;
- Black Horse;
- BOSCH;
- Atlas;
- Black Horse;
- Gigawatt;
- Delta;
- Mutlu;
- Forse;
- Vesna;
- Champion;
- Energizer.
Полярность АКБ — обратная и прямая
Чтобы выбрать аккумулятор с обратной полярностью, нужно иметь опыт, понимать важность ключевых показателей. Риск возникновения трудностей повышается, если водитель не проявил должного внимания к качеству и типу предлагаемой продукции. При отсутствии специальных знаний безопаснее и проще подобрать новую батарею. Не каждый сможет переделать провода. Аккумуляторы с прямой или обратной полярностью нужно приобретать с учетом рекомендаций, данных производителей.
Прямая или обратная полярность аккумулятора
Многие клиенты нашего магазина при разговоре с продавцом часто задают один и тот же вопрос: какая полярность аккумулятора на моем автомобиле? Это один из самых важных параметров при подборе и его не следует игнорировать.
В данной статье мы постараемся объяснить что же такое полярность и зачем вообще она нужна. В данном вопросе очень легко разобраться, так как у этого параметра существует всего три значения: прямая, обратная и универсальная. Однако есть одна особенность: полярность легковых и грузовых АКБ определяется по-разному.
Как определить полярность легкового аккумулятора (до 110 ач).
Чтобы выяснить полярность легкового аккумулятора нужно обратить внимание на то, как расположены его клеммы. Для этого батарею необходимо развернуть (мысленно или фактически) контактами к себе. Обычно клеммы конструктивно располагаются ближе к одной из сторон источника питания (кроме моделей с универсальной полярностью), этой стороной и поворачиваем.
Как определить полярность грузового аккумулятора (более 110 ач).
В профессиональной среде полярность у грузовых АКБ принято определять другим способом, отличным от легковых. Разница в том, что корпус батареи необходимо располагать наоборот, клеммами от себя и в таком положении определять полярность.
Почему важно правильно определить полярность акб?
От этой характеристики зависит, сможете ли вы подключить батарею к бортовой сети автомобиля или нет. У всех популярных моделей аккумуляторов клеммы специально делают разного диаметра, а провода без запаса по длине. «Минус» всегда имеет меньший диаметр по сравнению с «плюсом». Благодаря этому, при подключении их невозможно перепутать.
Полярность аккумулятора: прямая, обратная, универсальная.
Прямая полярность аккумулятора означает, что плюсовая клемма будет находиться слева, относительно ближнего к наблюдателю края корпуса. Аккумуляторные батареи такого типа используются практически любыми автопроизводителями. Чаще всего встречается на автомобилях, произведенных в Америке (Dodge, Chrysler, Hummer и т.д.), Китае (Chery, Lifan и т.д.) или России (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ).
Аккумуляторы обратной полярности являются наиболее распространенными. Устанавливаются на европейских, корейских или японских машинах (кроме тех, что произведены для внутреннего рынка Японии). Обратная полярность АКБ означает, что «минус» располагается слева, если повернуть электробатарею клеммами к себе.
Универсальная полярность аккумулятора характерна для тягачей, спецтехники или моторных лодок. У таких батарей выводы для подключения к электропроводке расположены на продольной оси корпуса, либо на его противоположных углах. Таким образом, если контактный провод не дотягивается до нужной клеммы, батарею можно развернуть на 180 градусов и она встанет «как влитая».
Зачем нужен аккумулятор в автомобиле, конечно, знает большинство водителей, причём не только профессионалов, но и любителей. Многие даже в курсе, где находится этот неотъемлемый атрибут современного транспортного средства, как он внешне выглядит. А вот о том, что аккумуляторы одного вида могут отличаться между собой полярностью, информированы далеко не все автовладельцы.
Как понять, какая полярность у аккумулятора, установленного на ваше авто? Начнём с того, что сначала разберёмся, что же на самом деле скрывается под не совсем понятным термином «полярность».
Откройте капот, самым внимательнейшим образом рассмотрите аккумуляторную батарею. На верхней полипропиленовой крышке корпуса вы увидите два абсолютно идентичных металлических «стержня», коротких, но внушительного диаметра. К ним подсоединены толстые провода в оболочке разного цвета. Стержни, как правило, расположенные симметрично по краям, называются токовыводами. Токовыводящие элементы различаются между собой маркировкой:
- «-» – отрицательная, или минусовая клемма;
- «+» – положительная, или плюсовая клемма.
Таким образом, порядок расположения токовых выводов на корпусе аккумуляторной батареи и определяет её полярность.
Прямая и обратная полярность АКБ – в чём разница?
Полярность автомобильного аккумулятора может быть двух видов: прямая или обратная в зависимости от того, в какой последовательности относительно корпуса находятся отрицательный и положительный выводы.
Прямая полярность аккумулятора – что это такое? Расположите батарею перед собой так, чтобы маркировочная табличка находилась у вас перед глазами, найдите клемму с обозначением «+». Если она расположена с левого края корпуса, а вывод «-» – с правого, то, следовательно, вашей АКБ соответствует прямая полярность. Это отечественная разработка, которая преимущественно используется на российских автомобилях. Кроме того, с данным вариантом расположения токовыводов можно столкнуться и на некоторых европейских автомоделях, в большинстве своём на тех, которые собираются на территории Российской Федерации или стран СНГ.
Чтобы лучше запомнить, можно провести аналогию с расположением рулевого управления: особенность российского автопрома – руль, а значит, и место водителя располагается в салоне с левой стороны.
Что значит выражение «обратная полярность аккумулятора»? Источники энергии данной разновидности более присущи автомобилям, выпускаемым европейскими и американскими производителями. Здесь всё с точностью до наоборот: клемма с обозначением на корпусе «+» устанавливается на правый край.
Основная разница между аккумуляторами прямой и обратной полярности заключается в местоположении плюсовой клеммы, а именно с левой или правой стороны крышки корпуса.
Можно заметить, что, кроме широко распространённых аккумуляторов прямой и обратной полярности, редко, но встречается абсолютно непредсказуемое положение токовыводов. Это наиболее характерно азиатским производителям, но такое ноу-хау не прижилось ни в нашей стране, ни на европейской территории.
При выборе аккумулятора для автомобиля в торговой сети обратите внимание, как защищены токовыводящие клеммы – на них надеты защитные колпачки разного цвета, что позволит быстро и практически безошибочно определить полярность. Как это сделать?
Колпачок синего цвета защищает минусовую клемму, а красного – плюсовую. Таким образом, если красный колпачок находится слева, это значит, что перед вами аккумулятор прямой полярности, а если справа – то обратной.
Как определить полярность АКБ без маркировки?
Клеммы источника энергии принято обозначать «+» и «-». По расположению плюсовой клеммы относительно корпуса несложно понять, устройство какой полярности перед вами. Иногда на корпусе отсутствуют плюс и минус, но можно встретить цифры «0» или «1». Как тогда определить, какую полярность имеет аккумулятор: прямую или обратную?
Достаточно запомнить, что по общепринятым правилам цифре «1» соответствует прямая полярность, а «0» – обратная.
А если любая маркировка на аккумуляторе вообще отсутствует, то как в данной ситуации узнать его полярность? Вот несколько рекомендаций:
- Возьмите штангенциркуль и измерьте диаметр каждой клеммы.
Помните, что плюсовая клемма всегда несколько толще, чем минусовая.
Определив, какой из выводов тока соответствует маркировке «+», уточняем его местонахождение относительно корпуса. Например, выяснили, что правая клемма – это «плюс», а такое расположение характерно для аккумуляторов обратной полярности.
- К каждой неопознанной клемме АКБ привязываем тонкую медную проволоку. Слабый раствор лимонной кислоты наливаем в два сосуда и опускаем в них проволочные концы. Ёмкость, в которой начнётся протекание реакции, а именно образование пузырьков, укажет на токовый вывод, соответствующий маркировке «-». Следовательно, другой вывод – это «+», и его местоположение точно укажет на полярность батареи.
- Замените раствор лимонной кислоты сырым картофелем. Здесь всё будет наоборот: в реакцию вступит проволока, соединённая с плюсовой клеммой, оставив на поверхности овоща пятно зеленоватого оттенка. Опять же, зная положение плюсового вывода, определяем тип полярности аккумуляторной батареи.
- Воспользуйтесь мультиметром для определения напряжения на немаркированных выводах устройства. Коснитесь одновременно щупами прибора (обратите внимание, что они разного цвета) токовыводящих стержней АКБ и взгляните на показания:
- если значение положительно, то это значит, что красный проводник соединён с плюсовой клеммой;
- если значение отрицательно, то с токовыводом, соответствующим «+», был соединён чёрный провод.
А далее всё по аналогии: отталкиваясь от места нахождения плюсового стержня – токовывода, узнаём полярность устройства.
Вот такими нехитрыми способами можно быстро определить полярность аккумулятора, но при этом точно зная, что такое прямая и обратная её характеристика.
Что будет, если перепутать полярность автомобильного аккумулятора?
Если перепутать полярность аккумулятора, то не удастся избежать серьёзных последствий: сложный ремонт автомобиля или даже его утрата в результате пожара. Рассмотрим разные ситуации.
При зарядке АКБ
К каким последствиям может привести путаница с полярностью аккумуляторной батареи? Здесь возможны два варианта событий:
- С вероятностью до 99 % можно утверждать, что зарядное устройство обязательно выйдет из строя, если зарядка осуществлялась в домашних условиях с использованием дешёвого оборудования. В такой ситуации перепутать клеммы несложно, ведь «крокодильчики» зарядки обычно одинакового размера.
- Если используется профессиональное зарядное устройство, то при полной зарядке АКБ произойдёт её переполюсовка, то есть клемма, соответствующая «+», станет минусовой и наоборот. Заряженный таким образом аккумулятор ни в коем случае нельзя ставить на автомобиль – это то же самое, что при его установке перепутать местами клеммы, последствия будут аналогичными.
Что же делать? Как вернуть батарее исходную заводскую полярность? Разрядить её полностью, не устанавливая на транспортное средство, а потом вновь зарядить, но строго соблюдая установленную полярность.
Неоднократная зарядка батареи при несоблюдении её полярности способна привести к тому, что клеммы окончательно поменяют полярность, то есть произойдёт её безвозвратная переполюсовка.
Если при установке батареи на зарядку практически сразу удалось обнаружить, что полярность токовыводов нарушена, то следует тут же, отключив предварительно зарядное устройство, изменить её на соответствующую действительности и продолжить процесс.
При установке на автомобиль
Обратите внимание, что ниша, отведённая под аккумуляторную батарею в двигательном отсеке, имеет не только определённый размер, но и конфигурацию. Это значит, что разместить там оборудование можно только одним, строго определённым способом.
Кроме того, токопроводы, которые служат для соединения с клеммами, также имеют конкретную установленную длину. Следовательно, если вы по ошибке приобретёте аккумулятор прямой полярности вместо предусмотренного конструкцией автомобиля устройства обратной полярности, отличие между которыми заключается в расположении плюсовой клеммы, то установить его правильно с соблюдением полярности токовыводов при подключении не удастся.
Если перепутать местами клеммы, то при запуске двигателя из строя выйдет вся электроника и приборы, подключённые к бортовой сети.
Однако при неработающем моторе будут непригодны к дальнейшей эксплуатации лишь те устройства, что были включены в сеть.
Аккумулятор с нарушенной полярностью при установке и на продолжительное время оставленный в таком положении способен спровоцировать короткое замыкание, которое, в свою очередь, может стать причиной возгорания транспортного средства.
Прямая и Обратная как определить
При покупке автомобильного аккумулятора следует обратить внимание на полярность. Если АКБ будет неправильно подключена, то электрика машины может полностью выйти из строя.
Что такое полярность аккумулятора
Источник постоянного тока имеет, как положительный, так и отрицательный контакт. К ним подключаются потребители электричества. Узнать полярность батареи не составит большого труда. На корпусе имеются значки плюса и минуса, часто бывают цветовые обозначения.
Кроме того положительный контакт имеет больший размер. У большинства автомобилей положительная клемма 19,5 мм, а отрицательная 17,9 мм. У азиатских машин (Asia) плюсовая клемма 12,7 мм, а минусовая 11,1 мм.
Такие особенности почти полностью исключают вероятность неправильного подключения АКБ. Расположение батареи в автомобиле бывает разным. Под капотом справа или слева. В салоне или багажнике. Поэтому, следует выбрать устройство, которое будет иметь правильное расположение клемм.
Обратная полярность аккумулятора
Владельцам легковых автомобилей иностранного производства следует знать о том, что практически на всех машинах используются аккумуляторы с обратной полярностью, обозначается цифрой «0».
Визуально определить можно следующим образом. Если расположить батарею таким образом, чтобы клеммы и этикетка были обращены к человеку, то справа будет находиться плюсовая, а слева – минусовая.
У грузовых автомобилей обратная полярность называется — левой и обозначается цифрой «3». Дело в том, что из-за больших габаритов корпуса клеммы устанавливаются на узкой стороне. Для того, чтобы определить полярность надо встать с того края батареи, где расположены клеммы. Слева будет плюс, а справа минус.
Обратная полярностьПрямая полярность аккумулятора
Прямая полярность используется на автомобилях отечественного производства. В этом случае положительная клемма расположена слева, а отрицательная — с правой стороны. Для легковых машин она обозначается цифрой «1»
У грузовых автомобилей прямая полярность называется правой и обозначается цифрой «4». Если встать с того края, где находятся контакты, то с правой стороны будет плюс, а с левой минус.
Прямая полярностьПрочие виды полярности
Бывают и более редкие расположения клемм, что может существенно усложнить процедуру опознания. Например, существуют модели, имеющие полярность “6”, которая визуально определяется по наличию плюсовой клеммы справа, но сам корпус устройства имеет практически квадратный вид.
Полярность “9”, она же “5” также встречается не очень часто. Узнать о том, что аккумулятор относится к этой категории можно по расположению клемм ровно посередине АКБ.
Еще бывает полярность “2”, она также встречается на грузовых автомобилях и спецтехники. В этом случае клеммы расположены по диагонали.
Полярность 2 и 9Как определить прямая или обратная полярность
Определяют принадлежность аккумулятора к той или иной категории, по расположению клемм на корпусе. Если полярность прямая, то плюс расположен слева, при обратной — плюсовая клемма находится справа. Если аккумулятор старый и надписи стёрты или закрыты под большим количеством отложений, то воспользовавшись стрелочным вольтметром можно точно определить, где находится положительный вывод аккумуляторной батареи.
Что будет если перепутать полярность при подключении
Если при подключении перепутать клеммы, то возможны следующие последствия:
- Перегорание предохранителей.
- Пожар.
- Выход из строя ЭБУ.
- Перегорание диодного моста генератора.
- Оплавление проводки.
- Выход из строя сигнализации.
Самым опасным явлением при переполюсовке является возгорание, поэтому если при подключении клемм возникают искры, то следует прекратить процедуру. Так же может сильно повредиться электропроводка.
Можно ли поменять полярность у аккумулятора
Поменять расположение электрических выводов на корпусе аккумулятора нельзя, но на некоторых автомобилях возможна установка АКБ другого типа. В этом случае достаточно повернуть батарею на 180 градусов, чтобы соответствующие выводы совпали с клеммами.
Этот способ подключения аккумулятора с неподходящим расположением электрических выводов может не подойти только при очень коротких проводах, которые идут от «массы» автомобиля и генератора двигателя. Если на автомобиле провода, подключаемые к аккумуляторной батареи слишком коротки для установки неподходящей по расположению выводов детали, то достаточно заменить их на более длинный проводник. При этом диаметр провода не должен быть меньше демонтированного элемента проводки.
Остались вопросы по полярностям или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.
Добрый день, друзья! Мы уже немало поговорили о различных типах двигателей, однако практически не касались эксплуатации аккумуляторной батареи. Каждый из нас не понаслышке знает, как важно поддерживать ее в рабочем состоянии. Плохой заряд АКБ грозит неприятно удивить водителя невозможностью запуска мотора после стоянки. Один из интересных вопросов на эту тему — должна быть полярность аккумулятора прямая или обратная. Посмотрим, что это такое и для чего необходимо.
Какая бывает полярность
Самое опасное заключается в том, что полярность некоторых АКБ может отличаться. Если установить его неправильно, это может привести к короткому замыканию с последующим возгоранием транспортного средства. Для этого и нужно разбираться в том, какая разница между прямой и обратной полярностью в различных типах батарей. Как известно, плюсовая клемма должна подключаться к плюсовому выходу аккумулятора, а минусовая, соответственно, к минусу, который запитан кузов автомобиля.
Однако конструкционные особенности у разных автомобилей могут отличаться друг от друга, вот почему производители выпускают изделия с прямо противоположной полярностью. При этом, сами батареи по внешнему виду могут ничем принципиально не различаться. Лишь на том месте, где ожидаемо должна стоять плюсовая клемма, будет такая же, но отрицательная. Существует хорошая подсказка, чтобы не перепутать.
Дело в том, что площадка под батарею обладает ограниченным местом и если поставить АКБ неправильно, то длины провода может попросту не хватить.
Полярность у АКБ на отечественных и импортных автомобилях
Итак, возьмем или представим перед глазами любой автомобильный аккумулятор. Для наглядности это должна быть та сторона, на которой размещены наклейки или этикетки производителя. Путаница возникает зачастую именно потому, что разные люди смотрят на батарею с разных сторон, ведь и под капотом она может размещаться под разным углом зрения. Основные отличия нашли свое выражение у производителей из разных континентов.
Что касается отечественных АКБ, то они отличаются так называемым «прямым» расположением клемм. В этом случае плюсовая клемма размещается слева, а отрицательная справа.
А вот многие европейские, американские и часть азиатских заводов устанавливают клеммы наоборот. Поэтому, чтобы определиться точно, нужно всегда смотреть на лицевую сторону изделия.
Способы определения положительных и отрицательных выходов
Что делать и как отличить приобретенную АКБ, если установить производителя не удалось? Существуют два основных стандарта, которые касаются расположения контактов. Если обратить внимание на то, что написано ниже, то Вы всегда без особого труда сможете разобраться с отрицательным и положительным выходами. Итак, что значит плюсовая клемма и каковы ее основные характеристики — в диаметре она обычно составляет 19,5 мм. В это же время минусовая отличается стандартным диаметром 17,9 мм.
Каждый автолюбитель может резонно заметить, что для замеров необходимо оборудование, хотя бы штангенциркуль. Какое обозначение или другой определяющий способ может помочь, если под рукой не окажется такого инструмента? Самая простая методика — с помощью стакана с обыкновенной водой. Опускаем и погружаем оба провода на некотором удалении друг от друга. Спустя время можно заметить, как около минусовой клеммы начинают бурлить небольшие пузырьки воздуха.
Обозначают прямую полярность вообще-то цифрой 1, а обратную — нулем.
Даже, если Вам пришлось купить аккумулятор с обратной полярностью, это не беда, ведь в продаже есть на сегодняшний день специальные переходники с прямой на обратную для того, чтобы добиться правильного размещения токовыводов (удлинители).
Друзья, на этом будем завершать обсуждение нюансов аккумуляторных батарей в авто и полярности. Также мною написана целая серия статей по выбору, проверке и периодичности замены моторного масла. Будем рады встретиться в последующих материалах. Всем удачи!
С уважением, автор блога Андрей Кульпанов
Место для контестной рекламы
Автор:Андрей
Прямая и обратная полярность аккумулятора
Одним из источников питания электроэнергией бортовой сети автомобиля является аккумулятор (он же просто батарея или АКБ). Работа этого элемента основана на химических реакциях, но водителю не обязательно знать все нюансы в его конструкции и принципы функционирования, тем более, что конструкция батареи такова, что или требует минимального вмешательства, либо вообще его не требует.
Для большинства автовладельцев – это всего лишь пластиковая герметичная коробка с ручкой (корпус батареи), с двумя выводами на верхней крышке к которым подключается «плюсовой» и «минусовой» провода. В ряде моделей могут дополнительно иметься пробки, для проведения обслуживания аккумулятора, а также сигнальное окошко, по которому можно узнать, что требуется вмешательства (долить воды или зарядить аккумулятор).
Всё, что остается водителю -это правильно подключить провода с клеммами к выводам батареи и все. Но часто возникает достаточно интересная проблема – на старом АКБ провода запросто доходили до выводов и накидывание клемм не составляло труда. А после приобретения новой батареи оказывается, что у нее «плюс» и «минус» поменяны местами и проводка не достают до своих выводов.
Все дело оказывается в таком термине, как полярность. Но в отличие от физических понятий полярности в аккумуляторе все значительно проще. Этот термин в аккумуляторе определяет расположение токовыводящих элементов (тех самых выводов, к которым подключаются провода бортовой сети) на крышке корпуса.
Видео: Определение полярности автомобильного аккумулятора
Прямая и обратная полярность аккумулятора
И при подборе нового аккумулятора важно правильно выбрать его полярность, чтобы подключение к бортовой сети авто не создало проблем. Самыми распространенными являются два типа полярности:
- Прямая;
- Обратная.
У них дополнительно есть еще ряд обозначений, которые будут упомянуты ниже.
Вообще определить, какая полярность у АКБ – очень просто. Но не зная, какая батарея нужна для вашего авто, определение полярности не поможет. Поэтому очень важно перед поездкой на рынок за новым аккумулятором просмотреть расположение проводов с клеммами на автомобиль.
Теперь о самом термине и как его определять. Прямая полярность используется на всех ВАЗах, поскольку АКБ с таким расположением выводов – разработка еще советских конструкторов, поэтому этот тип выводов часто еще называется «российским». Дополнительно в такую полярность еще обозначают цифрой «1». У аккумуляторов с таким типом полярности «плюсовой» вывод располагается слева, а «минусовой» — справа.
Обратная полярность – полная противоположность прямой, то есть, выводы у них поменяны местами («плюсовой» — справа, «минусовой» — слева). Используется такой тип на многих зарубежных авто, но не всех. Поэтому эту полярность еще называют «европейской», также она еще обозначается цифрой «0».
Существуют еще несколько видов полярности, но они особого распространения не получили. К примеру в США используется их собственная полярность – «американская», которая отличается тем, что выводы у них установлены не на верхней крышке корпуса, а на боковой поверхности.
Как определить полярность аккумулятора и чем грозит спутывание полярности
Рассмотрим, как же определить, какой тип полярности имеет аккумуляторная батарея. И здесь все просто, нужно всего лишь повернуть батарею «лицом» к себе. Ориентироваться можно по этикетке на боковой поверхности, поскольку она клеится на лицевой части, или по самим выводам. Батарею нужно повернуть так, чтобы они располагались с ближней стороны, то есть, повернута к вам. А после этого и нужно смотреть, с какой стороны расположены выводы. Если «плюсовой» — слева, то это прямая полярность, если справа – обратная.
А теперь о том, чем грозит неправильный выбор по полярности, и какие проблемы это может создать. Полярность указывается неспроста. Дело в том, что у каждого автомобиля имеется специальное посадочное место для АКБ, где он и закрепляется. При этом провода с бортовой сети подводятся каждый со своей стороны и длина их – определенная. Все это направлено на то, чтобы случайно не перепутать их перед подключением. Но неправильно подключить АКБ все же возможно из-за все той же полярности. Для примера, на ВАЗ установлена батарея прямой полярности, а владелец при покупке нового не обратил внимание и купил «европейский» аккумулятор. При попытках установить его на авто, «плюс» оказывается с другой стороны, поэтому и получатся «переплюсовка», которая может нанести значительный вред.
Неправильное подключение приводит к перегоранию электронных приборов бортовой сети авто и может стать причиной пожара. Интересно, что не все электроприборы сгорят, поскольку ряд из них особо не восприимчивы к изменению полюсов. К примеру, обычной лампе накаливания разницы нет, как сделано подключение, она гореть будет. Что касается электродвигателей, то при смене полюсов они всего лишь начинают крутить в другую сторону. А вот электронные приборы сгорят, поскольку для них «переплюсовка» недопустима.
Сразу скажем, что производители аккумуляторов тоже принимают участие в том, чтобы предотвратить возможное неправильное подключение. И делают они это путем использования разных по размеру выводов. Диаметр «плюсового» вывода больше, чем «минусового». Клеммы, которые подсоединяются к проводам, тоже отличаются по размерам отверстий. Поэтому надеть и закрепить, к примеру, «минусовую» клемму на «плюсовой» вывод не получиться (если не воспользоваться молотком). Дополнительно производители наносят на корпус тиснения, указывающие, какой это вывод.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Видео: Какой аккумулятор подходит на Приору.
Что можно предпринять?
Несмотря на все предусмотрительности, проблемы с установкой АКБ из-за его полярности все же возникают достаточно часто. Чтобы их избежать, необходимо не только определить полярность батареи, но еще и посмотреть, как она расположена в посадочном месте. И это очень важно.
Все потому, что достаточно развернуть аккумулятор на 180 градусов, чтобы получить правильное положение выводов на АКБ. К примеру, на автомобиле используется батарея прямой полярности и установлена она «лицом», если смотреть на нее (этикеткой вперед). Если же взять «обратный» аккумулятор и развернуть его на 180 градусов, то выводы окажутся как надо, но при этом АКБ будет обращена тыльной стороной. А поскольку провода имеют определенную длину, то они могут просто не доставать до выводов или им что-то будет мешать.
Напоследок рассмотрим, что же предпринять, если в наличии имеется аккумулятор с неподходящей полярностью, а достать другой не представляется возможным. Здесь важно постараться расположить батарею так, чтобы «плюсовой» провод доставал до своего вывода на аккумуляторе и его можно было закрепить. Для этого можно разворачивать батарею, постараться ее сместить в сторону и т. д.
А вот с «минусовым» проводом разобраться будет значительно легче. Ведь он является массой и подключен к кузову авто. Поэтому его запросто можно нарастить. То есть, берем отрезок провода большого сечения (больше – лучше) необходимой длины. Откручиваем «родной» провод, а на его место закрепляем подготовленный. Затем перекидываем клемму и подключаем его к АКБ.
А вот «плюсовой» провод нарастить или заменить не получится поэтому и важно сделать все, чтобы подключить его к батарее «как есть», без внесения доработок, тем более, что сделать это практически нереально. Ведь обычная скрутка для наращивания длины является небезопасной.
Собственно, да, но не без посторонней помощи. Смена полярности на аккумуляторе может произойти только несколькими способами.
Если у вас аккумулятор с мокрым аккумулятором, вы наполняете его впервые и используете зарядное устройство старого типа, не интеллектуальное зарядное устройство и замыкаете клеммы во время его заполнения, да, возможно подключить зарядное устройство назад и обратный заряд это. Вы не обязательно заметите искру, потому что батарея получает напряжение по мере ее заполнения, и если она заряжается во время ее заполнения, короткое замыкание не будет достаточно сильным разрядом для создания искры.Если это должно было случиться, зарядное устройство и было зацеплено задом наперед, или если оно было установлено в автомобиле с пусковым механизмом и подключено задом наперед, то вы можете получить заряженный аккумулятор, но в обратном направлении. Обратите внимание, что в приведенном выше сценарии есть много «и». Такая ситуация возможна, но не очень вероятна.
Вторая возможность — изменение полярности после процесса активации. Это также редко, так как требует последовательности ошибок, присутствующих после установки батареи.Единственный способ для этого — полностью разрядить аккумулятор, оставив ключ включенным, или незаметно замкнувшись, что полностью разряжало заряд в течение нескольких дней. После того, как это произошло, это, казалось бы, разряженная батарея.
Помните, что полностью разряженный аккумулятор — это не что иное, как пустой сосуд. Чтобы получить отрицательный заряд, потребуется подключить его назад и зарядить таким образом. Таким образом, реальный вопрос здесь: как батарея может изменить полярность после того, как она была установлена? Та же самая ранее разряженная батарея будет затем подвержена обратной зарядке, либо путем подключения зарядного устройства назад, либо с помощью системы зарядки, которая меняет полярность (очень редко, но все же возможно).
Итак, позвольте мне повторить: Единственный способ для батареи, которая имеет положительный заряд, обратить себя обратно, это чтобы батарея была полностью разряжена, и затем полностью заряжены. Мы видели, как это происходило пару раз, и это будет считаться наиболее распространенным из этих редких ситуаций.
Для всех намерений, батарея будет разрушена . Вы можете технически зарядить его, отрицательно, и продолжать использовать его, но ваши пластины спроектированы с положительными пластинами, представляющими собой диоксид свинца, и отрицательными, состоящими из губчатого свинца, который теперь будет обращен вспять.Поскольку перевернутая батарея больше не отформатирована правильно, она будет работать только в ограниченной степени. Дело в том, что свинцово-кислотная батарея не может изменить свою собственную полярность без внешнего раздражителя. Это просто невозможно.
Выберите аккумулятор
Была ли эта информация полезной? Зарегистрируйтесь, чтобы получать обновления и предложения.
Одно из основных различий между прямым и обратным смещением заключается в том, что при прямом смещении положительный вывод батареи подключен к полупроводниковому материалу p-типа , а отрицательный вывод соединен с n000 9- тип полупроводника материал. Принимая во внимание, что в обратном смещении материал n-типа подключен к положительной клемме источника питания, а материал p-типа подключен к отрицательной клемме батареи.Прямое и обратное смещение дифференцируется ниже в сравнительной таблице.
Смещение означает, что источник электропитания или разность потенциалов подключены к полупроводниковому устройству. Разность потенциалов бывает двух типов: прямое смещение и обратное смещение.
Прямое смещение уменьшает потенциальный барьер диода и обеспечивает легкий путь для протекания тока. В то время как в обратное смещение , разность потенциалов увеличивает прочность барьера, который предотвращает перемещение носителя заряда через переход.Обратное смещение обеспечивает высокий резистивный путь к току, и, следовательно, ток не протекает по цепи.
Содержание: прямое смещение против обратного смещения
- Сравнительная таблица
- Определение
- Ключевые различия
Сравнительная таблица
| Основа для сравнения | Прямое смещение | Обратное смещение |
|---|---|---|
| Определение | Внешнее напряжение, которое прикладывается к PN-диоду для уменьшения потенциального барьера и составляет легкий поток тока через него, называется прямым смещением. | Внешнее напряжение, которое подается на PN-переход для усиления потенциального барьера и предотвращения прохождения через него тока, называется обратным смещением. |
| Символ |  |  |
| Соединение | Положительный вывод батареи подключен к полупроводнику P-типа устройства, а отрицательный вывод подключен к полупроводнику N-типа | Отрицательный вывод батареи подключен к P-области и положительному Клемма аккумулятора подключена к полупроводнику N-типа. |
| Потенциал барьера | Сокращает | Усиление |
| Напряжение | Напряжение анода больше, чем катода. | Напряжение катода больше, чем у анода. |
| Прямой ток | Большой | Маленький |
| Слой истощения | Тонкий | Толстый |
| Сопротивление | Низкое | Высокое |
| Поток тока | Позволяет | Предотвращает |
| Величина тока | Зависит от прямого напряжения. | Ноль |
| Эксплуатация | Проводник | Изолятор |
Определение прямого смещения
При прямом смещении внешнее напряжение подается на диод PN-перехода. Это напряжение устраняет потенциальный барьер и обеспечивает низкое сопротивление пути протеканию тока. Прямое смещение означает, что положительная область подключена к p-клемме источника питания, а отрицательная область подключена к устройству n-типа.
Напряжение потенциального барьера очень мало (около 0,7 В для кремния и 0,3 В для соединения германия), поэтому для полного устранения барьера требуется очень небольшое количество напряжения. Полное устранение барьера представляет собой путь с низким сопротивлением для протекания тока. Таким образом, ток начинает течь через соединение. Этот ток называется прямым током.
Определение обратного смещения
В обратном смещении отрицательная область соединена с положительной клеммой батареи, а положительная область соединена с отрицательной клеммой.Обратный потенциал увеличивает прочность потенциального барьера. Потенциальный барьер сопротивляется потоку носителей заряда через переход. Это создает высокоомный путь, по которому ток не протекает по цепи.
Основные различия между прямым и обратным смещением
- Прямое смещение уменьшает силу потенциального барьера, благодаря чему ток легко перемещается через соединение, тогда как обратное смещение усиливает потенциальный барьер и затрудняет поток носителей заряда.
- При прямом смещении положительный вывод батареи соединен с p-областью, а отрицательный вывод соединен с материалом n-типа, в то время как при обратном смещении положительный вывод питания соединен с материалом n-типа и отрицательным Терминал подключен к материалу p-типа устройства.
- Прямое смещение устанавливает электрическое поле поперек потенциала, которое уменьшает силу потенциального барьера, тогда как обратное смещение увеличивает силу потенциального барьера.
- Примечание — Потенциальный барьер — это слой между диодом PN-перехода, который ограничивает движение электронов через переход.
- При прямом смещении напряжение на аноде больше, чем на катоде, тогда как при обратном смещении напряжение на катоде больше, чем на аноде.
- Прямое смещение имеет большой прямой ток, тогда как обратное смещение имеет очень маленький прямой ток.
- Примечание. Ток в диоде при протекании в прямом направлении называется прямым током.
- Истощающий слой диода очень тонкий при прямом смещении и толстый при обратном смещении.
- Примечание. Слой обеднения — это область вокруг перехода, в которой обеднены свободные носители заряда.
- Прямое смещение уменьшает сопротивление диода, тогда как обратное смещение увеличивает сопротивление диода.
- При прямом смещении ток легко течет по цепи, тогда как обратное смещение не позволяет току течь через него.
- При прямом смещении величина тока зависит от прямого напряжения, тогда как при обратном смещении величина тока очень мала или незначительна.
- При прямом смещении устройство работает как проводник, тогда как при обратном смещении устройство действует как изолятор.
Прямое напряжение кремниевого диода составляет 0,7 Вольт, а прямое напряжение германия составляет 0,3 Вольт.
, В устройствах с батарейным питанием, в которых есть сменные батареи, обычно необходимо предотвращать неправильное подключение батарей, чтобы предотвратить повреждение электроники, случайное короткое замыкание или другую ненадлежащую работу. Если это невозможно физическим способом, необходимо включить электронную защиту от обратного тока. Физическая защита может просто означать поляризованный разъем или батарею со смещенными соединениями (как в большинстве литиевых батарей мобильного телефона) в сочетании с инструктивными символами и рисунками.Для батарей размера AAA или AA есть держатели, которые сконструированы таким образом, что если батарея установлена неправильно, один конец не соприкоснется. Все еще существуют обстоятельства, когда физические средства невозможны, например, для большинства монетных ячеек или если пользователь может подключать питание проводами к винтовым клеммным колодкам. Следовательно, это может относиться и к устройствам без батарей, а также, вероятно, к автомобильной электронике.
Следовательно, разработчики и производители электронных продуктов должны обеспечить, чтобы обратный ток b и ток обратного тока и напряжение обратного смещения были достаточно низкими, чтобы предотвратить повреждение как самой батареи, так и внутренней электроники продукта.
Почему бы не использовать простой диод?
Использование диода в качестве защиты от обратной полярности питания, как показано в Цепь 1 — это очень простое и надежное решение, если вы можете позволить себе потерю энергии. Скорее всего, с устройством с батарейным питанием вы не хотите тратить энергию, особенно если ваше напряжение питания уже достаточно низкое и поэтому падение напряжения на 0,3 В или 0,4 В от диода Шоттки будет значительным и неприемлемым. Для более высоких напряжений питания в диапазоне 9В-48В и автомобильных приложений небольшое падение напряжения может не иметь значения, особенно если ток низкий.При больших токах, выше 5 А, повышение температуры из-за больших потерь мощности может быть проблемой. Вы не хотите, чтобы диод становился слишком горячим, поэтому, скорее всего, потребуется добавить радиатор.
Цена диода Шоттки выше, чем обычного диода, но потери значительно ниже. Имейте в виду, что многие диоды Шоттки имеют довольно высокую утечку обратного тока, поэтому убедитесь, что вы выбрали один с низким обратным током (около 100 мкА будет хорошо) в цепи защиты аккумулятора.
При 5 А потери мощности в диоде Шоттки обычно составляют: 5 х 0,4 В = 2 Вт по сравнению с обычным диодом: 5 х 0,7 В = 3,5 Вт.
Хорошим подходящим диодом для использования в приложениях защиты от обратного тока является новый тип диодов, называемый Super Barrier Rectifier (SBR), который является запатентованной и запатентованной технологией Diodes Inc., которая использует производственный процесс MOS (традиционный Шоттки использует биполярный процесс) создать превосходное двухполюсное устройство, которое имеет более низкое прямое напряжение (VF), чем сопоставимые диоды Шоттки, и в то же время обладает термостойкостью и высокими характеристиками надежности эпитаксиальных диодов PNДиод
Super Barrier Rectifier (SBR) предназначен для приложений с высокой мощностью, малыми потерями и быстрым переключением. Наличие канала MOS в его структуре образует низкопотенциальный барьер для большинства несущих, поэтому работа прямого смещения SBR при низком напряжении аналогична диоду Шоттки. Однако ток утечки ниже, чем у диода Шоттки при обратном смещении из-за перекрытия слоев истощения P-N и отсутствия снижения потенциального барьера из-за заряда изображения.
ОТКРЫТИЕ СУПЕР БАРЬЕРНЫХ ОТКРЫТОК (SBRT).
Trench SBR — это следующая эволюция, которая дает нам производительность в семействе SBR. Используя высоко продвинутую траншейную технологию, SBRT предлагает еще меньшую VF для приложений, где важны сверхнизкие прямые напряжения. В то время как дальнейшие технологические усовершенствования постоянно применяются к SBRT, эти усилия приводят к появлению еще более продвинутого и мощного члена — SBRTF. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите веб-сайт Diodes Inc.
с использованием N-канального MOS-FET
Самые последние N-МОП-транзисторы имеют ОЧЕНЬ с низким сопротивлением, намного ниже, чем типы P-канала, и поэтому идеально подходят для обеспечения защиты от обратного тока с минимальными потерями. Контур 3 показывает NMOS FET с низкой стороны на пути возврата земли. Диод корпуса FET ориентирован в направлении нормального тока. Если батарея установлена неправильно, напряжение на затворе NMOS FET низкое, что не позволяет ему включиться.
Если батарея установлена правильно и на портативное оборудование подается питание, напряжение на затворе NMOS FET повышается и его канал замыкает диод. При использовании NMOS FET падение напряжения RdsOn × ILOAD наблюдается на пути возврата земли.Некоторые из последних пороговых напряжений N-FET и RdsOn, используемые для защиты от обратного тока, перечислены в Таблице 1 и более высоких типах тока в Таблице 3 далее по этой странице.
| Manfacturer | Тип | Пакет | RdsOn |
|---|---|---|---|
| IRF (OnSemi) | ILRML2502 | SOT – 23 | 80 мОм при пороговом напряжении 2,7 В |
| Vishay | Si2312 | SOT – 23 | 51 мОм на 1.8 V пороговое напряжение Voltag |
Таблица 1.
Недостатки:
Вставка N-MOSFET в цепь заземления приведет к сдвигу заземления, который может быть неприемлемым во всех применениях. Это может вызвать проблемы для чувствительных приложений (например, для автомобильных систем) с одним или несколькими подключениями к, возможно, датчикам, коммуникационным шинам и исполнительным механизмам, внешним по отношению к цепи.
Чтобы использовать N-MOSFET в качестве устройства защиты от обратного тока в тракте питания высокого уровня, для включения MOSFET требуется напряжение затвора, превышающее напряжение аккумулятора.Это требует контура подкачки заряда, что увеличивает сложность контура и стоимость компонентов, а также может создавать проблемы электромагнитных помех. P-канальный MOSFET сопоставимого размера будет иметь более высокое RdsOn и, следовательно, более высокие потери мощности, но может быть реализован с помощью более простой схемы возбуждения, содержащей стабилитрон и резистор.
Обратная защита с использованием P-канального МОП-транзистора
Последние МОП-транзисторы имеют очень низкое сопротивление и поэтому идеально подходят для обеспечения защиты от обратного тока с минимальными потерями. Цепь 2 показывает PMOS FET на стороне высокого уровня в цепи питания. Диод корпуса FET ориентирован в направлении нормального тока. Если батарея установлена неправильно, напряжение на затворе PMOS FET высокое, что не позволяет ему включиться.
Стабилитрон защищает от превышения рекомендованного напряжения затвор-источник и может не потребоваться в зависимости от диапазона входного напряжения и используемого МОП-транзистора. Чтобы защитить от возможных скачков напряжения и переходных процессов от разрушения MOSFET, на вход можно добавить пару транзисторных диодов, как показано на рис.3. Конденсатор между затвором и источником добавлен, чтобы обеспечить хорошую работу схемы при быстром изменении полярности входного напряжения.
Если батарея установлена правильно и на портативное оборудование подается питание, напряжение на затворе PMOS FET снижается, а его канал замыкает диод.
Падение напряжения RdsOn × ILOAD видно на пути питания. В прошлом основным недостатком этих схем была высокая стоимость полевых транзисторов с низким пороговым напряжением. Тем не менее, достижения в области обработки полупроводников привели к появлению полевых транзисторов, которые обеспечивают минимальные потери в небольших упаковках.Некоторые из пороговых напряжений последнего поколения P-FET и RdsOn показаны в таблице 2.
| Manfacturer | Тип | Пакет | RdsOn |
|---|---|---|---|
| IRF (OnSemi) | ILRML6401 | SOT – 23 | 85 мОм при пороговом напряжении 2,7 В |
| Vishay | Si2323 | SOT – 23 | 68 мОм при пороговом напряжении 1,8 В |
Таблица 2.
Защита от обратного тока батареи с использованием интегральной схемы LM74610
LM74610-Q1 — это устройство контроллера, которое можно использовать с N-канальным МОП-транзистором в схеме защиты от обратной полярности. Он предназначен для управления внешним полевым МОП-транзистором для эмуляции идеального диодного выпрямителя при последовательном соединении с источником питания. Уникальным преимуществом этой схемы является то, что она не привязана к земле и поэтому имеет нулевой Iq. Контроллер LM74610-Q1 обеспечивает привод затвора для внешнего N-канального MOSFET и внутренний компаратор с быстрым откликом для разряда затвора MOSFET в случае обратной полярности.Эта функция быстрого понижения ограничивает величину и длительность обратного тока, если обнаруживается противоположная полярность. Конструкция устройства также соответствует техническим требованиям к электромагнитным помехам CISPR25 класса 5 и требованиям к переходным процессам ISO7637 для автомобилей с подходящим диодом TVS.
LM74610 — это контроллер с нулевым Iq, который в сочетании с внешним N-канальным MOSFET заменяет диодное или P-MOSFET решение с обратной полярностью в энергосистемах. Напряжение между источником и стоком MOSFET постоянно контролируется контактами LM74610-Q1 ANODE и CATHODE.Внутренний зарядный насос используется для обеспечения привода GATE для внешнего MOSFET. , Эта накопленная энергия используется для управления воротами MOSFET. Падение напряжения зависит от RDSON конкретного используемого MOSFET, который значительно меньше, чем PFET. LM74610-Q1 не имеет заземления, что делает его идентичным диоду. TZ1 и TZ2 не требуются для LM74610-Q1. Тем не менее, они обычно используются для ограничения положительного и отрицательного скачков напряжения соответственно. Выходной конденсатор Cout рекомендуется для защиты от мгновенного падения напряжения на выходе в результате нарушения работы линии.C1 и C2 подавляют высокочастотный шум в дополнение к функции ESD-зажимов.
MOSFET Выбор:
LM74610-Q1 может обеспечить до 5 В напряжения на затворе к источнику (VGS). Важными электрическими параметрами MOSFET являются максимальный непрерывный ID тока стока, максимальное напряжение VDS (MAX) сток-исток и сопротивление RDSON сток-исток. Максимальный ток непрерывного стока, ID, номинал должен превышать максимальный ток непрерывной нагрузки. Номинальное значение максимального тока через диод корпуса IS обычно оценивается как то же самое или немного выше, чем ток стока, но ток диода корпуса протекает только в течение небольшого периода, когда заряжается конденсатор накачки заряда.Напряжение на корпусе диода MOSFET должно быть выше 0,48 В при слабом токе. Напряжение на диоде корпуса для MOFET обычно уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Это увеличит требования к току источника для достижения минимального напряжения на выходе диода из корпуса к источнику для запуска зарядного насоса. Максимальное напряжение «сток-исток», VDS (MAX), должно быть достаточно высоким, чтобы выдерживать самое высокое дифференциальное напряжение, наблюдаемое в приложении. Это будет включать в себя любые ожидаемые неисправности.LM74610-Q1 не имеет положительного ограничения напряжения, однако рекомендуется использовать полевые МОП-транзисторы с номинальным напряжением около 45 В для автомобильной промышленности.
В таблице 3 приведены примеры рекомендуемых полевых МОП-транзисторов с LM74610:
| Деталь № | Напряжение (В) | Ток утечки при 25 * C | Rdson мОм при 4,5 В | Vgs Threshold (V) | Напряжение диода @ 2A при 125 * C / 175 * C | Упаковка, След | Qual |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CSD17313Q2 | 30 | 5 | 26 | 1.8 | 0,65 | СОН, 2 х 2 мм | Авто |
| SQJ886EP | 40 | 60 | 5,5 | 2,5 | 0,5 | PowerPAK SO-8L, 5 х 6 мм | Авто |
| SQ4184EY | 40 | 29 | 5,6 | 2,5 | 0,5 | СО-8, 5 х 6 мм | Авто |
| Si4122DY | 40 | 23.5 | 6 | 2,5 | 0,5 | СО-8, 5 х 6 мм | Авто |
| RS1G120MN | 40 | 12 | 20,7 | 2,5 | 0,6 | HSOP8, 5 х 6 мм | Авто |
| RS1G300GN | 40 | 30 | 2,5 | 2,5 | 0,5 | HSOP8, 5 х 6 мм | Авто |
| CSD18501Q5A | 40 | 22 | 3.3 | 2,3 | 0,53 | СОН, 5 х 6 мм | Промышленный |
| SQD40N06-14L | 60 | 40 | 17 | 2,5 | 0,5 | ТО-252, 6 х 10 мм | Авто |
| SQ4850EY | 60 | 12 | 31 | 2,5 | 0,55 | SO8, 5 х 6 мм | Авто |
| CSD18532Q5B | 60 | 23 | 3.3 | 2,2 | 0,53 | СОН, 5 х 6 мм | Промышленный |
| IPG20N04S4L-07A | 40 | 20 | 7,2 | 2,2 | 0,48 | PG-TDSON-8-10, 5 х 6 мм | Авто |
| IPB057N06N | 60 | 45 | 5,7 | 3,3 | 0,55 | PG-TO263-3, 10 х 15 мм | Авто |
| IPD50N04S4L | 40 | 50 | 7.3 | 2,2 | 0,5 | PG-TO252-3-313, 3 х 6 мм | Авто |
| BUK9Y3R5-40E | 40 | 100 | 3,8 | 2,1 | 0,48 | LFPAK56, Power-SO8 5×6мм | Авто |
| IRF7478PBF-1 | 60 | 7 | 30 | 3 | 0,55 | SO8, 5 х 6 мм | Промышленный |
| SQJ422EP | 40 | 75 | 4.3 | 2,5 | 0,5 | PowerPAK SO-8L, 5 х 6 мм | Авто |
| IRL1004 | 40 | 130 | 6,5 | 1 | 0,6 | TO-220AB | Авто |
| AUIRL7736 | 40 | 112 | 2,2 | 3 | 0,65 | DirectFET, 5 х 6 мм | Авто |
ТАБЛИЦА 3
Защита от обратного тока батареи с использованием интегральной схемы LTC4359
LTC®4359 — это положительный высоковольтный идеальный диодный контроллер, который управляет внешним N-канальным МОП-транзистором для замены диода Шоттки.Он контролирует падение прямого напряжения на MOSFET, чтобы обеспечить плавную подачу тока без колебаний даже при небольших нагрузках. В случае сбоя или короткого замыкания источника питания быстрое отключение минимизирует переходные процессы обратного тока. Режим отключения доступен для уменьшения тока покоя до 9 мкА для переключателя нагрузки и до 14 мкА для идеальных приложений с диодами. При использовании в сильноточных диодах, LTC4359 снижает энергопотребление, теплоотдачу, потери напряжения и площадь платы ПК. Благодаря широкому диапазону рабочего напряжения, способности выдерживать обратное входное напряжение и высокой температуре, LTC4359 удовлетворяет жестким требованиям как автомобильной, так и телекоммуникационной приложений.LTC4359 также легко ИЛИ 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 транзистора, чтобы регулировать прямое напряжение до 30 мВ. При увеличении тока нагрузки GATE поднимается выше, пока не будет достигнута точка, при которой полевой МОП-транзистор полностью включен. Дальнейшее увеличение тока нагрузки приводит к прямому падению RdsOn x ILOAD.Если ток нагрузки уменьшается, усилитель GATE опускает затвор MOSFET ниже, чтобы поддерживать падение на 30 мВ. Если входное напряжение снижается до точки, где 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, обратный ток временно протекает через полевой МОП-транзистор. Этот ток обеспечивается любой емкостью нагрузки и другими источниками питания или батареями, которые питают выход в приложениях диодного ИЛИ.FPD COMP (быстрый понижающий компаратор) быстро реагирует на это состояние, выключая MOSFET за 300 нс, тем самым сводя к минимуму помехи для выходной шины. Контакты IN, SOURCE, GATE и SHDN защищены от обратных входов до –40 В. Внутренний компаратор обнаруживает отрицательные входные потенциалы на выводе SOURCE и быстро переводит GATE в SOURCE, выключая MOSFET и изолируя нагрузку от отрицательного входа. При низком значении вывод SHDN отключает большую часть внутренней схемы, уменьшая ток покоя до 9 мкА и удерживая MOSFET выключенным.Вывод SHDN может быть либо высоко поднят, либо оставлен открытым, чтобы включить LTC4359. Если оставить открытым, внутренний источник тока 2,6 мкА поднимает уровень SHDN.
Информация о приложениях:
Блокирующие диоды обычно устанавливаются последовательно с входами питания с целью ИЛИ резервирования источников питания и защиты от перебоя питания. LTC4359 заменяет диоды в этих приложениях полевым МОП-транзистором, чтобы уменьшить как падение напряжения, так и потери мощности, связанные с пассивным решением. Кривая, показанная на странице 1, иллюстрирует резкое улучшение потерь мощности, достигаемое при практическом применении.Это обеспечивает значительную экономию площади платы за счет значительного уменьшения рассеивания мощности в проходном устройстве. При низких входных напряжениях уменьшение потерь прямого напряжения легко оценить в местах с ограниченным запасом, как показано на рисунке 2.
LTC4359 работает от 4 В до 80 В и выдерживает абсолютный максимальный диапазон от -40 В до 100 В без повреждений. В автомобильных приложениях LTC4359 работает через сброс нагрузки, холодный пуск и скачки двух аккумуляторов и выдерживает обратные подключения аккумуляторов, одновременно защищая нагрузку.
Применение идеального диода 12 В / 20 А показано в схеме 5 .
Несколько внешних компонентов включены в дополнение к MOSFET, Q1. Идеальные диоды, как и их неидеальные аналоги, демонстрируют поведение, известное как обратное восстановление. В сочетании с паразитными или преднамеренно вводимыми индуктивностями идеальные диоды во время коммутации могут генерировать всплески обратного восстановления. D1, D2 и R1 защищают от этих пиков, которые в противном случае могли бы превысить рейтинг выживания LTC4359 от -40 В до 100 В.COUT также играет роль в поглощении энергии обратного восстановления. Пики и схемы защиты подробно обсуждаются в разделе «Ошибки короткого замыкания входа».
Важно отметить, что вывод SHDN, отключая LTC4359 и снижая его потребление тока до 9 мкА, не отключает нагрузку от входа, поскольку диод на корпусе Q1 присутствует всегда. Второй MOSFET требуется для приложений переключения нагрузки.
Заключение
Использование проприетарного чипа, такого как LTC4349 и theLM74610, экономит часть проектной работы, поэтому у вас будет рабочее решение с меньшими усилиями — но с более высокой стоимостью компонентов по сравнению с дискретным решением.И, если вы разрабатываете для автомобильного приложения, вы должны убедиться, что ваш дизайн соответствует требованиям соответствующих стандартов, таких как ISO7637-2.
,Схема защиты от обратной полярностис использованием диодного ИЛИ P-канала MOSFET
Батареи являются наиболее удобным источником питания для подачи напряжения на электронную схему. Есть много других способов питания электронных устройств, таких как адаптер, солнечный элемент и т. Д., Но наиболее распространенным источником питания постоянного тока является аккумулятор. Как правило, все устройства поставляются с схемой защиты от обратной полярности , но если у вас есть какое-либо устройство с батарейным питанием, которое не имеет защиты от обратной полярности, вы всегда должны быть осторожны при замене батареи, иначе это может взорвать устройство.
Итак, в этой ситуации схема защиты от обратной полярности будет полезным дополнением к схеме. Существует несколько простых способов защиты схемы от подключения с обратной полярностью, например, использование диода или диодного моста или использование P-Channel MOSFET в качестве переключателя на стороне HIGH.
Защита от обратной полярности с использованием диода
Использование диода — это самый простой и дешевый метод защиты от обратной полярности, но он имеет проблему утечки .Когда входное напряжение питания высокое, небольшое падение напряжения может не иметь значения, особенно когда ток низкий. Но в случае низковольтной операционной системы даже небольшое падение напряжения недопустимо.
Как мы знаем, падение напряжения на диоде общего назначения составляет 0,7 В, поэтому мы можем ограничить это падение напряжения с помощью диода Шоттки, поскольку его падение напряжения составляет от 0,3 В до 0,4 В, и оно также может выдерживать высокие токовые нагрузки. Будьте внимательны при выборе диода Шоттки, поскольку многие диоды Шоттки имеют высокую утечку обратного тока, поэтому убедитесь, что вы выберете один с низким обратным током (менее 100 мкА).
При 4 А, потери мощности диодом Шоттки в цепи будут:
4 x 0,4 Вт = 1,6 Вт
А в обычном диоде:
4 х 0,7 = 2,8 Вт.
Для защиты от обратной полярности можно даже использовать мостовой выпрямитель, так как он не зависит от полярности. Но мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, следовательно, количество потерь энергии будет в два раза больше потерь энергии в вышеуказанной цепи с одним диодом.
Защита от обратной полярности с использованием P-Channel MOSFET
Использование МОП-транзистора с каналом P-типа для защиты от обратной полярности является более надежным, чем другие методы, благодаря низкому падению напряжения и большой силе тока.Схема состоит из МОП-транзистора с каналом P-типа, стабилитрона и понижающего резистора. Если напряжение питания меньше, чем напряжение затвор-источник (Vgs) P-канального MOSFET, тогда вам нужен только MOSFET без диода или резистора. Вы просто должны подключить терминал ворот MOSFET к земле.
Теперь, если напряжение питания больше, чем Vgs, вы должны сбросить напряжение между клеммой затвора и источником. Компоненты, необходимые для изготовления схемного оборудования, указаны ниже.
Требуемый материал
- FQP47P06 P-канальный MOSFET
- Резистор (100 кОм)
- 9,1 В стабилитрон
- Макет
- Соединительные провода
принципиальная схема
Работа схемы защиты от обратной полярности с использованием P-Channel MOSFET
Теперь, когда вы подключаете батарею в соответствии с принципиальной схемой, с правильной полярностью, это вызывает включение транзистора и позволяет току течь через него.Если батарея подключена назад или в обратной полярности, тогда транзистор выключается, и ваша цепь защищена.
Эта схема защиты более эффективна, чем другие. Давайте проанализируем схему , когда батарея подключена правильно , P-канал MOSFET включится, потому что напряжение между затвором и источником отрицательное. Формула для нахождения напряжения между затвором и источником:
Vgs = (Vg - Vs)
Если батарея подключена неправильно , напряжение на клемме затвора будет положительным, и мы знаем, что P-канальный MOSFET включается только при отрицательном напряжении на клемме затвора (минимум -2.0V для этого MOSFET или меньше). Таким образом, всякий раз, когда батарея подключена в обратном направлении, схема будет защищена MOSFET.
Теперь давайте поговорим о потере мощности в схеме , когда транзистор включен, сопротивление между стоком и истоком практически ничтожно, но если быть более точным, вы можете просмотреть таблицу данных МОП-транзистора с P-каналом. Для P-канального MOSFET FQP47P06 статическое сопротивление источника слива (R DS (ON) ) составляет 0,026 Ом (макс.).Итак, мы можем рассчитать потери мощности в цепи, как показано ниже:
Power Loss = I 2 R
Давайте предположим, что ток через транзистор равен 1А. Таким образом, потеря мощности будет
Потеря мощности = I 2 R = (1А) 2 * 0,026Ω = 0,026 Вт
Следовательно, потери мощности примерно в 27 раз меньше, чем в схеме с одним диодом. Вот почему использование P-Channel MOSFET для защиты от обратной полярности намного лучше, чем другие методы.Это немного дороже, чем диод, но делает схему защиты намного безопаснее и эффективнее.
Мы также использовали стабилитрон и резистор в цепи для защиты от превышения напряжения на затворе. Добавив резистор и стабилитрон 9,1 В, мы можем ограничить напряжение на затворе максимум до 9,1 В, следовательно, транзистор остается безопасным.
,