Как определить прямая или обратная полярность аккумулятора: в чем отличие, какой выбрать? — magazinakb.ru

Содержание

Прямая и обратная полярность аккумулятора

Больше десяти лет не менял АКБ и не занимался его зарядкой. Поэтому, что то стерлось из памяти, а где-то и отстал от жизни в данном вопросе. Почитал и взял себе на заметочку информацию, с которой с вами тоже хочу поделится. Может и вам пригодится, такие морозы наверняка не один мой АКБ не пережил.

Полярность аккумулятора прямая и обратная.
Что это такое и какая в них разница?
avto-blogger.ru/akb-avto/…pryamaya-i-obratnaya.html

На отечественных автомобилях имеется прямая полярность аккумулятора, а на многих иномарках обратная (не на всех). Начинающие автомобилисты не знают что такое полярность, и чем они отличаются.

Полярность — это расположение внешних токовыводящих элементов (токовыводов) на лицевой или верхней крышке аккумулятора. Самые распространенные схемы рас-положения — это так называемые «прямая» и «обратная», однако справедливости ради нужно отметить, что бывают еще и очень экзотические расположения токовыводов, но как правило они не прижились не в нашей стране, не в зарубежных странах.

Простыми словами, это расположение клемм — в некоторых случаях плюсовая находится справа, а в другом случае слева. Именно в этом есть основная разница.

Прямая полярность аккумулятора

Прямая (иногда маркируется как «1»), это чисто отечественная разработка. Определить легко и просто — возьмите аккумуляторную батарею, поверните ее к себе (лицом), чтобы токовыводы были внизу (этикетка была перед глазами). Если плюсовая клемма находится слева, а минусовая справа – это прямая полярность. Вот схема.
Такие батареи стоят на многих отечественных автомобилях, например на наших ВАЗ, в частности на «Приоре».

Обратная полярность аккумулятора

Обратная — маркируется как «0», европейская разработка. Отличается от прямой, соединением «банок» батареи. Определяем – поворачиваем батарею «лицом» токовыводы внизу, этикетка перед глазами. Если минусовая клемма находится слева, а плюсовая справа – это обратная полярность. Смотрим схему.

Такие батареи стоят на многих Европейских автомобилях, бывают исключения, но редко.

Чем отличаются аккумуляторы
Отличий минимум, если не считать полюса. Хочется отметить, что внешне аккумуляторы практически идентичные — то есть и корпус, и количество банок, и сила тока и даже этикетка. И перепутать аккумулятор очень легко, то есть можно купить с неправильным расположением токовыводов (клемм). Даже опытный водитель может попасть впросак, если совершит выбор спонтанно. Поэтому, если сами не понимаете в этом, спросите продавца подобрать, именно, для вашего авто, как правило у них имеются каталоги в которых описаны подходящие модели. Так будет лучше всего!

Поэтому если задумались о замене аккумулятора нужно точно знать и определять расположение клемм, это крайне важно!

Можно ли установить другой полярности?
Мне часто задают такой вопрос, бывает что новички покупают по неопытности, за-частую даже устанавливают и беспощадно «палят» свои автомобили! Ребята если перепутать клеммы, то как минимум у вас может сгореть электроника вместе с ЭБУ, а как максимум тут и до пожара недалеко. Поэтому сравните хотя бы со старой батареей, не поленитесь, вам нужно знать точно как у вас располагаются полюса.

Если определили что выбрали не правильно, то вам нужно однозначно менять новую батарею на правильную! Это очень важно!
Однако зачастую идут такие вопросы — «распознала только после установки, клеммы ободрались и даже немного замкнули, магазин не меняет по гарантии. Что делать? как установить?»
Все дело в том, что у вас банально не будет хватать минусового (плюсового) провода!
Вам нужно его либо нарастить, могут подойти кстати пусковые провода, но все это банально халтура! можете неправильно рассчитать сечение провода.

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.

Читайте также: Что такое ISOFIX в автомобиле и зачем он нужен.

Видео о прямой и обратной полярности аккумулятора

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.

Аккумулятор прямая и обратная полярность разница

Разница между аккумуляторами прямой и обратной полярности

Автомобильные аккумуляторы делятся на 2 типа — те, что имеют прямую полярность, и те, у которых она обратная. В чем заключается специфика тех и других батарей?

Содержание статьи

Под полярностью понимается расположение токовыводящих конструктивных элементов аккумулятора — клемм — на его поверхности (например, на крышке). Она считается прямой, если «плюс» батареи располагается слева, а «минус» — справа. При этом аккумулятор должен быть развернут лицевой стороной к автовладельцу (клеммы находятся во многих случаях ближе к ней, а если не так — то ее легко определить по этикетке батареи).

Клеммы аккумулятора обозначаются, таким образом, знаками «+» или «–».

В основном батареи с прямой полярностью выпускаются для российских и азиатских автомобилей.

к содержанию ↑

Что представляют собой аккумуляторы обратной полярности?

Полярность считается обратной, если, в свою очередь, «плюс» батареи располагается справа, а «минус» — слева. Разумеется, также при условии, что аккумулятор будет развернут лицевой стороной к автовладельцу. Как правило, батареи с обратной полярностью выпускаются для американских и европейских автомобилей.

к содержанию ↑

Сравение

Главное отличие аккумуляторов прямой полярности от аккумуляторов обратной полярности заключается, собственно, в расположении «плюсовой» и «минусовой» клемм. Внешний вид устройств, а также их функциональность могут быть практически идентичными (особенно если они выпущены одним брендом для одной и той же категории автомобилей).

Однако крайне нежелательно устанавливать на автомобиль, рассчитанный на батареи прямой полярности, аккумуляторы, в которых клеммы расположены по-другому. Если полярность будет нарушена, то электроника в автомобиле работать не будет, а то и вовсе выйдет из строя. Кроме того, конструкция многих машин попросту не позволяет корректно подключить батареи, не подходящие по полярности.

В ходе выбора аккумулятора можно ориентироваться на страну, которой принадлежит бренд-производитель автомобиля. Если это Россия или, к примеру, Япония, то для машины, скорее всего, необходима батарея прямой полярности. Если это США или Германия, то нужно будет, вероятно, задействовать устройства с клеммами, расположенными наоборот.

Определив,в чем разница между аккумуляторами прямой и обратной полярности, зафиксируем выводы в небольшой таблице.

к содержанию ↑

Таблица

Аккумуляторы прямой полярности	Аккумуляторы обратной полярности
Что общего между ними?
Оба типа аккумуляторов функционируют по одним и тем же принципам, могут выглядеть одинаково, если выпускаются одним и тем же производителем
В чем разница между ними?
«Плюсовая» клемма на батареях прямой полярности расположена слева, «минусовая» — справа	«Плюсовая» клемма на батареях обратной полярности расположена справа, «минусовая» — слева
Устанавливаются в основном на российские и азиатские автомобили	Устанавливаются преимущественно на американские и европейские автомобили

В чем разница прямой и обратной полярности аккумуляторов

Как известно, мотор это сердце машины, он играет очень важную роль в работе автомобиля. Однако,имеются такие приборы без которых это «сердце» будет просто грудой металла если не сможет завестись. Таким прибором является аккумулятор.

Что такое аккумулятор и для чего он предназначен

Чтобы авто начало свое движение его необходимо завести. Для таких целей служит аккумулятор,который и обеспечивает мотор энергией при его запуске. Но автоаккумулятор имеет и другие функции, в новых разработках автомобилей предусматривается достаточно устройств, которым для работы необходимо электричество. И чем современнее модель, тем больше в ней электроприборов. Основными значениями, которые характеризуют работу аккумуляторных батарей являются:

Емкость.
Габариты.
Полярность.

Если емкость выбрана правильно, это даст возможность просто и без значимых осложнений заводить авто и пользоваться его электрооборудованием не думая о том, что оно может выйти из строя. Если батарея имеет меньшую емкость чем требуется автомобилю, то время ее службы значительно сократится из-за необходимости постоянно перезаряжать. Габариты батареи играют важную роль в том случае, если вы выбираете аккумулятор, не значащийся в рекомендациях производителя вашего авто, что бы правильно его установить. И естественно полярность, которая является важнейшим показателем работы батареи. Что бы правильно пользоваться аккумулятором следует знать какой именно он полярности.

Полярность предопределена тем, что электроцепь имеет минусовый и плюсовый полюсы. На батарее это выражается расположением тоководов, которые имеются на крышке прибора. Как правило, около клемм, разными способами, будь то начертаны, или приклеены обозначения выводов: « +» и « — ».Наиболее применяемые схемы, которые встречаются на нашем рынке — это «прямая» и «обратная»полярность. Видимо это значит, что в одном случае плюсовой вывод расположен справа, в другом слева. И если, пользуясь батареей, по незнанию или неопытности перепутать полярность, то несдобровать. Это может вызвать серьезные поломки автомобиля вплоть до возникновения пожара.Необходимо учитывать и тот факт, что длина проводов, которые применяются для подключения аккумулятора, рассчитываются конкретно под определенную полярность.

Что такое прямая и обратная полярность

Прямая наиболее часто встречается в отечественных моделях и, как правило, маркируется числом «1».Распознать ее достаточно просто, для этого необходимо взять батарею клеммами от себя, то есть бирка при этом должна находится перед глазами, а клеммы внизу. В результате, если плюсовой вывод находится слева, минусовая справа у вас в руках аккумулятор с прямой полярностью.

Обратная обозначается как «0»,это как правило европейский стандарт. Она отличается от предыдущей,обратный соединением клемм батареи. Определить ее можно следующим образом поворачиваем устройство, так что бы клеммы были внизу, бирка перед глазами. Видим, что минусовый вывод расположен слева, а положительный справа это и будет обратная полярность.

Чем отличаются аккумуляторы при разных полярностях

Необходимо отметить, что на внешний вид аккумуляторы почти одинаковы, видимых отличий вы не обнаружите это значит, что корпус, число банок, сила тока и бирочки с названием и характеристиками одинаковы. Поэтому при покупке батарее перепутать что именно вам необходимо приобрести достаточно просто. То есть можно купить с полярностью, которая не свойственна вашему аккумулятору.Поэтому, необходимо очень тщательно смотреть, что бы ни перепутать. Для этого необходимо знать разницу между прямой и обратной полярностью и как ее правильно определить.

Разница прямой и обратной полярности аккумуляторов

И так, подведем итоги. Для подключения любой аккумуляторной батареи для зарядки к электрической сети необходимы два вывода или клеммы. Положительный вывод для лучшего ориентира всегда выполняется толще отрицательного, что бы исключить ошибку при подключении. Основная разницаполярности в расположении клемм, в одном случае справа в другом слева. При прямой полярности положительный вывод батареи расположен слева, при обратной полярности справа. Так же она отличается маркировкой. Единичка это прямая, если нолик обратная. Так же может встречаться обозначение l- обратная полярность, R- прямая.

Обратная полярность аккумулятора: понятие и правила определения

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.

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.

Полярность аккумулятора — что это и как ее определить?

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

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:

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.

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.

Какая бывает полярность у аккумулятора

Что значит прямая или обратная полярность

Когда нужно определять полярность

Как определить полярность аккумулятора

Прямая полярность аккумулятора

Обратная полярность аккумулятора

Если перепутать полярность

Генератор

Электронный блок управления

Поэтому, важное замечание!

Блок предохранителей

Заключение

Автомобильные аккумуляторы рассчитаны на напряжение – 12 В и постоянный ток. Они подключаются с помощью клемм, одна из которых имеет плюсовой заряд, а другая – минусовой. Плюс подключается к электрической система авто, а минус соединяют с кузовом (массой). Полярность – это взаимное размещение клемм. Неправильное подключение АКБ грозит поломкой электрооборудования. Но проблема в том, что выводы на разных батареях и расположены может быть по-разному.

Разница между прямой и обратной полярностью

Различают следующие виды полярности аккумуляторов:

прямая – используется в РФ;
обратная – обратная полярность аккумулятора характерна для машин европейской сборки, причём авто, собираемые в странах СНГ, чаще комплектуются прямополярными АКБ.

По компоновке элементов различают четыре типа полярности: по 2 вида для грузовиков и легковушек, хотя встречаются и ещё несколько, менее распространённых.

Аккумулятор прямой полярности отличается от АКБ обратной полярности размещением токовыводов. Но различий в принципе работы нет. Технические характеристики могут быть совершенно идентичными.

Есть ещё модели азиатского типа и американского. В некоторых источниках они указываются как дополнительные виды. Однако это неверно, потому что различия относятся к типоразмеру. АКБ азиатского производства больше высоту, но меньше в ширину. Кроме того, клеммы у таких приборов тоньше. Аккумуляторы американского производства чаще имеют выводы на боковой стороне, которые сделаны под крепление болтом. Причём азиатские модели относятся к обратнополярным, а американские – к прямополярным.

Подробнее разобраться, что такое обратная и прямая полярность автомобильного аккумулятора, поможет анализ разных вариантов АКБ.

Как определить полярность аккумулятора

Способ определения будет частично отличаться для легковых и грузовых автомобилей.

Легковые автомобили

Чтобы определить, какая полярность аккумулятора – прямая или обратная, нужно развернуть прибор выводящими элементами к себе, этикетка будет располагаться перед глазами. Прямополярной считается батарея, если слева направо размещён сначала «+», потом «–». Такие аккумуляторы маркируются цифрой «1» и устанавливают преимущественно на отечественные авто и на отдельные машины зарубежного производства.

У обратнополярных АКБ все наоборот: сначала идёт «минус», затем «плюс». Такая батарея маркируется цифрой «0». Но, несмотря на разницу, не понять, какая полярность у аккумулятора, можно только по незнанию или в спешке.

Грузовые автомобили

Чтобы узнать полярность аккумулятора для грузовой машины, нужно посмотреть на клеммы, развернув прибор этой стороной к себе. Выводы часто расположены на короткой стороне. Если плюсовой вывод находится слева, а минусовой – справа, то это обратнополярная АКБ, и она обозначается цифрой «3».

Минус, размещающийся справа, и плюс слева определяют прямополярный аккумулятор для грузового автомобиля, который обозначается цифрой «4».

В редких случаях встречаются ещё другие варианты компоновки батареи:

«2» – выводы расположены по диагонали.
«6» – стороны батареи одинаковые ширины, и выводы расположены с одной стороны, слева направо «-», затем «+».
«9» – токовыводящие элементы размещены по центру коротких сторон.

Дополнительные способы определения полярности

Определение полярности аккумулятора возможно и по внешнему виду отдельных элементов. У прямополярной АКБ:

плюсовая клемма больше минусовой;
клеммные выводы в целом толще.

Толщина клемм (мм.)

Прямополярный	Обратнополярный
Плюс	19,5	12,7
Минус	17,9	11,1

Затруднений с определением не должно возникать ещё и по той причине, что производитель выбивает на корпусе рядом с клеммами или непосредственно на клеммах «+» и «–».

Кроме того, маркируются цветами, соответственно, «+» – красный, «–» – синий или чёрный:

защитные колпачки на клеммных проводах;
наклеммные колпачки.

На сам аккумулятор может быть нанесена маркировка в виде букв «L» или «R». Первая указывает на обратную полярность, вторая – на прямую.

Обратите внимание! В случае затруднений производители предлагают воспользоваться онлайн каталогом для подбора оптимальной модели аккумулятора.

Если никаких обозначений на аккумуляторе нет, то полярность определяют с помощью:

мультиметра – в режиме измерения постоянного напряжения тока (U) чёрный щуп подсоединяют к предполагаемому минусу, а красный – к плюсу. Если проверяющий угадал расположение полюсов, то прибор покажет напряжение «12 В». Если полярность не совпала, то напряжение будет « -12 В»;
слабого раствора кислоты, например, лимонной. К выводам аккумулятора нужно подсоединить медные провода, одним концом прикрутить по одному проводу к выводам, а другим опустить их в раствор. Важно, чтобы провода не соприкасались. Там, где будет минусовой провод, образуются пузырьки воздуха;
сырого картофеля. Также используются медные провода, только их нужно воткнуть в разрезанную пополам картофелину на расстоянии 5-10 мм друг от друга. Там, где «+», картофель позеленеет;
осмотра клемм. Кроме того, что плюсовой вывод толще, чем минусовой, у б/у АКБ есть ещё одно отличие – плюсовая клемма имеет белый или зелёный налёт – оксидное загрязнение.

Что будет, если перепутать полярность

Чаще путаница происходит при подзарядке АКБ, но неопытные водители неправильно подключают аккумулятор и к бортовой сети. При этом наблюдается искрение, и все элементы подвергаются серьёзной опасности. Перегоревший предохранитель – самое малое, чем грозит ошибка. Сначала проверяют все предохранители, начиная с распределительных элементов под капотом. Перегоревшие заменяют, подбирая по амперажу.

Вот что будет, если перепутать полярность аккумулятора. Наряду с перегоревшим предохранителем, возможно повреждение:

подсветки и электроники приборной панели;
сигнализации;
проводов;
бортового компьютера – электроника очень чувствительна к смене полярности, и если двигатель начинает вращаться в обратном направлении, то электроника выходит из строя;
АКБ;
блока управления двигателем – мотор перестаёт заводиться либо осложняется управление. В блоке управления может быть установлена защита – так называемый стабилитрон. Его параллельно подключают к питающей шине. Если он пробит и нет запасной детали, можно выполнить подключение напрямую, убрав стабилитрон;
генератора – из строя выходят 1 и 2 диод выпрямительного моста. пробой образуется из-за того, что через соединение проходит максимальный ток и он возрастает, поскольку сопротивление диодов нулевое. В результате растёт вероятность воспламенения проводки и повреждения других элементов бортовой сети.

После замены предохранителей необходимо проверить исправность генератора. Двигатель заводят и дают ему проработать на холостых оборотах 10-15 минут, затем определяют температуру генератора. Если он перегрелся, значит, вышел из строя диодный мост. После того, проверяют остальные элементы электрической системы.

Диодный мостик генератора

Важно! Особенно фатальна ошибка на машинах японского производства.

Однако перепутать прямую или обратную полярность АКБ сложно, и вот по каким причинам:

зафиксировать минусовой провод на плюсовом выводе не получается, потому что он слишком толстый;
плюсовой провод слишком короткий.

Однако некоторым всё-таки удается поставить аккумулятор неправильно. Первый сигнал при этом – сильное искрение, что свидетельствует о коротком замыкании в цепи.

Гораздо чаще путают полярность при зарядке аккумулятора. Если оплошность была замечена сразу, нужно проверить работоспособность АКБ и подключить зарядку правильно. Если же аккумулятор успел зарядиться и работает, устанавливать его на автомобиль нельзя, потому что его полярность изменилась. Чтобы избежать поломки бортовой системы автомобиля, необходимо полностью разрядить аккумулятор, а потом зарядить его правильно.

Можно ли установить другой полярности

Автомобилистов, которые по неопытности приобрели неподходящий аккумулятор, интересует можно ли как-то поставить его в автомобиль. Теоретически можно. Естественно просто подключить аккумулятор как обычно не получится. Придётся перевернуть АКБ и тянуть провод к соответствующему выводу. Провод иногда коротковат, поэтому его нужно будет наращивать. Кое-как к этому делу не подойти, поскольку нужно тщательно подобрать провод, рассчитав необходимое сечение. И такое подключение уже будет халтурой. Вместо рискованного мероприятия по подключению аккумулятора с неправильной полярностью, опытные водители рекомендуют продать прибор и купить тот, который нужно.

Чтобы избежать неправильного подключения АКБ, опытные водители советуют новичкам покупать точно такой же аккумулятор, что и был установлен. Однако этот способ не спасает от неправильной установки на подзарядку, поэтому будьте внимательны при покупке и установке батареи.

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

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.

Прямая и обратная полярность аккумулятора

Дата публикации Апр 06, 2013, Рубрики Аккумулятор автомобиля |

Прямая и обратная полярность аккумулятора – это один из параметров, который необходимо учитывать владельцу при выборе аккумулятора для своего авто. Бывает ведь и так, что вопрос продавца: «А у вас прямая или обратная полярность?» Ставит потенциального покупателя аккумулятора в тупик.

Вместе с тем, это свойство АКБ – прямая и обратная полярность аккумулятора относится скорее к геометрии, чем к электрике и является довольно условным. Представим, как расположен аккумулятор в Жигулях, скажем, ВАЗ 2107. Он находится на площадке за правой фарой, клеммы находятся со стороны крыла, ближе к наблюдателю. Справа – «минус», провод от которого крепится рядом, слева – «плюс», от него провода идут вниз, к генератору. Сравним с Ауди-80, не менее распространенной у нас машиной. Аккумулятор почти посередине, у моторного щита. Стоим напротив радиатора, клеммы на противоположной от нас стороне. Так же – справа «минус», слева «плюс», но уже, наоборот, по отношению к ВАЗ 2107. Вот вам прямая и обратная полярность.

Видимо, для немца понятия прямой и обратной полярности аккумуляторной батареи были бы противоположны, но мы в России, поэтому, «прямым» для нас является изделие, более приспособленное к отечественному автопрому.

Итак, располагаем аккумулятор клеммами к себе. Плюс – слева, минус – справа. Это прямая полярность (в магазине вас поймут). Минус – слева, плюс – справа. Перед вами аккумулятор с обратной полярностью.

Конечно, основное, на что обращают внимание покупатели при покупке аккумулятора – это емкость и пусковой ток. Часто встает вопрос: «А справится ли генератор, если я поставлю батарею большей емкости?» Справится. Только в случае, если произойдет глубокий разряд (например, двигатель пришлось долго крутить стартером), будет необходима подзарядка от внешнего устройства.

Но раз уж мы заговорили о геометрии, хочется напомнить, что размеры аккумулятора, а не только понятия прямой и обратной полярности следует учитывать достаточно точно. Аккумуляторы одинаковой емкости могут отличаться у разных производителей до 1,5 см. В этом случае может получиться так, что провода до клемм дотянутся, но с трудом, или крышку, если она есть, будет закрыть трудновато. Знание точных цифр поможет не ошибиться при выборе.

Как проверить емкость аккумулятора
Срок службы аккумулятора автомобиля
Время зарядки автомобильного аккумулятора
Как правильно снимать аккумулятор
Сколько заряжать аккумулятор автомобиля

Еще по теме

Нет связанных постов

Прямая и обратная полярность аккумулятора

Любой водитель должен знать о своем автомобиле все. Это необходимо для того, чтобы поддерживать работоспособность своего железного коня. Однако далеко не все знают, что такое полярность аккумулятора, из-за чего могут подключить его неправильно и создать тем самым для себя кучу проблем.

Полярность — это расположение внешних токовыводов, которые находятся на верхней или лицевой крышке аккумулятора. Есть 2 самых популярных схемы их расположения:

обратная;
прямая.

Есть и другие варианты расположения, но они в большей степени применяются в азиатских странах. Другими словами, это расположение клемм и исходя из того, с какой стороны расположена плюсовая клемма и характеризует АКБ.

Содержание статьи

Что значит прямая и обратная?

Рассмотрим более подробно каждый вид аккумуляторов:

С прямой полярностью. Такая разработка актуальна в основном для отечественных инженеров. Ее особенность заключается в том, то вывод на плюс «+» располагается с левой стороны, а на минус «-» — с правой стороны верхней крышки корпуса.
С обратной полярностью. Такие батареи в основном применяются в странах Европы. Полярность располагается следующим образом: минус «-» находится слева, а плюс «+» — справа.

Справедливости ради, стоит отметить, что далеко не все автомобили из Европы имеют батареи с обратной полярностью, зачастую те модели, которые собираются в странах СНГ, комплектуются с прямой полярностью.

Как определить

Определение полярности не составляет никаких сложностей. Необходимо поставить перед собой АКБ таким образом, чтобы наклейка была повернута к вам. Теперь необходимо просто посмотреть, с какой стороны находится плюс «+». Если плюс расположен справа – полярность обратная, если слева – прямая.

Отличия

Основное отличие заключается именно в расположении полярности, что касается внешнего вида или даже технических характеристик, они могут быть абсолютно одинаковыми.

Но как бы там ни было, специалисты не советуют ставить аккумулятор, полярность которых не рассчитана под соответствующую модель. В случае нарушения полярности, электроника не только может отказаться работать, но и вовсе сломаться.

При выборе аккумулятора, важно ориентироваться не только на страну производителя, узнаваемость бренда и стоимость.

Что общего между этими аккумуляторами? — да практически всё!

Они оба функционируют согласно одним и тем же принципам. Среди отличий можно отметить следующие. Аккумуляторы прямой полярности в основном устанавливаются на азиатские и российские автомобили. Плюсовая клемма располагается слева. Аккумуляторы обратной полярности имеет плюсовую клемму справа и оснащается такими АКБ, чаще всего европейские и американские автомобили.

Какие будут последствия, если перепутал клеммы?

Последствия могут быть разными, исходя из того, в какой именно ситуации были перепутаны клеммы.

При установке на автомобиль

В том случае, если плюс «+» с минусом «-» на аккумуляторе были перепутаны в то время, когда АКБ устанавливался на автомобиль с работающим двигателем, тогда владелец транспортного средства получит достаточно большое количество неприятностей, начиная от того, что выйти из строя может диодный мост генератора, а также остальные электронные устройства в авто.

Чаще всего, такая ситуация случается со старыми транспортными средствами, где не было еще защиты от неправильного подключения АКБ.

Важно! Аккумулятор, который был подключен неправильно и надолго оставлен в транспортном средстве, может спровоцировать короткое замыкание и пожар.

В том случае, если клеммы будут перепутаны, а автомобиль в этот момент не будет заведен, тогда владельца ждут гораздо меньшие проблемы.

При такой ситуации, выйти из строя могут только приборы, которые были включены ранее, например магнитола, часы и т.д. Иногда, ситуацию спасают перегоревшие предохранители, которые монтируются в цепи питания, естественно, если они отвечают требованиям максимального тока в цепи.

Полезное видео

Вот пример последствий, которые произойдут в автомобиле, если перепутать полярность АКБ:

При зарядке аккумулятора

Во время зарядки аккумулятора, намного чаще путают клеммы местами, чем при его установке на автомобиль. Проблема заключается в том, что клеммы зарядных блоков «крокодилы» порой имеют одинаковый размер и внешний вид.

В том случае, если во время зарядки, было обнаружено, что полярность была перепутана, тогда просто необходимо изменить полярность и продолжить заряжать аккумулятор, предварительно проверив его на работоспособность.

В том случае, если ошибка была обнаружена уже после того, как аккумулятор был заряжен, тогда эта ситуация окажется немного сложней в разрешении. Это обусловлено тем, что внутри аккумулятора уже началась «переплюсовка». Говоря другими словами, теперь минус «-» стал плюсом «+» и наоборот.

Чтобы исправить эту ситуацию, для начала необходимо полностью разрядить свой аккумулятор. Делается это посредством включенных стоп-сигнала и габаритов. Также можно подключить автомобильную лампочку. Как только аккумулятор будет полностью разряжен, необходимо снова подключить его к зарядке, но в этот раз очень важно не перепутать клеммы и подключить его правильно. Как только зарядка будет окончена, снова можно пользоваться аккумулятором.

В том случае, если перепутать полярность аккумулятора во время домашней зарядки, то практически в 95% случаев, зарядное устройство выйдет из строя.

Практически все зарядки имеют специальный предохранитель, который в таких случаях сгорает, но сохраняет тем самым работоспособность аккумулятора. При такой ситуации, необходимо будет приобрести новый предохранитель и заменить его, а в следующий раз, внимательно следить за полярностью подключения клемм.

Заключение

Несмотря на то, что каких-то очень серьезных проблем неправильное подключение аккумулятора не принесет, иногда можно дорого поплатиться за сгоревшую электронику в автомобиле. В любом случае, очень важно внимательно смотреть на полярность и не торопиться при установке или зарядке аккумулятора.

Перепроверив лишний раз правильность подключения, можно обезопасить себя от лишних финансовых потерь, траты сил и времени. Если это случилось, не стоит впадать в панику, необходимо действовать согласно приведенной выше инструкции, тогда все будет хорошо.

3.1: Введение в диоды и выпрямители

Все о диоде

Диод — это электрическое устройство, позволяющее току проходить через него в одном направлении с гораздо большей легкостью, чем в другом. Наиболее распространенным типом диодов в современной схемотехнике является полупроводниковый диод , хотя существуют и другие диодные технологии. Полупроводниковые диоды обозначены на схематических диаграммах, таких как рисунок ниже. Термин «диод» обычно используется для малосигнальных устройств, I ≤ 1 A.Термин выпрямитель используется для силовых устройств, I> 1 А.

Схематический символ полупроводникового диода: Стрелки указывают направление потока электронного тока.

При включении в простую схему «батарея-лампа» диод пропускает или предотвращает прохождение тока через лампу, в зависимости от полярности приложенного напряжения. (Рисунок ниже)

Работа диода: а) ток разрешен; диод смещен в прямом направлении.(b) Текущий поток запрещен; диод имеет обратное смещение.

Когда полярность батареи такова, что электроны могут проходить через диод, говорят, что диод имеет прямое смещение . И наоборот, когда батарея находится «в обратном направлении» и диод блокирует ток, говорят, что диод имеет обратное смещение . Диод можно рассматривать как переключатель: «замкнут» при прямом смещении и «разомкнут» при обратном смещении.

Как ни странно, направление стрелки диодного символа указывает на против в направлении потока электронов.Это связано с тем, что символ диода был изобретен инженерами, которые преимущественно используют условное обозначение flow в своих схемах, показывая ток как поток заряда от положительной (+) стороны источника напряжения к отрицательной (-). Это соглашение справедливо для всех символов полупроводников, имеющих «стрелки»: стрелка указывает в разрешенном направлении обычного потока и против разрешенного направления потока электронов.

Гидравлический обратный клапан Аналог

Поведение диода

аналогично поведению гидравлического устройства, называемого обратным клапаном .Обратный клапан позволяет жидкости проходить через него только в одном направлении, как показано на рисунке ниже.

Аналогия с гидравлическим обратным клапаном: (a) Допускается прохождение электронного тока. (b) Текущий поток запрещен.

Обратные клапаны — это, по сути, устройства, работающие под давлением: они открываются и пропускают поток, если давление на них имеет правильную «полярность» для открытия задвижки (в показанной аналогии большее давление жидкости справа, чем слева). Если давление имеет противоположную «полярность», перепад давления на обратном клапане закроется и будет удерживать заслонку, так что потока не будет.

Как и обратные клапаны, диоды, по сути, являются устройствами, работающими от давления (напряжения). Существенная разница между прямым и обратным смещением заключается в полярности падения напряжения на диоде. Давайте подробнее рассмотрим простую схему батарея-диод-лампа, показанную ранее, на этот раз исследуя падение напряжения на различных компонентах на рисунке ниже.

Измерения напряжения диодной цепи: (a) Прямое смещение. (b) Обратное смещение.

Диод с прямым смещением проводит ток и понижает на нем небольшое напряжение, в результате чего большая часть напряжения батареи падает на лампе. Если полярность батареи меняется на противоположную, диод становится смещенным в обратном направлении и сбрасывает всех напряжения батареи, не оставляя лампе ничего. Если мы считаем диод самодействующим переключателем (замкнутым в режиме прямого смещения и разомкнутым в режиме обратного смещения), такое поведение имеет смысл. Наиболее существенное различие заключается в том, что на диоде падает намного больше напряжения, чем в среднем механическом переключателе (0.7 вольт против десятков милливольт).

Это падение напряжения прямого смещения, проявляемое диодом, связано с действием области обеднения, образованной P-N переходом под влиянием приложенного напряжения. Если на полупроводниковый диод не подается напряжение, вокруг области P-N-перехода существует тонкая обедненная область, предотвращающая протекание тока. (Рисунок ниже (а)) Область обеднения почти лишена доступных носителей заряда и действует как изолятор:

Представления диодов: модель PN-перехода, схематическое обозначение, физическая часть.

Схематическое обозначение диода показано на рисунке выше (b), так что анод (указывающий конец) соответствует полупроводнику P-типа в точке (a). Катодный стержень, не указывающий конец, в точке (b) соответствует материалу N-типа в точке (a). Также обратите внимание, что катодная полоса на физической части (c) соответствует катоду на символе.

Если напряжение обратного смещения приложено к переходу P-N, эта область истощения расширяется, дополнительно сопротивляясь любому току через нее.(Рисунок ниже)

Область истощения расширяется с обратным смещением.

И наоборот, если напряжение прямого смещения приложено к переходу P-N, область обеднения сжимается, становясь тоньше. Диод становится менее резистентным к проходящему через него току. Для того, чтобы через диод шел устойчивый ток; тем не менее, область истощения должна быть полностью сжата под действием приложенного напряжения. Для этого требуется определенное минимальное напряжение, называемое прямым напряжением , как показано на рисунке ниже.

Увеличение прямого смещения от (a) к (b) уменьшает толщину обедненной области.

Для кремниевых диодов типичное прямое напряжение составляет 0,7 В, номинальное. Для германиевых диодов прямое напряжение составляет всего 0,3 вольта. Химическая составляющая P-N перехода, составляющего диод, определяет его номинальное прямое напряжение, поэтому кремниевые и германиевые диоды имеют такие разные прямые напряжения. Прямое падение напряжения остается примерно постоянным для широкого диапазона токов диодов, а это означает, что падение напряжения на диоде не похоже на падение напряжения на резисторе или даже на обычном (замкнутом) переключателе.Для наиболее упрощенного анализа схемы падение напряжения на проводящем диоде можно считать постоянным при номинальном значении и не связанным с величиной тока.

Диодное уравнение

На самом деле, прямое падение напряжения более сложное. Уравнение описывает точный ток через диод с учетом падения напряжения на переходе, температуры перехода и нескольких физических констант. Это широко известно как уравнение диода :

Термин kT / q описывает напряжение, возникающее внутри P-N перехода из-за действия температуры, и называется термическим напряжением или V _t перехода.При комнатной температуре это примерно 26 милливольт. Зная это и принимая коэффициент «неидеальности» равным 1, мы можем упростить уравнение диода и переписать его как таковое:

Вам не нужно знать «уравнение диода» для анализа простых диодных цепей. Просто поймите, что падение напряжения на токопроводящем диоде меняет вместе с величиной проходящего через него тока, но это изменение довольно мало в широком диапазоне токов.Вот почему во многих учебниках просто говорится, что падение напряжения на проводящем полупроводниковом диоде остается постоянным и составляет 0,7 В для кремния и 0,3 В для германия. Однако в некоторых схемах намеренно используется присущее P-N-переходу экспоненциальное соотношение тока / напряжения, и поэтому их можно понять только в контексте этого уравнения. Кроме того, поскольку температура является фактором в уравнении диода, смещенный в прямом направлении P-N переход также может использоваться в качестве устройства измерения температуры и, таким образом, может быть понят, только если у человека есть концептуальное представление об этой математической зависимости.

Диод с обратным смещением предотвращает прохождение тока через него из-за расширенной области обеднения. На самом деле очень небольшой ток может проходить и проходит через диод с обратным смещением, называемый током утечки , но его можно игнорировать для большинства целей. Способность диода выдерживать напряжения обратного смещения ограничена, как и любого изолятора. Если приложенное напряжение обратного смещения становится слишком большим, диод испытывает состояние, известное как пробой (рисунок ниже), которое обычно является разрушительным.Максимальное номинальное напряжение обратного смещения диода известно как Peak Inverse Voltage или PIV , и его можно получить у производителя. Как и прямое напряжение, рейтинг PIV диода зависит от температуры, за исключением того, что PIV увеличивается на с повышением температуры, а уменьшается на , когда диод становится холоднее, что в точности противоположно значению прямого напряжения.

Диодная кривая: показывает излом при прямом смещении 0,7 В для Si и обратный пробой.

Обычно рейтинг PIV обычного «выпрямительного» диода составляет не менее 50 В при комнатной температуре. Диоды с рейтингом PIV в несколько тысяч вольт доступны по скромным ценам.

Обзор

Диод — это электрический компонент, действующий как односторонний клапан для тока.
Когда на диод подается напряжение таким образом, что диод пропускает ток, говорят, что диод имеет прямое смещение .
Когда напряжение подается на диод таким образом, что диод запрещает ток, говорят, что диод имеет обратное смещение .
Напряжение, падающее на проводящий диод с прямым смещением, называется прямым напряжением . Прямое напряжение диода незначительно изменяется при изменении прямого тока и температуры и фиксируется химическим составом P-N перехода.
имеют прямое напряжение примерно 0,7 В.
составляет примерно 0,3 В.
Максимальное напряжение обратного смещения, которое диод может выдержать без «поломки», называется номинальным значением пикового обратного напряжения или PIV .

Защита от обратного напряжения для зарядных устройств

Существует несколько хорошо известных методик обращения с изменением напряжения источника. Наиболее очевидным является диод от источника к нагрузке, но у него есть обратная сторона — дополнительное рассеивание мощности из-за прямого напряжения на диоде. Каким бы элегантным он ни был, диод не будет работать в портативных или резервных приложениях, поскольку аккумулятор должен потреблять ток при зарядке и источник тока в противном случае.

Другой подход заключается в использовании одной из схем полевого МОП-транзистора, показанной на рис. 1 .

Рисунок 1 Обычная защита от обратной стороны нагрузки

Для цепей на стороне нагрузки этот подход превосходит диод, поскольку напряжение источника (батареи) усиливает полевой МОП-транзистор, обеспечивая меньшее падение напряжения и более высокую проводимость. Версия схемы NMOS предпочтительнее версии PMOS из-за более высокой проводимости, более низкой стоимости и лучшей доступности дискретных транзисторов NMOS. В обеих схемах полевой МОП-транзистор проводит ток, когда напряжение батареи положительное, и отключается, когда напряжение батареи меняется на противоположное.Физический «сток» полевого МОП-транзистора становится электрическим источником, поскольку он имеет более высокий потенциал в версии PMOS и более низкий потенциал в версии NMOS. Поскольку полевые МОП-транзисторы электрически симметричны в области триода, они одинаково хорошо проводят ток в обоих направлениях. При таком подходе транзистор должен иметь максимальные значения VGS и VDS, превышающие напряжение батареи.

К сожалению, этот подход действителен только для цепей на стороне нагрузки и не будет работать с цепью, которая может заряжать аккумулятор.Зарядное устройство вырабатывает мощность, повторно активируя полевой МОП-транзистор и восстанавливая соединение с перевернутой батареей. Пример использования версии NMOS показан на рис. 2 , где батарея показана в состоянии неисправности.

Рисунок 2 Схема защиты стороны нагрузки с зарядным устройством

Когда батарея подключена, а зарядное устройство неактивно, нагрузка и зарядное устройство безопасно отсоединены от перевернутой батареи. Однако, если зарядное устройство становится активным, например, если подключен входной разъем питания, тогда зарядное устройство создает напряжение от затвора к источнику NMOS, повышая его, что приводит к проводимости.Лучше это можно представить на рис. 3 .

Рисунок 3 Обычная обратная защита аккумулятора не работает в цепях зарядного устройства.

Нагрузка и зарядное устройство изолированы от обратного напряжения, но защитный полевой МОП-транзистор теперь страдает чрезвычайно сильным рассеиванием мощности. В этом случае зарядное устройство становится разрядным устройством. Схема придет в состояние равновесия, когда зарядное устройство батареи обеспечит достаточную опору затвора для полевого МОП-транзистора, чтобы поглотить ток, подаваемый зарядным устройством.Например, если VTH сильного полевого МОП-транзистора составляет около 2 В, а зарядное устройство может выдавать ток на уровне 2 В, то выходное напряжение зарядного устройства батареи установится на 2 В со стоком полевого МОП-транзистора на 2 В плюс напряжение батареи. Рассеиваемая мощность в полевом МОП-транзисторе равна ICHARGE • (VTH + VBAT), нагревая полевой МОП-транзистор до тех пор, пока он не стечет с печатной платы. Версия PMOS этой схемы постигла та же участь.

Ниже представлены две альтернативы предыдущему подходу, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

N-канальный МОП-транзистор

В первом подходе используется блокирующее устройство NMOS, как показано на рис. 4 .

Рисунок 4 Возможная обратная цепь батареи

Алгоритм этой схемы заключается в том, что блокирующий полевой МОП-транзистор должен быть отключен, если напряжение батареи превышает выходное напряжение зарядного устройства. В этой схеме MN1 подключается к стороне низкого уровня соединения между зарядным устройством / нагрузкой и клеммами аккумулятора, как в подходе NMOS, описанном выше.

Однако транзисторы MP1 и Q1 теперь обеспечивают схему обнаружения, которая отключает MN1, если батарея перевернута. Аккумулятор с обратным подключением поднимет источник MP1 над своим затвором, который подключен к положительной клемме зарядного устройства. Затем сток MP1, в свою очередь, подает ток на базу Q1 через R1. Затем Q1 шунтирует затвор MN1 на землю, предотвращая протекание тока заряда в MN1. R1 управляет током базы Q1 во время обнаружения обратного хода, а R2 обеспечивает утечку для базы Q1 в нормальном режиме работы.R3 дает Q1 право заземлить ворота MN1. Делитель напряжения R3 / R4 ограничивает напряжение на затворе MN1, так что напряжение на затворе не должно сильно падать во время горячего подключения батареи в обратном направлении.

Наихудший случай — когда зарядное устройство батареи уже активно, вырабатывая постоянный уровень напряжения, когда прикреплена перевернутая батарея. В этом случае MN1 необходимо выключить как можно быстрее, чтобы ограничить время, в течение которого рассеивается большая мощность. Эта версия схемы с R3 и R4 лучше всего подходит для свинцово-кислотных систем на 12 В, но R4 можно исключить в приложениях с более низким напряжением, таких как одно- и двухэлементные литий-ионные продукты.Конденсатор C1 обеспечивает сверхбыстрый зарядный насос, чтобы опустить затвор MN1 во время обратного подключения батареи. C1 особенно полезен для наихудшего сценария, когда, опять же, зарядное устройство уже включено, когда происходит обратное подключение батареи.

Недостатком этой схемы является необходимость дополнительных компонентов и то, что делитель R3 / R4 создает небольшую, но постоянную нагрузку на батарею.

Большинство этих компонентов крошечные. MP1 и Q1 не являются устройствами питания и обычно их можно найти в небольших корпусах, таких как SOT23-3, SC70-3 или даже меньше.MN1 должен быть очень проводящим, поскольку он является проходным устройством, но не должен быть физически большим. Поскольку он работает в глубоком триоде с большим усилением затвора, его рассеиваемая мощность будет низкой даже для устройства со средней проводимостью. Например, транзисторы с сопротивлением менее 100 мОм часто можно найти и в SOT23-3.

Обратной стороной транзистора с малой пропускной способностью, однако, является то, что дополнительный импеданс, включенный последовательно с зарядным устройством батареи, увеличивает время зарядки во время фазы зарядки постоянным напряжением.Например, если батарея и ее кабели имеют эквивалентное последовательное сопротивление 100 мОм и используется блокирующий транзистор 100 мОм, время заряда в фазе зарядки с постоянным напряжением удвоится.

Схема обнаружения и отключения MP1 и Q1 не особенно быстро отключает MN1, и в этом нет необходимости. Хотя MN1 видит большое рассеивание мощности при обратном подключении батареи, цепи выключения просто необходимо отключить MN1 «в конце концов». Необходимо отключить MN1 до того, как MN1 нагреется достаточно, чтобы его можно было повредить.Время отключения в десятки микросекунд, наверное, нормально. С другой стороны, отключение MN1 до того, как перевернутая батарея получит шанс потянуть зарядное устройство и отрицательное напряжение нагрузки, имеет решающее значение, поэтому требуется C1. По сути, эта схема имеет пути отключения переменного и постоянного тока.

Эта схема была протестирована со свинцово-кислотным аккумулятором и зарядным устройством LTC4015. Рисунок 5 показывает зарядное устройство в выключенном состоянии, когда происходит обратное горячее подключение аккумулятора. Обратное напряжение на зарядное устройство и нагрузку не передается.

Рисунок 5 Схема защиты NMOS при выключенном зарядном устройстве

Обратите внимание, что для MN1 требуется рейтинг VDS, равный напряжению батареи, и рейтинг VGS, равный половине напряжения батареи. MP1 требует, чтобы номинал VDS и VGS был равен напряжению батареи.

На рисунке 6 показан более тяжелый случай запуска и работы зарядного устройства, когда происходит обратное горячее подключение аккумулятора. Обратное соединение снижает напряжение на стороне зарядного устройства до тех пор, пока цепи обнаружения и защиты не отключат его, позволяя зарядному устройству безопасно вернуться к своему постоянному уровню напряжения.Динамика зависит от области применения, и емкость зарядного устройства будет играть ключевую роль в результате. В этом тесте зарядное устройство для аккумуляторов имело как керамический конденсатор с высокой добротностью, так и полимерный конденсатор с более низкой добротностью.

Рисунок 6 Схема защиты NMOS при работающем зарядном устройстве

Алюминиево-полимерные и алюминиево-электролитические конденсаторы в любом случае рекомендуется использовать в зарядном устройстве для повышения производительности при обычном горячем подключении аккумулятора. Из-за своей крайней нелинейности чистые керамические конденсаторы производят чрезмерно высокие выбросы во время горячей замены, поскольку их емкость падает на шокирующие 80% при увеличении напряжения с 0 В до номинального.Эта нелинейность способствует протеканию большого тока при низком напряжении, в то же время быстро теряя емкость при повышении напряжения; смертельная комбинация, приводящая к выбросу очень высокого напряжения. Эмпирически наиболее надежным представляется сочетание керамического конденсатора и стабильного по напряжению алюминиевого или даже танталового конденсатора с более низкой добротностью.

Конструкция полевого МОП-транзистора с P-каналом

Второй подход, использующий транзистор PMOS в качестве защитного устройства, показан на рис. 7 .

Рисунок 7 Версия с проходным элементом транзистора PMOS

В этой схеме MP1 — обратное устройство обнаружения батареи, а MP2 — обратное блокирующее устройство. Положительный полюс батареи сравнивается с выходом зарядного устройства батареи источником с напряжением затвора MP1. Если напряжение на клеммах зарядного устройства батареи выше напряжения батареи, MP1 отключает устройство первичного прохода MP2. Следовательно, если напряжение аккумуляторной батареи опускается ниже уровня земли, очевидно, что устройство обнаружения MP1 отключит проходное устройство MP2, заклинив его затвор до источника.Он будет предоставлять эту услугу независимо от того, включено ли зарядное устройство аккумулятора и подает напряжение заряда или отключено при 0 В.

Эта схема имеет главное преимущество в том, что блокирующий транзистор PMOS, MP2, не имеет права передавать отрицательное напряжение на схему зарядного устройства и вообще на нагрузку. Рисунок 8 иллюстрирует это более четко.

Рисунок 8 Иллюстрация каскадного эффекта

Наименьшее достижимое напряжение на затворе MP2 составляет 0 В через R1.Даже если слив MP2 находится глубоко под землей, его источник не будет оказывать значительного давления вниз. Как только напряжение источника падает до VTH транзистора над землей, транзистор сам снимает смещение, и его проводимость падает. Чем ближе источник подходит к земле, тем более смещенным становится транзистор. Эта характеристика, наряду с простой топологией, делает этот подход более привлекательным, чем подход NMOS, показанный ранее. У него есть недостаток в более низкой проводимости и более высокой стоимости транзистора PMOS по сравнению с подходом NMOS.

Хотя эта схема проще, чем подход NMOS, у этой схемы есть еще один недостаток. Хотя он всегда защищает от обратного напряжения, он не всегда может подключать цепь к батарее. При перекрестном соединении вентилей, как показано, схема образует блокирующий элемент памяти, который может выбрать неправильное состояние. Хотя это и трудно достичь, существует условие, при котором зарядное устройство вырабатывает напряжение, скажем 12 В, батарея подключается с более низким напряжением, скажем 8 В, и цепь отключается. В этом случае напряжение между источником и затвором MP1 составляет +4 В, увеличивая MP1 и отключая MP2.Этот случай показан на рис. 9 со стабильными напряжениями, указанными на узлах.

Рисунок 9 Иллюстрация возможного заедания со схемой защиты PMOS

Для достижения этого состояния зарядное устройство должно быть задействовано при включении аккумулятора. Если аккумулятор применяется до включения зарядного устройства, ворота MP1 поднимаются аккумулятором, полностью отключая MP1. Когда зарядное устройство включается, оно вырабатывает контролируемый ток, а не сильноточную пробку, что снижает вероятность включения MP1 и выключения MP2.

С другой стороны, если зарядное устройство включается до присоединения батареи, затвор MP1 просто следует за выходом зарядного устройства батареи, поскольку он подтягивается стравливающим резистором R2. Без батареи MP1 вообще не имеет склонности включать и отключать MP2.

Проблема возникает, когда зарядное устройство уже включено и работает, а затем подсоединяется аккумулятор. В этом случае будет мгновенная разница между выходом зарядного устройства и клеммой батареи, которая будет побуждать MP1 отключать MP2, поскольку напряжение батареи заставляет емкость зарядного устройства ассимилироваться.Это составляет состояние гонки между способностью MP2 снимать заряд с конденсатора зарядного устройства и способностью MP1 отключать MP2.

Эта схема также была протестирована со свинцово-кислотным аккумулятором и зарядным устройством LTC4015. Подключение сильно нагруженного источника питания 6 В в качестве эмулятора батареи к уже включенному зарядному устройству никогда не приводило к переходу в состояние «отключено». Тестирование не было исчерпывающим, и его следует проводить более тщательно в критически важных приложениях. Даже если цепь отключилась, отключение зарядного устройства и повторное включение всегда приведет к повторному подключению.

Рисунок 10 Схема защиты PMOS при выключенном зарядном устройстве

Рисунок 11 Схема защиты PMOS при работающем зарядном устройстве

Состояние неисправности можно продемонстрировать путем искусственного изменения схемы с временным подключением верхней части R1 к выходу зарядного устройства. Однако считается, что эта схема имеет значительно более высокую склонность к подключению, чем к отключению. Если отказ от подключения действительно становится проблемой, можно разработать схему, которая отключит зарядное устройство для других устройств.Пример показан на более полной схеме Рисунок 12 .

Рисунок 12 Защита аккумулятора от обратного тока высокого напряжения

На рисунке 10 показан результат работы схемы защиты PMOS с отключенным зарядным устройством. Обратите внимание, что зарядное устройство и напряжение нагрузки не показывают передачи отрицательного напряжения. Рисунок 11 показывает эту схему в зловещем состоянии уже включенного зарядного устройства, когда перевернутая батарея подключена к горячему подключению.Нельзя отличить от результатов схемы NMOS, обратная батарея несколько снижает напряжение зарядного устройства и нагрузки до того, как цепь отключения отключает транзистор MP2.

В этой версии схемы транзистор MP2 должен выдерживать VDS, в два раза превышающее напряжение батареи (одно для зарядного устройства и одно для перевернутой батареи), и VGS, равное одному напряжению батареи. MP1, с другой стороны, должен выдерживать VDS с одним напряжением батареи и VGS с удвоенным напряжением батареи.Это требование неуместно, поскольку номинальный VDS всегда превышает номинальный VGS для полевых МОП-транзисторов. Можно найти транзисторы с допуском VGS 30 В и допуском VDS 40 В, которые подходят для свинцово-кислотных приложений. Для поддержки аккумуляторов с более высоким напряжением в схему необходимо добавить дополнительные стабилитроны и токоограничивающие резисторы.

На рисунке 12 показан пример схемы, которая может работать с двумя свинцово-кислотными батареями, установленными последовательно. D1, D3 и R3 защищают ворота MP2 и MP3 от высокого напряжения.D2 предотвращает закачку ворот MP3 под землю и выход зарядного устройства вместе с ним, когда перевернутая батарея подключена к горячему подключению. MP1 и R1 обнаруживают, когда в цепи установлена батарея в обратном порядке или находится в неправильном состоянии защелки отключения, и отключают зарядное устройство, используя отсутствующую функцию RT LTC4015.

Можно разработать схему защиты от обратного напряжения для приложений на основе зарядного устройства. Были разработаны некоторые схемы и проведено сокращенное тестирование с обнадеживающими результатами.Нет серебряной пули для решения обратной проблемы с аккумулятором, но, надеюсь, представленные подходы дают достаточно вдохновения для создания простого и недорогого решения.

Стивен Мартин (Steven Martin) — менеджер по дизайну зарядных устройств в компании Analog Devices.

Статьи по теме :

Защита от обратного тока | Maxim Integrated

Переключение батареи может быть фатальным для портативного оборудования. Однако многочисленные цепи могут защитить от обратной установки батарей и других условий, вызывающих перегрузку по току.

Оборудование, работающее от батарей, подвержено последствиям установки батарей в обратном направлении, случайных коротких замыканий и других видов небрежного обращения. Последствия перевернутой батареи критичны. К сожалению, избежать такой ситуации сложно.

Чтобы сделать оборудование устойчивым к батареям, установленным в обратном направлении, вы должны спроектировать либо механический блок для обратной установки, либо электрическую защиту, которая предотвращает вредные эффекты, когда происходит обратная установка.Механическая защита может представлять собой односторонний соединитель, который принимает батарею только при соблюдении правильной полярности.

Например, 9-вольтовые радиобатареи имеют механически разные клеммы, хотя пользователь, возясь с механическим подключением, может на мгновение выполнить обратное электрическое подключение. С другой стороны, вы можете настроить разъемы для аккумуляторных батарей так, чтобы мгновенные обратные соединения были невозможны, если пользователь не изменит разъем.

Однако наибольшая проблема возникает в приложениях с питанием от одной или нескольких одноэлементных батарей, таких как щелочные, никель-кадмиевые и никель-металлогидридные батареи типа AA.Как правило, эти батареи не предлагают механических средств для предотвращения реверсирования одной или нескольких ячеек. Для этих систем разработчик должен гарантировать, что любой поток обратного тока достаточно низкий, чтобы избежать повреждения цепи или батареи. Эту гарантию могут предоставить различные схемы.

Диоды обеспечивают простейшую защиту

Самая простая форма защиты от переворота батареи — это диод, включенный последовательно с положительной линией питания (, рис. 1а, ). Диод пропускает ток от правильно установленной батареи к нагрузке и блокирует ток в батарею, установленную назад.Это решение имеет два основных недостатка: диод должен выдерживать полный ток нагрузки, а его прямое падение напряжения сокращает время работы оборудования. (Выходной сигнал регулятора падает на один диод ниже напряжения батареи, поэтому регулятор преждевременно отключается.)

Если в приложении требуется щелочная батарея или батарея другого типа с относительно высоким выходным сопротивлением, вы можете предотвратить обратную установку, используя параллельную ( шунт) диод. Схема в Рисунок 1b проста, но далека от идеала.Такой подход защищает нагрузку, но потребляет большой ток от закороченной батареи. Как и прежде, диод должен выдерживать большой ток.

Рис. 1. Простейшей защитой от обратного тока батареи является последовательный (а) или шунтирующий (б) диод.

В качестве улучшенной меры по переключению батареи вы можете добавить pnp-транзистор в качестве переключателя высокого напряжения между батареей и нагрузкой (, рис. 2а, ). При правильной установке батареи ограничивающий ток резистор в выводе базы смещает в прямом направлении переход база-эмиттер.Батарея, установленная назад, смещает транзистор в обратном направлении, и ток не может течь. Эта схема лучше, чем последовательный диод, потому что насыщенный pnp-транзистор обеспечивает меньшее падение напряжения, чем большинство диодов, и, таким образом, повышает эффективность работы за счет снижения рассеиваемой мощности.

Проверка на недостатки

Более низкое падение напряжения на pnp-транзисторах также увеличивает время работы, поскольку позволяет разряжать аккумулятор до более низкого уровня. Эти транзисторы имеют низкую стоимость и низкое напряжение насыщения, но у них есть и недостатки.Например, базовый ток рассеивает часть полезной энергии батареи в виде V _IN × I _B, а бета (примерно 50 максимум) большинства мощных pnp-транзисторов требует значительного базового тока для данного тока нагрузки.

Вы должны рассчитать базовый ток, который соответствует комбинации максимальной нагрузки и минимального напряжения V _IN. Это фиксирует значение базового тока, а затем приводит к снижению эффективности при более легких нагрузках, если вы не предоставите сложные схемы для модуляции базового тока в зависимости от тока нагрузки.Эти критерии также применимы к использованию переключателя npn между нагрузкой и возвратом батареи (, рис. 2b, ), но с одним существенным отличием: гораздо более высокие бета-параметры силовых npn-транзисторов снижают их потери по базовому току при заданном токе нагрузки.

Рис. 2. Поскольку его прямое падение ниже, pnp-транзистор верхнего плеча (a) обеспечивает лучшую защиту от обратного тока, чем диод. Еще лучше использовать npn-транзистор с низкой стороны (b), более высокое значение бета которого означает меньший базовый ток и меньшие потери мощности.

Заменить биполярные транзисторы на полевые МОП-транзисторы

При заданном токе нагрузки низкое сопротивление полностью усовершенствованного MOSFET снижает напряжение намного меньше, чем у эквивалентного биполярного транзистора. Результатом является более низкая рассеиваемая мощность, что позволяет МОП-транзистору выдерживать гораздо более высокие токи нагрузки, чем это возможно с биполярным транзистором того же размера. Это преимущество привело к производству n- и p-канальных МОП-транзисторов с логическим уровнем для работы при 5 В и 3 В и даже при более низких напряжениях питания.Полевые транзисторы NMOS включают Motorola MTP-3055EL, Harris RFD14N05L и Siliconix Si9410DY. Примерами полевых МОП-транзисторов являются Siliconix Si9433DY и Si9434DY и National Semiconductor NDS9435.

Обратите особое внимание на ориентацию полевого МОП-транзистора в схеме. МОП-транзисторы имеют внутренний диод, который проводит ток в условиях прямого смещения. Этот ток течет от стока к истоку для полевого транзистора PMOS и от истока к стоку для полевого транзистора NMOS. Независимо от того, используете ли вы NMOS или PMOS FET в качестве переключателя высокого или низкого уровня, сориентируйте диод на корпусе устройства в направлении нормального протекания тока.Затем перевернутая батарея смещает диод в обратном направлении и блокирует прохождение тока.

NMOS FET более привлекательны, чем PMOS FET для сильноточных приложений, потому что NMOS FET предлагают более низкое сопротивление в открытом состоянии, чем аналоги PMOS того же размера. Поскольку вы должны подтянуть напряжение затвора полевого транзистора NMOS выше источника для полного усиления, полевой транзистор NMOS относится к пути возврата батареи (, рис. 3, ). Таким образом, если вы установите батарею правильно, напряжение батареи выше 10 В (5 В для полевых МОП-транзисторов с логическим уровнем) полностью включит полевой МОП-транзистор.Переключение батареи приводит к низкому уровню клеммы затвора и отключению полевого МОП-транзистора.

Рис. 3. NMOS-транзистор нижнего логического уровня для защиты от обратного тока выдерживает больший ток, чем эквивалентный биполярный транзистор.

Переключатель нижнего уровня имеет один недостаток: токи заземления, протекающие через переключатель, вызывают небольшие падения напряжения, которые могут мешать работе схемы. Альтернативой является переключатель верхнего плеча. Однако использование полевого транзистора NMOS в качестве переключателя на стороне высокого напряжения по-прежнему требует возбуждения затвора, превышающего напряжение источника, то есть возбуждения затвора выше, чем напряжение батареи. На рис. 4 показано одно решение, в котором устройство накачки заряда (IC ₁) повышает напряжение затвора значительно выше источника. Эта схема полностью улучшает МОП-транзистор, если батарея установлена правильно.

Рис. 4. Чтобы обеспечить защиту от обратного тока без нарушения токов возврата на землю, добавьте полевой МОП-транзистор верхнего плеча, управляемый ИС с накачкой заряда.

На рисунке 4 IC ₁ принимает напряжение батареи от 3,5 В до 16,5 В и регулирует выходную мощность батареи до (В _BATT + 10 В).Эта схема позволяет стандартным полевым транзисторам NMOS в расширенном режиме работать от напряжения батареи до 3,5 В. Поскольку зарядный насос работает от напряжения батареи и, следовательно, также нуждается в защите от реверсирования батареи, схема подключает диод между положительной клеммой батареи и клеммой V _CC IC.

PMOS FET работают на стороне высокого напряжения и не требуют дополнительных схем для управления затвором. Однако переключатель PMOS обычно в два раза дороже и имеет почти в три раза большее сопротивление в открытом состоянии, чем устройство NMOS с сопоставимой мощностью управления, работающее с аналогичным напряжением сток-исток.Вы можете улучшить доступные в настоящее время PMOS-транзисторы с помощью управляющего затвора 5 В или даже 3 В.

Если напряжение батареи вашей схемы составляет не менее 10 В, вы можете подключить затвор полевого транзистора PMOS напрямую к возвратной клемме батареи (, рис. 5, ). Как и раньше, вы должны подключить транзистор назад (в соответствии с обычной практикой), чтобы сориентировать его основной диод в направлении нормального протекания тока. Это соединение прикладывает напряжение батареи между затвором и стоком, но напряжение между затвором и истоком регулирует сопротивление канала.Тем не менее, внутренний диод создает напряжение истока на один диод ниже стока, когда вы впервые применяете V _BATT. Результатом является жесткое напряжение затвор-исток, равное — (V _BATT -V _DIODE), которое быстро увеличивает полевой транзистор, доводя падение VDS до желаемого минимума.

Рис. 5. Этот переключатель PMOS FET верхнего плеча предлагает простую защиту от обратного тока в обмен на более высокое сопротивление в открытом состоянии и более высокую стоимость.

Проблема низкого напряжения батареи

Для аккумуляторов с напряжением ниже 10 В, но выше 2.7 В, можно использовать низковольтный полевой транзистор PMOS, например Siliconix Si9433DY или Si9435DY. С другой стороны, обеспечение защиты от переворота батареи при напряжении ниже 2,7 В может оказаться сложной задачей. Одним из решений является использование биполярного транзистора, что влечет за собой потери по базовому току. Другой пример — использование низкопорогового полевого МОП-транзистора с зарядным насосом для управления затворным напряжением ниже уровня земли (, рис. 6, ). Эта схема может работать с выходным напряжением 5 В или 3,3 В. Хотя схема предназначена для работы с двумя ячейками, она обычно начинается с входного напряжения всего 1.5В.

Рис. 6. Для использования переключателя PMOS FET со стороны высокого напряжения при низком напряжении батареи требуется зарядный насос (D ₁, D ₂ и C ₁) для управления напряжением затвора ниже уровня земли.

Один или два элемента батареи не обязательно вырабатывают достаточно напряжения затвор-исток для полного включения полевого транзистора. Однако переключающий узел повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный ток IC1 управляет простым зарядным насосом, состоящим из C ₁, D ₁ и D ₂, который генерирует более чем достаточно возбуждения для этой цели.Для V _IN = 2V, привод затвора составляет приблизительно — (V _IN + V _OUT) = -7V.

Реверс батареи делает CMOS DC / DC преобразователь похожим на диод с прямым смещением; преобразователь выключает переключатель, поднимая напряжение затвора по крайней мере на одно падение напряжения на диоде над источником. Понижающий резистор на 100 кОм разряжает емкость затвора в течение 140 мсек, но при этом слегка нагружает зарядный насос и не мешает усилению MOSFET. Опять же, схема соединяет полевой МОП-транзистор в обратном направлении, чтобы предотвратить прямое смещение основного диода полевого транзистора во время реверсирования батареи.

Вы также можете использовать переключатель нижнего уровня NMOS для защиты, используя выход DC / DC преобразователя для повышения напряжения затвора ( Рисунок 7 ). При нормальном регулировании преобразователь (IC1) поднимает затвор полевого МОП-транзистора над его истоком. Если вы установите батарею задом наперед, сопротивление нагрузки разряжает конденсатор выходного фильтра, который отключает полевой МОП-транзистор, удерживая затвор и исток под одинаковым потенциалом.

Рис. 7. Выход повышающего преобразователя IC1 управляет этим переключателем NMOS FET нижнего плеча.

С другой стороны, если нагрузка небольшая и вы сначала устанавливаете батарею правильно, а затем быстро реверсируете ее, заряд выходного конденсатора удерживает полевой МОП-транзистор включенным и позволяет обратному току течь через регулятор. Для показанных компонентов это состояние сохраняется около 100 мс, пока конденсатор разряжается через регулятор. Затем MOSFET выключается и после этого блокирует прохождение тока.

Аналогичная версия этой статьи появилась в номере EDN от 1 марта 1996 г.

Как использовать полевой МОП-транзистор в качестве обратной защиты батареи

MOSFET может не быть популярным в качестве обратной защиты батареи. Самый распространенный метод — использование диода. Однако падение напряжения на диоде велико, и это создаст проблемы в цепях с низким напряжением. Это причина, по которой многие используют полевой МОП-транзистор в качестве обратной защиты батареи из-за очень низкого падения напряжения во включенном состоянии.

Зачем нужна обратная защита аккумулятора? Это потому, что в системах постоянного тока, когда батарея перевернута, цепь, которая использует батарею в качестве источника, будет повреждена.Поэтому возникает необходимость в установке обратной защиты аккумулятора.

МОП-транзистор с P-каналом как обратная защита батареи

P-Channel MOSFET Защита от обратной батареи Базовое подключение

Существует два варианта MOSFET типа расширения. Это может быть N-канал или P-канал. Оба они хорошо подходят в качестве обратной защиты аккумулятора. Начнем с P-канала. На рисунке ниже показано, как использовать полевой МОП-транзистор с P-каналом в качестве обратной защиты батареи.Полевой МОП-транзистор должен быть установлен в положительную шину батареи. Сток необходимо подключить к положительной полярности АКБ. Источник должен быть подключен к плюсу устройства, на которое подается питание. Ворота должны быть подключены к минусовой клемме аккумуляторной батареи или к заземлению системы.

Как P-канальный MOSFET работает как обратная защита батареи

Когда напряжение батареи присутствует, ток будет течь через основной диод. Основной диод будет проводить, потому что на анодную сторону подается положительное напряжение.Однако напряжение батареи должно быть выше, чем напряжение прямого смещения диода. Когда диод имеет прямое смещение, уровень напряжения в источнике полевого МОП-транзистора будет равен напряжению батареи за вычетом падения напряжения на внутреннем диоде. Одним словом, это положительный уровень. Затвор полевого МОП-транзистора привязан к отрицательной клемме аккумулятора или к земле, это означает, что напряжение, приложенное к затвору к истоку, составляет

VGS = VG — VS

VG = 0V (потому что он привязан к земле)

VS = Vbattery — Vdrop (это положительное значение)

Итак,

VGS = VG — VS = 0V — Положительное напряжение = отрицательное напряжение

МОП-транзистор с P-каналом или просто PMOS будет активирован, когда напряжение, приложенное к затвору к истоку, станет отрицательным.Тем не менее, он должен удовлетворять требованию напряжения затвор-исток в соответствии с таблицей данных MOSFET. Когда MOSFET активируется, канал закроется, и ток будет течь к нему, а не к внутреннему диоду.

МОП-транзистор с P-каналом в качестве защиты от обратной батареи Основные требования

1. Подключение основной схемы

Следуйте предложенному выше подключению.

2. Пороговое напряжение между затвором и источником

Недостаточно для подачи отрицательного напряжения на затвор к источнику, как объяснено выше, требование уровня должно соответствовать.Ниже приведен пример порогового напряжения от затвора к источнику из таблицы данных MOSFET. Чтобы включить полевой МОП-транзистор, разница между напряжением батареи и внутренним диодом должна быть выше -1 В.

Для низковольтной системы лучше выбрать полевой МОП-транзистор с очень низким пороговым напряжением затвор-исток, как показано в таблице выше.

3. Максимальное напряжение затвор-источник

Максимальное напряжение затвор-исток полевого МОП-транзистора не должно достигаться.В противном случае он получит повреждения. Ниже приведен пример максимального номинального напряжения затвор-исток полевого МОП-транзистора.

4. Текущий рейтинг

Номинальный ток стока PMOS должен быть выше, чем фактический ток, который будет течь в него. В противном случае он будет приготовлен. Ниже приведен пример текущего рейтинга, указанного в таблице данных.

5. Номинальная мощность

Номинальная мощность имеет важное значение, поскольку это способность MOSFET выдерживать тепло.Расчетная рассеиваемая мощность должна быть ниже номинальной мощности устройства. В таблице ниже указаны характеристики рассеиваемой мощности 8,3 Вт при 25 ° C. Следовательно, фактическая расчетная рассеиваемая мощность должна быть ниже указанной с достаточным запасом.

6. Диапазон рабочих температур

Также необходимо учитывать температуру окружающей среды, в которой будет установлен полевой МОП-транзистор, чтобы избежать отказа.

N-канальный полевой МОП-транзистор как обратная защита батареи

Ниже показан N-канальный полевой МОП-транзистор, установленный в цепи для работы в качестве обратной защиты батареи.NMOS устанавливается в отрицательную шину аккумуляторной батареи. Сток должен подключаться к минусовой клемме аккумулятора. Источник должен подключаться к отрицательной шине устройства или к земле. Ворота необходимо подключить к плюсовой клемме аккумуляторной батареи.

Как N-канальный полевой МОП-транзистор работает как обратная защита батареи

Во время запуска схемы ток начнет течь от положительной клеммы аккумулятора, идя к устройству, идя к диоду на корпусе и, наконец, к отрицательной клемме аккумулятора.В это время проводящим является основной диод, поскольку он смещен в прямом направлении.

Когда загорится внутренний диод, в цепи будет циркулировать ток. Тогда напряжение затвор-исток будет:

VGS = VG — VS

VG = Vbattery

VS = падение диода

Итак,

ВГС = ВГ — ВС = В аккумулятор — диодное падение

Это приведет к положительному уровню, приложенному к затвору к истоку полевого МОП-транзистора.Таким образом, NMOS начнет проводить, и ток будет течь в канал, а не на основной диод.

N-канальный полевой МОП-транзистор как обратная защита батареи Основные требования

1. Подключение основной схемы

Следуйте предложенному выше подключению.

2. Пороговое напряжение между затвором и источником

Чтобы настроить полевой МОП-транзистор в качестве обратной защиты батареи, недостаточно смещения затвора к источнику с положительным напряжением.Но и требуемый уровень должен быть соблюден.

3. Максимальное напряжение затвор-источник

Пример таблицы NMOS с указанием максимального номинального напряжения затвор-источник.

4. Текущий рейтинг

Ниже приведен пример текущего рейтинга, указанного в таблице данных NMOS.

5. Номинальная мощность

В таблице ниже указано значение рассеиваемой мощности 8,3 Вт при 25 ° C. Следовательно, фактическая расчетная рассеиваемая мощность должна быть ниже указанной с достаточным запасом. В противном случае устройство сгорит.

6. Диапазон рабочих температур

Пример номинальной рабочей температуры.

Моделирование схемы работы полевого МОП-транзистора в качестве обратной защиты батареи

При подаче нормального напряжения

Ниже приведены простые модели для PMOS и NMOS MOSFET в качестве обратной защиты батареи.

Когда схема только что запустилась, очевидно, что основной диод проводит первым, а не канал.

При подаче обратного напряжения

В обеих цепях при обратном АКБ ток в цепи равен нулю. Это означает, что NMOS и PMOS не пропускают ток, защищая цепь или устройство, которое подключается к батарее.

MOSFET как обратная защита батареи по сравнению с диодом

1.Подключение

MOSFET — битовый комплекс

Диод — легкий

2. Номинальное напряжение

MOSFET — напряжение затвор-исток ограничено в основном +/- 20 В

Диод — высокое напряжение

3. Падение напряжения

MOSFET — очень низкий, подходит для приложений с очень низким напряжением

Диод — высокий, не подходит для систем с очень низким напряжением

4. Падение пускового напряжения

MOSFET — диодное падение

Диод — одинаковое падение напряжения при работе в идеале

5.Цена

Оба сопоставимы

6. Текущий рейтинг

Оба сопоставимы

7. Рассеиваемая мощность

MOSFET — более высокие возможности благодаря очень небольшому падению напряжения

Диод — скомпрометирован большим падением напряжения

8. Пространство

MOSFET — небольшой корпус может выдерживать большее рассеивание мощности из-за более низкого падения напряжения

Диод — может быть громоздким, если требуется большая рассеиваемая мощность, так как падение напряжения выше

Другие статьи о MOSFET

Сравнение MOSFET и BJT

Расчетные уравнения силового полевого МОП-транзистора

Как узнать, неисправен ли MOSFET

Преимущества MOSFET перед BJT в импульсных преобразователях

Следуй за электронщиком.com

https://www.facebook.com/electronicsbeliever

Связанные

Как добиться защиты от обратной полярности с помощью идеальных диодов

В устройствах с батарейным питанием и съемными батареями обычно необходимо предотвратить неправильное подключение батарей, чтобы предотвратить повреждение электроники. Если это невозможно с помощью физических средств, вам необходимо включить электронную защиту. Физическая защита может означать просто поляризованный разъем или аккумулятор со смещенными соединениями (как и в большинстве литиевых аккумуляторов смартфонов).Для батареек типа AAA или AA есть держатели, которые сконструированы таким образом, чтобы при неправильной установке батареи один конец не соприкасался. По-прежнему существуют обстоятельства, когда физические средства невозможны, например, с большинством кнопочных ячеек или если пользователь может подключить питание с помощью проводов к винтовым клеммам. Это также может относиться к оборудованию, не работающему от батарей, и, вероятно, применимо к автомобильной электронике.

Простой последовательный диод — одно из решений, но оно также расходует энергию. Скорее всего, с устройством с батарейным питанием вы не захотите тратить энергию впустую, особенно если ваше напряжение питания уже достаточно низкое, и поэтому потеря 0.3 В или 0,4 В от диода Шоттки будут значительными и неприемлемыми. Для многих автомобильных приложений небольшое падение напряжения может не иметь значения.

Подобно переключению источников питания, существуют «идеальные диоды» от таких компаний, как Linear Technology (Контроллеры тракта питания). Они используют переключатель MOSFET и дополнительную схему, чтобы сделать переключатель с низкими потерями без падения напряжения, связанного с простым диодом. Если вы хотите использовать один из этих идеальных диодов для защиты от обратной полярности, внимательно ознакомьтесь со спецификациями, чтобы убедиться, что они могут обеспечить эту функцию, а большинство — нет.LTC4412, например, обеспечивает обратную защиту, а LTC4411 — нет. Однако для LTC4412 требуется внешний полевой МОП-транзистор, тогда как для LTC4411 он встроен.

Как правило, с линейной технологией, если в описании есть слово «контроллер», требуется внешний полевой МОП-транзистор. LTC4359 — это специальное устройство, предназначенное для защиты автомобильных аккумуляторов от обратного тока и способное выдерживать обратное напряжение 40 В.

Простые контроллеры силовых трактов для защиты от обратной полярности найти нелегко.Функции переключения питания часто являются частью более сложной ИС, такой как ИС зарядного устройства, и не обязательно включают защиту от обратной полярности. Простой P-канальный MOSFET — это одна из возможностей замены простого диода в зависимости от ваших требований к напряжению и току. Пример показан ниже.

Фактический выбор компонентов и значений будет зависеть от приложения, но это хорошая отправная точка для обсуждения. R2 представляет собой нагрузку. Стабилитрон защищает от превышения рекомендованного напряжения затвор-исток и может не потребоваться, в зависимости от диапазона входного напряжения и используемого полевого МОП-транзистора.Конденсатор обеспечивает работу схемы при резком изменении полярности входного напряжения. Без конденсатора вот что произойдет, если входное напряжение быстро повысится с -5 В до +5 В и обратно:

Несмотря на то, что она защищает от статической обратной полярности (первые 10 мкс), схема изначально не обеспечивает защиту, когда полярность внезапно меняется на противоположную и любые подключенные схемы могут быть повреждены. Добавление конденсатора изменяет производительность на это:

Теперь у вас есть чистый переход из ВЫКЛ в ВКЛ и снова обратно в ВЫКЛ с минимальным прохождением обратного напряжения.Вы можете уменьшить пропускаемое обратное напряжение 80 мВ, увеличив размер конденсатора. Небольшие сбои тока, которые вы видите, — это ток, необходимый для зарядки и разрядки конденсатора. Для правильной работы другого полевого МОП-транзистора потребуются другие компоненты. Например, для более крупного МОП-транзистора, вероятно, потребуется конденсатор большего размера, чтобы предотвратить переходное напряжение обратной полярности.

Обратите внимание, что вам нужно быть осторожным при подключении MOSFET, как показано, иначе основной диод будет проводить, когда входное напряжение изменится на противоположное, и вам не удастся достичь своей цели.Такую же осторожность необходимо соблюдать при использовании идеальных диодов линейной технологии с внешними полевыми МОП-транзисторами. При подключении, как показано, основной диод фактически проводит при положительном входном напряжении до тех пор, пока входное напряжение не станет достаточным для включения полевого МОП-транзистора. Если порог MOSFET достаточно низок, основной диод и MOSFET могут начать проводить примерно при одинаковом входном напряжении.

Использование запатентованного чипа, такого как LTC4349, 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.

[решено] — Обнаружение обратной полярности (мне нужна идея)

Мне нужно общее представление о способе измерения (или, по крайней мере, обнаружения) сигналов обратной полярности с помощью PIC ADC.

Я разрабатываю импульсное зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов. Номинальное напряжение аккумуляторов от 6 до 48 В. MCU измеряет потенциал над зарядным колпачком, чтобы определить напряжение, сбрасываемое в батарею.Простой делитель напряжения делает свое дело, и здесь нет никаких проблем (хотя при таком расширенном диапазоне потенциалов теряется разрешение, особенно на 10-битном АЦП).

Тем не менее, MCU также должен учитывать напряжение батареи, а MCU измеряет напряжение батареи через дифференциальный OPAMP (есть также неотъемлемая потеря разрешения из-за фиксированных наборов делителей напряжения, но это тоже не проблема).

Теперь меня беспокоит то, как определить, перепутана ли полярность батареи, то есть как определить, подключена ли батарея наоборот.Аналоговая часть схемы не является проблемой, и с двойным источником питания выход дифференциального OPAMP будет соответствовать обратной полярности. Однако АЦП MCU не может справиться с этим, а также вход, вероятно, будет поврежден, если дифференциальный выход OPAMP ниже Vss более чем на 0,3 В.

Скажем, ради аргумента, что я хочу измерить инвертированное напряжение. Я, конечно, мог бы инвертировать сигнал, добавив дополнительный OPAMP, но это должно быть сделано автоматически MCU или каким-либо аналоговым дизайном (что, конечно, желательно).

Даже простое обнаружение обратной полярности было бы хорошим решением, чтобы предотвратить начало процесса зарядки микроконтроллером. Однако детектор обратной полярности должен быть выполнен таким образом, чтобы он мог указать MCU, что полярность изменена, без повреждения входа АЦП.

Я подумал об использовании одного источника питания для питания дифференциального OPAMP, что предотвратит отрицательный выход на его выходе. Однако INA117, как AFAIK, не может переходить от рельса к рельсе, и это может представлять проблему, особенно с таким широким диапазоном измеряемых напряжений.Даже если можно заставить INA117 перейти от шины к шине с приемлемой ошибкой в более низком диапазоне, у меня все еще есть проблема разработки детектора обратной полярности, который будет сигнализировать MCU о том, что батарея подключена в обратном порядке.

Схема — это всего лишь общая идея, чтобы передать концепцию того, о чем я думаю, и я открыт для предложений.

Любые идеи приветствуются.

Кстати — я надеюсь, что размещаю это в правильном разделе форума.

Расширенная защита переключения мощности и полярности для эффектов

Улучшенное переключение питания и защита полярности для эффектов

Если вы создаете или ремонтируете эффекты, то уже знаете, что это хороший идея защитить схему в результате воздействия обратного аккумулятор. Хотя многие старые эффекты могут противостоять мгновенному обращению, некоторые более современные компоненты могут быть повреждены при случайном прикосновении к аккумулятору неправильно контактирует во время замены. Иногда это незаметное повреждение.

Например, почти все знают, что CMOS и некоторые операционные усилители могут быть убиты переключением их источников питания.Это происходит потому, что субстрат Вся микросхема изолирована от схемы диодной диффузией с обратным смещением. Если источники питания перевернуты, этот диод смещен в прямом направлении, и если какой-либо вывод не ограничивается током менее 20-100 мА, вы можете получить достаточно ток, чтобы сжечь соединительные провода к этому контакту — и ваш модный операционный усилитель станет «Диод, излучающий тьму», также известный как «DED». Какие многие люди не знают, что хотя биполярные транзисторы обычно не убит из-за обратного смещения, вы можете навсегда ухудшить шум производительность малошумящего транзистора усилителя с высоким коэффициентом усиления за счет обратного лавинообразования своя база-эмиттер хоть раз !! Ты умеешь писать по буквам «шипение»? Я думал, ты сможешь.

Хорошо, обратная полярность — это плохо. Как это предотвратить? Стандарт мудрость — использовать диод. Здесь не нужно много сообразительности, и только два способа делайте это — последовательно и параллельно. Диод, подключенный последовательно к источнику питания, будет позволить току проходить только в одном направлении. Если вы поместите диод в + провод, диод принимает на себя все падение напряжения, если провода питания перепутаны. В Схема обратного напряжения практически не видит. Проблема в том, что вы платите за что защита по напряжению.Прямое падение напряжения на диоде вычитается из каждую батарею, так что новая батарея 9,5 В становится средней 8,8 В для цепь, которую он питает. И аккум «изнашивается» 0,6 до 0,7В тоже рано. Тем не менее, лучше, чем ничего, и вы можете получить особенный шоттки диоды с падением напряжения 0,4 В или, может быть, германиевые диоды с падением напряжения 0,3 В, если вы работаете на Это.

Более разумный вариант — поставить диод параллельно световому эффекту, чтобы он смещен в обратном направлении из-за нормальной полярности.Когда напряжение меняется на противоположное, диод сильно проводит и ограничивает обратное напряжение не более чем на одном диоде уронить. Вам даже не нужно платить за прямое падение диода при нормальной работе. Ловко, а?

Конечно, когда напряжение обратное, а диод держит обратное напряжение ограничено 0,7 В, диод и батарея вступают в поединок с смерть; батарея настроена на то, чтобы довести напряжение до своего внутреннего напряжение, диод настроен удерживать его.Текущий ток будет часто нагревают батарею 9 В до такой степени, что вы не можете держать ее в руке, и может сгореть и закоротил диод — теперь педаль «сдохла» потому что умер диод и не позволит никакому напряжению достичь нужного направления!

Есть третий способ. Мы хотели бы использовать современный полупроводниковый переключатель для включения напряжение включено, когда оно правильное, а не когда оно неправильное. Вот способ сделать это.

Обрываем линию питания и вставляем MOSFET транзистор.В типичном эффекте при плюсовом питании и минусовой массе обрываем линию питания + и подключите P-канальный MOSFET с его стоком к стороне батареи и его истоку. на стороне эффекта, а его затвор связан с землей с помощью резистора 1M или около того.

«Но погоди!» Я слышал, вы говорите — «MOSFET подключен назад. Источник должен быть более положительным, чем сток, чтобы он работал справа «

Ну и да, и нет. Если мы подключим MOSFET «правильно», источник к батарее и разрядка, чтобы эффект, он действительно включился бы с нормальным полярность напряжения питания и обеспечивает отличную прямую проводимость.Тем не мение, в структуре MOSFET присутствует диод. Есть диод, который неизбежная часть способа построения полевых МОП-транзисторов, которая эффективно «соединена» своим анодом со стоком полевого МОП-транзистора с P-каналом и его катод к источнику устройства. Если полевой МОП-транзистор вставлен «правильно», этот собственный диод будет смещен в прямом направлении и проводить когда источник питания реверсирован, и у нас вообще нет защиты. Если мы поместите полевой МОП-транзистор «назад», собственный диод смещен вперед для нормальной полярности и обратного смещения, если источник питания реверсирован.Так собственный диод работает правильно для защиты. (Более техно-ориентированные среди вас сразу скажут — эй! Вот способ обойти эту надоедливую обратную сторону диод. Да и нет. Он работает только при большом повышающем напряжении на затворе. сток, да и то только в пределах максимального напряжения затвор-исток.)

А как насчет напряжения проводимости этого диода? А как работает полевой МОП-транзистор? и и? … а также?

Дело в том, что при напряжениях менее одного падения на диоде сток / исток полевого МОП-транзистора, МОП-транзистор выглядит как резистор, управляемый напряжением.Если мы сможем включить MOSFET достаточно сильно (то есть до достаточно низкого сопротивления) тогда на канале сток / исток будет меньшее падение напряжения, чем собственное диод, и буду проводить весь ток! Падение напряжения будет меньше диоды — на самом деле, намного меньше, если мы получим большое напряжение включения на этом затворе. Для P-канальный MOSFET, подключенный, как показано на крайней левой схеме, затвор была НАМНОГО отрицательнее, чем любая точка на канале сток-исток, и поэтому MOSFET включается изо всех сил.Для типичных полевых МОП-транзисторов падение напряжения через канал сток-исток будет менее 50 мВ. Фактически я настроил тестовая схема для нагрузки 50 мА и BS250P, случайно извлеченный из сумки. я не мог точно измерить падение напряжения на MOSFET при 50 мА — это было ну под 1мв! 50 мА — это намного больше, чем потребляет обычная педаль.

============ Обновление 8 октября 2005 г. ========

Читатель обнаружил, что у него наблюдаются потери напряжения на p-канале BS250P. МОП-транзистор до 150 мВ при 20 мА.Я провел небольшую археологию гаража и обнаружил, что Фактические устройства, с которыми я тестировал, были помечены как «BSP250», не самый доступный BS250P. Оказывается, это имеет значение. В BSP250 сегодня доступен только в SMD-корпусе SO223. В его техническом описании указано Rdson 0,25 Ом. Это приводит к расчетному прямому падению примерно на 12мв. Повторно выполнив свой первоначальный тест, я получил падение напряжения около 1 мВ с моими деталями BSP250. Видимо, у меня есть кое-что в упаковке ТО-92, которая больше не производится.

Что делать конструктору эффектов?

Ну, вы могли бы использовать IRFD9024 в четырехконтактном корпусе с шестигранной головкой. Его rdson — это указано на 0,175 Ом, поэтому он должен дать отличные результаты. В пакете ТО-92 есть Supertex VP3203N3 с rdson 0,6 Ом и Fairchild FQPF11P06, rds = 0,175. Все они стоят от 0,80 до 1 доллара на момент написания этой статьи.

Однако: потеря питания менее 200 мВ — это чертовски ужасно. хорошо по сравнению с 600 мВ кремниевого диода.Может быть, садовый сорт BS250P или ** дешевый ** Supertex VP2106N3 по цене $ 0,31 отлично подойдет для ты. Или вы можете потратить на 0,50 доллара больше и получить одного из вышеперечисленных супер-исполнителей.

Обратите внимание, что вам, вероятно, следует использовать стабилитрон защиты ворот. Для P-каналы, анод крюка к затвору, катод к источнику. Для N-каналов прикрепите анод к источник, катод к затвору.

=====================================

Когда провода аккумулятора меняются местами, полевой МОП-транзистор действует как разомкнутая цепь, поскольку теперь положительный вентиль не может улучшить канал сток-исток, поэтому есть только протекают токи утечки, а собственный диод имеет обратное смещение.Так что вещь выглядит как почти идеальный переключатель защиты от полярности. Почти ноль падение напряжения в прямом направлении проводимости, ток почти не протекает в обратное направление.

Если у вас есть Fuzz Face или аналогичный PNP, положительный аккумулятор с заземлением педали используйте N-канальное устройство, как показано на второй схеме.

Но почему бы не использовать N-канальное устройство в заземляющем проводе отрицательного эффект земли? Пара причин второго порядка.Это отлично работает с вид электрического подключения. С практической точки зрения вам нужен MOSFET в провод от аккумулятора к разъему, чтобы разъем мог обеспечивать переключение питания. Что затрудняет установку MOSFET, который, в конце концов, является чувствительным компонентом согласно своему праву. Я решил переключить неназемленную сторону источника питания потому что это можно сделать со всеми (хах! обеими!) частями на печатной плате эффектов путем вырезания дорожки, где питание поступает на плату, и сращивания МОП-транзистор и добавление резистора затвора к земле.Это упрощает дооснащение старые эффекты и сложности монтажа, что провод от батареи к разъему подарки не приходят.

Дооснащение старых педалей: Сначала определите, есть ли (а) положительное заземление педали. или (b) отрицательное заземление, а также наличие у педали (1) защиты от полярности (2) последовательный диодный протектор (3) параллельный диодный протектор. Будет ли педаль положительное или отрицательное заземление определит, нужен ли ему P-канал MOSFET (педали отрицательного заземления) или N-канальный MOSFET (педали положительного заземления).

Для этого отсоедините аккумулятор от зажима аккумулятора и включите педаль питания. , возможно, подсоединив сигнальный шнур к одному из разъемов, или щелкнув выключатель. Это гарантирует, что выводы аккумулятора правильно подключены к схема. Установив измеритель на шкалу «сопротивления диода», измерьте сопротивление постоянному току относительно земли (внешнее кольцо входного гнезда) от обоих клеммы аккумуляторного отсека. Вы должны обнаружить, что один из них показывает нулевое сопротивление. к кольцу входного разъема, а другой либо разомкнут, показывает показания диода, либо на короткое время стремится к нулю, а затем сопротивление возрастает.Тот, который показывает нулевое сопротивление всегда является заземленным проводом. Для подавляющего большинства педалей это черный или отрицательный провод.

По большому счету, единственные педали, которые будут иметь красный / положительный провод заземлены те, которые используют германиевые транзисторы PNP, такие как винтажные или блоки отдыха Fuzz Face или другие педали, которые, вероятно, широко рекламируются «германий».

Чтобы установить педаль защиты от полярности, просто найдите место, где вывод аккумулятора входит в печатную плату.Следуйте по следу печатной платы немного до плату, пока вы не найдете место, где след достаточно велик, чтобы припаять к нему и не заслонены тесно связанными выводами компонентов. соскоблите чистое место на поводок длиной около 1/8 дюйма, затем сделайте два надреза поперек провода посередине чистое пространство очень близко друг к другу. Соскоблите полоску меди между два разреза, чтобы гарантировать, что разрез не перекрывается припоем. Припаяйте MOSFET вниз, исток на стороне схемы и сток на стороне батареи.потом припаяйте резистор 1M 1 / 4W от затвора MOSFET к удобной точке заземления. Осмотрите свою работу, убедившись, что полевой МОП-транзистор и резистор 1M лежат ровно. против платы, не замыкая другие следы. Когда все будет хорошо, попробуй педаль. Если это сработает, все готово.
Педаль с последовательной диодной защитой еще проще. Последовательный диод может оставаться на месте параллельно с полевым МОП-транзистором, потому что полевой МОП-транзистор будет «закоротить» диодное падение.Найдите место, где аккумулятор линия выходит на плату и следуйте по дорожкам цепи, пока не дойдете до диод защиты серии. Когда вы его найдете, сформируйте выводы MOSFET и припаиваем сток к выводу диода со стороны батареи, исток к выводу стороны цепи диода, затем подключите резистор 1M к удобному наземное расположение от вывода затвора MOSFET. Опять же, проверьте свою работу, убедитесь, что что вы не создаете других проблем с случайными шортами, и попробуйте из.
Необходимо удалить параллельный защитный диод. Проследите связь с вывод батареи к диоду. Отпаяйте или вырежьте диод. Теперь относитесь к этому как если бы это была педаль без защиты, подключите полевой МОП-транзистор к источнику питания линия.

Подходящие полевые МОП-транзисторы: BS250P для P-канала и BS170 или 2N7000 для N-канала. Они будут стоить от 0,50 до 0,75 доллара каждый. Будьте уверены и соблюдайте статическую безопасность меры предосторожности с этими вещами, так как они довольно чувствительны, пока не попадут в схема.

Только сегодня я получил письмо от человека, который хочет использовать четыре МОП-транзистора в мост, чтобы эффекты нечувствительны к полярности батареи. Мост устроен чтобы любое подключение батареи выходило прямо на плату эффектов, как и мостовой выпрямитель с диодами, но практически без потери напряжения.

Прямая и обратная полярность аккумулятора

Что значит прямая или обратная полярность аккумулятора

Как определить прямая или обратная?

Видео о прямой и обратной полярности аккумулятора

Что значит прямая или обратная полярность

Когда нужно определять полярность

Как определить полярность аккумулятора

Прямая полярность аккумулятора

Обратная полярность аккумулятора

Если перепутать полярность

Генератор

Электронный блок управления

Блок предохранителей

Заключение

Аккумулятор прямая и обратная полярность разница

Разница между аккумуляторами прямой и обратной полярности

Что представляют собой аккумуляторы обратной полярности?

Сравение

Таблица

В чем разница прямой и обратной полярности аккумуляторов

Что такое аккумулятор и для чего он предназначен

Что такое прямая и обратная полярность

Чем отличаются аккумуляторы при разных полярностях

Разница прямой и обратной полярности аккумуляторов

Обратная полярность аккумулятора: понятие и правила определения

Разновидности полярности

Разница между прямой и обратной полярностью

Возможные проблемы

Заключение

Полярность аккумулятора — что это и как ее определить?

Видео: Определение полярности автомобильного аккумулятора

Как определить полярность аккумулятора и чем грозит спутывание полярности

Видео: Какой аккумулятор подходит на Приору.

Какая бывает полярность у аккумулятора

Что значит прямая или обратная полярность

Когда нужно определять полярность

Как определить полярность аккумулятора

Прямая полярность аккумулятора

Обратная полярность аккумулятора

Если перепутать полярность

Генератор

Электронный блок управления

Блок предохранителей

Заключение

Разница между прямой и обратной полярностью

Как определить полярность аккумулятора

Легковые автомобили

Грузовые автомобили

Дополнительные способы определения полярности

Что будет, если перепутать полярность

Можно ли установить другой полярности

Прямая и обратная полярность аккумулятора

Еще по теме

Прямая и обратная полярность аккумулятора

Что значит прямая и обратная?

Как определить

Отличия

Какие будут последствия, если перепутал клеммы?

При установке на автомобиль

Полезное видео

При зарядке аккумулятора

Заключение

3.1: Введение в диоды и выпрямители

Все о диоде

Гидравлический обратный клапан Аналог

Диодное уравнение

Обзор

Защита от обратного напряжения для зарядных устройств

Защита от обратного тока | Maxim Integrated

Диоды обеспечивают простейшую защиту

Проверка на недостатки

Заменить биполярные транзисторы на полевые МОП-транзисторы

Проблема низкого напряжения батареи

Как использовать полевой МОП-транзистор в качестве обратной защиты батареи

Как добиться защиты от обратной полярности с помощью идеальных диодов

[решено] — Обнаружение обратной полярности (мне нужна идея)

Расширенная защита переключения мощности и полярности для эффектов

Улучшенное переключение питания и защита полярности для эффектов

Хранение аккумулятора зимой: Как хранить аккумулятор. Скажем зимой, заряженный или разряженный. Правильная инструкция

Ампер на секунду: Ампер умножить на секунду