Site Loader

Содержание

для чего нужны, катоды и аноды, классификация и назначение


Диод является одной из разновидностей приборов, сконструированных на полупроводниковой основе. Обладает одним p-n переходом, а также анодным и катодным выводом. В большинстве случаев он предназначен для модуляции, выпрямления, преобразования и иных действий с поступающими электрическими сигналами.

Принцип работы:

  1. Электрический ток воздействует на катод, подогреватель начинает накаливаться, а электрод испускать электроны.
  2. Между двумя электродами происходит образование электрического поля.
  3. Если анод обладает положительным потенциалом, то он начинает притягивать электроны к себе, а возникшее поле является катализатором данного процесса. При этом, происходит образование эмиссионного тока.
  4. Между электродами происходит образование пространственного отрицательного заряда, способного помешать движению электронов. Это происходит, если потенциал анода оказывается слишком слабым. В таком случае, частям электронов не удается преодолеть воздействие отрицательного заряда, и они начинают двигаться в обратном направлении, снова возвращаясь к катоду.
  5. Все электроны, которые достигли анода и не вернулись к катоду, определяют параметры катодного тока. Поэтому данный показатель напрямую зависит от положительного анодного потенциала.
  6. Поток всех электронов, которые смогли попасть на анод, имеет название анодный ток, показатели которого в диоде всегда соответствуют параметрам катодного тока. Иногда оба показателя могут быть нулевыми, это происходит в ситуациях, когда анод обладает отрицательным зарядом. В таком случае, возникшее между электродами поле не ускоряет частицы, а, наоборот, тормозит их и возвращает на катод. Диод в таком случае остается в запертом состоянии, что приводит к размыканию цепи.

Электровакуумные диоды

Вакуумный диод – это устройство в виде стеклянной лампы или металлокерамического баллона. Из него откачивают воздух и помещают внутрь два электрода с нитью накаливания – проводником. Она соединяется с катодом и нагревается внешним током.

Принцип работы

У диода принцип работы основан на односторонней проводимости. В электровакуумных приборах это достигается следующим образом:

  1. Нить накаливания нагревается, передавая тепло катоду, который начинает испускать электроны.
  2. Анод притягивает частицы только на «плюсе».
  3. Анод, подключенный к «минусу»,начнет отталкивать электроны, и тока в цепи не будет.

Благодаря принципу действия диода, основанному на управлении потоком электронов, такие устройства также называют ламповыми.

Конструкция прибора предполагает наличие выводов электродов, соединенных с контактными областями. У диода может быть два состояния: открытое и закрытое.

Полярность светодиодов


Полярность светодиодов
При неправильном включении светодиод может сломаться. Поэтому важно уметь определять полярность источника света. Полярность – это способность пропускать электрический ток в одном направлении.

Полярность моно определить несколькими способами:

  • Визуально. Это самый простой способ. Для нахождения плюса и минуса у цилиндрического диода со стеклянной колбой нужно посмотреть внутрь. Площадь катода будет больше, чем площадь анода. Если посмотреть внутрь не получится, полярность определяется по контактам – длинная ножка соответствует положительному электроду. Светодиоды типа SMD имеют метки, указывающие на полярность. Они называются скосом или ключом, который направлен на отрицательный электрод. На маленькие smd наносятся пиктограммы в виде треугольника, буквы Т или П. Угол или выступ указывают на направление тока – значит, этот вывод является минусом. Также некоторые светодиоды могут иметь метку, которая указывает на полярность. Это может быть точка, кольцевая полоска.
  • При помощи подключения питания. Путем подачи малого напряжения можно проверить полярность светодиода. Для этого нужен источник тока (батарейка, аккумулятор), к контактом которого прикладывается светодиод, и токоограничивающий резистор, через который происходит подключение. Напряжение нужно повышать, и светодиод должен загореться при правильном включении.
  • При помощи тестеров. Мультиметр позволяет проверить полярность тремя способами. Первый – в положении проверка сопротивления. Когда красный щуп касается анода, а черный катода, на дисплее должно загореться число , отличное от 1. В ином случае на экране будет светиться цифра 1. Второй способ – в положении прозвонка. Когда красный щуп коснется анода, светодиод загорится. В ином случае он не отреагирует. Третий способ – путем установки светодиода в гнездо для транзистора. Если в отверстие С (коллектор) будет помещен катод – светодиод загорится.
  • По технической документации. Каждый светодиод имеет свою маркировку, по которой можно найти информацию о компоненте. Там же будет указана полярность электродов.

Выбор способа определения полярности зависит от ситуации и наличия у пользователя нужного инструмента.

Прямое включение диода

Принцип работы УЗО

К аноду диода подают положительное напряжение, на катод – отрицательное. Что получается:

  • электроны двигаются к месту p-n границы;
  • сопротивление в месте перехода уменьшается, проводимость увеличивается;
  • как следствие возникает прямой ток.

При соблюдении полярности диод будет считаться включенным прямо.


Прямое включение диода

Виды напряжения

Принцип работы синхронного генератора

Соответственно состояниям различают два типа напряжения: прямое и обратное. Главный определяющий параметр – сопротивление границы областей электродов.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Один из ответов на вопрос о том, что такое диод, – зависимость проходящего через границу p-n тока от полярности подаваемого напряжения и его величины.

Ее показывают на графике:

  • вертикальная ось – прямой и обратный ток (верхняя и нижняя часть) в Амперах;
  • горизонтальная – обратное и прямое напряжение (левая и правая сторона).

Образуется кривая, показывающая значения пропускного и обратного тока.

Полупроводниковые диоды

Как работает диод полупроводник? Его работа основана на взаимодействии заряда с электромагнитным полем. Условная конструкция:

  • элемент из полупроводникового материала;
  • сторона, принимающая электроны, – анод, проводимость p-типа;
  • катод, отдающий частицы (проводимость n-типа).

Между двумя слоями формируется граница – p-n переход.


Полупроводниковый диод

Вольт-амперная характеристика

На графике кривая имеет ветви в обеих его частях:

  1. Прямая – в правой части графика. Направлена вверх, показывает возрастание прямого тока при увеличении напряжения.
  2. Обратная – в левой стороне. Показывает рост обратного тока – меньше, чем прямого, поэтому ветвь расположена близко к оси напряжения.

Чем ближе ветвь к вертикальной оси справа и к горизонтальной слева, тем лучше выпрямительные свойства.

Предельные значения параметров

На графике каждого прибора есть момент, когда ток нарастает сильнее. Это зависит от устройства диода – разные материалы «открываются» при разных показателях. Ток возрастает, и происходит нагревание кристалла полупроводника.

Тепло либо рассеивается само по себе, либо отводится при помощи радиаторов. Если ток превышает допустимый параметр, проводник разрушается под воздействием высокой температуры. Поэтому по назначению диода, а также материалу определяют максимально допустимые параметры.

История появления

Работы, связанные с диодами, начали вести параллельно сразу два учёных — британец Фредерик Гутри и немец Карл Браун. Открытия первого были основаны на ламповых диодах, второго — на твердотельных. Однако развитие науки того времени не позволило совершить большой рывок в этом направлении, но дали новую пищу для ума.

Затем через несколько лет открытие диодов заново произвёл Томас Эдисон и в дальнейшем запатентовал изобретение. Однако по каким-то причинам, в своих работах применения ему на нашлось. Поэтому развитие диодной технологии продолжали другие учёные в разные годы.

Кстати, до начала 20 века диоды назывались выпрямителями. Затем учёный Вильям Генри Иклс применил два корня слов — di и odos. Первое с греческого переводится как «два», второе — «путь». Таким образом, слово «диод» означает «два пути».

Виды полупроводниковых диодов

Полупроводниковый – широкое определение, оно описывает саму идею и общее устройство. На практике существует множество узкоспециализированных разновидностей.

Выпрямители и их свойства

Иногда нужно преобразовать ток в цепи, для чего нужен диод с выпрямительными свойствами либо диодный мост. Благодаря принципу работы, переменный ток на входе прибора даст лишь одну полуволну – в открытом состоянии.

Полупроводниковые стабилитроны

Задача этих устройств – стабилизация напряжения. Как это происходит:

  • в обычном состоянии у перехода высокое сопротивление, ток почти не проходит;
  • если наступает пробой, проходимость увеличивается, сопротивление падает.

Устройства работают в условиях пробоя и часто применяются для профилактики перенапряжения.


Диод-стабилитрон

Диод Зенера

Часто можно встретить название «диод Зенера», что это такое? Это лишь еще одно название стабилитрона – в честь ученого Кларенса Зенера, открывшего туннельный пробой. Это эффект прохождения заряженных частиц через p-n барьер, когда перекрываются зоны электродов. Открытие позволило разработать первые стабилитроны, отсюда название.

Принцип работы детекторов

На основе обычного выпрямителя можно собрать простейший амплитудный детектор. Как устроена работа диода (например, с барьером Шоттки):

  • если полупериоды выше напряжения на конденсаторе, начинается зарядка;
  • как только амплитуда становится меньше его значения, диод закрывается.

Конденсатор разряжается, происходит восстановление низкочастотного сигнала.

Светодиод

В отличие от обычного прибора, СД создают оптическое излучение при прохождении тока. Это происходит при рекомбинации носителей заряда с излучением фотонов на границе электродов. Впервые эффект был открыт в 1907 году, технология продолжает совершенствоваться до сих пор.

Особенности светодиода

Спектр оптического излучения узкий – нужный цвет изначально заложен в кристалле диода. Однако диапазон может отличаться в зависимости от состава материала-полупроводника:

  • зеленый – фосфид галлия;
  • синий – карбид кремния;
  • красный – арсенид галлия.

При этом светодиоды обладают высокой световой отдачей, спектральной чистотой, прочностью и долговечностью.


Обычные светодиоды

Туннельный

Работает на основе одноименного эффекта. При изготовлении применяют вырожденные полупроводники. Встречается в качестве усилителя.

Обращенный диод

Обладают высокими показателями обратного тока, превосходящими прямой. Отличаются низкой чувствительностью к ионизирующему излучению.

Варикап

Проще всего объяснить на примере конденсатора с переменной толщиной диэлектрического слоя. При низком напряжении на p-n переходе толщина слоя при высокой емкости мала, при высоком – слой должен увеличиваться. Для чего нужны такие диоды? Их используют как элементы с управляемой емкостью, например, в системах автонастройки частоты в радиоприборах.

Фотодиод

Устройства, в которых обратный ток возникает при попадании фотонов. По принципу действия схожи с обычным солнечным элементом.

Маркировка

Современная маркировка диодов содержит четыре элемента:

  • материал изготовления;
  • обозначение класса диода;
  • назначение или свойства;
  • номер разработки.

Например, КД202А – кремниевый (К), выпрямительный (Д) диод.

Триоды

Раньше использовались вместо транзисторов; в современной электротехнике почти не используются. Состоят из трех электродов: катода прямого либо косвенного накала, анода и сетки. В зависимости от напряжения, регулируется поток электронов, создавая эффект усилителя.

Назначение

Ниже приводятся основные области применения диодов, на примере которых становится понятно их основное назначение:

  1. Диодные мосты представляют собой 4, 6 или 12 диодов, соединенных между собой, их количество зависит от типа схемы, которая может быть однофазной, трехфазной полумостовой или трехфазной полномостовой. Они выполняют функции выпрямителей, такой вариант чаще всего используется в автомобильных генераторах, поскольку внедрение подобных мостов, а также использование вместе с ними щеточно-коллекторных узлов, позволило в значительной степени сократить размеры данного устройства и увеличить степень его надежности. Если соединение выполнено последовательно и в одну сторону, то это повышает минимальные показатели напряжения, которое потребуется для отпирания всего диодного моста.
  2. Диодные детекторы получаются при комбинированном использовании данных приборов с конденсаторами. Это необходимо для того, чтобы было можно выделить модуляцию с низкими частотами из различных модулированных сигналов, в том числе амплитудно-модулированной разновидности радиосигнала. Такие детекторы являются частью конструкции многих бытовых потребителей, например, телевизоров или радиоприемников.
  3. Обеспечение защиты потребителей от неверной полярности при включении схемных входов от возникающих перегрузок или ключей от пробоя электродвижущей силой, возникающей при самоиндукции, которая происходит при отключении индуктивной нагрузки. Для обеспечения безопасности схем от возникающих перегрузок, применяется цепочка, состоящая из нескольких диодов, имеющих подключение к питающим шинам в обратном направлении. При этом, вход, которому обеспечивается защита, должен подключаться к середине этой цепочки. Во время обычного функционирования схемы, все диоды находятся в закрытом состоянии, но если ими было зафиксировано, что потенциал входа ушел за допустимые пределы напряжения, происходит активация одного из защитных элементов. Благодаря этому, данный допустимый потенциал получает ограничение в рамках допустимого питающего напряжения в сумме с прямым падением показателей напряжение на защитном приборе.
  4. Переключатели, созданные на основе диодов, используются для осуществления коммутации сигналов с высокими частотами. Управление такой системой осуществляется при помощи постоянного электрического тока, разделения высоких частот и подачи управляющего сигнала, которое происходит благодаря индуктивности и конденсаторам.
  5. Создание диодной искрозащиты. Используются шунт-диодные барьеры, которые обеспечивают безопасность путем ограничения напряжения в соответствующей электрической цепи. В совокупности с ними применяются токоограничительные резисторы, которые необходимы для ограничения показателей электрического тока, проходящего через сеть, и увеличения степени защиты.

Использование диодов в электронике на сегодняшний день весьма широко, поскольку фактически ни одна современная разновидность электронного оборудования не обходится без этих элементов.

Плюсы и минусы

Полупроводниковые диоды имеют как преимущества, так и недостатки. К первым можно отнести:

  • доступность – элементы стоят недорого;
  • взаимозаменяемость – при выходе из строя легко подобрать и установить аналогичный;
  • высокая пропускная способность;
  • простой принцип работы.

Из недостатков – уязвимость к внешним воздействиям и возможные неисправности. Это могут быть:

  • обрыв перехода;
  • нарушение герметичности;
  • пробой перехода.

Однако устранить повреждения и заменить устройство несложно, поэтому минусы можно считать несущественными.

Основные неисправности диодов

Главная проблема, с которой сталкиваются при использовании диодов, – эффект пробоя. Есть несколько видов неисправности.


Пробой на графике ВАХ

Пробой p-n-перехода

При пробое происходит уменьшение сопротивления, образуется обратный ток. Различают лавинный пробой, которой сопровождается цепочкой прорывов, и полевой.

Электрический пробой

Главное в электрических пробоях – они обладают обратимой природой (состояние возвращается к нормальному). Это значит, что переход не повреждается. Это позволяет использовать пробой как основополагающий принцип работы – как в стабилитронах.

Тепловой пробой

Возникает при повышении температуры. Отличается возникновением необратимых повреждений: разрушается кристаллическая решетка полупроводника.

Несмотря на простоту конструкции, диод по-прежнему используется в современных устройствах. Найти ему альтернативу удается не всегда. Тем более продолжаются работы по технологическому совершенствованию диодов для различных задач.

Маркировка

Для того чтобы определить вид, узнать характеристику полупроводникового диода, производители наносят специальные обозначения на корпус элемента. Она состоит из четырёх частей.

На первом месте — буква или цифра, означающая материал, из которого изготовлен диод. Может принимать следующие значения:

  • Г (1) — германий;
  • К (2) — кремний;
  • А (3) — арсенид галлия;
  • И (4) — индий.

На втором — типы диода. Они тоже могут иметь разное значение:

  • Д — выпрямительные;
  • В — варикап;
  • А — сверхвысокочастотные;
  • И — туннельные;
  • С — стабилитроны;
  • Ц — выпрямительные столбы и блоки.

На третьем месте располагается цифра, указывающая на область применения элемента.

Четвёртое место — числа от 01 до 99, означающее порядковый номер разработки.

Также на корпус могут быть нанесены и дополнительные обозначения. Но, как правило, они используются в специализированных приборах и схемах.

Для удобства восприятия диоды могут маркироваться также и разнообразными графическими символами, например, точками и полосками. Особой логики в таких рисунках нет. То есть, чтобы определить, что это за диод, придется заглянуть в специальную таблицу соответствия.

Урок 2.4 — Диоды и светодиоды

Диод

Диод – это электронный компонент, обладающий односторонней проводимостью.
Идеальный диод является проводником в одном направлении и изолятором — в другом направлении.

Основные характеристики диода

Максимально допустимый прямой ток и максимально допустимое напряжение – это такие значения тока и напряжения, которые диод может выдержать в течение длительного времени. Если превысить ток и/или напряжение, приложенные к диоду, он может выйти из строя.

В наборы Мастер Кит входят два типа диодов:
— диод малой мощности 1N4148. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 0,15А, напряжение – до 75В
— диод средней мощности типа 1N4001…1N4007. Максимально допустимый ток через этот диод составляет 1А, напряжение (в зависимости от последней цифры) – от 50 до 1000В.


Взаимозаменяемость диодов

Если под рукой нет нужного диода, его можно заменить аналогичным. Конечно, нужно следить за тем, чтобы предельно допустимые ток и напряжения нового диода были выше таковых параметров схемы. Кроме того, новый диод должен иметь такой же или похожий тип корпуса (иначе диод может физически не поместиться на печатную плату).

Например, в схеме рекомендуется установить диод типа 1N4005. Его параметры: максимально допустимый ток – 1А, максимально допустимое обратное напряжение – 600В. Допустим, у вас нет диода 1N4005, но есть диод 1N4001 в таком же типе корпуса с параметрами, соответственно, 1А/50В. Но если в вашей схеме рабочие напряжения не превышают 12В, вы смело можете произвести замену рекомендованного диода 1N4005 на 1N4001.
Такая же ситуация бывает и на складе Мастер Кит, когда мы производим замену временно отсутствующего компонента на аналогичный.

 

Установка диода на печатную плату

Диод имеет полярность, то есть должен устанавливаться на печатную плату строго в определённом положении. Если установить диод неправильно, он не только не заработает, но и может выйти из строя.

На диоде обязательно имеется маркировка полярности. В диодах, входящих в набор Мастер Кит, полосой на корпусе маркируется вывод катода.


На печатной плате также имеется маркировка полярности диода – полоса. При установке диода на плату нужно совмещать «ключи»: полосу на компоненте и на печатной плате.

 

Светодиоды

 
Светодиод – это разновидность обычного диода, но этот диод обладает важным свойством: он излучает свет при пропускании через него тока в прямом направлении. В зависимости от типа, светодиоды могут иметь разную яркость и цвет свечения: красный, зелёный, синий, жёлтый. Существуют светодиоды невидимого спектра излучения: инфракрасные (широко применяемые в системах дистанционного управления), ультрафиолетовые.

Как и обычный диод, светодиод корректно работает (излучает свет) только при условии правильной полярности приложенного к нему напряжения. Поэтому очень важно при установке светодиода на плату соблюдать «ключи».

У светодиодов, входящих в наборы Мастер Кит, вывод анода (он же «+») – длиннее.

На печатной плате также имеется маркировка полярности.

 

 

Скачать урок в формате PDF

Как запомнить полярность диода в символе? (Самообеспечение ответил)

Две мнемонические техники я упомяну. Обе техники я выучил у кого-то еще много лет назад.

  1. Мы можем легко вспомнить, что анод сокращенно обозначен как А, а катод — как К. Это стандартно и легко запомнить.

Теперь напишите K

Теперь просто заполните пробелы, чтобы сделать его диодным.

Теперь сторона диода, на которой нарисован K , — это катод (K).

По умолчанию противоположной стороной является анод (A).

Теперь, если однажды мы научимся распознавать K , если диод будет ориентироваться в другом направлении на диаграмме, мы можем легко идентифицировать анод и катод.

————————————————— —————

  1. Треугольник внутри диода, делает знак стрелки . Это говорит о направлении разрешенного направления тока.

Из второго метода мы легко запоминаем направление тока.

И вл. Выбранный участок схемы (интересующий участок) (здесь диодный) катод — это электрод, из которого вырывается положительный заряд;

и анод интересующей части схемы (здесь диод) является электродом, который всасывает положительный заряд.

Таблица выше: анод-катод против плюс-минус

Это применимо не только для диодов. Это применимо для любых компонентов, таких как электрохимическая (батарея) -элемент, электролитическая ячейка, катодно-лучевая трубка ( ЭЛТ ) и т. Д.

Анод, представляющий интерес для цепи (здесь диод), должен быть присоединен с катодом цепи (здесь батарея).

И катод, представляющий интерес для схемы (здесь диод), который должен быть присоединен к аноду аналога цепи (здесь аккумулятор).

В интересующей части схемы (здесь это диод) ток течет в направлении от анода к катоду.

В аналоге этой выбранной части или внешней части пути ток течет от анода (выбранной части, здесь диода) к катоду (выбранной части, здесь диода).

Как определить полярность диода

Любой диод меняет свою проводимость в зависимости от полярности приложенного к нему напряжения. Расположение же электродов на его корпусе указано не всегда. Если соответствующая маркировка отсутствует, определить, какой электрод подключен к какому выводу, можно и самостоятельно.

Первым делом, определите полярность напряжения на щупах того измерительного прибора, которым вы пользуетесь. Если он многофункциональный, переведите его в режим омметра. Возьмите любой диод, на корпусе которого обозначено расположение электродов. На этом обозначении «треугольник» соответствует аноду, а «полосочка» — катоду. Попробуйте подключать щупы к диоду в различных полярностях. Если он проводит ток, значит, щуп с положительным потенциалом подключен к аноду, а с отрицательным — к катоду. Помните, что полярность в режиме измерения сопротивления на стрелочных приборах может отличаться от той, которая указана для режимов измерения напряжения и тока. А вот на цифровых приборах она обычно одинакова во всех режимах, но осуществить проверку все равно не помешает.

Если проверяется вакуумный диод с прямым накалом, прежде всего, найдите у него сочетание штырьков, между которыми ток проходит независимо от полярности подключения измерительного прибора. Это — нить накала, она же является и катодом. По справочнику найдите номинальное напряжение накала диода. Подайте на нить накала постоянное напряжение соответствующей величины. Щуп прибора, на котором находится отрицательный потенциал, подключите к одному из штырьков нити накала, а положительным щупом прикасайтесь по очереди к остальным выводам лампы. Обнаружив штырек, при прикосновении щупа к которому отображается сопротивление, меньшее бесконечности, сделайте вывод, что это — анод. Мощные вакуумные диоды с прямым накалом (кенотроны) могут иметь два анода.

У вакуумного диода с косвенным накалом подогреватель изолирован от катода. Найдя его, подайте на него переменное напряжение, действующее значение которого равно указанному в справочнике. Затем среди остальных выводов найдите два таких, между которыми при определенной полярности проходит ток. Тот из них, к которому подключен щуп с положительным потенциалом, является анодом, противоположный — катодом. Помните, что многие вакуумные диоды с косвенным накалом имеют по два анода, а некоторые — и два катода.

Полупроводниковый диод имеет всего два вывода. Соответственно, прибор к нему можно подключить всего двумя способами. Найдите такое положение элемента, при котором ток через него проходит. Щуп с положительным потенциалом при этом окажется подключенным к аноду, а с отрицательным — к катоду.

Защита от обратной полярности: уменьшение потерь с помощью диодов “LowVf” — Компоненты и технологии

В предлагаемой статье рассматриваются преимущества диодов класса LowVf, производимых компанией Diotec для защиты от обратной полярности.

Большинство электронных устройств нуждается в защите от перемены полярности питающего напряжения. Диоды, предназначенные для выполнения этой функции, защищают печатные платы от неправильного подключения к источнику питающего напряжения или батарее. Неправильная полярность подключения питания может привести к выходу из строя расположенных на плате дорогостоящих электронных компонентов, ошибка в подключении также может представлять опасность для персонала.

Аналогичная ситуация наблюдается в том случае, когда электронный модуль получает питание от двух источников, например батареи и сетевого источника питания. В телекоммуникационном оборудовании эта функция выполняется с помощью диодов, включенных по схеме «ИЛИ» (рис. 1).

Рис. 1. Схемы защиты от обратной полярности питающего напряжения

На практике для реализации схемы защиты от обратной полярности применяются три типа элементов:

  • стандартные диоды;
  • диоды Шоттки;
  • MOSFET-транзисторы.

В большинстве схем с небольшим током нагрузки можно было бы использовать недорогие выпрямительные диоды. Основной проблемой является обеспечение надежной работы в условиях перегрузочных токов. Например, если батарея подключается к схеме с незаряженными сглаживающими конденсаторами, то в первый момент через диоды будут протекать достаточно большие зарядные токи. Подобная проблема встречается и во многих других применениях.

Хотя диоды, предназначенные для защиты от обратной полярности, практически всегда используются в состоянии прямой проводимости, огромное значение имеет величина их допустимого обратного напряжения. В системе, рассчитанной на нормальную работу при напряжении 12 В, могут наблюдаться броски напряжения, которые способны привести к пробою диодов. Для предотвращения этого в зависимости от используемой схемы защиты приходится применять диоды с рабочим напряжением от 40 до 200 В.

Использование транзисторов MOSFET является дорогим решением, вдобавок достаточно сложным в реализации. Схемы защиты с MOSFET целесообразны только при очень больших значениях пиковых токов перегрузки. В большинстве практических схем наиболее разумным является применение выпрямительных диодов и диодов Шоттки. Последние имеют меньшее значение прямого напряжения

VF , но их стоимость все еще намного выше, чем у стандартных выпрямителей.

Семейство выпрямительных диодов LowVf производится компанией Diotec с использованием собственных технологий. При больших значениях прямых токов диоды данного типа по значению прямого напряжения VF не уступают характеристикам высоковольтных диодов Шоттки. При этом они имеют гораздо более высокое обратное напряжение и меньший ток утечки (рис. 2).

Рис. 2. Прямые характеристики диодов различных классов

Компания Diotec Semiconductor производит широкую гамму стандартных диодов. Выпрямители серий Р1200 и F1200 с аксиальными выводами способны проводить ток до 12 А, ток компонентов серии Р600 не превышает 6 А. Подобные выпрямители выпускались в течение нескольких десятков лет, при их изготовлении использовалась так называемая технология открытого перехода. Основным недостатком данной технологии является невысокая надежность полупроводниковых кристаллов, что выражается в достаточно высоком значении параметра FIT (Failed In Time), характеризующего интенсивность отказов.

Диоды серий Р600, Р1000 и Р1200/F1200 производятся Diotec с помощью собственной технологии Plasma EPOS (таблица). Этот производственный процесс предусматривает двойную пассивацию кремниевых пластин, что позволяет существенно повысить надежность выпускаемой продукции. Кроме того, технология Plasma EPOS имеет высокие экологические показатели, поскольку при ее использовании исключается применение агрессивных жидкостей. С помощью данного производственного процесса выпускаются и диоды класса LowVf в корпусе ТО-220, относящиеся к серии FT2000.

Таблица. Основные электрические характеристики диодов различных классов

Использование диодов LowVf возможно в самых разных областях благодаря широкому диапазону рабочих напряжений (см. табл.). В тех случаях, когда требуется сверхнизкое значение прямого падения напряжения, единственным выбором по-прежнему являются диоды Шоттки, однако данное утверждение справедливо для напряжения, не превышающего 40 В. Диоды Шоттки с более высоким значением обратного напряжения, например 100 В, имеют показатели проводимости, близкие к характеристикам выпрямителей класса LowVf, а с ростом напряжения преимущество последних растет.

Выпускаемые Diotec диоды в наиболее популярных на рынке корпусах перекрывают широкий диапазон рабочих токов. Миниатюрные выпрямители MELF и SMA рассчитаны на рабочий ток до 3 А, диоды в корпусах SMB могут пропускать до 5 А, а в корпусах SMC — до 8 А. Все указанные компоненты в стандартном исполнении имеют рабочее напряжение 40, 60 и 100 В. Основным ограничением для применения SMD-компонентов при больших токах является тепловое сопротивление, однако эти устройства с успехом могут работать в условиях пиковых токовых перегрузок в схемах защиты от обратной полярности. Диоды класса LowVf обеспечивают пониженные потери проводимости и более высокий КПД в номинальных режимах, при этом они имеют лучшие перегрузочные характеристики, что необходимо в ряде практических применений. Выпрямители в стандартных корпусах с аксиальными выводами рассчитаны на ток 8, 12 и даже 15 А, что является рекордным показателем для компонентов такого типа.

Диапазон стандартных корпусов, в которых в настоящее время выпускаются диоды Шоттки, существенно меньше: это ТО-220, D2PAK, DPAK и некоторое количество специальных продуктов в SMD (1 мм) исполнении.

Наибольшее значение обратного напряжения имеют стандартные диоды: как показано в таблице, выпрямители с аксиальными выводами при токе 10 А обеспечивают диапазон до 1200 В. Такие же элементы с током 3 А могут иметь рабочее напряжение до 2000 В (тип BY2000). В то же время обратное напряжение диодов Р600, рассчитанных на ток 6 А, составляет 1200 В.

Применение диодов DIOTEC класса LowVf наиболее целесообразно в схемах защиты от обратного напряжения, как обычных, так и 2-канальных, где выпрямители включаются по схеме «ИЛИ». Имея низкие потери проводимости, они рассчитаны на работу при обратном напряжении до 400 В. Это является их существенным преимуществом перед диодами Шоттки, уступающими компонентам LowVf при напряжении, превышающем 100 В. Для работы при напряжении выше 1000 В лучшим выбором являются стандартные выпрямительные диоды, широкий диапазон которых также предлагает компания Diotec.

Светодиодные лампы для автомобиля — полярность при подключении

Светодиодные лампы для автомобиля — полярность при подключении

Сегодня мы попробуем решить проблему полярности светодиодных ламп.

Сегодня мы попробуем решить проблему полярности светодиодных ламп. Данная статья идет в продолжение статьи о цоколях с двух нитевыми светодиодными лампами

. У лампы W5W 2 контакта для подключения. У лампы накаливания не критично, как будет подключена лампа. Но у светодиодов есть полярность, что не позволяет «как угодно» включать их в цепь. А вставить контроллер внутрь такого маленького цоколя технически невозможно.

 

Первое, что нужно сделать, если не загорается лампа W5W — слегка разжать контакты. Этот способ применим не только для светодиодных автомобильных ламп, но и для ламп накаливания. Дело в том, что контакты в патроне со временем окисляются,  а пружины ослабевают. Разжав контакты, мы решаем эти проблемы.

Светодиодная автомобильная лампа

с отогнутыми контактами:

 

Если вы подключили автомобильную светодиодную лампу, а она не заработала, скорее всего вы вставили её обратной стороной. Сделать это нужно так, как показано на рисунке ниже: Лампа W5W вытаскивается, переворачивается на 180 градусов и вставляется обратно в патрон. Тоже самое происходит и с лампой C5W: вытаскиваем и переворачиваем её:

Спасибо за внимание!

Светлый угол — светодиоды • Полярность питания

Обсуждаем построение светодиодных драйверов, особенности питания разных типов светодиодов.

Полярность питания

slavak555 » 13 дек 2012, 18:02

Если перепутать полярность подключения какие последствия ожидают светодиод и драйвер?

slavak555
Торшер
 
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 11 июл 2012, 20:26
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Полярность питания

soyer » 13 дек 2012, 18:20

slavak555 писал(а):Если перепутать полярность подключения какие последствия ожидают светодиод и драйвер?


Если рабочее напряжение светодиода сопоставимо с напряжением прикладываемым в обратной полярности, то ему ни чего не будет. Просто не загорится. Драйверу абсолютно пофиг.

Yes I think to myself… what a wonderful world…


soyer
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1896
Зарегистрирован: 26 май 2010, 14:15
Откуда: г. Барнаул
Благодарил (а): 58 раз.
Поблагодарили: 193 раз.

Re: Полярность питания

ВикНик » 13 дек 2012, 18:31

Для кришных, серии МХ, не все так просто , если источник может выдать большой ток, через защитный диод, можно сжечь подводящие провода внутри кристалла. Без ограничевающего резистора-опасно, для светика!
ВикНик
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1621
Зарегистрирован: 08 мар 2011, 23:26
Откуда: Харьков
Благодарил (а): 25 раз.
Поблагодарили: 122 раз.

Re: Полярность питания

slavak555 » 13 дек 2012, 18:41

soyer писал(а):

slavak555 писал(а):Если перепутать полярность подключения какие последствия ожидают светодиод и драйвер?


Если рабочее напряжение светодиода сопоставимо с напряжением прикладываемым в обратной полярности, то ему ни чего не будет. Просто не загорится. Драйверу абсолютно пофиг.

Если конкретнее то для мощных матриц( http://alled.ru/3fcc100.html ).
slavak555
Торшер
 
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 11 июл 2012, 20:26
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Полярность питания

soyer » 13 дек 2012, 18:47

На такую, было дело, вольт 100 в переполюсовке подавал, хоть бы хны

Yes I think to myself… what a wonderful world…


soyer
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1896
Зарегистрирован: 26 май 2010, 14:15
Откуда: г. Барнаул
Благодарил (а): 58 раз.
Поблагодарили: 193 раз.

Re: Полярность питания

nae » 13 дек 2012, 19:32

Обычно у каждого СД есть в корпусе обратный диод на 5В выдерживающий железно — именно для целей борьбы с переполюсовкой. Соответственно если у Вас сборка например из 10 последовательных СД, переполюсовка в 50В гарантированно не повредит.

Вольность ведёт человека к рабству, тогда как дисциплина — путь к свободе. (восточная мудрость)


nae
Искра знания
 
Сообщений: 497
Зарегистрирован: 24 сен 2012, 19:47
Откуда: Бердск
Благодарил (а): 29 раз.
Поблагодарили: 20 раз.

Re: Полярность питания

Вован11 » 15 дек 2012, 00:30

Я перепутывал… Один диод из 5 на плате неправильно впаял. Вроде проверил, включил, не горит… Секунд 30 чесал репу, пока не заметил. Перепаял. Всё работает.


Вован11
Прожектор
 
Сообщений: 169
Зарегистрирован: 01 фев 2012, 12:38
Откуда: Вологда
Благодарил (а): 4 раз.
Поблагодарили: 2 раз.

Re: Полярность питания

ЕВГЕНИЙ42 » 15 дек 2012, 00:36

Я ТУТ С НЕДЕЛЮ НАЗАД ПОЛЯРНОСТЬ СПРАШИВАЛ В КОНЦОВКЕ ПОДСКАЗАЛИ НО ВСЕ ПЕРЕПУТАЛ НЕ ЧЕГО НЕ ГОРЕЛО СХОДИЛ КУПИЛ ЦЭШКУ ИСПРАВИЛ ПРАВИЛЬНО ПОДЦЕПИЛ РАБОТАЕТ СВЕТИКИ И ДРАЙВЕР НЕ ЧЕГО НЕ ИСПОРТИЛОСЬ

МЫ СДЕЛАЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ТАКИМ ДЕШЕВЫМ ЧТО СВЕЧИ БУДЕТ ДОРОГО ИСПОЛЬЗОВАТЬ


ЕВГЕНИЙ42
Светильник
 
Сообщений: 68
Зарегистрирован: 04 ноя 2012, 15:24
Откуда: КЕМЕРОВСКАЯ ОБЛАСТЬ ПГТ Промышленная
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 1 раз.

Re: Полярность питания

tag » 15 дек 2012, 04:53

Евгений, не обязательно так орать о своих успехах.
Поясняю:
Когда печатаешь, кнопку «Шифт» держать не надо.
И еще люди знаки препинания придумали. Ну, запятые там, точки. Тире иногда полезно бывает.
Уважай других.


За это сообщение автора tag поблагодарили: 2
_w_ (06 янв 2013, 23:25) • poraboloid (15 дек 2012, 12:40)

tag
Искра знания
 
Сообщений: 869
Зарегистрирован: 03 дек 2011, 17:09
Откуда: Пенза
Благодарил (а): 22 раз.
Поблагодарили: 76 раз.


Вернуться в Питание и подключение светодиодов

Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: 3Dservice, aledpro, Bing [Bot], Brumor, BVlad, Светочъ, dua3, Google [Bot], Google Feedfetcher, ivanko, Kodmig, mailru, mnv, Reneo, Rusan, skal, zQ, Пашка177, Василий177, Лоцман, Мифодий, Яндексбот



Защита от обратной полярности: как защитить свои цепи, используя только диод

При подключении питания с неправильной полярностью легко сделать ошибку. К счастью, защитить свое устройство от обратной полярности тоже довольно просто.

Плохие вещи могут случиться, если вы измените полярность источника питания вашего устройства. Замена положительного и отрицательного выводов питания, вероятно, является основным методом «выпустить дым» из новой блестящей печатной платы, и на самом деле это лучший сценарий, чем нанесение какого-либо тонкого повреждения, которое приводит к затруднительным или периодическим сбоям.Обратная полярность также может возникнуть после фазы тестирования и разработки. Устройство, как правило, спроектировано таким образом, чтобы предотвратить неправильное подключение кабеля питания конечным пользователем, но даже лучшие из нас могут иногда вставлять батарею, не глядя на диаграмму полярности …

Я предпочитаю использовать любые доступные средства, чтобы сделать обратную полярность физически невозможной, но суть в том, что устройство никогда не будет по-настоящему безопасным, если сама схема не способна выдержать обратное напряжение питания.В этой статье мы рассмотрим два простых, но очень эффективных способа сделать вашу схему устойчивой к ошибкам, связанным с неправильной полярностью источника питания.

Что такое диод защиты от обратной полярности?

Фактически, вы можете получить защиту от обратной полярности с помощью диода. Да, вам нужен только один диод. Это действительно работает, но, конечно, более сложное решение может обеспечить превосходную производительность.

Идея состоит в том, чтобы включить диод последовательно с линией питания.

Если вы не знакомы с этой техникой, сначала это может показаться немного странным: может ли диод изменять полярность приложенного напряжения? Может ли он действительно «изолировать» схему ниже по потоку от приложенного напряжения?

Конечно, он не может «отменить» обратную полярность, но он может, изолировать остальную цепь от этого состояния просто потому, что он не будет проводить ток, когда напряжение на катоде выше, чем напряжение на аноде.Таким образом, в ситуации обратной полярности разрушительные обратные токи не могут протекать, и напряжение на нагрузке не совпадает с обратным напряжением источника питания, потому что диод функционирует как разомкнутая цепь.

Схема LTspice, показанная выше, позволяет нам исследовать переходное и установившееся поведение схемы диодной защиты. Напряжение источника питания изначально равно 0 В, затем оно резко меняется до –3 В. Моя идея состоит в том, чтобы смоделировать эффект неправильной вставки двух единиц 1.Батарейки 5 В (или одна батарея 3 В). Моделирование включает сопротивление нагрузки (соответствует схеме, потребляющей около 3 мА) и емкость нагрузки (соответствует развязывающим конденсаторам для нескольких ИС).

Вы можете видеть, что некоторый обратный ток (т. Е. Между катодом и анодом) действительно течет через диод. Переходный ток очень мал, а длительный ток минимален. Однако ток течет, и, следовательно, катодная сторона не полностью плавает; вместо этого существует очень небольшое обратное напряжение в цепи нагрузки.Однако это не стационарное состояние. Если мы расширим симуляцию до 300 мс, мы увидим следующее:

Таким образом, когда емкость нагрузки увеличивается и становится разомкнутой, ток падает до нуля (или, точнее, 0,001 фемтоампера, согласно LTspice), и, следовательно, обратное напряжение на нагрузке отсутствует. Вывод состоит в том, что диод не идеален, но, насколько я понимаю, он достаточно близок, потому что я не могу представить, чтобы на любую реалистичную схему отрицательно повлияли ~ 100 мс нескольких микровольт обратной полярности.

Плюсы и минусы

К настоящему времени преимущества этой схемы должны быть очевидны: она дешевая, чрезвычайно простая и очень эффективная. Однако есть определенные недостатки, которые следует учитывать:

  • Во время нормальной работы диод падает до типичного значения ~ 0,6 В. Это может составлять значительную часть напряжения питания, а при уменьшении напряжения аккумулятора устройство может преждевременно перестать работать.
  • Любой компонент, на котором наблюдается падение напряжения и протекающий через него ток, потребляет энергию.Если рассеиваемая энергия исходит от батареи, диод сокращает срок ее службы. Это может быть неприемлемым компромиссом для устройств, которые имеют очень низкий риск возникновения обратной полярности.

Защита от обратной полярности с помощью диода Шоттки

Простой способ устранить оба вышеперечисленных недостатка — использовать диод Шоттки вместо обычного диода. Такой подход снижает потери напряжения и рассеиваемую мощность. Я не уверен, насколько низко могут работать диоды Шоттки, но в некоторых случаях прямое напряжение может быть ниже 300 мВ.

Вот новая схема моделирования:

Следующие спецификации дают вам пример характеристик прямого напряжения диода BAT54:

Таблица взята из этого технического описания Vishay.

Вот график переходной и установившейся характеристики схемы защиты от обратной полярности на основе Шоттки.

Вы можете видеть, что обратный ток и обратное напряжение на нагрузке намного больше, чем то, что мы наблюдали с диодом не Шоттки.Этот более высокий обратный ток утечки является известным недостатком диодов Шоттки, хотя в этом конкретном приложении обратный ток все еще намного ниже, чем все, что могло бы вызвать серьезное беспокойство. Поэтому, когда дело доходит до защиты от обратной полярности, безусловно, предпочтительнее диоды Шоттки.

Заключение

Мы убедились, что одиночный диод — это удивительно эффективный способ включения защиты от обратной полярности в схему источника питания устройства. Диоды Шоттки имеют более низкое прямое напряжение и, следовательно, обычно являются лучшим выбором, чем обычные диоды.Сотрудник AAC, имеющий опыт работы с этими схемами, рекомендует p / n 1N4001 (если по какой-то причине вы хотите использовать нормальный диод) или p / n MBRA130 (это диод Шоттки).

Полярность маркировочного диода | Tempo Automation

Стрелка на слое шелкографии — лучший способ обозначить полярность диода. Ни точки. Ни полосы. Используйте стрелку.

Даже при автоматической сборке неправильная полярность диода — обычная проблема. На диодах может быть неправильная маркировка. При программировании подъёмной машины определение правильной ориентации требует некоторой умственной гимнастики.Стрелка шелкографии сокращает объем работы и повышает точность загрузки.

В современном символе диода прямой ток идет в направлении стрелки. Как удобно! Это приятно, но первоначальная цель дизайна символа заключалась в том, чтобы представить точечный контакт в диоде из германиевого стекла. Этот символ прижился, и теперь все думают о диодном символе как о стрелке.

Точка в диодном треугольнике соответствует контакту провода

Полоса на стеклянном или пластиковом корпусе диода хорошо соответствует катодной линии на символе диода.Эта полоса также была нанесена на печатную плату. Это позволило легко увидеть правильную ориентацию.

Современные диоды поверхностного монтажа не всегда используют эту простую схему маркировки. Например, многие светодиоды имеют необычную маркировку полярности. Там не самое лучшее место для размещения полосы сверху, потому что она будет блокировать свет.

Сверху на этой упаковке есть небольшая выемка в пластике сбоку катода.

Некоторые диоды имеют маркировку на контакте 1, а не на катоде.

DFM для печатных плат HDI

Загрузить сейчас

Некоторые светодиоды не имеют маркировки наверху и имеют множество маркировок внизу, не связанных с катодом.

Установка ориентации диода в процессе сборки автоматизирована. Такие форматы файлов, как IPC-356D, определяют углы поворота для механизма подбора и размещения. Но с этими данными часто возникают проблемы, потому что они основаны на предположениях об условных обозначениях, используемых при проектировании печатной платы.Данные в САПР согласованы, но не на 100% точны. Проверка ориентации исправляет небольшой процент деталей, которые не соответствуют соглашению об ориентации.

Контрактный производитель сможет выяснить, в какую сторону диод направлен на ленте. Человек, программирующий машину для захвата и размещения, находит ориентацию ленты в таблице данных, а затем проверяет ленту, чтобы убедиться, что она загружена правильно. Затем программист смотрит на конструкцию печатной платы, чтобы выяснить, в какую сторону должен указывать диод на плате.Если это не согласуется с файлом САПР, тогда это исправляется в программе станка. Вы можете упростить эту деталь, нарисовав стрелку или символ диода. Тогда программисту не придется задаваться вопросом, относится ли маркировка печатной платы к контакту 1, метке на корпусе или катоду. Допускается наличие и других обозначений, если на них есть четкая стрелка. Это касается всех типов диодов.

При создании библиотеки САПР для беспрепятственной работы в автоматическом режиме мне нравится документ МПК «Нулевая ориентация электронных компонентов для построения библиотеки САПР».Вы можете найти этот документ, выполнив поиск в Google по названию, или вы можете получить его прямо из IPC. В нем есть рекомендации по созданию библиотеки, а также для производителей. Например, для литых диодов говорится, что катод должен быть контактом 1 слева, а анод — контактом 2 справа.

Стандартная ориентация диода

Спасибо Джеффу Макалвею.

Защита автомобильной электроники от обратного подключения аккумуляторной батареи

Автор: Сива Уппулури, инженер по прикладным программам

В течение срока службы транспортного средства может потребоваться отключение аккумуляторной батареи для проведения работ по техническому обслуживанию или ее замены в случае неисправности.Во время повторного включения можно изменить полярность подключения батареи, что может привести к потенциальным коротким замыканиям и другим проблемам с нагрузками, подключенными к батарее. К сожалению, эта проблема не решается полностью из-за механической конструкции клемм аккумуляторных батарей разного размера или использования заметной цветовой кодировки кабелей, разъемов и клемм. Следовательно, необходима какая-либо форма электронной блокировки или защиты от обратной полярности не только для защиты самой батареи, но и для защиты постоянно растущего числа электронных блоков управления (ЭБУ), на которые полагаются современные автомобили.

В этой статье исследуются различные подходы, которые можно использовать для защиты от обратного заряда батареи, и исследуются преимущества и недостатки каждого из них. В частности, он выглядит как супербарьерный выпрямитель (SBR ® ), который устраняет недостатки различных решений на основе MOSFET и даже превосходит простой диод Шоттки с точки зрения эффективности и надежности.

Схемы потенциальной защиты:

Популярные методы защиты ЭБУ включают использование блокирующего диода или, чтобы избежать неэффективности обычного выпрямительного диода, использование полевого МОП-транзистора в качестве идеального диода.В других решениях может использоваться специально разработанная ИС. В конечном итоге выбранное решение должно соответствовать производительности, необходимой в конкретном контексте конечного приложения, с учетом таких факторов, как количество / сложность компонентов, стоимость, энергоэффективность и, что, вероятно, наиболее важно, адекватно ли оно выдерживает состояние отказа и любые связанные с ним переходные процессы. . Последнее обычно оценивается с использованием определенных в ISO7637-2 импульсов, которые проверяют совместимость оборудования, установленного в транспортных средствах, с проводимыми электрическими переходными процессами, как описано ниже.

Блокирующий диод — простейшее средство защиты от обратного подключения батареи. Установка выпрямительного диода последовательно с нагрузкой ЭБУ гарантирует, что ток может течь только при правильном подключении аккумулятора. Поскольку управляющий сигнал не требуется, сложность схемы и количество компонентов невысокие. С другой стороны, диод рассеивает энергию все время, пока ЭБУ находится под напряжением, из-за его прямого напряжения VF, которое может вызвать значительные потери в приложениях с большой мощностью.

Использование устройства с низким VF, такого как диод Шоттки, вместо стандартного выпрямителя, может уменьшить потери, связанные со стандартным выпрямителем.Однако характеристика обратной утечки диода Шоттки особенно зависит от температуры, что приводит к повышенным потерям энергии и делает устройство уязвимым для теплового разгона, если большая обратная мощность применяется в условиях высоких температур.

Альтернативным решением является установка полевого МОП-транзистора в источник питания высокого напряжения ЭБУ и подключение затвора так, чтобы устройство включалось только при правильной полярности батареи. Поскольку сопротивление полевого МОП-транзистора (RDS (ON)) обычно составляет всего несколько миллиомов, потери мощности I2R низки по сравнению с потерями, вызванными VF диода.Кроме того, обратная блокировка более надежна, чем у диода Шоттки. Можно использовать N-канальный или P-канальный MOSFET при условии, что корпусный диод сток-исток устройства ориентирован так, чтобы проводить ток, протекающий в правильном направлении в ЭБУ.

MOSFET с N-каналом или P-каналом может использоваться для защиты от обратной батареи высокого напряжения. N-канальное устройство обеспечивает топологию с наименьшими потерями мощности благодаря низкому RDS (ON). Однако для включения полевого МОП-транзистора необходимо напряжение затвора, превышающее напряжение батареи.Для этого требуется подкачка заряда, как показано на рисунке 1, что увеличивает сложность схемы и стоимость компонентов, а также может создавать проблемы с электромагнитными помехами. P-канальный MOSFET сопоставимого размера будет иметь более высокое значение RDS (ON) и, следовательно, более высокие потери мощности, но может быть реализован с помощью более простой схемы управления, содержащей стабилитрон и резистор.

Хотя включение N-канального МОП-транзистора в цепь низкого напряжения устранит необходимость в подкачке заряда, это также приведет к смещению заземления, что неприемлемо для чувствительных автомобильных систем.

Рисунок 1а. Накачка заряда, необходимая для подачи напряжения на затвор полевого МОП-транзистора, увеличивает сложность и может вызвать проблемы с электромагнитными помехами.

Рисунок 1b: P-канальный MOSFET, используемый для устройства защиты от обратного заряда батареи, требует меньше компонентов, но вызывает более высокие потери мощности

Super Barrier Rectifier, запатентованная выпрямительная технология от Diodes Incorporated, сочетает в себе простоту и надежность обычного диода с низким прямым напряжением диода Шоттки, чтобы обеспечить превосходное решение проблемы защиты от обратного заряда батареи.На рисунке 2 показано, как SBR вставляется в источник питания высокого напряжения ЭБУ, во многом так же, как и обычный диод.

Рис. 2. SBR подключается так же, как диод или полевой МОП-транзистор, без необходимости в схеме подкачки заряда.

Супербарьерный выпрямитель использует канал MOS для создания низкого потенциального барьера для большинства несущих. Это приводит к сочетанию низкого VF с высокой надежностью, в отличие от типичного устройства Шоттки. В то же время SBR имеет более низкую обратную утечку, которая остается стабильной даже при высоких температурах, тем самым сводя к минимуму потери энергии и избегая риска теплового разгона, связанного с диодами Шоттки.Кроме того, отсутствие переходов Шоттки также обеспечивает более высокую устойчивость к перенапряжениям. Кроме того, SBR позволяет избежать накачки заряда, необходимой для N-канального MOSFET, что означает отсутствие проблем с электромагнитными помехами.

Несмотря на то, что защитное устройство предназначено для предотвращения протекания тока из-за обратного подключения батареи, оно само может подвергаться потенциально опасным переходным процессам. В то время как многочисленные типы переходных процессов переключения могут вызывать импульсы короткой продолжительности, наиболее опасными являются импульсы с высокой энергией.

Импульсное испытание ISO:

Любое решение, предназначенное для защиты аккумуляторной батареи транспортного средства от обратного подключения, также должно быть достаточно надежным, чтобы выдерживать переходные процессы переключения, такие как импульсы высокой энергии, вызванные такими событиями, как внезапное отключение источника питания при включении питания индуктивная нагрузка или сброс нагрузки, т.е.е. когда аккумулятор отключен во время зарядки от генератора.

Испытания на соответствие самым жестким из этих условий при применении к цепям, обеспечивающим защиту от обратного заряда батареи, проводятся с использованием импульсов, определенных в ISO7637-2:

Импульс 1 представляет собой случай отключения питания при питании индуктивной нагрузки, когда выпрямитель подвергается воздействию импульса высокого отрицательного напряжения. Условия импульса, определенные ISO, показаны на рисунке 3.

Рисунок 3.Испытательный импульс ISO 1 имитирует сильный отрицательный импульс, вызванный отключением питания.

Помимо этого импульса, импульс 3a также подвергает устройство воздействию высокого отрицательного напряжения, но длительность этого импульса очень мала (0,1 мкс), и этот импульс представляет собой переходные процессы переключения.

Эти отрицательные переходные напряжения временно вызывают лавинное состояние защитных устройств. Подробное описание состояния лавины и ее воздействия на полупроводниковые переходы выходит за рамки данной статьи.Однако, говоря простыми словами, когда PN-переход подвергается лавинообразному состоянию, соединение выходит из строя и позволяет большому количеству обратного тока течь через него. Лавина может вызвать необратимые повреждения, если устройство не рассчитано на ток и энергию. В автомобильной защите от обратных аккумуляторов эти лавинообразные условия возникают из-за магнитной энергии, накопленной в индуктивных нагрузках, таких как реле, и любых паразитных индуктивностей, что делает их событием с ограничением энергии.Следовательно, если устройство имеет адекватный лавинный рейтинг, оно может выжить в таких ситуациях.

Важно выбрать защитное устройство с четко определенными и гарантированными характеристиками лавин, например, обратную защиту SBR, характеристики которой показаны на рисунке 4. На основе формы импульса и условий, приведенных на рисунке 3, пиковая мощность лавины, участвующая в тест Pulse 1 можно рассчитать как:

Pavalanche_peak = Vavalanche * Iavalanche_peak

где:

Vavalanche = US = 100V

и:

Iavalanche_peak = Vavalanche / Ri = 100V / 10Ω3 Pavalanche_peak = 100V * 10A = 1000W

Однако показатель, который имеет значение для выдерживания энергии, генерируемой импульсом 1, — это средняя мощность за длительность импульса, определяемая по формуле:

Pavalanche_average = 0.5 * Vavalanche * Iavalanche_peak = 0,5 * 100V * 10A = 500W

Таким образом, поскольку заявленная ширина импульса 1 в ISO7637-2 составляет 2 мс, из рисунка 4 видно, что лавинные характеристики этого устройства SBR превышают это ISO7637- 2 требование. Поскольку другой отрицательный импульс, импульс 3A, является переходным процессом с длительностью всего 100 нс, устройство, которое соответствует импульсу 1, также пройдет тестирование импульса 3A.

Рисунок 4: Длительность импульса в зависимости от максимальной мощности лавины (для диодов SBR30A60CTBQ )

На рисунке 5 сравнивается лавинная способность 10A 45V SBR с двумя конкурирующими диодами Шоттки.Как можно видеть, SBR имеет лавинную способность в 3–10 раз лучше, чем технология Шоттки. Таким образом, SBR лучше подходит для реверсивных аккумуляторных батарей, где возникают условия обратной лавины. При тщательном проектировании лавинная стойкость, аналогичная SBR, может быть достигнута и с решениями MOSFET.

Рис. 5. Превосходная лавинная стойкость SBR по сравнению с диодами Шоттки позволяет использовать устройства с более низким номиналом для большей эффективности.

Импульс 5a представляет состояние сброса нагрузки, которое происходит, когда разряженная батарея отключается, пока генератор заряжает ее.Это самый сильный положительный импульс, который может видеть устройство. Определение ISO7637 Pulse 5a показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Знание способности устройства к импульсному току помогает определить живучесть ISO 7637 Pulse 5a.

Рассмотрение импульса 5a приводит к выводу, что информация о способности устройства к прямому импульсному току важна при выборе устройства блокировки обратного заряда батареи. Даташиты для сертифицированных ACQ101 SBR от Diodes Incorporated включают эту информацию.

Наконец, тепловая способность устройства напрямую влияет на его устойчивость к импульсам ISO. Diodes Inc. предлагает решения SBR в различных пакетах, чтобы удовлетворить требования к тепловым характеристикам и занимаемому месту на печатной плате. Пожалуйста, посетите веб-сайт Diodes www.diodes.com для получения более подробной информации об этих пакетах.

Заключение:

Ряд подходов является жизнеспособным при реализации необходимой защиты аккумуляторной батареи от обратной полярности для автомобильных блоков управления. Разработчикам необходимо учитывать такие факторы, как энергопотребление и стоимость ЭБУ, чтобы достичь оптимального сочетания эффективности, сложности схемы, электромагнитной совместимости и прочности.Супербарьерный выпрямитель, разработанный для мощных высокотемпературных применений, таких как автомобилестроение, представляет собой альтернативу диоду Шоттки по конкурентоспособной цене и может обеспечить большую эффективность и надежность в ситуациях, когда низкая стоимость, низкая сложность и отсутствие электромагнитных помех. вопросы, являются приоритетами.

SBR является зарегистрированным товарным знаком Diodes Incorporated.

Скачать PDF-версию этой статьи

Вернуться к оглавлению

Схемы защиты от обратной полярности — ElectroSoftCloud

Сегодня я представляю вам несколько схем, которые помогут защитить ваши проекты от обратной полярности.Это поможет вам избежать повреждения вашей схемы, если в любой момент кто-то подключит источник питания наоборот.

Сначала я начну с самых основных диодных, затем перейду к релейным и, наконец, воспользуюсь МОП-транзисторами.

В своих объяснениях я буду использовать классический метод циркуляции тока — от положительного полюса источника к отрицательному. В реальном смысле тока, напротив, ток будет циркулировать от отрицательного полюса к положительному полюсу.

Защита от обратной полярности с помощью диода

Этот тип защиты является самым простым и основным из всех, но я рекомендую его только для цепей низкого напряжения и тока. В эту цепь будет помещен диод прямого смещения, который будет проводить только при правильной полярности.

Рекомендуется использовать диоды Шоттки, поскольку падение напряжения в них меньше. Это также приведет к тому, что в них будет выделяться меньше тепла.

Если мы подключим источник питания правильно, ток будет циркулировать, и наша схема будет работать нормально.

Если, с другой стороны, мы подключим источник питания неправильно, диод заблокирует прохождение тока и, следовательно, защитит нашу цепь.

  • Преимущества:
    • Простая и дешевая схема
    • Компоненты не повреждаются при перестановке источника
  • Недостатки:
    • Падение напряжения на диоде рассеивается в виде тепла. Это означает, что чем больше ток, тем больше рассеивание.

Защита с помощью выпрямительного моста

Во второй схеме защиты от обратной полярности мы будем использовать выпрямительный мост.Отличие от предыдущего в том, что с помощью этого моста мы будем выпрямлять ток, так что наша схема будет работать независимо от того, как она подключена.

Как и предыдущий, он рекомендуется только для цепей низкого напряжения и тока, поскольку тепловыделение диодов пропорционально величине тока, проходящего через них.

При подключении, как показано на изображении выше, диод D1 блокирует ток, потому что он смещен в обратном направлении. Следовательно, ток идет по пути от D4 к нашей нагрузке.Как только он покидает нагрузку, он, наконец, проходит через диод D3, пока не достигнет отрицательного полюса источника.

Как видите, даже если источник перевернут, ток также находит правильный путь к нашему заряду. На этот раз он выйдет из положительного полюса и пройдет через D2, который будет прямо поляризован. Пройдя через диод, он достигнет нагрузки, а затем погаснет, прошел через диод D1 и достигнет отрицательного полюса нашего источника.

  • Преимущества:
    • Простая схема
    • Наша схема будет работать независимо от того, как подключен источник
    • Компоненты не будут повреждены, если источник перевернут
  • Недостатки:
    • Падение напряжения на диодах рассеивается в виде тепла .Это означает, что чем больше ток, тем больше рассеивание.

Защита с помощью диода и предохранителя

Этот тип защиты от обратной полярности основан на подключении предохранителя между нашей схемой и нагрузкой, а затем защите его с помощью диода параллельно источнику.

При подключении источника с правильной полярностью наша схема будет нормально работать.

Однако, когда он подключен к обратному смещению, диод перейдет в прямое смещение, пропуская через него весь ток.

Когда это происходит, ток через предохранитель будет выше, чем максимально выдерживаемый, и плавится, размыкая цепь и защищая ее.

Этот тип схемы широко используется из-за своей простоты, но лично я не думаю, что он лучший, поскольку диод имеет тенденцию сгорать вместе с предохранителем. Это приведет к тому, что помимо замены предохранителя необходимо заменить диод. Кроме того, в течение короткого момента, когда плавкий предохранитель перегорит, ваша цепь будет иметь обратное смещение, поэтому, если она очень чувствительна, она может пострадать от последствий.

Поэтому в этой схеме рекомендуется использовать диод и быстродействующий предохранитель, чтобы минимизировать время обратного смещения цепи.

  • Преимущества:
    • Схема проста и может использоваться в самых разных схемах.
  • Недостатки:
    • Диод имеет тенденцию перегорать вместе с предохранителем, поэтому необходимо заменить оба
    • . Как только предохранитель перегорит, ваша цепь смещена в обратном направлении.

Защита от обратной полярности с помощью диода, тиристора и предохранителя

В этом методе вы можете видеть, что он является производным от предыдущего, только мы добавили к нему SRC. Этот компонент замыкает накоротко, если мы неправильно подключим источник, что приведет к перегоранию предохранителя.

Преимущество этой схемы в том, что тиристор может выдерживать больший ток, чем диод, поэтому он будет работать до тех пор, пока не перегорит предохранитель.

Как и все остальные, подключение схемы с правильной полярностью будет работать без проблем.

Однако при подключении с обратной полярностью эта цепь проходит через две фазы.

Фаза 1: диод проводит Фаза 2: тиристор проводит

Как видим, на первой фазе диод будет иметь прямую полярность. Этот диод будет иметь ограничивающее сопротивление, чтобы предотвратить протекание большого тока, что предотвратит его выгорание. Также в этой фазе напряжение затвора тиристора увеличивается, вызывая его срабатывание.

Во второй фазе тиристор отключится и, следовательно, перейдет в ток проводимости, что вызовет короткое замыкание и сгорит предохранитель.

  • Преимущества:
    • Схема проста и может использоваться в самых разных схемах
    • Тиристор поглощает ток, необходимый для сгорания предохранителя, поэтому диод не горит
  • Недостатки:
    • Время это для отключения тока требуется больше времени, поскольку необходимо управлять диодом, а затем тиристором. В этот момент цепь будет иметь обратное смещение

Защита от обратной полярности с помощью диода и реле

Эта схема представляет собой разновидность первой, в которой мы помещаем диод в прямое смещение.Разница в том, что мы добавим реле, чтобы избежать падения напряжения на диоде.

Избегая этого падения, мы гарантируем, что все подаваемое напряжение достигнет нашей цепи. Кроме того, диод не будет рассеивать столько тепла, поскольку имеет дело только с нагрузкой реле.

Фаза 1: диод выводит и реле активируется. Фаза 2: с активированным реле наша нагрузка получает ток

Когда мы подключаем источник правильно, диод циркулирует ток, поскольку он прямо поляризован.Это активирует реле, которое замыкает контакты и позволяет току течь к нашей нагрузке.

Если, наоборот, подключить питание неправильно, диод будет смещен в обратном направлении и не будет пропускать ток.

Диод, включенный параллельно реле, не влияет на работу. Он предназначен для защиты схемы от скачков напряжения, создаваемых катушкой реле.

  • Преимущества:
    • Отсутствие падения напряжения между источником и нагрузкой
    • Поддерживаемый ток ограничен только используемым реле, поэтому он поддерживает гораздо более высокие токи
    • Диод должен только поддерживать нагрузку реле, поэтому он не будет рассеивать столько heat
    • Цепь холостого хода разомкнута, поэтому при реверсировании нет теплопроводности.
    • Компоненты не повреждаются, если источник перевернут
  • Недостатки:
    • Реле механическое, поэтому оно подвержено износу
    • Для больших токов используйте реле высокого качества, иначе контакты сгорят

Обратное защита от полярности с помощью Mosfet

И мы заканчиваем одной из схем, которая мне нравится больше всего. Эта схема сочетает в себе необходимость поляризации МОП-транзистора для обеспечения проводимости вместе с его низким сопротивлением во время движения.

Для этой схемы мы будем использовать Mosfet-транзистор P-типа, хотя, немного изменив схему, мы можем использовать N-тип. Мы подключим наш источник к контакту Drain, нагрузку — к контакту Source и контакт Gate — мы подключим его к земле. Чтобы избежать повреждения Mosfet в случае использования напряжения выше допустимого, мы будем использовать стабилитрон вместе с ограничивающим резистором.

Фаза 1: внутренний диод Mosfet проводит и создает разницу напряжений между эмиттером и базой.Фаза 2: Mosfet начинает работать, позволяя цепи нормально работать.

Как можно заметить, при правильном подключении источника внутренний диод Mosfet начинает вести, потому что он прямо поляризован. Это вызывает увеличение напряжения эмиттера и, следовательно, разницы между базой и эмиттером. Когда это напряжение достигает точки насыщения, Mosfet начинает проводить практически без падения напряжения.

В случае обратного подключения источника напряжение база-эмиттер будет равно нулю.Это приведет к тому, что Mosfet останется отключенным и, следовательно, не будет проводить ток. Кроме того, внутренний диод этого будет смещен в обратном направлении, поэтому он также не пропускает ток.

Если наша схема будет работать с более низким напряжением, чем максимальное, поддерживаемое между базой и эмиттером нашего МОП-транзистора, стабилитрон станет необязательным. Этот компонент будет служить только для более высоких напряжений, тем самым предотвращая повреждение Mosfet.

Кроме того, мы также можем использовать вариант транзистора N-типа, немного изменив схему.Преимущество этого типа транзистора в том, что он обычно имеет более низкое сопротивление, способность выдерживать больший ток и меньшее падение напряжения.

Важно помнить о сопротивлении Mosfet при насыщении (RdsOn). Чем ниже это сопротивление, тем меньше падение напряжения в нашем МОП-транзисторе. Вот почему важно взглянуть на технический паспорт, чтобы найти устройство с наименьшим сопротивлением.

В качестве примера мы сравним широко распространенный IRF540 с WSR200N.IRF540 имеет сопротивление насыщения (RdsOn) 44 м, что при 20 А даст нам падение напряжения почти на один вольт (0,88 В). Со своей стороны, WSR200N имеет сопротивление насыщения всего 3,5 м, поэтому падение напряжения при 20 А составит 0,07 В.

Помимо падения напряжения, будет также рассеяние. IRF540 будет рассеивать мощность 17,6 Вт, при этом потребуется радиатор, по сравнению с 1,4 Вт WSR200N.

  • Преимущества:
    • Падение напряжения между источником и нагрузкой минимальное.
    • Низкое тепловыделение.
    • . Они выдерживают большой ток, имеют МОП-транзисторы 300 А и более.
    • Цепь холостого хода разомкнута, поэтому при реверсе нет проводимости.
    • Компоненты не повреждаются при перестановке источника.
  • Недостатки:
    • Чем больше ток, тем больше будет падение напряжения и тем больше будет теплоотдача.
    • Для перехода в режим насыщения требуется минимальное напряжение. Ниже этого напряжения он ведет себя как переменное сопротивление, вызывая большее падение напряжения и нагрев.

Ну а пока моя запись о защите от обратной полярности.Надеюсь, вам понравилось, и, как всегда, комментарии приветствуются.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Как выбрать диоды защиты полярности линии питания

// php echo do_shortcode (‘[responseivevoice_button voice = «Американский английский мужчина» buttontext = «Listen to Post»]’)?>

Одной из основных проблем в автомобильной конструкции является защита электроники, такой как блоки управления, датчики и развлекательные системы, от вредных обратных напряжений, переходных процессов напряжения, электростатического разряда (ESD) и шума, присутствующих в линии электропередачи.Диодные выпрямители являются идеальным решением для защиты автомобильных электронных линий электропередач и имеют несколько важных параметров для этих приложений, в том числе: прямой ток, повторяющееся обратное напряжение, прямой импульсный ток и скорость плавления.

Параметры в условиях и приложениях испытаний автомобильного электронного оборудования

Основные схемы защиты полярности показаны ниже. Схема (A) обеспечивает только защиту от полярности, а схема (B) обеспечивает защиту от полярности с подавлением сброса нагрузки.

Ниже приведены определения основных параметров, которые следует учитывать при выборе диода защиты полярности линии питания для автомобильного применения.

Максимальное повторяющееся обратное напряжение (В RRM )
Максимальное повторяющееся обратное напряжение — это максимальное напряжение, которое диод может выдерживать в режиме обратного смещения. В режиме обратного смещения ток утечки через диод может вызвать нагрев диодного перехода и привести к тепловому разгоне. Тесты, моделирующие это состояние, включают тест U.ISO-7637-2 Pulse 1 и 3a S. и JASO D001-94 в Японии, стандартные типы B и E. Каждое пиковое напряжение для этих испытаний указано в следующей таблице.

Согласно приведенным выше условиям испытаний, напряжение V RRM диода для защиты линии электропередачи должно составлять от 300 до 400 В для силовой цепи 12 В и 600 В для силовой цепи 24 В.

Прямой ток (I F (AV) )
Спецификация прямого тока в таблицах данных обычно означает максимальный средний прямой ток, который диод может выдержать в состоянии прямого смещения — с учетом тепловых ограничений корпуса.Этот параметр связан с текущим использованием схемы в работе.

Кривая снижения максимального прямого тока выпрямителя на медной контактной площадке 5 мм x 5 мм с печатной платой FR-4 падает выше заданного температурного предела.

Допустимый прямой ток зависит от температуры перехода диода, как показано выше. Другие связанные параметры включают термическое сопротивление.

Прямой импульсный ток (I FSM )
Указанный прямой импульсный ток в таблице данных — это максимальный пиковый ток, который диод может выдержать в состоянии прямого смещения в течение указанного времени и условий импульса.Этот рейтинг ограничен теплоемкостью диода.

Спецификация прямого импульсного тока связана с двумя основными операциями и моделируется в автомобильных стандартах ISO-16750-2 и JASO D001-94. Первая операция — это защита схемы от высоких токов, возникающих во время сброса нагрузки. Вторая операция моделируется тестовым импульсом 2a и 3b ISO-7637-2, состоящим из импульсов шириной 50 мс и 100 мс и 2? и 50? сопротивление линии соответственно. Это относительно небольшое количество энергии по сравнению с прямым импульсным током в условиях испытания на сброс нагрузки.

Подавление сброса нагрузки (рисунок выше) моделируется с помощью таких тестов, как тест A и B ISO-16750-2, стандарт JASO типа A и D и другие.

В этой ситуации через диод защиты полярности проходит высокий импульсный ток, и это требует достаточно высокой способности к прямому выбросу, чтобы избежать отказа. Оценка значения импульсного тока при испытаниях на подавление сброса нагрузки может быть выполнена с помощью уравнения:

I пик = (V пик — V F d — V зажим ) / (R i + R zd )
В пик : Перенапряжение
зажим : напряжение зажима
В F d: прямое падение напряжения диода защиты полярности
R i : полное сопротивление линии
R zd : сопротивление зажимного устройства

При приложенном состоянии 101V Us, 12V UB и 1.5? полное сопротивление линии, как указано в ISO-16750-2 test A, пиковый ток составляет 51,3 А, а фактический ограниченный ток составляет 50,3 А.

(Подробное описание защиты от сброса нагрузки см. На странице http://www.vishay.com/docs/88490/tvs.pdf .)

ESD влияет на стабильность работы и надежность электронных модулей в транспортных средствах. ISO-10605 и стандарт 5.8 JASO определяют условия испытаний для этого параметра.

Энергия непериодической лавины (E AS )
Эта непериодическая энергия лавины диода определяет максимальную энергию, которую он может поглотить в состоянии обратного смещения для защиты цепей от переходных процессов индуктивной отдачи от двигателей и соленоидов или индуцированные высокие обратные напряжения.Для этой спецификации нет автомобильного стандарта.

Температурные условия для автомобильной электроники и компонентов
JASO определяет диапазон рабочих температур для автомобильной электроники от –40 до + 100C в зависимости от их расположения, например, в багажнике, двигателе или других местах.

Вывод
За счет внимания к характеристикам диодного выпрямителя можно обеспечить защиту цепи автомобильной полярности.

Су Ман (Sweetman) Ким — старший менеджер приложений в Vishay .

Ссылки:
Fulup, W. «Расчет лавинного пробоя кремниевых P-N переходов». Твердотельная электроника 10.1 (1967): 39-43

Харт, Дэниел В. Введение в силовую электронику. Тайвань: Prentice Hall / Pearson Education, 2002

Горовиц, Пол и Уинфилд Хилл. Искусство электроники. Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 1980.

ISO-10605: 2001: Транспорт дорожный. Методы испытаний на электрические помехи от электростатического разряда

ISO-16750-2: 2010: Транспорт дорожный — Условия окружающей среды и испытания электрического и электронного оборудования

ISO-7637-2: 2010: Дорожные транспортные средства. Электрические помехи из-за проводимости и связи. Часть 2: Электрическая переходная проводимость только вдоль линий питания.

JASO D001-94: Японский автомобильный стандарт — Общие правила методов экологических испытаний автомобильного электронного оборудования

IEC 61000-4-2: 1995 Электромагнитная совместимость (ЭМС) — Часть 4: Методы испытаний и измерений — Раздел 2: Испытание на устойчивость к электростатическому разряду

______________

Если вам понравилась эта статья, перейдите на домашнюю страницу Automotive Designline , чтобы узнать о последних достижениях в области дизайна автомобильной электроники, технологий, тенденций, продуктов и новостей.Кроме того, получайте еженедельные обновления основных моментов прямо на ваш почтовый ящик, подписавшись на нашу еженедельную новостную рассылку по автомобильной электронике здесь, .

Руководство по проектированию печатных плат

для защиты от обратной полярности

Когда безопасность пользователя зависит от надежной работы оборудования — как, например, в случае со многими медицинскими устройствами и портативным горнодобывающим оборудованием, — электронные компоненты должны быть надежными.

Вот почему защита от обратной полярности становится критически важной для печатных плат во многих приложениях.Прочтите небольшое руководство по проектированию печатных плат, которое поможет защитить ваш продукт.

Зачем нужна защита от обратной полярности?

Все, что связано с питанием постоянного (постоянного тока) , является кандидатом на защиту от обратной полярности. Все, что работает от батареи, может привести к обратному подключению батареи, использованию настенного источника питания переменного / постоянного тока с разъемом другой полярности или других возможных неполадок.

Если вы не являетесь постоянным специалистом в своем штате, подумайте об обратной полярности с точки зрения предметов повседневного использования, таких как автомобильные аккумуляторы.Перевернутые полюса возникают, когда вы соединяете отрицательный кабель с положительным и наоборот. Это может повредить аккумулятор и другие электрические компоненты.

Любой продукт с батарейным питанием, который вы используете, когда он подключен к сети, будет находиться под напряжением через всю свою цепь и, таким образом, станет потенциальным источником поражения электрическим током.

Обратная полярность может привести к повреждению печатной платы и даже к отказу печатной платы, однако повреждение может быть трудно увидеть. Если это произойдет, скажем, с портативным компьютером, результаты могут быть весьма плачевными, но не фатальными.Если это происходит с медицинским устройством, поддерживающим жизнь, , это может означать смерть .

Защита от обратной полярности не распространяется на соединения переменного тока.

Что можно сделать, чтобы предотвратить обратную полярность?

Схема должна выдерживать натиск напряжения обратной полярности без повреждений. Тот факт, что большая часть современного оборудования спроектирована так, чтобы пользователи не вставляли вилку неправильно, не решает проблему полностью. Повреждение печатной платы может произойти во время разработки и тестирования платы.

Чтобы защитить печатные платы от воздействия обратной полярности, вы можете выбрать несколько подходов:

  • Вставить диод
  • Вставьте диод Шоттки

Ни один из вариантов не идеален, но оба могут минимизировать вред и дать пользователям душевное спокойствие.

Добавление защитного диода

Размещение диода защиты от обратной полярности последовательно с линией электропитания обеспечивает механизм «отключения», который останавливает поток напряжения. Он не исправляет обратную полярность, но предотвращает нанесение большего вреда.

По сути, диод отделяет то, что осталось от цепи, от обратной полярности. Когда анодное напряжение ниже катодного напряжения, диод не пропускает ток.

Есть несколько минусов диодов обратной полярности, хотя они эффективны и недороги. Например:

  • При падении напряжения диод может вызвать остановку устройства раньше, чем это необходимо.
  • Диод потребляет энергию и может сократить срок службы батарей.

Добавление диода Шоттки

Диод Шоттки не представляет ни одной из проблем, связанных с диодом предотвращения обратной полярности, и поэтому является лучшим решением. Однако есть как минимум один недостаток.

Диод Шоттки допускает намного больший обратный ток и напряжение на нагрузке. С другой стороны, обратный ток достаточно мал, и это не должно вызывать особого беспокойства.

Вы разрабатываете в первую очередь для безопасности?

Диоды защиты от полярности

довольно эффективны и предлагают очень экономичное решение.Но, например, с медицинским устройством вы не хотите преждевременной остановки. Последствия могут быть катастрофическими для пациента и для репутации вашей компании.

Для такого критически важного для жизни и безопасности оборудования, как медицинские приборы и горное оборудование, кажется очевидным, что диод Шоттки — правильный выбор. Однако также важно правильно установить диод, поэтому вам следует проконсультироваться с контрактным производителем электроники перед проектированием печатной платы. Ваша общая цель должна заключаться в производстве искробезопасного оборудования, когда этого требует работа.

Конечно, лучшая стратегия защиты диодов — это в первую очередь избегать создания обратной полярности. Диоды предназначены для резервного копирования, и не следует воспринимать как должное. — идеальное решение.

Подробная информация о десяти NOS 1N1184A 100V 40A Силовые выпрямительные диоды стандартной полярности Другие диоды Деловые и промышленные электронные компоненты и полупроводники

Подробная информация о десяти NOS 1N1184A 100V 40A Стандартная полярность кремниевых выпрямительных диодов Другие диоды Бизнес и промышленность Электронные компоненты и полупроводники Кремниевые выпрямительные диоды с полярностью

Подробная информация о десяти NOS 1N1184A 100V 40A Standard, десяти силовых диодах 1N1184A 100V 40A 800A перенапряжения NOS, мы делаем онлайн легкие покупки, модные товары Trend, быстрая (7 дней) бесплатная доставка, качественные товары по сниженным ценам., Кремниевые выпрямительные диоды Подробная информация о десяти NOS 1N1184A 100V 40A Стандартная полярность, Подробная информация о десяти NOS 1N1184A 100V 40A кремниевых выпрямительных диодах стандартной полярности.






, если товар не был упакован производителем не в розничную упаковку, десять NOS 1N1184A 100V 40A кремниевые выпрямительные диоды стандартной полярности. Десять силовых диодов 1N1184A 100V 40A 800A, перенапряжение NOS .. Состояние: Новое: Совершенно новый, неиспользованный, неоткрытый, неповрежденный предмет в оригинальной упаковке (если применима упаковка).Упаковка должна быть такой же, как в розничном магазине. например, коробка без надписи или полиэтиленовый пакет. См. Список продавца для получения полной информации. См. Все определения условий : Максимальное напряжение срабатывания затвора: 100 В , Пиковое обратное повторяющееся напряжение: 100 В : Пиковое прямое напряжение: 1 В , Материал: : Кремний : Пиковый импульсный ток: 40 A , Максимальный непрерывный ток: 40 A Максимальный ток срабатывания затвора: : 100 A , Торговая марка: : Unbranded , 。.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.