Как влияет ток утечки на ваз интегральных диодов

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

Тема: Диоды, утечки, скорость.

Диоды, утечки, скорость.

Коллекторные переходы обычно куда как быстрее. Кстати, в старой технике HP (не в принтерах ) в качестве защитных диодов на входах часто стояли переходы полевиков, несмотря на заметную утечку 100пА (2n4338, 2n4391).

А в принципе, штука сложная - если быстрые то Шоттки, но они в лучшем случае 10нА при 10В и 25С (для рядовых, с "барьерным кольцом"). 100пс или типа того.

Из обычных трудно что-то выбрать, чем выше рабочее напряжение тем медленнее, именно порядка микросекунд. FERRANTI ZS150 встречались, ни на что не мог заменить 1нА при 50В, 10нс при 10мА прямого время восстановления.

30В держит переход 2N4856-2N4861, а это вроде как ОВЧ полевики и утечка в сотни пА.

Если нужен быстрый транзистор - то не С1815 или ВС857. На те что быстрые (малая постоянная времени RбСк) не пишут обратный ток, надо смотреть быстрые биполярные ключи.
Ну что-нибудь с Ft 800МГц, но не класса УВЧ усилитель-смеситель или линейный для CATV-MATV, генераторные и ключевые.

bav47 нарылся - старый, редкий, 5пА при 20В и 30нС, аналог кажут bas33 но у него 0,5нА хотя вроде быстр (емкость динамическая 3пФ).

Ищи - свищи по small signal low leakage fast epitaxial diode, так хоть всякие силовые и Шоттки отсекаются.

(Im*(Um^0.7)/tr).
Дискретный диод на ток утечки <1 нА и малыми емкостями, рассчитанный на несколько вольт, можно сделать из переходов самых маломощных СВЧ транзисторов "старых" поколений, навроде BFS25. Шоттки со столь малой утечкой сделать практически невозможно, а более современные ВЧ транзисторы используют настолько тонкие профили легирования, причем получаемые ионной имплантацией, и с такими уровнями легирования базовых областей, что качественный отжиг их становится невозможен - расплывутся из-за диффузии.

Следите за утечкой тока в автомобиле иначе придется покупать новый аккумулятор

Аккумулятор в автомобиле, если за ним не следить, по любому в один “прекрасный” день вас подведет. Сегодня расскажу что нужно регулярно проверять под капотом, чтобы АКБ дольше прослужил.

Что аккумуляторную батарею нужно периодически подзаряжать , думаю, знают все, но кроме этого следите и за тем, нет ли утечки тока . Так как если он будет утекать, а вы несколько дней не ездили на авто, то однажды, не сможете даже запустить двигатель – аккумулятор разрядится!

Но, ведь лучше предостеречь чем устранять последствия, не правда ли? НАПИШИТЕ В КОММЕНТАРИЯХ была ли у вас ситуация, что из-за утечки тока пришлось просить помощи для подзарядки или запуска АКБ!? И если мой совет считаете полезным, то НАЖМИТЕ ПАЛЕЦ ВВЕРХ, а также ПОДЕЛИТЕСЬ в соцсети, пускай друзья тоже это узнают!

И так, проверяем аккумулятор, сначала утечку через потребители, а потом и корпус самой батареи или наоборот, кому как удобно, главное чтобы он был полностью заряжен.

Что и где замерять

Чтобы найти утечку тока необходимо снять минусовую клемму от аккумуляторной батареи, перевести мультиметр в режим измерения тока, выставить на 10 Ампер, и в разрыв цепи подключить тестер (один щуп на клемму акб, а второй на клемму автомобиля).

Кстати, утечку тока нужно проверять при включенной сигнализации, а чтобы концевик капота не мешал при измерении (ведь когда он поднят, то будет повышен расход энергии), отсоединяем его от массы, при этом также смотрите чтобы двери были закрыты .

В моем случае утечка составляла 70-80 мА (диапазон менялся с миганием лампочки сигналки). Много ли это? Для небольшого автомобильчика с батареей на 44 Ач – многовато, за месяц простоя батарея разрядится в ноль !

В автомобилях без навороченной электроники норма утечки – 25-30 мА , при увеличении количества энергопотребляющих устройств нормальный показатель утечки тока вполне может достигать и 80 мА .

Поэтому если у вас подключено много электроники и различных систем, то скорее всего такая утечка будет даже нормой. Узнать норму утечки для своего автомобиля вам поможет вот этот калькулятор .

Как выявить источник утечки

Чтобы выявить через какую цепь идет утечка тока, нужно щупы мультиметра примотать к клеммам изолентой (или зажимами), главное освободить руки. Затем поочередно вытаскивать предохранители и реле из монтажного блока, и смотреть на мультиметр .

Если показания не снизились, значит, в электросети все еще есть потребитель-паразит, с которым нужно разбираться. Когда вы отключите таким образом питание паразитирующего потребителя, то показатели заметно изменятся .

Где чаще всего проблема?

Чаще всего проблемными местами оказываются двери и сигнализация , это могут быть концевики дверей или багажника – вполне может быть, что клеммы окислились и лампочка в багажнике горит круглыми сутками, высасывая ток из аккумулятора. За сколько она способна посадить АКБ можете и сами посчитать . Также довольно распространенная причина неправильно подключенная магнитола .

Когда один из диодов пробит, то будет утечка тока, а когда она большая – порядка 2-3A, то выявить пробитые диоды можно, не снимая генератора с автомобиля. Нужно просто поднести гаечный ключ к шкиву генератора, если магнитится, то причина утечки в пробитом диодном мосте.

Кроме того, бывают проблемы со стартером , хотя подобное случается достаточно редко. Нужно аккуратно открутить силовой “плюс” со стартера и, не касаясь им “массы”, заново подсоединить щупами мультиметра к клеммам, а затем замерить ток утечки. Если он снизился, меняйте стартер.

Утечка тока может происходить и через корпус аккумулятора из-за окисленных клемм и грязного корпуса . Проверить это можно при помощи мультиметра в режиме вольтметра, приложив один щуп на клемму, а второй на корпус. На табло мультиметра вы сможете увидеть либо нули, либо удивится показанию напряжения! Дабы устранить такую утечку – протрите клеммы и корпус нашатырным спиртом либо содовым раствором.

Как проверить диод?

Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.

Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.

Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.

У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.

На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.

Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.

Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение (+), а к катоду – отрицательное, т.е. (-). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток.

При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (-), а к катоду положительное (+), то диод закрыт и не пропускает ток.

Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.

У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов. Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.

Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе. Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть "дверь" для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.

В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой (-) вывод тестера, а к катоду плюсовой (+), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.

В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо V_f), что дословно переводится как "падение напряжения в прямом включении".

Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.

Узнать подробнее о параметрах диода можно здесь.

Проверка диода.

Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки. В этом мы скоро убедимся.

Производить проверку будем мультитестером Victor VC9805+. Также для удобства применена беспаечная макетная плата.

Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.

Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов. Не забывайте об этом важном правиле!

Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп (красный) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.

Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).

Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (I_обр). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.

Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.

На дисплее покажется "1" в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.

Многие задаются вопросом: "Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?" Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.

Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!

В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.

Неисправности диода.

У диода есть две основные неисправности. Это пробой перехода и его обрыв.

Пробой. При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.

Обрыв. При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – "1". При таком дефекте диод представляет собой изолятор. "Диагноз" - обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие "жиденькие" и при частом использовании легко рвутся.

А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе - Forward Voltage Drop (V_f)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.

Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин V_f, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.

Как проверить утечку тока АКБ мультиметром? Норма утечки тока в автомобиле. Поиск и устранение.

ЭТА СТАТЬЯ БОЛЬШЕ ДЛЯ СЕБЯ, ХОЧУ НА ДОСУГЕ ПРОВЕРИТЬ У СЕБЯ НА OPEL ASTRA GTC.

Если машина очень долго стоит на стоянке и не используется, то после того как водитель повернет ключ в замке зажигания, ничего не произойдет. В процессе может щелкать реле, возможно, оживет даже стартер. Но вращать коленчатый вал он если и будет, то недостаточно. Все это — симптомы разряда аккумуляторной батареи за то время, пока машина находилась на стоянке. Существует норма утечки тока в автомобиле. Но когда АКБ разряжена, данные показатели значительно выше этих нормальных. Давайте рассмотрим, как можно обнаружить утечку тока и устранить эту неисправность.

ПОЧЕМУ САДИТСЯ АККУМУЛЯТОР?
Во время длительной стоянки заряд не должен уходить, однако нужно также учитывать токи утечки. Особенно быстро разряжается батарея в современных авто. Здесь в сеть включено немалое количество различных электронных устройств и гаджетов.

Зачастую в таких случаях норма утечки тока в автомобиле значительно выше, чем допустимая. Среди типовых причин можно выделить старую и некачественную проводку, а также изоляцию проводов. Еще одна из распространенных причин – это неправильно подключенное электронное оборудование. Это может быть аудиосистема, мультимедиа, навигатор и так далее. Причины утечки тока в автомобиле могут заключаться в грязных либо окисленных контактах. Все это существенно садит АКБ.

ДОПУСТИМЫЕ НОРМЫ ПОТРЕБЛЕНИЕ ТОКА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ.
В современных машинах есть определенное количество потребителей электрической энергии на постоянной основе. Это могут быть часы, память ЭБУ, иммобилайзеры, сигнализации и другое подобное оборудование. Они подключены к сети и потребляют электричество. Причем постоянно.
Для примера возьмем энергозависимую память ЭБУ. Если ее стереть, блок начнет процесс переобучения и будет снова запомнить все текущие установки. Охранные системы начинают работать только тогда, когда машина стоит на стоянке. Из этого можно сделать вывод, что небольшое потребление электрической энергии – это нормальная ситуация.
Но есть норма утечки тока в автомобиле. Эта норма представляет собой некую постоянную величину – ее можно высчитать. Нужно просуммировать потребление каждого потребителя в бортовой сети. Например, сигнализация требует не более 20 мА. Для работы часов нужно 1 мА. Аудиосистема потребляет около 3 мА и так далее. В сумме общая цифра будет находится в диапазоне от 10 до 80 мА (0,01-0,08А). Это совсем немного. Даже одна лампа в фаре, которую забыли выключить, потребляет от 500 мА. А норма утечки тока в автомобиле в 50 мА (0,05А) не сможет стать причиной полного разряда АКБ даже зимой.
Определить, какой имеется объем потребления, можно при помощи мультиметра. И если в процессе замеров уровень потребления выше допустимого, значит. в бортовой сети существует неполадка. Ее необходимо найти и устранить.

ОПРЕДЕЛЯЕМ, КУДА ПРОПАДАЕТ ТОК САМОСТОЯТЕЛЬНО.
Как известно, главных причин, из-за которых сильно разряжаются аккумуляторные батареи, всего две. Это дополнительные потребители или короткое замыкание в сети. Итак, давайте посмотрим, как замерить утечку тока в автомобиле мультиметром.

С помощью данной операции можно найти и обнаружить тонкое место в бортовой сети. Для поиска утечки измерительный прибор следует включить в режим измерения силы тока. Не стоит забывать, что в автомобильной сети есть постоянный ток. Что касается диапазона измерений, то достаточно будет 10 Ампер.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ МУЛЬТИМЕТР.
Прежде чем начать поиск утечки тока в автомобиле, нужно правильно подключить прибор к бортовой сети. Что касается потребителей электричества от аккумулятора, их лучше по возможности отключить. Для проведения измерений амперметр включают в разрыв цепи. Чтобы получить такой разрыв, с плюсовой клеммы (можно и минусовой) АКБ снимают провод. Затем подключают один контакт амперметра к плюсу (или минусу) аккумулятора. А второй – к только что снятому проводу.

Никогда не подключайте измерительные приборы к плюсу и минусу на аккумуляторе. В результате получится короткое замыкание. С машиной ничего не случится, но в мультиметре сгорит предохранитель. Если все подключено верно, тогда на экране прибора появится число, которое соответствует току, что потребляется постоянно включенными электроприборами. Если допустимая утечка тока в автомобиле ниже, чем результат измерений, нужно искать причину далее.

КАК НАЙТИ УТЕЧКУ.
Как мы знаем, одна из основных причин, по которым возникает данная проблема, это какой-либо электронный прибор из дополнительного либо нештатного оборудования. В современных автомобилях с каждым годом таких узлов становится все больше. Начинать поиски необходимо с тех приборов и устройств, которые установлены самостоятельно, то есть нештатно. Это могут быть различные вентиляторы, сигнализации, да что угодно.

Заводская проводка в автомобилях надежно защищена. И короткие замыкания в ней происходят только в случае каких-либо существенных повреждений. К примеру, в результате ДТП может повредиться защитный кожух. Но вот провода, проложенные самим владельцем автомобиля, зачастую лежат небрежно. Их укладывают в первое попавшееся место, которое при беглом осмотре кажется самым подходящим. Именно в этих проводах и скрывается причина возникновения коротких замыканий. А КЗ ведет к утечке токов. Проложенные автовладельцем провода могут находиться в опасной близости к блоку мотора. Двигатель, как известно, греется в процессе работы. Так, изоляция проводов может банально расплавиться.
Также шнуры трутся о края металлических деталей (особенно в местах соприкосновения дверей автомобиля). Они перетираются — в результате нарушается целостность изоляции и появляется короткое замыкание. Специалисты по автоэлектрике рекомендуют сразу после измерений (если норма утечки тока в автомобиле не соответствует показаниям мультиметра) перейти к визуальному осмотру всего, что установлено нештатно. Также обследовать необходимо отдельные части и элементы приборов и устройства, которые подвержены механическим воздействиям. Если речь идет о сигнализации, то это могут быть концевики. Если нет никаких следов нарушения, обгорания, коррозии, тогда стоит перейти к более сложным методам поиска неисправности. С помощью этой диагностики можно существенно сузить круг возможных неисправностей.

КАК ВЫПОЛНИТЬ ГЛУБОКУЮ ДИАГНОСТИКУ.
Итак, мы уже знаем, как замерить утечку тока в автомобиле мультиметром. В этом случае прибор подключается таким же образом, как и в предыдущем случае. Но здесь по очереди вынимается каждый предохранитель и отключается реле.

Это выполняется для размыкания цепи в бортовой сети машины. Когда показатель утечки станет близким к норме, значит, цепь с проблемным потребителем обнаружена. Дальше уже следует заменить либо отремонтировать неверно работающее оборудование.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА.
Иногда встречаются сложные ситуации, в которых даже после проверки утечки с помощью извлечения предохранителей положительного результата нет и источник проблемы не найден. В этом случае не остается ничего, кроме как проверить утечку тока в автомобиле в цепях. Они никак не защищены предохранителями. Это генератор и стартер. Очень часто аккумулятор разражается из-за неправильной работы генератора. Элемент попросту не заряжает батарею.

Для проверки генератора мультиметр подключают к клеммам аккумулятора. Прибор переводят в режим измерения напряжения. Далее измеряют напряжение. Если АКБ разряжена полностью, прибор покажет от 12,6 до 12,9 В. Затем нужно завести мотор, включить ближний свет, печку, систему подогрева заднего стекла и измеряют напряжение снова – идеальные показатели от 12,8 до 13,4 В. Максимум – 14,3 В. Если при заведенном моторе напряжение находится в этом диапазоне, то рабочий элемент исправен. Если оно меньше, тогда проблема в генераторе, которые не заряжает батарею.

УСТРАНЕНИЕ УТЕЧЕК.
Перед тем как устранить утечку тока в автомобиле, необходимо найти источник.

В качестве него может быть что угодно. А для устранения проблемы нужно отремонтировать или заменить неверно работающее электронное устройства. Также для устранения достаточно убрать короткое замыкание.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Если есть ощущения того, что АКБ разряжается быстрее, тогда следует начать поиск короткого замыкания или «клина на массу». Теперь мы знаем, как проверить утечку тока в автомобиле и как устранить неисправность.

НАДЕЮСЬ СТАТЬЯ ОКАЗАЛАСЬ ДЛЯ ВАС ПОЛЕЗНОЙ.
ВСЕМ СПАСИБО И УДАЧИ НА ДОРОГАХ!

Максимальная рассеиваемая мощность и обратное напряжение на диоде

При использовании полупроводниковых приборов следует соблюдать осторожность и не допускать слишком больших напряжений или токов, которые могли бы испортить прибор. В этой статье мы рассмотрим некоторые факторы, лимитирующие максимальные напряжение и ток на примере диода.

Полупроводниковый диод - один из самых важных и используемых электронных компонентов в электронике. Полупроводниковый диод является двухполюсником, содержащим один р—n переход.

Выводы диода называются «анод» и «катод» (эти названия заимствованы у вакуумных диодов). Если анод положителен по отношению к катоду, то на диод подано прямое смещение , при этом через диод протекает прямой ток. При обратном смещении катод более положителен, чем анод . О братный ток при этом ограничен малым током насыщения.

Подробно про диоды и их применение:

Полупроводниковые диоды, используемые в компьютерной плате 1970-х годов (внизу справа и слева от синего конденсатора)

Вольт-амперная характеристика германиевых и кремниевых диодов

Напряжение смещения Vd считается положительным на аноде и отрицательным на катоде. Таким образом, диод находится под прямым смещением, когда анод положительный, а катод отрицательный по отношению к аноду. В обратном случае говорят об обратной поляризации.

Ток, протекающий в диоде (Id), называется прямым, если он течет от анода к катоду (условное направление тока). Если диод смещен в обратном направлении, он не будет проводить ток, если напряжение не будет достаточно высоким, чтобы превысить напряжение пробоя.

Напряжение прямого смещения варьируется в зависимости от материала, используемого в конструкции, оно составляет 0,2 В для германия (VsdGe) и 0,6 В для кремния (VsdSi).

На приведенном выше графике, чтобы значения были удобочитаемыми, были приняты две разные шкалы: одна для первого квадранта декартовой плоскости, а другая - для третьего. Это связано с тем, что значение тока If обратной утечки чрезвычайно низкое, в то время как напряжение обратного пробоя VbSi и VbGe чрезвычайно велико.

Диоды по своему применению обычно классифицируются в зависимости от того, какие из трех областей характеристики диода используются. Так, например, для переключения и выпрямления используется как прямая, так и обратная ветви характеристики диода. При этом, чтобы избежать нежелательного эффекта пробоя, следует выбирать диод с достаточно большим напряжением пробоя.

В свою очередь, область обратного пробоя используется главным образом в источниках опорного напряжения. Диод в этом случае выбирается по величине обратного напряжения, при которой происходит пробой. Эффектом обратного пробоя можно пренебречь, за исключением тех случаев, в которых область обратного пробоя характеристики используется специально.

Максимальная рассеиваемая мощность

Основным недостатком любого элемента электрической схемы является его разогрев. В резистивных элементах рассеиваемая мощность переходит в тепло, которое увеличивает температуру элемента по сравнению с окружающей. Максимальная температура, которую может выдержать прибор, характеризует его способность отдавать выделившееся тепло в окружающую среду и определяет максимально допустимую мощность рассеяния для прибора.

Максимальная температура прибора зависит от нескольких факторов: от изменения свойств полупроводника с температурой, плавления припоев, применяемых при изготовлении приборов, механического разрушения структуры вследствие неравных коэффициентов теплового расширения.

В кремниевых приборах максимальная температура составляет около 200 °С, а для германиевых редко превышает 100 °С. Способность отдавать тепло зависит от конструкции прибора и от способа его крепления.

Улучшение теплоотдачи достигается при монтаже приборов на ребристый теплоотвод и при применении принудительного воздушного или даже жидкостного охлаждения. Так или иначе, приборы и их арматура способны рассеивать определенную мощность без превышения максимально допустимой, температуры.

Максимально допустимая мощность рассеяния ограничивает величину произведения тока на напряжение в приборе.

Границы максимально допустимой мощности на плоскости напряжение — ток

Если построим график соотношения на плоскости напряжение — ток, то получим гиперболы в первом и третьем квадрантах, определяющие границы допустимой мощности рассеяния в приборе. Бели рабочая точка диода пересекает эту границу и выходит из области безопасной работы, то прибор перегревается и его функционирование нарушается.

Обратное напряжение на диоде

В то время как максимальная рассеиваемая мощность устанавливает абсолютные пределы, за которыми происходят необратимые разрушения приборов, имеются другие явления (не обязательно разрушающие), которые приводят к значительным отклонениям характеристик диодов.

Одно из таких явлений, называемое пробоем, при обратном напряжении, ограничивает обратное напряжение, которое может выдержать диод прежде, чем начнется сильное увеличение обратного тока.

При увеличении обратного напряжения на диоде ток, достигнув значения обратного тока насыщения, остается постоянным, а электрическое поле в области объемного заряда растет. Увеличение напряженности электрического поля приводит к увеличению скорости подвижных носителей, пересекающих область объемного заряда и создающих обратный ток.

В некоторый момент скорость носителей становится такой, что при соударении вырываются добавочные электроны из ковалентньгх связей в области объемного заряда, при этом возникают дырки и свободные электроны. Эти новые носители увеличивают обратный ток и могут в свою очередь при соударениях порождать дополнительные подвижные электроны и дырки.

Этот процесс, называемый зенеровским пробоем или внутренней автоэлектронной эмиссией, приводит к тому же результату, что и лавинное размножение: быстрому увеличению обратного тока при превышении определенной величины обратного напряжения. Как правило, зенеровекий пробой преобладает в диодах, которые пробиваются при напряжениях ниже 6 В, а лавинное умножение преобладает в диодах, пробивное напряжение которых выше 6 В.

Очевидно, что пробой сильно влияет на вольт-амперную характеристику диода. Так, если требуется, чтобы диод не пропускал обратного тока, следует выбирать прибор, обратное напряжение которого больше, чем напряжение в схеме, которое может быть подано на диод в обратном направлении.

Хотя термин «пробой» подразумевает разрушение, на самом деле это не всегда так. Диод может работать в области пробоя и даже при напряжениях, значительно превышающих напряжение пробоя, без необратимых изменений, если только не превышается максимально допустимая мощность рассеяния.

Полупроводниковые диоды трех разных типов в плате видеорегистратора. Обратите внимание на аббревиатуры, напечатанные на печатной плате с начальной буквой "D" для диода.

Современные полупроводниковые диоды

Силовые диоды в виде диодного моста для винтового монтажа (обратите внимание на отверстие под болт), подходящего для монтажа на радиаторе.

Диоды Зенера (стабилитроны)

В области пробоя ток через диод почти не зависит от напряжения. Простая линейная модель диода в области пробоя содержит только батарею, напряжение которой равно напряжению пробоя диода. Поэтому если в каком-то месте схемы требуется поддерживать постоянное напряжение, то можно использовать диод, работающий в области пробоя.

Диоды, предназначенные для этого вида работы, называются опорными диодами, диодами Зенера или стабилитронами, хотя механизм пробоя в них может быть и зенеровским, и лавинным. Аналогично напряжение, при котором происходит пробой, часто называют зенеровским напряжением.

Стабилитрон представляет собой полупроводниковый диод, который использует обратное смещение и напряжение пробоя в качестве опорного напряжения

По сути, это стабилизатор напряжения. Стабилитрон диод чувствителен к температуре. Для напряжений стабилитрона ниже 5 вольт по мере увеличения температуры напряжение уменьшается, в то время как напряжения стабилитрона выше 6 вольт, когда температура увеличивается, напряжение стабилитрона увеличивается.

Само собой разумеется, что диоды с напряжением около 5-6 В по своей природе более стабильны. Обычно номинальное напряжение измеряется при температуре 25 ° C.

В поисках термостабильности, необходимой в некоторых приложениях, можно последовательно соединить стабилитроны различных типов с противоположными температурными коэффициентами, чтобы колебания напряжения компенсировали друг друга.

Для этого можно использовать и обычные диоды в прямой поляризации, включенные последовательно с стабилитроном, при условии, что они имеют тепловой коэффициент, противоположный таковому у стабилитрона.

Диоды Зенера могут быть соединены последовательно для получения более высоких напряжений. Результирующее напряжение будет суммой отдельных последовательно включенных стабилитронов. Очевидно, что невозможно подключить их параллельно (для увеличения управляемого тока), даже если они имеют одинаковое номинальное напряжение.

Стабилитрон, установленный на алюминиевом радиаторе в электронном приборе 70-х годов

Стабилитроны имеют напряжения пробоя от 2,4 до 200 В. Рядом с символом такого диода часто записывают напряжение пробоя. Изготовители указывают также минимальный обратный ток, при котором должен работать опорный диод, чтобы обеспечить наступление пробоя. Максимальный ток ограничивается максимально допустимой мощностью рассеяния.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Ток утечки аккумулятора

Ситуация, когда аккумулятор разряжается за ночь так, что мотор заводится с трудом, знакома многим. Причиной является большой ток утечки аккумулятора автомобиля. Во время простоя происходит саморазряд батареи, забирают энергию паразитные токи в контуре автомобиля. Статья о том, как определить скрытых потребителей, и устранить утечку тока, выявить допустимый расход энергии в авто во время простоя и не посадить батарею

Утечка с аккумулятора при выключенном зажигании

Если зажигание выключено, мотор не работает, аккумулятор не подзаряжается. Вся энергия, накопленная во время движения, расходуется на питание потребителей – обогрев окон, работу медиацентра, освещение. Чем больше невыключенных потребителей, тем быстрее разряжается аккумулятор. Поэтому все приборы при длительном простое должны быть выключенными.

Однако при неправильно собранной схеме телевизора, звуковой системы, кондиционера может быть ток утечки. Часто ошибкой, приводящей к посадке напряжения аккумулятора, становится перевод этих приборов в спящий режим, не полное отключение. Проверка мультиметром на утечку выявит проблему.

К возникновению паразитных токов приводят окисленные контакты проводки. Причина -сопротивление, способствующее нагреву проводов. Паразитные токи в этом случае не главное – можно получить возгорание. К таким же последствиям проводит изношенная электропроводка со скрутками и плохой изоляцией.

Однако и сам аккумулятор со временем теряет емкость и скорость саморазряда увеличивается. Если большой утечки тока нет, а батарея разряжается, значит нужно проверить ее пригодность.

Какой ток утечки аккумулятора автомобиля норма?

Почему же допускается ток утечки аккумулятора, да еще и норма определяется? Каким должен быть ток утечки автомобиля ВАЗ старых моделей и современного АУДИ? Зависит это от оснащенности. В обеих машинах есть часы, охранная сигнализация, но АУДИ есть ЭБУ, который нельзя отключать, аудиосистема.

Часы потребляют 1мА, сигнализация – 20 мА, аудиосистема 3 мА – и норма для утечки тока на автомобиле ВАЗ составит 24-30 мА. Для АУДИ нормой будет 50-80 мА, но там и генератор более мощный, и аккумулятор емкий. Стандартная утечка тока с аккумулятора зависит от его оснащенности.

Как проверить аккумулятор на утечку тока мультиметром

Принимая как норму, ток утечки на собственном авто, можно выполнить замер суммарных паразитных токов мультиметром. Превышение нормы может произойти при коротком замыкании в сети или слишком мощных дополнительных потребителях. Иногда причиной утечки тока с аккумулятора становится неисправность генератора или стартера. Только через последовательную проверку сети на утечку тока можно установить истинную причину просадки емкости аккумулятора автомобиля.

Как замерить ток утечки аккумулятора

Для диагностики утечки тока потребуется тестер-мультиметр – он может работать как вольтметр, омметр и амперметр с проводами и зажимами «крокодилами». Потребуется рожковый ключ, перчатки и блокнот для записей.

Автомобиль следует подготовить:

выключить всю электронику, включая видеорегистратор и усилители;
отсоединить скрытые потребители в бардачке и под капотом;
открыть капот, закрепить его и ослабить минусовую клемму на аккумуляторе;
закрыть двери, но окна открыть для возможности проникнуть в салон, если сработает центральный замок.

Порядок измерения утечки тока аккумулятора

мультиметр поставить на измерение ампер в положение 10 А;
сделать разрыв цепи, подключить в разрыв амперметр только на отрицательном полюсе;
снять показания утечки.

При показателях, соответствующих норме – 20-80 мА, диагностика считается законченной.

Найти и устранить утечку

В поисках нарушения, сопровождающегося утечкой тока, придется обследовать цепи всех потребителей. Начинать нужно с установленного внештатного оборудования. Именно там часто находят проблемы. Причины – дополнительный монтаж проводов выполнен в неподходящем и неудобном месте. Они могут нагреваться, перетираться.

Проблемным местом считают сигнализацию и двери. Неисправными могут быть концевики на схеме замыкания и размыкания двери. Сигнализация после включения через 5 минут должна уменьшить потребление тока. Нет – повод к обследованию.

Если причины утечки не установлены – проверять нужно генератор. Если силовой агрегат не подзаряжает аккумулятор, это определяется так:

Замерить напряжение на клеммах АКБ при отсутствии потребителей – при полной зарядке 12,6- 12,9 В.
Завести двигатель, включить потребителей – обогрев, фары, печку, произвести замер на клеммах АКБ – от 12,8 до 14,3 В.

Напряжение на клеммах меньше – генератор не подзаряжает аккумулятор.

Посмотрите видео, как проверить аккумулятор на утечку тока.

Нормальный ток утечки аккумулятора

Под утечкой тока подразумевают наличие тока, протекающего с шины питания на землю или в общий провод. Известно, что пусковая цепь замка зажигания питается от шины 15. Шина 30 питает всю автомобильную сеть с положительной клеммы аккумулятора. Выключенное зажигание не препятствует потреблению энергии другими приборами. Проверка аккумулятора на утечку тока проводится измерением с помощью мультиметра и визуальным обследованием состояния проводов.

Поэтому при большом токе утечки обследуют поочередно потребителей от шины 30:

Автомагнитола – на исправной магнитоле утечка составляет 10 мА.
Автосигнализация – охранное устройство потребляет до 200 мА тока, в зависимости от марки. Здесь есть обратная связь, приемопередатчик, GSM, но современные системы минимизируют допустимый ток утечки аккумулятора.
Блок управления двигателем питается от шины 30, его утечка составляет единицы миллиампер.
Климат-контроль, ABS, управление кузовом и другие системы управления суммарно допускают ток утечки в 10 мА.
Неисправный генератор полностью разрядит аккумулятор за 30 минут, в штатной ситуации утечка составляет единицы мА.
Влажные и грязные контакты создают токи электролиза, паразитные токи. При нормальном содержании проводов и контактов ток утечки составляет около 5 мА.
Саморазряд аккумулятора – это тоже ток утечки. Внутренний саморазряд вызывается качеством электролита, сульфатацией, разрушением пластин, и он может превышать все другие потери.

Норма тока утечки складывается с учетом всех потребителей в зависимости от типа марки автомобиля.

Большим током утечки, при котором требуется непременно найти проблемную точку, считают величину в 0,5 А. Потеря в пол-ампера за десять часов поглотит 5 А/ч, а оставленный на 4 суток автомобиль разрядится в ноль. Поэтому на длительную стоянку автомобиль оставляют с разомкнутой цепью.

Если в авто есть проблемный узел, в котором создается ток утечки, там обязательно начнется разогрев в транзисторе или микросхеме. Блок выйдет из строя. При утечке тока по проводнику не наступит возгорания, но может повредиться изоляция. Это и приведет к замыканию, интенсивному разогреванию в месте контакта и пожару.

Как найти утечку тока на аккумуляторе без прибора? В темное время суток остановить авто, открыть капот, закрыть дверь, но охрану не подключать. Снять провод с положительной клеммы и подождать 5 минут. Снова подключить клемму аккумулятора. Если искра проскочит мощная – утечка есть. Небольшое искрение – процесс естественный. Дальше следует измерить показатели и определить проблемное место.

Абсолютно точный признак утечки тока без измерения – за неделю стоянки свежий аккумулятор полностью разряжается.