Нормальное напряжение разряженного и заряженного аккумулятора авто при разных режимах и состоянии акб

Общий осмотр

Цель этой статьи состоит в том, чтобы выяснить, какие действия (превентивные меры) необходимо предпринять для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора, чтобы сделать это правильно. Будем разбираться по этапам.

Модель кислотного аккумулятора выполнена с применением современной технологии AGMИсточник logicpower.ua

Какие АКБ есть сейчас:

• Lead-Acid. С обслуживанием. На сегодня – это классика батарей для автомобиля. Они подразделяются на сурьмянистые, малосурьмянистые, гибридные и кислотно-кальциевые АКБ. Есть модификации на 6 V и 12 V. Их минус, это быстрая разрядка в неактивном состоянии.
• AGM VRLA. Модификации на 2 V, 4 V, 6 V, 12 V. В них применяется современная технология абсорбции AGM (Absorbent Glass Mat). Используется ток заряда такого свинцового аккумулятора 25-30% от всей емкости. Возможны разные буферные цикличные режимы.
• VRLA. Все АКБ с такой маркировкой (Valve Regulated Lead Acid) относятся к неразборным батареям на 2 V, 4 V, 6 V, 12 V. Модели можно использовать (заряжать) в невентилируемых помещениях.
• GEL VRLA. Valve Regulated Lead Acid отличается гелеобразным электролитом, что значительно увеличивает эксплуатационный ресурс модели. Для зарядки свинцового аккумулятора этого типа нужно высокоточное устройство. АКБ варьируются по 2 V, 4 V, 6 V, 12 V, 24 V, 4 V, 36 V и 48 V.
• OPzV. Можно расшифровать, как «стационарная трубчатая пластина закрытого типа» (Ortsfest Panzerplatte Verschlossen) – они неразборные. Известны, как АКБ, которые долго сохраняют емкость и служат более двух десятков лет.

Lm324n схема включения в зарядном устройстве

Микросхема LM324 — операционный усилитель общего применения. LM324 выпускается в двух типах корпусов: DIP и SOIC. В состав LM324 входят четыре независимых операционных усилителя. Диапазон напряжений от 3в до 30в (+15, -15). Микросхема LM324 может работать как при однополярном, так и при двухполярном питании. Диапазон рабочих температур от 0 до +70 градусов по Цельсию.

Категорически приветствую всех читателей!

Написать данную статью меня побудили несколько факторов: борьба с потенциальным алкоголизмом, желание несколько упорядочить «кашу» из накопившейся информации и, конечно, большое желание помочь единомышленникам.

В конечном итоге мы получим зарядное устройство с линейной характеристикой выходного тока. Это означает, что зарядка будет происходить в два этапа — постоянным заданным вручную током до набора заданного напряжения, затем постоянным заданным напряжением. При этом выходной ток будет плавно снижаться вплоть до нуля, когда заряд будет полностью окончен. Это самый правильный способ зарядки.

Также мы добавим режим десульфатации аккумуляторной батареи. Такой функцией обладают некоторые заводские зарядные устройства, например, Кедр-Авто 10. Такой зарядник у меня так же имеется, и его режим работы мне не очень нравится: во-первых, он не производит должным образом зарядку постоянным напряжением, а просто падает в дозарядку малым током. Окончания зарядки придется ждать очень долго; во-вторых, в интересующем нас режиме «Цикл» максимальное напряжение целенаправленно увеличено до 15,5 вольт, чтобы устройство не отключалось. Это в конечном итоге приведёт к перезаряду аккумулятора. Использованная у меня реализация лишена этих недостатков.

Ключевые моменты

статьи для удобства восприятия и навигации я выделил полужирным шрифтом.

Лирика: данный текст ориентирован на начинающих радиолюбителей, подобных мне самому. Собственно, я сам почти год назад не держал в руках паяльник, пока не набрёл на статью Андрея Голубева про изготовление лабораторного блока питания из компьютерного БП. Не имея четкого представления, зачем он мне впоследствии пригодится, я поставил себе задачу во что бы то не стало разобраться и сделать себе такое устройство. И это мне удалось. Выражаю огромную человеческую благодарность Андрею и Юрию Вячеславовичу за посильную помощь в моих начинаниях. Много крови я у них выпил. Я не повторяю статью Андрея, но постараюсь ключевые моменты переделки раскрыть более подробно, останавливаясь на моментах, которые вызывали у меня много вопросов. Прошу воспринимать данный материал как отчет о проделанной работе. Чтобы понимать, о чем я вообще говорю, вам необходимо изучить вышеупомянутые статьи.

Многие здесь и сейчас присутствующие знают, что я человек расчетливый, и не ищущий легких путей. И недавно, промывая подкапотку любимого авто от месячной пыли, обнаружил недобро косящийся на меня красный глаз индикатора плотности в банке аккумуляторной батареи. В связи с никак не радующими глаз ценами на аккумуляторы, да и что угодно в наше время, в принципе, решил, что не стоит оставлять без внимания такой важный элемент автомобиля, как аккумуляторная батарея, пробуждающая 6 цилиндров в сибирские морозы. Готовь сани летом, как говорится. А с другой стороны, не кошерно таскать в гараж лабораторный блок питания, в который вложил душу.

А что нам стоит дом построить?

За период создания вышеупомянутого лабораторника у меня скопилось достаточной количество барахла, которое можно превратить в объект обсуждения – аккумуляторное зарядное устройство. По сути, это тот же лабораторный блок питания, но с некоторыми ограничениями – минимальное напряжение на выходе равно 14,4В, максимальное 16В, блок питания не стартует без подключенного к выходным клеммам аккумулятора и имеет защиту от переполюсовки. В штатном режиме регулятор напряжения всегда в крайнем левом положении, и напряжение на выходе равно 14,4В. Повышенное напряжение используется для «пинка» запущенным аккумуляторам.

Суть зарядного устройства:

обеспечить стабилизированное напряжение 14,4 вольта и заданный ограниченный ток. Проще говоря, в начале процесса зарядки ток будет максимальным, заданным реостатом. По мере заряда батареи, собственное напряжение аккумулятора будет расти. В конце концов, когда напряжение аккумулятора станет 14,4 вольта, блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения и станет постепенно снижать ток до нуля. В таком состоянии аккумулятор может находиться сколь угодно долго, и ничего плохого с ним не произойдет.

Как работает индикатор, и насколько он точен

При виде круглого отверстия, закрытого прозрачным стеклом, первоначально может появиться впечатление, что в окошке встроена лампочка или светодиод. Это связано с тем, что внутри заметен зеленоватый свет от находящегося там индикатора. Однако внутреннее строение там несколько отличается от предполагаемого варианта.

Внутри глазка прячется аэрометр. Так как работает он, исходя из плотности электролита, то многие его действия можно предугадать.

Аэрометр встроен вертикальной трубкой, которая оканчивается снизу поплавком в виде цветных шариков (часто используется зелёный). Когда уровень электролита соответствует норме и плотность жидкости достаточная, то шар поднимается вверх. Его через встроенное увеличительное стекло может видеть автомобилист в глазке.

Плотность электролита заметно снижается, когда падает заряд. Соответственно зелёный шарик начинает тонуть, опускаться вниз по трубке. Через смотровое круглое окошко заметен только чёрный цвет – свидетельство низкого заряда.

Некоторые модели аккумуляторов дополнены красным шариком в аэрометре. Он может всплывать вместо зелёного, если падает удельный вес электролита (заряд).

Кроме колебаний заряда, через смотровое отверстие автовладельцы способны контролировать уровень электролитической жидкости. При её недостатке в отверстии появится белый цвет.

Как и у разных приборов, у данного типа аэрометров есть предельная погрешность. В полной мере доверять им не стоит. Наиболее популярными причинами отклонения в ту или иную сторону являются такие факторы:

• плотность жидкости в банках на холоде и в жаркое время года может быть разной, поэтому у одного и того же АКБ при различных внешних условиях могут отличаться показания;
• пластиковые или стеклянные элементы иногда повреждаются при эксплуатации, что сказывается на точности показаний;
• в стандартном аккумуляторе для легковушек присутствует 6 банок, а глазок вмонтирован лишь в одну из них, поэтому для других ёмкостей ситуация может несколько отличаться.

Почему не горит зеленый индикатор на аккумуляторе

В замешательство обычно впадают после воспроизведения полного цикла зарядки или долива воды. В первую очередь стоит отметить, что вот прямо сразу индикатор не должен высвечиваться зеленым цветом — это ведь не лампочка.

Но чаще всего проблема не всплывания зеленого шарика простая:

1. необходимо подождать — электролит не успел перемешаться — на это может потребоваться несколько суток, при этом сама батарея будет работать;
2. шарик застрял — попробуйте немного встряхнуть аккумулятор;
3. искажение цвета — со временем пластины батареи несколько осыпаются и делают электролит мутным;
4. закончился ресурс аккумулятора и пора его заменить.

Индикаторы аккумулятора Зверь и Тюмень

Практически каждому владельцу автомобиля знакома ситуация, когда ни с того ни с сего машина не заводится, а в последствии выясняется, что причина в разряженном аккумуляторе. Чтобы избежать такого, нужно следить за уровнем заряда, а для проверки достаточно только заглянуть под капот.

Индикатор заряда аккумулятора

←Чем отличается моторное масло для бензинового и дизельного двигателяЕсли цвет электролита в аккумуляторе потемнел и стал черным или красным → Весь список статей → Ищете что-то?

Таблицы подбора аккумулятора по марке автомобиля (размеры, емкость, полярность)

Какие существуют индикаторы заряда автомобильного аккумулятора

Это простейший ареометр. Линза и шарик в трубочке, изменяющий свое положение под воздействием электролита.

При плотности электролита 1,27-1,29 (аккумулятор заряжен) шарик всплывает на самый верх и занимает центр просматриваемый через линзу. В этом случае мы видим линзу, как полностью зеленую (зеленую с полосками, другие варианты).

При разряде аккумулятора плотность электролита снижается, шарик-поплавок начинает опускаться и линза чернеет (краснеет или меняет цвет на другой).

В самое нижнее положение шарик опускается в том случае если уровень электролита стал слишком низким и шарик находится в воздухе. В этом случае индикатор сигнализирует о необходимости долить дистилированную воду в аккумулятор.

Обозначение цвета состояний индикатора-глазка обычно отражено в легенде, напечатанной рядом с ним на этикетке.

Например, может быть так: Зеленый — полный заряд; Белый — аккумулятор нужно дозарядить; Красный с черной точкой — аккумулятор полностью разряжен;

Красный — долить воды.

К сожалению индикаторы устроены таким образом, что позволяют очень примерно оценить плотность электролита. Узнать точно процент заряда батареи по такому индикатору невозможно. Определяет он лишь полный разряд и то в одной из шести банок аккумулятора. Разряженная на 50% или полностью заряженная батарея для индикатора-глазка не отличается.

По большому счету, это игрушка. Но многие производители вводят его в конструкцию, поскольку отсутствие глазка воспринимается большинством потребителей как недостаток.

Индикатор на аккумуляторе

Архив объединенного форума

Объединенный — Выбор и приобретение — Общие вопросы — Гараж — Страхование — Музыка в авто — Правовой — GT Toyota — Nissan — Mitsubishi — Honda — Mazda — Subaru — Suzuki — Isuzu — Daihatsu — Грузовики и спецтехника — Барахолка (продам) — Барахолка (куплю)

Модуль сумеречного выключателя на LM324. Схема

Данная схема реализует функцию сумеречного выключателя, построенного на основе операционного усилителя LM324. Порог чувствительности можно изменять в широком диапазоне с помощью потенциометра R1.

Дополнительная схема устраняет случайные помехи и обеспечивает надежное переключение при превышении установленного порога срабатывания. Это позволяет исключить возможность хаотичного переключения тогда, когда уровень освещенности находится на границе срабатывания системы.

Исполнительным элементом является реле K1, управляемое транзистором VT1 (BC547). Диод VD2 (1N4148) защищает транзистор VT2 от выбросов самоиндукции. Оно активируется с наступлением сумерек и выключается на рассвете. Используя свободно разомкнутые контакты реле, можно изменить работу устройства. Высокая нагрузочная способность контактов реле допускает различные варианты использования модуля.

Питание схемы составляет 12 В. Данное напряжение можно взять от любого источника питания, батареи или аккумулятора.

Схема в Proteus:

Скачать файл Proteus

Источник

Обозначения цвета индикатора на аккумуляторе

Для оценки цветового индикатора в первую очередь нужно слегка постучать по глазку, для этого подойдёт рукоятка отвертки или что-то похожее.

Этот процесс необходим не всегда, но часто он помогает перед оценкой цвета индикатора аккумулятора, так как после постукивания выгоняются пузырьки воздуха, которые могут помешать просмотру.

Производители особо не экспериментируют с цветовыми вариациями в глазке на аккумуляторе (обычно иное обозначение расписывается на наклейке-инструкции), распространены следующие цвета:

1. зеленый — всплыл зеленый шарик. Показатель нормы.
2. красный /черный — всплытие красного шарика, когда в глазке черный — шарик на дне. Требуется заряд.
3. белый/серый/прозрачный/ желтый — цвет видится по-разному из-за разной цветопередачи и восприятия глазом, но в действительности же это цвет прозрачной ножки пластикового датчика, в случае с желтым — цвет электролита. Не хватает воды.

Индикаторы на аккумуляторе по цветам

У владельцев АКБ с индикацией часто возникают вопросы касательно цвета глазка, почему он горит тем или иным цветом и наоборот не светится.

Каким цветом должен гореть индикатор на аккумуляторе?

В данном случае не требуется подзарядка и какие-либо действия.

Что означает красный индикатор на аккумуляторе? Сюда же относится недоумение по поводу черного цвета индикации батареи.

Данные цвета сигнализируют что нужно произвести зарядку батареи, если оставить устройство без внимания она полностью разрядится и может выйти из строя.

⦁ Индикатор на аккумуляторе белого цвета (серого или желтого) .

Данный оттенок глазка означает, что уровень электролита понизился. В случае с обслуживаемыми батареями — требуется добавить дистиллированной воды (продается в аптеке или автолавке) до отметки. Если же АКБ необслуживаемая — речь идет о её замене.

Индикатор температуры на четыре фиксированных уровня (LM339, LM325AH)

В некоторых случаях требуется определить, что температура какого-либо объекта находится в некоторых заданных пределах, либо не ниже или не выше определенного предела. Здесь предлагается схема очень точного четырехпорогового индикатора температуры со светодиодной индикацией.

Причем, пороги включения индикаторных светодиодов можно устанавливать для каждого светодиода произвольно и даже в любом порядке без какого-либо вторжения в схему прибора. Это можно даже сделать непосредственно на объекте, при помощи обычного мультиметра и отвертки для регулировки подстроечных резисторов. Дело в том, что данный прибор измеряет температуру с помощью датчика LM235AH, который, по сути является стабилитроном, напряжение стабилизации которого линейно зависит от температуры.

Микросхема LM324 – счетверенный операционный усилитель

Если в схеме нужно использовать сразу несколько операционных усилителей, а особых требований например по частоте, выходному току и т.п. нету, то LM324 прекрасный кандидат: в 14 выводном корпусе размещены 4 операционных усилителя общего применения с общим питанием.

Операционные усилители серии LM324 выпускаются несколькими производителями и параметры микросхем от производителя к производителю могут отличаться. Так же разные производители выпускают модификации серии на разные температурные диапазоны и в разных корпусах:

Например все эти операционные усилители модификации LM324: LM324A, LM324E, LM124, LM224, LM2902, LM2902E, LM2902V, NCV2902.

Описание работы

Работа микросхемы lm324n основана на функционировании внутри неё одновременно четырех ОУ. Все усилители запитываеются от одного источника питания, имеют инвертирующий, не инвертирующий входы и одни выход. Источник питания может быть однополярным или двухполярным.

Рассмотрим внутреннюю схему одного из операционных усилителей c однополярным питанием. Возьмем её прямо из даташит на LM324.

Функционально каждый операционный усилитель состоит из: дифкаскада, а так же каскадов промежуточного и выходного усиления.

Дифференциальный каскад, выполняет функции усиления разности подаваемых на вход напряжений (V+ и V—) и нейтрализации синфазных сигналов. Обеспечивает высокое сопротивление на входе.

Промежуточный каскад обеспечивает балансировку операционника (установку на выходе нулевого напряжения при замкнутых входах), согласование сопротивлений дифференциального и выходного каскадов, а так же частотную коррекцию (защиту от самовозбуждения).

Выходной каскад обеспечивает низкое выходное сопротивление, требуемую мощность в нагрузке, ограничение тока и защиту при коротком замыкании.

Маркировка

Серия LM основана на интегральных микросхемах производства National Semiconductor. Приставка LM изначально означала linear monolithic (линейный, монолитный) и применялась для обозначения усилителей общего назначения (General Purpose) к которым не предъявлялись жестких требований. Цифры “324” указывают на серийный номер микросхемы. «-N», в конце серийника, обозначаются устройства, приобретенные Texas Instruments у National Semiconductor. В сентябре 2011 году National Semiconductor была передана Texas Instruments, которая не изменила приставку LM в своей продукции. Поэтому в настоящее время маркировка LM является кодом производителя Texas Instruments, но её широко используют другие производители при выпуске своих аналогов этой микросхемы.

Микросхемы LM324 и такая же с буквой N имеют одинаковые физические и электрические характеристики. У многих производителей символы “-N” , в конце маркировки, указывает на пластиковый тип корпуса микросхемы — DIP14.

Следует также отметить, что фирмы-производители постоянно совершенствуют свою продукцию. В настоящее время появились превосходящие по ряду функций модификации, например: LM324K, LM324KA с внутренней защитой от электрического разряда (HBM ESD); микромощные LP324 с током потребления 21 мкА; низковольтные LMV324, с напряжением питания от 2,7 В до 5,5 В; LPV324, изготавливаемые по технологии BiCMOS и током потребления 9 мкА и др. Усилители с символом «А» в маркировке, например “ LM324A-N ”, будут иметь лучшие характеристики по VIO по сравнению c другими (без «A»).

Как узнать что аккумулятор полностью заряжен

Посмотреть заряд аккумулятора можно с помощью индикатора или вольтметра. Точность индикатора и вольтметра не очень высока и зависит от утруждающей среды, покажет заряд в той части где установлен.

Также обычно различные индикатора показывают заряд например во встроенном индикаторе показывается зеленая лампочка, которая обозначает полный заряд батареи.

Почему после зарядки может не загореться зеленый цвет индикатора Если при полной зарядки аккумулятора встроенный индикатор не показывает зеленый цвет то возможно:

• при зарядке аккумулятора испарился электролит, и уровень ниже нормы;
• повредились или застряли шарики в поплавке чтобы это исправить нужно постучать по индикатору;
• изношенния аккумулятора привело загрязнения индикатора потому и не видно шарика;

Вы когда-нибудь меняли в своём автомобиле аккумулятор?

Да!Нет…

Погрешности в работе индикатора

Не стоит безоговорочно верить показателю индикатора и полностью на него полагаться. Судя по многочисленным отзывам автолюбителей, в его работе есть погрешности, и он не всегда показывает реальное состояние аккумулятора. Причина может быть в следующем:

• плотность электролита меняется в зависимости от температуры – холод повышает его плотность, и индикатор будет показывать норму при том, что аккумулятор на самом деле почти разряжен;
• стеклянные и пластиковые части прибора могут повредиться из-за высокой температуры и повлиять на его точность;
• аккумулятор состоит из 6 банок, а прибор установлен только в одной и отображает данные только по ней, ситуация же в остальных банках может существенно отличаться и влиять на общую работу всего АКБ.

Автолюбители отмечают еще один недостаток такого индикатора – чтобы проверить заряд нужно открыть капот и заглянуть под него. Конечно же, гораздо удобнее, когда данные отображаются прямо в салоне автомобиля.

Схема эквивалента компаратора напряжения с двухполярным источником питания

Компараторы напряжения LM339, LM393 и LM311могут работать с одно- или двухполярным источником питания до 32 вольт максимум.

При работе с двухполярным питанием, режим сравнения напряжения остается таким же, за исключением того, что для большинства схем эмиттер выходного транзистора подключается к отрицательной шине питания, а не к общей цепи. Исключением из этого правила является операционный усилитель LM311, имеющий изолированный эмиттер, который можно подключить как к минусу однополярного источника питания, так или к общему проводу двухполярного.

При работе с двухполярным источником питания, входное напряжение может быть выше или ниже относительно общего провода блока питания. Кроме того, один из входов компаратора может быть подключен к общему проводу, таким образом создается детектор «пересечение нуля».

Точность показаний

Целиком верить индикатору, встроенному в корпус батареи автомобиля, не стоит. Многие водители утверждают, что эта система определения порой сбоит, и точно установить состояние АКБ не всегда удается.

В пластиковом корпусе ареометра находятся несколько разноцветных шаров, имеющих разный удельный вес. Какой из них всплывет – зависит от плотности рабочего раствора. Каких-либо ламп или схем контроля стандартный индикатор не предполагает. Бывает, измеритель выдает ложные показания.

По каким причинам бывают погрешности:

• температура влияет на параметр плотности электролита. Если на улице мороз – плотность увеличивается. В глазке при таком раскладе виден зеленый шарик, а по факту батарея может быть сильно разряжена;
• температура влияет на состояние самого ареометра. Сделано это устройство обычно из пластика и стекла – материалов, имеющих малую устойчивость к температурным изменениям;
• после добавления электролита индикатор стал неверно показывать. Добавлять рабочий раствор в принципе нельзя, АКБ от этого не станет выдавать заданные параметры, и по факту находится в разряженном состоянии. Ареометр в то же время показывает, что подзарядка не нужна;
• аккумулятор включает в себя шесть последовательно соединенных «банок», а измеритель находится только в одной. То есть вывод о состоянии батареи делается на основе единственной «банки», а что с остальными – неясно. А в них может быть понижена плотность, а то и вовсе короткое замыкание, что сказывается на работе самой АКБ;
• в АКБ оплыла активная масса. Обычно это случается со старыми источниками питания или при несоблюдении правил эксплуатации. Напряжение под нагрузкой в такой ситуации падает, и стартер не может прокрутить и раза;
• ареометры в плане конструкции достаточно просты, в них порой создаются газовые пробки, шарик «залипает», что и может стать причиной погрешности или вовсе отказа индикатора.

Нормальное напряжение АКБ при проверке мультиметром.

Значение цветов индикатора

Видя, какой цвет «горит», надо понимать, о чем это говорит. Всего их три: зеленый, черный и белый. По ним судят о степени заряда и состоянии рабочего раствора. Есть батареи, встроенный ареометр, который имеет еще и красный цвет.

Цвета обозначения свидетельствуют о тех или иных проблемах, или их отсутствии:

Значение цветов индикатора.

• зеленый. Если при взгляде на датчик виден этот цвет, значит с аккумулятором все в порядке. То есть электролит в норме, заряд полон (минимум – 80%), и подзарядка не требуется. Поводов для беспокойств нет – можно смело ездить;
• красный. Не зря этот цвет много где используется как «тревожный», и для автомобильной батареи не исключение. Если через глазок виден красный шарик, значит аккумулятор сильно разряжен, и рекомендуется его подключить к ЗУ в ближайшее время. Маловероятно, что мотор заведется при таком состоянии батареи;
• черный. Этот цвет означает то же, что и красный: плотность рабочего раствора упала, в результате чего утонул зеленый шарик. Через глазок при этом видна только черная поверхность трубки. Что делать – ставить батарею на подзарядку;
• белый. Шарик этого цвета говорит о недостатке электролита. Тут или обращаться в автомастерскую, или самому заливать дистиллированную воду, для чего надо будет разобрать АКБ.

Если подытожить, зеленый – все в порядке, черный или красный – требуется подзарядка. С белым несколько сложнее, так как это значит, что в аккумуляторе мало рабочего раствора, по причине его «выкипания» или утечки. Сперва рекомендуется осмотреть корпус на наличие дефектов. Электролит, точнее его водная составляющая, в ходе химической реакции испаряется, и выходит через особые клапаны давления. Обычно в необслуживаемых АКБ испарение минимально, но бывает.

Производители нарочно делают АКБ необслуживаемыми, чтобы не было возможности их разбирать. Но умельцы нашли способ доливки дистиллированной воды, один из них – просверливание отверстий. Метод рабочий, но все же применять на практике его не рекомендуется.

Описание

Микросхема с маркировкой «LM339N» выпускается в стандартной пластиковой упаковке для дырочного монтажа PDIP, и с «LM339» для поверхностного – SOIC, SOP, SSOP. Такое обозначение на корпусе является основным отличием данных устройств, которые по электрическим параметрам полностью идентичны. Развернутая распиновка, с указанием назначения выводов, представлена на рисунке.

Максимальные параметры

LM339(N) нельзя использовать в режиме линейного усиления как обычный ОУ. Наиболее частое применение в качестве электронного ключа, предъявляют ему немного другие требования. Одним из которых является высокое быстродействие. Приведём основные значения его предельно допустимых характеристик:

• постоянное напряжение питания (VCC) до 36 В (или ± 18 В);
• дифнапряжение на входе (VIN) от -36 В до +36 В;
• диапазон синфазного напряжения (VI) от -0,3 В до +36 В;
• выходной ток (IO) до 20 мА;
• бесконечная длительность КЗ вывода «Output» на землю;
• температура: кристалла при работе (TJ) до 150oC; при хранении (TSTG) от -65 oC до +150 oC.

Принцип работы

Какова схема включения компаратора lm339 и как работает? В основе работы каждого из 4 входящих в ее элементов лежит простейший операционный усилитель (ОУ), заточенный на функционирование в режиме переключателя с большой скоростью.

Разберемся, как работает такой «переключатель». Вариант одной из схем применения компаратора, для наглядности и понимания процесса, представлен на рисунке ниже. Как видно, у него есть два входа, обозначенные символами «+IN» и «-IN». На них подается разные по величине потенциалы, относительно «GND», которые устройство сравнивает и выдает сигнал на выход «Output». Питающее напряжение 12 В подано на контакты «VCC» и «GND».

Если сравниваемое напряжение на «+IN» больше, чем на «-IN», относительно «Gnd», то на выходе «Output» появится положительный потенциал – «логическая единица». Через светодиод VD2 с ограничивающим резистором R1 на землю «GND» потечёт ток (IOUT) питающего напряжения. VD2 при этом засветится, а VD1 будет выключен.

При изменении ситуации, когда сравниваемое напряжение на «-IN» будет больше, чем на «+IN», на выходе «Output» появится отрицательный потенциал — «логический ноль». Соответственно загорится светодиод VD1, а VD2 будет погашен.

По такому принципу работает, например — одноканальный отечественный 140уд7. Однако существуют компараторы, у которых на выходе нельзя сформировать «логическую единицу», т.е. получить положительный сигнал. Возможно только «ноль» или ничего. Именно такими устройствами, их также называют «с открытым коллектором», оснащен четырехканальный LM339.

Данная особенность объясняется наличием у компараторов микросхемы внутреннего транзистора Q8. Его коллектор является выводом «Output», а эмиттер подключен к «GND». Он открывается только при большем потенциале на «-IN», относительно «+IN». При отсутствии сигнала — закрыт. Структурная схема из datasheet на LM339 представлена на рисунке.

Контакт «-IN» обычно называют инвертирующим, а «+IN» неинвертирующим.

Аналоги

Аналогом LM339(N) считаются следующие устройства: KIA339 (KEC), HA17339A (Renesas), UPC339GR (NEC). Немного хуже по параметрам, но иногда подходят в качестве замены: китайская SDP339 (Shaoxing Devechip Microelectronics Co.) или узбекская К1401СА1 (ОАО «Фатон» г.Ташкент). Многие известные зарубежные компании выпускают её со стандартной маркировкой по лицензии TI.