حماية المكثفمبني على استخدام مقاومات أشباه الموصلات من النوع غير الخطي، وهو بمثابة وسيلة ممتازة للحماية ضد ارتفاع الفولتية.

يتميز المكثف بخاصية الجهد الحالي المعبر عنها بشكل حاد من النوع غير الخطي. بفضل هذه الخاصية، تحل حماية المكثف بنجاح مشاكل حماية مختلف الأجهزة المنزلية والمنشآت الصناعية.

مبدأ تشغيل المكثف

يتم توصيل حماية المكثف بالتوازي مع المعدات الرئيسية التي تحتاج إلى الحماية. بعد حدوث نبضة جهد، بسبب وجود خاصية غير خطية، يقوم المكثف بتحويل الحمل وتقليل قيمة المقاومة إلى عدة كسور من الأوم. الطاقة، عند الجهد الزائد، يتم امتصاصها وتبددها على شكل حرارة. يقوم المكثف، كما كان، بقطع نبض الجهد الزائد الخطير، وبالتالي يظل الجهاز المحمي سليما، وهو أمر ممكن حتى مع انخفاض مستوى العزل.

أرز. رقم 1. رسم تخطيطي لتصميم المكثف وخصائصه.

رمز المكثف، على سبيل المثال، СHI-1-1-1500. CH تعني المقاومة غير الخطية، والقيمة الرقمية الأولى هي المادة، والثانية هي التصميم (1-قضيب؛ 2-قرص)، والرقم الثالث هو رقم التصميم، والرقم الأخير يشير إلى قيمة انخفاض الجهد.

جدول تصنيف الفاريستور

ميزات تصميم المتغيرات

المواد الأكثر شعبية من الناحية التكنولوجية لتصنيع المكثفات هي أكسيد الزنك أو مسحوق كربيد السيليكون، فهو يسمح لك بامتصاص نبضات الجهد بنجاح بنبضات عالية الطاقة. وتعتمد عملية التصنيع على تقنية “السيراميك” التي تتكون من عناصر الضغط مع إطلاق النار، وتركيب الأقطاب الكهربائية، والأسلاك، وتغطية الأجهزة بعازل كهربائي وطبقة مقاومة للرطوبة. بفضل التكنولوجيا القياسية، يمكن تصنيع المقاومات حسب الطلب.

معلمات الفاريستور

1. يعتبر جهد التصنيف المقدر Ucl مؤشرًا ثابتًا، وعند هذه القيمة يمر التيار المقنن عبر الجهاز.
2. الحد الأقصى المسموح به لجهد النبض للمتغيرات من النوع القضيبي يقع ضمن النطاق من 1.2 فولت إلى 2 فولت، لأجهزة القرص ضمن النطاق من 3 إلى 4 فولت.
3. معامل اللاخطية β - يوضح نسبة مقاومة المكثف للتيار المباشر إلى مقاومته للتيار المتردد.
4. يشير زمن الاستجابة أو وقت الاستجابة إلى الانتقال من موضع المقاومة العالية إلى موضع المقاومة المنخفضة ويمكن أن يصل إلى عدة ns، أي حوالي 25 ns.

حماية الفاريستور

متغيرات الحماية، العلامات التجارية: VR-2، VR-2؛ CH2-1؛ تم تصميم CH2-2 للجهد في النطاق من 68 فولت إلى 1500 فولت، وطاقة التبديد في النطاق من 10 إلى 114 جول، ويجب أن يتجاوز معامل اللاخطية 30.

يفي جهد مكثفات الطبقة الواقية بأقصى جهد ممكن لذروة توصيل الطاقة، ويجب مراعاة حدود عدم استقرار الجهد التي تصل إلى 10% وانتشار قيم جهد التصنيف اعتمادًا على الظروف التكنولوجية.

Ucl ≥ Unom * *1.1 * 1.1

للشبكة U = 220 فولت، Ucl ≥ 375 فولت.

لجهد الشبكة على ثلاث مراحل أونوم = 380 فولت؛ UCL ≥ 650 فولت

نطاق تطبيق الفاريستورات

تُستخدم الأجهزة في الأجهزة التي تعمل على تثبيت مصادر الجهد العالي في أجهزة التلفزيون، لضمان تدفق تيار مستقر في ملفات الانحراف لأنابيب الصور، كما يتم استخدامها لإزالة مغنطة أنابيب الصور الملونة وفي أنظمة التحكم الآلي.

يتم استخدام المكثف في تصميم مرشح الشبكة، فهو يمنع نبض الجهد الزائد ويوفر الحماية في كل من دوائر الطور والدوائر الصفرية.

أرز. رقم 2. مرشح التيار المتردد الذي يستخدم الحماية من زيادة التيار المكثف، يمكن للحماية الحديثة أن تمتص زيادات الطاقة التي تصل إلى 3400 جول، وتوفر هذه الحالة الحماية من أي حالات طارئة غير متوقعة.

تستخدم المتغيرات على نطاق واسع في تصميم الهواتف المحمولة لحمايتها من الكهرباء الساكنة.

تعد إلكترونيات السيارات وشبكات الاتصالات مجالًا شائعًا آخر لتطبيق المكثفات. تُستخدم المتغيرات في إضاءة الفلورسنت لحماية كوابح الإلكترونية من الجهد الزائد.

التناظرية لحماية المكثف هي الحماية من الصواعق لمانعات الصواعق ضد الجهد الزائد والعواصف الرعدية في دوائر الجهد العالي والخطوط الهوائية والمحطات الفرعية.

تم تجهيز الشبكة الكهربائية الداخلية للمبنى بخزائن الجهد الزائد.

أرز. رقم 3. SHCHZIP - درع زيادة التيار.

ميزة تصميمية للحماية من زيادة التيار في المبنى ووضعها في اللوحة. وهذا هو الفصل بين ناقل التأريض وسلك الطور على مسافة كبيرة من بعضهما البعض أكثر من 1 متر. يتطلب اختيار العناصر الموجودة في الخزانة وتركيب أدوات الحماية من زيادة التيار حسابًا دقيقًا ويتم اختياره بشكل فردي لكل تركيب كهربائي محدد.

اكتب تعليقات أو إضافات على المقال، ربما فاتني شيء ما. ألقِ نظرة، وسأكون سعيدًا إذا وجدت أي شيء آخر مفيدًا لي.

المتغيرات- وسيلة موثوقة ل قمع الطفرةفي الدوائر الكهربائية الأولية. شركة ليتلفوزتنتج مجموعة واسعة من هذه المنتجات، والتي تتكون من عدة سلاسل، بما في ذلك رواد الصناعة في تبديد الطاقة، والمتغيرات الصناعية من السلسلة ج-ثالثا.

لكي تكون واثقًا من الأداء الموثوق للجهاز الذي يتم تطويره، من الضروري التفكير في قمع ارتفاعات الجهد في المراحل الأولى من التطوير. يمكن أن تكون هذه مهمة معقدة لأن المكونات الإلكترونية حساسة جدًا للعابرين. يجب على المصمم تحديد نوع الخطر الذي يمكن أن يسبب زيادات في الطاقة وما هي المعايير التي يجب أن يفي بها الجهاز بناءً على تطبيقه. تُستخدم المتغيرات في أغلب الأحيان لقمع ارتفاع الجهد في الدوائر الأولية. هناك العديد من شركات تصنيع المكثفات في السوق. دعونا نلقي نظرة على أنواع مختلفة من المقاومات، ونتناول جوهرها المادي ونقارن المقاومات من الشركة الرائدة في سوق مكونات الحماية - الشركة ليتلفوز– مع متغيرات من شركات مصنعة مشهورة أخرى – ابكوسو فنغهوا.

المكثف هو جهاز إلكتروني تتغير مقاومته بشكل غير خطي مع تغيرات الجهد الموردة إليه؛ وتشبه خاصية جهد التيار (CV) الخاصة به خاصية جهد التيار لثنائيات زينر ثنائية الاتجاه. يتكون المكثف بشكل أساسي من أكسيد الزنك ZNO مع كميات صغيرة من البزموت والكوبالت والمغنيسيوم وعناصر أخرى. يتم تلبيد مكثف الأكسيد المعدني (MOV) أثناء عملية التصنيع في شبه موصل سيراميكي ببنية مجهرية بلورية تسمح بتبديد طاقات كبيرة جدًا، ولهذا السبب غالبًا ما يتم استخدام المكثفات للحماية من زيادات الجهد الناتجة عن ضربات البرق والعابرات والظواهر. الأحمال الحثية، والتفريغ الكهروستاتيكي في دوائر التيار المتردد والتيار المستمر، وكذلك في خطوط الطاقة الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام المكثفات في شبكات الجهد الثابت، مثل إمدادات الطاقة ذات الجهد المنخفض أو دوائر السيارات. تسمح عملية إنتاج المتغيرات بإعطاء مجموعة متنوعة من الأشكال. ومع ذلك، فإن عامل الشكل الأكثر شيوعًا للفاريستورات هو القرص ذو الخيوط الشعاعية.

خصائص الفاريستور

جسم المكثف عبارة عن بنية حبيبية متناحية من أكسيد الزنك ZnO (الشكل 1). يتم فصل الحبيبات عن بعضها البعض، ويكون لحدود الفصل الخاصة بها خاصية جهد التيار المشابهة لوصلة pn في أشباه الموصلات. هذه الحدود عند الفولتية المنخفضة لها موصلية منخفضة جدًا، والتي تزداد بشكل غير خطي مع زيادة الجهد عبر المكثف.

يظهر الشكل 2 خاصية متناظرة لجهد التيار. وبفضلها، يقوم المكثف بعمل ممتاز في قمع ارتفاعات الجهد. عندما تظهر في الدائرة، تنخفض مقاومة المكثف عدة مرات: من حالة غير موصلة تقريبًا إلى حالة موصلة للغاية، مما يقلل نبض الجهد إلى قيمة آمنة للدائرة. وبالتالي، فإن طاقة نبض جهد الدخل، التي قد تكون خطرة على عناصر الدائرة، يتم امتصاصها بواسطة المكثف وتحمي المكونات الحساسة لارتفاع الجهد.

عند نقاط الاتصال بين الميكروبيدات المكثفة، يحدث تأثير التوصيل. نظرًا لأن عدد الحبيبات في حجم المكثف كبير جدًا، فإن الطاقة التي يمتصها المكثف تتجاوز بشكل كبير الطاقة التي يمكن أن تمر عبر تقاطع p-n واحد في ثنائيات زينر. أثناء مرور التيار عبر المكثف، يتم توزيع شحنة المرور بأكملها بالتساوي في جميع أنحاء الحجم بأكمله. وبالتالي، فإن كمية الطاقة التي يمكن أن يمتصها المكثف تعتمد بشكل مباشر على حجمه. يعتمد جهد تشغيل المكثف والتيار الأقصى على المسافة بين الأقطاب الكهربائية التي توجد بينها حبيبات أكسيد الزنك. ومع ذلك، هناك العديد من الجوانب التكنولوجية الأخرى التي تحدد هذه المعلمات الكهربائية: تكنولوجيا التحبيب والتلبيد، التي تؤثر على حجم الحبيبات ومنطقة الاتصال بها، وتوصيل الخيوط المعدنية، وطلاء المكثف، والمواد المضافة لصناعة السبائك. على سبيل المثال، يعتمد نطاق درجة حرارة تشغيل مكثفات القرص على نوع طلاء القرص: بالنسبة للمقاومات المغطاة بالإيبوكسي، يكون النطاق -55...85 درجة مئوية، بالنسبة لطلاء الفينول، الموجود في مقاومات سلسلة Littelfuse ج-ثالثا، تم تمديد هذا النطاق إلى 125 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع معظم سلاسل المقاومات المثبتة على السطح بنطاق درجة حرارة تشغيل ممتد.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على مبدأ تشغيل المكثف.

يوجد في جسمه، بين نقاط الاتصال المعدنية، حبيبات ذات حجم متوسط ​​d (الشكل 3).

أرز. 3. تمثيل تخطيطي للبنية المجهرية لمكثف أكسيد المعدن

يتم فصل حبيبات أكسيد الزنك الموصلة ذات الحجم الحبيبي المتوسط ​​d عن بعضها البعض بواسطة حدود بين الحبيبات.

عند تصميم مكثف لجهد مقنن معين Vn، فإن المعلمة الرئيسية هي عدد الحبيبات n الموجودة بين جهات الاتصال، والتي تؤثر بدورها على حجم المكثف. من الناحية العملية، تتميز مادتها بتدرج الجهد V/mm، ويتم قياسه في اتجاه خطي واحد مع المستوى الطبيعي لمستوى المكثف. للتحكم في التركيب وظروف الإنتاج، يجب أن يكون التدرج ثابتًا. نظرًا لأن الأبعاد الفيزيائية للفاريستور لها حدود معينة، فإن مزيج الشوائب في الجهاز يجعل من الممكن تحقيق حجم حبيبي معين والنتيجة المرجوة.

الخاصية الأساسية لمكثف ZnO هي انخفاض الجهد المستمر تقريبًا عند حدود الحبوب في جميع أنحاء الحجم بأكمله. تظهر الملاحظات أنه، بغض النظر عن نوع المكثف، فإن انخفاض الجهد عند حدود التلامس للحبيبات يكون دائمًا 2...3 فولت. ولا يعتمد انخفاض الجهد عند حدود الحبيبات على حجم الحبيبات نفسها. وبالتالي، إذا حذفنا الطرق المختلفة لإنتاج وسبائك أكسيد الزنك، فإن جهد المكثف سيعتمد على سمكه وحجم الحبيبات. يمكن التعبير عن هذا الاعتماد بسهولة بالشكل التالي (الصيغة 1):

حيث d هو متوسط ​​حجم الحبيبة.

مع مراعاة

,

نحصل على البيانات الواردة في الجدول 1.

الجدول 1. اعتماد المعلمات الهيكلية للمكثف على الجهد

الجهد المتغير Vn- هذا هو الجهد على خاصية الجهد الحالي، حيث يحدث الانتقال من حالة التوصيل المنخفض في القسم الخطي من الرسم البياني إلى الوضع غير الخطي لحالة موصلة للغاية. بالاتفاق العام، تم اختيار تيار قدره 1 مللي أمبير لتوحيد القياسات.

على الرغم من أن المتغيرات يمكن أن تمتص كميات كبيرة من الطاقة في بضعة ميكروثانية، إلا أنها لا يمكن أن تظل موصلة لفترة طويلة. لذلك، في بعض الحالات، على سبيل المثال، عندما يزيد الجهد في الشبكة لفترة طويلة إلى مستوى الزناد، يبدأ المكثف في التسخين بشدة. قد يؤدي ارتفاع درجة حرارته إلى نشوب حريق (الشكل 4). للحماية من هذا، تم استخدام الثرمستورات. يتم حماية المكثف المزود بثرمستور مدمج من الحرارة الزائدة، مما يطيل عمر الخدمة ويحمي الجهاز من الحريق المحتمل.

دعونا نجري تحليلًا مقارنًا للمكثفات الأكثر شيوعًا التي تنتجها Littelfuse وEpcos وFenghua بجهود تشغيل تبلغ 250 و275 فولت (AC rms) وأقطار قرص تبلغ 10 و14 و20 ملم.

كما يتبين من الجدول 2، فإن الطاقة التي يتبددها المكثف لا تعتمد فقط على حجمه، ولكن أيضًا على تكنولوجيا الإنتاج والمواد المستخدمة لإنتاج السلسلة. يرجى ملاحظة أن سلسلة الصف الصناعي ج-ثالثاالمسلسل من إنتاج شركة Littelfuse حصل على المركز الأول UltraMOVكما أظهرت أداءً عاليًا جدًا، حيث كانت على مستوى منافسيها - السلسلة متقدمإنتاج ابكوس. ويمكن أيضًا ملاحظة أن المقاومات C-III، ذات الحجم الأصغر (D = 14 مم)، تتمتع بتبديد طاقة أكبر من السلسلة القياسية من المنافسين، والتي لها أبعاد أكبر (D = 20 مم)، والفرق في تبديد الطاقة بين المتغيرات عالية الجودة في الغلاف هي D = 20 مم ويمكن أن تختلف المتغيرات القياسية في الغلاف D = 10 مم بترتيب من حيث الحجم.

الجدول 2. تحليل مقارن للفاريستورات الأكثر شعبية التي تنتجها Littelfuse وEpcos وFenghua

اسم	الصانع	مسلسل	د، مم	في آر إم إس، V	آيماكس (8/20 ميكروثانية)، أ	Wmax (2 مللي ثانية)، J
	ليتلفوز	ج-ثالثا	20	275	10000	320
	ليتلفوز	ج-ثالثا	20	250	10000	300
,	ابكوس	متقدم	20	275	10000	215
,	ابكوس	متقدم	20	250	10000	195
	ليتلفوز	الترا موف®	20	275	6500	190
	ليتلفوز	الترا موف®	20	250	6500	170
,	ابكوس	معيار	20	275	8000	151
	ليتلفوز	ج-ثالثا	14	275	6500	145
	فنغهوا	عام	20	275	6500	140
,	ابكوس	معيار	20	250	8000	140
	ليتلفوز	ج-ثالثا	14	250	6500	135
	فنغهوا	عام	20	250	6500	130
,	ابكوس	متقدم	14	275	6000	110
	ليتلفوز	الترا موف®	14	275	4500	110
,	ابكوس	متقدم	14	250	6000	100
	ليتلفوز	الترا موف®	14	250	4500	100
	فنغهوا	عام	14	275	4500	75
,	ابكوس	معيار	14	275	4500	71
	فنغهوا	عام	14	250	4500	70
	ليتلفوز	ج-ثالثا	10	275	3500	70
,	ابكوس	معيار	14	250	4500	65
	ليتلفوز	ج-ثالثا	10	250	3500	60
,	ابكوس	متقدم	10	275	3500	55
	ليتلفوز	الترا موف®	10	275	2500	55
,	ابكوس	متقدم	10	250	3500	50
	ليتلفوز	الترا موف®	10	250	2500	50
	فنغهوا	عام	10	275	2500	45
,	ابكوس	معيار	10	275	2500	43
	فنغهوا	عام	10	250	2500	40
,	ابكوس	معيار	10	250	2500	38

نظرة عامة على المتغيرات التي تنتجها شركة Littelfuse، مقسمة إلى سلسلة ومجالات التطبيق، معروضة في الجدول 3.

الجدول 3. مجالات تطبيق مكثفات Littelfuse

شريحة	التطبيقات والأمثلة النموذجية	مسلسل	تكنولوجيا	تركيب مصلحة الارصاد الجوية
معدات الجهد المنخفض، أجهزة لوحة واحدة	الأجهزة المحمولة والمحمولة، وحدات التحكم، معدات القياس، أجهزة الكمبيوتر، أجهزة الاستشعار عن بعد، منافذ وواجهات الإدخال والإخراج، المعدات الطبية	الفصل	وسائل التحقق	+
		MA، ZA، RA، UltraMOV، CIII	وسائل التحقق
		مل، مل، ملن، MHS	MLV	+
الشبكات الكهربائية، حماة الطفرة	إمدادات الطاقة غير المنقطعة، عدادات الطاقة، إمدادات طاقة التيار المتردد، برامج تشغيل LED، إمدادات الطاقة، إمدادات الطاقة الصناعية، قواطع الدائرة، واقيات التيار الكهربائي، الإلكترونيات الاستهلاكية، إدارة الطاقة	TMOV، UltraMOV، CIII، LA، HA، HB، HG، HF، DHB، TMOV34S، RA	وسائل التحقق	–
		SM20، SM7، CH	وسائل التحقق	+
إلكترونيات السيارات	ABS، حافلات البيانات، وحدات تحكم المحركات، السيرفو، الوسائد الهوائية، التحكم في المرايا، النوافذ الكهربائية، الفرش	SM7، CH	وسائل التحقق	–
		زا، إل أوتراموف	وسائل التحقق	–
		أومل، مل، مل، ملن، MHS	MLV	+
معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية	الهواتف الخلوية وهواتف DECT، وأجهزة التوجيه، وأجهزة المودم، وبطاقات الشبكة، وحماية معدات المشتركين، T1/E1/ISDN، وحماية ناقل البيانات	SM7، CH	وسائل التحقق	–
		زا، إل أوتراموف	وسائل التحقق	–
		SM20، SM7، مل، مل، ملن، MHS	MLV	+
معدات صناعية قوية	مرحلات الطاقة، الملفات اللولبية، محركات المحركات، إمدادات الطاقة، الروبوتات، المحركات الكبيرة/المضخات/الضواغط	DA/DB، BA/BB، CA، HA، HB، HC، HG، HF، DHB، TMOV34S، CIII، UltraMOV	وسائل التحقق	–

الأدب

1. http://www.littelfuse.com/.
2. دليل اختيار منتج حماية الدوائر الإلكترونية.
3. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_product_selection_guide.pdf.pdf.
4. متغيرات أكسيد المعدن (MOVs).
5. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_varistor_catalog.pdf.pdf.

إذا وجدت، عند إصلاح مكيف الهواء، فتيلًا منفجرًا على لوحة الدائرة الكهربائية، فلا تتعجل في تغييره على الفور، اكتشف أولاً سبب احتراقه.

على الأرجح حدث هذا بسبب ارتفاع الطاقة في الشبكة.

عند قياس جهد الإمداد في الشبكة، فإنه يتقلب باستمرار، وليس دائمًا ضمن الحدود الآمنة لمكيفات الهواء.

بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الشبكة دائمًا على نبضات قصيرة بجهد يصل إلى عدة كيلو فولت. يحدث هذا بسبب الإيقاف والتشغيل المستمر للأحمال الحثية والسعوية (المحركات الكهربائية والمحولات وما إلى ذلك)، وكذلك بسبب كهرباء الغلاف الجوي.

مكيفات الهواء، مثل أي معدات إلكترونية أخرى، محمية في هذه الحالة بواسطة المكثفات. بتعبير أدق، التعبئة الإلكترونية لمكيف الهواء - لوحة التحكم.

مخطط اتصال المكثف القياسي

يتم توصيل Varistor VA1 بالتوازي مع الحمل المحمي، ويتم وضع المصهر F1 أمامه:

مبدأ تشغيل المكثف

في الأساس، المكثف عبارة عن مقاوم أشباه الموصلات غير الخطية، وتعتمد موصليته على الجهد المطبق عليه. في الجهد العادي، يمرر المكثف تيارًا صغيرًا بشكل مهمل من خلال نفسه، وعند عتبة جهد معينة يفتح ويمرر التيار بأكمله من خلال نفسه. وبالتالي، فإنه يقوم بتصفية النبضات القصيرة، إذا كانت النبضة أطول، والتيار المتدفق عبر المكثف يتجاوز التيار المقدر للمصهر، فسوف يحترق ببساطة، ويؤدي إلى إلغاء تنشيط الحمل وحمايته.

وضع علامات على المتغير

هناك عدد كبير من المتغيرات من مختلف الشركات المصنعة، مع الفولتية التشغيلية المختلفة والمصممة لتيارات مختلفة. يمكنك معرفة أي مكثف تم تثبيته من خلال وضع العلامات عليه. على سبيل المثال، وضع علامات على المقاومات لجنة المصالحة الوطنية:

سي إن آر-07D390K، أين:

• لجنة المصالحة الوطنية- السلسلة، العنوان الكاملسينترا مقاومات أكسيد المعادن
• 07- القطر 7 ملم
• د – القرص
• 390 - جهد التشغيل، يتم حسابه عن طريق ضرب أول رقمين في 10 إلى قوة الرقم الثالث، أي 39 مضروبًا في 10 إلى قوة الصفر، وتحصل على 39 فولت، 271-270 فولت، إلخ.
• ك- التسامح هو 10٪، أي أن انتشار الجهد يمكن أن يتقلب من الجهد الاسمي بنسبة 10٪ في أي اتجاه.

كيفية العثور على مكثف على السبورة؟

وفقا للرسم البياني أعلاه، فمن الواضح أن هذا العنصر يقع بجانب المصهر عند النقطة التي تدخل فيها أسلاك الكهرباء إلى اللوحة. عادة ما يكون هذا القرص أصفر أو أخضر داكن.

في الصورة يشار إلى المكثف بسهم أحمر. قد يعتقد المرء أن المكثف عبارة عن جزء أزرق مغطى بالسخام الأسود، ولكن عند التكبير يمكنك رؤية شقوق على جسم المكثف، والتي منها الأجزاء القريبة مغطاة بالسخام، ويمكن رؤية ذلك بوضوح من الجانب الخلفي، حيث الرموز مكتوبة. حتى لو لم تكن موجودة، يمكنك التعرف على المكثف، مع العلم أنه متصل بالتوازي مع الحمل أو عن طريق العلامات الموجودة على جسمه.

VA1 هو مكثفوالجزء الأزرق الذي بجانبه هو مكثف C70.

لا تخلط بينهما، فهي متشابهة في الشكل، لذا استرشد بالعلامات والرموز الموجودة على اللوحة.

"بعد العثور على مكثف، تحتاج إلى فكه، بحيث يمكن تركيب واحد جديد في مكانه. ولحام المكثفات، عادةً ما أستخدم مكواة لحام تعمل بالغاز، لأنه لا يوجد دائمًا مصدر طاقة في موقع الإصلاح - في منشأة قيد الإنشاء، على السطح على سبيل المثال، كما أنه من المريح جدًا استخدام مضخة إزالة اللحام - قم بتسخين منطقة اللحام وإزالة اللحام المنصهر باستخدام مضخة إزالة اللحام.

ولكن لهذه الأغراض، فإن الملقط أو الكماشات العادية مناسبة تماما - تحتاج إلى الاستيلاء على ساق الجزء وسحبه عندما يذوب اللحام، إذا كان اللحام الخاص بك لا يذوب بشكل جيد، فمن المرجح أن تكون درجة الحرارة مرتفعة على اللوحة - ما يسمى بالخالي من الرصاص (ربما لاحظت على لوحتي نقش PbF - خالٍ من البرقوق ). في هذه الحالة، تحتاج إما إلى زيادة درجة حرارة طرف مكواة اللحام أو خفض درجة حرارة أخرى أقل في الأعلى، وسوف تذوب منطقة اللحام ويمكن إزالة الجزء. بعد ذلك، نقوم بإدخال مكثف جديد ونلحمه.

بالنسبة للحام، من المريح جدًا استخدام اللحام على شكل سلك يحتوي بالفعل على تدفق بداخله.

لاحظ أيضًا أن معظم الألواح ذات وجهين، لذلك تحتاج إلى لحام أرجل الجزء على جانبي اللوحة، لأنه غالبًا ما يحدث أن تعمل ساق الجزء كوصلة عبور بين المسارات على جوانب مختلفة من اللوحة.

بعد استبدال المكثف، كل ما تبقى هو تثبيت فتيل جديد وتثبيت اللوحة في مكانها.

عادة، تحتوي لوحات دوائر مكيف الهواء على متغيرات بجهد 470 فولت، وصمامات مصنفة من 0.5 أمبير إلى 5 أمبير. لذلك، أوصي بأن يكون لديك دائمًا مخزون صغير من هذه الأجزاء معك.

بالنسبة لأولئك الذين يريدون رؤية العملية بشكل أكثر وضوحًا، أقوم بنشر فيديو تعليمي:

بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إلى إصلاح اللوحة عن طريق استبدال المكثف، سيساعد متخصصو الخدمة لدينا في معرفة الأسعار

المتغيرات هي أجهزة أشباه الموصلات التي تنخفض مقاومتها بشكل حاد (بعدة مراتب من حيث الحجم) عندما يتجاوز الجهد المطبق عليها قيمة عتبة معينة. تحدد هذه الميزة لهذه الأجهزة استخدامها في أنظمة حماية الدوائر الكهربائية من الجهد الزائد (عن طريق توصيل مكثف بالتوازي مع الدائرة المحمية). خاصية الجهد الحالي للفاريستورات متناظرة، لذا فهي تحد من الجهد بغض النظر عن قطبيته، بما في ذلك القدرة على العمل في دوائر الجهد المتناوب.

وكقاعدة عامة، فهي أكسيد المعدن أو أكسيد الزنك. إذا نظرت إلى خصائص الجهد الحالي للمكثف، فيمكنك ملاحظة أنه يحتوي على شكل متماثل غير خطي، أي أنه يمكن أن يعمل ليس فقط على الجهد المباشر، ولكن أيضًا على الجهد المتردد. يتم توصيل هذا العنصر بالتوازي مع الحمل. كيف يعمل الفاريستور؟

عندما يزداد الجهد في الشبكة، لا يمر التيار عبر الجهاز، بل عبر المكثف. مثل هذا الجهاز قادر على توزيع الطاقة على شكل حرارة. مميزاته الرئيسية هي الاستخدام المتكرر ووقت التعافي السريع، مما يعني أن مقاومته هي نفسها عند إزالة التوتر.

ما هو مبدأ تشغيل المكثف؟ لا يختلف الجزء عن المقاوم العادي، أي أنه أثناء التشغيل العادي للإلكترونيات، يكون له مقاومة أومية. لذلك، دعونا نلقي نظرة على مبدأ تشغيل المكثف.

مؤشر هذه المقاومة مرتفع جدًا ويمكن أن يصل إلى 100000 أوم. عند تشغيل الجهد، قد ينخفض ​​بمجرد ظهور الحاجة إلى مستوى الحماية. تنخفض المقاومة من 100.000 أوم إلى 100. إذا انخفضت القيمة إلى حد منخفض أو تساوي الصفر فقد يحدث ذلك، وعندما يقع في الدائرة الكهربائية أمام المكثف يفشل. بعد ذلك، يتم إغلاق الدائرة الكهربائية وإيقاف الجهد بالكامل.

كما ذكرنا سابقًا، في حالة عدم وجود جهد، يمكن استعادة المكثف بالكامل وتشغيله في وضعه السابق. لكي يعمل، يجب استبداله، ومن ثم سيعمل الجهاز الإلكتروني بشكل صحيح. يتم توصيل المكثف بالتوازي مع مصدر الطاقة. دعونا نلقي نظرة على مبدأ تشغيل المكثف باستخدام مثال الكمبيوتر الشخصي العادي. نظرًا لأنه يحتوي على محطتين، يتم الاتصال بالتوازي مع الطور والصفر.

كيف يبدو العنصر؟

جهاز مثل المكثف، الذي توجد صورته في مقالتنا، يشبه المقاوم العادي، أي أنه له شكل مستطيل. ولكن لا يزال هناك اختلاف طفيف.

ويمر في منتصفه قطري ونهايته منحنية.

كيف يتم وضع علامة على المكثف؟

اليوم يمكنك العثور على تسميات مختلفة لهذه الأجهزة. لكل مصنع الحق في تثبيته بشكل مستقل. تختلف العلامات لأن الخصائص التقنية للفاريستورات تختلف عن بعضها البعض. وتشمل الأمثلة مؤشرات مثل الجهد المسموح به أو المستوى الحالي المطلوب.

حاليًا، تقوم كل شركة مصنعة بتعيين العلامات الخاصة بها لهذه الأنواع من الأجهزة. ويفسر ذلك حقيقة أن الأجهزة المنتجة لها خصائص تقنية مختلفة. على سبيل المثال، الحد الأقصى للجهد المسموح به أو المستوى الحالي المطلوب للتشغيل. العلامة الأكثر شيوعًا هي CNR، والتي يتم إرفاق تصنيف مثل 07D390K بها. ماذا يعني هذا؟ لذلك، يشير تعيين CNR نفسه إلى نوع الجهاز. في هذه الحالة، المكثف هو أكسيد المعدن.

المعلمات الأساسية للفاريستورات

تشمل هذه المعلمات:

• معيار الجهد
• الحد الأقصى المسموح به للتيار المتردد والتيار المستمر؛
• ذروة امتصاص الطاقة.
• الأخطاء المحتملة
• وقت تشغيل العنصر

التشخيص

لاختبار هذا الجهاز الإلكتروني، يتم استخدام معدات خاصة تسمى جهاز الاختبار. لذلك، لإجراء الاختبار، ستحتاج إلى مكثف، مبدأه هو تغيير معلمات المقاومة، وجهاز اختبار. قبل البدء، تحتاج إلى تشغيل الجهاز والتحول إلى وضع المقاومة. عندها فقط سيلبي الجهاز جميع المتطلبات الفنية اللازمة، وسيكون مقدار المقاومة هائلاً.

قبل البدء في الاختبار، من الضروري التحقق من الحالة الفنية للجهاز. أولا وقبل كل شيء، يجب أن ننظر إلى مظهره. يجب ألا يظهر على الجهاز أي شقوق أو علامات احتراق. لا ينبغي عليك فحص الجهاز بإهمال، لأن أي عطل بسيط يمكن أن يؤدي إلى ظروف غير سارة.

المتغيرات: التطبيق

تلعب هذه الأجهزة دورًا مهمًا في حياة الإنسان.

من كل ما سبق يمكننا القول أن المكثف، الذي يتمثل مبدأه في حماية الإلكترونيات من الجهد العالي في الشبكة، يساعد على منع انهيار العديد من الأجهزة الكهربائية والحفاظ على سلامة الأسلاك. الموقع الرئيسي هو الدوائر الكهربائية في مختلف المعدات. على سبيل المثال، يتم العثور عليها في عناصر بدء الإضاءة، والتي تسمى أيضًا كوابح. يتم أيضًا تركيب مقاومات خاصة في الدوائر الكهربائية، والتي يعد استخدامها ضروريًا لتثبيت الجهد والتيار.

وتستخدم هذه الأجهزة أيضا في خطوط الكهرباء. ولكن هناك يطلق عليهم اسم أجهزة التفريغ التي يزيد جهد تشغيلها عن عشرين ألف فولت.

يمكن أن تعمل المتغيرات على نطاق جهد واسع، يبدأ بقيمة صغيرة جدًا تبلغ 3 فولت وينتهي عند 200 فولت. أما بالنسبة لتيار العنصر، فيتراوح النطاق من 0.1 إلى 1 أمبير. مثل هذه المؤشرات الحالية صالحة فقط للجهد المنخفض معدات تقنية .

الجوانب الإيجابية للفاريستورات

يتمتع هذا النوع من الأجهزة بالعديد من الصفات الإيجابية بالمقارنة مع الأجهزة الأخرى، على سبيل المثال، مع وجود فجوة شرارة. وتشمل هذه المزايا الهامة ما يلي:

• سرعة عالية للعنصر
• القدرة على مراقبة قطرات التيار باستخدام طريقة خالية من القصور الذاتي؛
• إمكانية الاستخدام عند مستويات جهد تتراوح من 12 إلى 1800 فولت؛
• عمر خدمة طويل
• تكلفة منخفضة نسبيًا بسبب بساطة التصميم.

السلبية

إلى جانب العديد من المزايا مقارنة بالأجهزة الأخرى، هناك أيضًا عيوب كبيرة، من بينها ما يلي.

1. تتمتع المتغيرات بسعة كبيرة مما يؤثر على تشغيل الشبكة الكهربائية. يمكن أن يتراوح هذا المؤشر من 80 إلى 3000 pF. يعتمد ذلك على العديد من النقاط: تصميم ونوع المكثف، وكذلك الحد الأقصى لمستوى الجهد. تجدر الإشارة إلى أنه في بعض الحالات يمكن أن يتحول هذا العيب الكبير إلى ميزة كبيرة. ولكن هذا ممكن في حالات نادرة جدًا، على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم مكثفًا في المرشحات. في مثل هذه الحالة، ستكون السعة الكبيرة بمثابة شبكة عالية الجودة.
2. بالمقارنة مع مانعات التسرب، فإن المقاومات غير قادرة على تبديد الطاقة عند مستويات الجهد القصوى.

ولزيادة معدل التشتت، من الضروري زيادة حجم العناصر، وهو ما تفعله العديد من الشركات المصنعة.

إذا كانت هناك حاجة لتوصيل المكثف بالشبكة الكهربائية، عليك أن تتذكر النقاط المهمة التالية:

• يجب أن تضع في اعتبارك دائمًا أن هذا الجهاز لن يستمر إلى الأبد، وستنشأ ظروف تؤدي إلى انفجاره. لمنع حدوث ذلك، من الضروري استخدام شاشات واقية خاصة يمكن وضع المكثف بأكمله فيها.
• تجدر الإشارة إلى أن الأجهزة التقنية الصوانية أقل شأنا بكثير في خصائصها من نظائرها من الأكسيد. ولذلك فمن الأفضل استخدام هذا النوع من المكثف.

خاتمة

يلعب المكثف دورًا مهمًا في عمل العديد من الدوائر الكهربائية. كما ذكرنا سابقاً فإن هذا النوع من مقاومات أشباه الموصلات يعمل على تقليل قيم المقاومة مع زيادة الجهد أو التيار.

بفضل هذه الميزة، يتم تثبيتها في العديد من الأجهزة الكهربائية. أثناء ارتفاع الجهد، يمنع المكثف، الذي يهدف إلى تغيير المقاومة، الأجهزة من الانكسار. كما أنه يمنع الأسلاك من الاحتراق. وبالتالي، توفر هذه العناصر حماية موثوقة أثناء طفرات الشبكة.

ما هو المكثف ولماذا يتم استخدامه، ومبدأ تشغيل المكثفات، وخصائص الجهد الحالي الخاصة بها، ويتم إعطاء المعلمات الرئيسية للمقاومات المنتجة محليًا، بالإضافة إلى معلمات مكثفات القرص من سلسلة TVR. كيف يبدو المكثف المستخدم في أجهزة الراديو المنزلية، وكذلك مظهر المكثفات القوية.

مبدأ تشغيل المكثف

المتغيرات، المقاومات (الاسم مشتق من كلمتين المقاومات المتغيرة - المقاومة المتغيرة) هي مقاومات من أشباه الموصلات (أكسيد المعدن أو أكسيد الزنك) لها خاصية تقليل مقاومتها بشكل حاد من 1000 ميجا أوم إلى عشرات الأوم عندما يزيد الجهد عليها فوق 1000 ميجا أوم. قيمة العتبة.

في هذه الحالة، تصبح المقاومة أصغر كلما زاد الجهد المطبق. إن خاصية الجهد الحالي النموذجية للمكثف لها شكل متماثل غير خطي واضح (الشكل 1)، أي أنه يمكن أن يعمل أيضًا على الجهد المتردد.

أرز. 1. خاصية فولت أمبير للفاريستور.

يتم توصيل المتغيرات بالتوازي مع الحمل، وعندما يرتفع جهد الدخل، يتدفق تيار الضوضاء الرئيسي من خلالها، وليس من خلال المعدات.

وبالتالي، فإن المكثفات تبدد طاقة التداخل على شكل حرارة. تمامًا مثل مفرغ الغاز، يعتبر المكثف عنصرًا متعدد الوظائف، ولكنه يستعيد مقاومته العالية بشكل أسرع بكثير بعد إزالة الجهد.

مزايا الفاريستورات، مقارنة بمفرغات الغاز، هي:

• سرعة أكبر
• مراقبة خالية من القصور الذاتي لانخفاض الجهد.
• متاح لمجموعة واسعة من الفولتية التشغيل (من 12 إلى 1800 فولت)؛ س الخدمة الطويلة في الحياة؛
• لديها تكلفة أقل.

تستخدم المتغيرات على نطاق واسع في المعدات الصناعية والأجهزة المنزلية:

• لحماية أجهزة أشباه الموصلات: الثايرستور، والترياك، والترانزستورات، والثنائيات، وثنائيات زينر؛
• للحماية الكهروستاتيكية لمدخلات المعدات الراديوية؛
• للحماية ضد الزيادات الكهرومغناطيسية في العناصر الحثية القوية؛
• كعنصر إطفاء الشرر في المحركات والمفاتيح الكهربائية.

أنواع الفاريستورات

لا يزيد زمن الاستجابة النموذجي للمتغيرات عند تعرضها للجهد الزائد عن 25 نانو ثانية، لكن هذا قد لا يكون كافيًا لحماية بعض أنواع المعدات (للحماية الكهروستاتيكية، لا يلزم أكثر من 1 نانو ثانية).

ولذلك، فإن تحسين تكنولوجيا تصنيع المكثفات في جميع أنحاء العالم يهدف إلى زيادة أدائها.

على سبيل المثال، فإن شركة "S+M Epcos"، بفضل استخدامها في تصنيع متغيرات البنية متعددة الطبقات SIOV-CN وتصميمها SMD (تصميم بدون رصاص للتركيب على السطح)، قادرة على تحقيق وقت استجابة أقل من 0.5 ns (عندما تكون هذه العناصر موجودة للحصول على السرعة المحددة، تحتاج لوحة الدائرة المطبوعة بالفعل إلى تقليل محاثة موصلات التوصيل الخارجية).

في تصميم قرص المتغيرات، بسبب محاثة الخيوط، يزداد وقت الاستجابة إلى عدة نانو ثانية.

إن وقت الاستجابة القصير والموثوقية العالية والخصائص الكهربائية الممتازة على مدى نطاق واسع من درجات حرارة التشغيل بأبعاد صغيرة تجعل من المكثفات متعددة الطبقات الخيار الأول عند اختيار عناصر حماية الشحنة الثابتة.

أرز. 2. ظهور المكثفات.

أرز. 3. ظهور مكثفات قوية.

على سبيل المثال، في مجال إنتاج الهواتف المحمولة، يمكن بالفعل اعتبار المكثفات متعددة الطبقات معيارًا للحماية من الكهرباء الساكنة.

يمكن لمتغيرات CN أن تحمي بشكل موثوق من التفريغ الساكن: لوحات المفاتيح، وموصلات الفاكس والمودم، وموصلات الشاحن، ومدخلات الدوائر الدقيقة التناظرية المتكاملة، ومخرجات المعالجات الدقيقة.

خصائص الفاريستورات

المؤشرات الرئيسية، والتي تستخدم لوصف خصائص الفاريستورات، نكون:

• Un - جهد التصنيف، الذي يتم قياسه عادةً عند تيار قدره 1 مللي أمبير، هو معلمة شرطية يتم الإشارة إليها عند وضع علامات على العناصر؛
• أم - الحد الأقصى المسموح به للجهد المتناوب الفعال (جذر متوسط ​​تربيع) ؛
• أم= - الحد الأقصى للجهد المباشر المسموح به؛
• P هو متوسط ​​تبديد الطاقة المقدر، وهذا هو الذي يمكن للمكثف أن يتبدده خلال فترة الخدمة بأكملها مع الحفاظ على المعلمات ضمن الحدود المحددة؛
• W هو الحد الأقصى للطاقة الممتصة المسموح بها بالجول (J) عند تعريضها لنبضة واحدة.
• Ipp - الحد الأقصى لتيار النبض الذي يستغرق وقت الارتفاع/مدة النبض: 8/20 μs؛
• Co هي السعة المقاسة في الحالة المغلقة؛ أثناء التشغيل، تعتمد قيمتها على الجهد المطبق، وعندما يمرر المكثف تيارًا كبيرًا من خلال نفسه، فإنه ينخفض ​​إلى الصفر.

تحدد قيمة W المدة التي يمكن أن يستمر فيها الحمل الزائد (مع أقصى قدر من الطاقة Рт) دون التعرض لخطر إتلاف المكثف، أي:

للتطبيق، يتم اختيار جهد التشغيل للمقاومات على أساس طاقة التبديد المسموح بها والحد الأقصى لسعة الجهد المسموح بها. الجهد المحدد يساوي تقريبًا جهد التأهيل (Un) للمكثف.

بالنسبة للشبكة ذات الجهد الفعال 220 فولت (50 هرتز)، عادةً ما يتم تركيب متغيرات بجهد تصنيف لا يقل عن 380...430 فولت، بالنسبة للفاريستور بجهد تصنيف 430 فولت، مع نبض حالي قدره 100 أ، سيقتصر الجهد على حوالي 600 فولت.

في روسيا، أكبر مصنع للفاريستورات (CH2-1، BP-1، CH2-2) هو مصنع التقدم (Ukhta). وترد في الجدول معلمات بعض هذه المتغيرات. 1.

الجدول 1. المعلمات الرئيسية للفاريستورات المنتجة محليا.

نوع الفاريستور

ملحوظة. لم تتم الإشارة إلى قدرة المكثفات المحلية.

من بين مجموعة متنوعة من المقاومات المنتجة في الخارج، يتم عرض معلمات نوع واحد، ذو تصميم قرص، في الجدول 2 (الأنواع الأخرى لها معلمات مماثلة).

يتم إنتاجها لتشغيل الفولتية من 4 إلى 1500 فولت بزيادات صغيرة، ولكن من غير المرجح أن تجد جميع التصنيفات من السلسلة معروضة للبيع (إذا لزم الأمر، يمكنك طلب إنتاجها لأي جهد لتزويد كميات كبيرة)، ولكن عادةً يمكنك استخدام التصنيفات الأقرب من السلسلة نحو زيادة الجهد.

الجدول 2. المعلمات الرئيسية لمتغيرات القرص من سلسلة TVR.

مكثف

لزيادة تبديد الطاقة، يمكن توصيل المقاومات على التوالي (أو على التوازي، إذا تم اختيارها وفقًا لمعلمات متطابقة). تعتمد أحجام المكثفات على القدرة، ولكن نظرًا لأن هذه العناصر تعمل تحت الحمل الزائد النبضي، فإنها غالبًا ما تشير إلى الطاقة المتبددة بالجول:

والتي ترتبط بالقوة من خلال العلاقة:

لاختيار مكثف مع طاقة التبديد المطلوبة لحماية الأحمال التي تستهلك طاقة أكثر من 1...2 كيلوواط، في الحسابات العملية، يمكنك استخدام الصيغة التالية:

• W هي الطاقة اللحظية القصوى بالجول؛
• P - قدرة الحمل المقدرة لكل مرحلة، W؛
• أ هو معامل اللاخطية للمكثف.
• و — تردد الجهد المتردد، هرتز؛
• n هي كفاءة الحمل المحمي.

يجب أن تتجاوز قيمة الحد الأقصى المسموح به لتبديد الطاقة للمكثف المستخدم هذه القيمة.

نظرًا لأن ارتفاع درجة حرارة المكثف يؤدي إلى تلفه، يتم إنتاج هذه العناصر أيضًا بخصائص فريدة، على سبيل المثال، وجود حماية من درجة الحرارة - اتصال ميكانيكي مكسور في الدائرة المحمية، مما يزيد بشكل كبير من موثوقية الوحدة.

يمكن العثور على مقارنة بين الخصائص الرئيسية للأنواع المختلفة من المكثفات على الإنترنت. يكمن جوهرها في حقيقة أن الشركات المصنعة المحلية تنتج مكونات ذات معايير تقنية ليست أسوأ من تلك المنتجة في الخارج (ومع ذلك، فإن شراءها لهواة الراديو أصعب بكثير - فغالبًا ما يمكن العثور على المكونات المستوردة للبيع).

العيب الرئيسي للفاريستور هو سعته الجوهرية الكبيرة، والتي يتم إدخالها إلى الدائرة. اعتمادًا على التصميم والنوع ومعدل الجهد الكهربي، يمكن أن تتراوح هذه السعة من 80 إلى 30000 pF.

ومع ذلك، بالنسبة لبعض التطبيقات، يمكن أن تكون السعة الكبيرة ميزة، على سبيل المثال، في مرشح يجمع بين وظيفة تحديد الجهد (لمثل هذه التطبيقات، يمكنك طلب إنتاج مكثفات ذات سعة متزايدة).

العيب الثاني هو الحد الأقصى المسموح به لتبديد الطاقة مقارنةً بالمانعات (لزيادة قدرة التبديد، تقوم الشركات المصنعة بزيادة حجم غلاف المكثف).

الأدب: رسوم بيانية مفيدة لهواة الراديو، الكتاب الخامس. Shelestov I.P.