Варисторна защита,изградена върху използването на полупроводникови резистори от нелинеен тип, служи като отлично средство за защита срещу пренапрежение.

Варисторът се отличава с рязко изразена характеристика на токовото напрежение от нелинеен тип. Благодарение на това свойство варисторната защита успешно решава проблемите на защитата на различни битови устройства и промишлени съоръжения.

Принцип на работа на варистор

Варисторната защита е свързана паралелно на основното оборудване, което трябва да бъде защитено. След възникване на импулс на напрежение, поради наличието на нелинейна характеристика, варисторът шунтира товара и намалява стойността на съпротивлението до няколко части от ома. Енергията, когато е пренапрегната, се абсорбира и разсейва като топлина. Варисторът, така да се каже, прекъсва опасния импулс на пренапрежение, така че защитеното устройство остава невредимо, което е възможно дори при ниско ниво на изолация.

Ориз. номер 1. Проектна схема на варистор и неговите характеристики.

Символ на варистор, например СНI-1-1-1500. CH означава нелинейно съпротивление, първата цифрова стойност е материалът, втората е дизайнът (1-прът; 2 - диск), третата цифра е проектният номер, последната цифра показва стойността на спада на напрежението.

Таблица за класификация на варисторите

Конструктивни характеристики на варисторите

Най-технологично популярните материали за производство на варистори са прах от цинков оксид или силициев карбид, което ви позволява успешно да абсорбирате импулси на напрежение с високоенергийни импулси. Производственият процес се основава на "керамична" технология, която се състои от пресоване на елементи с изпичане, инсталиране на електроди, изводи и покриване на устройствата с електрическа изолация и влагоустойчив слой. Благодарение на стандартната технология, варисторите могат да бъдат направени по поръчка.

Параметри на варистора

1. Номиналното класификационно напрежение Ucl се счита за постоянен индикатор, при тази стойност номиналният ток преминава през устройството.
2. Максимално допустимата стойност на импулсното напрежение за прътови варистори е в диапазона от 1,2 V до 2 V, за дискови устройства в диапазона от 3 до 4 V.
3. Коефициент на нелинейност β - показва отношението на съпротивлението на варистора към постоянен ток към съпротивлението му към променлив ток.
4. Времето за реакция или времето за реакция показва прехода от позиция с високо съпротивление към позиция с ниско съпротивление и може да бъде няколко ns, приблизително 25 ns.

Варисторна защита

Варистори от защитен тип, марки: VR-2, VR-2; СН2-1; CH2-2 са предназначени за напрежения в диапазона от 68V до 1500V, енергия на разсейване в диапазона от 10 до 114 J, а коефициентът на нелинейност трябва да надвишава 30.

Напрежението на варисторите от защитен клас отговаря на максимално възможното пиково напрежение на захранващата връзка; трябва да се вземат предвид границите на нестабилност на напрежението до 10% и разпространението на класификационните стойности на напрежението в зависимост от технологичните условия.

Ucl ≥ Unom * *1,1 * 1,1

За мрежа U = 220 V, Ucl ≥ 375 V.

За трифазно мрежово напрежение Unom = 380 V; Ucl ≥ 650 V

Обхват на приложение на варисторите

Устройствата се използват в устройства за стабилизиране на източници на високо напрежение в телевизори, за осигуряване на стабилен ток в отклоняващите намотки на кинескопи, използват се за демагнетизиране на кинескопи за цветни кинескопи и в системи за автоматично управление.

При проектирането на мрежов филтър се използва варистор, който блокира импулс на пренапрежение и осигурява защита във фазови и нулеви вериги.

Ориз. номер 2. Филтър за пренапрежение, използващ варисторна защита от пренапрежение, модерна защита може да абсорбира енергийни удари до 3400 J, това условие осигурява защита от всякакви аварийни неочаквани ситуации.

Варисторите се използват широко в дизайна на мобилни телефони за защита от статично електричество.

Автомобилната електроника и телекомуникационните мрежи са друга обща област на приложение на варисторите. Варисторите се използват за флуоресцентно осветление за защита на електронните баласти от пренапрежение.

Аналог на варисторната защита е мълниезащитата на отводителите срещу пренапрежения и гръмотевични бури във вериги с високо напрежение, въздушни линии и подстанции.

Вътрешната електрическа мрежа в сградата е оборудвана с шкафове за пренапрежение.

Ориз. номер 3. SHCHZIP – защита от пренапрежение.

Конструктивна характеристика на защита от пренапрежение в сграда и нейното разположение в табло. Това е разделянето на заземителната шина и фазовия проводник на голямо разстояние един от друг, повече от 1 метър. Подборът на елементите в шкафа и монтажа на предпазители от пренапрежение изисква внимателно изчисление и се избира индивидуално за всяка конкретна електрическа инсталация.

Напишете коментари или допълнения към статията, може би съм пропуснал нещо. Разгледайте, ще се радвам ако намерите още нещо полезно при мен.

Варистори- надеждно средство за потискане на пренапрежениетов първичните електрически вериги. Компания Littelfuseпроизвежда широка гама от тези продукти, състояща се от няколко серии, включително лидери в индустрията за разсейване на енергия, индустриални варистори от серията C-III.

За да сте сигурни в надеждното функциониране на разработваното устройство, е необходимо да помислите за потискане на пренапреженията на напрежението в ранните етапи на разработка. Това може да бъде сложна задача, тъй като електронните компоненти са много чувствителни към преходни процеси. Проектантът трябва да определи вида на опасността, която може да причини пренапрежение на тока и на какви стандарти трябва да отговаря устройството въз основа на неговото приложение. Варисторите най-често се използват за потискане на пренапрежения в първичните вериги. На пазара има много компании за производство на варистори. Нека да разгледаме различните видове варистори, да се спрем на тяхната физическа същност и да сравним варистори от лидера на пазара на защитни компоненти - компанията Littelfuse– с варистори от други популярни производители – EpcosИ Фънхуа.

Варисторът е електронно устройство, чието съпротивление се променя нелинейно с промените в подаваното към него напрежение; неговата характеристика ток-напрежение (CV) е подобна на характеристиката ток-напрежение на двупосочните ценерови диоди. Варисторът се състои главно от цинков оксид ZNO с малки количества бисмут, кобалт, магнезий и други елементи. Варистор с метален оксид (MOV) се синтерува по време на производствения процес в керамичен полупроводник с кристална микроструктура, която позволява да се разсейват много големи енергии, поради което варисторите често се използват за защита срещу пренапрежения на напрежението, причинени от удари на мълнии, преходни процеси и индуктивни натоварвания, електростатични разряди в AC и DC вериги, както и в промишлени електропроводи. В допълнение, варисторите се използват в мрежи с постоянно напрежение, като захранващи устройства с ниско напрежение или автомобилни вериги. Производственият процес на варисторите позволява да им се придават различни форми. Въпреки това, най-често срещаният форм фактор на варисторите е диск с радиални проводници.

Варисторни характеристики

Тялото на варистора е изотропна гранулирана структура от цинков оксид ZnO (Фигура 1). Гранулите са отделени една от друга и тяхната граница на разделяне има характеристика ток-напрежение, подобна на pn преход в полупроводниците. Тези граници при ниски напрежения имат много ниска проводимост, която нараства нелинейно с увеличаване на напрежението през варистора.

Симетрична характеристика ток-напрежение е показана на фигура 2. Благодарение на нея варисторът върши отлична работа за потискане на напрежението. Когато се появят във веригата, съпротивлението на варистора намалява многократно: от почти непроводимо състояние до високопроводимо състояние, намалявайки импулса на напрежението до стойност, безопасна за веригата. По този начин енергията на импулса на входното напрежение, потенциално опасна за елементите на веригата, се абсорбира от варистора и предпазва компонентите, чувствителни към пренапрежения.

В точките на контакт между микрозърната на варистора възниква ефект на проводимост. Тъй като броят на гранулите в обема на варистора е много голям, енергията, погълната от варистора, значително надвишава енергията, която може да премине през един p-n преход в ценерови диоди. По време на преминаването на ток през варистора целият преминаващ заряд се разпределя равномерно в целия обем. По този начин количеството енергия, което варисторът може да абсорбира, зависи пряко от неговия обем. Работното напрежение на варистора и максималният ток зависят от разстоянието между електродите, между които има гранули от цинков оксид. Има обаче много други технологични аспекти, които определят тези електрически параметри: технология на гранулиране и синтероване, която влияе върху размера на гранулите и тяхната контактна площ, свързване на метални проводници, варисторно покритие, легиращи добавки. Например, работният температурен диапазон на дисковите варистори зависи от вида на покритието на диска: за варистори с епоксидно покритие диапазонът е -55...85 ° C, за фенолно покритие, намиращо се във варисторите от серията Littelfuse C-III, този диапазон е разширен до 125°C. Освен това повечето серии варистори за повърхностен монтаж имат разширен диапазон на работна температура.

Нека разгледаме по-отблизо принципа на работа на варистора.

В тялото му, между металните контакти, има гранули със среден размер d (Фигура 3).

Ориз. 3. Схематично представяне на микроструктурата на металооксиден варистор

Проводимите гранули от цинков оксид със среден размер на гранулата d са разделени една от друга чрез междугранулирани граници.

При проектиране на варистор за дадено номинално напрежение Vn основният параметър е броят на гранулите n, съдържащи се между контактите, което от своя страна влияе върху размера на варистора. На практика неговият материал се характеризира с градиент на напрежение V/mm, измерен в колинеарна посока с нормалата към равнината на варистора. За да се контролира съставът и условията на производство, градиентът трябва да бъде постоянен. Тъй като физическите размери на варистора имат определени ограничения, комбинацията от примеси в устройството прави възможно постигането на даден размер на гранулата и желания резултат.

Основно свойство на ZnO варистор е неговият почти постоянен спад на напрежението на границите на зърната в целия обем. Наблюденията показват, че независимо от вида на варистора спадът на напрежението на контактната граница на гранулите винаги е 2...3 V. Падът на напрежението на границите на гранулите не зависи от размера на самите гранули. Така, ако пропуснем различните методи за производство и легиране на цинков оксид, напрежението на варистора ще зависи от неговата дебелина и размера на гранулите. Тази зависимост може лесно да се изрази в следната форма (формула 1):

където d е средният размер на гранулата.

Имайки в предвид

,

получаваме данните, представени в таблица 1.

Таблица 1. Зависимост на структурните параметри на варистора от напрежението

Варисторно напрежение Вн– това е напрежението на характеристиката ток-напрежение, при което се извършва преход от състояние с ниска проводимост в линейния участък на графиката към нелинейния режим на състояние с висока проводимост. По общо съгласие беше избран ток от 1 mA за стандартизиране на измерванията.

Въпреки че варисторите могат да абсорбират големи количества енергия за няколко микросекунди, те не могат да останат проводящи за дълго. Следователно, в някои случаи, когато например напрежението в мрежата се увеличава за дълго време до нивото на задействане, варисторът започва да се нагрява много. Прегряването му може да доведе до пожар (Фигура 4). За защита срещу това бяха използвани термистори. Варистор с вграден термистор е защитен от прегряване, което удължава живота му и предпазва уреда от възможен пожар.

Нека направим сравнителен анализ на най-популярните варистори, произведени от Littelfuse, Epcos и Fenghua с работни напрежения от 250 и 275 V (AC rms) и диаметри на диска от 10, 14 и 20 mm.

Както може да се види от таблица 2, разсейваната енергия от варистор зависи не само от неговия размер, но и от производствената технология и материалите, използвани за производството на серията. Моля, имайте предвид, че серията индустриален клас C-IIIпродуциран от Littelfuse зае първо място, сериалът UltraMOVсъщо показа много високо представяне, като беше на нивото на своите конкуренти - серията Разширенопроизводство Epcos. Може също да се отбележи, че варисторите C-III с по-малък размер (D = 14 mm) имат по-голямо разсейване на енергия от стандартната серия от конкуренти, които имат по-големи размери (D = 20 mm) и разликата в разсейването на енергия между висококачествените варистори в корпуса е D = 20 mm, а стандартните варистори в корпуса D = 10 mm могат да се различават с порядък.

Таблица 2. Сравнителен анализ на най-популярните варистори, произведени от Littelfuse, Epcos и Fenghua

Име	производител	Серия	D, мм	VRMS, V	Imax (8/20 µs), A	Wmax (2 ms), J
	Littelfuse	C-III	20	275	10000	320
	Littelfuse	C-III	20	250	10000	300
,	Epcos	AdvanceD	20	275	10000	215
,	Epcos	AdvanceD	20	250	10000	195
	Littelfuse	UltraMOV®	20	275	6500	190
	Littelfuse	UltraMOV®	20	250	6500	170
,	Epcos	СтандартД	20	275	8000	151
	Littelfuse	C-III	14	275	6500	145
	Фънхуа	Общ	20	275	6500	140
,	Epcos	СтандартД	20	250	8000	140
	Littelfuse	C-III	14	250	6500	135
	Фънхуа	Общ	20	250	6500	130
,	Epcos	AdvanceD	14	275	6000	110
	Littelfuse	UltraMOV®	14	275	4500	110
,	Epcos	AdvanceD	14	250	6000	100
	Littelfuse	UltraMOV®	14	250	4500	100
	Фънхуа	Общ	14	275	4500	75
,	Epcos	СтандартД	14	275	4500	71
	Фънхуа	Общ	14	250	4500	70
	Littelfuse	C-III	10	275	3500	70
,	Epcos	СтандартД	14	250	4500	65
	Littelfuse	C-III	10	250	3500	60
,	Epcos	AdvanceD	10	275	3500	55
	Littelfuse	UltraMOV®	10	275	2500	55
,	Epcos	AdvanceD	10	250	3500	50
	Littelfuse	UltraMOV®	10	250	2500	50
	Фънхуа	Общ	10	275	2500	45
,	Epcos	СтандартД	10	275	2500	43
	Фънхуа	Общ	10	250	2500	40
,	Epcos	СтандартД	10	250	2500	38

Преглед на варисторите, произведени от Littelfuse, разбити на серии и области на приложение, е представен в таблица 3.

Таблица 3. Области на приложение на варисторите Littelfuse

сегмент	Типични приложения и примери	Серия	технология	SMD монтаж
Оборудване за ниско напрежение, едноплаткови устройства	Ръчни и преносими устройства, контролери, измервателно оборудване, компютри, дистанционни сензори, I/O портове и интерфейси, медицинско оборудване	CH	MOV	+
		MA, ZA, RA, UltraMOV, CIII	MOV
		ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Електрически мрежи, защити от пренапрежение	Непрекъсваеми захранвания, електромери, AC захранвания, LED драйвери, захранвания, индустриални захранвания, прекъсвачи, предпазители от пренапрежение, потребителска електроника, управление на захранването	TMOV, UltraMOV, CIII, LA, HA, HB, HG, HF, DHB, TMOV34S, RA	MOV	–
		SM20, SM7, CH	MOV	+
Автомобилна електроника	ABS, шини за данни, моторни контролери, серво, въздушни възглавници, управление на огледала, електрически стъкла, четки	SM7,CH	MOV	–
		ZA, LV UltraMOV	MOV	–
		AUML, ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Телекомуникационно оборудване	Клетъчни и DECT телефони, рутери, модеми, мрежови карти, защита на абонатно оборудване, T1/E1/ISDN, защита на шина за данни	SM7,CH	MOV	–
		ZA, LV UltraMOV	MOV	–
		SM20, SM7, ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Мощно индустриално оборудване	Захранващи релета, соленоиди, двигателни драйвери, захранвания, роботи, големи двигатели/помпи/компресори	DA/DB, BA/BB, CA, HA, HB, HC, HG, HF, DHB, TMOV34S, CIII, UltraMOV	MOV	–

Литература

1. http://www.littelfuse.com/.
2. Ръководство за избор на продукти за защита на електронни вериги.
3. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_product_selection_guide.pdf.pdf.
4. Металооксидни варистори (MOV).
5. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_varistor_catalog.pdf.pdf.

Ако при ремонт на климатик откриете изгорял предпазител на платката, не бързайте да го сменяте веднага, първо разберете причината, поради която е изгорял.

Най-вероятно това се е случило поради пренапрежения в мрежата.

При измерване на захранващото напрежение в мрежата то постоянно варира и не винаги в безопасни за климатици граници.

Освен това мрежата винаги съдържа кратки импулси с напрежение от няколко киловолта. Това се случва поради постоянното изключване и включване на индуктивни и капацитивни товари (електродвигатели, трансформатори и др.), както и поради атмосферното електричество.

Климатиците, както всяко друго електронно оборудване, са защитени в този случай с варистори. По-точно електронният пълнеж на климатика - таблото за управление.

Стандартна схема на свързване на варистор

Варисторът VA1 е свързан паралелно на защитения товар, а предпазителят F1 е поставен пред него:

Принцип на работа на варистор

По същество варисторът е нелинеен полупроводников резистор, чиято проводимост зависи от напрежението, приложено към него. При нормално напрежение варисторът пропуска пренебрежимо малък ток през себе си, а при определено прагово напрежение отваря и пропуска целия ток през себе си. По този начин той филтрира къси импулси; ако импулсът е по-дълъг и токът, протичащ през варистора, надвишава номиналния ток на предпазителя, той просто ще изгори, изключвайки и защитавайки товара.

Маркировка на варистор

Има огромен брой варистори от различни производители, с различни прагови работни напрежения и предназначени за различни токове. Можете да разберете кой варистор е инсталиран чрез неговата маркировка. Например маркиране на варистори CNR:

CNR-07D390K, Където:

• CNR- сериал, пълно заглавие CeNtRa металооксидни варистори
• 07- диаметър 7мм
• D - диск
• 390 - напрежение на задействане, изчислено чрез умножаване на първите две цифри по 10 на степен, равна на третата цифра, тоест 39, умножено по 10 на нулева степен, получавате 39 V, 271-270 V и т.н.
• К- толерансът е 10%, т.е. разпространението на напрежението може да варира от номиналното напрежение с 10% във всяка посока.

Как да намеря варистор на платката?

Според диаграмата по-горе става ясно, че този елемент се намира до предпазителя на мястото, където захранващите проводници влизат в платката. Обикновено това е жълт или тъмнозелен диск.

На снимката варисторът е обозначен с червена стрелка. Някой може да си помисли, че варисторът е синя част, покрита с черни сажди, но при увеличение се виждат пукнатини по тялото на варистора, от които частите, разположени в близост, са покрити със сажди.Това се вижда ясно от обратната страна, където са написани символи. Дори и да ги няма, можете да разпознаете варистор, като знаете, че е свързан паралелно на товара или по маркировките на тялото му.

VA1 е варистор, а синята част до него е кондензатор C70.

Не ги бъркайте, те са еднакви по форма, така че се ръководете от обозначенията и символите на дъската.

След като намерите варистор, трябва да го разпоите, за да може да се монтира нов на негово място.За запояване на варистори обикновено използвам газов поялник, защото не винаги има захранване на мястото на ремонта - на строящ се обект, на покрив, например Много е удобно да използвате помпа за разпояване - загрейте мястото на запояване и отстранете разтопената спойка с помпа за разпояване.

Но за тези цели пинсети или обикновени клещи са доста подходящи - трябва да хванете крака на детайла и да го издърпате, когато спойката се разтопи.Ако вашата спойка не се топи добре, тогава най-вероятно е висока температура на дъската - така наречените безоловни (може да сте забелязали на таблото ми надписа PbF - plumbum free ). В този случай трябва или да увеличите температурата на накрайника на поялника, или да пуснете друг по-нискотемпературен отгоре, зоната на запояване ще се разтопи и частта може да бъде премахната. След това поставяме нов варистор и го запояваме.

За запояване е много удобно да използвате спойка под формата на тел, която вече има поток вътре.

Също така имайте предвид, че повечето платки са двустранни, така че трябва да запоите краката на частта от двете страни на дъската, тъй като често се случва кракът на частта да действа като джъмпер между релсите от различните страни на дъската.

След смяната на варистора остава само да инсталирате нов предпазител и да инсталирате платката на място.

Обикновено платките на климатика съдържат варистори за напрежение от 470 V и предпазители с номинал от 0,5 A до 5 A. Затова препоръчвам винаги да имате малък запас от тези части със себе си.

За тези, които искат да видят процеса по-ясно, публикувам видео урок:

За тези, които трябва да ремонтират платката чрез подмяна на варистора, нашите сервизни специалисти ще помогнат, вижте цените

Варисторите са полупроводникови устройства, чието съпротивление намалява рязко (с няколко порядъка), когато приложеното към тях напрежение надвиши определена прагова стойност. Тази характеристика на тези устройства определя използването им в системи за защита на електрически вериги от пренапрежение (чрез свързване на варистор паралелно на защитената верига). Характеристиката ток-напрежение на варисторите е симетрична, така че те ограничават напрежението независимо от неговата полярност, включително способността да работят във вериги с променливо напрежение.

Като правило те са метален оксид или цинков оксид. Ако погледнете характеристиките на напрежението на варистора, можете да забележите, че той има нелинейна симетрична форма, тоест може да работи не само на постоянно напрежение, но и на променливо напрежение. Такъв елемент е свързан успоредно на товара. Как работи варисторът?

Когато напрежението в мрежата се увеличи, токът не преминава през оборудването, а през варистора. Такова устройство е способно да разпределя енергия под формата на топлина. Основните му характеристики са многократната му употреба и бързото време за възстановяване, което означава, че съпротивлението му е същото, когато напрежението е премахнато.

Какъв е принципът на работа на варистора? Частта не се различава от обикновения резистор, тоест при нормална работа на електрониката има омично съпротивление. Така че, нека да разгледаме принципа на работа на варистора.

Индикаторът за такова съпротивление е доста висок и може да бъде 100 000 ома. Когато напрежението е включено, то може да намалее веднага щом възникне необходимост от защита на нивото. Съпротивлението пада от 100 000 ома на 100. Ако стойността падне до ниска граница или е равна на нула, тогава може да се случи.Когато се намира в електрическата верига пред варистора, той се поврежда. След това електрическата верига се затваря и напрежението се изключва напълно.

Както бе споменато по-рано, при липса на напрежение варисторът може да бъде напълно възстановен и да работи в предишния си режим. За да функционира, трябва да се смени, тогава електронното устройство ще работи правилно. Паралелно на източника на захранване е свързан варистор. Нека да разгледаме принципа на работа на варистор, използвайки примера на обикновен персонален компютър. Тъй като има две клеми, връзката се осъществява паралелно с фаза и нула.

Как изглежда елементът?

Устройство като варистор, чиято снимка е в нашата статия, прилича на обикновен резистор, т.е. има формата на правоъгълник. Но все пак има малка разлика.

През средата му минава диагонал, чийто край е извит.

Как се маркира варистор?

Днес можете да намерите различни обозначения за тези устройства. Всеки производител има право да го инсталира самостоятелно. Маркировките се различават, тъй като техническите характеристики на варисторите се различават един от друг. Примерите включват такива индикатори като допустимото напрежение или необходимото ниво на ток.

В момента всеки производител определя собствено етикетиране за тези видове устройства. Това се обяснява с факта, че произвежданите устройства имат различни технически характеристики. Например максимално допустимото напрежение или нивото на тока, необходимо за работа. Най-популярната маркировка е CNR, към която е прикрепено обозначение като 07D390K. Какво означава това? И така, самото обозначение на CNR показва вида на устройството. В този случай варисторът е метален оксид.

Основни параметри на варисторите

Тези параметри включват:

• стандарт за напрежение;
• максимално допустим променлив и постоянен ток;
• пикова абсорбция на енергия;
• възможни грешки;
• време на работа на елемента.

Диагностика

За да се тества това електронно устройство, се използва специално оборудване, наречено тестер. Така че, за да извършите теста, ще ви е необходим варистор, чийто принцип е да промените параметрите на съпротивлението и тестово устройство. Преди да започнете, трябва да включите устройството и да превключите в режим на съпротивление. Само тогава устройството ще отговаря на всички необходими технически изисквания, а съпротивлението ще бъде огромно.

Преди да започнете тестването, е необходимо да проверите техническото състояние на устройството. На първо място, трябва да погледнете външния му вид. Устройството не трябва да има никакви пукнатини или признаци, че е изгоряло. Не трябва да инспектирате устройството небрежно, тъй като всяка малка повреда може да доведе до неприятни обстоятелства.

Варистори: приложение

Такива устройства играят важна роля в човешкия живот.

От всичко казано по-горе можем да кажем, че варисторът, чийто принцип е да предпазва електрониката от високо напрежение в мрежата, помага да се предотврати повредата на много електрически уреди и да се поддържа целостта на окабеляването. Основното местоположение са електрически вериги в различно оборудване. Например, те се намират в стартовите елементи на осветлението, които също се наричат ​​баласти. Специални варистори също са инсталирани в електрически вериги, чието използване е необходимо за стабилизиране на напрежението и тока.

Такива устройства се използват и в електропроводи. Но там те се наричат ​​разрядници, чието работно напрежение е повече от двадесет хиляди волта.

Варисторите могат да работят в широк диапазон на напрежение, който започва от много малка стойност от 3 V и завършва при 200 V. Що се отнася до тока на елемента, диапазонът е от 0,1 до 1 A. Такива индикатори за ток са валидни само за ниско напрежение техническо оборудване .

Положителни страни на варисторите

Този тип устройство има много положителни качества в сравнение с други устройства, например с искрова междина. Тези важни предимства включват:

• висока скорост на елемента;
• способността да се наблюдават паденията на тока с помощта на безинерционен метод;
• възможност за използване при нива на напрежение от 12 до 1800 V;
• дълъг експлоатационен живот;
• относително ниска цена поради простотата на дизайна.

Отрицателни страни

Наред с толкова много предимства пред други устройства, има и значителни недостатъци, сред които са следните.

1. Варисторите имат огромен капацитет, който влияе върху работата на електрическата мрежа. Този индикатор може да варира от 80 до 3000 pF. Зависи от много точки: дизайна и вида на варистора, както и максималното ниво на напрежение. Струва си да се отбележи, че в някои случаи такъв значителен недостатък може да се превърне в голямо предимство. Но това е възможно доста рядко, например, ако използвате варистор във филтри. В такава ситуация голям капацитет ще служи като качествена мрежа.
2. В сравнение с разрядниците, варисторите не могат да разсейват мощността при максимални нива на напрежение.

За да се увеличи скоростта на разсейване, е необходимо да се увеличат размерите на елементите, което правят много производители.

Ако има нужда да свържете варистор към електрическата мрежа, трябва да запомните следните важни точки:

• Винаги трябва да имате предвид, че това устройство няма да продължи вечно и ще възникнат условия, които ще доведат до експлозията му. За да не се случи това, е необходимо да се използват специални защитни екрани, в които може да се постави целият варистор.
• Трябва да се отбележи, че техническите устройства с кремък са значително по-ниски по своите характеристики от техните оксидни аналози. Ето защо е най-добре да използвате този тип варистор.

Заключение

Варисторът играе важна роля във функционирането на много електрически вериги. Както бе споменато по-рано, този тип полупроводникови резистори служат за намаляване на стойностите на съпротивлението при увеличаване на напрежението или тока.

Благодарение на тази функция те се монтират в много електрически уреди. По време на пренапрежения на напрежението, варисторът, чиято цел е да промени съпротивлението, предотвратява счупването на устройствата. Освен това предпазва кабелите от изгаряне. По този начин тези елементи осигуряват надеждна защита по време на пренапрежения в мрежата.

Какво е варистор и за какво се използва, принципът на работа на варисторите, техните характеристики на тока и напрежението, дадени са основните параметри на произведените в страната варистори, както и параметрите на дисковите варистори от серията TVR. Как изглежда варисторът, който се използва в домашното радио оборудване, както и появата на мощни варистори.

Принципът на работа на варистора

Варистори, Варисторите (името произлиза от две думи Variable Resistors - променливо съпротивление) са полупроводникови (метален оксид или цинков оксид) резистори, които имат свойството рязко да намаляват съпротивлението си от 1000 MOhm до десетки ома, когато напрежението върху тях се повиши над a праг, Гранична стойност.

В този случай съпротивлението става по-малко, колкото по-голямо е приложеното напрежение. Типичната характеристика на ток-напрежение на варистора има ясно изразена нелинейна симетрична форма (Фигура 1), т.е. може да работи и при променливо напрежение.

Ориз. 1. Волт-амперна характеристика на варистора.

Варисторите са свързани паралелно на товара и когато входното напрежение скочи, основният шумов ток протича през тях, а не през оборудването.

Така варисторите разсейват енергията на смущението под формата на топлина. Точно като газоразрядника, варисторът е елемент с многократно действие, но той възстановява високото си съпротивление много по-бързо след отстраняване на напрежението.

Предимствата на варисторите в сравнение с газоразрядниците са:

• по-голяма скорост;
• безинерционно наблюдение на спадове на напрежението;
• предлага се за по-широк диапазон от работни напрежения (от 12 до 1800 V); o дълъг експлоатационен живот;
• имат по-ниска цена.

Варисторите се използват широко в промишлено оборудване и домакински уреди:

• за защита на полупроводникови устройства: тиристори, триаци, транзистори, диоди, ценерови диоди;
• за електростатична защита на входове на радио оборудване;
• за защита срещу електромагнитни пренапрежения в мощни индуктивни елементи;
• като искрогасителен елемент в електродвигатели и ключове.

Видове варистори

Типичното време за реакция на варисторите, когато са изложени на пренапрежение, е не повече от 25 наносекунди (ns), но това може да не е достатъчно за защита на някои видове оборудване (за електростатична защита е необходим не повече от 1 ns).

Следователно подобряването на технологията за производство на варистори по света е насочено към повишаване на тяхната производителност.

Например, компанията “S+M Epcos”, благодарение на използването при производството на варистори с многослойна структура SIOV-CN и техния SMD дизайн (безводен дизайн за повърхностен монтаж), е в състояние да постигне време за реакция по-малко от 0,5 ns (когато такива елементи са разположени на За да се получи определената скорост, печатната платка вече трябва да минимизира индуктивността на външните свързващи проводници).

При дисковата конструкция на варисторите, поради индуктивността на проводниците, времето за реакция се увеличава до няколко наносекунди.

Краткото време за реакция, високата надеждност, отличните пикови електрически характеристики в широк диапазон на работна температура с малки размери правят многослойните варистори първият избор при избора на елементи за защита от статичен заряд.

Ориз. 2. Външен вид на варисторите.

Ориз. 3. Поява на мощни варистори.

Например в областта на производството на мобилни телефони многослойните варистори вече могат да се считат за стандарт в защитата срещу статично електричество.

CN варисторите могат надеждно да предпазват от статични разряди: клавиатури, конектори за факс и модем, конектори за зарядно устройство, входове на интегрирани аналогови микросхеми, изходи на микропроцесори.

Характеристики на варисторите

Основни параметри, които се използват за описание характеристики на варисторите, са:

• Некласифициращото напрежение, обикновено измерено при ток от 1 mA, е условен параметър, който се посочва при маркиране на елементи;
• Um - максимално допустимо ефективно променливо напрежение (rms);
• Um= - максимално допустимо постоянно напрежение;
• P е номиналната средна разсейвана мощност, това е тази, която варисторът може да разсее през целия си експлоатационен живот, като същевременно поддържа параметрите в установените граници;
• W е максимално допустимата абсорбирана енергия в джаули (J), когато е изложена на единичен импулс.
• Ipp - максимален импулсен ток, за който време на нарастване/продължителност на импулса: 8/20 µs;
• Co е капацитетът, измерен в затворено състояние; по време на работа стойността му зависи от приложеното напрежение и когато варисторът пропуска голям ток през себе си, той пада до нула.

Стойността на W определя колко дълго може да продължи претоварването (с максимална мощност Рт) без опасност от повреда на варистора, т.е.:

За приложение работното напрежение на варисторите се избира въз основа на допустимата енергия на разсейване и максимално допустимата амплитуда на напрежението. Ограничителното напрежение е приблизително равно на квалификационното напрежение (Un) на варистора.

За мрежа с ефективно напрежение 220 V (50 Hz) обикновено се инсталират варистори с класификационно напрежение най-малко 380...430 V. За варистор с класификационно напрежение 430 V, с токов импулс 100 A, напрежението ще бъде ограничено до около 600 V.

В Русия най-големият производител на варистори (CH2-1, BP-1, CH2-2) е заводът Progress (Ukhta). Параметрите на някои от тези варистори са дадени в табл. 1.

Таблица 1. Основни параметри на произведените в страната варистори.

Тип варистор

Забележка. Капацитетът за битови варистори не е посочен.

От разнообразието от варистори, произведени в чужбина, параметрите на един тип, който има дисков дизайн, са дадени в таблица 2 (други типове имат подобни параметри).

Те се произвеждат за работни напрежения от 4 до 1500 V на малки стъпки, но е малко вероятно да намерите всички рейтинги от серията в продажба (ако е необходимо, можете да поръчате производството им за всяко напрежение за доставка на големи количества), но обикновено можете да използвате най-близките рейтинги от серията към увеличаване на напрежението.

Таблица 2. Основни параметри на дискови варистори от серия TVR.

варистор

За да се увеличи разсейването на мощността, варисторите могат да бъдат свързани последователно (или паралелно, ако са избрани според идентични параметри). Размерите на варисторите зависят от мощността, но тъй като такива елементи работят при импулсно претоварване, те често показват разсеяната енергия в джаули:

което е свързано с мощността чрез отношението:

За да изберете варистор с необходимата енергия на разсейване за защита на товари, консумиращи мощност над 1...2 kW, при практически изчисления можете да използвате следната формула:

• W е максималната моментна енергия в джаули;
• P - номинална мощност на натоварване на фаза, W;
• a е коефициентът на нелинейност на варистора;
• f - честота на променливо напрежение, Hz;
• n е ефективността на защитения товар.

Максимално допустимата стойност на разсейване на енергията на използвания варистор трябва да надвишава тази стойност.

Тъй като прегряването на варистора води до неговата повреда, такива елементи се произвеждат и с уникални свойства, например, имащи температурна защита - прекъсващ механичен контакт в защитената верига, което значително повишава надеждността на устройството.

Сравнение на основните характеристики на различните видове варистори можете да намерите в интернет. Същността му се състои в това, че местните производители произвеждат компоненти с технически параметри, не по-лоши от тези, произведени в чужбина (обаче за радиолюбител е много по-трудно да ги закупи - вносните често могат да бъдат намерени в продажба).

Основният недостатък на варистора е неговият голям вътрешен капацитет, който се въвежда във веригата. В зависимост от дизайна, типа и напрежението, този капацитет може да варира от 80 до 30 000 pF.

Въпреки това, за някои приложения голям капацитет може да бъде предимство, например във филтър, който комбинира функцията за ограничаване на напрежението (за такива приложения могат да се поръчат варистори с повишен капацитет).

Вторият недостатък е по-ниската максимално допустима разсейвана мощност в сравнение с отводителите (за да се увеличи мощността на разсейване, производителите увеличават размера на корпуса на варистора).

Литература: Полезни схеми за радиолюбители, книга 5. Шелестов И.П.