ochrana varistora, postavený na použití polovodičových rezistorov nelineárneho typu, slúži ako vynikajúci prostriedok ochrany proti prepätiu.

Varistor sa vyznačuje ostro vyjadrenou charakteristikou prúdového napätia nelineárneho typu. Vďaka tejto vlastnosti varistorová ochrana úspešne rieši problémy ochrany rôznych domácich zariadení a priemyselných zariadení.

Princíp činnosti varistora

Varistorová ochrana je pripojená paralelne k hlavnému zariadeniu, ktoré je potrebné chrániť. Po výskyte napäťového impulzu v dôsledku prítomnosti nelineárnej charakteristiky varistor posunie záťaž a zníži hodnotu odporu na niekoľko zlomkov ohmu. Energia sa pri prepätí absorbuje a rozptýli ako teplo. Varistor akoby prerušil nebezpečný prepäťový impulz, takže chránené zariadenie zostane nepoškodené, čo je možné aj pri nízkej úrovni izolácie.

Ryža. č. 1. Návrhová schéma varistora a jeho charakteristiky.

Symbol varistora, napríklad СНI-1-1-1500. CH znamená nelineárny odpor, prvá číslica je materiál, druhá je prevedenie (1-tyč; 2 - kotúč), tretia číslica je číslo konštrukcie, posledná číslica udáva hodnotu poklesu napätia.

Tabuľka klasifikácie varistorov

Dizajnové vlastnosti varistorov

Technologicky najobľúbenejšími materiálmi na výrobu varistorov sú prášok z oxidu zinočnatého alebo karbidu kremíka, ktorý vám umožňuje úspešne absorbovať napäťové impulzy s vysokoenergetickými impulzmi. Výrobný proces je založený na „keramickej“ technológii, ktorá pozostáva z lisovania prvkov s vypaľovaním, inštalácie elektród, vodičov a pokrytia zariadení elektrickou izoláciou a vrstvou odolnou voči vlhkosti. Vďaka štandardnej technológii je možné varistory vyrobiť na zákazku.

Parametre varistora

1. Menovité klasifikačné napätie Ucl sa považuje za konštantný indikátor, pri tejto hodnote menovitý prúd prechádza cez zariadenie.
2. Maximálna prípustná hodnota impulzného napätia pre tyčové varistory je v rozsahu od 1,2 V do 2 V, pre diskové zariadenia v rozsahu od 3 do 4 V.
3. Koeficient nelinearity β - vyjadruje pomer odporu varistora voči jednosmernému prúdu k jeho odporu voči striedavému prúdu.
4. Doba odozvy alebo doba odozvy udáva prechod z polohy s vysokým odporom do polohy s nízkym odporom a môže byť niekoľko ns, približne 25 ns.

Varistorová ochrana

Varistory ochranného typu, značky: VR-2, VR-2; CH2-1; CH2-2 sú určené pre napätie v rozsahu od 68V do 1500V, stratovú energiu v rozsahu od 10 do 114 J a koeficient nelinearity musí presiahnuť 30.

Napätie varistorov ochrannej triedy vyhovuje maximálnemu možnému špičkovému napätiu napájacej prípojky; treba brať do úvahy limity nestability napätia do 10% a rozpätie klasifikačných hodnôt napätia v závislosti od technologických podmienok.

Ucl ≥ Unom * *1,1 * 1,1

Pre sieť U = 220 V, Ucl ≥ 375 V.

Pre trojfázové sieťové napätie Unom = 380 V; Ucl ≥ 650 V

Rozsah použitia varistorov

Zariadenia sa používajú v zariadeniach, ktoré stabilizujú zdroje vysokého napätia v televízoroch, na zabezpečenie stabilného toku prúdu vo vychyľovacích cievkach obrazoviek, používajú sa na demagnetizáciu farebných obrazoviek a v automatických riadiacich systémoch.

Pri konštrukcii sieťového filtra sa používa varistor, ktorý blokuje prepäťový impulz a poskytuje ochranu vo fázovom aj nulovom obvode.

Ryža. č. 2. Prepäťový filter využívajúci varistorovú prepäťovú ochranu, moderná ochrana dokáže absorbovať energetické rázy až do 3400 J, tento stav poskytuje ochranu pred akýmikoľvek núdzovými neočakávanými situáciami.

Varistory sú široko používané pri konštrukcii mobilných telefónov na ich ochranu pred statickou elektrinou.

Automobilová elektronika a telekomunikačné siete sú ďalšou bežnou oblasťou použitia varistorov. Varistory sa používajú na žiarivkové osvetlenie na prepäťovú ochranu elektronických predradníkov.

Obdobou varistorovej ochrany je blesková ochrana zvodičov prepätia proti prepätiu a búrke vo vysokonapäťových obvodoch, na letecké spoločnosti a rozvodne.

Vnútorná elektrická sieť v objekte je vybavená prepäťovými skriňami.

Ryža. č. 3. SHCHZIP – prepäťová ochrana.

Dizajnový prvok prepäťovej ochrany v budove a jej umiestnenie v paneli. Toto je oddelenie uzemňovacej zbernice a fázového vodiča vo veľkej vzdialenosti od seba, viac ako 1 meter. Výber prvkov v skrini a inštalácia prepäťových ochrán si vyžaduje starostlivý výpočet a vyberá sa individuálne pre každú konkrétnu elektroinštaláciu.

Píšte komentáre alebo doplnky k článku, možno mi niečo uniklo. Pozri sa, budem rád, ak nájdeš na mojom ešte niečo užitočné.

Varistory- spoľahlivý prostriedok na potlačenie prepätia v primárnych elektrických obvodoch. Spoločnosť Littelfuse vyrába široký sortiment týchto produktov, ktorý pozostáva z niekoľkých sérií, vrátane lídrov v oblasti rozptylu energie, priemyselných varistorov radu C-III.

Aby sme si boli istí spoľahlivým fungovaním vyvíjaného zariadenia, je potrebné myslieť na potlačenie napäťových rázov v počiatočných fázach vývoja. Môže to byť zložitá úloha, pretože elektronické súčiastky sú veľmi citlivé na prechodové javy. Projektant musí určiť typ nebezpečenstva, ktoré by mohlo spôsobiť prepätie prúdu a aké normy musí zariadenie spĺňať na základe jeho aplikácie. Varistory sa najčastejšie používajú na potlačenie napäťových rázov v primárnych obvodoch. Na trhu existuje veľa spoločností na výrobu varistorov. Uvažujme Rôzne druhy varistory, zastavme sa pri ich fyzikálnej podstate a porovnajme varistory lídra na trhu ochranných komponentov - spol. Littelfuse– s varistormi od iných populárnych výrobcov – Epcos A Fenghua.

Varistor je elektronické zariadenie, ktorého odpor sa mení nelineárne so zmenami do neho dodávaného napätia, jeho charakteristika prúdového napätia (CV) je podobná charakteristike prúdového napätia obojsmerných Zenerových diód. Varistor pozostáva prevažne z oxidu zinočnatého ZNO s malým množstvom bizmutu, kobaltu, horčíka a ďalších prvkov. Metal Oxide Varistor (MOV) je počas výrobného procesu sintrovaný do keramického polovodiča s kryštalickou mikroštruktúrou, ktorá umožňuje rozptýlenie veľmi veľkých energií, a preto sa varistory často používajú na ochranu pred prepätiami spôsobenými údermi blesku, prechodovými javmi a indukčné záťaže, elektrostatické výboje v AC a priamy prúd, ako aj v priemyselných elektrických vedeniach. Okrem toho sa varistory používajú v sieťach s konštantné napätie napr. v nízkonapäťových napájacích zdrojoch alebo automobilových obvodoch. Výrobný proces varistorov umožňuje im dať rôzne tvary. Najbežnejším tvarovým faktorom varistorov je však kotúč s radiálnymi vývodmi.

Charakteristika varistora

Teleso varistora je izotropná zrnitá štruktúra oxidu zinočnatého ZnO (obrázok 1). Granuly sú od seba oddelené a ich separačná hranica má charakteristiku prúdového napätia podobnú pn prechodu v polovodičoch. Tieto hranice pri nízkych napätiach majú veľmi nízku vodivosť, ktorá sa zvyšuje nelineárne so zvyšujúcim sa napätím na varistore.

Symetrická prúdovo-napäťová charakteristika je znázornená na obrázku 2. Vďaka nej varistor vynikajúco potláča napäťové rázy. Keď sa objavia v obvode, odpor varistora sa mnohonásobne zníži: z takmer nevodivého stavu do vysoko vodivého stavu, čím sa zníži napäťový impulz na hodnotu bezpečnú pre obvod. Energia impulzu vstupného napätia, potenciálne nebezpečná pre prvky obvodu, je teda absorbovaná varistorom a chráni komponenty citlivé na napäťové rázy.

V miestach kontaktu medzi varistorovými mikroguličkami dochádza k vodivému efektu. Keďže počet granúl v objeme varistora je veľmi veľký, energia absorbovaná varistorom výrazne prevyšuje energiu, ktorá môže prejsť cez jeden varistor. p-n križovatka v Zenerových diódach. Pri prechode prúdu cez varistor sa celý prechádzajúci náboj rovnomerne rozloží po celom objeme. Množstvo energie, ktoré môže varistor absorbovať, teda priamo závisí od jeho objemu. Pracovné napätie varistora a maximálny prúd závisia od vzdialenosti medzi elektródami, medzi ktorými sú granule oxidu zinočnatého. Existuje však mnoho ďalších technologických aspektov, ktoré určujú tieto elektrické parametre: technológia granulácie a spekania, ktorá ovplyvňuje veľkosť granúl a ich kontaktnú plochu, pripojenie kovových vývodov, varistorový povlak, legovacie prísady. Napríklad rozsah prevádzkových teplôt diskových varistorov závisí od typu povlaku disku: pre varistory s epoxidovým povlakom je rozsah -55...85 °C, pre fenolový povlak, ktorý sa nachádza v varistoroch série Littelfuse C-III, tento rozsah bol rozšírený na 125°C. Väčšina sérií varistorov na povrchovú montáž má tiež rozšírený rozsah prevádzkových teplôt.

Pozrime sa bližšie na princíp činnosti varistora.

V jeho tele sa medzi kovovými kontaktmi nachádzajú granuly s priemernou veľkosťou d (obrázok 3).

Ryža. 3. Schematické znázornenie mikroštruktúry varistora oxidu kovu

Vodivé granuly oxidu zinočnatého s priemernou veľkosťou granúl d sú od seba oddelené intergranulárnymi hranicami.

Pri návrhu varistora pre danú menovité napätie Vn hlavným parametrom je počet granúl n uzavretých medzi kontaktmi, čo následne ovplyvňuje veľkosť varistora. V praxi je jeho materiál charakterizovaný gradientom napätia V/mm, meraným v kolineárnom smere s normálou k rovine varistora. Na kontrolu zloženia a výrobných podmienok musí byť gradient konštantný. Pretože fyzikálne rozmery varistora majú určité hranice, kombinácia nečistôt v zariadení umožňuje dosiahnuť danú veľkosť granúl a požadovaný výsledok.

Základnou vlastnosťou varistora ZnO je jeho takmer konštantný pokles napätia na hraniciach zŕn v celom objeme. Pozorovania ukazujú, že bez ohľadu na typ varistora je úbytok napätia na kontaktnej hranici granúl vždy 2...3 V. Úbytok napätia na hraniciach granúl nezávisí od veľkosti samotných granúl. Ak teda vynecháme rôzne spôsoby výroby a legovania oxidu zinočnatého, napätie varistora bude závisieť od jeho hrúbky a veľkosti granúl. Táto závislosť môže byť jednoducho vyjadrená v nasledujúcom tvare (vzorec 1):

kde d- priemerná veľkosť granule.

Berúc do úvahy

,

získame údaje uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1. Závislosť konštrukčných parametrov varistora od napätia

Napätie varistora Vn– ide o napätie na prúdovo-napäťovej charakteristike, kde dochádza k prechodu z nízkovodivého stavu v lineárnom reze grafu do nelineárneho režimu vysoko vodivého stavu. Na základe všeobecnej dohody bol na štandardizáciu meraní zvolený prúd 1 mA.

Hoci varistory dokážu absorbovať veľké množstvo energie za niekoľko mikrosekúnd, nemôžu zostať vodivé dlho. Preto v niektorých prípadoch, keď sa napríklad napätie v sieti na dlhú dobu zvýši na spúšťaciu úroveň, varistor sa začne veľmi zahrievať. Jeho prehriatie môže spôsobiť požiar (obrázok 4). Na ochranu pred týmto boli použité termistory. Varistor so zabudovaným termistorom je chránený pred prehriatím, čo predlžuje jeho životnosť a chráni zariadenie pred prípadným požiarom.

Urobme si porovnávaciu analýzu najpopulárnejších varistorov vyrábaných spoločnosťami Littelfuse, Epcos a Fenghua s prevádzkovým napätím 250 a 275 V (AC rms) a priemermi kotúčov 10, 14 a 20 mm.

Ako je zrejmé z tabuľky 2, energia rozptýlená varistorom závisí nielen od jeho veľkosti, ale aj od technológie výroby a materiálov použitých na výrobu série. Upozorňujeme, že séria priemyselnej kvality C-III produkoval Littelfuse obsadil prvé miesto, séria UltraMOV tiež ukázal veľmi vysoký výkon, pričom bol na úrovni svojich konkurentov – série Pokročilé výroby Epcos. Možno tiež poznamenať, že varistory C-III s menšou veľkosťou (D = 14 mm) majú väčší rozptyl energie ako štandardná séria konkurentov, ktorí majú väčšie rozmery (D = 20 mm), a rozdiel v rozptyle energie medzi kvalitnými varistormi v kryte je D = 20 mm a štandardné varistory v kryte D = 10 mm sa môžu rádovo líšiť.

Tabuľka 2. Porovnávacia analýza najpopulárnejších varistorov vyrábaných spoločnosťami Littelfuse, Epcos a Fenghua

názov	Výrobca	séria	D, mm	VRMS, V	Imax (8/20 us), A	Wmax (2 ms), J
	Littelfuse	C-III	20	275	10000	320
	Littelfuse	C-III	20	250	10000	300
,	Epcos	Pokročilé	20	275	10000	215
,	Epcos	Pokročilé	20	250	10000	195
	Littelfuse	UltraMOV®	20	275	6500	190
	Littelfuse	UltraMOV®	20	250	6500	170
,	Epcos	ŠtandardD	20	275	8000	151
	Littelfuse	C-III	14	275	6500	145
	Fenghua	generál	20	275	6500	140
,	Epcos	ŠtandardD	20	250	8000	140
	Littelfuse	C-III	14	250	6500	135
	Fenghua	generál	20	250	6500	130
,	Epcos	Pokročilé	14	275	6000	110
	Littelfuse	UltraMOV®	14	275	4500	110
,	Epcos	Pokročilé	14	250	6000	100
	Littelfuse	UltraMOV®	14	250	4500	100
	Fenghua	generál	14	275	4500	75
,	Epcos	ŠtandardD	14	275	4500	71
	Fenghua	generál	14	250	4500	70
	Littelfuse	C-III	10	275	3500	70
,	Epcos	ŠtandardD	14	250	4500	65
	Littelfuse	C-III	10	250	3500	60
,	Epcos	Pokročilé	10	275	3500	55
	Littelfuse	UltraMOV®	10	275	2500	55
,	Epcos	Pokročilé	10	250	3500	50
	Littelfuse	UltraMOV®	10	250	2500	50
	Fenghua	generál	10	275	2500	45
,	Epcos	ŠtandardD	10	275	2500	43
	Fenghua	generál	10	250	2500	40
,	Epcos	ŠtandardD	10	250	2500	38

Prehľad varistorov vyrobených spoločnosťou Littelfuse, rozdelených podľa sérií a oblastí použitia, je uvedený v tabuľke 3.

Tabuľka 3. Oblasti použitia varistorov Littelfuse

Segment	Typické aplikácie a príklady	séria	Technológia	SMD montáž
Nízkonapäťové zariadenia, jednodoskové zariadenia	Ručné a vreckové zariadenia, ovládače, meracie zariadenia, počítače, diaľkové senzory, I/O porty a rozhrania, lekárske vybavenie	CH	MOV	+
		MA, ZA, RA, UltraMOV, CIII	MOV
		ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Elektrické siete, prepäťové ochrany	Zdroje neprerušiteľný zdroj napájania, elektromery, napájacie zdroje striedavé napätie, LED ovládače, napájacie zdroje, priemyselné napájacie zdroje, ističe, prepäťové ochrany, spotrebná elektronika, správa napájania	TMOV, UltraMOV, CIII, LA, HA, HB, HG, HF, DHB, TMOV34S, RA	MOV	–
		SM20, SM7, CH	MOV	+
Automobilová elektronika	ABS, dátové zbernice, ovládače motorov, servá, airbagy, ovládanie zrkadiel, elektrické okná, kefy	SM7, CH	MOV	–
		ZA, LV UltraMOV	MOV	–
		AUML, ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Telekomunikačné zariadenia	Mobilné a DECT telefóny, routery, modemy, sieťové karty, ochrana účastníckych zariadení, T1/E1/ISDN, ochrana dátovej zbernice	SM7, CH	MOV	–
		ZA, LV UltraMOV	MOV	–
		SM20, SM7, ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Výkonné priemyselné zariadenia	Výkonové relé, solenoidy, ovládače motorov, napájacie zdroje, roboty, veľké motory/čerpadlá/kompresory	DA/DB, BA/BB, CA, HA, HB, HC, HG, HF, DHB, TMOV34S, CIII, UltraMOV	MOV	–

Literatúra

1. http://www.littelfuse.com/.
2. Sprievodca výberom produktu na ochranu elektronických obvodov.
3. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_product_selection_guide.pdf.pdf.
4. Metal-oxidové varistory (MOV).
5. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_varistor_catalog.pdf.pdf.

Ak pri oprave klimatizácie nájdete vypálenú poistku na doske plošných spojov, neponáhľajte sa s jej okamžitou výmenou, najskôr zistite dôvod, prečo vyhorela.

S najväčšou pravdepodobnosťou sa to stalo v dôsledku prepätia v sieti.

Pri meraní napájacieho napätia v sieti neustále kolíše a nie vždy v bezpečných medziach pre klimatizácie.

Navyše sieť vždy obsahuje krátke impulzy s napätím niekoľkých kilovoltov. Stáva sa to v dôsledku neustáleho vypínania a zapínania indukčných a kapacitných záťaží (elektromotory, transformátory atď.), Ako aj v dôsledku atmosférickej elektriny.

Klimatizácie, rovnako ako akékoľvek iné elektronické zariadenia, sú v tomto prípade chránené varistormi. Presnejšie elektronická náplň klimatizácie – riadiaca doska.

Štandardná schéma zapojenia varistora

Varistor VA1 je zapojený paralelne s chránenou záťažou a pred ním je umiestnená poistka F1:

Princíp činnosti varistora

Varistor je v podstate nelineárny polovodičový odpor, ktorého vodivosť závisí od napätia, ktoré je naň aplikované. Varistor pri normálnom napätí prechádza cez seba zanedbateľne malý prúd a pri určitom prahovom napätí sa otvára a prechádza cez seba celý prúd. Filtruje teda krátke impulzy, ak je impulz dlhší a prúd pretekajúci varistorom prekročí menovitý prúd poistky, jednoducho sa spáli, odpojí energiu a ochráni záťaž.

Varistorové označenie

Existuje veľké množstvo varistorov rôznych výrobcov s rôznymi prahovými prevádzkovými napätiami a navrhnutými pre rôzne prúdy. Ktorý varistor bol nainštalovaný, zistíte podľa jeho označenia. Napríklad označovanie varistorov CNR:

CNR-07D390K, Kde:

• CNR- séria, celý názov CeNtRa varistory z oxidov kovov
• 07- priemer 7mm
• D - disk
• 390 - akčné napätie, vypočítané vynásobením prvých dvoch číslic 10 na výkon rovnajúci sa tretej číslici, to znamená 39 vynásobený 10 na nulový výkon, dostanete 39 V, 271-270 V atď.
• K- tolerancia je 10%, to znamená, že rozpätie napätia môže kolísať od menovitého napätia o 10% v akomkoľvek smere.

Ako nájsť varistor na doske?

Podľa vyššie uvedeného diagramu je zrejmé, že tento prvok je umiestnený vedľa poistky v mieste, kde napájacie vodiče vstupujú do dosky. Zvyčajne ide o žltý alebo tmavozelený disk.

Na fotografii je varistor označený červenou šípkou. Niekto by si mohol myslieť, že varistor je modrá časť pokrytá čiernymi sadzami, ale pri zväčšení sú na tele varistora viditeľné praskliny, z ktorých sú časti umiestnené v blízkosti zanesené sadzami sú napísané symboly. Aj keď tam nie sú, varistor spoznáte s vedomím, že je pripojený paralelne k záťaži alebo podľa značiek na tele.

VA1 je varistor, a modrá časť vedľa je kondenzátor C70.

Nezamieňajte si ich, majú rovnaký tvar, preto sa riaďte označením a symbolmi na tabuli.

Potom, čo ste našli varistor, musíte ho odspájkovať, aby sa na jeho miesto dal nainštalovať nový Na odspájkovanie varistorov, ktoré zvyčajne používam plynová spájkovačka, pretože na mieste opravy nie je vždy napájanie - napríklad v objekte vo výstavbe, na streche. Veľmi vhodné je aj použitie odspájkovacieho čerpadla - zohrejte spájkovaciu oblasť a odstráňte roztavenú spájku pomocou odspájkovača. čerpadlo.

Ale na tieto účely sú celkom vhodné pinzety alebo obyčajné kliešte - musíte chytiť nohu časti a vytiahnuť ju, keď sa spájka roztopí, ak sa vaša spájka dobre neroztopí, potom je s najväčšou pravdepodobnosťou na doske vysoká teplota - takzvaný bezolovnatý (možno ste si všimli na mojej tabuli nápis PbF - plumbum free ). V takom prípade musíte buď zvýšiť teplotu hrotu spájkovačky, alebo navrchu znížiť inú nižšiu teplotu, spájkovacia oblasť sa roztopí a časť sa dá odstrániť. Potom vložíme nový varistor a prispájkujeme.

Na spájkovanie je veľmi vhodné použiť spájku vo forme drôtu, ktorý už má vo vnútri tok.

Všimnite si tiež, že väčšina dosiek je obojstranná, takže nohy dielu musíte spájkovať na oboch stranách dosky, pretože sa často stáva, že noha dielu funguje ako prepojka medzi stopami na rôznych stranách dosky.

Po výmene varistora zostáva len nainštalovať novú poistku a nainštalovať dosku na miesto.

Obvodové dosky klimatizácie zvyčajne obsahujú varistory pre napätie 470 V a poistky s menovitým prúdom od 0,5 A do 5 A. Preto vám odporúčam, aby ste mali vždy so sebou malú zásobu týchto dielov.

Pre tých, ktorí chcú vidieť proces jasnejšie, zverejňujem video tutoriál:

Pre tých, ktorí potrebujú opraviť dosku výmenou varistora, pomôžu naši servisní špecialisti, pozri ceny

Varistory sú polovodičové zariadenia, ktorých odpor prudko klesá (o niekoľko rádov), keď napätie, ktoré sa na ne aplikuje, prekročí určitú prahovú hodnotu. Táto vlastnosť týchto zariadení určuje ich použitie v systémoch na ochranu elektrických obvodov pred prepätím (pripojením varistora paralelne k chránenému obvodu). Prúdovo-napäťová charakteristika varistorov je symetrická, takže obmedzujú napätie bez ohľadu na jeho polaritu, vrátane schopnosti pracovať v obvodoch so striedavým napätím.

Spravidla sú to oxid kovu alebo oxid zinočnatý. Ak sa pozriete na charakteristiky prúdového napätia varistora, môžete si všimnúť, že má nelineárny symetrický tvar, to znamená, že môže pracovať nielen na jednosmerné napätie, ale aj na striedavé napätie. Takýto prvok je pripojený paralelne k záťaži. Ako funguje varistor?

Keď sa napätie v sieti zvýši, prúd neprechádza cez zariadenie, ale cez varistor. Takéto zariadenie je schopné distribuovať energiu vo forme tepla. Jeho hlavnými vlastnosťami sú opakované použitie a rýchla doba zotavenia, čo znamená, že jeho odolnosť je rovnaká aj po odstránení napätia.

Aký je princíp činnosti varistora? Časť sa nelíši od bežného odporu, to znamená, že pri normálnej prevádzke elektroniky má ohmický odpor. Pozrime sa teda na princíp fungovania varistora.

Indikátor takéhoto odporu je pomerne vysoký a môže byť 100 000 ohmov. Keď je napätie zapnuté, môže sa znížiť, akonáhle vznikne potreba ochrany úrovne. Odpor klesne zo 100 000 Ohmov na 100. Ak hodnota klesne na dolnú hranicu alebo sa rovná nule, môže sa vyskytnúť pri umiestnení v elektrickom obvode pred varistorom. Potom sa elektrický obvod uzavrie a napätie sa úplne vypne.

Ako už bolo spomenuté, pri absencii napätia je možné varistor úplne obnoviť a pracovať v predchádzajúcom režime. Aby fungoval ďalej, je potrebné ho vymeniť elektronické zariadenie bude fungovať správne. K zdroju energie je paralelne pripojený varistor. Pozrime sa na princíp fungovania varistora na príklade bežného osobného počítača. Pretože má dve svorky, pripojenie sa vykonáva paralelne s fázou a nulou.

Ako prvok vyzerá?

Zariadenie, ako je varistor, ktorého fotografia je v našom článku, sa podobá bežnému odporu, to znamená, že má tvar obdĺžnika. Ale stále má malý rozdiel.

Jeho stredom prechádza uhlopriečka, ktorej koniec je zahnutý.

Ako sa označuje varistor?

Dnes môžete nájsť rôzne označenia týchto zariadení. Každý výrobca má právo inštalovať ho nezávisle. Označenia sú odlišné, pretože technické údaje varistory sa navzájom líšia. Príklady zahŕňajú také ukazovatele, ako je prípustné napätie alebo požadovaná úroveň prúdu.

V súčasnosti si každý výrobca stanovuje vlastné označovanie pre tieto typy zariadení. Vysvetľuje to skutočnosť, že vyrobené zariadenia majú odlišné technické vlastnosti. Napríklad maximálne prípustné napätie alebo úroveň prúdu potrebná na prevádzku. Najpopulárnejšie označenie je CNR, ku ktorému je pripojené označenie ako 07D390K. Čo to znamená? Takže samotné označenie CNR označuje typ zariadenia. V tomto prípade je varistorom oxid kovu.

Základné parametre varistorov

Tieto parametre zahŕňajú:

• štandard napätia;
• maximálny prípustný striedavý a jednosmerný prúd;
• špičková absorpcia energie;
• možné chyby;
• prevádzkový čas prvku.

Diagnostika

Na testovanie tohto elektronického zariadenia sa používa špeciálne zariadenie nazývané tester. Takže na vykonanie testu budete potrebovať varistor, ktorého princípom je zmena parametrov odporu, a testovacie zariadenie. Skôr ako začnete, musíte zapnúť zariadenie a prepnúť do režimu odporu. Až potom bude zariadenie spĺňať všetky potrebné technické požiadavky a množstvo odporu bude obrovské.

Pred začatím testovania je potrebné skontrolovať technický stav zariadenia. V prvom rade by ste sa mali pozrieť na jeho vzhľad. Zariadenie by nemalo vykazovať žiadne praskliny ani známky toho, že vyhorelo. Zariadenie by ste nemali kontrolovať z nedbanlivosti, pretože každá menšia porucha môže viesť k nepríjemným okolnostiam.

Varistory: aplikácia

Takéto zariadenia zohrávajú dôležitú úlohu v ľudskom živote.

Zo všetkého vyššie uvedeného môžeme povedať, že varistor, ktorého princípom je chrániť elektroniku pred vysoké napätie v sieti, pomáha predchádzať poruchám mnohých elektrických spotrebičov a udržiavať integritu elektroinštalácie. Hlavným miestom sú elektrické obvody rôzne vybavenie. Nachádzajú sa napríklad v štartovacích prvkoch osvetlenia, ktoré sa tiež nazývajú predradníky. Tiež inštalované v elektrické schémyšpeciálne varistory, ktorých použitie je nevyhnutné na stabilizáciu napätia a prúdu.

Takéto zariadenia sa používajú aj v elektrických vedeniach. Ale tam sa nazývajú vybíjače, ktorých prevádzkové napätie je viac ako dvadsať tisíc voltov.

Varistory môžu pracovať v širokom rozsahu napätia, ktorý začína od veľmi malej hodnoty 3 V a končí pri 200 V. Pokiaľ ide o prúd prvku, rozsah je od 0,1 do 1 A. Takéto indikátory prúdu platia len pre nízke napätie technické vybavenie.

Pozitívne aspekty varistorov

Tento typ zariadenia má mnoho pozitívnych vlastností v porovnaní s inými zariadeniami, napríklad s iskriskom. Medzi tieto dôležité výhody patrí:

• vysoká rýchlosť prvku;
• schopnosť monitorovať poklesy prúdu metódou bez zotrvačnosti;
• možnosť použitia pri napäťových úrovniach od 12 do 1800 V;
• dlhá životnosť;
• relatívne nízke náklady vďaka jednoduchosti dizajnu.

Negatívne stránky

Spolu s toľkými výhodami oproti iným zariadeniam existujú aj významné nevýhody, medzi ktoré patria nasledujúce.

1. Varistory majú obrovskú veľkosť vlastnej kapacity, ktorá ovplyvňuje chod elektrickej siete. Tento indikátor sa môže pohybovať od 80 do 3000 pF. Závisí to od mnohých bodov: konštrukcie a typu varistora, ako aj maximálnej úrovne napätia. Stojí za zmienku, že v niektorých prípadoch sa takáto významná nevýhoda môže zmeniť na veľkú výhodu. Ale to je možné pomerne zriedka, napríklad ak používate varistor vo filtroch. V takejto situácii poslúži veľká kapacita ako kvalitná sieť.
2. V porovnaní so zvodičmi varistory nie sú schopné rozptýliť výkon pri maximálnych napäťových úrovniach.

Na zvýšenie rýchlosti rozptylu je potrebné zväčšiť veľkosť prvkov, čo mnohí výrobcovia robia.

Ak je potrebné zahrnúť varistor elektrickej siete, musíte si zapamätať tieto dôležité body:

• Vždy by ste mali mať na pamäti, že toto zariadenie nebude trvať večne a nastanú podmienky, ktoré povedú k jeho výbuchu. Aby sa to nestalo, je potrebné použiť špeciálne ochranné clony, do ktorých je možné umiestniť celý varistor.
• Je potrebné poznamenať, že pazúrikové technické zariadenia sú vo svojich charakteristikách výrazne horšie ako ich oxidové analógy. Preto je najlepšie použiť tento typ varistora.

Záver

Varistor hrá dôležitú úlohu vo fungovaní mnohých elektrických obvodov. Ako už bolo spomenuté, tento typ polovodičových rezistorov slúži na zníženie hodnôt odporu pri zvyšovaní napätia alebo prúdu.

Vďaka tejto vlastnosti sú inštalované v mnohých elektrických spotrebičoch. Počas napäťových rázov zabraňuje rozbitiu zariadení varistor, ktorého účelom je zmena odporu. Zabraňuje tiež vyhoreniu elektroinštalácie. Tieto prvky teda poskytujú spoľahlivú ochranu počas sieťových prepätí.

Čo je varistor a na čo sa používa, princíp činnosti varistorov, zvažuje sa ich prúdovo-napäťová charakteristika, sú uvedené hlavné parametre varistorov domácej výroby, ako aj parametre pre kotúčové varistory radu TVR. Ako vyzerá varistor, ktorý sa používa v domácich rádiových zariadeniach, ako aj vzhľad výkonných varistorov.

Princíp činnosti varistora

Varistory, Varistory (názov je odvodený od dvoch slov Variable Resistors - variabilný odpor) sú polovodičové (oxid kovu alebo oxidu zinočnatého) odpory, ktoré majú tú vlastnosť, že pri zvýšení napätia na nich nad a výrazne znižujú svoj odpor z 1000 MOhm na desiatky Ohmov. hraničná hodnota.

V tomto prípade je odpor menší, čím väčšie je použité napätie. Typická charakteristika prúdového napätia varistora má výrazný nelineárny symetrický tvar (obrázok 1), to znamená, že môže pracovať aj so striedavým napätím.

Ryža. 1. Voltampérové ​​charakteristiky varistor.

Varistory sú pripojené paralelne k záťaži a pri hádzaní vstupné napätie hlavný rušivý prúd preteká cez ne a nie cez zariadenie.

Varistory tak odvádzajú interferenčnú energiu vo forme tepla. Rovnako ako plynový vybíjač, aj varistor je viacčinný prvok, no po odpojení napätia oveľa rýchlejšie obnovuje svoj vysoký odpor.

Výhody varistorov v porovnaní s plynovými výbojkami sú:

• vyššia rýchlosť;
• monitorovanie poklesu napätia bez zotrvačnosti;
• k dispozícii pre širší rozsah prevádzkových napätí (od 12 do 1800 V); o dlhá životnosť;
• mať nižšie náklady.

Varistory sú široko používané v priemyselných zariadeniach a domácich spotrebičoch:

• na ochranu polovodičových zariadení: tyristory, triaky, tranzistory, diódy, zenerove diódy;
• na elektrostatickú ochranu vstupov rádiových zariadení;
• na ochranu pred elektromagnetickými prepätiami vo výkonných indukčných prvkoch;
• ako prvok na zhášanie iskier v elektromotoroch a spínačoch.

Typy varistorov

Typická doba odozvy varistorov pri vystavení prepätiu nie je väčšia ako 25 nanosekúnd (ns), ale to nemusí postačovať na ochranu niektorých typov zariadení (pre elektrostatickú ochranu nie je potrebná viac ako 1 ns).

Preto je zlepšovanie technológie výroby varistorov na celom svete zamerané na zvýšenie ich výkonu.

Napríklad spoločnosť „S+M Epcos“ vďaka použitiu pri výrobe varistorov viacvrstvovej štruktúry SIOV-CN a ich SMD prevedeniu (bezolovnaté prevedenie pre povrchovú montáž) je schopná dosiahnuť dobu odozvy kratšiu ako 0,5 ns (ak sú takéto prvky umiestnené na vytlačená obvodová doska Na získanie špecifikovaného výkonu je už potrebné minimalizovať indukčnosť vonkajších spojovacích vodičov).

Pri diskovej konštrukcii varistorov sa v dôsledku indukčnosti zvodov zvyšuje doba odozvy na niekoľko nanosekúnd.

Krátky čas odozvy, vysoká spoľahlivosť, vynikajúce špičkové elektrické charakteristiky v širokom rozsahu prevádzkových teplôt s malými rozmermi robia z viacvrstvových varistorov prvú voľbu pri výbere prvkov ochrany pred statickým nábojom.

Ryža. 2. Vzhľad varistory.

Ryža. 3. Vzhľad výkonných varistorov.

Napríklad v oblasti výroby mobilných telefónov možno už viacvrstvové varistory považovať za štandard v ochrane pred statickou elektrinou.

Varistory CN dokážu spoľahlivo chrániť pred statickými výbojmi: klávesnice, faxové a modemové konektory, konektory nabíjačky, vstupy integrovaných analógových mikroobvodov, výstupy mikroprocesora.

Charakteristika varistorov

Hlavné parametre, ktoré sa používajú na opis charakteristiky varistorov, sú:

• Un - klasifikačné napätie, zvyčajne merané pri prúde 1 mA, je podmienený parameter, ktorý sa uvádza pri označovaní prvkov;
• Um - maximálne prípustné efektívne striedavé napätie (rms);
• Um= - maximálne prípustné jednosmerné napätie;
• P je menovitý priemerný stratový výkon, to je ten, ktorý varistor dokáže odviesť počas celej svojej životnosti pri zachovaní parametrov v stanovených medziach;
• W je maximálna prípustná absorbovaná energia v jouloch (J) pri vystavení jedinému impulzu.
• Ipp - maximum pulzný prúd, pre ktorý čas nábehu/trvanie impulzu: 8/20 µs;
• Co je kapacita meraná v uzavretom stave počas prevádzky, jej hodnota závisí od použitého napätia a keď varistor prechádza cez seba veľkým prúdom, klesne na nulu.

Hodnota W určuje, ako dlho vydrží preťaženie (pri maximálnom výkone Рт) bez nebezpečenstva poškodenia varistora, t.j.

Pre aplikáciu sa prevádzkové napätie varistorov volí na základe prípustnej energie rozptylu a maximálnej prípustnej amplitúdy napätia. Limitné napätie je približne rovnaké ako kvalifikačné napätie (Un) varistora.

Pre sieť s efektívnym napätím 220 V (50 Hz) sa zvyčajne inštalujú varistory s klasifikačným napätím minimálne 380...430 V Pre varistor s klasifikačným napätím 430 V s prúdovým impulzom 100 A, napätie bude obmedzené na približne 600 V.

V Rusku je najväčším výrobcom varistorov (CH2-1, BP-1, CH2-2) závod Progress (Ukhta). Parametre niektorých z týchto varistorov sú uvedené v tabuľke. 1.

Tabuľka 1. Hlavné parametre varistorov domácej výroby.

Varistorový typ

Poznámka. Kapacita pre domáce varistory nie je uvedená.

Z rôznych varistorov vyrábaných v zahraničí sú parametre jedného typu, ktorý má kotúčovú konštrukciu, uvedené v tabuľke 2 (ostatné typy majú podobné parametre).

Vyrábajú sa pre prevádzkové napätie od 4 do 1500 V v malých prírastkoch, ale je nepravdepodobné, že nájdete všetky hodnotenia zo série v predaji (v prípade potreby si môžete objednať ich výrobu pre akékoľvek napätie na dodávku veľkého množstva), ale zvyčajne môžete použiť najbližšie hodnotenie zo série smerom k zvýšeniu napätia.

Tabuľka 2. Hlavné parametre diskových varistorov série TVR.

varistor

Na zvýšenie straty výkonu je možné varistory zapojiť do série (alebo paralelne, ak sú zvolené podľa rovnakých parametrov). Veľkosti varistorov závisia od výkonu, ale keďže tieto prvky pracujú pri impulznom preťažení, často indikujú rozptýlenú energiu v jouloch:

ktorý súvisí s mocou vzťahom:

Na výber varistora s požadovaným rozptylom energie na ochranu záťaže spotrebúvajúcej energiu viac ako 1...2 kW, v praktické výpočty Môžete použiť nasledujúci vzorec:

• W je maximálna okamžitá energia v jouloch;
• P - menovitý výkon záťaže na fázu, W;
• a je koeficient nelinearity varistora;
• f—frekvencia striedavého napätia, Hz;
• n je účinnosť chránenej záťaže.

Maximálna prípustná hodnota straty energie použitého varistora musí túto hodnotu prekročiť.

Pretože prehriatie varistora vedie k jeho poškodeniu, vyrábajú sa také prvky s jedinečnými vlastnosťami, napríklad s tepelnou ochranou - prerušovacím mechanickým kontaktom v chránenom obvode, čo výrazne zvyšuje spoľahlivosť jednotky.

Porovnanie hlavných charakteristík varistorov odlišné typy možno nájsť na internete. Jeho podstata spočíva v tom, že domáci výrobcovia vyrábajú komponenty s technickými parametrami, ktoré nie sú horšie ako tie, ktoré sa vyrábajú v zahraničí (pre rádioamatéra je však oveľa ťažšie ich kúpiť - často sa dajú kúpiť dovážané).

Hlavnou nevýhodou varistora je jeho veľká vlastná kapacita, ktorá je zavedená do obvodu. V závislosti od konštrukcie, typu a menovitého napätia sa táto kapacita môže pohybovať od 80 do 30 000 pF.

Pre niektoré aplikácie však môže byť veľká kapacita výhodou, napríklad vo filtri, ktorý kombinuje funkciu obmedzenia napätia (pre takéto aplikácie je možné objednať varistory so zvýšenou kapacitou).

Druhou nevýhodou je nižší maximálny prípustný stratový výkon oproti zvodičom (pre zvýšenie rozptylového výkonu výrobcovia zväčšujú veľkosť skrine varistora).

Literatúra: Rádioamatéri užitočné diagramy, Kniha 5. Shelestov I.P.