Что такое варистор: устройство, принцип действия и назначение

Содержание

устройство, принцип действия и назначение

В электронике можно выделить группу компонентов, задача которых ограничение всплесков напряжения. Один из таких элементов — варистор. Чаще всего данный аппарат можно встретить в большинстве хороших блоков питания. В этой статье мы поговорим о том, как работают и где применяются варисторы.

Принцип действия

Варистор — это полупроводниковый прибор с симметричной нелинейной вольтамперной характеристикой. По ее форме можно сделать вывод о том, что варистор работает и в переменном и в постоянном токе. Рассмотрим её подробнее.

В нормальном состоянии ток через варистор предельно мал, его называют током утечки. Его можно рассматривать как диэлектрический компонент с определенной электрической емкостью и можно говорить, что он не пропускает ток. Но, при определенном напряжении (на картинке это + — 60 Вольт) он начинает пропускать ток.

Другими словами, принцип работы варистора в защитных цепях напоминает разрядник, только в полупроводниковом приборе не возникает дугового разряда, а изменяется его внутреннее сопротивление. При уменьшении сопротивления, ток с единиц микроампер возрастает до сотен или тысяч Ампер.

Условное графическое изображение варистора в схемах:

Обозначение элемента на схемах напоминает обычный резистор, но перечеркнутый по диагонали линией, на которой может быть нанесена буква U. Чтобы найти на плате или в схеме этот элемент – обращайте внимание на подписи, чаще всего они обозначаются, как RU или VA.

Внешний вид варистора:

Варистор устанавливают параллельно цепи для ее защиты. Поэтому при импульсе напряжения защищаемой цепи — энергия поступает не в устройство, а рассеивается в виде тепла на варисторе. Если энергия импульса слишком велика — варистор сгорит. Но понятие сгорит размазано, варианта развития два. Либо варистор просто разорвет на части, либо его кристалл разрушится, а электроды замкнутся накоротко. Это приведет к тому, что выгорят дорожки и проводники, или произойдет возгорание элементов корпуса и других деталей.

Чтобы этого избежать перед варистором, последовательно со всей цепью на сигнальный или питающий провод устанавливают предохранитель. Тогда в случае сильного импульса напряжения и долговременного срабатывания или перегорания варистора сгорит и предохранитель, разорвав цепь.

Если сказать вкратце, для чего нужен такой компонент — его свойства позволяют защитить электрическую цепь от губительных всплесков напряжения, которые могут возникать как на информационных линиях, так и на электрических линиях, например, при коммутации мощных электроприборов. Мы обсудим этот вопрос немного ниже.

Устройство

Варисторы устроены достаточно просто — внутри есть кристалл полупроводникового материала, чаще всего это Оксид Цинка (ZiO) или Карбид Кремния (SiC). Прессованный порошок этих материалов подвергают высокотемпературной обработке (запекают) и покрывают диэлектрической оболочкой. Встречаются либо в исполнении с аксиальными выводами, для монтажа в отверстия на печатной плате, а также в SMD-корпусе.

На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:

Основные параметры

Чтобы правильно подобрать варистор, нужно знать его основные технические характеристики:

  1. Классификационное напряжение, может обозначаться как Un. Это такое напряжение, при котором через варистор начинает протекать ток силой в 1 мА, при дальнейшем превышении ток лавинообразно увеличивается. Именно этот параметр указывают в маркировке варистора.
  2. Номинальная рассеиваемая мощность P. Определяет, сколько может рассеять элемент с сохранением своих характеристик.
  3. Максимальная энергия одиночного импульса W. Измеряется в Джоулях.
  4. Максимальный ток Ipp импульса. При том что фронт нарастает в течении 8 мкс, а общая его длительность — 20 мкс.
  5. Емкость в закрытом состоянии — Co. Так как в закрытом состоянии варистор представляет собой подобие конденсатора, ведь его электроды разделены непроводящим материалом, то у него есть определенная емкость. Это важно, когда устройство применяется в высокочастотных цепях.

Также выделяют и два вида напряжений:

  • Um~ — максимальное действующее или среднеквадратичное переменное;
  • Um= — максимальное постоянное.

Маркировка и выбор варистора

На практике, например, при ремонте электронного устройства приходится работать с маркировкой варистора, обычно она выполнена в виде:

20D 471K

Что это такое и как понять? Первые символы 20D — это диаметр. Чем он больше и чем толще — тем большую энергию может рассеять варистор. Далее 471 — это классификационное напряжение.

Могут присутствовать и другие дополнительные символы, обычно указывают на производителя или особенность компонента.

Теперь давайте разберемся как правильно выбрать варистор, чтобы он верно выполнял свою функцию. Чтобы подобрать компонент, нужно знать в цепи с каким напряжением и родом тока он будет работать. Например, можно предположить, что для защиты устройств, работающих в цепи 220В нужно применять варистор с классификационным напряжением немного выше (чтобы срабатывал при значительных превышениях номинала), то есть 250-260В. Это в корне не верно.

Дело в том, что в цепях переменного тока 220В — это действующее значение. Если не углубляться в подробности, то амплитуда синусоидального сигнала в корень из 2 раз больше чем действующее значение, то есть в 1,41 раза. В результате амплитудное напряжение в наших розетках равняется 300-310 В.

240*1,1*1,41=372 В.

Где 1,1 – коэффициент запаса.

При таких расчетах элемент начнет срабатывание при скачке действующего напряжения больше 240 Вольт, значит его классификационное напряжение должно быть не менее 370 Вольт.

Ниже приведены типовые номиналы варисторов для сетей переменного тока с напряжением в:

  • 100В (100~120)– 271k;
  • 200В (180~220) – 431k;
  • 240В (210~250) – 471k;
  • 240В (240~265) – 511k.

Применение в быту

Назначение варисторов — защита цепи при импульсах и перенапряжениях на линии. Это свойство позволило рассматриваемым элементам найти свое применение в качестве защиты:

  • линий связи;
  • информационных входов электронных устройств;
  • силовых цепей.

В большинстве дешевых блоков питания не устанавливают никаких защит. А вот в хороших моделях по входу устанавливают варисторы.

Кроме того, все знают, что компьютер нужно подключать к питанию через специальный удлинитель с кнопкой — сетевой фильтр. Он не только фильтрует помехи, в схемах нормальных фильтров также устанавливают варисторы.

Часто электрики рекомендуют защитить китайские светодиодные лампы, установив варистор параллельно патрону. Также защищают и другие устройства, некоторые монтируют варистор в розетку или в вилку, чтобы обезопасить подключаемую технику.

Чтобы защитить всю квартиру — вы можете установить варистор на дин-рейку, в хороших устройствах в корпусе расположены настоящие мощные варисторы диаметром с кулак. Примером такого устройства является ОИН-1, который изображен на фото ниже:

В заключение хотелось бы отметить, что назначение варистора – защитить какую-либо электрическую цепь. Принцип работы основан на изменении сопротивления полупроводниковой структуры под воздействием высокого напряжения. Напряжение, при котором через элемент начинает течь ток силой 1 мА называют классификационным. Это и диаметр элемента есть основными параметрами при выборе. Пожалуй, мы доступно объяснили, что такое варистор и для чего он нужен, задавайте вопросы в комментариях, если вам что-то непонятно.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

Наверняка вы не знаете:

надежная защита от скачков напряжения

1 июля 2016

Варисторы – надежное средство для подавления скачков напряжения в первичных электрических цепях. Компания Littelfuse выпускает широкую линейку этих изделий, состоящую из нескольких серий, в числе которых – лидеры отрасли по рассеиваемой энергии, индустриальные варисторы серии C-III.

Чтобы быть уверенным в надежном функционировании разрабатываемого устройства, нужно уже на ранних этапах разработки продумать подавление скачков напряжения. Это может быть комплексной задачей, потому что электронные компоненты очень чувствительны к переходным процессам. Разработчик должен определить тип угрозы, из-за которой могут возникать скачки напряжения, и то, каким стандартам должно соответствовать устройство, исходя из области его применения. Варисторы чаще всего применяются для подавления скачков напряжения в первичных цепях. Компаний-производителей варисторов на рынке немало. Рассмотрим различные типы варисторов, остановимся на их физической сущности и сравним варисторы лидера рынка защитных компонентов – компании

Littelfuse – с варисторами других популярных производителей – Epcos и Fenghua.

Варистор – электронный прибор, сопротивление которого нелинейно меняется с изменением подаваемого на него напряжения, его вольт-амперная характеристика (ВАХ) схожа с ВАХ двунаправленных диодов Зенера. Варистор состоит, в основном, из оксида цинка ZNO с небольшим содержанием висмута, кобальта, магния и других элементов. Варистор из оксида металла (Metal Oxide Varistor или MOV) спекается в процессе производства в керамический полупроводник с кристаллической микроструктурой, которая позволяет рассеивать очень большие энергии, поэтому варисторы часто используются для защиты от скачков напряжения, вызванных ударами молний, связанных с переходными процессами, с индуктивными нагрузками, электростатическими разрядами в цепях переменного и постоянного тока, а также в промышленных линиях питания. Помимо этого, варисторы используются в сетях с постоянным напряжением, например, в низковольтных источниках питания или автомобильных цепях. Процесс производства варисторов позволяет придать им разнообразную форму. Однако наиболее распространенным форм-фактором варисторов является диск c радиальными выводами.

Характеристики варистора

Тело варистора представляет собой изотропную гранулярную структуру оксида цинка ZnO (рисунок 1). Гранулы отделены друг от друга, и их граница разделения имеет ВАХ, схожую с p-n-переходом в полупроводниках. Эти границы при низких напряжениях имеют очень низкую проводимость, которая нелинейно увеличивается с увеличением напряжения на варисторе.

Рис. 1. Фотография гранулярной структуры варистора, сделанная с помощью электронного микроскопа

Симметричная ВАХ показана на рисунке 2. Благодаря ей варистор отлично справляется с подавлением скачков напряжения. Когда они появляются в цепи, сопротивление варистора уменьшается во множество раз: от почти непроводящего состояния до высокопроводящего, уменьшая импульс напряжения до безопасного для цепи значения. Таким образом, потенциально опасная для элементов цепи энергия входного импульса напряжения абсорбируется варистором и защищает компоненты, чувствительные к скачкам напряжения.

Рис. 2. Симметричная ВАХ варистора

В местах соприкосновения микрогранул варистора возникает эффект проводимости. Так как количество гранул в объеме варистора очень велико, абсорбируемая варистором энергия значительно превышает энергию, которая может пройти через единичный p-n переход в диодах Зенера. В процессе прохождения тока через варистор весь проходящий заряд равномерно распределяется по всему объему. Таким образом, количество энергии, которую может абсорбировать варистор, напрямую зависит от его объема. Величина рабочего напряжения варистора и максимального тока зависят от расстояния между электродами, между которыми находятся гранулы оксида цинка. Однако есть множество других технологических моментов, которые обуславливают эти электрические параметры: технология гранулирования и спекания, влияющая на размер гранул и их площадь соприкосновения, присоединение металлических выводов, покрытие варистора, легирующие добавки. Например, диапазон рабочих температур дисковых варисторов зависит от типа покрытия диска: у варисторов с эпоксидным покрытием диапазон -55…85°С, у фенолового покрытия, встречающегося у варисторов Littelfuse серии C-III, этот диапазон расширен до 125°С. Также расширенный диапазон рабочих температур имеет большинство серий варисторов для поверхностного монтажа.

Рассмотрим подробнее принцип работы варистора.

В его корпусе между металлическими контактами находятся гранулы со средним размером d (рисунок 3).

Рис. 3. Схематическое изображение микроструктуры металл-оксидного варистора

Токопроводящие гранулы оксида цинка со средним размером гранулы d разделены между собой межгранулярными границами.

При разработке варистора для заданного номинального напряжения Vn основным параметром является количество гранул n, заключенных между контактами, что, в свою очередь, влияет на размер варистора. На практике его материал характеризуется градиентом напряжения В/мм, измеренном в коллинеарном направлении с нормалью к плоскости варистора. Для контроля состава и условий производства градиент должен быть постоянным. Так как физические размеры варистора имеют определенные пределы, то сочетание примесей в составе прибора позволяет достичь заданного размера гранул и нужного результата.

Фундаментальным свойством ZnO-варистора является его практически постоянное падение напряжения на границах гранул во всем объеме. Наблюдения показывают, что вне зависимости от вида варистора, падение напряжения на границе соприкосновения гранул всегда составляет 2…3 В. Падение напряжения на границах гранул не зависит и от размера самих гранул. Таким образом, если опустить разные способы производства и легирования оксида цинка, то напряжение варистора будет зависеть от его толщины и размера гранул. Эта зависимость может быть легко выражена в следующем виде (формула 1):

, (1)

где d – средний размер гранулы.

Учитывая

,

получаем данные, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Зависимость структурных параметров варистора от напряжения

Напряжение варистора Vn, В~ Средний размер
гранулы, мкм
n Градиент, В/мм
при 1 мА
Толщина варистора, мм
150 20 75 150 1,5
25 80 12 39 1

Напряжение варистора Vn – это напряжение на вольт-амперной характеристике, где происходит переход из слабопроводящего состояния на линейном участке графика в нелинейный режим высокопроводящего состояния. По общей договоренности для стандартизации измерений был выбран ток 1 мА.

Несмотря на то, что варисторы могут за несколько микросекунд абсорбировать большое количество энергии, они не могут продолжительно находиться в проводящем состоянии. Поэтому в некоторых случаях, когда, например, напряжение в сети на продолжительное время увеличивается до уровня срабатывания, варистор начинается сильно греться. Его перегрев может закончиться возгоранием (рисунок 4). Для защиты от этого стали применяться термисторы. Варистор со встроенным термистором защищен от перегрева, что продлевает его срок службы и защищает устройство от возможного возгорания.

Рис. 4. Результат увеличения напряжения в сети на продолжительное время

Проведем сравнительный анализ наиболее популярных варисторов производства компаний Littelfuse, Epcos и Fenghua с рабочим напряжением 250 и 275 В (АС rms) и диаметром диска 10, 14 и 20 мм.

Как видно из таблицы 2, рассеиваемая варистором энергия зависит не только от его размеров, но и от технологии производства и материалов, которые использованы для выпуска серии. Заметим, что серия индустриального класса С-III производства компании Littelfuse вышла на первое место, серия UltraMOV тоже показала очень высокие характеристики, оказавшись на уровне конкурентов – серии Advanced производства Epcos. Также можно отметить, что варисторы C-III при меньшем габарите (D = 14 мм) имеют большую энергию рассеивания, чем стандартные серии конкурентов, имеющие большие размеры (D = 20 мм), а разница в рассеиваемой энергии между качественными варисторами в корпусе D = 20 мм и стандартными варисторами в корпусе D = 10 мм может отличаться на порядок.

Таблица 2. Сравнительный анализ наиболее популярных варисторов производства компаний Littelfuse, Epcos и Fenghua

Наименование Производитель Серия D, мм VRMS, В Imax (8/20 мкс), А Wmax (2 мс), Дж
V275LA40CP Littelfuse C-III 20 275 10000 320
V250LA40CP Littelfuse C-III 20 250 10000 300
B72220S2271K101, S20K275E2 Epcos AdvanceD 20 275 10000 215
B72220S2251K101, S20K250E2 Epcos AdvanceD 20 250 10000 195
V20E275P Littelfuse UltraMOV® 20 275 6500 190
V20E250P Littelfuse UltraMOV® 20 250 6500 170
B72220S0271K101, S20K275 Epcos StandarD 20 275 8000 151
V275LA20CP Littelfuse C-III 14 275 6500 145
FNR-20K431 Fenghua General 20 275 6500 140
B72220S0251K101, S20K250 Epcos StandarD 20 250 8000 140
V250LA20CP Littelfuse C-III 14 250 6500 135
FNR-20K391 Fenghua General 20 250 6500 130
B72214S2271K101, S14K275E2 Epcos AdvanceD 14 275 6000 110
V14E275P Littelfuse UltraMOV® 14 275 4500 110
B72214S2251K101, S14K250E2 Epcos AdvanceD 14 250 6000 100
V14E250P Littelfuse UltraMOV® 14 250 4500 100
FNR-14K431 Fenghua General 14 275 4500 75
B72214S0271K101, S14K275 Epcos StandarD 14 275 4500 71
FNR-14K391 Fenghua General 14 250 4500 70
V275LA10CP Littelfuse C-III 10 275 3500 70
B72214S0251K101, S14K250 Epcos StandarD 14 250 4500 65
V250LA10CP Littelfuse C-III 10 250 3500 60
B72210S2271K101, S10K275E2 Epcos AdvanceD 10 275 3500 55
V10E275P Littelfuse UltraMOV® 10 275 2500 55
B72210S2251K101, S10K250E2 Epcos AdvanceD 10 250 3500 50
V10E250P Littelfuse UltraMOV® 10 250 2500 50
FNR-10K431 Fenghua General 10 275 2500 45
B72210S0271K101, S10K275 Epcos StandarD 10 275 2500 43
FNR-10K391 Fenghua General 10 250 2500 40
B72210S0251K101, S10K250 Epcos StandarD 10 250 2500 38

Обзор варисторов производства компании Littelfuse c разбивкой на серии и области применения представлен в таблице 3.

Таблица 3. Области применения варисторов Littelfuse

Сегмент Типовое применение и примеры Серия Технология SMD-монтаж
Низковольтное оборудование, одноплатные устройства Наладонные и портативные приборы, контроллеры, измерительное оборудование, компьютеры, дистанционные датчики, порты ввода/вывода и интерфейсы, медицинское оборудование СН MOV +
MA, ZA, RA, UltraMOV, CIII MOV
ML, MLE, MLN, MHS MLV +
Электросети, сетевые фильтры Источники бесперебойного питания, измерители мощности, источники питания переменного напряжения, LED-драйверы, блоки питания, промышленные источники питания, автоматы, сетевые фильтры, бытовая электроника, управление питанием TMOV, UltraMOV, CIII, LA, HA, HB, HG, HF, DHB, TMOV34S, RA MOV
SM20, SM7, CH MOV +
Автомобильная электроника ABS, шины данных, контроллеры электродвигателей, сервоприводы, подушки безопасности, управление зеркалами, стеклоподъемниками, щетками SM7, CH MOV
ZA, LV UltraMOV MOV
AUML, ML, MLE, MLN, MHS MLV +
Телекоммуникационное оборудование Сотовые и DECT-телефоны, роутеры, модемы, сетевые карты, защита абонентского оборудования, T1/E1/ISDN, защита шин данных SM7, CH MOV
ZA, LV UltraMOV MOV
SM20, SM7, ML, MLE, MLN, MHS MLV +
Мощное индустриальное оборудование Силовые реле, соленоиды, драйверы электродвигателей, источники питания, роботы, большие двигатели/насосы/компрессоры DA/DB, BA/BB, CA, HA, HB, HC, HG, HF, DHB, TMOV34S, CIII, UltraMOV MOV

Литература

  1. http://www.littelfuse.com/.
  2. Electronics Circuit Protection Product Selection Guide.
  3. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_product_selection_guide.pdf.pdf.
  4. Metal-Oxide Varistors (MOVs).
  5. http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_varistor_catalog.pdf.pdf.

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

•••

Наши информационные каналы

устройство, принцип действия и назначение

Принцип работы варистора

Сейчас рассмотрим, принцип работы варистора и важные моменты, связанные с его применением и использованием.

Доброго времени! Уважаемые читатели сайта energytik.net, сегодня поговорим об уникальном элементе электронной цепи. Этот радиоэлемент схемы одновременно является и полупроводником и многоразовым предохранителем.

Изучать электронику и её ремонт с обслуживанием, правильно начинать с теоретических данных. Примите этот совет за основное правило, ко всей учебе.

Название элемента варистора, происходит от английского языка, впрочем, как и подавляющее большинство радиоэлементов. Дословно, можно перевести как, переменный резистор. На языке С. Джобса, пишется variable resistor, просто взяли из первого слова, первые четыре буквы, а из второго последние, вот и получилось слово, варистор.

Отличительным чертой и параметром сего изделия, является его ВАХ, проще выражаясь, вольт – амперная характеристика. Она у варистора, является не линейной, другими словами, резко меняется сопротивление, при подаче на него, большего, чем необходимого, для правильной работы аппаратуры напряжения.

Принцип работы варистора в электрической схеме

Начнём с того что, по сути он является резистором, и в нормальном режиме работы электроники, он имеет огромное, омическое сопротивление. Практически всегда, оно равняется порядка нескольких сотен мега Ом (МОм). Как только, на концах его выводов, напряжение достигает необходимого для защиты уровня, его сопротивление, резко уменьшается. После этого, его сопротивление не составляет и сотни Ом.

Когда сопротивление варистора, достигает совсем низкого значения и примерно равняется нулю, происходит короткое замыкание. В результате чего, перегорает предохранитель, который перед варистором в цепи фазы или нуля. Выходом из строя, предохранитель размыкает электрическую цепь и оставляет схему без напряжения.   Самое приятное, что после пропажи напряжения, варистор снова восстанавливается и готов к работе. Меняем предохранитель в схеме, и если вам сильно повезло, электронное устройство начинает полноценно и правильно функционировать. В схему, он включается параллельно источнику питания. На примере источника питания для компьютера, его ставят параллельно фазы и нуля, у варистора, всего два вывода.

Как выглядит и обозначается варистор на схеме

Графическое обозначение варисторов на принципиально электрической схеме, очень напоминает простой резистор. Через этот прямоугольник, проходит диагональная линия, на одном конце которой, располагается английская буква U, которая и обозначает напряжение. На схеме, буквенное обозначение варистора выполняется на английском языке и выглядит следующим образом RU.

Применение варисторов на практике.

Как вы уже поняли, задача варистора, сводится к защите электронике от высокого и скачкообразного напряжения в сети домашней электропроводки. Основное место установки варисторов, это первичные цепи электрооборудования. Вы их сразу можете увидеть в блоках питания компьютеров, пусковых системах для ламп дневного освещения, в народе именуемых, балластами.   В схемах, они принимают участие в стабилизации токов и напряжений, а так же их токов. Подобные аппараты, применяются и в линиях воздушных электропередачи, там их называют разрядниками, у них рабочие напряжение, составляет 20 000 вольт, прочтите статью по ссылки, расширите свой кругозор. Рабочий диапазон работы варисторов, достигает 200 вольт, начинается с совсем незначительного значения, равняется трём вольтам. Диапазон по токам, от 0,1 до 1 ампера, это касается низковольтных деталей. Прочтите следующие статью про маркировку и проверку варисторов.

Маркировка и выбор варистора

На практике, например, при ремонте электронного устройства приходится работать с маркировкой варистора, обычно она выполнена в виде:

20D 471K

Что это такое и как понять? Первые символы 20D — это диаметр. Чем он больше и чем толще — тем большую энергию может рассеять варистор. Далее 471 — это классификационное напряжение.

Могут присутствовать и другие дополнительные символы, обычно указывают на производителя или особенность компонента.

Теперь давайте разберемся как правильно выбрать варистор, чтобы он верно выполнял свою функцию. Чтобы подобрать компонент, нужно знать в цепи с каким напряжением и родом тока он будет работать. Например, можно предположить, что для защиты устройств, работающих в цепи 220В нужно применять варистор с классификационным напряжением немного выше (чтобы срабатывал при значительных превышениях номинала), то есть 250-260В. Это в корне не верно.

Дело в том, что в цепях переменного тока 220В — это действующее значение. Если не углубляться в подробности, то амплитуда синусоидального сигнала в корень из 2 раз больше чем действующее значение, то есть в 1,41 раза. В результате амплитудное напряжение в наших розетках равняется 300-310 В.

240*1,1*1,41=372 В.

Где 1,1 – коэффициент запаса.

При таких расчетах элемент начнет срабатывание при скачке действующего напряжения больше 240 Вольт, значит его классификационное напряжение должно быть не менее 370 Вольт.

Ниже приведены типовые номиналы варисторов для сетей переменного тока с напряжением в:

  • 100В (100~120)– 271k;
  • 200В (180~220) – 431k;
  • 240В (210~250) – 471k;
  • 240В (240~265) – 511k.

Проверка мультиметром

Неисправный стабилитрон влияет на напряжение стабилизации источника питания, что сказывается на работоспособности аппаратуры

Поэтому специалисту важно знать, как проверить стабилитрон мультиметром на исправность

Проверка производится аналогично диоду. Если включить мультиметр в режим измерения сопротивления, то при подключении к стабилитрону в прямом направлении (красный щуп к аноду) прибор покажет минимальное сопротивление, а в обратном — бесконечность. Это говорит об исправности полупроводника.

Аналогично выполняется проверка стабилитрона мультиметром в режиме проверки диодов. В этом случае в прямом направлении на экране высветится падение напряжения в районе 400-600 мВ. В обратном либо I, левой части экрана либо .0L, либо какой-то другой знак который говорит о «бесконечности» в измерениях.

На рисунке снизу представлена методика проверки мультиметром.

Если диод пробит, то он будет звониться в обе стороны. При этом цешка может показывать незначительное отклонение сопротивления от 0. Если р-n переход находится в обрыве, то независимо от направления включения показания прибора будут отсутствовать.

Аналогичным образом можно проверить стабилитрон, не выпаивая из схемы. Но в этом случае прибор будет всегда показывать сопротивление параллельно подключенных ему элементов, что в некоторых случаях сделает проверку таким образом невозможной.

Однако такая проверка китайским тестером не является полноценной, потому что проверка производится только на пробой, или на обрыв перехода. Для полной проверки необходимо собирать небольшую схему. Пример такой схемы для проверки напряжения стабилитрона вы можете увидеть в видео ниже.

Продукция

  • Поиск продукции
  • Новая продукция
  • Регулирующая арматура для радиаторов
    • Ручные клапаны
    • Термостатические клапаны
    • Клапаны с увеличенным проходом
    • Клапаны с предварительной регулировкой
    • Динамические термостатические клапаны
    • Отсечные клапаны
    • Термостатические головки
    • Беспроводная система — Klimadomotic
    • Kомплекты для отопительных приборов
    • Kлапаны хромированные с глянцевым покрытием
    • Клапаны нижнего подключения для двухтрубных систем
    • Клапаны нижнего подключения для однотрубных систем
    • Зонды
    • Клапаны для стальных панельных радиаторов
    • Аксессуары для радиаторов
    • Комплектующие для радиаторных клапанов
  • Коллекторы и коллекторные сборки
    • Распределительные коллекторы для отопления
    • Модульные коллекторы для отопления
    • Коллекторные узлы для отопления
    • Электротермические головки и термостатические головки с выносными датчиками темпратуры
    • Шкафы и кронштейны для коллекторов
    • Конечные элементы и аксессуары для коллекторов
    • Коллекторы для водоснабжения
    • Сборные и модульные коллекторы для водоснабжения
    • Шкафы и кронштейны для коллекторов
    • Запасные части коллекторов
  • Шаровые краны
    • Шаровые краны для отопления и водоснабжения
    • Краны для водоснабжения
    • Шаровые краны для газа
    • Краны шаровые с фланцевым соединением
    • Краны с пресс-соединением
    • Дренажные краны
    • Краны хозяйственные
    • Аксессуары и запасные части
  • Трубы и фитинги
    • Mеталлополимерные и полимерные трубы
    • Фитинги резьбовые компрессионные для многослойных и полимерных труб
    • Пресс-фитинги для многослойных и полимерных труб
    • Aдаптеры для полимерных и медных труб – фитинги для адаптеров
    • Фитинги для металлической трубы
    • Cгоны, ниппели, переходники
    • Система GX
    • Cистема Giacoqest
    • Комплектующие и инструменты
  • Арматура гидравлической балансировки
    • Балансировочные клапаны
    • Редукторы давления и смесительные клапаны для водоснабжения
  • Оборудование для котельных и тепловых пунктов
    • Фильтры и обратные клапаны
    • Воздухоотводные клапаны
    • Арматура котельных и тепловых пунктов
    • Задвижки
    • Затворы поворотные
    • Арматура для твердотопливных котлов
    • Группы быстрого монтажа для котельных
    • Комплектующие для групп быстрого монтажа
    • Смесительные и зональные клапаны
    • Арматура для дизельного топлива
    • Оборудование для солнечных систем
    • Узлы ГВС
    • Комплектующие для солнечных систем
  • Системы панельного отопления, охлаждения, автоматика терморегулирования
    • Компоненты системы напольного отопления
    • Система напольного отопления без бетонной стяжки
    • Терморегулирующая автоматика — Klimadomotic
    • Терморегулирующая автоматика прямого действия
    • Терморегулирующая автоматика — KLIMAbus
    • Беспроводная автоматика Klimadomotic
    • Осушители воздуха
    • Универсальные котельные блоки
  • Системы учета тепловой энергии и воды
    • Hепрямое измерение (распределители затрат)
    • Приборы прямого учета тепла и воды
    • Модули для удаленнной диспетчеризации M-BUS
    • Модули для беспроводной диспетчеризации
    • Коллекторные узлы для поквартирного учета
    • Узлы ввода
    • Малые тепловые пункты
    • Блоки в сборе для индивидуального учета
    • Комплектующие систем учета (шкафы, шаблоны, теплоизоляция)
  • Скачать

Как работает варистор?

Принцип работы варистора достаточно прост. Рассмотрим ситуацию, когда варистор защищает от перенапряжения. В схему он включается параллельно защищаемой цепи. При нормальном режиме работы он имеет высокое сопротивление и протекающий через него ток очень мал. Он имеется свойства диэлектрика и не оказывает никакого влияния на работу схемы. При возникновении перенапряжения, варистор моментально меняет свое сопротивление с очень высокого, до очень низкого и шунтирует нагрузку. Известно, что ток идет по пути наименьшего сопротивления, поэтому варистор поглощает это перенапряжение и рассеивает эту энергию в атмосферу, в виде тепла. После того, как напряжение стабилизируется, сопротивление снова возрастает и варистор “запирается”. Надеюсь даже чайник понял принцип работы. Если что-то не ясно, рекомендуется ознакомиться с видео.

Будет интересно Что такое тепловое реле

Если напряжение будет выше того, которое может выдержать и рассеять варистор, то он выйдет из строя. Корпус его треснет либо развалиться на части. В некоторых случаях он может взорваться. Поэтому, в целях защиты основной схемы, рекомендуется ограждать его от основных компонентов защитным экраном либо монтировать его вне корпуса, особенно для высоковольтных схем. Как проверить варистор мультиметром – узнаете тут.

Как говорилось выше, варистор подключается параллельно нагрузке:

  • В цепях переменного тока – фаза – фаза, фаза – ноль;
  • В цепях постоянного тока – плюс и минус.

Так как варистор закорачивает цепь питания, перед ним всегда монтируется плавкий предохранитель. Несколько примеров схем включения варистора:

Применение в быту

Назначение варисторов — защита цепи при импульсах и перенапряжениях на линии. Это свойство позволило рассматриваемым элементам найти свое применение в качестве защиты:

  • линий связи;
  • информационных входов электронных устройств;
  • силовых цепей.

В большинстве дешевых блоков питания не устанавливают никаких защит. А вот в хороших моделях по входу устанавливают варисторы.

Кроме того, все знают, что компьютер нужно подключать к питанию через специальный удлинитель с кнопкой — сетевой фильтр. Он не только фильтрует помехи, в схемах нормальных фильтров также устанавливают варисторы.

Часто электрики рекомендуют защитить китайские светодиодные лампы, установив варистор параллельно патрону. Также защищают и другие устройства, некоторые монтируют варистор в розетку или в вилку, чтобы обезопасить подключаемую технику.

Чтобы защитить всю квартиру — вы можете установить варистор на дин-рейку, в хороших устройствах в корпусе расположены настоящие мощные варисторы диаметром с кулак. Примером такого устройства является ОИН-1, который изображен на фото ниже:

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

Наверняка вы не знаете:

  • Какие бывают помехи в электросети
  • Принцип работы УЗИП
  • Как сделать сетевой фильтр своими руками
  • Как проверить резистор в домашних условиях

Описание и принцип работы

В отличие от плавкого предохранителя или автоматического выключателя, который обеспечивает защиту от перегрузки по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения посредством фиксации напряжения аналогично стабилитрону. Купить варистор на Алиэкспресс:

Слово «варистор» представляет собой сочетание слов VARI-able resi-STOR, используемыми для описания их режима работы еще в первые дни развития, который является немного неверным, так как варистор не может вручную изменять как, например потенциометр или реостат.

Но в отличие от переменного резистора, значение сопротивления которого можно вручную изменять между его минимальным и максимальным значениями, варистор автоматически изменяет значение своего сопротивления при изменении напряжения на нем, что делает его нелинейным резистором, зависящим от напряжения, или сокращенно VDR.

В настоящее время резистивный корпус варистора изготовлен из полупроводникового материала, что делает его типом полупроводникового резистора с неомическими симметричными характеристиками напряжения и тока, подходящими как для переменного, так и для постоянного напряжения.

Во многих отношениях варистор по размеру и конструкции похож на конденсатор, и его часто путают с ним. Однако конденсатор не может подавить скачки напряжения так же, как варистор. Когда к цепи прикладывается скачок высокого напряжения, результат обычно катастрофичен для цепи, поэтому варистор играет важную роль в защите чувствительных электронных схем от пиков переключения и перенапряжений.

Переходные скачки происходят из множества электрических цепей и источников независимо от того, работают ли они от источника переменного или постоянного тока, поскольку они часто генерируются в самой цепи или передаются в цепь от внешних источников. Переходные процессы в цепи могут быстро возрастать, увеличивая напряжение до нескольких тысяч вольт, и именно эти скачки напряжения должны быть предотвращены в чувствительных электронных схемах и компонентах.

Одним из наиболее распространенных источников переходных напряжений является эффект L (di / dt), вызываемый переключением индуктивных катушек и намагничивающими токами трансформатора, приложениями переключения двигателей постоянного тока и скачками напряжения при включении цепей флуоресцентного освещения или других скачков напряжения питания.

Диагностика

Чтобы проверить данное электронное устройство, используют специальное оборудование, которое называется тестером. Итак, для проведения испытания понадобится варистор, принцип работы которого заключается в изменении параметров сопротивления, и тестирующее устройство. Перед его началом необходимо включить устройство и переключить в режим сопротивления. Только тогда аппарат будет отвечать всем необходимым техническим требованиям, и величина сопротивления будет огромной.

Перед началом проведения испытаний необходимо проверить техническое состояние прибора. В первую очередь следует посмотреть на его внешний вид. На приборе не должно быть трещин, а также признаков того, что он сгорел. Не стоит относиться к осмотру аппарата халатно, так как любая небольшая поломка может привести к возникновению неприятных обстоятельств.

Варисторы: применение

Такие приборы играют важную роль в жизни человека.

Из всего вышеперечисленного можно сказать, что варистор, принцип работы которого заключается в защите электроники от высокого напряжения в сети, помогает предотвратить поломку многих электрических приборов и сохранить проводку в целостности. Основным местом являются электрические цепи в различном оборудовании. Например, они встречаются в пусковых элементах освещения, которые еще называются балластами. Также устанавливаются в электрических схемах специальные варисторы, применение которых необходимо для стабилизации напряжения и тока.

Такие устройства используются еще в линиях электропередач. Но там они называются разрядниками, рабочее напряжение которых составляет более двадцати тысяч вольт.

Варисторы могут работать в большом диапазоне напряжения, который начинается с совсем маленького значения в 3 В, и заканчивается 200 В. Что касается силы тока элемента, то здесь диапазон составляет от 0,1 до 1 А. Такие показатели тока действительны только для низковольтного технического оборудования.

Применение варисторов в схемах защиты

Исходя из свойств элемента, логично применять его в цепях обхода основной электросхемы. При повышении питающего напряжения, варистор выступит в роли своеобразного шунта.

При импульсном (несколько миллисекунд) скачке напряжения, основной ток пройдет в обход схемы. При восстановлении параметров – электропитание цепи мгновенно возобновится.

Простейший пример – варистор подключается параллельно питанию в удлинителе с защитой. При скачке напряжения, элемент фактически формирует короткое замыкание, и срабатывает защитный автомат. Чаще всего в подобных схемах применяются варисторы типа TVR 14561.

Принцип действия

Варистор — это полупроводниковый прибор с симметричной нелинейной вольтамперной характеристикой. По ее форме можно сделать вывод о том, что варистор работает и в переменном и в постоянном токе. Рассмотрим её подробнее.

В нормальном состоянии ток через варистор предельно мал, его называют током утечки. Его можно рассматривать как диэлектрический компонент с определенной электрической емкостью и можно говорить, что он не пропускает ток. Но, при определенном напряжении (на картинке это + — 60 Вольт) он начинает пропускать ток.

Другими словами, принцип работы варистора в защитных цепях напоминает разрядник, только в полупроводниковом приборе не возникает дугового разряда, а изменяется его внутреннее сопротивление. При уменьшении сопротивления, ток с единиц микроампер возрастает до сотен или тысяч Ампер.

Условное графическое изображение варистора в схемах:

Обозначение элемента на схемах напоминает обычный резистор, но перечеркнутый по диагонали линией, на которой может быть нанесена буква U

Чтобы найти на плате или в схеме этот элемент – обращайте внимание на подписи, чаще всего они обозначаются, как RU или VA

Внешний вид варистора:

Варистор устанавливают параллельно цепи для ее защиты. Поэтому при импульсе напряжения защищаемой цепи — энергия поступает не в устройство, а рассеивается в виде тепла на варисторе. Если энергия импульса слишком велика — варистор сгорит. Но понятие сгорит размазано, варианта развития два. Либо варистор просто разорвет на части, либо его кристалл разрушится, а электроды замкнутся накоротко. Это приведет к тому, что выгорят дорожки и проводники, или произойдет возгорание элементов корпуса и других деталей.

Чтобы этого избежать перед варистором, последовательно со всей цепью на сигнальный или питающий провод устанавливают предохранитель. Тогда в случае сильного импульса напряжения и долговременного срабатывания или перегорания варистора сгорит и предохранитель, разорвав цепь.

Если сказать вкратце, для чего нужен такой компонент — его свойства позволяют защитить электрическую цепь от губительных всплесков напряжения, которые могут возникать как на информационных линиях, так и на электрических линиях, например, при коммутации мощных электроприборов. Мы обсудим этот вопрос немного ниже.

Применение приборов

Варисторы применяются для защиты электронных устройств от скачкообразного напряжения, амплитуда которого превышает номинальное значение питания. Благодаря применению в блоках питания полупроводникового резистора, появляется возможность избежать множества поломок, которые могут вывести электронику из строя. Широкое применение варистор получил и в схеме балласта, который применяется в элементах освещения.

В некоторых стабилизаторах величин напряжения и тока также используются специализированные полупроводниковые резисторы, а варисторы-разрядники с напряжением более 20 кВ применяются для стабилизации питания в линиях электропередач. Его можно подключить также и в схему проводки (схема 1), защитив ее от перегрузок и недопустимых амплитудных значений тока и напряжения. При перегрузке проводки происходит ее нагрев, который может привести к пожару.

Схема 1 — Подключение варистора для сети 220В.

Низковольтные варисторы работают в диапазоне напряжения от 3 В до 200 В с силой тока от 0,1 до 1 А. Они применяются в различной аппаратуре и ставятся преимущественно на входе или выходе источника питания. Время их срабатывания составляет менее 25 нс, однако этой величины для некоторых приборов недостаточно и в этом случае применяются дополнительные схемы защиты.

Однако технология их изготовления не стоит на месте, поскольку фирма «S+М Eрсоs» создала радиоэлемент с временем срабатывания менее 0,5 нс. Этот полупроводниковый резистор изготовлен по smd-технологии. Конструкции дискового исполнения обладают более высоким временем срабатывания. Многослойные варисторы (CN) являются надежной защитой от статического электричества, которое может вывести из строя различную электронику. Примером использования является производство мобильных телефонов, которые подвержены воздействию статических разрядов. Этот тип варисторов также получили широкое применение в области компьютерной технике, а также в высокочувствительной аппаратуре.

Как маркируется варистор?

На сегодняшний день можно встретить разные обозначения этих приборов. Каждый производитель вправе устанавливать ее самостоятельно. Маркировки различаются, потому что технические характеристики варисторов отличаются друг от друга. Примерами могут служить такие показатели, как допустимое напряжение или необходимый уровень тока.

В настоящее время каждый производитель устанавливает свою маркировку на эти типы приборов. Это объясняется тем, что производимые приборы имеют разные технические характеристики. Например, предельно допустимое напряжение или необходимый для функционирования уровень тока. Наиболее популярная маркировка – CNR, к которой прикрепляется такое обозначение, как 07D390K. Что же это значит? Итак, само обозначение CNR указывает на вид прибора. В этом случае варистор является металлооксидным.

Далее, 07 – это размер устройства в диаметре, то есть равный 7 мм. D – дисковое устройство, и 390 – максимально допустимый показатель напряжения.

Продукция

  • Поиск продукции
  • Новая продукция
  • Регулирующая арматура для радиаторов
    • Ручные клапаны
    • Термостатические клапаны
    • Клапаны с увеличенным проходом
    • Клапаны с предварительной регулировкой
    • Динамические термостатические клапаны
    • Отсечные клапаны
    • Термостатические головки
    • Беспроводная система — Klimadomotic
    • Kомплекты для отопительных приборов
    • Kлапаны хромированные с глянцевым покрытием
    • Клапаны нижнего подключения для двухтрубных систем
    • Клапаны нижнего подключения для однотрубных систем
    • Зонды
    • Клапаны для стальных панельных радиаторов
    • Аксессуары для радиаторов
    • Комплектующие для радиаторных клапанов
  • Коллекторы и коллекторные сборки
    • Распределительные коллекторы для отопления
    • Модульные коллекторы для отопления
    • Коллекторные узлы для отопления
    • Электротермические головки и термостатические головки с выносными датчиками темпратуры
    • Шкафы и кронштейны для коллекторов
    • Конечные элементы и аксессуары для коллекторов
    • Коллекторы для водоснабжения
    • Сборные и модульные коллекторы для водоснабжения
    • Шкафы и кронштейны для коллекторов
    • Запасные части коллекторов
  • Шаровые краны
    • Шаровые краны для отопления и водоснабжения
    • Краны для водоснабжения
    • Шаровые краны для газа
    • Краны шаровые с фланцевым соединением
    • Краны с пресс-соединением
    • Дренажные краны
    • Краны хозяйственные
    • Аксессуары и запасные части
  • Трубы и фитинги
    • Mеталлополимерные и полимерные трубы
    • Фитинги резьбовые компрессионные для многослойных и полимерных труб
    • Пресс-фитинги для многослойных и полимерных труб
    • Aдаптеры для полимерных и медных труб – фитинги для адаптеров
    • Фитинги для металлической трубы
    • Cгоны, ниппели, переходники
    • Система GX
    • Cистема Giacoqest
    • Комплектующие и инструменты
  • Арматура гидравлической балансировки
    • Балансировочные клапаны
    • Редукторы давления и смесительные клапаны для водоснабжения
  • Оборудование для котельных и тепловых пунктов
    • Фильтры и обратные клапаны
    • Воздухоотводные клапаны
    • Арматура котельных и тепловых пунктов
    • Задвижки
    • Затворы поворотные
    • Арматура для твердотопливных котлов
    • Группы быстрого монтажа для котельных
    • Комплектующие для групп быстрого монтажа
    • Смесительные и зональные клапаны
    • Арматура для дизельного топлива
    • Оборудование для солнечных систем
    • Узлы ГВС
    • Комплектующие для солнечных систем
  • Системы панельного отопления, охлаждения, автоматика терморегулирования
    • Компоненты системы напольного отопления
    • Система напольного отопления без бетонной стяжки
    • Терморегулирующая автоматика — Klimadomotic
    • Терморегулирующая автоматика прямого действия
    • Терморегулирующая автоматика — KLIMAbus
    • Беспроводная автоматика Klimadomotic
    • Осушители воздуха
    • Универсальные котельные блоки
  • Системы учета тепловой энергии и воды
    • Hепрямое измерение (распределители затрат)
    • Приборы прямого учета тепла и воды
    • Модули для удаленнной диспетчеризации M-BUS
    • Модули для беспроводной диспетчеризации
    • Коллекторные узлы для поквартирного учета
    • Узлы ввода
    • Малые тепловые пункты
    • Блоки в сборе для индивидуального учета
    • Комплектующие систем учета (шкафы, шаблоны, теплоизоляция)
  • Скачать
Оцените статью:

Варистор. Назначение, устройство и принцип работы

Варистор — это двухполюсное полупроводниковое устройство, которое защищает электрические и электронные устройства от переходных перенапряжений. Его сопротивление зависит от приложенного входного напряжения.

Слово варистор образовалось из двух слов «переменный» (variable) и резистор. Он также известен как резистор, зависящий от напряжения (voltage-dependent resistor VDR), сопротивление которого изменяется автоматически в зависимости от напряжения на нем.

Он всегда подключается параллельно с защищаемым устройством, так как его основная задача это защита электрической цепи от скачков напряжения.

На рисунке ниже показано представление варистора на электрических схемах:

Или более привычное нам изображение другого стандарта:

Они в основном используются для защиты цепи от колебаний высокого напряжения.

Устройство варистора

Варисторы «образуются», когда кристаллы карбида кремния или оксидов металлов вдавливаются в керамический материал.

Затем спекание материала проводится при высокой температуре после его высыхания. Электрические характеристики устройства зависят от температуры и атмосферных условий.

Чтобы иметь хорошо проводимые электрические контакты, контакты материала металлизированы серебром или медью. Затем провода припаиваются к контактам.

На рисунке ниже показан дисковый варистор:

В настоящее время это наиболее распространенные ограничители напряжения, которые можно использовать для широкого диапазона напряжений. Это нелинейное устройство, которое поглощает разрушающую энергию и рассеивает ее в виде тепла, чтобы предотвратить повреждение системы.

Обычно при его изготовлении используется оксид цинка, поэтому его также называют варистором на основе оксида металла.

На рисунке ниже показана структура металлооксидного варистора:

Здесь полупроводниковый элемент на 90% состоит из оксида цинка, а остальное — наполнитель, который образует соединение. Стандартный карбид кремния отличается от металлооксидного варистора тем, что MOV демонстрирует меньший ток утечки и его рабочая скорость выше.

Эксплуатация и характеристика варистора

Прежде чем приступить к изучению его работы, давайте сначала поймем связь между напряжением и сопротивлением варисторов.

На рисунке ниже показана зависимость сопротивления от напряжения для варистора:

Варисторы проявляют необычное поведение в случае изменения сопротивления. Здесь, как мы видим, когда напряжение малое, сопротивление на нем высокое. Но сопротивление быстро падает с ростом напряжения выше номинального напряжения (нелинейная зависимость).

Давайте теперь рассмотрим подробную работу варистора:

Когда на устройство подается малое напряжение, оно обеспечивает высокое сопротивление, из-за которого через него протекает очень малый ток. Когда напряжение увеличивается — ток увеличивается ввиду падения сопротивления элемента.

В этом и есть ключевая особенность работы варисторов. Таким образом, при малых напряжениях устройство ведет себя как изолятор, а с повышением напряжения начинает вести себя как проводник.

На рисунке ниже показана вольт-амперная характеристика варистора:

Как мы видим на графике, пока напряжение срабатывания не будет достигнуто, устройство остается в непроводящем состоянии. Таким образом, мы можем видеть линейную зависимость между напряжением и током. В это время через него протекает ток утечки очень малого значения из-за высокого сопротивления.

Однако после превышения напряжением уровня срабатывания варистор меняет свое состояние и становится проводником. Таким образом, мы видим, что сопротивление стало очень малым, и через него течет большой ток, даже после того, как напряжение ограничено после номинального напряжения.

Достоинства варисторов

  • Обеспечивает превосходную защиту от перенапряжения.
  • Поскольку он не показывает полярный эффект, легко достичь двунаправленности.

Недостатки варисторов

  • Его стоимость довольно высока.

Применение варисторов

Они имеют очень широкое применение в защитных устройствах, таких как защита линий связи, защита микропроцессоров и источников питания, кабельного телевидения от и других электронных схем от перенапряжения.

Что такое варистор? | Музей энергетики

 

Варистор — это резистор, зависящий от напряжения (VDR). Сопротивление варистора является переменным и зависит от приложенного напряжения. Их сопротивление уменьшается при увеличении напряжения. В случае чрезмерного повышения напряжения их сопротивление резко падает. Такое поведение делает их подходящими для защиты цепей во время скачков напряжения. Причины всплеска могут включать удары молнии и электростатические разряды. Наиболее распространенным типом VDR является металлооксидный варистор или MOV. Купить варистор можно тут https://radiodetali.com.ua/catalog/varistory-varikapy

Характеристики

Зависимый от напряжения резистор имеет нелинейно изменяющееся сопротивление, зависящее от приложенного напряжения. Сопротивление высокое в условиях номинальной нагрузки, но резко снижается при превышении порога напряжения, напряжения пробоя. Они часто используются для защиты цепей от чрезмерных переходных напряжений. Когда цепь подвергается воздействию переходного процесса высокого напряжения, варистор начинает проводить и зажимает переходное напряжение до безопасного уровня. Энергия входящего всплеска частично проводится и частично поглощается, защищая цепь.

Наиболее распространенным типом является MOV, или металлический оксидный варистор. Они построены из спеченной матрицы зерен оксида цинка (ZnO). Границы зерен обеспечивают характеристики полупроводника PN-перехода, аналогичные диодному переходу. Матрицу случайно ориентированных зерен можно сравнить с большой сетью диодов, соединенных последовательно и параллельно. Когда подается низкое напряжение, протекает очень мало тока, вызванного обратной утечкой через соединения. Однако при подаче высокого напряжения, которое превышает напряжение пробоя, соединения испытывают лавинный пробой и может протекать большой ток. Такое поведение приводит к нелинейным вольт-амперным характеристикам.

Соотношение между током (I) и напряжением (V) на клеммах обычно описывается как:

 

Вольт-амперные характеристики варистора

Важными параметрами выбора являются напряжение срабатывании, пиковый ток, максимальная энергия импульса, номинальное напряжение переменного / постоянного тока и ток в режиме ожидания. При использовании в линиях связи емкость также является важным параметром. Высокая емкость может действовать как фильтр для высокочастотных сигналов или вызывать перекрестные помехи, ограничивая доступную полосу пропускания линии связи.

Варисторы полезны для кратковременной защиты в случае больших скачков напряжения переходного процесса порядка 1-1000 микросекунд. Однако они не подходят для устойчивых всплесков напряжения. Если энергия переходного импульса в джоулях (Дж) слишком высока и значительно превышает абсолютные максимальные значения, они могут плавиться, гореть или взрываться.

Характеристики варисторы ухудшаются, когда подвергаются повторным скачкам. После каждого всплеска напряжение зажима MOV перемещается немного ниже, насколько это зависит от джоулевого значения MOV относительно импульса. Поскольку напряжение зажима падает все ниже и ниже, возможный режим отказа — это частичное или полное короткое замыкание. Такая ситуация может привести к пожару. Чтобы предотвратить опасность пожара, они часто соединяются последовательно с тепловым предохранителем, который отключает MOV в случае перегрева. Чтобы ограничить ухудшение, рекомендуется использовать настолько высокое напряжение, насколько позволяет защищенная цепь, чтобы ограничить степень воздействия скачков напряжения.

Использование

Нелинейные характеристики варистора делают их идеальными для использования в качестве устройств защиты от перенапряжений. Источниками переходных напряжений высокого напряжения могут быть, например, удары молнии, электростатические разряды или индуктивный разряд от двигателей или трансформаторов. Например, они часто используются в удлинителях сетевого фильтра. Специальные типы с низкой емкостью защищают линии связи. Эти VDR полезны для широкого спектра приложений, которые могут включать:

  • Защита телефонных и других линий связи
  • Радиосвязное оборудование подавление переходных процессов
  • Сетевые фильтры
  • Сетевые фильтры для кабельного телевидения
  • Защита источника питания
  • Микропроцессорная защита
  • Электронное оборудование защиты
  • Защита уровня платы низкого напряжения
  • Подавитель скачков напряжения (TVSS)
  • Защита автомобильной электроники
  • Промышленная защита переменного тока высокой энергии

Наиболее важные типы:

Металлооксидный варистор. Описанный выше MOV представляет собой нелинейный варистор, состоящий из оксида цинка (ZnO).

Карбидокремниевый варистор — когда-то это был самый распространенный тип, прежде чем MOV появился на рынке. Эти компоненты используют карбид кремния (SiC). Они интенсивно используются в приложениях высокой мощности и высокого напряжения. Недостаток этих устройств заключается в том, что они потребляют значительный ток в режиме ожидания, поэтому для ограничения энергопотребления в режиме ожидания необходим последовательный разрыв.

ВАРИСТОР — Что такое ВАРИСТОР?

Слово состоит из 8 букв: первая в, вторая а, третья р, четвёртая и, пятая с, шестая т, седьмая о, последняя р,

Слово варистор английскими буквами(транслитом) — varistor

Значения слова варистор. Что такое варистор?

Варистор

Вари́стор (англ. vari(able) (resi)stor — переменный резистор) — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого нелинейно зависит от приложенного напряжения…

ru.wikipedia.org

Варистор [англ. varistor, от vari (able) — переменный и (resi) stor — резистор], полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого изменяется не линейно и одинаково под действием как положительного…

БСЭ. — 1969—1978

ВАРИСТОР [англ. varistor, от vari(able) — переменный и (resistor — резистор] — ПП резистор, электрич. сопротивление (проводимость) к-рого изменяется под действием приложенного электрич. напряжения. Обладает нелинейной вольтамперной хар-кой…

Большой энциклопедический политехнический словарь

Русский язык

Вари́стор, -а.

Орфографический словарь. — 2004

  1. вариофильм
  2. вариофон
  3. вариоэкран
  4. варистор
  5. варитрон
  6. вариться
  7. варить

Варистор в схеме блока питания

Микросхема импульсных источников питания и принцип ее действия
очень нужно найти микросхему импульсных источников питания и принцип действия этой микросхемы.

TVS vs варистор?
Почитал много разного про оба девайса, и теперь еще больше не понимаю – почему люди ставят.

чем заменить варистор S10K275
Всем привет! Сгорел варистор в двухконтурном котле марки S10K275(430-460 вольт).Чем можно его.

Тестер импульсных трансформаторов
Тут Ymtikrotor в своём блоке поделился опытом изготовления старой схемы сабжа на рассыпухе. В.

Нюансы импульсных трансформаторов
Есть задача изготовить импульсный трансформатор (для БП на TOP/TNY-Switch). Есть его параметры.

Принцип действия

Варистор — это полупроводниковый прибор с симметричной нелинейной вольтамперной характеристикой. По ее форме можно сделать вывод о том, что варистор работает и в переменном и в постоянном токе. Рассмотрим её подробнее.

В нормальном состоянии ток через варистор предельно мал, его называют током утечки. Его можно рассматривать как диэлектрический компонент с определенной электрической емкостью и можно говорить, что он не пропускает ток. Но, при определенном напряжении (на картинке это + — 60 Вольт) он начинает пропускать ток.

Другими словами, принцип работы варистора в защитных цепях напоминает разрядник, только в полупроводниковом приборе не возникает дугового разряда, а изменяется его внутреннее сопротивление. При уменьшении сопротивления, ток с единиц микроампер возрастает до сотен или тысяч Ампер.

Условное графическое изображение варистора в схемах:

Обозначение элемента на схемах напоминает обычный резистор, но перечеркнутый по диагонали линией, на которой может быть нанесена буква U. Чтобы найти на плате или в схеме этот элемент – обращайте внимание на подписи, чаще всего они обозначаются, как RU или VA.

Внешний вид варистора:

Варистор устанавливают параллельно цепи для ее защиты. Поэтому при импульсе напряжения защищаемой цепи — энергия поступает не в устройство, а рассеивается в виде тепла на варисторе. Если энергия импульса слишком велика — варистор сгорит. Но понятие сгорит размазано, варианта развития два. Либо варистор просто разорвет на части, либо его кристалл разрушится, а электроды замкнутся накоротко. Это приведет к тому, что выгорят дорожки и проводники, или произойдет возгорание элементов корпуса и других деталей.

Чтобы этого избежать перед варистором, последовательно со всей цепью на сигнальный или питающий провод устанавливают предохранитель. Тогда в случае сильного импульса напряжения и долговременного срабатывания или перегорания варистора сгорит и предохранитель, разорвав цепь.

Если сказать вкратце, для чего нужен такой компонент — его свойства позволяют защитить электрическую цепь от губительных всплесков напряжения, которые могут возникать как на информационных линиях, так и на электрических линиях, например, при коммутации мощных электроприборов. Мы обсудим этот вопрос немного ниже.

Устройство

Варисторы устроены достаточно просто — внутри есть кристалл полупроводникового материала, чаще всего это Оксид Цинка (ZiO) или Карбид Кремния (SiC). Прессованный порошок этих материалов подвергают высокотемпературной обработке (запекают) и покрывают диэлектрической оболочкой. Встречаются либо в исполнении с аксиальными выводами, для монтажа в отверстия на печатной плате, а также в SMD-корпусе.

На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:

Основные параметры

Чтобы правильно подобрать варистор, нужно знать его основные технические характеристики:

  1. Классификационное напряжение, может обозначаться как Un. Это такое напряжение, при котором через варистор начинает протекать ток силой в 1 мА, при дальнейшем превышении ток лавинообразно увеличивается. Именно этот параметр указывают в маркировке варистора.
  2. Номинальная рассеиваемая мощность P. Определяет, сколько может рассеять элемент с сохранением своих характеристик.
  3. Максимальная энергия одиночного импульса W. Измеряется в Джоулях.
  4. Максимальный ток Ipp импульса. При том что фронт нарастает в течении 8 мкс, а общая его длительность — 20 мкс.
  5. Емкость в закрытом состоянии — Co. Так как в закрытом состоянии варистор представляет собой подобие конденсатора, ведь его электроды разделены непроводящим материалом, то у него есть определенная емкость. Это важно, когда устройство применяется в высокочастотных цепях.

Также выделяют и два вида напряжений:

— максимальное действующее или среднеквадратичное переменное;

  • Um= — максимальное постоянное.
  • Маркировка и выбор варистора

    На практике, например, при ремонте электронного устройства приходится работать с маркировкой варистора, обычно она выполнена в виде:

    20D 471K

    Что это такое и как понять? Первые символы 20D — это диаметр. Чем он больше и чем толще — тем большую энергию может рассеять варистор. Далее 471 — это классификационное напряжение.

    Могут присутствовать и другие дополнительные символы, обычно указывают на производителя или особенность компонента.

    Теперь давайте разберемся как правильно выбрать варистор, чтобы он верно выполнял свою функцию. Чтобы подобрать компонент, нужно знать в цепи с каким напряжением и родом тока он будет работать. Например, можно предположить, что для защиты устройств, работающих в цепи 220В нужно применять варистор с классификационным напряжением немного выше (чтобы срабатывал при значительных превышениях номинала), то есть 250-260В. Это в корне не верно.

    Дело в том, что в цепях переменного тока 220В — это действующее значение. Если не углубляться в подробности, то амплитуда синусоидального сигнала в корень из 2 раз больше чем действующее значение, то есть в 1,41 раза. В результате амплитудное напряжение в наших розетках равняется 300-310 В.

    Где 1,1 – коэффициент запаса.

    При таких расчетах элемент начнет срабатывание при скачке действующего напряжения больше 240 Вольт, значит его классификационное напряжение должно быть не менее 370 Вольт.

    Ниже приведены типовые номиналы варисторов для сетей переменного тока с напряжением в:

    120)– 271k;
    200В (180

    220) – 431k;
    240В (210

    250) – 471k;
    240В (240

    Применение в быту

    Назначение варисторов — защита цепи при импульсах и перенапряжениях на линии. Это свойство позволило рассматриваемым элементам найти свое применение в качестве защиты:

    • линий связи;
    • информационных входов электронных устройств;
    • силовых цепей.

    В большинстве дешевых блоков питания не устанавливают никаких защит. А вот в хороших моделях по входу устанавливают варисторы.

    Кроме того, все знают, что компьютер нужно подключать к питанию через специальный удлинитель с кнопкой — сетевой фильтр. Он не только фильтрует помехи, в схемах нормальных фильтров также устанавливают варисторы.

    Часто электрики рекомендуют защитить китайские светодиодные лампы, установив варистор параллельно патрону. Также защищают и другие устройства, некоторые монтируют варистор в розетку или в вилку, чтобы обезопасить подключаемую технику.

    Чтобы защитить всю квартиру — вы можете установить варистор на дин-рейку, в хороших устройствах в корпусе расположены настоящие мощные варисторы диаметром с кулак. Примером такого устройства является ОИН-1, который изображен на фото ниже:

    В заключение хотелось бы отметить, что назначение варистора – защитить какую-либо электрическую цепь. Принцип работы основан на изменении сопротивления полупроводниковой структуры под воздействием высокого напряжения. Напряжение, при котором через элемент начинает течь ток силой 1 мА называют классификационным. Это и диаметр элемента есть основными параметрами при выборе. Пожалуй, мы доступно объяснили, что такое варистор и для чего он нужен, задавайте вопросы в комментариях, если вам что-то непонятно.

    Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

    Наверняка вы не знаете:

    Варистор

    и Учебное пособие по металлооксидному варистору

    В отличие от предохранителя или автоматического выключателя, который обеспечивает защиту от перегрузки по току, варистор обеспечивает защиту от перегрузки по напряжению посредством фиксации напряжения аналогично стабилитрону.

    Слово «Варистор» представляет собой комбинацию слов VARI-способный resi-STOR, использованных для описания их режима работы еще в первые дни их разработки, что немного вводит в заблуждение, поскольку варистор не может быть изменен вручную, как потенциометр или реостат.

    Варистор

    Но в отличие от переменного резистора, значение сопротивления которого можно вручную изменять между его минимальным и максимальным значениями, варистор автоматически изменяет свое значение сопротивления с изменением напряжения на нем, что делает его зависимым от напряжения нелинейным резистором или, для краткости, VDR.

    В настоящее время резистивный корпус варистора изготавливается из полупроводникового материала, что делает его типом полупроводникового резистора с неомическими симметричными характеристиками напряжения и тока, подходящими как для переменного, так и для постоянного напряжения.

    Во многих отношениях варистор похож по размеру и конструкции на конденсатор, и его часто путают с конденсатором. Однако конденсатор не может подавлять скачки напряжения так же, как варистор. Когда к цепи прикладывается высокий скачок напряжения, результат обычно катастрофичен для схемы, поэтому варистор играет важную роль в защите чувствительных электронных схем от скачков переключения и переходных процессов перенапряжения.

    Переходные скачки напряжения возникают из различных электрических цепей и источников независимо от того, работают они от источника переменного или постоянного тока, поскольку они часто генерируются внутри самой цепи или передаются в цепь от внешних источников.Переходные процессы в цепи могут быстро нарастать, увеличивая напряжение до нескольких тысяч вольт, и именно эти скачки напряжения должны быть предотвращены от появления на чувствительных электронных схемах и компонентах.

    Одним из наиболее распространенных источников переходных процессов напряжения является эффект L (di / dt), вызванный переключением индуктивных катушек и токов намагничивания трансформатора, переключением двигателей постоянного тока и скачками напряжения в результате включения цепей люминесцентного освещения или других скачков напряжения. .

    Переходные процессы сигнала переменного тока

    Варисторы

    подключаются в цепях с питанием от сети по схеме «фаза-нейтраль», «фаза-фаза» для работы на переменном токе или положительно-отрицательной полярности для работы на постоянном токе, и имеют номинальное напряжение, соответствующее их применению. Варистор также может использоваться для стабилизации постоянного напряжения и особенно для защиты электронных схем от импульсов перенапряжения.

    Статическое сопротивление варистора

    При нормальной работе варистор имеет очень высокое сопротивление, отсюда и его название, и работает аналогично стабилитрону, позволяя не затрагивать более низкие пороговые напряжения.

    Однако, когда напряжение на варисторе (любой полярности) превышает номинальное значение варистора, его эффективное сопротивление сильно уменьшается с увеличением напряжения, как показано.

    Мы знаем из закона Ома, что вольт-амперная характеристика (ВАХ) постоянного резистора представляет собой прямую линию при условии, что R остается постоянным. Тогда ток прямо пропорционален разности потенциалов на концах резистора.

    Но ВАХ варистора не прямая линия, так как небольшое изменение напряжения вызывает значительное изменение тока.Типичная нормализованная кривая зависимости напряжения от тока для стандартного варистора приведена ниже.

    Кривая характеристик варистора

    Сверху видно, что варистор имеет симметричные двунаправленные характеристики, то есть варистор работает в обоих направлениях (квадрант Ι и) синусоидальной формы волны, ведя себя так же, как два стабилитрона, подключенных спина к спине. . В отсутствие проводимости ВАХ показывает линейную зависимость, поскольку ток, протекающий через варистор, остается постоянным и низким при токе утечки всего в несколько микроампер.Это связано с тем, что его высокое сопротивление действует как разомкнутая цепь и остается постоянным, пока напряжение на варисторе (любой полярности) не достигнет определенного «номинального напряжения».

    Это номинальное или ограничивающее напряжение — это напряжение на варисторе, измеренное при заданном постоянном токе 1 мА. То есть уровень постоянного напряжения, приложенного к его клеммам, позволяет току в 1 мА протекать через резистивный корпус варистора, который сам зависит от материалов, используемых в его конструкции.На этом уровне напряжения варистор начинает переходить из изолирующего состояния в проводящее.

    Когда переходное напряжение на варисторе равно или превышает номинальное значение, сопротивление устройства внезапно становится очень маленьким, превращая варистор в проводник из-за лавинного эффекта его полупроводникового материала. Небольшой ток утечки, протекающий через варистор, быстро возрастает, но напряжение на нем ограничено до уровня, чуть превышающего напряжение варистора.

    Другими словами, варистор саморегулирует переходное напряжение на нем, позволяя протекать через него большему току, и из-за крутой нелинейной кривой ВАХ он может пропускать широко изменяющиеся токи в узком диапазоне напряжений, ограничивая любые скачки напряжения. .

    Значения емкости варистора

    Поскольку основная проводящая область варистора между двумя его выводами ведет себя как диэлектрик, ниже своего напряжения ограничения варистор действует как конденсатор, а не как резистор.Каждый полупроводниковый варистор имеет значение емкости, которое напрямую зависит от его площади и обратно пропорционально его толщине.

    При использовании в цепях постоянного тока емкость варистора остается более или менее постоянной при условии, что подаваемое напряжение не превышает уровень напряжения ограничения и резко падает ближе к максимальному номинальному постоянному напряжению постоянного тока.

    Однако в цепях переменного тока эта емкость может влиять на сопротивление корпуса устройства в непроводящей области утечки его ВАХ.Поскольку они обычно подключаются параллельно электрическому устройству для защиты его от перенапряжения, сопротивление утечки варисторов быстро падает с увеличением частоты.

    Это соотношение приблизительно линейно с частотой и результирующим параллельным сопротивлением, его реактивное сопротивление по переменному току, Xc, может быть рассчитано с использованием обычного 1 / (2πƒC), как для обычного конденсатора. Затем с увеличением частоты увеличивается и ток утечки.

    Но помимо варистора на основе кремниевого полупроводника, варисторы на основе оксидов металлов были разработаны, чтобы преодолеть некоторые ограничения, связанные с их собратьями из карбида кремния.

    Металлооксидный варистор

    Варистор из оксида металла или MOV , для краткости, представляет собой резистор, зависимый от напряжения, в котором материал сопротивления представляет собой оксид металла, в первую очередь оксид цинка (ZnO), спрессованный в материал, подобный керамике. Варисторы на основе оксидов металлов состоят примерно на 90% из оксида цинка в качестве керамического основного материала и других материалов-наполнителей для образования стыков между зернами оксида цинка.

    Металлооксидные варисторы в настоящее время являются наиболее распространенным типом устройств ограничения напряжения и доступны для использования в широком диапазоне напряжений и токов.Использование оксида металла в их конструкции означает, что MOV чрезвычайно эффективны при поглощении кратковременных переходных процессов напряжения и имеют более высокие возможности управления энергией.

    Как и обычный варистор, металлооксидный варистор начинает проводить при определенном напряжении и прекращает проводить, когда напряжение падает ниже порогового значения. Основное различие между стандартным варистором из карбида кремния (SiC) и варистором типа MOV заключается в том, что ток утечки через материал оксида цинка MOV представляет собой очень небольшой ток при нормальных рабочих условиях, а его скорость работы при ограничении переходных процессов намного выше.

    MOV

    обычно имеют радиальные выводы и твердое внешнее синее или черное эпоксидное покрытие, которое очень похоже на дисковые керамические конденсаторы и может быть физически установлено на печатных платах и ​​печатных платах аналогичным образом. Типичный металлооксидный варистор имеет следующую конструкцию:

    Конструкция металлического оксидного варистора

    Чтобы выбрать правильный MOV для конкретного приложения, желательно иметь некоторые сведения об импедансе источника и возможной импульсной мощности переходных процессов.Для входящей линии или переходных процессов, передаваемых по фазе, выбор правильного MOV немного сложнее, поскольку обычно характеристики источника питания неизвестны. В общем, выбор MOV для электрической защиты цепей от скачков и скачков напряжения питания часто является не более чем обоснованным предположением.

    Однако металлооксидные варисторы доступны в широком диапазоне напряжений варисторов, от примерно 10 вольт до более 1000 вольт переменного или постоянного тока, поэтому выбор может быть облегчен, зная напряжение питания.Например, при выборе MOV или кремниевого варистора для напряжения его максимальное постоянное среднеквадратичное напряжение должно быть чуть выше самого высокого ожидаемого напряжения питания, скажем, 130 вольт для источника питания 120 вольт и 260 вольт для источника питания 230 вольт. поставка.

    Максимальное значение импульсного тока, которое принимает варистор, зависит от ширины переходного импульса и количества повторений импульсов. Можно сделать предположения о ширине переходного импульса, которая обычно составляет от 20 до 50 микросекунд (мкс).Если пикового значения импульсного тока недостаточно, варистор может перегреться и выйти из строя. Таким образом, чтобы варистор работал без каких-либо сбоев или деградации, он должен иметь возможность быстро рассеивать поглощенную энергию переходного импульса и безопасно возвращаться в свое предимпульсное состояние.

    Применение варистора

    Варисторы

    обладают множеством преимуществ и могут использоваться во многих различных областях применения для подавления переходных процессов в электросети от бытовых приборов и освещения до промышленного оборудования в линиях электропередач как переменного, так и постоянного тока.Варисторы можно подключать непосредственно к источникам питания и через полупроводниковые переключатели для защиты транзисторов, полевых МОП-транзисторов и тиристорных мостов.

    Применение варистора

    Обзор варистора

    В этом руководстве мы увидели, что основная функция резистора, зависимого от напряжения , или VDR, заключается в защите электронных устройств и электрических цепей от скачков и скачков напряжения, например, возникающих при переходных процессах индуктивного переключения.

    Поскольку такие варисторы используются в чувствительных электронных схемах, чтобы гарантировать, что, если напряжение внезапно превысит заданное значение, варистор фактически станет коротким замыканием, чтобы защитить цепь, которую он шунтирует, от чрезмерного напряжения, поскольку они могут выдерживать пиковые токи сотни ампер.

    Варисторы

    — это тип резистора с нелинейной неомической токовой характеристикой напряжения и надежным и экономичным средством защиты от переходных процессов и скачков напряжения.

    Они достигают этого, действуя как блокирующее устройство с высоким сопротивлением при более низких напряжениях и как хорошее проводящее устройство с низким сопротивлением при более высоких напряжениях. Эффективность варистора в защите электрической или электронной схемы зависит от правильного выбора варистора в отношении напряжения, тока и рассеиваемой энергии.

    Варисторы на основе оксида металла

    или MOV обычно изготавливаются из металлического оксида цинка в форме небольшого диска. Они доступны во многих значениях для определенных диапазонов напряжения.Номинальное напряжение MOV, называемое «напряжением варистора», — это напряжение на варисторе, когда через устройство проходит ток 1 мА. Этот уровень напряжения варистора, по сути, является точкой на кривой ВАХ, когда устройство начинает проводить. Металлооксидные варисторы также могут быть подключены последовательно для увеличения номинального напряжения зажима.

    Хотя металлооксидные варисторы широко используются во многих схемах силовой электроники переменного тока для защиты от переходных перенапряжений, существуют также другие типы твердотельных устройств подавления напряжения, такие как диоды, стабилитроны и ограничители, которые все могут использоваться в некоторых цепях переменного или постоянного тока. Приложения для подавления напряжения вместе с варисторами .

    Варистор | Типы резисторов | Руководство по резистору

    Что такое варистор?

    Варистор — это резистор, зависящий от напряжения (VDR). Сопротивление варистора переменное и зависит от приложенного напряжения. Слово состоит из частей слов « var iable res istor .Их сопротивление уменьшается с увеличением напряжения. В случае чрезмерного увеличения напряжения их сопротивление резко падает. Такое поведение делает их пригодными для защиты цепей во время скачков напряжения. Причины скачка напряжения могут включать удары молнии и электростатические разряды. Наиболее распространенным типом VDR является металлооксидный варистор или MOV.

    Определение

    Варисторы — это нелинейные двухэлементные полупроводники, сопротивление которых падает с увеличением напряжения. Резисторы, зависящие от напряжения, часто используются в качестве ограничителей перенапряжения для чувствительных цепей.

    Пакеты

    Вот несколько примеров различных корпусов варисторов. Пакеты блоков используются для более высоких номинальных мощностей.

    Диск

    Блок

    С радиальными выводами

    с осевыми выводами

    Характеристики

    Резистор, зависящий от напряжения, имеет нелинейно изменяющееся сопротивление, зависящее от приложенного напряжения.Импеданс высокий в условиях номинальной нагрузки, но резко упадет до низкого значения при превышении порогового значения напряжения, напряжения пробоя. Они часто используются для защиты цепей от чрезмерных переходных напряжений. Когда схема подвергается воздействию переходного процесса высокого напряжения, варистор начинает проводить и ограничивает переходное напряжение до безопасного уровня. Энергия падающего импульса частично передается и частично поглощается, защищая цепь.

    Самый распространенный тип — варистор на основе оксида металла или MOV.Они состоят из спеченной матрицы зерен оксида цинка (ZnO). Границы зерен обеспечивают полупроводниковые характеристики P-N-перехода, аналогичные диодному переходу. Матрицу из случайно ориентированных зерен можно сравнить с большой сетью диодов, включенных последовательно и параллельно. Когда подается низкое напряжение, протекает только очень небольшой ток, вызванный обратной утечкой через переходы. Однако при приложении высокого напряжения, превышающего напряжение пробоя, в переходах происходит лавинный пробой, и может протекать большой ток.{\ alpha} $$

    Член α описывает степень нелинейности. На рисунке ниже показаны характеристические кривые варистора MOV (высокий α) и SiC (низкий α).

    Важными параметрами выбора являются напряжение фиксации, пиковый ток, максимальная энергия импульса, номинальное напряжение переменного / постоянного тока и ток в режиме ожидания. При использовании в линиях связи паразитная емкость также является важным параметром. Высокая емкость может действовать как фильтр для высокочастотных сигналов или вызывать перекрестные помехи, ограничивая доступную полосу пропускания линии связи.

    Варисторы

    используются для кратковременной защиты в случае высоких переходных скачков напряжения порядка 1-1000 микросекунд. Однако они не подходят для выдерживания длительных скачков напряжения. Если энергия переходного импульса, измеренная в джоулях (Дж), значительно превышает абсолютные максимальные значения, они могут расплавиться, гореть или взорваться.

    MOV деградируют под воздействием повторяющихся скачков напряжения. После каждого всплеска фиксирующее напряжение MOV сдвигается немного ниже; насколько зависит от рейтинга джоулей MOV по отношению к пульсу.По мере того, как напряжение ограничения падает все ниже и ниже, возможный режим отказа представляет собой частичное или полное короткое замыкание, при котором напряжение ограничения падает ниже напряжения защищаемой линии. Эта ситуация может привести к возгоранию. Во избежание возгорания их часто подключают последовательно с плавким предохранителем, который отключает MOV в случае перегрева. Чтобы ограничить деградацию, рекомендуется использовать напряжение фиксации настолько высокое, насколько позволяет защищаемая цепь, чтобы ограничить степень воздействия скачков напряжения.

    Приложения

    Нелинейная характеристика варистора делает их идеальными для использования в качестве устройств защиты от перенапряжения. Источниками переходных процессов высокого напряжения могут быть удары молнии, электростатический разряд (ESD) или индукционный разряд от двигателей или трансформаторов. Поэтому варисторы часто используются в удлинителях для защиты от перенапряжений. Специальные типы с малой емкостью защищают линии связи. Эти VDR полезны для самых разных приложений, в том числе:

    • Защита телефонных и других линий связи
    • Аппаратура радиосвязи подавления переходных процессов
    • Сетевые фильтры для защиты от перенапряжения
    • Сетевые фильтры для систем кабельного телевидения
    • Защита источника питания
    • Защита микропроцессора
    • Защита электронного оборудования
    • Защита уровня платы низкого напряжения
    • Ограничитель импульсных перенапряжений (TVSS)
    • Защита автомобильной электроники
    • Промышленная защита переменного тока высокой энергии

    Типы

    Наиболее важные типы:

    • Варистор из оксида металла — Описанный выше MOV представляет собой нелинейный ограничитель переходных процессов, состоящий из оксида цинка (ZnO)
    • Варистор из карбида кремния — Одно время это был самый распространенный тип, прежде чем MOV появился на рынке.В этих компонентах используется карбид кремния (SiC). Они интенсивно используются в приложениях с большой мощностью и высоким напряжением. Недостатком этих устройств является то, что они потребляют значительный ток в режиме ожидания. Следовательно, требуется последовательный разрыв для ограничения энергопотребления в режиме ожидания.

    Альтернативные типы устройств для подавления перенапряжения включают:

    • Селеновые элементы — в этих подавителях используются селеновые выпрямители, обеспечивающие высокоэнергетический обратный ток пробоя. Некоторые селеновые элементы обладают самовосстанавливающимися свойствами, что позволяет им выдерживать разряды высокой энергии.Однако они не обладают зажимной способностью современных MOV.
    • Стабилитроны — устройство подавления переходных процессов, в котором используется кремниевый выпрямитель. У них очень постоянное напряжение зажима. Основным недостатком стабилитронов является ограниченная способность рассеивать энергию.
    • Устройства лома — Устройство лома замыкает скачок напряжения на землю. Это короткое замыкание будет продолжаться до тех пор, пока ток не опустится ниже определенного очень низкого уровня. Создание эффекта запаздывания или следования за усилением.Примеры ломовых устройств:
      • Газоразрядная трубка (GDT) или искровой разрядник — эти устройства проводят после образования проводящей искры, недостатком является то, что они срабатывают относительно долго, преимуществом является большая токонесущая способность.
      • Тиристорное устройство защиты от перенапряжения (TSPD) — имеет характеристики, аналогичные GDT, но может действовать намного быстрее.

    Обозначение варистора

    Для варистора используется следующий символ.Он изображен как переменный резистор, зависящий от напряжения, U.

    Обозначение варистора (стандарт IEC)

    ресурсов

    Книги

    Онлайн

    Принцип работы, конструкция и применение

    Обычно в электронных схемах встречаются токи и напряжения порядка миллиампер и милливольт. Электронные схемы имеют очень высокий входной импеданс и очень чувствительны. Наши обычные методы защиты от перегрузки по току или от перенапряжения здесь не применимы.Нам нужно устройство, которое будет быстрым и чувствительным. Варистор — это устройство, которое отвечает нашим требованиям и очень эффективно контролирует скачки напряжения, тем самым защищая нашу цепь. Название этого может быть получено из переменного резистора. Силовые электронные устройства, работающие с большими токами, также защищены варисторами. Хотя доступно много типов варисторов, мы ограничимся металлооксидным варистором, широко известным как MOV.

    Что такое варистор?

    Определение: Как следует из названия, это переменный резистор, но в отличие от реостата или потенциометра, где точка гадюки должна физически перемещаться вручную или автоматически для изменения сопротивления.Варистор — это полупроводниковое устройство, которое становится проводящим после достижения порогового значения напряжения. Поскольку он зависит от напряжения, его также называют резистором, зависимым от напряжения, или VDR. Это неполярное устройство, которое может использоваться как для переменного, так и для постоянного напряжения. Ниже приведены различные символы, обычно используемые для варисторов.

    Символы варистора

    Принцип работы варистора

    Чтобы понять работу варистора, давайте сначала разберемся, как в цепи / системе возникают скачки и скачки напряжения.Большинство шипов меняются. Когда мы выключаем индуктивную цепь, возникает скачок высокого напряжения из-за (L.di / dt.) Этот скачок создается из-за внезапного высвобождения энергии, накопленной в индуктивности. Как правило, считается, что при включении скачка в два раза больше тока, а при выключении — в два раза больше напряжения. Такие скачки также могут отрицательно сказаться на всем находящемся поблизости оборудовании.

    Варистор обеспечивает путь с высоким сопротивлением для низких напряжений и путь с низким сопротивлением для высоких напряжений.Это изменение сопротивления с напряжением видно из кривой статического сопротивления варистора. Эта характеристика нелинейна и не подчиняется закону Ома.

    Изменение сопротивления

    В случае высокого напряжения через варистор возникает скачок тока из-за пониженного сопротивления, который возвращает напряжение в допустимые пределы. Чтобы понять его работу, давайте посмотрим на изображение, показывающее подключение варистора, который всегда параллелен защищаемой цепи.Это сделано для обеспечения альтернативного пути прохождения тока и ограничения напряжения.

    Принципиальная схема

    Характеристики варистора

    Из характеристик VI можно вывести следующее.

    Характеристики

    • Характеристики идентичны в прямом и обратном направлениях (первый и третий квадрант аналогичны)
    • За пределами безопасной / рабочей зоны нарастание тока резкое и резкое. На этом этапе варистор переходит из изолирующего состояния в проводящее состояние.
    • А в непроводящем состоянии ведет себя как конденсатор. Когда это начинает проводить, максимальный импульсный ток, который примет варистор, зависит от ширины импульса и его повторений. Если он превышает свои пределы и не может рассеивать выделяемое тепло, он перегреется и взорвется.

    Конструкция варистора

    Металлооксидный варистор (MOV) изготовлен из изоляционного материала, который представляет собой оксид цинка (ZnO). Этот оксид цинка спрессован с образованием поддона керамического типа.Только около 10% некоторых присадочных материалов используется для правильного образования стыков, а остальные 90% составляют оксид цинка.

    Конструкция варистора

    Конструктивно он имеет два вывода, а внешняя оболочка изготовлена ​​из твердой эпоксидной смолы. Он очень похож на конденсатор дискового типа. Остальные детали конструкции приведены ниже.

    Важно отметить, что варистор должен быть правильно выбран из широкого диапазона перед использованием. Основным критерием является напряжение, которое должно быть на 15-20 процентов выше рабочего напряжения.

    Преимущества и недостатки варистора

    Преимущества

    • Это очень чувствительное и быстрое устройство защиты от перенапряжения.
    • Поскольку это биполярное устройство, его можно использовать как для переменного, так и для постоянного тока.

    Недостатки

    • Достаточно дорого.
    • Он может быть поврежден, если скорость нарастания напряжения и пика будут слишком высокими.
    • Не обеспечивает защиты от сверхтока.

    Применения

    Варистор :

    • Он может использоваться для защиты от перенапряжения между линиями.
    • Может использоваться для защиты от перенапряжения линии на землю.
    • Отлично подходит для защиты полупроводников.
    • Его можно подключать через замыкающие и размыкающие контакты для защиты переключателя от скачков переключения, которые в противном случае могут привести к повторному пробою.

    Часто задаваемые вопросы

    1).Как проверить варистор?

    Его можно проверить, подключив его к источнику переменного напряжения, а затем определив напряжение, при котором он меняет свое состояние с изолирующего на проводящее. Это напряжение должно соответствовать техническим характеристикам. В противном случае в цепи мы можем просто посмотреть ее проводимость с помощью мультиметра

    2). Есть ли у варистора полярность?

    Не имеет полярности, так как это биполярное устройство и может использоваться как на переменном, так и на постоянном токе.Его конструкция симметрична.

    3). Что происходит при выходе из строя варистора?

    Варистор выходит из строя, если скорость нарастания напряжения и пик слишком высок, в этом случае скачок тока превысит свои пределы, и он разорвется. Он также может выйти из строя из-за ухудшения характеристик и показать непрерывность даже при низких напряжениях.

    4). Как работает варистор MOV?

    Он работает, пропуская допустимое напряжение и создавая короткое замыкание, если напряжение превышает его пределы, тем самым обеспечивая испытание для основного оборудования.

    5) Что такое напряжение варистора?

    Напряжение варистора — это напряжение, при превышении которого он переходит из изолирующего состояния в проводящее состояние. Как правило, это напряжение на варисторе, если через него пропускают ток в один миллиампер.

    Таким образом, это все о варисторе, который неизбежен для защиты дорогостоящего электронного и электрического оборудования и устройств. Правильный выбор — ключ к его применению. Металлооксидный варистор (MOV) превзошел все другие варисторы, такие как стабилитроны и т. Д.и широко используется в настоящее время. Вот вам вопрос, какие бывают варисторы?

    Что такое варистор? — Двигатель Kinmore

    Варистор — это электронный компонент, электрическое сопротивление которого зависит от приложенного напряжения. Также известный как резистор, зависящий от напряжения (VDR), он имеет нелинейную неомическую вольт-амперную характеристику, аналогичную характеристике диода. Однако, в отличие от диода, он имеет одинаковый характер для обоих направлений прохождения тока.

    Обычно варистор состоит из двух выпрямителей, таких как выпрямитель из оксида меди или выпрямитель из оксида германия, в антипараллельной конфигурации. При низком напряжении варистор имеет высокое электрическое сопротивление, которое уменьшается при повышении напряжения. Современные варисторы в основном основаны на спеченных керамических металлооксидных материалах, которые демонстрируют направленное поведение только в микроскопическом масштабе. Этот тип широко известен как металлооксидный варистор (MOV).

    Производительность и характеристики:

    а.Поглощение искр, вызванных угольной щеткой и выпрямителем коллектора

    b. Уменьшить электрический шум

    c. Продлить срок службы двигателя

    d. Нажмите E1 / E10 /, чтобы выбрать напряжение варистора

    e. Хорошее сварочное сопротивление, небольшая скорость изменения E10 после сварки

    Примечание. Значение E10 — это значение напряжения, когда между двумя полюсами варистора подается ток 10 мА.

    Роль варистора в цепи

    1. Защита от перенапряжения

    Функцию защиты от перенапряжения варистора в цепи обычно можно комбинировать с предохранителем или другой защитой от перенапряжения.Обычно используется для молниезащиты; когда происходит перенапряжение, варистор выходит из строя, показывая состояние короткого замыкания, тем самым ограничивая напряжение на обоих его концах на более низком уровне, а сверхток, вызванный коротким замыканием, сожжет передний предохранитель или заставит Воздух Сработал выключатель, тем самым отключив подачу электроэнергии.

    Вообще говоря, он мало влияет на другие компоненты после повреждения. Проверяйте только подключенные к нему компоненты схемы. Если это поломка, то этот предохранитель перегорит.Варистор играет в цепи роль защиты от «рабочего перенапряжения».

    2. Требования к молниестойкости

    Варистор устойчив к ударам молнии; когда варистор выходит из строя и закорачивается большим током, предохранитель немедленно сгорает, чтобы защитить цепь.

    3. Требуется проверка безопасности

    Требуется проверка безопасности варистора. С развитием технологий и повышением уровня жизни людей в нашу жизнь вошло большое количество электронных продуктов, в том числе наша широко используемая бытовая техника, поэтому к характеристикам безопасности бытовой техники предъявляются более высокие требования.Варистор как электронный компонент также включен в список требований сертификации по безопасности.

    В целях защиты безопасности потребителей и защиты интересов потребителей в стране был последовательно сформулирован ряд законов, регулирующих эти условия на рынке с целью устранения дефектных продуктов. Если электронные продукты, не прошедшие контроль безопасности, не могут быть проданы на рынке, это основано на безопасности клиентов и должно быть реализовано. В случае обнаружения несоблюдения будут наложены правовые санкции или даже уголовная ответственность.

    Варистор Применения

    Варистор в микромоторе используется в основном для поглощения обратной электродвижущей силы двигателя в момент коммутации. Предотвратить полюс коммутатора в момент искр короткого замыкания коммутатора, поверхность коммутатора и щетки из-за высокотемпературных ожогов, повлиять на срок службы двигателя и генерировать электромагнитные волны, мешающие использованию других электронных продуктов.

    Варисторы имеют множество преимуществ и могут использоваться во многих различных приложениях для подавления переходных процессов в сети от бытовых приборов и освещения к промышленному оборудованию в линиях электропередачи переменного или постоянного тока.Варисторы можно подключать напрямую через источники питания и полупроводниковые переключатели для защиты транзисторов, полевых МОП-транзисторов и тиристорных мостов.

    Что такое металлооксидный варистор? (с иллюстрациями)

    Металлооксидный варистор (MOV) — это устройство, используемое в качестве компонента в электрическом оборудовании. Слово варистор — это сокращение от переменного резистора. Резистор — это цепь, которая плохо проводит электричество. Это полезно для контроля того, сколько электрического тока проходит к определенным частям электронных устройств.Металлооксидный варистор очень хорошо проводит небольшой электрический ток, но перестанет проводить, когда ток достигнет высокого уровня напряжения.

    Это свойство металлооксидного варистора делает его идеальным для использования в устройствах защиты от перенапряжения.При нормальных уровнях тока MOV просто передает электричество устройствам, подключенным к сетевому фильтру. Однако в случае скачка напряжения MOV будет отвлекать ток на себя, не позволяя ему достичь подключенных устройств. Это защитит чувствительные электронные компоненты, такие как компьютерные микросхемы, которые могут быть повреждены чрезмерно высоким напряжением. В случае внезапного скачка напряжения MOV может реагировать намного быстрее, чем аналогичные компоненты устройства защиты от перенапряжения.

    Варистор на основе оксида металла обычно изготавливается из оксида цинка или аналогичного вещества.Эти вещества придают варистору способность пропускать ток в обычных домашних условиях. Когда электрический ток достигает определенной точки, называемой точкой переключения или напряжением переключения, крошечные частицы оксида цинка начинают проводить ток только между собой. Это предотвращает прохождение тока высокого напряжения через остальную часть устройства защиты от перенапряжения или подключенные к нему устройства.

    Металлооксидный варистор не является идеальным решением для защиты от скачков напряжения.Они дешевы в производстве, а это значит, что их часто используют в недорогих устройствах защиты от перенапряжения. Обратной стороной является то, что если они остановят скачок напряжения, они могут фактически сгореть, но пользователь может и не подозревать, что это произошло. Когда произойдет следующий скачок напряжения, подключенное оборудование будет незащищено. У лучших, но более дорогих устройств защиты от перенапряжения будет световой индикатор, показывающий состояние MOV.

    Также существует опасность возгорания, когда металлооксидный варистор поглощает высокое напряжение и перегорает.По этой причине Комиссия по безопасности потребительских товаров США и аналогичные агентства в других странах требуют защиты от перенапряжения. По этой же причине производители компьютеров не просто размещают MOV в своих компьютерах. Лучшее решение — иметь сетевой фильтр, состоящий из нескольких компонентов и плавких предохранителей, соединенных последовательно с MOV. Если варистор выйдет из строя, другие компоненты все равно защитят подключенные устройства от повреждений.

    Металлооксидный варистор MOV

    Металлооксидный варистор или MOV представляет собой нелинейное устройство, зависящее от напряжения, которое обеспечивает превосходное подавление переходных напряжений.Металлооксидный варистор предназначен для защиты различных типов электронных устройств и полупроводниковых элементов от коммутации и индуцированных грозовых перенапряжений.

    При воздействии высокого переходного напряжения MOV фиксирует напряжение до безопасного уровня. Металлооксидный варистор поглощает потенциально разрушительную энергию и рассеивает ее в виде тепла, таким образом защищая уязвимые компоненты схемы и предотвращая повреждение системы. Варисторы могут частично поглощать скачки напряжения.

    О MOV — Металлооксидные варисторы

    A MOV содержит керамическую массу зерен оксида цинка в матрице из оксидов других металлов (например, небольшое количество висмута, кобальта, марганца), зажатую между двумя металлическими пластинами (электродами).

    Связанные товары: Защита цепей Разное | Блокирующие устройства переходного режима | Варистор | TVS | Ограничители перенапряжения

    Их можно подключать параллельно для повышения энергоэффективности. MOV
    также могут быть подключены последовательно, чтобы обеспечить более высокое номинальное напряжение или номинальное напряжение между стандартными приращениями.

    Металлооксидный варистор остается непроводящим в качестве устройства с шунтирующим режимом во время нормальной работы, когда напряжение остается значительно ниже «напряжения ограничения».Если кратковременный импульс (часто измеряемый в джоулях) слишком высок, устройство может расплавиться, сгореть, испаряться или иным образом быть повреждено или разрушено.

    Варисторы в любом случае должны быть подключены параллельно защищаемым электронным цепям.

    Как сказал Сивананд в одной из статей: «СЛЕДУЕТ использовать металлооксидный варистор для защиты цепи от скачков высокого напряжения… Это стало обязательным, и его можно увидеть во всех источниках питания, которые работают напрямую от сети».

    Функции, характеристики варистора — элемента защиты от переходных напряжений.

    Что такое варистор-

    Варистор — это нелинейное устройство, зависящее от напряжения, электрическое поведение которого аналогично включенным стабилитронам.

    Как варистор подавляет переходное напряжение —

    Когда происходит переходный процесс, сопротивление варистора изменяется с очень высокого значения в режиме ожидания до очень низкого значения проводимости. Таким образом, переходные процессы поглощаются и ограничиваются до безопасного уровня, защищая чувствительные компоненты схемы.


    При срабатывании триггера они отводят ток, создаваемый высоким напряжением, от чувствительных компонентов.Варистор также известен как резистор, зависимый от напряжения, или VDR. Функция варистора — проводить значительно увеличенный ток при чрезмерном напряжении.

    Варисторами обычно называют только неомические переменные резисторы. К другим, омическим типам переменного резистора относятся потенциометр и реостат.
    Энергия накапливается внутри варистора, поскольку он имеет некоторые емкостные характеристики, и постепенно рассеивается.

    Варистор символ варистора

    Эквивалентная схема варистора-

    модель эквивалентной схемы варистора


    Простая эквивалентная схема, представляющая металлооксидный варистор как емкость, подключенную параллельно резистору, зависящему от напряжения, показана на чертеже модели эквивалентной схемы.Cp и Rp — емкость и сопротивление межзеренного слоя соответственно; Rg — сопротивление зерна ZnO. При низких значениях приложенных напряжений Rp ведет себя как омические потери.

    Кривая характеристик варистора:

    кривая характеристик варистора
    • A Нормальная рабочая зона: ток поддерживается на минимально возможном уровне, чтобы иметь низкое рассеивание во время непрерывной работы
      (от 10 мкА до 300 мкА).
    • B Максимальное напряжение зажима: максимальное напряжение для данного (класса) тока (пиковый ток основан на статистической вероятности
      , определяемой органами по стандартизации).
    • C Максимальный выдерживаемый импульсный ток: максимальный пиковый ток, который варистор может выдержать (только)
      один раз за свой срок службы.
    Вольт-амперная характеристика варистора

    Поделиться:

    • Twitter
    • Facebook

    Дополнительная литература

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *