Как работают варисторы? Характеристики, параметры, схемы подключения
В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен варистор, каков его принцип действия и как производится его подключение и проверка детали на исправность.
Варистором называется нелинейный резистор, который применяется в радиоэлектронных цепях и обеспечивает защиту включенных в сеть приборов от перенапряжения. Его отличительной чертой является нелинейная вольт-амперная характеристика. В зависимости от величины воздействующего на деталь напряжения ее сопротивление может колебаться в значительных пределах – от нескольких десятков до сотен миллионов Ом. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен варистор, каков его принцип действия и как производится его подключение и проверка детали на исправность.
Как работает варистор?
На схеме варистор обозначается значком резистора, перечеркнутого по диагонали, что указывает на его нелинейность.
Когда нелинейный резистор функционирует в обычном режиме, его сопротивление велико. Однако оно сильно снижается при возрастании напряжения выше номинальной величины, что приводит к значительному повышению тока. Таким образом, разность потенциалов удерживается на уровне, несколько превышающем номинал. Варистор, работающий в этом режиме, выполняет функцию стабилизации напряжения.
Нелинейный резистор, будучи подключенным на входе электроцепи, добавляет к ее емкости собственную. Для устойчивой работы защищаемых приборов это необходимо учесть при проектировании линии.
На рисунке представлена стандартная схема подключения варистора.Для правильного подбора защитного элемента важно знать мощность импульсов, имеющих место при переходных процессах, а также величину выходного сопротивления источника.
От максимальной силы тока, которую нелинейный резистор способен пропустить через себя, зависит частота повторений выбросов напряжения, а также их длительность.
Преимущества и недостатки варисторов
Основными преимуществами нелинейного резистора является:
-
возможность работы под значительными нагрузками, а также на высокой частоте;
-
большой спектр применения;
-
простота использования;
-
надежность;
-
доступная стоимость.
Недостатком элемента является низкочастотный шум, создаваемый им при работе. Кроме того, его вольт-амперная характеристика в высокой степени зависит от температуры.
Варисторы: характеристики и параметры
Нелинейные резисторы, как и любые другие радиотехнические детали, обладают рядом отличительных характеристик. Основные параметры варисторов таковы:
-
классификационное номинальное напряжение. Это рабочее напряжение элемента, при котором он пропускает ток величиной 1 мА;
-
максимальное напряжение ограничения. Так называется напряжение, которое деталь способна выдержать без вреда для себя. Если этот показатель будет превышен, защитный элемент выйдет из строя;
-
максимальное постоянное напряжение. Это показатель постоянного напряжения, при достижении которого происходит резкое возрастание проходящего через деталь тока, и она выполняет стабилизирующую функцию;
-
максимальное переменное напряжение. Так называется показатель переменного напряжения, по достижении которого включается защитный режим нелинейного резистора;
-
допустимое отклонение.
Этим термином обозначается выраженное в процентах отклонение разности потенциалов от величины классификационного напряжения.
-
время срабатывания. Это время, которое требуется находящемуся в высокоомном состоянии на переход в низкоомное;
-
максимальная поглощаемая энергия. Так обозначается максимальная величина импульсной энергии, которая может быть преобразована в тепловую без вреда для варистора.
Разобравшись с принципом работы нелинейного резистора и его основными параметрами, перейдем к заключительному вопросу – как можно проверить его исправность?
Как проверить варистор?
Существует 2 способа проверки работоспособности этого элемента:
При внешнем осмотре корпусной части можно увидеть потемнения, трещины или следы подгорания, по которым можно сделать вывод о том, что деталь непригодна к эксплуатации. Если визуально недостатков не заметно, но исправность элемента вызывает сомнения, придется воспользоваться тестером (мультиметром) или омметром. Разберемся, как проверить варистор мультиметром. Главным критерием здесь является сопротивление детали – чем оно больше, тем лучше. Элемент с низким сопротивлением подлежит замене. Стоит отметить, что пробитый варистор, как правило, легко определить путем визуального осмотра, даже не пользуясь тестером. Кроме того, когда поврежденная радиодеталь находится в цепи, предохранитель постоянно выбивает.
Для проверки необходимо:
-
отпаять один из выводов проверяемой детали. В противном случае прозвонка, скорее всего, не даст достоверного результата, так как пойдет по другим участкам цепи;
-
поставить переключатель тестера в режим замера сопротивления на максимум;
-
прикоснуться щупами прибора к выводам проверяемой детали;
-
снять показания индикатора (шкалы).
Измерять сопротивление нужно два раза, меняя полярность подключения тестера.
Проверка мультиметром позволяет точно определить, когда варистор находится в обрыве – в ходе измерения прибор будет показывать бесконечное сопротивление.
В интернет-магазине DIP8.RU можно приобрести по доступной цене различные радиодетали и элементы высокого качества, в том числе и варисторы. Весь товар сертифицирован. По всем вопросам, касающимся характеристик деталей и оформления заказа, вы можете обратиться по телефону, указанному в разделе «Контакты».
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ВАРИСТОРОВ Варистор[англ. varistor, от vari (able) — переменный и (resi) stor — резистор], полупроводниковый резистор, отличительной особенностью которых является резко выраженная зависимость электрического сопротивления(проводимости) от приложенного к ним напряжения.
|
Варисторы как средство защиты радиоэлектронной аппаратуры
Надежность работы радиоэлектронной аппаратуры во многом определяется качеством питающих электрических сетей, в которых могут иметь место перенапряжения длительностью от сотен миллисекунд до нескольких секунд, провалы напряжения длительностью до десятков миллисекунд, пропадания (отсутствие напряжения более одного периода) и так далее. На рис. 1 показаны наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети и их процентное соотношение.
Особенно опасны высоковольтные импульсы амплитудой до нескольких киловольт и длительностью от десятков наносекунд до сотен микросекунд. Именно они могут приводить к серьезным сбоям электронной аппаратуры и выходу ее из строя, а также быть причиной пробоя изоляции проводов и даже их возгорания.
Импульсы напряжения, которые можно отнести к внешним сетевым помехам (рис. 2), возникают в различных цепях аппаратуры, в первую очередь, в проводах питания.
Во-первых, они могут наводиться электромагнитными импульсами искусственного происхождения от передающих радиостанций, высоковольтных линий электропередач, сетей электрифицированных железных дорог, электросварочных аппаратов.
Идентифицировать и систематизировать причины таких помех практически невозможно. Однако для бытовых электрических сетей напряжением 220 В приняты следующие ориентировочные параметры внешних импульсных напряжений:
- амплитуда — до 6 кВ;
- частота — 0,05…5 МГц;
- длительность — 0,1…100 мкс.
Во-вторых, они могут быть естественного происхождения и наводиться мощными грозовыми разрядами.
Рис. 2
В-третьих, они могут создаваться статическим напряжением, разряд которого достигает 25 кВ. Высоковольтные импульсы способны возникать и в самой аппаратуре при ее функционировании в результате переходных процессов, при срабатывании электромагнитов, размыкании контактов реле, коммутации реактивных нагрузок и так далее. Наибольшую угрозу представляют импульсы, возникающие при отключении индуктивной нагрузки.
По указанным причинам радиоэлектронная аппаратура должна быть защищена от высоковольтных импульсных помех. Чтобы аппаратура могла быть сертифицирована, она должна пройти проверку на устойчивость к воздействию импульсных помех. Например, ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 61000-4-4-95) распространяется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и устанавливает требования и методы их испытаний на устойчивость к наносекундным импульсным помехам (НИП).
В настоящее время для защиты радиоэлектронной аппаратуры от внешних импульсных воздействий применяются различные виды экранировки, RC- и LC-фильтры, газоразрядные приборы (разрядники) и полупроводниковые ограничители напряжения (ПОН). К сожалению, разрядники не обладают необходимым быстродействием, а быстродействующие ПОН, с высокой нелинейностью вольтамперной характеристики (ВАХ) не способны рассеивать большую мощность из-за малого объема p-n-перехода. Это обуславливает резкое уменьшение допустимого тока в импульсе, протекающем через прибор.
В последнее время наиболее эффективным средством защиты аппаратуры от любых импульсных напряжений признаны оксидно-цинковые варисторы. Варисторы [англ. varistor, от vari (able) – переменный и (resi) stor – резистор] – это нелинейные резисторы, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Отличительной чертой варистора является двухсторонняя симметричная и резко выраженная нелинейная ВАХ (рис. 3).
Рис. 3
Электрические характеристики варистора определяются большим сопротивлением утечки и емкостью, которая незначительно изменяется под воздействием напряжения и температуры.
При больших напряжениях на варисторе, и соответственно, больших токах, проходящих через него, плотность тока в точечных контактах оказывается также большой. Разогрев точечных контактов приводит к уменьшению их сопротивления и, как следствие, к нелинейности ВАХ. Малые объемы активных областей обеспечивают малую инерционность тепловых процессов, что определяет их высокое быстродействие. Наряду с этим варисторы способны хорошо поглощать высокоэнергетические импульсы напряжения, так как тепловая энергия рассеивается не на отдельных зернах полупроводника, а на всем его объеме.
Особенностью ВАХ варистора является наличие участка малых токов (условно от нуля до нескольких миллиампер), в котором находится рабочая точка варистора и участок больших токов, который определяет защитные свойства и, в частности, напряжение ограничения. В области малых токов ВАХ описывается выражением:
I=AUβ,
где I – ток, A; U – напряжение, В; А — коэффициент, значение которого зависит от типа варистора и от температуры; β — коэффициент нелинейности, который характеризует крутизну ВАХ и определяется отношением статического сопротивления варистора (R = U/I) к дифференциальному (r = dU/dI) в определенной точке:
β=R/r = U/l·dl/dU.
Экспериментально коэффициент нелинейности можно оценить по формуле:
β= lgI2-lgI1/lgU2-lgU1 = lgI2/I1/lgU2/U1.
Чаще всего коэффициент нелинейности определяется при токе 1 мА и 10 мА, поэтому:
β=1/lgU2/U1.
Для варисторов на основе оксида цинка коэффициент нелинейности обычно составляет 20…60. Варисторы имеют достаточно большую емкость (100…50000 пф) в рабочем режиме (когда нет импульсов напряжения). При воздействии импульса их емкость падает практически до нуля.
Одной из важнейших характеристик варистора является классификационное напряжение — Uкл — напряжение на варисторе при токе, равном 1 мА. Иногда приводится коэффициент защиты варистора — отношение напряжения на варисторе при токе 100 А к напряжению при токе 1 мА (то есть к классификационному напряжению). Он характеризует способность варистора ограничивать импульсы перенапряжения и для варисторов на основе оксида цинка находится в пределах 1,4…1,6. Таким образом, при росте напряжения в 1,4…1,6 раза ток через них возрастает в 100 000 раз.
Важной характеристикой варистора является допустимая мощность рассеивания, определяемая его геометрическими размерами и конструкцией выводов. Для увеличения мощности рассеивания часто применяют массивные выводы, играющие роль радиатора.
При возникновении высоковольтного импульса сопротивление варистора резко уменьшается до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. При этом через варистор может протекать импульсный ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после исчезновения помехи его сопротивление вновь становится большим. Таким образом, включение варистора параллельно защищаемому устройству не влияет на работу последнего в нормальных условиях, но гасит импульсы опасного напряжения (рис. 4).
Выбор типа варистора осуществляется на основе анализа его работы в двух режимах: в рабочем и импульсном. Рабочий режим определяется классификационным напряжением Uкл, а импульсный — рассеиваемой мощностью. Для ориентировочных расчетов рекомендуется, чтобы рабочее постоянное напряжение на варисторе не превышало 0,85 Uкл, а при переменном токе действующее значение рабочего напряжения не превышало 0,6 Uкл.
В импульсном режиме через варистор протекает большой ток, вследствие чего необходимо опасаться выхода его из строя из-за перегрева. С этой целью необходимо использовать варисторы с рассеиваемой мощностью большей, чем расчетная.
Для расчета варисторов, защищающих те или иные цепи от грозового разряда, иногда приводят сведения о напряжении на варисторе при воздействии стандартного грозового импульса. На рис. 5 показана форма этого импульса, который часто называют «импульсом 8/20 мкс».
Очевидно, что варисторы могут работать и при последовательном включении. При этом в них протекает одинаковый ток, а общее напряжение делится пропорционально сопротивлениям (в первом приближении – классификационным напряжениям), в той же пропорции разделится поглощаемая энергия. Сложнее обеспечить параллельную работу варисторов – необходимо строгое совпадение их ВАХ. Эта задача вполне разрешима при последовательно-параллельной схеме включения — т.е. варисторы последовательно собираются в столбы, а столбы соединяются параллельно. При этом подбором варисторов обеспечивают совпадение ВАХ столбов, которые собираются в блоки с нужными параметрами. Варисторы изготавливаются в обычном исполнении (дисковые, прямоугольные), в виде блоков различной формы и в виде чипов, что позволяет существенно экономить место на печатной плате (рис. 6).
Отечественные предприятия выпускают варисторы для различных сфер применения, это серии СН, ВР, МЧВН/ВС, МОВН/ВС и другие.
Из зарубежных производителей варисторов большую номенклатуру выпускает компания EPCOS. Ее приборы имеют следующую систему обозначений:
Чип и прямоугольные варисторы
SIOV- CN 1210 M 4 G
Варистор_________________________|Тип варистора(CN,CU,SR)_______________|
Размер__________________________________|
Точность: K-10%, M-20%_______________________|
Классификационное напряжение__________________|
Тип упаковки_____________________________________|
Дисковые варисторы
SIOV S 14 K 250 G5 S6
Варистор________________________|Тип варистора(S,B25 и др.
Диаметр варисторного диска_____________|
Точность: K-10%, M-20%__________________|
Классификационное напряжение______________|
Тип упаковки_________________________________|
Тип формовки выводов___________________________|
Другие зарубежные компании-производители часто используют следующую систему обозначений выпускаемых варисторов:
DNR 0,5 D 181 M R S
Производитель________________________________________________|Диаметр в мм, может быть 0,5;0,7;10;14;20______________________________|
Дисковый варистор____________________________________________________|
Классификационное напряж. (расшиф.”18″ и “0”= 180 В)_______________________|
Точность:J=5%, K-10%, M-20%________________________________________________|
Упаковка(R-катушка, В-россыпь)________________________________________________|
Выводы (S-прямые, К-формованные)______________________________________________|
Рис. 6
Таблица 1
Типы варисторов Параметры | Чип | Дисковые | Автомобильные | |||||
CN | CU | S | SR | CN- AUTO | SU- AUTO | S- AUTO | SR- AUTO | |
Импульсный ток (8/20 мкс), кА | 1,2 | 10 | 1 | 2 | ||||
Поглощаемая энергия, Дж | 23 | 410 | 12 | 25 | 100 | |||
Средняя рассеиваемая мощность, Вт | 0,25 | 1,0 | 0,03 | 0,2 | ||||
Время срабатывания, нс | ||||||||
Рабочая температура, °С | -55. | -40..85 | -40..+85 | -55..125 | -40..85 | -55..125 | -40..85 | |
Типоразмер | 0603..220 0 | 3225; 032 | SO5..S2O | 1210; 2220 | 0805..2220 | – | S07..S20 | 1210; 1812; 2200 |
В табл. 1, 2 приведены параметры оксидно-цинковых варисторов, выпускаемых компанией EPCOS.
Рис. 7
Таблица 2
Типы варисторов Параметры | Для тяжелых условий | Блоки | Комбинированные | |||
В25; ВЗО; 40; LS40 | В6О | В80 | PD80 | Е32 | SHCV-SR1, SR2 | |
Импульсный ток (8/20 мкс), кА | 40 | 70 | 100 | 100 | 65 | 1 |
Поглощаемая энергия, Дж | 1200 | 3000 | 6000 | 6000 | – | 12 |
Средняя рассеиваемая мощность, Вт | 1,4 | 1,6 | 2,0 | 2,0 | – | 0,03 |
Время срабатывания, нс | – | |||||
Рабочая температура °С | -40. | -40…85 | -40…85 | -40…85 | -25…60 | -40…85 |
В заключение следует отметить, что для эффективной защиты аппаратуры от воздействия различных сетевых помех необходимо использовать сетевые фильтры с многоступенчатой защитой. Например, в сетевом фильтре «АРС PowerManager» (рис. 7) массивные стержневые индукторы 1 обеспечивают фильтрацию электромагнитных помех, оксидно-цинковые варисторы 2 обеспечивают общий и нормальный режимы защиты от высоковольтных импульсов, а конденсаторы 3 фильтруют радиочастотные помехи и выравнивают слабые и средние колебания напряжения.
Как подобрать аналог варистора
В предыдущей статье, посвящённой варисторам, мы рассказали как именно заменить варистор и маркировку варисторов.
Но очень часто нам задают вопрос, каким варистором заменить сгоревший, как подобрать аналог и у всех-ли варисторов одинаковая маркировка.
Подбирать варисторы для замены логичней не по фирме производителю и не по цвету, а по:
- напряжению
- диаметру.
Диаметр соответствует способности варистора поглотить определённую мощность импульса, поэтому следует заменять на такой же, или больше.
Напряжение срабатывания можно узнать по маркировке – из таблицы и по нему подобрать аналог из имеющихся.
Если маркировка не сохранилась, то подобрать можно по:
- функциональному назначению
- по электронной схеме
К примеру, если он стоит на входе прибора работающего от переменной сети 220 В, то как правило, он рассчитан на классификационное напряжение – 470 В, 560 В реже 430 В.
Это соответствует среднеквадратичному значению переменного напряжения 300 В, 350 В и 275 В соответственно. В подавляющем большинстве случаев ставят на напряжение 470 В, тогда исключаются частые сгорания предохранителя и радиоэлементы платы защищены надёжней.
Параметры и маркировка варисторов разных производителей
Как измерить параметры варистора
Если у вас есть варистор со стёртой маркировкой или такой нет в таблице аналогов, то вполне возможно измерить напряжение срабатывания варистора.
Для этого достаточно подключить его к блоку питания, который может обеспечить необходимое напряжение и у которого можно ограничить максимальный ток, чтобы варистор не разрушился (полярность подключения не имеет значения)
У меня к сожалению такого под рукой не оказалось, поэтому я выбрал другой способ. Я подключил варистор к мегомметру, который измеряет сопротивление высоким напряжением, у данного прибора три предела 250 В, 500 В и 1000 В, что оказалось вполне достаточно.
Я проверял два варистора – на 470 В и на 680 В, первый на пределе 500 В, второй 1000 В.
Как видно на фото, параметры вполне укладываются в допуск 10%.
Перед измерением обязательно прочтите инструкцию к прибору и убедитесь, что данная операция не повредит его, а также соблюдайте все требования по технике безопасности при работе с высоким напряжением.
Варистор принцип работы
Варистором называются полупроводниковые резисторы, которые способны уменьшать сопротивление в 10 раз от начальной величины с помощью увеличения напряжения. Например, если резистор имеет сопротивление 1000 МОм, то с применением данного элемента оно составит 1000 Ом. Таким образом, сопротивление уменьшается в том случае, когда увеличивается напряжение.
Варисторная защита подключается параллельно основному оборудованию, которое необходимо защитить. После возникновения импульса напряжения, благодаря наличию нелинейной характеристики, варистор шунтирует нагрузку и уменьшает величину сопротивления до нескольких долей Ома. Энергия, при перенапряжении, поглощается и рассеивается в виде тепла. Варистор как бы срезает импульс опасного перенапряжения, поэтому защищаемое устройство остается невредимым, что возможно даже с низким уровнем изоляции.
Рис. №1. Конструктивная схема варистора и его характеристика.
Условное обозначение варистора, например, СНI-1-1-1500. СН означает, нелинейное сопротивление, первая цифровое значение – материал, вторая – конструкцию ( 1- стержневой; 2 – дисковый), третья цифра – номер разработки, последняя цифра обозначает значение падения напряжения.
Таблица классификации варисторов
Как выглядит элемент?
Такое приспособление, как варистор, фото которого есть в нашей статье, напоминает обычный резистор, то есть имеет форму прямоугольника. Но все же имеет небольшое отличие.
Посреди него проходит диагональ, конец которой изогнут.
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.
Основные параметры варисторов
К таким параметрам относят:
- норма напряжения;
- максимально допустимый показатель переменного и постоянного тока;
- пиковое поглощение энергии;
- возможные погрешности;
- время работы элемента.
Наиболее технологически востребованные материалы для изготовления варистора оксид цинка или порошок карбида кремния, он позволяет успешно поглощать импульсы напряжения с высокоэнергетическими импульсами. Процесс изготовления строится на основе «керамической» технологии, которая заключается на запрессовке элементов с обжигом, установкой электродов, выводов и покрытие приборов электроизоляцией и влагозащитным слоем. Благодаря стандартной технологии варисторы можно делать по индивидуальному заказу.
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.
Емкость варистора
Поскольку варистор, подключаясь к обоим контактам питания, ведет себя как диэлектрик, то при нормальном напряжении он работает скорее как конденсатор, а не как резистор. Каждый полупроводниковый варистор имеет определенную емкость, которая прямо пропорциональна его площади и обратно пропорциональна его толщине.
При применении в цепях постоянного тока, емкость варистора остается более-менее постоянной при условии, что приложенное напряжение не больше номинального, и его емкость резко снижается при превышении номинального значения напряжения. Что касается схем на переменном токе, то его емкость может влиять на стабильность работы устройств.
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.
Отрицательные стороны
К основным отрицательным сторонам относятся:
- повышение шума на низких частотах;
- другие недостатки, проявляющиеся в зависимости от индивидуальных характеристик элемента.
Положительные стороны варисторов
Данный вид аппаратов имеет множество положительных качеств, если сравнивать его с другими приборами, например, с разрядником. К таким важным преимуществам можно отнести:
- высокая скорость работы элемента;
- возможность отслеживания перепадов тока безинерционным методом;
- возможность использования на уровне напряжения в пределах от 12 до 1800 В;
- длительный срок эксплуатации;
- относительно малая стоимость за счет простоты конструкции.
Чтобы правильно подобрать варистор для определенного устройства необходимо знать характеристики его источника питания: сопротивление и мощность импульсов переходных процессов. Максимально допустимое значение тока определяется в том числе длительностью его воздействия и количеством повторений, поэтому при установке варистора с заниженным значением пикового тока, он достаточно быстро выйдет из строя. Если говорить кратко, то для эффективной защиты прибора необходимо выбирать варистор с напряжением, имеющим небольшой запас к номинальному.
Также для безотказной работы такого электронного компонента очень важна скорость рассеивания поглощенной тепловой энергии и возможность быстро возвращаться в состояние нормальной работы.
Особенности расчета и проектирования универсальных импульсных генераторов для испытания варисторов
При серийном производстве варисторов, на основе которых изготавливаются «ограничители перенапряжений нелинейные» (ОПН), обязательным условием контроля качества изделий являются их импульсные испытания в соответствии со стандартом Международной электротехнической комиссии (МЭК) 99-4 [1]. Основные испытания, характеризующие варистор, — это испытания «грозовым» (8/20 мкс) импульсом; прямоугольным импульсом большой длительности (2 мс) или эквивалентными импульсами полусинусоидальной формы.
Величины остающихся напряжений варисторов при большой номенклатуре изделий могут изменяться от сотен вольт до нескольких киловольт, а величины токов — от сотен ампер до десятков тысяч ампер. Поэтому возникает потребность в универсальных генераторах импульсов, способных обеспечить испытания варисторов во всем диапазоне требуемых величин токов и остающихся напряжений, с учетом того, что нагрузка таких генераторов нелинейная.
Варисторы — это быстродействующие устройства, время переключения которых составляет доли микросекунд. В связи с этим можно рассматривать варисторы как резистивную безынерционную нелинейную нагрузку.
Схема замещения варистора в режиме больших импульсных токов может быть представлена в виде источника противо-ЭДС U0, последовательно с которым включен резистор Rдиф, где U0 — остающееся напряжение варистора, а Rдиф — его дифференциальное сопротивление, определяющее угол наклона вольт-амперной характеристики (ВАХ) относительно оси абсцисс [2].
Величина Rдиф обычно составляет несколько миллиом и в большинстве случаев может не учитываться при анализе электромагнитных процессов в генераторах импульсов.
Для формирования в варисторах импульсов тока большой длительности прямоугольной формы широкое применение нашли генераторы на основе высоковольтных однородных искусственных линий (ОИЛ). В качестве коммутаторов в этих генераторах используются управляемые воздушные или вакуумные разрядники, игнитронные разрядники или тиристоры. При проектировании ОИЛ возникает проблема обеспечения согласованных режимов их работы.
В самом общем виде согласованный режим работы любого формирующего двухполюсника, в том числе и ОИЛ, определяется как Wл=Wн, где Wл — энергия, запасенная в линии, а Wн — энергия, выделенная в нагрузке за время длительности импульса τ. Тогда условие согласования ОИЛ с линейными и нелинейными безынерционными резистивными нагрузками произвольного вида выглядит как
где Uн — напряжение на нагрузке.
Для длинной линии с распределенными параметрами (ДЛРП), эквивалентной ОИЛ, величина запасенной энергии равна
Величина энергии, выделенной в нагрузке, равна
В этом случае ток нагрузки определяется разностью напряжений заряда линии и напряжения на нагрузке:
Суммарная емкость ДЛРП [3]
Энергия импульса тока любой формы, выделенная в нагрузке в виде противо-ЭДС, равна
где Iср — среднее значение тока нагрузки за время длительности импульса τ.
Для прямоугольного импульса Iср = Im условие согласования принимает вид
отсюда
Решением уравнения (3) является равенство Uзар = 2Uн, что и определяет согласованный режим работы как ДЛРП, так и ОИЛ при любых линейных и нелинейных резистивных нагрузках.
Если испытания проводятся импульсами полусинусоидальной формы, то условие согласования имеет тот же вид, но при этом в качестве накопителя и формирователя используется последовательный LC-колебательный контур.
Для нагрузок в виде противо-ЭДС регулирование в широком диапазоне тока нагрузки при сохранении согласованного режима работы возможно только путем изменения величины волнового сопротивления формирующего двухполюсника, что трудно выполнимо на практике. В связи с этим параметры формирующих двухполюсников, работающих в составе импульсных испытательных стендов, однозначно могут быть определены только для варисторов одного типа. В этом случае параметры задаются либо требуемой величиной амплитуды тока импульса Im, либо величиной энергии Wн, которая должна быть выделена в варисторе, исходя из прогнозируемой величины остающегося напряжения на варисторе U0.
Поскольку для прямоугольного импульса
то все расчеты сводятся к определению величины Im.
Тогда Uзар ≈ 2U0, а волновое сопротивление ОИЛ
Суммарная емкость ОИЛ равна Cл = τ/2,2ρ, а суммарная индуктивность — Lл = ρ2Cл. Для получения прямоугольных импульсов тока с достаточно малыми длительностями фронта и среза применяются ОИЛ с числом ячеек n, равным 10–12. При этом величины элементов ячеек равны Lя = Lл/n и Cя = Cл/n.
При отсутствии согласования ОИЛ находится либо в колебательном, либо в апериодическом режиме работы. При этом на отрезке времени t > τ к варистору и коммутатору будет приложено прямое или обратное остаточное напряжение Uост.
При разряде ДЛРП на нагрузку можно рассматривать процесс разряда линии, заряженной до напряжения Uзар = kU0, как эквивалентный процесс заряда линии от источника ЭДС.
Напряжение заряда в момент времени t = τ равно:
Поскольку начальный заряд линии был равен kU0, то остаточное напряжение равно:
При значениях k = 2 режим разряда линии будет согласованным, Uост = 0, и вся энергия, запасенная в линии, выделится в нагрузке за время t = τ.
При значениях k > 2 режим будет колебательным, а к нагрузке и коммутатору по окончании основного импульса (t ≥ τ) будет приложено обратное напряжение Uобр = U0(2 – k).
При значениях k < 2 режим будет апериодическим, а к нагрузке и коммутатору с момента времени t ≥ τ будет приложено прямое напряжение Uпр = U0(2 – k).
Силовые коммутаторы, применяемые в подобных установках, например воздушные разрядники, обычно не обладают вентильной проводимостью, а вентильные приборы (игнитронные разрядники) при коммутации больших токов плохо держат обратное напряжение. Использование тиристоров в импульсных высоковольтных установках не всегда целесообразно из-за сложности конструкции высоковольтного тиристорного ключа. Более предпочтительным представляется использование в качестве быстродействующего ключа непосредственно самого варистора, который обеспечивает практически полное отсутствие тока в нагрузке при t ≥ τ, если остаточное напряжение на формирующем двухполюснике меньше классификационного напряжения этого варистора.
Будем считать, что с момента времени t ≥ τ коммутатор остается в проводящем состоянии и к варистору приложено остаточное напряжение линии. Для того чтобы энергия, выделяемая в варисторе с этого момента времени, была несущественна и не влияла на результаты процесса испытания, воспользуемся запирающими свойствами самого варистора, ограничив величину остаточного напряжения линии на уровне классификационного напряжения варистора, то есть
Поскольку варистор обладает высоким быстродействием, классические проблемы обеспечения условий деионизации коммутаторов при этом не возникают, а токи варисторов при выполнении условия (4) не влияют на процесс испытаний.
Поэтому появляются возможность расширить допустимый диапазон регулировки напряжения заряда линии. Поскольку
Остающееся напряжение варистора связано с классификационным напряжением как
где β — коммутационный коэффициент, величина которого является практически постоянной для одной партии варисторов. Тогда из (5) получим
Для согласованного режима k = 2. Приняв среднее значение β = 1,5 с учетом зависимости (6) и условия, что Uзар = kU0 = kβUкл, получим
или
то есть для колебательного режима kmax = 2,66, а для апериодического режима kmin = 1,33.
Подобный подход существенно расширяет возможность регулирования амплитуды тока нагрузки при неизменном волновом сопротивлении линии. При невыполнении условия (7) необходимо изменить волновое сопротивление линии, заложив возможность дискретного изменения ρ в установке еще на стадии ее проектирования.
При испытаниях варисторов необходимо стабилизировать либо ток варистора Im, либо величину поглощаемой варистором энергии Wн. В одной партии варисторов допускаются отклонения классификационного и остающегося напряжения от номинального значения на ±10%. В силу этого для стабилизации тока варисторов Im необходимо каждый раз прогнозировать и устанавливать уровень напряжения заряда Uзар для отдельно взятого образца по значению его классификационного напряжения. Это затрудняет автоматизацию процесса испытаний и осложняет работу оператора, а величина энергии, поглощаемой варисторами, не стабильна. Значительно проще стабилизировать не ток разряда, а уровень напряжения заряда ОИЛ с помощью простейших средств автоматизации. При этом в случае увеличенного значения величины остающегося напряжения отдельно взятого варистора его ток будет пропорционально меньше и наоборот. Поэтому следует ожидать существенного уменьшения влияния разброса величин остающихся напряжений на величину поглощаемой варисторами энергии.
Предлагается использовать следующий подход для определения требуемой величины напряжения заряда ОИЛ при испытании отдельной партии варисторов, классификационные напряжения которых предварительно измеряются в обязательном порядке.
Примем величину зарядного напряжения
где Uсркл и Uср0 — среднеарифметические значения классификационных и остающихся напряжений варисторов отдельной партии.
Оценим влияние разброса величин остающихся напряжений варисторов на разброс величин поглощаемой ими энергии.
Энергия, поглощенная отдельным варистором, равна
Поскольку τ и ρ — константы, то величина энергии, выделенной в нагрузке за один импульс, зависит как от коэффициента согласования, так и от разброса параметров варисторов, то есть Wн = ƒ (k, ΔUср0).
В таблице приведены значения относительных величин энергии W*н = WΔUн/Wсрн для различных величин коэффициента согласования k при неизменной величине уровня зарядного напряжения Uзар, где WΔUн — энергия, поглощенная варистором с величиной отклонения остающегося напряжения ΔU, Wсрн — энергия, поглощенная варистором с нулевой величиной отклонения остающегося напряжения.
Таблица
Из таблицы видно, что в согласованном режиме работы (k = 2) влияние разброса параметров варисторов минимально, в колебательном режиме (2 ≤ k ≤ 2,66) разброс параметров несущественно влияет на энергетику процесса, а в апериодическом режиме (1,33 ≤ k ≤ 2) это влияние возрастает.
Отсюда следует, что более предпочтительны согласованный или колебательный режимы разряда. При этом появляется возможность автоматизировать процесс испытаний путем стабилизации напряжения заряда, поскольку отклонения величины поглощаемой варисторами энергии от заданной величины будут несущественны.
Приемлемое конструктивное решение, позволяющее дискретно регулировать волновое сопротивление линии, — это изготовление формирующего реактивного двухполюсника в виде нескольких ОИЛ, формирующих импульсы равных длительностей и имеющих либо равные волновые сопротивления, либо волновые сопротивления ρk, величины которых меняются по закону
При использовании различных вариантов последовательного и параллельного включения таких ОИЛ можно в широких пределах менять суммарное волновое сопротивление формирующего двухполюсника.
На рис. 2 приведены результаты численного моделирования в Micro-Cap 7, демонстрирующие работу универсального испытательного стенда «Магнус». Стенд состоит из трех 12-звенных ОИЛ и обеспечивает возможность их параллельного или последовательного включения при неизменной величине тока нагрузки и различных суммарных волновых сопротивлениях линии.
На рис. 3–5 приведены результаты экспериментов при неизменной величине тока нагрузки и различных волновых сопротивлениях линии (сплошной линией показано остающееся напряжение варистора, а пунктирной — ток).
Экспериментально получено подтверждение как аналитических, так и численных расчетов, сделанных в данной работе. Особо следует отметить тот факт, что несогласованные режимы работы могут приводить к тепловому пробою испытываемых варисторов на отрезках времени, существенно превышающих длительность самого импульса. Это может быть объяснено наличием остающихся в формирующей линии напряжений, что существенно искажает результаты испытаний и поэтому требует особого внимания.
Литература- Международная электротехническая комиссия. (МЭК 99-4) Международный стандарт. Ограничители перенапряжений. Часть 4. Металлооксидные ограничители перенапряжений без искровых промежутков для электрических сетей переменного тока. СПб., 1992.
- Библиотека электронных компонентов. Выпуск 12: Варисторы и разрядники фирмы Siemens & Matsushita. М.: ДОДЭКА, 2000.
- Ицхоки Я. С. Импульсные устройства. М.: Советское радио, 1959.
- Свидетельство на полезную модель № 25095. Высоковольтный стенд для испытания ограничителей перенапряжений / Саенко И. В., Опре В. М., Коротаев Н. В. // Бюллетень. 2002. № 25.
Варистор. Свойства, применение и характеристики варистора.
Варисторы – полупроводниковые резисторы с симметричной и резко выраженной нелинейнойвольт-амперной харктеристикой. За счет этого варисторы позволяют просто и эффективно решать задачи защиты различных устройств от импульсных напряжений.
Основное свойство которых заключается в способности значительно изменять свое электрическое сопротивление при изменении подаваемого на него напряжения. Варисторы включаются параллельно защи щаемому оборудованию (реле), т.е. при нормальной эксплуатации он находится под действием рабочего напряжения защищаемого устройства. В рабочем режиме (при отсутствии импульсных напряжений) ток через варистор пренебрежимо мал, и поэтому варистор в этих условиях представляет собой изолятор.
При возникновении импульса напряжения варистор в силу нелинейности своей характеристики резко уменьшает свое сопротивление до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее, и рассеивая поглащенную энергию в виде тепла. В этом случае через варистор кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер.
При неизменном значении напряжения, приложенного к варистору, изменение полярности не приводит к изменению протекающего тока, т.е. вольт-амперная характеристика варистора – симметричная. Варисторы практически безинерционны, вслед за увеличением напряженности электрического поля у них сразу же уменьшается сопротивление.
Варисторы типа ВР-1 негерметизированные неизолированные предназначены для защиты элементов и узлов аппаратуры от перенапряжений в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного тока.
Варисторы типа ВР-2 негерметизированные неизолированные предназначены для стабилизации напряжения и защиты элементов и узлов аппаратуры от перенапряжений в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного тока.
Варисторы серии СН также предназначены для защиты от перенапряжений в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного тока.
Одной из характеристик варистора является классификационное напряжение (Uкл) – это напряжение на варисторе при определенном токе. Как правило, изготовители варисторов в качестве классификационного напряжения указывют напряжение на варисторе при токе 1мА.
Важной характеристикой варистора является допускаемая мощность рассеивания – она характеризует возможность рассеивать поглащаемую электрическую энергию в виде тепла. Этот показатель в основном определяется геометрическими размерами варистора и конструкцией выводов. Для увеличения мощности рассеивания часто применяют массивные выводы, которые играют роль своеобразного радиатора.
Варисторы могут работать при последовательном включении – при этом в них протекает одинаковый ток, общее напряжение разделится пропорцирнально сопротивлениям ( в первом приближении – пропорционально классифицированным напряжениям), в этих же пропорциях разделится поглащаемая энергия. Сложнее обеспечить параллельную работу варисторов – необходимо строгое совпадение ВАХ. Эта задача вполне разрешима при последовательно-параллельной схеме включения – т.е. варисторы последовательно собираются в столбы, а столбы соединяются параллельно. При этом путем подбора варисторов обеспечивают совпадение ВАХ столбов варисторов. Так поступают при создании высоковольтных, мощных ограничителей перенапряжений (ОПН)
an9771
% PDF-1.5 % 278 0 объект > / OCGs [355 0 R] >> / OpenAction 279 0 R / Threads 280 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 282 0 объект > эндобдж 42 0 объект > эндобдж 386 0 объект > поток 1999-05-04T16: 20: 22ZAdobe Illustrator CS32010-04-26T16: 24: 28-05: 002010-04-26T16: 24: 28-05: 00
Параметр емкости в листе технических данных варистора
Металлооксидные варисторы (MOV) ведут себя во многом как конденсатор, за исключением того, что диэлектрический изолятор между двумя оловянными пластинами имеет фиксированное «мягкое» фиксирующее напряжение, выше которого MOV начинает проводить ток в любом направлении.По мере роста напряжения течет и ток.
При двойном номинальном напряжении MOV они могут поглощать (на короткое время) несколько десятков тысяч ампер. Вот почему они так популярны в ограничителях перенапряжения для источников питания переменного или постоянного тока. Из-за своей высокой емкости они не используются для защиты каналов данных. Транзорбы, сидаки и газовые трубки лучше подходят для этих целей.
Емкость MOV не зависит от изменений напряжения (то же самое для Tranzorbs, Sidacs и газовых трубок) до тех пор, пока напряжение не превысит напряжение фиксации MOV.Часто максимально допустимое безопасное напряжение переменного / постоянного тока печатается на MOV. Его размер и таблицы данных содержат подробную информацию о максимальном импульсном токе, который он может выдержать за один раз, и о том, что он может выдержать с 5000 или около того «небольшими» скачками, поэтому срок его службы можно спрогнозировать в реальных условиях.
Поскольку MOV представляет собой две металлические пластины, разделенные диэлектриком, он действует как конденсатор в диапазоне нФ. Чем больше размер, тем больше емкость, но этого недостаточно, чтобы повлиять на подачу питания переменного или постоянного тока, поскольку они имеют низкий импеданс привода, поэтому MOV «игнорируются» до тех пор, пока не произойдет скачок напряжения. .По этой причине MOV должны быть снабжены предохранителями или иметь автоматический выключатель, включенный последовательно с ними, на случай, если скачок настолько велик, что MOV откажет (закорачивает).
Для получения более подробной информации и графиков перейдите по следующей ссылке: https: //en.wikipedia.org/wiki/Varistor
Это несколько абзацев из ссылки Wiki, в которых резюмируются некоторые важные детали.
ВаристорыСостав и работа
Вольт-амперные характеристики варистора для приборов из оксида цинка (ZnO) и карбида кремния (SiC) :
Наиболее распространенный тип Варистор – это металлооксидный варистор (MOV).Этот тип содержит керамическая масса из зерен оксида цинка в матрице из оксидов других металлов (например, небольшое количество висмута, кобальта, марганца) в прослоках между двумя металлическими пластинами (электродами). Граница между каждым зерно и его сосед образует диодный переход, который пропускает ток течь только в одном направлении. Масса случайно ориентированных зерен составляет электрически эквивалентен сети пар встречных диодов, каждая пара параллельно со многими другими парами.Когда маленький или на электроды подается умеренное напряжение, только крошечный ток потоки, вызванные обратной утечкой через диодные переходы.Когда подается большое напряжение, диодный переход выходит из строя из-за сочетание термоэлектронной эмиссии и электронного туннелирования, а также большой текущие потоки. Результатом такого поведения является сильно нелинейный вольт-амперная характеристика, при которой МОВ имеет высокое сопротивление при низких напряжениях и низкое сопротивление при высоких напряжениях.
Электрические характеристики :
Варистор остается непроводящим как устройство шунтирующего режима во время нормальной работы, когда напряжение на нем остается значительно ниже допустимого. «ограничивающее напряжение», поэтому варисторы обычно используются для подавления скачки напряжения в сети.Варисторы почти всегда в конечном итоге выходят из строя. по любой из двух причин.Катастрофический отказ происходит из-за неудачного ограничения очень большой всплеск от такого события, как удар молнии, когда энергия задействованный на много порядков больше, чем может варистор ручка. Последующий ток в результате удара может расплавиться, загореться, или даже испарить варистор. Этот тепловой разгон происходит из-за отсутствия соответствия в отдельных межзеренных стыках, что приводит к отказ основных путей тока при тепловом напряжении, когда энергия в переходном импульсе (обычно измеряется в джоулях) слишком высока (я.е. значительно превышает «Абсолютный максимум» производителя Рейтинги »). Вероятность катастрофического отказа можно снизить за счет повышение рейтинга, либо за счет использования одного варистора более высокого рейтинг или подключив несколько устройств параллельно.
Кумулятивная деградация происходит по мере возникновения меньших скачков напряжения. По историческим причинам многие MOV были указаны неправильно, что позволяло частые вздутия, которые также снижают емкость. В этом состоянии варистор не имеет видимых повреждений и внешне выглядит исправным (нет катастрофический отказ), но он больше не предлагает защиты.В итоге, он переходит в состояние короткого замыкания, поскольку энергия разряжается создают токопроводящий канал через оксиды.
Основным параметром, влияющим на срок службы варистора, является его энергия. (Джоуль) рейтинг. Повышение энергетического рейтинга увеличивает количество (определенный максимальный размер) переходные импульсы, которые он может выдержать экспоненциально, а также кумулятивная сумма энергии от зажима меньшие импульсы. Когда возникают эти импульсы, “напряжение зажима” обеспечивает уменьшение во время каждого события, и варистор обычно считается функционально ухудшенным, когда его “ограничивающее напряжение” изменилось на 10%.Графики ожидаемого срока службы производителя относятся к текущему, серьезность и количество переходных процессов для прогнозирования отказов на основе общая энергия, рассеиваемая в течение срока службы детали.
– обзор | ScienceDirect Topics
b Варисторы на основе оксида цинка.
Металлооксидные варисторы – это класс полупроводниковых устройств, которые демонстрируют очень нелинейные вольт-амперные характеристики и которые нашли широкое применение в качестве защитных устройств электрических цепей от переходных скачков напряжения (Matsuoka, 1971; Harnder et al., 1972). Коммерчески доступные варисторы изготавливаются путем спекания порошка оксида цинка с оксидом висмута и рядом других добавок, точный состав которых является частной информацией.
Обычно чистый оксид цинка ведет себя как изолятор, и его можно сделать проводящим, только изменив стехиометрию, например, добавив избыток цинка (Heiland et al., 1959). Однако, например, при добавлении небольших количеств оксида висмута материал демонстрирует неомическую электрическую проводимость.Это необычное поведение побудило нескольких исследователей исследовать его происхождение, чтобы оптимизировать его (Моррис, 1973; Левинсон и Филипп, 1975; Бернаскони и др., 1976; Моррис и Кан, 1975). Большинство из них постулировали наличие непрерывного межкристаллитного слоя с высоким сопротивлением, разделяющего зерна оксида цинка и действующего как электрический барьер. Основываясь на наличии слоя, Левинсон и Филипп (1975) смогли объяснить нелинейные ВАХ с точки зрения тока Шоттки и туннелирования Фаулера-Нордхейма.
Однако эксперименты Морриса и Кана (1975), исследующие систему ZnO – Bi 2 O 3 , прототип коммерческого материала, показывают, что непрерывная межзеренная пленка не образуется вокруг зерен оксида цинка и, следовательно, не может учитывать варисторное поведение материала. Во-первых, при использовании всего лишь 0,008 m / o Bi 2 O 3 , что должно быть едва достаточно для покрытия зерен, было продемонстрировано варисторное поведение. Во-вторых, они обнаружили, что фаза Bi 2 O 3 появлялась на стыках трех и четырех зерен с двугранным углом примерно 60 ° – явно слишком большим углом, чтобы она могла смачивать зерна оксида цинка и образовывать сплошное зерно. пограничная пленка.В-третьих, как Оже-спектроскопический анализ, так и спектроскопический анализ ионного рассеяния на поверхностях изломов показывают, что, хотя граница зерен сильно обогащена Bi, она быстро спадает на расстоянии не более 2 нм. Это расстояние соответствует оценке верхнего предела поглощения Гиббса для чистого Bi 2 O 3 на оксиде цинка, тем самым показывая, что на зернах присутствует поглощенный слой, а не пленка.
Ситуация была дополнительно прояснена путем получения электронного изображения высокого разрешения (Clarke, 1978) коммерчески доступного варистора ZnO, включающего Bi 2 O 3 , CoO, MnO, Cr 2 O 3 и Sb 2 О 3 .Эти наблюдения показывают, что богатая фаза Bi 2 O 3 локализована на стыках трех и четырех зерен, и во многих случаях можно увидеть, что она резко обрывается, как на рис.16 и как обнаружено (Morris and Cahn, 1975). в материале прототипа. В этих случаях двугранный угол, образованный контактом с зернами оксида цинка, отличен от нуля и находится в диапазоне 12–85 °. Изменение объясняется как возможным изменением состава богатой фазы Bi 2 O 3 от одного места к другому, так и любой анизотропией поверхностной энергии оксида цинка.Кроме того, на многих из этих границ зернограничные дислокации могут наблюдаться по их контрасту деформации вдали от стыка трех зерен. Их присутствие снова указывает на отсутствие межзеренной пленки, вывод, который подтверждается изображением границы решеткой.
Рис. 16. Тройной переход зерна в коммерческом варисторе ZnO. Темная область на стыке – это богатая фаза Bi 2 O 3 , которая не распространяется вдоль границы, о чем свидетельствует наличие зернограничных дислокаций (указано стрелкой).
Относительно толстая пленка видна на некоторых границах зерен, как было показано на изображении полос решетки на рис. 17, но это необычно. Предварительная работа предполагает, что образование межзеренной пленки имеет кристаллографическое происхождение, поскольку оно происходит только на границах, которые являются как прямыми, так и очерченными базисной плоскостью в одном из соседних зерен (Clarke, 1977). Это явно область, заслуживающая дальнейшего изучения, поскольку она позволяет впервые изучить микроскопические аспекты смачивания.
Рис. 17. Изображение решетки из того же материала варистора, что и на Рис. 16, показывающее необычно толстую межзерновую пленку P.
Зависящий от напряжения резистор – MATLAB
Описание
Блок варистора представляет собой резистор, зависящий от напряжения (VDR ). Этот Компонент также широко известен как металлооксидный варистор (MOV). Блок экспонатов высокое сопротивление при низких напряжениях и низкое сопротивление при высоких напряжениях.
Вы можете защитить части электрической цепи от скачков высокого напряжения, разместив этот блок параллельно с ними.При возникновении перенапряжения сопротивление варистора значительно падает, в результате чего ток шунтируется через варистор, а не через через цепь.
Используйте параметр Parameterization , чтобы выбрать один из двух различное поведение для этого блока. Опция Linear
фокусируется на включенном и выключенном состояниях варистора и использует линейную зависимость между током и напряжение в обоих регионах. Параметр со степенным законом
использует экспоненциальная зависимость между током и напряжением в начальном открытом состоянии.Этот опция также добавляет третью линейную область при более высоких напряжениях.
Линейная параметризация
Эта опция параметризации разделяет соотношение напряжение-ток на два линейные районы:
На этом рисунке показано соотношение напряжения и тока во включенной и выключенной областях.
Используйте линейную параметризацию в одном из следующих сценариев:
Отношение напряжение-ток для линейного варистора:
иваристор = {vvaristorRoff | vvaristor | где: v варистор и i варистор являются напряжение и ток варистора соответственно. v зажим это порог напряжение, разделяющее две рабочие области. Установите это значение с помощью параметра Напряжение зажима . R на и R off – это сопротивления во включенных и внешних регионах.Установите эти значения с помощью на сопротивлении и откл. сопротивление соответственно. c 1 – константа, используемая для обеспечить преемственность между двумя регионами: Эта опция параметризации разделяет соотношение напряжение-ток на три области: Область утечки – сопротивление велико, и ток медленно увеличивается с повышение напряжения. Нормальная область – сопротивление экспоненциально уменьшается с увеличением Напряжение. Область подъема – сопротивление низкое, и ток быстро увеличивается с повышение напряжения. На этом рисунке показаны три региона работы в логарифмическом масштабе. Используйте параметризацию степенного закона в одном из следующих сценариев: Отношение напряжение-ток для степенного варистора: иваристор = {vvaristorRL | vvaristor | где: v варистор и i варистор являются напряжение и ток варистора соответственно. α – показатель степени, определяющий скорость увеличения тока с увеличением напряжения в нормальной области. Установленный это значение с использованием показателя степени степенного закона нормального режима параметр. v LN и v NU – порог напряжения, соответствующие нормальному току утечки и нормальному восходящему точки перехода. Установите эти значения с помощью прибора утечки на нормальный переход напряжения и нормальный к восходящему напряжение перехода параметров соответственно. R L и R U – сопротивления в регионах утечки и роста. Установите эти значения с помощью Сопротивление утечки и Сопротивление в верхнем режиме параметров, соответственно. к , с 1 , и c 2 – константы, используемые для обеспечить преемственность между регионами: c1 = vLNRL − vLNααRUvNUα − 1, и c2 = 1αRUvNUα − 1 (vNUα − vLNα) −vNURU + vLNRL. В дополнение к уравнениям варистора, вы также можете указать постоянную клемму сопротивление R t и емкость прибора С . На этом рисунке показана эквивалентная схема варистора. в любом режиме параметризации. Аннотация: варистор S20 варистор 60v варистор 300v s10 варистор варистор Ve Q69X3454 Q69X3022 150v варистор варистор * s20 Аннотация: ВАРИСТОР 20К431 варистор 14к431 варистор 10к271 варистор 14К241 варистор 20К391 ФНР-10К471 10К471 14К471 ВАРИСТОР ВАРИСТОР 14К561 Реферат: TNR20V471K v 14 k 175 варистор TNR варистор варистор v 14 k 130 варистор общий электрический варистор TNR10V471K 23 / 32d431k варистор 05 k 275 Аннотация: металлооксидный варистор 471k 20k TNR 241K варистор 471K варистор варистор 271k варистор 420 s 20k 431k варистор VARISTOR 221K TND10V221K варистор k 385 Аннотация: схематический символ варистора для варистора. Схематический символ для металлооксидного варистора. SURGE 103. Аннотация: VARISTOR s14 K50 3225 K50 VARISTOR s14 K40 варистор s10 k50 VARISTOR K50 VARISTOR S10 VARISTOR S / Металлооксидный варистор Реферат: v 14 k 275 варистор TNR10V471K v 20 k 275 варистор варистор перекрестная ссылка TNR14V471K варистор tnr VARISTOR TNR10SE271K варистор 20 k 240 Абстракция: 1501 VARISTOR TNR14V471K TNR10V431K TNR10SE221K TNR10SE431K TNR14se471K TNR20SE271K tnr10se271k TNR14V221K Аннотация: Перекрестная ссылка варисторов TND14V-471K TND10V471K TND10SV271KTLBPAA0 E1006Q TND10V431K VARISTOR Реферат: V130LA10A варисторы harris варистор испытания варистор harris AN9773 селеновый выпрямитель VARISTOR Реферат: Испытание варистора Перечень кодов варистора V130LA10A Испытание Металлооксидный варистор Трансформатор переменного тока 50А 100В C62-41-1980 Селеновый выпрямитель AN9773 Варистор “Карбид кремния” Реферат: варисторный диод EMC SMD MICROPHONE smd diode 216 zener diode chip 270v варистор AVRL101A3R3FT варистор NS 102 VARISTOR Аннотация: варистор 150 в варистор 110 в схематический символ для варистора 220 в переменного тока на 110 в схема трансформатора переменного тока варистор 103 гемов символ AN9767 металл оксидный варистор схема разрядника от 110 в до 5 в постоянного тока Реферат: варистор 400В СИОВ-С20К275 Сименс варистор С10К95 варистор 300в мацусита варистор Сименс варистор 1.2 кВ СИОВ-С10К95 ВАРИСТОР Аннотация: варистор 103 2kv 472 варистор keytek 587 варистор 250v селеновый выпрямитель Тестирование металл-оксидный варистор список кодов варистора микро-инструмент 5203 Edison led 1w Реферат: варистор 100в гемов харрис варистор харрис варистор BL203 “upturn region” однофазный 220в фазовый сдвиг принципиальная схема VARISTOR ge-mov Реферат: металлооксидный варистор 270 v 20 k 275 варистор VARISTOR Аннотация: VARISTOR 593 варистор 594 Vishay варистор 103 варистор 594 техническое описание варистор Vishay тестовый варистор VDR 275 CIRCUIT K 250 VARISTOR METAL OXIDE VARISTOR Указание по применению в сети переменного тока VARISTOR 64 Реферат: ВАРИСТОР “микросхема варистор” Аннотация: ВАРИСТОР 221К 471К Варистор 431к варистор 271к варистор 271к ТНР 241К варистор 511к варистор 100 471К варистор варистор 241К Аннотация: TND10V471K VARISTOR TND10V-471K Аннотация: TND10SV271KTLBPAA0 TND10V271K VARISTOR Реферат: варистор 471К TND14V-621K TND10SE621KT TND20V-471K TND10V-271K VARISTOR 511k варистор TND20V-271K TNR 471k Аннотация: номинал варистора 20T300M Применение варистора UL102 4T150E VARISTOR 595 Варистор 150V 102 pg 20T300 20T30 Реферат: Варистор светодиодный BL 05A BL 176A VARISTOR % PDF-1.7 % 191 0 объект > эндобдж xref 191 285 0000000016 00000 н. 0000008962 00000 н. 0000009115 00000 н. 0000010293 00000 п. 0000010946 00000 п. 0000011630 00000 п. 0000012253 00000 п. 0000012360 00000 п. 0000012472 00000 п. 0000012586 00000 п. 0000013188 00000 п. 0000013825 00000 п. 0000014376 00000 п. 0000014932 00000 п. 0000015518 00000 п. 0000015555 00000 п. 0000015652 00000 п. 0000015798 00000 п. 0000016278 00000 п. 0000016871 00000 п. 0000017306 00000 п. 0000017391 00000 п. 0000017791 00000 п. 0000018267 00000 п. 0000018990 00000 п. 0000019519 00000 п. 0000019969 00000 п. 0000020311 00000 п. 0000020718 00000 п. 0000021156 00000 п. 0000021723 00000 п. 0000022020 00000 н. 0000026422 00000 п. 0000029071 00000 н. 0000029475 00000 п. 0000035900 00000 п. 0000040964 00000 п. 0000041489 00000 п. 0000041537 00000 п. 0000041933 00000 п. 0000041981 00000 п. 0000042707 00000 п. 0000042755 00000 п. 0000043263 00000 н. 0000043311 00000 п. 0000043842 00000 п. 0000043890 00000 н. 0000044709 00000 п. 0000044757 00000 п. 0000045554 00000 п. 0000045602 00000 п. 0000046194 00000 п. 0000046242 00000 п. 0000046961 00000 п. 0000047009 00000 п. 0000047477 00000 п. 0000047525 00000 п. 0000047649 00000 п. 0000048780 00000 п. 0000049092 00000 п. 0000050570 00000 п. 0000050889 00000 п. 0000050987 00000 п. 0000051666 00000 п. 0000051953 00000 п. 0000052057 00000 п. 0000052461 00000 п. 0000052866 00000 п. 0000052987 00000 п. 0000053133 00000 п. 0000053520 00000 п. 0000053617 00000 п. 0000053763 00000 п. 0000053993 00000 п. 0000054382 00000 п. 0000054504 00000 п. 0000054650 00000 п. 0000055037 00000 п. 0000055441 00000 п. 0000055562 00000 п. 0000055708 00000 п. 0000055938 00000 п. 0000056288 00000 п. 0000056408 00000 п. 0000056562 00000 п. 0000056949 00000 п. 0000057046 00000 п. 0000057192 00000 п. 0000057313 00000 п. 0000057459 00000 п. 0000057556 00000 п. 0000057702 00000 п. 0000058103 00000 п. 0000058332 00000 п. 0000058454 00000 п. 0000058600 00000 п. 0000058982 00000 п. 0000059211 00000 п. 0000059596 00000 п. 0000059742 00000 п. 0000059888 00000 п. 0000060275 00000 п. 0000060372 00000 п. 0000060526 00000 п. 0000060755 00000 п. 0000060901 00000 п. 0000061047 00000 п. 0000061399 00000 н. 0000061496 00000 п. 0000061667 00000 п. 0000062064 00000 н. 0000062161 00000 п. 0000062307 00000 п. 0000062645 00000 п. 0000062875 00000 п. 0000063242 00000 п. 0000063471 00000 п. 0000063642 00000 п. 0000063788 00000 п. 0000064121 00000 п. 0000067653 00000 п. 0000067799 00000 н. 0000068105 00000 п. 0000068202 00000 п. 0000068348 00000 п. 0000068735 00000 п. 0000068965 00000 п. 0000069366 00000 п. 0000069512 00000 п. 0000069658 00000 п. 0000070045 00000 п. 0000070275 00000 п. 0000070662 00000 п. 0000070807 00000 п. 0000070953 00000 п. 0000071182 00000 п. 0000071544 00000 п. 0000071664 00000 п. 0000071810 00000 п. 0000072136 00000 п. 0000072523 00000 п. 0000072639 00000 п. 0000072785 00000 п. 0000073172 00000 п. 0000073402 00000 п. 0000073789 00000 п. 0000074019 00000 п. 0000074188 00000 п. 0000074334 00000 п. 0000074579 00000 п. 0000074676 00000 п. 0000074822 00000 п. 0000075209 00000 п. 0000075306 00000 п. 0000075452 00000 п. 0000075763 00000 п. 0000075860 00000 п. 0000076006 00000 п. 0000076310 00000 п. 0000076407 00000 п. 0000076553 00000 п. 0000076783 00000 п. 0000077170 00000 п. 0000077400 00000 п. 0000077805 00000 п. 0000078035 00000 п. 0000078433 00000 п. 0000078655 00000 п. 0000078801 00000 п. 0000079188 00000 п. 0000079285 00000 п. 0000079431 00000 п. 0000079818 00000 п. 0000080205 00000 п. 0000080435 00000 п. 0000080579 00000 п. 0000080725 00000 п. 0000081128 00000 п. 0000081225 00000 п. 0000081371 00000 п. 0000081758 00000 п. 0000081855 00000 п. 0000082001 00000 п. 0000082388 00000 п. 0000082737 00000 н. 0000082858 00000 п. 0000083004 00000 п. 0000083391 00000 п. 0000083488 00000 п. 0000083634 00000 п. 0000084937 00000 п. 0000085891 00000 п. 0000086421 00000 п. 0000087120 00000 п. 0000087289 00000 п. 0000088213 00000 п. 0000089408 00000 п. 00000 Параметризация степенного закона
Equivalent Circuit
варистор% 20811-15 техническое описание и примечания по применению
1996 – Варистор 250в
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF CCR-62 CCR-63 Варистор 250в варистор S20 варистор 60в варистор 300в s10 варистор варистор Ve Q69X3454 Q69X3022 Варистор 150в варистор * s20 Варистор 10К431
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF FNR-05K180 FNR-07K180 ФНР-10К180 FNR-32K102 FNR-40K102 ФНР-25К112 Варистор 10К431 ВАРИСТОР 20к431 варистор 14к431 варистор 10к271 варистор 14К241 варистор 20К391 FNR-10K471 10K471 14К471 ВАРИСТОР ВАРИСТОР 14К561 2002 – v 20 k 275 варистор
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006J v 20 k 275 варистор ТНР20В471К v 14 k 175 варистор Варистор TNR варистор v 14 k 130 варистор общий электрический варистор TNR10V471K 23 / 32d431k ВАРИСТОР 05 к 275 варистор 2004 – варистор 471К
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006M варистор 471К металлооксидный варистор 471к 20к Варистор ТНР 241К 471K Варистор варистор 271к варистор 420 с 20к 431к варистор ВАРИСТОР 221К TND10V221K варистор к 385 1995 – варистор harris
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 3225 k50 варистор
Текст: нет текста в файле
OCR сканирование PDF 2002 – TNR10SE621K
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006K TNR10SE621K v 14 k 275 варистор TNR10V471K v 20 k 275 варистор перекрестные ссылки варисторов ТНР14В471К варистор tnr ВАРИСТОР TNR10SE271K варистор 20К 240 2003 – TNR10SE621K
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006L TNR10SE621K 1501 ВАРИСТОР ТНР14В471К TNR10V431K TNR10SE221K TNR10SE431K TNR14se471K TNR20SE271K tnr10se271k ТНР14В221К 2008 – ТНД14СВ
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF UL1449 E95427 UL1414 E65426 LR97864 9000 ккал E1006Q TND14SV ТНД14В-471К перекрестные ссылки варисторов TND10V471K TND10SV271KTLBPAA0 E1006Q TND10V431K ВАРИСТОР 1998 – варистор V130LA10A
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF AN9773 77Ч2224-5ЭМС, UL943, ПАС-102, варистор V130LA10A V130LA10A варисторы harris варистор испытания харрис варистор AN9773 селеновый выпрямитель ВАРИСТОР 1998 – варистор V130LA10A
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF AN9773 77Ч2224-5ЭМС, UL943, ПАС-102, варистор V130LA10A варистор испытания V130LA10A список кодов варисторов Испытание металлооксидного варистора Трансформатор переменного тока 50A 100V C62-41-1980 AN9773 селеновый выпрямитель варистор “карбид кремния” 2005 – smd диод 1410
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF D74HC04C -630A 200пФ-0 AVRL101A3R3FT AVRL101A6R8GT smd диод 1410 варисторный диод EMC SMD МИКРОФОН smd диод 216 микросхема стабилитрона 270v варистор варистор НС 102 ВАРИСТОР 1999 – обозначение варистора
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 1997 – варистор модели
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF середина 70-х варисторная модель варистор 400В SIOV-S20K275 Сименс варистор S10K95 варистор 300в matsushita варистор Сименс варистор 1,2 кВ СИОВ-С10К95 ВАРИСТОР 1995 – проверка варисторов
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 77Ч2224-5ЭМС, UL943, ПАС-102, варистор испытания варистор 103 2кв 472 варистор keytek 587 Варистор 250в селеновый выпрямитель Испытание металлооксидного варистора список кодов варисторов микро инструмент 5203 Эдисон светодиод 1w 1998 – АН9767
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF AN9767 pr981.AN9767 варистор 100в гемов варисторы harris харрис варистор BL203 “регион подъема” однофазная схема фазового сдвига 220 В ВАРИСТОР ge-mov 2004 – E95427
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006L E95427 металлооксидный варистор 270 v 20 k 275 варистор ВАРИСТОР варистор VDR 275
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 13 октября 2006 г. варистор VDR 275 ВАРИСТОР 593 варистор 594 вишай варистор 103 варистор 594 даташит варистор испытания варистор VDR 275 CIRCUIT K 250 ВАРИСТОР Рекомендации по применению ВАРИСТОР ОКСИДА МЕТАЛЛА в сети переменного тока ВАРИСТОР 64 2012 – VZ0603
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF IEC-61000-4-2 element14 VZ0603 ВАРИСТОР “чип варистор” 2004 – варистор 471К
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006M варистор 471К ВАРИСТОР 221К 471K Варистор 431к варистор варистор 271к 271к варистор Варистор ТНР 241К 511к варистор 100 471K варистор варистор 241К 2007-100 варистор 471К
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006P 100 471K варистор TND10V471K ВАРИСТОР ТНД10В-471К 2008 – TND14
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF UL1449 E95427 UL1414 E65426 LR97864 9000 ккал E1006Q TND14 TND10SV271KTLBPAA0 TND10V271K ВАРИСТОР 2008 – варистор 241К
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 9000 ккал E1006Q варистор 241К варистор 471К ТНД14В-621К TND10SE621KT ТНД20В-471К ТНД10В-271К ВАРИСТОР 511к варистор ТНД20В-271К TNR 471k 2003 – UL1020
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF UL1449.420вольт. UL1020 номинал варистора 20Т300М UL102 применение варистора 4Т150Э ВАРИСТОР 595 150В варистор 102 пг 20T300 20-30 лет варистор С22
Текст: нет текста в файле
Оригинал PDF 2/11-LIT1103 варистор С22 Светодиод варистора BL 05A BL 176A ВАРИСТОР
Варистор – Suntan
Варистор – это электронный компонент со значительной неомической вольт-амперной характеристикой.Название – портмоне переменного резистора. Варисторы часто используются для защиты схем от чрезмерных переходных напряжений путем включения их в схему таким образом, чтобы при срабатывании триггера они шунтировали 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.
Варистор Фотографии
- Варистор ближнего света
- Варистор SMD
Список варисторов
- TSV Варистор ближнего света
- TSVC SMD Варистор
Хорошая опора для варистора микросхемы
Suntan имеет очень хорошую поддержку для варистора на основе многослойного металлооксидного чипа.Эта продукция отличается низким воспламенением, рассеиванием щепок, зернистостью, электрическими свойствами и широко используется в сотовых телефонах и автомобильных электронных узлах.
Стандартная рабочая температура для этого продукта: -55 ~ + 125 ° C; Рабочее напряжение составляет 3,3–68 В и соответствует требованиям ROHS с низким током утечки; Размеры в том числе 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1812, 2220.
Suntan также предлагает варистор TSV Dip. Код размера: TSV05D, TSV07D, TSV10D, TSV14D, TSV18D, TSV20D, TSV25D, TSV32D, TSV40D; код товара: 182K, 152K, 112K, 102K, 911K, 821K, 781K, 751K, 681K, 621K, 561K, 511K, 471K, 431K, 391K, 361K, 331K, 301K, 271K, 241K, 221K, 201K, 181K, 151K , 121K, 101K, 820K, 680K, 560K, 470K, 390K, 330K, 270K, 220K, 180L.
Увеличен объем производства варистора для загара
Suntan предлагает варисторы ближнего света разного размера, и объем производства постоянно растет. У нас есть коды 05D, 07D, 09D, 10D, 14D, 18D и 20D, и каждый имеет разное напряжение, диапазон напряжения варистора от 18V до 1800V.
Варистор ближнего света быстро реагирует на быстро растущее импульсное напряжение. Он с высокими характеристиками зажимного напряжения. Таким образом, с этими характеристиками, он может применяться для защиты полупроводников транзисторов, диодов, ИС, тиристоров и симисторов; Защита от перенапряжения в бытовой электронике; Защита от перенапряжения в промышленной электронике; Защита от перенапряжения в коммуникационной, измерительной и регулирующей электронике; Защита от перенапряжения в электронных бытовых приборах, а также в газовых и нефтяных приборах; Подавление электростатических разрядов и шумовых всплесков; Реле и электромагнитный клапан поглощения перенапряжения.
Что такое варистор?
Варистор – это тип резистора с существенно неомической вольт-амперной характеристикой. Название представляет собой набор переменного резистора *, что вводит в заблуждение, поскольку он не является постоянно изменяемым пользователем, как потенциометр или реостат, и является не резистором, а фактически конденсатором. Варисторы часто используются для защиты цепей от чрезмерного напряжения, действуя как искровой разрядник.
Наиболее распространенным типом варистора является металлооксидный варистор или MOV.Он содержит массу зерен оксида цинка в матрице оксидов других металлов, зажатых между двумя металлическими пластинами (электродами). Граница между каждым зерном и его соседом образует диодный переход, который позволяет току течь только в одном направлении. Масса случайно ориентированных зерен электрически эквивалентна сети пар встречных диодов, каждая пара параллельна множеству других пар. Когда на электроды подается небольшое или умеренное напряжение, протекает только крошечный ток, вызываемый обратной утечкой через диодные переходы.