Содержание

Варисторная защита, искрогасящие цепи, назначение, технические характеристики, схемы применения.

Назначение. Для защиты электрической сети от перенапряжения существуют различные приборы, выпускаемые промышленностью в разных странах. А для защиты от кратковременных бросков элементов схем, которые происходят в сети по различным причинам, применяют так называемые варисторы, у которых вольт-амперная характеристика резко меняется при прикладывании к нему величины напряжения, свыше определенного значения на которой рассчитан прибор.

 В повседневной жизни обычно мы не обращаем внимания, какие проблемы испытывает наше современное электронное оборудование, включенное в электрическую сеть. Для нормального функционирования приборов необходимо качественное напряжение, как по величине, частоте, так и по форме напряжения. Наше современная электронное оборудование стоит достаточно дорого, оно не всегда может противостоять скачкам напряжения, помехам возникающим в сети, поэтому вопросу защиты оборудование от подобного рода воздействий необходимо уделять внимание.

Для защиты электронной техники применяются, ограничители перенапряжения, сетевые фильтры, стабилизаторы напряжения.

Из статьи авторы: Трегубов С.В., к.т.н.Пантелеев В.А., к.т.н.Фрезе О.Г

Применение варисторной защиты, искрогасящие цепи

..Причиной возникновения грозовых импульсов напряжения являются удары молнии в электроустановку или вблизи нее.
По данным материалов полученных в США значения напряжения коммутационных импульсов даже в бытовых сетях могут достигать 20 кВ. Примерно такие же данные приводят японские, французские и другие исследователи. Исследования, проведенные нами по эксплуатации промышленного электрооборудования в сетях 0.4 кВ, позволяют утверждать, что, например, при тяжелых условиях коммутации силовых электродвигателей значение напряжения коммутационных импульсов может превышать 70 кВ. Нет необходимости говорить о последствиях такого воздействия на электрооборудование. Положение часто осложняется тем, что во многих случаях эксплуатация электрических машин производится в тяжелых условиях (загрязнение, увлажнение изоляции, частые пуски и остановки агрегатов), что обуславливает особую уязвимость изоляции электрооборудования из-за ее ускоренного износа и уменьшения электрической прочности.


Для защиты оборудования от импульсных напряжений в разных странах применяются вентильные разрядники, RC-цепочки, LC-фильтры и т.д. Однако в последние десятилетия во всем мире наиболее эффективным (и дешевым) средством защиты от импульсных напряжений любого вида признано использование нелинейных полупроводниковых резисторов, называемых варисторами. Отличительной чертой варистора является симметричная и резко выраженная нелинейная вольтамперная характеристика (ВАХ – см. рис.1).

За счет этого варисторы позволяют просто и эффективно решать задачи защиты различных устройств от импульсных напряжений. Основной принцип действия варистора весьма прост. Варистор включается параллельно защищаемому оборудованию, 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 поглощенную энергию в виде тепла. В этом случае через варистор кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после гашения импульса напряжения он вновь приобретает очень большое сопротивление. Таким образом, включение варистора параллельно электрооборудованию не влияет на его работу в нормальных условиях, но “срезает” импульсы опасного напряжения, что полностью обеспечивает сохранность даже ослабленной изоляции (см. рис 2).

Наиболее широкое применение находят варисторы на основе оксида цинка, что обусловлено, во-первых, относительной простотой их изготовления и, во-вторых, хорошей способностью оксида цинка поглощать высокоэнергетические импульсы напряжения. Варисторы изготавливают по обычной “керамической” технологии, включающей в себя прессование варисторов (чаще всего имеющих форму диска или шайбы), их обжиг, нанесение электродов, пайку выводов и нанесение электроизоляционных и влагозащитных покрытий. Такая технология в ряде случаев позволяет предприятиям-изготовителям выпускать варисторы по индивидуальным заказам. ..

Технические характеристики

Для получения информации о характеристиках используемых варисторных защит, приводим данные выпускаемых изделий промышленностью.

Устройством защиты от импульсного перенапряжения АЛЬБАТРОС-220/500 АС обеспечивается:

  • Защита от импульсного, быстротекущего перенапряжения амплитудой до 10 кВ без перегорания предохранителя;
  • Защита от импульсного аварийного значительного превышения напряжения, в этом случае происходит перегорание одного или обоих предохранителей.
Номинальное напряжение питания нагрузки, В220 (+10/-15%)
Номинальная мощность нагрузки, Вт500
Наибольший импульсный разрядный ток (импульс 8/20 мкс)*, кА10
Скорость срабатывания защиты, нс, не более25
Температурный диапазон эксплуатации, °C-40… +40
Габаритные размеры, мм, не более50х44х30
Масса, кг, не более0,02

* 8 мкс — длительность нарастания импульса; 20 мкс — длительность спада импульса.

По теме полезное. Схема подключения варистора в сетевом фильтре. Советы: Схемы подключения

ВАРИСТОРЫ

Цель данной работы определение зависимости сопротивления варисторов от приложенного напряжения. Приборы и принадлежности: варистор, миллиамперметр, вольтметр, источник питания ВУП-2.

Краткая теория о варисторах

Варистор – это разновидность нелинейного полупроводникового резистора, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения. Его вольтамперная характеристика носит сильно нелинейный характер. Сопротивление варистора сильно уменьшается при достижении порогового напряжения. Благодаря этому варисторы широко используются для защиты от импульсных перенапряжений. Обычно варистор включается параллельно защищаемой нагрузке, при этом он должен быть рассчитан на номинальное напряжение питания данной нагрузки.

Если пороговое напряжение на варисторе не превышено он фактически является изолятором. Если порогового значения напряжения превышено, то сопротивление варистора резко падает. При этом варистор шунтирует нагрузку защищая ее от воздействия недопустимо высокого напряжения питания.

Как правило, в качестве порогового напряжения варистора указывается напряжение, при котором через него протекает ток в 1 мА. Когда пороговое напряжение превышено через варистор может протекать очень большой ток. Если перенапряжение в защищаемой цепи будет носить длительный характер, то варистор выйдет из строя. При длительном падении сопротивления варистора в цепи возникает короткое замыкание, что должно вызвать срабатывание предохранителя.

Описание экспериментальной установки

Измерительная цепь питается от источника постоянного регулируемого напряжения ВУП-2. Ток через терморезистор измеряется микроамперметром.

Рис.1. Электрическая принципиальная схема установки

Порядок выполнения работы

  1. Собрать экспериментальную установку по рисунку 1. При выполнении, данном лабораторной работы используется лабораторный блок питания ВУП-2 (ВУП-1, ВУП-2М). Этот блок питания предназначен для питания ламповых электронных схем. На выходных клеммах блока питания ВУП-2 присутствует опасное для жизни постоянное напряжение до 350 В. Следует неукоснительно соблюдать правила техники безопасности. Все изменения в электрической схеме следует производить только при полностью обесточенной установке. Прикасаться к неизолированным токоведущим проводникам запрещается. При обесточивании установки не следует довольствоваться только отключением тумблера на передней панели блока питания. Следует извлечь штепсельную вилку блока питания из электрической розетки.
  2. Снять зависимость сопротивления варистора от приложенного напряжения. Пороговое напряжение для используемого в лабораторной работе варистора составляет 120 В. Во избежание перегрузки блока питания и выхода из строя исследуемого варистора превышать это напряжение запрещается.
  3. По результатам измерений построить вольтамперную характеристику варистора.

Практическая работа

Данная лабораторная работа посвящена варистору. В ней используется варистор на номинальное напряжение 120 В. Проще всего в продаже найти варисторы, рассчитанные на напряжение близкое к 220 В. В данном случае по соображениям безопасности использован варистор на минимальное напряжение (из тех, что удалось найти в продаже). 

Варистор закреплен на панели из оргстекла, затрудняющей случайное прикосновение к токоведущим частям.

Изменение сопротивления варистора отслеживается при помощи амперметра и вольтметра. В качестве источника высокого напряжения использован блок питания ВУП-2М, предназначенный для питания схем на электронных лампах.

Видно, что при напряжении около 100 В ток через варистор равен нулю.

Но уже при 115 В сопротивление варистора начинает снижаться.

Варистор плохо переносит длительную работу при напряжении близком к номинальному. После нескольких лабораторных работ подряд прибор явно деградировал. При этом варистор стал заметно проводить ток уже при напряжении 60-80 В.  Материал предоставил Denev.

   Форум по теории

   Форум по обсуждению материала ВАРИСТОРЫ




MINILED И MICROLED ДИСПЛЕИ

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры – краткий обзор и сравнение технологий.


SMD ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.



Модуль варисторов МВ-3М | Электротехническая Компания Меандр

 

  • Применяется для защиты трёхфазного электрооборудования от коммутационных перенапряжений

  • Максимальная энергия поглощения 190Дж (импульс 8/20мкс)

  • Максимальный ток 6,5кА

  • Корпус шириной 13мм

  • В модуле используются варисторы типа 20D681К (680В)

 

НАЗНАЧЕНИЕ МОДУЛЯ

 Модуль варисторов МВ-3М предназначен для обеспечения качественного электропитания в трёхфазных сетях с высоким уровнем импульсных помех индустриального и атмосферного характера.
 

КОНСТРУКЦИЯ МОДУЛЯ

 Модуль выпускается в унифицированном пластмассовом корпусе с передним присоединением проводов питания и коммутируемых электрических цепей. Крепление осуществляется на монтажную рейку-DIN шириной 35мм (ГОСТ Р МЭК 60715-2003) или на ровную поверхность. Для установки модуля на ровную поверхность замки необходимо раздвинуть. Конструкция клемм обеспечивает надёжный зажим проводов сечением до 2,5мм2.

 

РАБОТА МОДУЛЯ

 Каждая из фаз сетевого напряжения подключается к соответствующим клеммам модуля варисторов – L1, L2, L3. К клемме N подключается нулевой провод. В случае трёхпроводной сети нулевой провод не подключается.При подключении проверить затяжку винтов крепления клемм и надёжность фиксации корпуса модуля на рейке. В модуле используются варисторы типа 20D681К (680В)

 

ВНИМАНИЕ: Не заменяют УЗИП!

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МВ-3М

Параметр

Ед. изм.

МВ-3М

Количество защищаемых цепей   3
Класиификационное напряжение В 680 (612-748)
Максимальное напряжение ограничения (при токе 100А) В 1120
Среднеквадратичное значение напряжения, URMC В 420
Максимальное постоянное напряжение В 560

Максимальный ток разряда (импульс 8/20мкс)

кА 6,5

Максимальный разрядный ток (импульс 8/20мкс)

кА

3,0
Энергия поглощения (импульс 10/1000 мкс) Дж 230

Максимальная рассеиваемая мощность

Вт

1,0

Степень защиты по корпусу/по клеммам в соответствии с ГОСТ 14254-96

 

IP40/IP20

Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69 (без образования конденсата)  

 

УХЛ4

Диапазон рабочих температур

0C

-25. ..+55

Степень загрязнения в соответствии с ГОСТ 9920-89

 

2

Монтажное положение

 

произвольное

Габаритные размеры

мм

13х93х62

Масса, не более

кг

0,12

 

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ МОДУЛЯ

 

Вариант защиты до IP40

 

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ

 

Изделия соответствуют требованиям ГОСТ IEC 61051-2-2013

Форум и обсуждения  –  здесь

 

Наименование

Заказной код

(артикул)

Файл для скачивания

(паспорт)

Дата файла

МВ-ЗМ УХЛ4

4640016937028

v17. 01.19

 

Учебный курс Фрэнка

Варисторы (MOV)

Варистор или металл Оксидный варистор (MOV) — это специальный резистор, который используется для защиты цепи от высокого переходного (кратковременного) напряжения. Эти всплески и шипы атакуют оборудование у линии электропередач и уничтожат электроснабжение оборудования. Варистор может закоротить эти выбросы. и шипы и держите их подальше от следующего приложения.
Варистор также известен как резистор, зависящий от напряжения, или VDR.


Различные варисторы.
Напряжение короткого замыкания напечатано на корпусе.

Схема варистора.
Всплески и выбросы
Скачок напряжения или всплеск – это повышение напряжения значительно выше нормы напряжение 230 вольт. Точное определение:

    Когда увеличение длится 3 нс или более, это называется всплеском.
    Когда он длится всего 1-2 нс, это называется всплеском.

Однако, если всплеск или всплеск достаточно высок, это повредит устройство или машина. И действительно, скачки напряжения в сети могут легко достигать 6000 вольт.
Четный если повышенное напряжение не сразу сломает вашу машину, это может создавать дополнительную нагрузку на компоненты и изнашивать их с течением времени.

Всплески переменного напряжения.
Всплеск напряжения переменного тока.

Причиной скачков напряжения и всплесков на линии электропередач является работа мощных электроприборов, таких как кондиционеры, холодильники и лифты. Это мощное оборудование требует много энергии для включения и выключения двигателей и компрессоров. Этот переключение создает внезапные, кратковременные требования к мощности, которые нарушают стабильное напряжение в электрической системе.
Эти всплески и шипы могут повредить электронные компоненты сразу или постепенно и являются распространенной проблемой в электрических системах большинства зданий.
Помимо линий электропередач, затронуты также телефонные линии и антенные кабели. импульсами высокого напряжения, вызванными ударами молнии.
Рекомендуется использовать устройства защиты от перенапряжений для всех сложных электронных устройств, таких как компьютеры, компоненты развлекательных центров и биомедицинское оборудование. Сетевой фильтр обычно продлевает срок службы этих устройств.
Функция
В нормальных условиях сопротивление варистора очень велико.Когда подключенное напряжение становится выше, чем спецификация варистора сопротивление сразу становится экстремально низким. Это обстоятельство используется для защиты электронных приложений от перенапряжения. варисторы это просто добавляется к входу источника питания. При скачках высокого напряжения и появляются пики, варистор закорачивает их и защищает следующие заявление.


Характеристика MOV.
Низкое напряжение, а также низкий ток (высокое сопротивление).
Когда напряжение достигает напряжения варистора ток становится большим очень быстро (резистор очень низкий. Разъемы короткие.
Технические характеристики
Варисторы – это вид резисторов, но их характеристики не являются сопротивлением ῼ и мощность Вт. Для варисторов наиболее важными характеристиками являются зажимное напряжение.

Напряжение фиксации
Это это напряжение, при котором происходит короткое замыкание варистора. Нижний зажим напряжение указывает на лучшую защиту.Но, с другой стороны, напряжение не должно быть настолько низким, чтобы меньшие изменения мощности разрушили варистор. Для сети 230 В хорошим выбором будет варистор с напряжением фиксации 275 В.

Энергия поглощение/рассеивание
Это номинал дается в джоулях и показывает, сколько энергии может выдержать варистор. поглощать. Большее число указывает на большую защиту. Варисторы с От 200 до 400 Дж обеспечивают хорошую защиту, обеспечивается лучшая защита с устройствами мощностью 600 Дж и более.
Для увеличения поглощения энергии можно поставить два или три варистора. параллельно.

Время отклика
Варисторы переключаться быстро, но не сразу. Всегда есть небольшая задержка, т.к. они реагируют на скачок напряжения. Чем больше время отклика, тем дольше подключенное приложение подвергается всплескам. Ответ время 1 нс или быстрее в порядке.

Применение


Варистор на входе блока питания.

Варистор просто подключается между линией и нейтраль но после предохранителя.Если варисторы получают короткое замыкание, предохранитель перегорит и отключит питание от следующего приложения.

Простое решение для эффективной защиты.
Оригинальный сильноточный предохранитель следует заменить на соответствующий с оборудованием.


Лучшее защитное устройство содержит три варистора: по одному на каждом из три пары проводников (линия, нейтраль и земля).
Проблемы
Варисторы могут быть разрушен слишком большим количеством всплесков. Они немного изнашиваются с каждым всплеском выше порога и когда-нибудь они полностью уничтожаются.
Перенапряжение также является распространенной проблемой. Варисторы сгорели, но дайте перегореть предохранителю и таким образом сохраните подключенное оборудование.


Неисправный варистор. Слишком много выбросов в течение длительного времени разрушают варисторы.

Нормальная неисправность MOV — перегрев. Это может привести к пожару.
Альтернативы
Газоразрядная трубка или газовая трубка – это своего рода разрядник, который содержит воздуха или газовой смеси.
Когда скачки напряжения достигают определенного уровня, газ ионизирует газа, что делает его очень эффективным проводником. Он пропускает ток к заземления до тех пор, пока напряжение не достигнет нормального уровня.
Сравнить с газовые трубки варисторов имеют более высокие напряжения пробоя. Они могут справиться значительно более высокие токи короткого замыкания и выдерживают многократные высоковольтные удары без самоуничтожения.С другой стороны, время отклика равно дольше.
Газовые разрядники обычно используются в телекоммуникационном оборудовании для защитить от ударов молнии.

Источники и дополнительная информация
http://en.wikipedia. org/wiki/Варистор
http://en.wikipedia.org/wiki/Surge_Protector
http://www.nteinc.com/Web_pgs/MOV.html

Варисторы: определение, применение, типы, работа, схема

Будучи формой резистора, варисторы представляют собой полупроводниковые компоненты с двумя выводами, которые защищают электрические и электронные устройства от переходных процессов перенапряжения.Фактически, это слово происходит от термина «переменный» и «резистор», поэтому он также известен как резистор, зависящий от напряжения, VDR. Варисторы имеют нелинейное переменное сопротивление, зависящее от приложенного напряжения. Их основная функция заключается в защите переходного напряжения в цепи.

Сегодня вы познакомитесь с определением, применением, функциями, схемой, символом, техническими характеристиками, характеристиками, типами и работой варисторов.

Подробнее: Понимание резисторов

Что такое варистор?

Варисторы считаются разновидностью резисторов, сопротивление которых значительно изменяется в результате приложенного напряжения. Они представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, VDR, а их сопротивление является переменным и зависит от приложенного напряжения, поэтому их название «переменный резистор». При повышении напряжения их сопротивление уменьшается, а при чрезмерном увеличении напряжения их сопротивление резко падает. Следовательно, варисторы являются защитными электрическими устройствами, поскольку они подходят для защиты цепей во время скачков напряжения.

Итак, варистор можно определить как нелинейный двухэлементный полупроводник, сопротивление которого падает при увеличении напряжения.Они часто используются в качестве ограничителей перенапряжения для чувствительных цепей. Перенапряжения часто вызываются ударами молнии и электростатическими разрядами.

Подробнее: Общие сведения о резисторах для поверхностного монтажа (резисторы для поверхностного монтажа)

Применение варисторов

Как уже говорилось ранее, варисторы используются в качестве устройств защиты от перенапряжения из-за их нелинейных характеристик. Они также используются в удлинителях с защитой от перенапряжения для защиты от переходных процессов высокого напряжения, таких как удары молнии, электростатический разряд (ESD) или индуктивный разряд от двигателя или трансформаторов.Некоторые типы РДР предназначены для защиты линий связи с малой емкостью. Ниже приведены некоторые распространенные области применения варистора:

  • Подавление переходных процессов в оборудовании радиосвязи.
  • Устройства защиты от перенапряжений для систем кабельного телевидения.
  • Удлинители для защиты от перенапряжения.
  • Защита телефонных и других линий связи.
  • Защита микропроцессора.
  • Защита электронного оборудования.
  • Промышленная защита от переменного тока высокой мощности.
  • Защита электроники автомобиля.
  • Защита от низкого напряжения на уровне платы.

Кроме того, при применении варисторов они могут обеспечить защиту электронных схем, которые могут подвергаться воздействию импульсов и скачков напряжения. Кроме того, они могут отводить энергию на землю и таким образом защищать оборудование. VDR используется во многих элементах, таких как розетки с защитой от перенапряжения и связанные с ними элементы. Наконец, в некоторых случаях они используются в качестве микроволновых смесителей для модуляции, обнаружения, а также преобразования частоты.

Подробнее: Металлопленочный резистор

Символ варистора

Символ варисторной цепи очень похож на термистор. Он состоит из основного символа резистора в виде прямоугольника с диагональной линией, проходящей через него, которая имеет небольшой дополнительный участок, параллельный телу символа резистора, что указывает на нелинейный характер варистора. Хотя могут использоваться и некоторые другие символы, показанный ниже является общепринятым. Он изображается как переменный резистор, зависящий от напряжения U.

См. условное обозначение варистора ниже:

Характеристики

Ниже приведены основные характеристики варистора:

  • Нелинейное переменное сопротивление
  • Высокое сопротивление при номинальной нагрузке
  • Низкий импеданс при превышении порога напряжения или напряжения пробоя.
  • Защита цепи от чрезмерных переходных напряжений.
  • Варисторы проводят и ограничивают переходное напряжение до безопасного уровня, когда возникают переходные процессы высокого напряжения.
  • Входящая импульсная энергия частично проводится и поглощается.
  • Спеченная матрица зерна оксида цинка ZnO в конструкции металлооксидного варистора обеспечивает полупроводниковую характеристику PN-перехода.
  • Небольшой ток при подаче низкого напряжения
  • Варисторы обеспечивают защиту от короткого замыкания.
  • Они не могут справиться с длительными всплесками.
  • Если переходная энергия измеряется в джоулях Дж, абсолютные максимальные значения превышены, поэтому устройство может расплавиться, сгореть или взорваться.
  • Некоторые параметры выбора включают фиксацию, напряжение, пиковый ток, максимальную энергию импульса, номинальное переменное/постоянное напряжение и ток в режиме ожидания.
  • При использовании в линиях связи следует учитывать паразитную емкость.
  • Высокая емкость действует как фильтр для высокочастотных сигналов или вызывает перекрестные помехи. Это ограничивает доступную полосу пропускания линии связи.
  • Варисторы изнашиваются при воздействии повторяющихся скачков напряжения, и их фиксирующее напряжение уменьшается после каждого скачка напряжения.

Подробнее: Резистор из углеродного состава

Технические характеристики

При выборе варистора для приложений необходимо учитывать несколько моментов. ниже приведены некоторые характеристики варисторов и их функции:

Напряжение фиксации – напряжение, при котором варистор начинает проявлять значительную проводимость.

Номинальное напряжение – указывается как переменное или постоянное напряжение и представляет собой максимальное напряжение, при котором может использоваться устройство.Обычно важно иметь хороший запас между номинальным напряжением и рабочим напряжением.

Пиковый ток — это максимальный ток, который может выдержать варистор. Это может быть выражено как ток для данного времени.

Максимальная энергия импульса – максимальная энергия импульса. Выражается в джоулях, что устройство может рассеивать.

Время отклика – это время, в течение которого варистор начинает проводить ток после подачи импульса.Хотя во многих случаях это не проблема.

Ёмкость – варистор на основе оксида металла имеет относительно большую ёмкость в устройстве. Это не проблема для низкочастотных приложений, но могут возникнуть проблемы при использовании с линиями, передающими данные и т. д.

Ток в режиме ожидания – это уровень тока, потребляемого варистором, когда он работает ниже напряжения фиксации. хотя ток будет указан при заданном рабочем напряжении на устройстве.

Подробнее: Понимание углеродно-пленочного резистора

Типы варисторов

Различные типы варисторов можно определить по материалу, из которого изготовлен их корпус. Двумя наиболее распространенными типами варисторов являются варистор из карбида кремния и варистор из оксида металла (MOV)

.

Варистор из карбида кремния:

Как следует из названия, карбид кремния, корпус варистора изготовлен из карбида кремния (SIC). Это один из наиболее часто используемых в период до того, как MOV вышел на рынок.Однако они интенсивно используются в приложениях большой мощности и высокого напряжения. Одним из недостатков этих типов варисторов является значительный ток в режиме ожидания, который они потребляют, поэтому для ограничения потребляемой мощности в режиме ожидания требуется последовательный разрядник.

Металлооксидные варисторы (MOV):

Металлооксидные варисторы имеют преимущества перед варисторами из карбида кремния, поскольку они обеспечивают очень хорошую защиту от переходных процессов напряжения. Они довольно популярны, и их корпус сделан из оксида металла, часто из зерен оксида цинка.Материал прессуется в виде керамической массы, содержащей 90 % зерен оксида цинка и 10 % оксидов других металлов, таких как кобальт, висмут и марганец.

Затем он помещается между двумя металлическими пластинами. 10% оксидов металлов кобальта, висмута и марганца действуют как связующее вещество для зерен оксида цинка, так что он остается неповрежденным между двумя металлическими пластинами. Соединительные клеммы или провода подключаются к двум металлическим пластинам.

Подробнее: Понимание ультраконденсаторов

Принцип работы

Работа варистора проще и понятнее.Как упоминалось ранее, они используются для защиты от перенапряжения во многих областях, где они размещаются поперек защищаемых линий или на землю от линии. Обычно устройство потребляет небольшой ток, но когда возникает всплеск, его напряжение поднимается выше колена или напряжения фиксации, и они потребляют ток, рассеивая таким образом всплеск и защищая оборудование. Фактический выброс частично поглощается варистором, а частично отводится.

Варисторы из оксида металла и карбида кремния воздействуют на границы зерен между зернами материала и действуют как PN-переходы. Компоненты действуют как большая масса маленьких диодов, соединенных последовательно и параллельно. Когда приложено низкое напряжение, протекает очень небольшой ток, потому что переходы смещены в обратном направлении, и единственным током является ток утечки. Когда в устройстве возникает скачок напряжения, превышающий напряжение фиксации, происходит лавинный пробой диодов, и через устройство может протекать большой ток.

Кроме того, варисторы подходят для кратковременных импульсов и не могут использоваться для обработки длительных перенапряжений.Размер устройства определяет количество энергии, которое они могут рассеивать. Превышение номинального периода или напряжения может привести к перегоранию или даже взрыву устройств. Вот почему они должны работать в пределах своих рейтингов.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе варисторов:

Подробнее: Конденсатор

Заключение

Варисторы считаются разновидностью резисторов, сопротивление которых значительно изменяется в результате приложенного напряжения. Они представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, VDR, а их сопротивление является переменным и зависит от приложенного напряжения, поэтому их название «переменный резистор». Являясь формой резистора, они представляют собой полупроводниковые компоненты с двумя выводами, которые защищают электрические и электронные устройства от переходных процессов перенапряжения. Это все для этой статьи, где обсуждаются определение, применение, функции, схема, символ, спецификации, характеристики, типы и работа варисторов.

Надеюсь, вы многому научились, если да, поделитесь с другими учениками.Спасибо за чтение, увидимся!

Как выбрать варисторный варистор – пояснение с практическим дизайном

Металлооксидные варисторы или металлооксидные варисторы представляют собой устройства, предназначенные для управления скачками напряжения при включении сетевого выключателя в электрических и электронных цепях. Выбор MOV для конкретной электронной схемы может потребовать некоторого рассмотрения и расчета, давайте изучим процедуры здесь.

Что такое MOV

Металлооксидные варисторы или просто варисторы представляют собой нелинейные ограничители перенапряжения, которые используются для подавления внезапных, высокоаномальных переходных процессов или скачков напряжения, особенно при включении питания или при грозе.

Они в основном используются в чувствительных электронных схемах для защиты от таких катастрофических происшествий.

 

MOV в основном являются неполярными устройствами, зависящими от напряжения, что означает, что эти устройства будут реагировать на изменения условий напряжения.

Поэтому MOV должны срабатывать при каждом превышении номинальной величины напряжения на их соединениях.

Это номинальное напряжение, при котором MOV может быть рассчитано на воспламенение и короткое замыкание переходного процесса на землю, называется его спецификацией напряжения фиксации.

Например, если предположим, что номинальное напряжение фиксации MOV составляет 350 В, то он будет включаться всякий раз, когда напряжение на нем превышает этот предел.

Когда MOV включается или срабатывает из-за скачка высокого напряжения, он закорачивает скачок напряжения на своих клеммах, предотвращая его попадание в уязвимое электронное устройство, прикрепленное с другой стороны.

Это действие защищает электронную схему от таких случайных скачков напряжения и переходных пиков.

А так как описанная выше реакция является внезапной, MOV характеризуются как нелинейные устройства, что означает, что они будут изменять свои характеристики не постепенно, а внезапно при превышении заданных параметров.

Наилучшей характеристикой MOV является его способность поглощать большие токи, сопровождающиеся скачками напряжения. В зависимости от спецификации MOV поглощающая способность MOV по току может составлять от 1 до 2500 ампер. функция обработки MOV может быть ограничена всего несколькими микросекундами, что означает, что активация MOV в таких тяжелых ситуациях не может длиться более нескольких микросекунд, в противном случае это может привести к сгоранию устройства и его необратимому повреждению.

Поэтому рекомендуется использовать плавкий предохранитель последовательно с сетью в сочетании с подсоединенным варистором для обеспечения безопасности как электронной схемы, так и самого варистора в возможных экстремальных катастрофических условиях.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Обычно вольт-амперная характеристика варистора ZnO (MOV) может быть понята с помощью следующего пояснения:

Соотношение между напряжением и током варистора можно грубо оценить по следующей формуле

В = C x I β
где:
В = напряжение
C = напряжение варистора при 1 А
I = фактический рабочий ток
β = тангенс угловой кривой отклонения от горизонтали

Практический пример

Когда:
C = 230 В при 1 А
β = 0.035 (ZnO)
I = 10-3 А или 102 А
В = C x Iβ
, так что для тока 10 -3 А: V = 230 x (10 -3 ) 0,035  = 180 В и
для тока 10 2 А: V = 230 x (10 2 ) 0,035 = 270 В

Источник: https://www. vishay.com/docs/29079/varintro.pdf 9003

Как выбрать MOV

Выбрать MOV для нужного приложения на самом деле очень просто.

Сначала определите максимальное пиковое безопасное рабочее напряжение электронной схемы, которая нуждается в защите, а затем примените MOV, указанный для проводимости, близкой к этому пределу напряжения.

Например, предположим, что это устройство SMPS с максимальной мощностью 285 В (среднеквадратичное значение) от входной сети, что означает, что устройство сможет выдержать пиковый скачок напряжения в сети не более 285/0,707 = 403 В

Цифра 403 В дает Мы используем максимальную пиковую пропускную способность сети схемы SMPS, которой следует избегать при любых обстоятельствах, и поэтому MOV с номинальным напряжением фиксации около 400 В можно безопасно применять к этому SMPS.

Текущий номинал MOV может быть в два раза больше, чем номинал SMPS, а это означает, что если номинальная мощность SMPS составляет 24 Вт на вторичной обмотке, то первичная обмотка может быть рассчитана как 24/285 = 0. 084 ампер, поэтому ток MOV может быть выше 0,084 x 2 = 0,168 ампер или 200 мА.

Однако получить MOV на 200 мА может быть сложно, поэтому для достижения этой цели можно использовать стандартное устройство на 1 ампер с максимальной эффективностью.

В следующей статье мы подробнее обсудим, как выбирать MOV, и подробно изучим то же самое с помощью диаграмм и таблиц.

Варисторы для защиты цепи | RG Аллен Варисторы

RG ALLEN

Варисторы

Варисторы все чаще используются в качестве основного решения для защиты от импульсных перенапряжений.Металлооксидные варисторы RG Allen используются для защиты мелкой техники, источников питания и компонентов.

В отличие от предохранителя или автоматического выключателя, которые обеспечивают защиту от перегрузки по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения посредством ограничения напряжения аналогично стабилитрону. Металлооксидный варистор или MOV для краткости представляет собой резистор, зависящий от напряжения, в котором материал сопротивления представляет собой оксид металла, в основном оксид цинка (ZnO), впрессованный в керамический материал. 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 в поглощении кратковременных переходных процессов напряжения и имеют более высокие возможности обработки энергии.

Качество наших варисторов является неотъемлемой частью корпоративной стратегии. Для нас качество означает предоставление продуктов и услуг, которые приносят максимальную пользу нашим клиентам по всему миру, а также понимание потребностей и ожидания. Качество также означает обеспечение конкурентоспособности.

Характеристики

  • Быстрый отклик
  • Отличное соотношение напряжения
  • Высокая стабилизация напряжения цепи
  • Непревзойденное поглощение характеристик переходного напряжения
  • Двусторонняя и симметричная кривая характеристик V-1

Применение

  • Защита от перенапряжения в бытовой электронике
  • промышленная электроника
  • телефонные и телекоммуникационные системы
  • автомобильное оборудование
  • системы измерения и управления
  • электронные бытовые приборы
  • газовые и нефтяные приборы
  • Поглощение коммутационных перенапряжений от различных типов реле и электромагнитные клапаны.
  • Электростатический разряд и подавление пикового шума.
  • Защита различных видов транзисторов, диодов, ИС, тиристоры, симисторные полупроводники и др.
  • Автомобильная система управления, такая как транзисторное зажигание система и электронная система впрыска топлива и т. д.

(PDF) Об использовании варисторов оксида металлов в виде сплавкой в ​​твердодородных выключателях

0 2 4 6 8 10

0

5

10

15

20

25

30

35

35

40

45

45

50

50

Количество параллельных к11 в качестве перемещения

Напряжение [V], часть энергии [%]

Пиковое напряжение IGBT

Абсорбированная энергия в движении

Рис.7. Если в качестве МОВов используется один К11, а в качестве МОВ используется несколько параллельных К11, то

поглощенная энергия в МОВов уменьшается как 1/х, где х – число

параллельных К11.

C. Параллельные MOV того же типа

Желательно, чтобы пик переходного перенапряжения был как можно более низким,

для снижения нагрузки как на IGBT, так и на

саму систему. Используя K11 вместо K14 в качестве MOVov,

, можно дополнительно снизить перенапряжение. Инжир.7 показан набор

экспериментов, где MOVov представляет собой K11, а MOVEis

изменяется от одной до десяти параллельных K11. В первом случае это

приводит к одному K11 как MOVov и другому K11 как MOVE.

В идеале это должно привести к равномерно распределенному току после

первого переходного процесса и

поглощенной энергии в MOVов немного выше 50%. Из-за различий между компонентами, которые

находятся в пределах допусков, заявленных производителями, поглощенная энергия

составляет около 40% вместо ожидаемых 50%.После этого

поглощенная энергия падает как 1/x, где xi – число

параллелей K11 в MOVE. Это естественно, поскольку все подключенные MOV

имеют одинаковые U-I-характеристики, и каждый компонент

будет проводить один и тот же ток, даже если U-I-характеристики

каждого компонента нелинейны. Пиковое напряжение IGBT также является здесь постоянным, но ниже по сравнению с предыдущим случаем на рис.

6, так как напряжение теперь определяется K11.

IV. ВЫВОДЫ

Небольшая испытательная установка выявила проблему с превышением напряжения в полупроводниковых прерывателях, которая традиционно решается с помощью

цепей снаббера. Низкий уровень тока в установке, по сравнению с

в энергосистеме низкого или среднего напряжения, компенсируется

увеличенной паразитной индуктивностью 3 мкГн. Конечно, с помощью

можно попытаться минимизировать паразитные индуктивности, но это не всегда возможно. В энергетическом приложении, где токи в диапазоне

десятков килоампер переключаются за микросекунды, даже паразитная индуктивность всего

на уровне десяти наногенри вызовет нежелательное

перенапряжение в 100 В.

Эксперименты также показывают, что подключение меньшего MOV

рядом с полупроводниковым выключателем позволяет отделить

поглощение энергии от защиты от перенапряжения. Однако,

если соотношение напряжений между варисторами недостаточно велико,

варисторы будут поглощать значительную часть индуктивной

энергии системы, и желаемый эффект будет потерян.

Чтобы концепция имела смысл, MOVov должен иметь

гораздо более низкую номинальную мощность, чем MOVE, чтобы обеспечить очень низкую

паразитную индуктивность во внутреннем контуре.К этому случаю приближаются эксперименты с одним

MOVasMOV

ov и несколькими параллельными MOV в качестве MOVE

. Когда номинальное напряжение MOVov

выше, чем MOVE, поглощенная энергия в MOVov

быстро падает по мере увеличения коэффициента энергоемкости, т.е. количества параллельных

компонентов. Это связано с тем, что U-I-характеристики

MOVE изменяются, что приводит к более высокому коэффициенту эффективного напряжения

между MOVov и MOVE.

Ограниченная энергия, поглощаемая MOVov, связана с

недостатком более высокого напряжения IGBT во время выключения

IGBT из-за более высокого уровня напряжения MOVov. Оптимальный MOV

, скорее всего, является MOV с U-I -характеристиками

, близкими к MOVE, но более крутыми. Таким образом, первый пиковый ток

будет принят MOVov, который ограничит напряжение до желаемого значения

. Когда ток уменьшается, более крутая U-

I-характеристика подталкивает остаточный ток к MOVE

и, следовательно, минимизирует энергию, поглощаемую MOVов.Недостаток этой комбинации

состоит в том, что

крутая U-I-кривая является чем-то, что всегда желательно в MOV, поэтому поиск MOVov

, который круче, чем MOVE, вероятно, означает использование MOVE

с худшими U-I-характеристиками.

ССЫЛКИ

[1] J. H¨

afner and B. Jacobson, «Упреждающие гибридные выключатели HVDC — ключевая инновация

для надежных сетей HVDC», в книге Электроэнергетическая система будущего

— Интеграция суперсетей и микросети Междунар.symp., Bologna, Sep.

2011.

[2] T. Podlesak, J. McMurray, and J. Carter, «Твердотельный переключатель с последовательным использованием

GTO», в Proc. 24-я межобщественная конференция по преобразованию энергии –

ing Conf., август 1989 г., стр. 651–655, том 1.

[3] М. Рахимо и С. Клака, «Высоковольтные полупроводниковые технологии»,

на 13-й Европейской конференции по силовой электронике и приложениям, сентябрь

2009 г., стр. 1–10.

[4] Р. Фолкнер и Р. Карнес, «Электромеханический баллистический выключатель постоянного тока для использования на кораблях

», в 2011 IEEE Electric Ship Technologies Symp.(ESTS),

2011, стр. 339–344.

[5] А. М. С. Атмаджи и Дж. Г. Дж. Слоот, «Гибридная коммутация: обзор современной литературы по

», 1998 Int. конф. по управлению энергопотреблением и энергетике

Доставка, 1998 г. Труды EMPD ’98, том. 2, 1998, стр. 683–688

т. 2.

[6] Дж. Магнуссон, Р. Саерс, Л. Лильестранд и Г. Энгдал, «Разделение

поглощения энергии и защиты от перенапряжения в полупроводниковых прерывателях

с помощью параллельных варисторов», Принято к публикации в IEEE Trans.

Power Electron., 2013. [Онлайн]. Доступно: www.ieeexplore.org

[7] Epcos, «Варисторы на основе оксидов металлов SIOV», 2011 г. [Онлайн]. Доступно:

http://www.epcos.com/inf/70/db/var 11/SIOV Leaded StandarD.pdf

4

Удивительный мир электроники

Варистор представляет собой пассивный полупроводниковый прибор с двумя клеммами, который используется для защиты электрических и электронных цепей.

В отличие от предохранителя или автоматического выключателя, которые обеспечивают защиту от перегрузки по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения посредством ограничения напряжения аналогично стабилитрону.

Слово «Варистор» представляет собой комбинацию слов VARI-able resi-STOR, которые использовались для описания их режима работы еще в первые дни их разработки, что немного вводит в заблуждение, поскольку варистор нельзя изменять вручную, как потенциометр или реостат.

Варистор

Но в отличие от переменного резистора, значение сопротивления которого можно вручную изменять между минимальным и максимальным значениями, варистор изменяет свое значение сопротивления автоматически при изменении напряжения на нем, что делает его нелинейным резистором, зависящим от напряжения, или сокращенно 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 по размеру и конструкции похож на конденсатор, и его часто путают с конденсатором. Однако конденсатор не может подавить скачки напряжения так, как это может сделать варистор. Когда к цепи прикладывается скачок высокого напряжения, результат обычно катастрофичен для цепи, поэтому варистор играет важную роль в защите чувствительных электронных схем от скачков переключения и переходных процессов перенапряжения.

Переходные выбросы происходят из различных электрических цепей и источников, независимо от того, работают ли 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 увеличиваться, увеличивая напряжение до нескольких тысяч вольт, и именно эти скачки напряжения должны предотвращаться от появления в 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, приложениями для переключения двигателей постоянного тока и выбросами от включения цепей люминесцентного освещения или другими скачками напряжения питания. .

Переходные процессы формы сигнала переменного тока

Варисторы подключаются в цепях к сети электропитания либо фаза-нейтраль, между фазами для работы на переменном токе или плюс-минус для работы на постоянном токе, и имеют номинальное напряжение, подходящее для их применения. Варистор можно также использовать 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 часть его названия) и работает аналогично стабилитрону, пропуская без изменений более низкие пороговые напряжения.

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

Из закона Ома мы знаем, 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 кривые ВАХ варистора не являются прямой линией, так как небольшое изменение напряжения вызывает значительное изменение тока.Типичная нормированная кривая зависимости напряжения от тока для стандартного варистора приведена ниже.

Кривая характеристик варистора

Это номинальное напряжение или напряжение фиксации представляет собой напряжение на варисторе, измеренное при заданном постоянном токе 1 мА. То есть уровень постоянного напряжения, приложенный к его клеммам, который позволяет току 1 мА протекать через резистивный корпус варистора, который сам зависит от материалов, используемых в его конструкции. При 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 ограничивается уровнем чуть выше напряжения варистора.

Другими словами, варистор самостоятельно регулирует переходное напряжение на нем, позволяя большему току протекать через него, и из-за его крутой нелинейной кривой ВАХ он может пропускать широко меняющиеся токи в узком диапазоне напряжения, отсекая любые скачки напряжения. .

Значения емкости варистора

Поскольку основная проводящая область варистора между двумя его выводами ведет себя как диэлектрик, ниже напряжения фиксации 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 приложенное напряжение не превышает уровень фиксирующего напряжения и резко падает вблизи максимального номинального постоянного напряжения постоянного тока.

Однако в цепях переменного тока эта емкость может влиять на сопротивление корпуса прибора 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.

Эта зависимость примерно линейна с частотой, и результирующее параллельное сопротивление, его реактивное сопротивление переменному току, Xc можно рассчитать, используя обычное соотношение 1/(2πƒC), как для обычного конденсатора. Затем по мере увеличения частоты увеличивается и ток утечки.

Но наряду с варисторами на основе кремниевых полупроводников, варисторы на основе оксида металла были разработаны для преодоления некоторых ограничений, связанных с их кузенами из карбида кремния.

Металлооксидный варистор

Металлооксидный варистор или MOV для краткости представляет собой резистор, зависящий от напряжения, в котором материал сопротивления представляет собой оксид металла, в основном оксид цинка (ZnO), впрессованный в керамический материал.Металлооксидные варисторы примерно на 90 % состоят из оксида цинка в качестве основного керамического материала, а также других наполнителей для образования соединений 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 в поглощении кратковременных переходных процессов напряжения и имеют более высокие возможности обработки энергии.

Как и обычный варистор, варистор на основе оксида металла начинает проводить ток при определенном напряжении и прекращает его, 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 оксидно-цинковый материал MOV в нормальных рабочих условиях очень мал, а скорость его работы в переходных процессах ограничения намного выше.

MOV

обычно имеют радиальные выводы и твердое внешнее синее или черное эпоксидное покрытие, которое очень напоминает дисковые керамические конденсаторы и может физически монтироваться на печатных платах и ​​печатных платах аналогичным образом.Конструкция типичного варистора на основе оксида металла имеет вид:

.

Конструкция металлооксидного варистора

Чтобы выбрать правильный MOV для конкретного применения, желательно иметь некоторые сведения об импедансе источника и возможной импульсной мощности переходных процессов. Для входных линейных или фазовых переходных процессов выбор правильного MOV немного сложнее, поскольку, как правило, характеристики источника питания неизвестны. В общем, выбор MOV для электрической защиты цепей от переходных процессов и всплесков питания часто является не более чем обоснованным предположением.

Однако варисторы на основе оксидов металлов доступны в широком диапазоне напряжений варисторов, от примерно 10 вольт до более чем 1000 вольт переменного или постоянного тока, поэтому при выборе может помочь знание напряжения питания. Например, при выборе MOV или кремниевого варистора по напряжению его максимальное номинальное постоянное среднеквадратичное значение напряжения должно быть чуть выше самого высокого ожидаемого напряжения питания, скажем, 130 вольт для источника 120 вольт и 260 вольт для 230 вольт. поставка.

Максимальное значение импульсного тока, которое может принять варистор, зависит от ширины импульса переходного процесса и количества повторений импульса. Можно сделать предположения о ширине переходного импульса, которая обычно составляет от 20 до 50 микросекунд (мкс). Если номинальный пиковый импульсный ток недостаточен, варистор может перегреться и выйти из строя. Таким образом, чтобы варистор работал без каких-либо отказов или ухудшения характеристик, он должен иметь возможность быстро рассеивать поглощенную энергию переходного импульса и безопасно возвращаться в исходное состояние.

Применение варисторов

Варистор

имеет много преимуществ и может использоваться во многих различных приложениях для подавления сетевых переходных процессов от бытовых приборов и освещения до промышленного оборудования на линиях электропередач переменного или постоянного тока.Варисторы могут подключаться непосредственно к источникам питания и полупроводниковым переключателям для защиты транзисторов, полевых МОП-транзисторов и тиристорных мостов.

Применение варисторов

Обзор варисторов

В этом руководстве мы увидели, что основная функция резистора , зависящего от напряжения , или VDR, заключается в защите электронных устройств и электрических цепей от скачков и скачков напряжения, например, вызванных переходными процессами индуктивного переключения.

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

Варистор представляет собой тип резистора с нелинейной, неомической вольтамперной характеристикой и представляет собой надежное и экономичное средство защиты от переходных процессов и скачков напряжения.

Они достигают этого, действуя как блокирующее устройство с высоким сопротивлением при более низких напряжениях и как проводящее устройство с низким сопротивлением при более высоких напряжениях. Эффективность варистора для защиты электрической или электронной цепи зависит от правильного выбора варистора с точки зрения рассеивания напряжения, тока и энергии.

Металлооксидные варисторы

или MOV обычно изготавливаются из небольшого металлического оксидно-цинкового материала в форме диска. Они доступны во многих значениях для определенных диапазонов напряжения.Номинальное напряжение MOV, называемое «напряжением варистора», представляет собой напряжение на варисторе, когда через устройство проходит ток 1 мА. Этот уровень напряжения варистора, по существу, является точкой на кривой ВАХ, когда устройство начинает проводить. Металлооксидные варисторы также могут быть соединены последовательно для увеличения номинального напряжения фиксации.

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

Родственные

Полное руководство по работе и применению

Представьте себе: вы без проблем работаете над своим электрическим проектом. Затем у вас начинаются проблемы с скачками напряжения. Во-первых, вы будете паниковать. И это потому, что эта ситуация плохо влияет на схему. Но есть и хорошая новость: варистор — идеальный электрический компонент для этой работы. Вы не знакомы с термином? Варистор относится к электронной части, электрическое сопротивление которой отличается от приложенного напряжения.Кроме того, есть то, что мы называем символами варистора. Термин относится к представлению схемы варистора. Таким образом, он представляет собой диагональную линию с небольшим добавленным сечением, проходящим через прямоугольник. Подробнее об этом мы поговорим позже в статье. Короче говоря, мы познакомим вас со всем, что вам нужно, как новичку.

Начнем.

Что такое варистор?

Варистор

Источник: Wikimedia Commons

Варистор — это термин в мире электротехники, который объединяет два слова: переменный и резистор.Вы также можете назвать полупроводниковый прибор с двумя выводами VDR (резистор, зависящий от напряжения).

Название VDR связано с тем, что устройство помогает защитить электронные устройства от переходных процессов перенапряжения. Другими словами, его сопротивление имеет тенденцию самопроизвольно изменяться в зависимости от изменения напряжения на устройстве.

Итак, когда напряжение варистора увеличивается, сопротивление уменьшается. И резкое падение сопротивления при избыточном увеличении напряжения.

Поскольку варистор помогает защитить цепи от любых скачков или колебаний напряжения, очень важно разместить его в шунте с защищаемым устройством.Варистор подобен диоду из-за своей нелинейной, неомической вольтамперной характеристики. Но он отличается от диода тем, что имеет идентичные характеристики для направлений (правая и левая стороны) протекающего напряжения.

Первоначально инженеры традиционно конструировали варисторы, комбинируя два выпрямителя, например выпрямители из оксида германия или оксида меди. И сделали комбинацию в антипараллельной конфигурации. Но в наши дни инженеры используют комбинированные керамические металлооксидные материалы.

Эти материалы подходят для отображения направленного поведения в микроскопическом масштабе. Отсюда можно назвать устройство МОВ (металлооксидный варистор). Кроме того, примерами варисторов являются реостат и потенциометр.

Символы варистора

Значок варистора

Как мы упоминали ранее, символ варистора представляет собой схему с небольшим добавленным участком на одном конце диагональной линии, пересекающей прямоугольник, который является корпусом резистора.Плюс на картинке видно, что природа варистора нелинейная.

Несомненно, в различных случаях вы можете встретить и другие символы, обозначающие варистор. Но этот широко используется и поддерживается в соответствии с общими стандартами.

Каковы характеристики варистора?

Если у вас есть резистор, зависящий от напряжения, вы должны ожидать переменное нелинейное сопротивление. И это обычно зависит от напряжения, которое вы подаете. Тем не менее, при нормальных условиях нагрузки импеданс имеет тенденцию быть высоким.

Однако импеданс снижается до низкого значения, если превышено пороговое значение напряжения. Кроме того, когда вы подвергаете цепь воздействию переходного процесса высокого напряжения, варистор срабатывает, проводя и ограничивая переходное напряжение. И цель состоит в том, чтобы гарантировать, что переходное напряжение достигает безопасного уровня.

Кроме того, варистор эффективно защищает цепь, частично поглощая и проводя энергию входящего скачка напряжения.

Варистор на основе оксида металла является наиболее распространенным типом варистора.Если вы знакомы с диодным переходом, то заметите, что границы зерен варистора обладают полупроводниковыми свойствами P-N-перехода. А можно сконструировать устройство с объединенной матрицей зерен оксида цинка.

Металлооксидный варистор

Источник: Wikimedia Commons

Также можно сравнить разветвленную сеть диодов параллельно и последовательно с матрицей беспорядочно ориентированных зерен. Кроме того, когда вы подвергаете MOV повторяющимся скачкам напряжения, он имеет тенденцию к деградации.То есть фиксирующее напряжение MOV немного уменьшается после каждой волны. А уровень снижения зависит от соотношения между джоулевым рейтингом MOV и пульсом.

Кроме того, вы можете столкнуться с возможным режимом отказа, если фиксирующее напряжение продолжает снижаться. А это может привести к пожароопасности. Таким образом, лучший способ избежать этой ситуации — подключить MOV последовательно с тепловым предохранителем. Таким образом, устройство может отключиться в случае перегрева.

Но чтобы свести к минимуму деградацию в целом, крайне важно ограничить воздействие скачков напряжения, используя высокое фиксирующее напряжение, которое соответствует возможностям защищаемой цепи.

Как работают варисторы?

Принцип работы варистора прост. Но очень важно понимать концепцию скачков напряжения и то, как они возникают в системе. Во-первых, важно отметить, что большинство спайков переключаются.

Имея это в виду, вы можете сказать, что при отключении индуктивной цепи может произойти скачок высокого напряжения. А волна существует благодаря мгновенному высвобождению энергии, запасенной индуктивностью.Существует правило, которое гласит: «Когда вы отключаете перенапряжение, оно удваивает напряжение». Кроме того, когда вы включаете импульс, это приводит к двойному току.

Итак, варистор обеспечивает высокое напряжение, путь с низким сопротивлением, а низкое напряжение — путь с высоким сопротивлением. Тем не менее, вы также можете увидеть изменение сопротивления в зависимости от напряжения на кривой статического сопротивления варистора. Кривая также имеет нелинейный характер, не подчиняющийся закону Ома.

Другими словами, когда вы прикладываете небольшое напряжение к электроду, по нему течет мизерный ток.Напротив, когда вы используете большое напряжение, вы заметите пробой. А происходит это из-за обратного утечек через диодные переходы.

Пробой обычно происходит из-за туннелирования электронов и термоэлектронной эмиссии, которые инициируют значительный ток. В результате вы заметите нелинейную вольт-амперную характеристику.

Тем не менее, вы можете показать связь между напряжением и током:

I = к . В и

Где:

  • I – ток
  • В – напряжение
  • а – степень нелинейности

Типы варисторов  

Доступны следующие основные типы варисторов:

1.Варистор на основе оксида металла — ранее обсуждался этот тип как вариант нелинейного подавителя переходных процессов, который содержит оксид цинка в матрице из оксидов других металлов, таких как марганец, кобальт и висмут, между двумя металлическими пластинами.

2. Варистор из карбида кремния — вариант, который доминировал на рынке до появления MOV. В его состав входит карбид кремния. Кроме того, они были полезны в приложениях с высоким напряжением.

Но у него есть существенная загвоздка, которая потребляет значительный ток в режиме ожидания.Следовательно, вам нужно будет использовать последовательный разрыв, чтобы снизить энергопотребление в режиме ожидания.

Применение варисторов

Из всего, что вы здесь прочитали, легко сказать, что варисторы являются чувствительными устройствами к изменению напряжения. И у них есть некоторые загвоздки. Например, варисторы не обеспечивают защиту от провалов напряжения, скачков тока при запуске устройств или тока при коротком замыкании.

Но преимущества перевешивают недостатки. Например, они также являются быстродействующими устройствами защиты от перенапряжения.Кроме того, вы можете использовать биполярные устройства как для источников постоянного, так и переменного тока. Поэтому неудивительно, что производители используют их для подавления освещения промышленного оборудования и переходных процессов в сети от бытовых приборов.

Варисторы полезны в следующих приложениях:

  • Защита микропроцессора
  • Защита промышленного переменного тока высокой мощности
  • Защита электронного оборудования

Предохранитель электронной резервной защиты

Источник: Wikimedia Commons

  • Защита электроники автомобиля

Устройство защиты цепи для автомобилей

  • Защита на уровне низковольтной платы
  • Защита блока питания

Защита питания ИБП

  • Ограничитель скачков напряжения

Ограничитель скачков напряжения диод

Источник: Wikimedia Commons

  • Защита телефонных и других линий связи
  • Разветвители с защитой от перенапряжения

Сетевая защита источника питания

  • Устройство защиты от перенапряжений для системы кабельного телевидения
  • Аппаратура радиосвязи для подавления переходных процессов

Человек с радиосвязью

Проверка варистора

Вы можете быстро проверить варистор с помощью мультиметра. Процесс начинается, когда вы включаете мультиметр и убедитесь, что вы правильно его настроили. То есть прибор должен считывать сопротивление, умноженное на 1000 Ом. Затем вы можете прикоснуться метровым щупом к свободному проводу варистора, в то время как второй щуп остается подключенным.

Когда вы закончите этот шаг, обратите внимание на сопротивление на мультиметре. Если сопротивление относительно низкое, значит, варистор ужасен. Но если сопротивление почти бесконечно, это означает, что варистор в хорошем состоянии.

В этот момент можно удалить провод и установить новый варистор того же номинала, если предыдущий неисправен. Однако, если варистор исправен, снова припаяйте отсоединенный провод.

Также важно отметить, что варисторы относятся к разным категориям в зависимости от диапазона напряжения, в котором они могут работать без повреждений. Другие факторы, на которые следует обратить внимание при выборе варистора, включают:

  • Рабочее напряжение
  • Максимальный ток
  • Номинальная энергия (джоули)
  • Напряжение пробоя 

Заключительные слова

В большинстве случаев невозможно избежать событий, сопровождающихся огромной энергией, таких как удар молнии. Но вы можете уберечь себя от последствий события с помощью варисторов, поскольку они помогают нейтрализовать скачки сетевого напряжения. И это веская причина, почему варисторы используются во многих приборах, от бытовых до промышленных.

Если вы планируете приступить к этому проекту, очень важно знать символ варистора, который указывает на нелинейный характер полупроводникового устройства.

Что вы думаете о варисторах? Пробовали ли вы внедрять их в свои электронные проекты? Или нужно больше ясности по теме? Мы будем более чем рады помочь.Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.