Есть ли полярность у варистора
В данной статье мы подробно разберем что такое варистор. Опишем принцип его работы и конструкцию, области применения, характеристики, а так же типы.
Описание и принцип работы
В отличие от плавкого предохранителя или автоматического выключателя, который обеспечивает защиту от перегрузки по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения посредством фиксации напряжения аналогично стабилитрону.
Слово «варистор» представляет собой сочетание слов VARI-able resi-STOR, используемыми для описания их режима работы еще в первые дни развития, который является немного неверным, так как варистор не может вручную изменять как, например потенциометр или реостат.
Но в отличие от переменного резистора, значение сопротивления которого можно вручную изменять между его минимальным и максимальным значениями, варистор автоматически изменяет значение своего сопротивления при изменении напряжения на нем, что делает его нелинейным резистором, зависящим от напряжения, или сокращенно VDR.
В настоящее время резистивный корпус варистора изготовлен из полупроводникового материала, что делает его типом полупроводникового резистора с неомическими симметричными характеристиками напряжения и тока, подходящими как для переменного, так и для постоянного напряжения.
Во многих отношениях варистор по размеру и конструкции похож на конденсатор, и его часто путают с ним. Однако конденсатор не может подавить скачки напряжения так же, как варистор. Когда к цепи прикладывается скачок высокого напряжения, результат обычно катастрофичен для цепи, поэтому варистор играет важную роль в защите чувствительных электронных схем от пиков переключения и перенапряжений.
Переходные скачки происходят из множества электрических цепей и источников независимо от того, работают ли они от источника переменного или постоянного тока, поскольку они часто генерируются в самой цепи или передаются в цепь от внешних источников. Переходные процессы в цепи могут быстро возрастать, увеличивая напряжение до нескольких тысяч вольт, и именно эти скачки напряжения должны быть предотвращены в чувствительных электронных схемах и компонентах.
Одним из наиболее распространенных источников переходных напряжений является эффект L (di / dt), вызываемый переключением индуктивных катушек и намагничивающими токами трансформатора, приложениями переключения двигателей постоянного тока и скачками напряжения при включении цепей флуоресцентного освещения или других скачков напряжения питания.
Переходные формы волны переменного тока
Варисторы подключены в цепях через сеть питания либо между фазой и нейтралью, либо между фазами для работы от переменного тока, либо с положительного на отрицательный для работы от постоянного тока, и имеют номинальное напряжение, соответствующее их применению. Варистор также можно использовать для стабилизации напряжения постоянного тока и особенно для защиты электронных цепей от импульсов перенапряжения.
Варистор статического сопротивления
При нормальной работе варистор имеет очень высокое сопротивление, отсюда и его название, и работает аналогично стабилитрону, позволяя более низким пороговым напряжениям проходить без изменений.
Однако, когда напряжение на варисторе (любой полярности) превышает номинальное значение варисторов, его эффективное сопротивление сильно уменьшается с ростом напряжения, как показано выше.
Из закона Ома мы знаем, что вольт-амперные характеристики (IV) фиксированного резистора являются прямой линией при условии, что R поддерживается постоянным. Тогда ток прямо пропорционален разности потенциалов на концах резистора.
Но кривые IV варистора не являются прямой линией, так как небольшое изменение напряжения вызывает значительное изменение тока. Типичная нормализованная кривая зависимости напряжения от тока для стандартного варистора приведена ниже.
Кривая характеристик варистора
Из вышесказанного видно, что варистор обладает симметричными двунаправленными характеристиками, то есть варистор работает в обоих направлениях (квадрант Ι и ΙΙΙ) синусоидальной формы волны, действуя аналогично двум стабилитронам, подключенным вплотную. Если не проводящая, кривая IV показывает линейную зависимость, так как ток, протекающий через варистор, остается постоянным и низким только при нескольких микроамперах тока утечки. Это связано с его высоким сопротивлением, действующим в качестве разомкнутой цепи, и остается постоянным до тех пор, пока напряжение на варисторе (любой полярности) не достигнет определенного «номинального напряжения».
Это номинальное или зажимное напряжение — это напряжение на варисторе, измеренное с указанным постоянным током 1 мА. То есть уровень постоянного напряжения, приложенного к его клеммам, который позволяет току 1 мА течь через резистивный корпус варисторов, который сам зависит от материалов, используемых в его конструкции. На этом уровне напряжения варистор начинает переходить из своего изоляционного состояния в проводящее состояние.
Когда переходное напряжение на варисторе равно или превышает номинальное значение, сопротивление устройства внезапно становится очень малым, превращая варистор в проводник из-за лавинного эффекта его полупроводникового материала. Ток небольшой утечки, протекающий через варистор, быстро возрастает, но напряжение на нем ограничено уровнем чуть выше напряжения варистора.
Другими словами, варистор саморегулирует переходное напряжение через него, позволяя большему току течь через него, и из-за его крутой нелинейной кривой IV он может пропускать широко варьирующиеся токи в узком диапазоне напряжений, срезая любые скачки напряжения.
Значения емкостного сопротивления
Поскольку основная проводящая область варистора между двумя его выводами ведет себя как диэлектрик, ниже его напряжения зажима 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 увеличивается выше уровня напряжения зажима и резко падает вблизи своего максимального номинального постоянного напряжения постоянного тока.
Однако в цепях переменного тока эта емкость может влиять на сопротивление корпуса устройства в области непроводящей утечки его характеристик IV. Поскольку они обычно соединены параллельно с электрическим устройством для защиты от перенапряжения, сопротивление утечки варисторов быстро падает с увеличением частоты.
Это соотношение приблизительно линейно с частотой, и полученное в результате параллельное сопротивление, его реактивное сопротивление переменного тока Xc может быть рассчитано с использованием обычного 1 / (2πƒC), как для обычного конденсатора. Затем, когда частота увеличивается, увеличивается и ток утечки.
Но наряду с варисторами на основе кремниевых полупроводников были разработаны варисторы на основе оксидов металлов, чтобы преодолеть некоторые ограничения, связанные с их кузенами из карбида кремния.
Металлооксидный варистор
Металл — оксид варистор или MOV для краткости, это резистор, зависящий от напряжения, в котором материал сопротивления представляет собой оксид металла, в первую очередь оксид цинка (ZnO), прессуют в керамики подобного материала. Металлооксидные варисторы состоят из приблизительно 90% оксида цинка в качестве керамического основного материала плюс другие наполнители для образования соединений между зернами оксида цинка.
Металлооксидные варисторы в настоящее время являются наиболее распространенным типом устройства ограничения напряжения и доступны для использования в широком диапазоне напряжений и токов. Использование металлического оксида в их конструкции означает, что MOV чрезвычайно эффективны в поглощении кратковременных переходных напряжений и имеют более высокие возможности обработки энергии.
Как и в случае обычного варистора, металлооксидный варистор запускает проводимость при определенном напряжении и прекращает проводимость, когда напряжение падает ниже порогового напряжения. Основное различие между стандартным варистором из карбида кремния (SiC) и варистором типа MOV состоит в том, что ток утечки через материал из оксида цинка MOV очень мал, а при нормальных условиях эксплуатации его скорость срабатывания при переходных процессах зажима намного выше.
MOV обычно имеют радиальные выводы и твердое внешнее синее или черное эпоксидное покрытие, которое очень похоже на дисковые керамические конденсаторы и может быть физически установлено на печатных платах. Конструкция типичного металлооксидного варистора имеет вид:
Конструкция металлического оксидного варистора
Чтобы выбрать правильное значение MOV для конкретного применения, желательно иметь некоторые знания об импедансе источника и возможной импульсной мощности переходных процессов. Для переходных процессов на входящей линии или фазе выбор правильного MOV немного сложнее, так как обычно характеристики источника питания неизвестны. В общем, выбор MOV для электрической защиты цепей от переходных процессов и скачков напряжения в сети часто не более чем обоснованное предположение.
Тем не менее, металлооксидные варисторы доступны в широком диапазоне напряжений варистора, от около 10 В до более 1000 В переменного или постоянного тока, поэтому выбор может быть полезен при знании напряжения питания. Например, при выборе MOV или кремниевого варистора в этом отношении его максимальное номинальное постоянное среднеквадратичное напряжение должно быть чуть выше максимального ожидаемого напряжения питания, скажем, 130 вольт среднеквадратичного значения для источника питания 120 вольт, и 260 вольт среднеквадратичного значения для напряжения 230 вольт.
Максимальное значение импульсного тока, которое будет принимать варистор, зависит от длительности переходного импульса и количества повторений импульсов. Можно предположить ширину переходного импульса, которая обычно составляет от 20 до 50 микросекунд (мкс). Если пиковый импульсный ток недостаточен, варистор может перегреться и повредиться. Таким образом, чтобы варистор работал без сбоев или ухудшений, он должен иметь возможность быстро рассеивать поглощенную энергию переходного импульса и безопасно вернуться в свое предимпульсное состояние.
Применение варистора на схеме
Варисторы имеют много преимуществ и могут использоваться во многих различных типах устройств для подавления переходных процессов в сети от бытовых приборов и освещения до промышленного оборудования на линиях электропередач переменного или постоянного тока. Варисторы могут быть подключены непосредственно к электросети и к полупроводниковым переключателям для защиты транзисторов, полевых МОП-транзисторов и тиристорных мостов.
Резюме варистора
В этой статье мы увидели, что основная функция резистора, зависимого от напряжения, или варистора, заключается в защите электронных устройств и электрических цепей от скачков напряжения, например, вызванных переходными процессами индуктивного переключения.
Поскольку такие варисторы используются в чувствительных электронных схемах, чтобы гарантировать, что, если напряжение внезапно превысит заранее определенное значение, варистор фактически станет коротким замыканием, чтобы защитить цепь, которую он шунтирует от чрезмерного напряжения, поскольку они способны выдерживать пиковые токи в сотни ампер.
Варисторы относятся к типу резисторов с нелинейной неомической характеристикой напряжения тока и являются надежным и экономичным средством защиты от переходных переключений и перенапряжений.
Они достигают этого, выступая в качестве блокирующего устройства с высоким сопротивлением при более низких напряжениях и как хорошее проводящее устройство с низким сопротивлением при более высоких напряжениях. Эффективность варистора в защите электрической или электронной схемы зависит от правильного выбора варистора в отношении рассеяния напряжения, тока и энергии.
Металлооксидные варисторы, или MOV, как правило, изготавливаются из материала металлического оксида цинка в форме небольшого диска. Они доступны во многих значениях для определенных диапазонов напряжения. Номинальное напряжение MOV, называемое «напряжение варистора», представляет собой напряжение на варисторе, когда через устройство пропускается ток 1 мА. Этот уровень напряжения варистора, по существу, является точкой на характеристической кривой IV, когда устройство начинает проводить. Металлооксидные варисторы также могут быть подключены последовательно для повышения номинального напряжения зажима.
В то время как металлооксидные варисторы широко используются во многих цепях силовой электроники переменного тока для защиты от переходных перенапряжений, существуют также другие типы полупроводниковых устройств подавления напряжения, таких как диоды, стабилитроны и ограничители, которые все могут использоваться при некотором напряжении переменного или постоянного тока.
Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ
Если при ремонте кондиционера вы обнаружили на плате сгоревший предохранитель не спешите его тут же менять, вначале выясните причину по которой он сгорел.
Скорее всего это произошло из-за скачков напряжения в сети.
При измерении в сети напряжение питания оно постоянно колеблется,причём не всегда в пределах безопасных для кондиционеров.
Плюс к этому в сети всегда присутствуют короткие импульсы напряжением в несколько киловольт. Происходит это из-за постоянного отключения и включения индуктивной и ёмкостной нагрузки (электродвигатели,трансформаторы и т. д.), а также из-за атмосферного электричества.
Кондиционеры, как и любую другую электронную технику защищают на этот случай варисторами. Точнее электронную начинку кондиционера-плату управления.
Стандартная схема подключения варистора
параллельно защищаемой нагрузке подключают варистор VA1, а перед ним ставят предохранитель F1:
Принцип действия варистора
По сути варистор представляет собой нелинейный полупроводниковый резистор, проводимость которого зависит от приложенного к нему напряжения. При нормальном напряжении варистор пропускает через себя пренебрежительно малый ток, а при определённом пороговом напряжении он открывается и пропускает через себя весь ток. Таким образом он фильтрует короткие импульсы, если же импульс будет более длинным, и ток идущий через варистор превысит номинальный ток срабатывания предохранителя, то он попросту сгорит, обесточив и защитив нагрузку.
Маркировка варисторов
Существует огромное количество варисторов разных производителей, с разным пороговым напряжение срабатывания и рассчитанные на разный ток. Узнать какой стоял варистор можно по его маркировке. Например маркировка варисторов CNR:
CNR-07D390K , где:
- CNR- серия, полное название CeNtRa металлоксидные варисторы
- 07- диаметр 7мм
- D – дисковый
- 390 – напряжение срабатывания, рассчитываются умножением первых двух цифр на 10 в степени равной третьей цифре, то есть 39 умножаем на 10 в нулевой степени получатся 39 В, 271-270 В и т. д.
- K – допуск 10 %, то есть разброс напряжения может колебаться от номинального на 10 % в любую сторону.
Как же найти на плате варистор?
По схеме приведённой выше, видно что этот элемент находится рядом с предохранителем в месте прихода на плату проводов питания. Обычно это диск жёлтого или тёмно-зелёного цвета.
На фото варистор указан красной стрелкой. Можно было подумать что варистор это синяя деталь, покрытая чёрной копотью, но на увеличении видно трещины на корпусе варистора, от которого покрылись нагаром расположенные рядом детали.Хорошо это видно и с обратной стороны, где написаны условные обозначения. Даже если их не будет, распознать варистор можно, зная что он подсоединён параллельно нагрузке или по маркировке на его корпусе.
VA1- это варистор, а синяя деталь рядом это конденсатор-С70.
Не путайте их, по форме они одинаковые, так что ориентируйтесь на маркировку и условные обозначения на плате.
После того как вы нашли варистор, его нужно выпаять, чтобы потом на его место установить новый.Для выпаивания варисторов я обычно использую газовый паяльник, потому что не всегда в месте ремонта есть электропитание – на строящемся объекте, на крыше, например.Ещё очень удобно пользоваться оловоотсосом -разогреть место пайки и оловоотсосом удалить расплавившийся припой.
Но для этих целей вполне подойдёт пинцет или обычные плоскогубцы-нужно захватить ножку детали и вытянуть когда припой расплавится.Если у вас плохо плавится припой, то скорее всего он на плате высокотемпературный-так называемый бессвинцовый (может заметили на моей плате надпись PbF – плюмбум фри). В этом случае нужно или увеличить температуру жала паяльника или же капнуть сверху другого более низкотемпературного, место пайки расплавится и можно будет удалить деталь. После этого вставляем новый варистор и припаиваем его.
Для пайки очень удобно пользоваться припоем в виде проволоки у которого внутри уже есть флюс.
Ещё обратите внимание, что большинство плат – двусторонние, поэтому припаивать ножки детали нужно с обеих сторон платы, так как нередко бывает что ножка детали выполняет роль перемычки между дорожками с разных сторон платы.
После замены варистора остаётся только поставить новый предохранитель и установить плату на место.
Обычно в платах кондиционера стоят варисторы на напряжение 470 В, и предохранители номиналом от 0.5 А до 5 А. Поэтому рекомендую всегда иметь при себе небольшой запас этих деталей.
Для тех, кто хочет нагляднее увидеть процесс , выкладываю видео урок:
Для тех кому требуется отремонтировать плату, путём замены варистора, помогут наши сервисные специалисты, цены смотрите здесь.
Принцип действия
Варистор — это полупроводниковый прибор с симметричной нелинейной вольтамперной характеристикой. По ее форме можно сделать вывод о том, что варистор работает и в переменном и в постоянном токе. Рассмотрим её подробнее.
В нормальном состоянии ток через варистор предельно мал, его называют током утечки. Его можно рассматривать как диэлектрический компонент с определенной электрической емкостью и можно говорить, что он не пропускает ток. Но, при определенном напряжении (на картинке это + — 60 Вольт) он начинает пропускать ток.
Другими словами, принцип работы варистора в защитных цепях напоминает разрядник, только в полупроводниковом приборе не возникает дугового разряда, а изменяется его внутреннее сопротивление. При уменьшении сопротивления, ток с единиц микроампер возрастает до сотен или тысяч Ампер.
Условное графическое изображение варистора в схемах:
Обозначение элемента на схемах напоминает обычный резистор, но перечеркнутый по диагонали линией, на которой может быть нанесена буква U. Чтобы найти на плате или в схеме этот элемент – обращайте внимание на подписи, чаще всего они обозначаются, как RU или VA.
Внешний вид варистора:
Варистор устанавливают параллельно цепи для ее защиты. Поэтому при импульсе напряжения защищаемой цепи — энергия поступает не в устройство, а рассеивается в виде тепла на варисторе. Если энергия импульса слишком велика — варистор сгорит. Но понятие сгорит размазано, варианта развития два. Либо варистор просто разорвет на части, либо его кристалл разрушится, а электроды замкнутся накоротко. Это приведет к тому, что выгорят дорожки и проводники, или произойдет возгорание элементов корпуса и других деталей.
Чтобы этого избежать перед варистором, последовательно со всей цепью на сигнальный или питающий провод устанавливают предохранитель. Тогда в случае сильного импульса напряжения и долговременного срабатывания или перегорания варистора сгорит и предохранитель, разорвав цепь.
Если сказать вкратце, для чего нужен такой компонент — его свойства позволяют защитить электрическую цепь от губительных всплесков напряжения, которые могут возникать как на информационных линиях, так и на электрических линиях, например, при коммутации мощных электроприборов. Мы обсудим этот вопрос немного ниже.
Устройство
Варисторы устроены достаточно просто — внутри есть кристалл полупроводникового материала, чаще всего это Оксид Цинка (ZiO) или Карбид Кремния (SiC). Прессованный порошок этих материалов подвергают высокотемпературной обработке (запекают) и покрывают диэлектрической оболочкой. Встречаются либо в исполнении с аксиальными выводами, для монтажа в отверстия на печатной плате, а также в SMD-корпусе.
На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:
Основные параметры
Чтобы правильно подобрать варистор, нужно знать его основные технические характеристики:
- Классификационное напряжение, может обозначаться как Un. Это такое напряжение, при котором через варистор начинает протекать ток силой в 1 мА, при дальнейшем превышении ток лавинообразно увеличивается. Именно этот параметр указывают в маркировке варистора.
- Номинальная рассеиваемая мощность P. Определяет, сколько может рассеять элемент с сохранением своих характеристик.
- Максимальная энергия одиночного импульса W. Измеряется в Джоулях.
- Максимальный ток Ipp импульса. При том что фронт нарастает в течении 8 мкс, а общая его длительность — 20 мкс.
- Емкость в закрытом состоянии — Co. Так как в закрытом состоянии варистор представляет собой подобие конденсатора, ведь его электроды разделены непроводящим материалом, то у него есть определенная емкость. Это важно, когда устройство применяется в высокочастотных цепях.
Также выделяют и два вида напряжений:
— максимальное действующее или среднеквадратичное переменное;
Маркировка и выбор варистора
На практике, например, при ремонте электронного устройства приходится работать с маркировкой варистора, обычно она выполнена в виде:
20D 471K
Что это такое и как понять? Первые символы 20D — это диаметр. Чем он больше и чем толще — тем большую энергию может рассеять варистор. Далее 471 — это классификационное напряжение.
Могут присутствовать и другие дополнительные символы, обычно указывают на производителя или особенность компонента.
Теперь давайте разберемся как правильно выбрать варистор, чтобы он верно выполнял свою функцию. Чтобы подобрать компонент, нужно знать в цепи с каким напряжением и родом тока он будет работать. Например, можно предположить, что для защиты устройств, работающих в цепи 220В нужно применять варистор с классификационным напряжением немного выше (чтобы срабатывал при значительных превышениях номинала), то есть 250-260В. Это в корне не верно.
Дело в том, что в цепях переменного тока 220В — это действующее значение. Если не углубляться в подробности, то амплитуда синусоидального сигнала в корень из 2 раз больше чем действующее значение, то есть в 1,41 раза. В результате амплитудное напряжение в наших розетках равняется 300-310 В.
Где 1,1 – коэффициент запаса.
При таких расчетах элемент начнет срабатывание при скачке действующего напряжения больше 240 Вольт, значит его классификационное напряжение должно быть не менее 370 Вольт.
Ниже приведены типовые номиналы варисторов для сетей переменного тока с напряжением в:
120)– 271k;
200В (180
220) – 431k;
240В (210
250) – 471k;
240В (240
Применение в быту
Назначение варисторов — защита цепи при импульсах и перенапряжениях на линии. Это свойство позволило рассматриваемым элементам найти свое применение в качестве защиты:
- линий связи;
- информационных входов электронных устройств;
- силовых цепей.
В большинстве дешевых блоков питания не устанавливают никаких защит. А вот в хороших моделях по входу устанавливают варисторы.
Кроме того, все знают, что компьютер нужно подключать к питанию через специальный удлинитель с кнопкой — сетевой фильтр. Он не только фильтрует помехи, в схемах нормальных фильтров также устанавливают варисторы.
Часто электрики рекомендуют защитить китайские светодиодные лампы, установив варистор параллельно патрону. Также защищают и другие устройства, некоторые монтируют варистор в розетку или в вилку, чтобы обезопасить подключаемую технику.
Чтобы защитить всю квартиру — вы можете установить варистор на дин-рейку, в хороших устройствах в корпусе расположены настоящие мощные варисторы диаметром с кулак. Примером такого устройства является ОИН-1, который изображен на фото ниже:
В заключение хотелось бы отметить, что назначение варистора – защитить какую-либо электрическую цепь. Принцип работы основан на изменении сопротивления полупроводниковой структуры под воздействием высокого напряжения. Напряжение, при котором через элемент начинает течь ток силой 1 мА называют классификационным. Это и диаметр элемента есть основными параметрами при выборе. Пожалуй, мы доступно объяснили, что такое варистор и для чего он нужен, задавайте вопросы в комментариях, если вам что-то непонятно.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:
Наверняка вы не знаете:
youtube.com/embed/iWBUQsbUZlQ»/>
Как устроены и работают сетевые фильтры в бытовых приборах и нужны ли они?
Как устроены и работают сетевые фильтры?
В бытовой домашней электросети, которая приходит в наши квартиры, имеется большое количество всплесков (бросков) напряжений, которые возникают на очень короткое время и имеют порой достаточно большую амплитуду, возникающие в следствии переходных процессов, наведенные молнией, грозовыми разрядами и др.
Всплески от переходных процессов, порожденные оборудованием, причиной которых разряды запасенной энергии индуктивными и емкостными элементами. Электродвигатели используемые в лифтах, системе отопления, кондиционирования, охлаждения и другие индуктивные нагрузки создают непрерывный поток всплесков разной амплитудой до 1000В. Приводы постоянного тока, с переменной скоростью вращения, импульсные источники питания, переносной электроинструмент и т. п. являются так же источниками переходных процессов и следовательно, дополнительных всплесков напряжений.
Схема защиты включается в разрыв между источником напряжения, в данном случае это розетка, и нагрузка. В обычном нормальном режиме ток не протекает через GDT и VDR1, но когда напряжение становится больше, чем сумма напряжения срабатывания GDT и VDR1 (GDT UZ470B и VDR S20K250 общее напряжение 250v), то ток начинает протекать через элементы. Чем больше превышение напряжение, тем больше протекает ток через GDT и VDR1.
При уменьшении напряжения до нормального значения, схема переводится в исходное состояние. Из-за физических свойств разрядника и варистора, протекающий ток через защитные элементы не увеличивается больше определенного значения в течение короткого периода времени. Когда напряжение возвращается к нормальному значению, ток через элементы G1 и VDR1 прекращается, схема возвращается к обычному режиму.
Если протекающий ток значительно увеличиться, то срабатывает защитный предохранитель, нагрузка обесточивается. Две неоновые контрольные лампы, примененные в схеме, показывают наличие напряжения на входе и на нагрузке.
* VDR варистор — полупроводниковый резистор, представляет собой электронный компонент имеющий нелинейную вольт амперную характеристику (ВАХ). Название происходит от английского слова — переменный резистор.
Подобные схемы часто используются для защиты цепей от чрезмерных переходных напряжений путем включения их в схему таким образом, что при их срабатывании, они будут шунтировать возникающий чрезмерный ток, создаваемый высоким напряжением для чувствительных компонентов. Задача VDR еще в том, чтобы защитить от увеличения тока через устройства, когда напряжение становиться чрезмерным.
1) Нормальное рабочее напряжение 230V AC / DC
2) Максимальная номинальный ток 16A
3) Максимальный ток 16A
4) Напряжения отключения => 300В RMS
5) Защита от перегрузок.
6) Защита от короткого замыкания.
Применение
1) Защита чувствительных компонентов.
2) Защита двигателя.
3) Защита телефонных линий.
Самому собрать фильтр
Схема высококачественного сетевого фильтра.Высококачественный сетевой фильтр позволяет отфильтровать помехи и кратковременные импульсные скачки напряжения. Особенно актуальна схема для проживающих в поселках, где электричество подводится по воздушным линиям и когда во время грозы, при разрядах молний наводится высокое напряжение. Детали применяются от ненужных компьютерных блоков питания, которые могут заваляться дома или выбрасываются на работе — дайте им вторую жизнь! Необходимо намотать симметрирующие дроссели-трансформаторы, варисторы и конденсаторы выпаять из блоков питания, лучше всего подойдут класса Y2 и X2.
Номиналы элементов для фильтра могут иметь значения:
- Конденсаторы С2-4 серии Y2 номиналом по 0,047 мкФ (стандартные конденсаторы из БП например, Kh572N)
- Конденсаторы С1, С5 серия класса Х2, номинал 0,47МкФ.
- GAS — разрядник типа BHS 2500V.
- Варисторы MV, диаметр корпуса 20мм (можно 25 и более), напряжение пробоя 470В.
- Трансформаторы TR1-TR2 имеют две обмотки 2*10 витков, намоточный проводом сечением 2кв.мм. В качестве сердечника использованы кольца от симметрирующего трансформатора 350 Ватного компьютерного блока питания.
- L1, L2 — ферритовые стержни проницаемостью М2000, намотано 10 витков проводом, желательно пропитать эпоксидным лаком.
Для исключения резких бросков тока добавьте последовательно с каждым варистором резистор 1Вт по 10Ом.
Для исключения возгорания и разлета осколков керамики, наденьте сверху на варисторы термоусадочную трубку.
Бытовые фильтры-удлинители и схемы фильтров применяемые в них. Задумывались Вы, что Вам необходимо:просто удлинитель или удлинитель с фильтром?
Если Вы подключаете электрический чайник, лампу освещения, то конечно, фильтр здесь абсолютно не нужен, зачем тратить деньги впустую. Здесь важно качество розеток в удлинителе, толщина провода и его длина, но в тоже время излишняя длина не нужна, иначе придется сматывать в клубок.
Если несколько бытовых приборов расположенных рядом друг с другом, для подключения можно использовать тройник. А что делать, если дорогая бытовая техника: телевизор, компьютер, аудиоцентр, то в этом случае ответ однозначен — надо защищать приборы как минимум сетевым фильтром.
Удлинитель типа Пилот
- Бытовая техника, такие как микроволновые печи, холодильники, электрочайники, стиральная машины не должны подключаться через удлинитель. Они должны подключаются непосредственно в электрические стационарные розетки в квартире.
- Запрещается перегружать розетки, удлинители по потребляемой мощности (току)!
- В случае срабатывания автоматических выключателей — это является предупреждением что линия перегружена, не следует ни в коем случае игнорировать!
- Если Вы не знаете какое количество оборудование может быть подключено к одной розетке или удлинителю, уточните у профессионалов, в крайнем случае спросите в жэке.
- Не пользуйтесь вилками, не имеющие контакт для заземления (металлический лепесток).
- При использовании электрооборудованием расположенного возле источника влаги, оно в обязательном порядке должно подключено к защитному заземлению.
- Не пользуйтесь удлинителями имеющие признаки повреждений, или при работе шнур удлинителя нагревается!
Варисторы для защиты от перенапряжений схема подключения
В каждом доме есть дорогостоящая электронная техника. Любые приборы на полупроводниковых элементах имеют слабую изоляцию. Так что небольшое повышение напряжение может сжечь электронику. Часто изменение напряжения в бытовых сетях происходит импульсно, то есть напряжение резко повышается на доли секунды, а потом возвращается до нормального уровня.
Импульсы напряжения бывают грозовые и коммутационные.
Грозовые скачки напряжения появляются при ударах молний прямо в электроустановку или линию передачи, или же близко возле них.
Грозовые разряды могут причинить вред бытовым сетям, даже если удар в электросеть произойдет на удалении до 20 км.Коммутационные скачки напряжения создаются при коммутации электрооборудования с реактивными элементами. То есть при включении оборудования, которое построено с использованием большого количества конденсаторов, а также имеет мощные катушки индуктивности и трансформаторы.
Самые высокие коммутационные скачки напряжения создают электродвигатели и конденсаторные батареи.
Для обеспечения надежной защиты от импульсных напряжений должны быть обеспечены три ступени защиты в сетях до 1000 В. В каждой ступени защиты применяются разные по конструкции и по параметрам устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).
Первая ступень защиты
Режимы работы УЗИП первой ступени самые тяжелые – величины импульсных токов 25-100 кА, крутизна фронта волны 10/350 мкс, длительность фронта волны 350 мкс. Быстросъемные УЗИП с ножевыми контактами здесь практически не применяются. Потому что импульсные токи величиной 25-50 кА, при разряде молний, создают огромные электродинамические силы, которые легко вырывают съемные части устройства. Кроме того, при разрывании соединения, через воздушный зазор зажигается плазменная дуга, разрушающая ножевые контакты.
Наиболее предпочтительно на первом участке применять воздушные разрядники. Тем более что серийно варисторы для импульсных токов свыше 20 кА не выпускаются. Так как мощные варисторы делаються с большими выводами, которые выполняют роль радиаторов, рассеивая чрезмерное тепло.
Вторая ступень защиты необходима для удаления остаточных, меньших по амплитуде, импульсов после первой ступени. Каждый хозяин дома сам определяет, нужна эта ступень защиты или нет. Устанавливается защита на вводе электричества в дом, в отдельном электрощите.
В качестве УЗИП для второй ступени используются защитные элементы с ножевыми контактами. Внешне защитные элементы с ножевыми контактами представляют собой две отдельные части. Одна часть – гнездо с ножевыми контактами, которое закрепляется на DIN-рейку в электрощите. Другая часть – съемный модуль, который является непосредственно варистором. Защитный варистор должен выдерживать импульсные токи в границе 15-20 кА, с крутизной волны 8/20 мкс. Съемные модули могут быть оснащены индикатором срабатывания, по которому можно определить исправность устройства. Более дорогие модели имеют терморасцепители в своей конструкции, защищающие от перегрева варистор, при длительном протекании импульсных токов.
Третья ступень защиты устанавливается внутри всех электронных бытовых приборов. В качестве УЗИП для бытовых электроприборов применяются только небольшие варисторы, рассчитанные на крутизну волны 1,2/50 мкс, 8/20 мкс и на импульсные токи до 15 кА. Варисторы с монтажными выводами припаиваются внутри прибора на плату или закрепляется отдельно и подключаются отдельными проводами.
Схема включения.
Все варисторы подключаются параллельно нагрузке, правильнее их будет включать между фазовым проводом и проводом заземления.
В трехфазной сети, при подключении нагрузки «звездой», варисторы включаются между каждой фазой и проводом заземления. А при подключении нагрузки «треугольником», варисторы устанавливаются между фазами.
Варисторы, как нелинейные элементы, при повышенном напряжении резко уменьшают свое сопротивление практически до нуля, и поэтому не могут длительно выдерживать повышенные импульсные токи. Поэтому рекомендуется защитить УЗИП второй ступени защиты плавкими предохранителями, которые нужно подключить последовательно с устройством защиты в разрыв фазового провода.
Правильно выбирать варисторы по напряжению срабатывания. При этом напряжении элемент снижает свое сопротивление и гасит опасное импульсное напряжение. Информация о напряжении срабатывания и о крутизне волны импульса наноситься на поверхность варистора или указывается в техническом паспорте к нему.
В тандеме с данной статьей полезно ознакомиться с видео-дополнением:
В каждом доме есть дорогостоящая электронная техника. Любые приборы на полупроводниковых элементах имеют слабую изоляцию. Так что небольшое повышение напряжение может сжечь электронику. Часто изменение напряжения в бытовых сетях происходит импульсно, то есть напряжение резко повышается на доли секунды, а потом возвращается до нормального уровня.
Импульсы напряжения бывают грозовые и коммутационные.
Грозовые скачки напряжения появляются при ударах молний прямо в электроустановку или линию передачи, или же близко возле них. Грозовые разряды могут причинить вред бытовым сетям, даже если удар в электросеть произойдет на удалении до 20 км.
Коммутационные скачки напряжения создаются при коммутации электрооборудования с реактивными элементами. То есть при включении оборудования, которое построено с использованием большого количества конденсаторов, а также имеет мощные катушки индуктивности и трансформаторы.
Самые высокие коммутационные скачки напряжения создают электродвигатели и конденсаторные батареи.
Для обеспечения надежной защиты от импульсных напряжений должны быть обеспечены три ступени защиты в сетях до 1000 В. В каждой ступени защиты применяются разные по конструкции и по параметрам устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).
Первая ступень защиты должна быть установлена на понижающей подстанции или непосредственно у входа в здание. В качестве УЗИП применяются чаще всего разрядники иногда и мощные варисторы.
Режимы работы УЗИП первой ступени самые тяжелые – величины импульсных токов 25-100 кА, крутизна фронта волны 10/350 мкс, длительность фронта волны 350 мкс. Быстросъемные УЗИП с ножевыми контактами здесь практически не применяются. Потому что импульсные токи величиной 25-50 кА, при разряде молний, создают огромные электродинамические силы, которые легко вырывают съемные части устройства. Кроме того, при разрывании соединения, через воздушный зазор зажигается плазменная дуга, разрушающая ножевые контакты.
Наиболее предпочтительно на первом участке применять воздушные разрядники. Тем более что серийно варисторы для импульсных токов свыше 20 кА не выпускаются. Так как мощные варисторы делаються с большими выводами, которые выполняют роль радиаторов, рассеивая чрезмерное тепло.
Вторая ступень защиты необходима для удаления остаточных, меньших по амплитуде, импульсов после первой ступени. Каждый хозяин дома сам определяет, нужна эта ступень защиты или нет. Устанавливается защита на вводе электричества в дом, в отдельном электрощите.
В качестве УЗИП для второй ступени используются защитные элементы с ножевыми контактами. Внешне защитные элементы с ножевыми контактами представляют собой две отдельные части. Одна часть – гнездо с ножевыми контактами, которое закрепляется на DIN-рейку в электрощите. Другая часть – съемный модуль, который является непосредственно варистором. Защитный варистор должен выдерживать импульсные токи в границе 15-20 кА, с крутизной волны 8/20 мкс. Съемные модули могут быть оснащены индикатором срабатывания, по которому можно определить исправность устройства. Более дорогие модели имеют терморасцепители в своей конструкции, защищающие от перегрева варистор, при длительном протекании импульсных токов.
Третья ступень защиты устанавливается внутри всех электронных бытовых приборов. В качестве УЗИП для бытовых электроприборов применяются только небольшие варисторы, рассчитанные на крутизну волны 1,2/50 мкс, 8/20 мкс и на импульсные токи до 15 кА. Варисторы с монтажными выводами припаиваются внутри прибора на плату или закрепляется отдельно и подключаются отдельными проводами.
Схема включения.
Все варисторы подключаются параллельно нагрузке, правильнее их будет включать между фазовым проводом и проводом заземления.
В трехфазной сети, при подключении нагрузки «звездой», варисторы включаются между каждой фазой и проводом заземления. А при подключении нагрузки «треугольником», варисторы устанавливаются между фазами.
Варисторы, как нелинейные элементы, при повышенном напряжении резко уменьшают свое сопротивление практически до нуля, и поэтому не могут длительно выдерживать повышенные импульсные токи. Поэтому рекомендуется защитить УЗИП второй ступени защиты плавкими предохранителями, которые нужно подключить последовательно с устройством защиты в разрыв фазового провода.
Правильно выбирать варисторы по напряжению срабатывания. При этом напряжении элемент снижает свое сопротивление и гасит опасное импульсное напряжение. Информация о напряжении срабатывания и о крутизне волны импульса наноситься на поверхность варистора или указывается в техническом паспорте к нему.
В тандеме с данной статьей полезно ознакомиться с видео-дополнением:
Варисторная защита, построенная на использовании полупроводниковых резисторов нелинейного типа, служит прекрасным средством для защиты от импульсных перенапряжений.
Варистор отличает резко-выраженная вольт-амперная характеристика нелинейного вида. Благодаря этому свойству с помощью варисторной защиты успешно решаются задачи по защите различных бытовых устройств и производственных объектов.
Принцип действия варистораВаристорная 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
Конструктивные особенности варисторовНаиболее 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.
Параметры варисторов- Номинальное классификационное напряжение Uкл – считается постоянным показателем, при этом значении через прибор проходит расчетный ток.
- Максимально допустимое значение напряжения импульса, для варисторов стержневого типа входит в границы от 1,2 В до 2 В, для дисковых устройств в пределы от 3 до 4 В.
- Коэффициент нелинейности β – он показывает отношение сопротивления варистора к постоянному току к его сопротивлению переменному току.
- Быстродействие или время срабатывания, обозначает переход из высокоомного положения в низкоомное и может составить несколько нс, примерно, 25 нс.
Варисторы защитного типа, марок: ВР-2, ВР-2; СН2-1; СН2-2 рассчитаны на напряжение в границах от 68В до 1500 В, энергия рассеивания в диапазоне от 10 до 114 Дж, коэффициент нелинейности должен превышать значение 30.
Напряжение варисторов защитного класса удовлетворяет показателям максимально возможного пикового напряжения силовой связи, обязательно должно учитываться границы нестабильности напряжения до 10% и разброс величин классификационного напряжения в зависимости от технологических условий.
Uкл ≥ Uном * *1,1 * 1,1
Для сети U = 220В, Uкл ≥ 375 В.
Для трехфазной сети напряжением Uном = 380 В; Uкл ≥ 650 В
Сфера применения варисторовПриборы используются в устройствах стабилизирующих высоковольтные источники напряжения в телевизорах, для обеспечения стабильного протекания токов в отклоняющих катушках кинескопов, они используются для размагничивания цветных кинескопов и в системах автоматического регулирования.
Варистор применяется в конструкции сетевого фильтра, он производит блокировку импульса перенапряжения и осуществляет защиту и по фазной, и по нулевой цепи.
Рис. №2. Сетевой фильтр с использованием варисторной защиты от импульсных перенапряжений, современная защита может погасить выброс энергии до 3400 Дж, это условие обеспечивает защиту от любых экстренных неожиданных ситуаций.
Большое распространение варисторы получили в конструкции мобильных телефонов для предохранения их от статичного электричества.
Автомобильная электроника и телекоммуникационные сети, еще одна распространенная сфера применения варисторов. Варисторы используются для люминесцентного освещения для защиты от перенапряжения ЭПРА.
Аналогом варисторной защиты служит молниезащита ОПН от перенапряжений и от гроз в высоковольтных цепях, на воздушных линиях и подстанциях.
Внутренняя электросеть в здании оборудуется шкафами от импульсных перенапряжений.
Рис. №3. ЩЗИП – щит от импульсного перенапряжения.
Конструктивная особенность защиты от перенапряжений в здании и размещения ее в щите. Это разнос шины заземления и фазного провода на большое расстояние друг от друга более 1 метра. Подборка элементов в шкафу и установка УЗИП требует внимательного расчета и выбирается в индивидуальном порядке для каждой определенной электроустановки.
Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Гибридная технология GMOV: улучшенная защита от перенапряжений
Для защиты устройств, работающих в цепях постоянного и переменного тока, очень часто приходится использовать различные защитные цепи. К сожалению, универсального решения для обеспечения гарантированной защиты от мощных помех не существует. Дело в том, что энергия и другие параметры помех зависят от их природы и могут различаться в десятки раз. Вполне очевидно, что при организации защиты от разрядов молний, от импульсных помех, возникающих при коммутации мощной индуктивной нагрузки, и от статических разрядов используются различные методы и различные защитные компоненты. Кроме того, в некоторых приложениях требуется обеспечить одновременную защиту сразу от нескольких типов помех. Стандарт UL 1449 определяет требования к сертификации устройств защиты от перенапряжений, но не дает готового решения по организации системы защиты.
В данной статье оценивается эффективность использования металлооксидных варисторов (MOV-варисторов) для защиты от перенапряжений, а также анализируются возможные причины их деградации с последующими аварийными отказами. В статье также представлена новая защитная технология, позволяющая предотвратить деградацию и разрушение MOV-варисторов.
Традиционный метод защиты от перенапряжения с помощью MOV-варисторов
Разработчики источников питания, сетевых устройств, телекоммуникационного оборудования и бытовой техники используют MOV-варисторы для защиты от перенапряжений, вызванных, например, молниями или коммутациями мощной индуктивной нагрузки. Традиционные MOV-варисторы с радиальными выводами обеспечивают защиту от помех обеих полярностей и обладают целым рядом преимуществ. В частности, MOV-варисторы устойчивы к высоким импульсным токам, способны рассеивать значительную энергию и отличаются высоким быстродействием.
К сожалению, у MOV-варисторов есть и недостатки, среди которых стоит в первую очередь отметить их склонность к деградации. Ухудшение характеристик варисторов с течением времени может приводить и к катастрофическим отказам. По мере старения MOV-варистора его допустимое рабочее напряжение снижается. Кроме того, MOV-варистор, работающий в течение долгого времени в условиях постоянных перенапряжений и высоких температур, может начать самопроизвольно разрушаться даже под действием собственных токов утечки. Токи утечки вызывают неконтролируемый перегрев, который в конечном итоге приводит к разрушению MOV-варистора.
По этой причине стандарт UL требует, чтобы защитные устройства в обязательном порядке проходили тестирование на устойчивость к таким отказам. Существует множество приложений, в которых требуется более высокий уровень безопасности и надежности, чем способны обеспечить MOV-варисторы.
Решение проблемы перегрева MOV-варисторов
Для решения проблемы перегрева разработчики обычно используют специальные MOV-варисторы с дополнительной тепловой защитой. В качестве примера такого решения можно привести серию варисторов TMOV (название TMOV является зарегистрированным товарным знаком компании Littelfuse Inc.). Варисторы TMOV имеют встроенный терморазмыкатель, который отключает варистор от цепи при возникновении перегрева. При этом варистор остается в диапазоне безопасных температур.
К сожалению, такое решение не позволяет избавиться от токов утечки, которые по-прежнему приводят к дополнительным потерям мощности, даже когда варистор находится в выключенном состоянии. Терморазмыкатель защищает варистор только от опасного перегрева. Кроме того, большинство MOV-варисторов с тепловой защитой способны обеспечивать защиту UL 1449 только с рабочими токами до 10 А. То есть, они не смогут разорвать цепь при нагрузке 100 А.
Еще одним недостатком MOV-варисторов с тепловой защитой является тот факт, что после срабатывания терморазмыкателя нагрузка остается незащищенной. Конечно, существуют способы обнаружить факт срабатывания тепловой защиты, в частности, у варисторов серии TMOV для этих целей предназначен специальный вывод, к которому можно подключить светодиод, сигнализирующий об отключении варистора от цепи. Однако такое решение увеличивает стоимость системы защиты и по факту не решает проблему защиты нагрузки при отключении варистора.
Чтобы снизить вероятность теплового разрушения, некоторые разработчики выбирают варисторы с номинальным напряжением, намного превышающим нормальное рабочее напряжение нагрузки. Такой подход замедляет процесс старения, однако стоит помнить, что напряжение ограничения варистора также увеличивается. В результате нагрузка должна выдерживать более высокие амплитуды напряжений. Все это приводит к повышению требований к компонентам, а значит, к удорожанию схемы.
Повышение уровня защиты
Поскольку стандартные MOV-варисторы, TMOV и варисторы с более высоким рабочим напряжением не всегда отвечают предъявляемым требованиям, то в ряде случаев необходим другой подход к организации защиты нагрузки от мощных помех. Один из таких подходов предполагает объединение в одном компоненте MOV-варистора и газового разрядника (gas discharge tube, GDT). Существующие технологии позволяют упаковать эти защитные элементы в традиционном компактном корпусе с радиальными выводами. При этом новые гибридные компоненты способны напрямую заменять MOV-варисторы (рис. 1).
Рис. 1. Технология FLAT от компании Bourns
Компания Bourns использует фирменную технологию FLAT, которая позволяет разместить в одном компактном корпусе газовый разрядник и MOV-варистор. Новый защитный компонент способен напрямую заменять стандартные MOV-варисторы с диаметром диска 14 и 20 мм.
Совместное использование MOV и GDT практически полностью решает проблему токов утечки, что предотвращает нагрев варистора и существенно снижает вероятность аварийного отказа. При нормальной работе (при отсутствии перенапряжений) газовый разрядник находится в выключенном состоянии, которое характеризуется сверхнизкими токами утечки, а варистор оказывается отключен от защищаемой линии. Небольшие перенапряжения не влияют на варистор и его свойства практически не ухудшаются с течением времени.
При возникновении перенапряжения разрядник быстро переходит в проводящее состояние (менее чем за микросекунду) и, тем самым, подключает варистор к защищаемой цепи. Далее варистор ограничивает уровень выброса напряжения, шунтируя избыточный ток на себя. После прохождения помехи ток через варистор падает и GDT-разрядник отключается. После выключения разрядника варистор снова оказывается отключенным от защищаемой цепи. Совместная работа GDT и MOV обеспечивает более длительный срок службы и более высокий уровень надежности. На рис. 2 представлена результирующая вольт-амперная характеристика гибридного GMOV-компонента.
Рис. 2. Результирующая вольт-амперная характеристика гибридного GMOV-компонента
Защитные характеристики GMOV определяются напряжением включения (Vfp) и уровнем напряжения ограничения (Vc). Vfp измеряется на уровне 10% пикового тока в соответствии с МЭК 61051-1. Обратите внимание, что выброс Vfp имеет длительность менее 0,3 мкс и представляет собой время, необходимое для включения GDT. Vc – напряжение ограничения, которое определяется как сумма напряжения ограничения MOV и напряжения дуги GDT во включенном состоянии.
GMOV практически не влияет на работу схемы. Низкая емкость GDT гарантирует, что гибридная защита не будет мешать высокоскоростной передаче данных. Кроме того, отпадает необходимость в дополнительных индикаторах (как в случае с TMOV), что позволяет снизить стоимость реализации системы защиты.
Сертификация UL 1449
Тест UL 1449 с обрывом нулевого провода демонстрирует преимущества гибридного подхода. Правильно подобранный GDT-разрядник обеспечивает выполнение требований UL 1449. Использование защитных компонентов, прошедших сертификацию UL 1449, экономит время и деньги как на этапе проектирования, так и на этапе сертификации продукта. Поскольку компоненты GMOV от Bourns имеют точно такой же уровень защиты, как и MOV (Type 5 в соответствии UL), то они могут без особых проблем напрямую заменять варисторы.
Преимущества от снижения тока утечки
Деградация параметров варисторов из-за многочисленных срабатываний с течением времени может привести к снижению уровня защиты. Кроме того, в ряде приложений высокий ток утечки системы защиты и ее паразитная емкость мешают нормальной работе устройства. Использование новых гибридных компонентов GMOV от Bourns для защиты от перенапряжений обеспечивает минимальный ток утечки и очень низкую емкость, что решает перечисленные проблемы.
Энергоэффективные приложения Energy Star также выигрывают от уменьшения токов утечки, особенно в условиях высокого уровня помех. Низкий ток утечки и минимальная емкость позволяют GMOV надежно работать в таких приложениях, как высокоскоростная передача данных по линиям электроснабжения.
Защита устройств следующего поколения
Поскольку системы питания все чаще вынуждены работы в условиях высокого уровня помех, то традиционная варисторная защита все чаще сталкивается с проблемой преждевременных аварийных отказов, что негативно сказывается на уровне надежности и безопасности оборудования. К счастью появляются новые технологии для защиты от мощных помех. Объединение в одном корпусе MOV-варистора и GDT-разрядника позволяет взять все лучшее от обеих технологий: минимальное потребление в выключенном состоянии и отсутствие существенной деградации из-за перегрева. Такое решение обеспечивает длительный срок службы MOV-варистора, делая работу устройства более надежной и безопасной.
Источник: www.powerelectronics.com
Как защитить дом от импульсных перенапряжений / Статьи и обзоры / Элек.ру
В техподдержке интернет-магазина «АСберг АС» клиенты часто задают вопросы о том как защитить дом от перепадов напряжения, что такое устройства защиты от перенапряжения, какие они бывают и как их подбирать. Класс продукции УЗИП известен покупателям значительно меньше чем автоматические выключатели или УЗО и игнорирование защиты от перенапряжения часто служит причиной пожаров и выхода из строя дорогостоящего электронного оборудования в частных домах. Хотелось бы восполнить этот пробел в знаниях покупателей и рассказать более подробно о том, что такое УЗИП, для чего он нужен и как его подобрать.
УЗИП: особенности выбора и применения
Даже кратковременные импульсные броски напряжения, в несколько раз превышающие номинальное, могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящей электротехнике и электронике, а то и стать причиной пожара. Перенапряжение в сетях может возникать из-за грозы, аварий или переходных процессов. Например, импульсные перенапряжения могут стать следствием попадания молнии в систему молниезащиты или линию электропередач, переключения мощных индуктивных потребителей, таких как электродвигатели и трансформаторы, коротких замыканий.
Что такое УЗИП и для чего оно нужно?
Широкое распространение получили УЗИПс быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку
Ограничитель перенапряжения в электроустановках напряжением до 1 кВ называют устройством защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП. Устройства защиты от импульсных перенапряжений — как раз и призваны защитить электрооборудование от подобных ситуаций. Они служат для ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока на землю, снижения амплитуды перенапряжения до уровня, безопасного для электрических установок и оборудования. УЗИП применяются как в гражданском строительстве, так и на промышленных объектах.
Основной российский документ, определяющий, что такое УЗИП, это ГОСТ Р 51992-2002, «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах».
УЗИП призваны обеспечить защиту от ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП), защитить высокочувствительное оборудование и технику от импульсных перенапряжений и коммутационных бросков питания. Широкое распространение получили УЗИП с быстросъемным креплением для установки на DIN-рейку.
Аппараты защиты от импульсных напряжений включают в себя устройства нескольких категорий:
Тип устройства | Для чего предназначено | Где применяется |
---|---|---|
I класс | Для защиты от непосредственного воздействия грозового разряда. Защищают от импульсов 10/350 мкс: попадание молнии в систему внешней молниезащиты и попадание молнии в линию электропередач вблизи объекта. Амплитуда импульсных токов с крутизной фронта волны 10/350 мкс находится в пределах 25-100 кА, длительность фронта волны достигает 350 мкс. | Устанавливаются на вводе питающей сети в здание (ВРУ/ГРЩ). Данными устройствами должны укомплектовываться вводно- распределительные устройства административных и промышленных зданий и жилых многоквартирных домов. |
II класс | Обеспечивают защиту от перенапряжений, вызванных коммутационными процессами, а также выполняющие функции дополнительной молниезащиты. Предназначены для защиты от импульсов 8/20 мкс. Они защищают от ударов молнии в ЛЭП, от переключений в системе электроснабжения. Амплитуда токов — 15-20 кА. | Монтируются и подключаются к сети в распределительных щитах. Служат дополнительной защитой от импульсов, которые не были полностью нейтрализованы УЗИП I класса. |
III класс | Для защиты от импульсных перенапряжений, вызванных остаточными бросками напряжений и несимметричным распределением напряжения между фазой и нейтралью. Также работают в качестве фильтров высокочастотных помех. Предназначены для защиты от остаточных импульсов 1,2/50 мкс и 8/20 мкс импульсов после УЗИП I и II классов. | Используются для защиты чувствительного электронного оборудования, поблизости от которого и устанавливаются. Характерные области применения — ИТ- и медицинское оборудование. Также актуальны для частного дома или квартиры — подключаются и устанавливаются непосредственно у потребителей. |
Конструкция УЗИП постоянно совершенствуется, повышается их надежность, снижаются требования по техническому обслуживанию и контролю.
Как работает УЗИП?
УЗИП устраняет перенапряжения:
- Несимметричный (синфазный) режим: фаза — земля и нейтраль — земля.
- Симметричный (дифференциальный) режим: фаза — фаза или фаза — нейтраль.
В несимметричном режиме при превышении напряжением пороговой величины устройство защиты отводит энергию на землю. В симметричном режиме отводимая энергия направляется на другой активный проводник.
Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S. В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП. В нем нет контакта для подключения нулевого проводника.
Схема подключения УЗИП в однофазной и трехфазной сети системы TN-S.В системе заземления TN-C применяется трехполюсное УЗИП.
В нем нет контакта для подключения нулевого проводника
В разрядниках при воздействии грозового разряда в результате перенапряжения пробивает воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы с заземляющим контуром, и импульс высокого напряжения уходит в землю. В вентильных разрядниках гашение высоковольтного импульса в цепи с искровым промежутком происходит на резисторе.
УЗИП на основе газонаполненных разрядников рекомендуется к применению в зданиях с внешней системой молниезащиты или снабжаемых электроэнергией по воздушным линиям.
В варисторных устройствах варистор подключается параллельно с защищаемым оборудованием. При отсутствии импульсных напряжений, ток, проходящий через варистор очень мал (близок к нулю), но как только возникает перенапряжение, сопротивление варистора резко падает, и он пропускает его, рассеивая поглощенную энергию. Это приводит к снижению напряжения до номинала, и варистор возвращается в непроводящий режим.
УЗИП имеет встроенную тепловую защиту, которая обеспечивает защиту от выгорания в конце срока службы. Но со временем, после нескольких срабатываний, варисторное устройство защиты от перенапряжений становится проводящим. Индикатор информирует о завершении срока службы. Некоторые УЗИП предусматривают дистанционную индикацию.
Как выбрать УЗИП?
При проектировании защиты от перенапряжений в сетях до 1 кВ, как правило, предусматривают три уровня защиты, каждая из которых рассчитана на определенный уровень импульсных токов и форму фронта волны. На вводе устанавливаются разрядники (УЗИП класса I), обеспечивающие молниезащиту. Следующее защитное устройство класса II подключается в распределительном щите дома. Оно должно снижать перенапряжения до уровня, безопасного для бытовых приборов и электросети. В непосредственной близости от оборудования, чувствительного к броскам в сети, можно подключить УЗИП класса III. Предпочтительнее использовать УЗИП одного вендора.
Для координации работы ступеней защиты устройства должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга — более 10 метров по питающему кабелю. При меньших дистанциях требуется включение дросселя, возмещающего недостающие активно-индуктивные сопротивления проводов. Также рекомендуется защищать УЗИП с помощью плавких вставок.
При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защиты.
При каскадной защите требуется минимальный интервал 10 м между устройствами защитыКлассы УЗИП не являются унифицированными и зависят от конкретной страны. Каждая строительная организация может ссылаться на один из трех классов испытаний. Европейский стандарт EN 61643-11 включает определенные требования по стандарту МЭК 61643-1. На основе МЭК 61643 создан российский ГОСТ Р 51992.
Оценка значимости защищаемого оборудованияНеобходимость защиты, экономические преимущества устройств защиты и соответствующие устройства защиты должны определяться с учетом факторов риска: соответствующие нормы прописаны в МЭК 62305-2. Критерии проектирования, монтажа и техобслуживания учитываются для трех отдельных групп:
Группа | Что включает | Где определяется |
---|---|---|
Первая | Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и вреда здоровью людей | МЭК 62305-3 |
Вторая | Меры защиты для минимизации отказов электрических и электронных систем | МЭК 62305-4 |
Третья | Меры защиты для минимизации риска ущерба имуществу и отказов инженерных сетей (в основном электрические и телекоммуникационные линии) | МЭК 62305-5 |
Нормы установки молниезащитных разрядников прописаны в международном стандарте МЭК 61643-12 (принципы выбора и применения). Несколько полезных разделов содержит международный стандарт МЭК 60364 (электроустановки зданий):
- МЭК 60364-4-443 (защита для обеспечения безопасности). Если установка запитывается от воздушной линии или включает в себя такую линию, должно предусматриваться устройство защиты от атмосферных перенапряжений, если грозовой уровень для рассматриваемого объекта соответствует классу внешних воздействий AQ 1 (более 25 дней с грозами в год).
- МЭК 60364-4-443-4 (выбор оборудования установки). Этот раздел помогает в выборе уровня защиты для разрядника в зависимости от защищаемых нагрузок. Номинальное остаточное напряжение устройств защиты не должно превышать выдерживаемого импульсного напряжения категории II.
В качестве первой ступени лучше применять УЗИП на базе разрядников без съемного модуля. Вряд ли вам удастся найти варисторное устройство с номинальным током Iimp более 20 кА. Шкаф, в котором установлено УЗИП такого типа, должен быть из несгораемого материала.
Важнейшим параметром, характеризующим УЗИП, является уровень напряжения защиты Up. Он не должен превышать стойкость электрооборудования к импульсному напряжению. Для УЗИП I-го класса Up не превышает 4 кВ. Уровень напряжения защиты Up для устройств II-го класса не должен превышать 2,5 кВ, для III-го класса — 1,5 кВ. Это тот уровень, который должна выдерживать техника.
Ещё несколько важных параметров, которые необходимо знать для выбора УЗИП. Максимальное длительное рабочее напряжение Uc — действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Оно равно номинальному напряжению с учетом возможного завышения напряжения в электросети.
Номинальный ток нагрузки IL — максимальный длительный переменный (действующее значение) или постоянный ток, который может подаваться к нагрузке. Этот параметр важен для УЗИП, подключаемых в сеть последовательно с защищаемым оборудованием. УЗИП обычно подключаются параллельно цепи, поэтому данный параметр у них не указывается.
Выбор защитной аппаратуры: чувствительное оборудование и оборудование зданияВыбор защитной аппаратуры: бытовая техника и электроникаВыбор защитной аппаратуры: производственное оборудованиеВыбор защитной аппаратуры: ответственное оборудованиеСегодня многие крупные потребители электрической энергии с успехом используют на территории России высококачественные элементы УЗИП. Положительные результаты испытаний и эффективность применения УЗИП в России позволяют говорить о том, что их использование в российских условиях выгодно и удобно. Остается подобрать нужную модель устройства и установить ее на объекте.
Превратите ваше УЗО в реле защиты от скачков напряжения с помощью всего двух деталей!
Для общей защиты и защиты человека от выхода электрического тока из повреждённых частей электропроводки используется устройство защитного отключения. Так же, при некоторой доработке, оно способно предохранить щиток от колебаний силы электрического тока, которые губительно влияют на него. Что именно необходимо сделать для усовершенствования данного прибора, мы написали в нашей статье.Варистор и его назначение
Чтобы провести модификацию нужно применить два резистора — обыкновенный, с сопротивлением в десять тысяч Ом, принцип его работы заключается в расточении лишнего электричества в качестве тепловой энергии, и варистор, он же нелинейный резистор. У варистора достаточно интересный механизм действия — при нормальных условиях он представляет собой источник резистентности, а при возникновении участка цепи с повышенным напряжением, он начинает применяться, в качестве проводника тока, до момента, пока напряжение не вернётся в нормальное состояние, после чего он снова восстанавливает свои резисторные функции.
Способ конструирования цепи по протекции от скачков напряжения
По умолчанию, предположим, вы имеете в наличии узо и оно оберегает определённую цепь передач, может быть две или три. Основной задачей является — спаять окончания схемы к нулю и к противоположному выходу УЗО, предварительно сообщив резистор и варистор вместе. Существует множество иллюстраций схемы, которая должна получится в итоге, но основное её описание следующим образом: источники создающие сопротивление остаются практически не задействованы (от них движение тока менее 0,9 мА), пока показатель напряжения проходящий через цепь меньше значения в 280 Вт, как только данная граница будет достигнута, варистор начнёт пропускать собой электричество, по силе равное 32 мА. Как результат, устройство защитного отключения принимает сигнал о том, что произошла утечка и за кротчайший срок отключит всю систему (около 22 мс). Тем самым защитит ваши электроприборы от скачка напряжения и не позволит им перегореть. Для повышенной надёжности комбинации варистора и резистора, необходимо провести между ними процесс спайки и отграничить от основной системы термоусадочной трубкой.
Вывод
Необходимо помнить главное — абсолютно все работы, связанные с электрической цепью, проводятся при выключенном напряжении. Для экономии времени и минимизации рисков, советуем вам подготовить схему заранее, а в щитке её останется только подключить!
Резистор. Нелинейные резисторы | Для дома, для семьи
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем тему о резисторах. Во второй части статьи мы рассмотрели резисторы переменного сопротивления, а в этой заключительной части познакомимся с нелинейными резисторами.
Нелинейные резисторы относятся к классу саморегулирующихся резисторов, изменяющих свое сопротивление под воздействием внешних электрических или неэлектрических факторов. Благодаря своим специфическим качествам нелинейные резисторы применяются в схемах автоматики, схемах защиты от перенапряжений, в устройствах контроля и регулирования различных величин, в качестве датчиков в измерительных приборах и т.д.
Нелинейными называются резисторы, для которых не выполняется линейная зависимость между током и приложенным к ним напряжением. Наиболее широкое применение в электронике и электротехнике нашли варисторы, терморезисторы, фоторезисторы и тензорезисторы.
1. Тензорезисторы.
Тензорезистор – это резистор, деформация которого вызывает изменение его электрического сопротивления. Тензорезисторы широко применяются в качестве чувствительных элементов тензометрических датчиков, используемых для измерения деформаций, внутренних усилий, перемещений, биений, крутящих моментов, давления и др.
В основе принципа работы тензорезистора лежит явление тензоэффекта, заключающееся в изменении электрического сопротивления проводника при его растяжении или сжатии, изгибе, кручении и сдвига. Однако чаще всего рассматривают линейную деформацию растяжения или сжатия. На рисунке показан тензодатчик, применяемый в конвейерных весах для измерения веса материала.
Тензорезистор представляет собой проводник, выполненный в виде плоской петлеобразной обмотки прямоугольной формы (решетки), к концам которой припаяны (приварены) выводы из медного провода, предназначенные для включения тензорезистора в электрическую цепь. Решетка с помощью специального клея закрепляется на тонкой прямоугольной полоске из бумаги, клеевой или лаковой пленки, служащей для решетки подложкой. С помощью подложки тензорезистор крепится к поверхности тензодатчика или исследуемого объекта.
Проводники для тензорезисторов изготавливают из специальной константановой микропроволоки толщиной 0,025…0,035 мм, тонкой фольги из медноникелевого сплава толщиной 0,01…0,02 мм или же напыляются методом фототравления для получения плёнки металла.
Принцип работы тензорезистора достаточно прост. Для проведения измерений тензорезистор приклеивают к исследуемому объекту, благодаря чему деформация устройства практически точно воспринимается решеткой тензорезистора. В процессе измерения исследуемый объект деформируется, соответственно, и решетка тензорезистора испытывает деформацию растяжения или сжатия, отчего меняется ее поперечное сечение, а значит, и сопротивление.
Отечественной промышленностью выпускаются проволочные, фольговые и полупроводниковые тензорезисторы. На рисунке показан внешний вид фольговых тензорезисторов типа ТКФ, 2ФКП.
На следующем рисунке показан фольговый тензорезистор для измерения трех компонент деформации.
Основными параметрами тензорезисторов являются:
1. Коэффициент тензочувствительности (чувствительность тензорезистора) — характеризует интенсивность изменения сопротивления проводника в зависимости от воздействующей деформации.
2. Номинальное сопротивление, R (Ом) – значение активного сопротивления чувствительного элемента (решетки) тензорезистора. Тензорезисторы выпускаются с номинальным сопротивлением 10…1000 Ом и наиболее распространенными являются величиной 120, 200, 350, 400, 1000 Ом.
3. Предельная деформация, Ɛmax (%) – наибольшее значение деформации в мкм/м (или в %), в отношении которой завод-изготовитель гарантирует надежную работу тензорезистора.
4. Ползучесть, % (ч) – проявляется в виде изменения выходного сигнала при заданном и неизменном значении деформации. Причиной ползучести является упругое несовершенство подложки и клея. Обычно ползучесть тензорезисторов не превышает 0,5 — 1% за первый час после приклеивания и соответственно 1 – 1,5% за 6 часов.
На принципиальных схемах тензорезисторы обозначают основным символом резистора и знаком нелинейного саморегулирования с буквой «Р», обозначающей механическое усилие – давление.
Измерение деформации с помощью тензорезистивных преобразователей является одним из самых сложных в технике электрических измерений из-за малого диапазона изменения сопротивления тензорезистора при воздействии деформации. Изменение сопротивления 100-омного датчика составляет около 0,0002 Ом на деформацию в 1 мкм/м, поэтому для преобразования таких малых изменений питающее напряжение к тензорезистору подводят через мостовую схему, где тензорезистор может быть включен в одно из плеч моста, либо в два плеча, либо мостовая цепь составляется целиком из тензорезисторов.
В зависимости от количества тензорезисторов, включаемых в измерительный мост, возможны три модификации мостовой схемы: «четверть моста», «полумост» и «полный мост».
Тензорезисторы обычно выносятся за пределы измерительного устройства и располагаются на исследуемом объекте, тогда как резисторы, дополняющие мост, как правило, расположены в измерительном устройстве.
2. Терморезисторы.
Терморезистором называют полупроводниковый резистор, сопротивление которого изменяется под действием температуры. Резистивный элемент таких резисторов выполнен из полупроводниковых материалов на основе окислов металлов.
Терморезисторы используются для температурной компенсации различных электрических цепей, стабилизации токов и напряжений, в качестве датчиков контроля температуры, в автоматике для регулирования и измерения температуры, в измерителях мощности и т.д.
Основными параметрами терморезисторов является номинальное сопротивление, изменяющееся при определенной температуре, и температурный коэффициент сопротивления (ТКС), показывающий на какую величину изменяется сопротивление резистора при изменении температуры на 1°С. Также учитывают тепловую инерцию, которая характеризуется постоянной времени, т.е. промежутком времени, в течение которого сопротивление резистора изменится на 63°С при перенесении его из воздушной среды с температурой 0°С в воздушную среду с температурой 100°С.
В зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы изготавливают с отрицательным и положительным ТКС. Терморезисторы с отрицательным ТКС называют термисторами (NTC), а с положительным – позисторами (PTC). При повышении температуры сопротивление термистора уменьшается, а сопротивление позистора увеличивается.
Нагрев терморезистора осуществляют прямым или косвенным способом.
При прямом нагреве сопротивление резистора изменяется под действием окружающего воздуха или непосредственно проходящим через резистор током. Терморезисторы с прямым нагревом используются для измерения температуры, температурной компенсации положительного ТКС различных электрических цепей, стабилизации токов и напряжений, в качестве предохранителей в схемах защиты от перегрузок по току и напряжению, в качестве переключателей в пусковых устройствах.
Отечественная промышленность выпускает термисторы серии КМТ, ММТ, СТ1-2, СТ1-17, СТ3-6, СТ4-2, ПТ1, ПТ3, ТР1 — ТР4, ТП и т.д., а также позисторы серии СТ5-1, СТ6-1А, СТ10-1, СТ11-1Г, СТ14-3, СТ15-2-220В и т.д.
При косвенном нагреве изменение сопротивления происходит под действием тепла, выделяемого специальным нагревателем. В резисторах косвенного нагрева резистивный и нагревательный элементы размещены в одном корпусе, но гальванически разделены друг от друга. Нагревательным элементом задается температура резистивного элемента и, тем самым, изменяется сопротивление терморезистора. Терморезисторы косвенного нагрева используются в качестве переменного резистора, управляемого напряжением, приложенным к нагревательному элементу терморезистора.
Отечественной промышленностью выпускаются резисторы косвенного нагрева серии ТКП-20, ТКПМ-20, ТКП-50, ТКПМ-50, ТКП-300А, ТКПМ-300А, СТ1-21, СТ1-30, СТ1-31, СТ3-21, СТ3-27, СТ3-31, СТ3-33 и т.д.
На принципиальных схемах терморезисторы изображают в виде нелинейного резистора со знаком температуры «t°». Условное изображение терморезистора косвенного нагрева обозначается с дополнительным символом подогревателя в виде перевернутой латинской буквой «U».
3. Варисторы.
Варистором называют полупроводниковый резистор, обладающий свойством уменьшения сопротивления полупроводника при увеличении приложенного напряжения.
Варисторы обладают высоким омическим сопротивлением, составляющим сотни мегаом, и включаются в электрическую цепь параллельно питающему напряжению и нагрузке. Они работают в диапазоне напряжений от 4 до 1500 В постоянного или переменного тока и рассчитаны на определенное рабочее напряжение.
Варисторы применяются для защиты электрооборудования от импульсных напряжений и используются в маломощных стабилизаторах, системах автоматической регулировки усиления, в схемах защиты от перегрузок и т.п. Принцип действия варистора заключается в его способности мгновенно понижать свое сопротивление при увеличении или скачках питающего напряжения, а затем также мгновенно его восстанавливать при возвращении напряжения на первоначальный уровень.
Работает варистор следующим образом: в обычном режиме (при отсутствии скачков напряжения) он находится под действием питающего напряжения защищаемого оборудования и проходящий ток через варистор очень мал (менее 1 мА) и варистор никак не влияет на работу защищаемого оборудования.
При скачке питающего напряжения варистор резко уменьшает свое сопротивление до нескольких ом и шунтирует нагрузку, пропуская весь пиковый ток через себя. При этом поглощаемая варистором энергия скачков напряжения рассеивается в виде теплового излучения, и в этот момент через варистор могут кратковременно протекать токи в десятки или тысячи ампер.
Так как варистор обладает большим быстродействием (не более 25 нс), то после прекращения скачков напряжения он быстро восстанавливает свое сопротивление до номинального значения и питающее напряжение опять поступает на оборудование.
При длительном воздействии повышенным напряжением варистор может перегреться и выйти из строя из-за превышения максимально допустимого тока. Геометрические размеры и мощность варистора играют значительную роль, так как общая площадь его поверхности имеет пропорциональное влияние на эффективность рассеивания энергии бросков напряжения и удержание пиковых токов нагрузки без угрозы быть поврежденным. Поэтому на корпусе зарубежных и некоторых отечественных варисторов помимо рабочего напряжения указывают его диаметр в миллиметрах:
Но все же полную информацию о варисторе необходимо смотреть на сайте производителя или в сопроводительной документации, так как производители маркируют их с небольшим отличием.
Основные параметры варисторов:
1. Номинальное рабочее напряжение, Un – классификационное напряжение, при котором через варистор протекает ток 1мА.
2. Максимально допустимое переменное Um~ и постоянное Um= напряжение – величина, при которой варистор включается в работу.
3. Напряжение ограничения — максимальное напряжение между выводами варистора, воздействующее на защищаемое электрооборудование в момент шунтирования его варистором.
4. Допустимая поглощаемая энергия, W (Дж) при воздействии одиночного импульса. От этой величины зависит, как долго может действовать перегрузка с максимальной мощностью без опасности повредить варистор.
5. Емкость, Со, измеренная в закрытом состоянии. При работе ее значение зависит от приложенного напряжения. Когда варистор пропускает пиковый ток, величина емкости падает до нуля.
Расчет рабочего режима варистора сводится к оптимальному выбору значения его классификационного напряжения и допустимой энергии рассеивания. Для ориентировочных расчетов рекомендуется, чтобы рабочее переменное напряжение не превышало Uвх ≤ 0,6Un, а рабочее постоянное напряжение не превышало Uвх ≤ 0,85Un.
Для сети с напряжением 220В 50Гц используют варисторы с классификационным напряжением не ниже 380…430В. Для варистора с классификационным напряжением 430 В при импульсе тока 100 А напряжение будет ограничено на уровне около 600 В.
Для повышения рассеиваемой мощности варисторы включают последовательно или параллельно. При последовательном включении через варисторы протекает одинаковый ток, а общее напряжение разделяется пропорционально их сопротивлениям. В этих же соотношениях разделяется поглощаемая энергия.
При параллельном включении используется последовательно-параллельная схема включения варисторов: варисторы последовательно собираются в столбы, а столбы соединяются параллельно. Затем подбором варисторов добиваются совпадения ВАХ столбов варисторов.
На принципиальных схемах варистор обозначается в виде нелинейного резистора с латинской буквой «U» у излома знака саморегулирования.
Из советских и российских наибольшее применение нашли варисторы серии СН1 (устарели и не выпускаются), СН2 и ВР-1, а из зарубежных, варисторы серии FNR, CNR, TWR, JVR, WMR, HEL, MYG и т.д.
Отечественные варисторы изготавливаются в виде дисков толщиной до 10 мм (в зависимости от классификационного напряжения) и маркируются буквенным и цифровым кодом. Варисторы СН2-1 и ВР-1 имеют проволочные однонаправленные выводы диаметром 0,8 мм (варисторы СН2-1 варианта «в» имеют выводы диаметром 0,6 мм). Варисторы СН2-2 вариант «А» имеют штуцерные выводы с резьбой М5, вариант «Б» имеет массивные выводы, переходящие в шпильки с резьбой М5, вариант «Г» имеет массивные дисковые выводы с резьбой М5, а варианты «В» и «Д» имеют контактные поверхности, покрытые серебром.
Маркировка отечественных варисторов:
1. Две первые буквы СН и ВР указывают, что это варистор.
2. Цифра сразу после букв обозначает материал, из которого сделан варистор: СН2 – оксидноцинковые, ВР-1 — оксидноцинковые.
3. Вторая цифра, написанная через дефис, обозначает тип варистора (1 – дисковые варисторы, 2 – силовые варисторы). У варисторов ВР вторая цифра является типоразмером (габариты).
4. Буква сразу после второй цифры указывает на вариант варистора (а–д – проволочные выводы; А–Д – силовые выводы).
5. Третье число является номинальным напряжением (в вольтах).
6. Четвертое число обозначает допускаемое отклонение от номинального напряжения (в процентах).
Примеры маркировки:
СН2-1а 430В ±10% — оксидноцинковый варистор, дисковый, с проволочными выводами, номинальным напряжением 430 В с допускаемым отклонением ±10%.
ВР-1-1 22В ±10% — оксидноцинковый варистор, дисковый, с проволочными выводами, номинальным напряжением 22 В с допускаемым отклонением ±10%.
Примеры маркировки зарубежных варисторов:
FNR 14 K471:
FNR – серия или название производителя;
14 — диаметр варистора 14 мм;
K – допускаемое отклонение от номинального напряжения ±10%;
471 – рабочее напряжение 470 В – смотри цифровая маркировка резисторов.
CNR 07D 390K:
CNR — серия или название производителя;
07— диаметр варистора 7мм;
D – дисковый;
390 — рабочее напряжение 39 В;
K – допускаемое отклонение от номинального напряжения ±10%.
271 KD 14:
271 — рабочее напряжение 270 В;
K — допускаемое отклонение от номинального напряжения ±10%;
D – дисковый;
14 — диаметр варистора 14 мм.
4. Фоторезисторы.
Фоторезистором называют полупроводниковый фотоэлектрический прибор, электрическое сопротивление которого зависит от освещенности. Фоторезисторы работают в цепях постоянного и переменного тока, и нашли широкое применение в радио и электротехнике. Их применяют в системах фотоэлектрической автоматике и телемеханике, в промышленной и бытовой электронике и вычислительной технике.
Принцип действия фоторезистора основан на эффекте фотопроводимости полупроводника при его освещении. В результате поглощения полупроводником лучистой энергии образуется дополнительное количество подвижных носителей заряда, вследствие чего улучшается электропроводность полупроводника и, как следствие, уменьшается сопротивление, т.е. возникает дополнительная проводимость, называемая фотопроводностью полупроводника.
Если поверхность полупроводника освещать непрерывно, то его сопротивление снижается, и через фоторезистор начинает течь световой ток. После прекращения освещения восстанавливается прежняя величина проводимости и через неосвещенный фоторезистор течет малый ток, называемый темновым. Разность между световым и темновым током называют фототоком.
Более удобно пользоваться понятием темновое сопротивление, которое определяется, как сопротивление неосвещенного фоторезистора. Для большинства фоторезисторов указывается именно нижний предел темнового сопротивления, величина которого находится в пределах от десятков килоом до нескольких мегаом.
Фоторезистор состоит из диэлектрической подложки, выполненной из стеклянной или керамической пластины, на поверхность которой нанесен тонкий слой металла из золота, серебра или платины. На поверхность металлов нанесен тонкий слой из специального полупроводника, например, из сульфидов свинца, висмута, кадмия и др., свойства которого и определяют параметры фоторезистора. Подложка и полупроводник образуют светочувствительный элемент, который снабжен гибкими выводами для включения в электрическую цепь и расположен так, чтобы на него мог падать свет.
От внешних воздействий фоторезистор защищает слой лака или эпоксидной смолы, пропускающий свет лишь нужной области спектра, а также пластмассовый или металлический корпус. Свет проникает через окошечко в корпусе, расположенное над полупроводниковым слоем.
Отечественная промышленность выпускает фоторезисторы ФСК, ФСД, ФСА, СФ.
На электрических схемах фоторезисторы обозначаются символом резистора, помещенного в круг, к которому направлены две наклонные параллельные стрелки, символизирующие фотоэлектрический эффект. На некоторых современных отечественных и зарубежных схемах круг указывают не всегда.
К основным параметрам фоторезисторов относятся:
1. Темновое сопротивление, Rт – сопротивление фоторезистора в отсутствии падающего на него излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.
2. Световое сопротивление, Rc – сопротивление фоторезистора, измеренное через определенный интервал времени после начала воздействия излучения, создающего на нем освещенность заданного значения.
3. Рабочее напряжение, Uраб – постоянное напряжение, приложенное к фоторезистору, при котором обеспечиваются номинальные параметры при длительной его работе в заданных эксплуатационных условиях (гарантирующее продолжительную работу фоторезистора).
4. Удельная чувствительность – отношение фототока к произведению величины падающего на фоторезистор светового потока и приложенного к нему напряжения.
5. Интегральная чувствительность – определяется как отношение разности токов при освещении и темнового к световому потоку, падающего на резистор при номинальном значении напряжения. Ее величина лежит в пределах от 1000 до 5000 мкА/(лм•В).
Кроме указанных параметров, фоторезистор характеризуется также максимальным рабочим напряжением, номинальной мощностью, относительным изменением сопротивления, временем спада фототока при затемнении, а также спектральными характеристиками, показывающими, в какой части спектра фоторезистор имеет наибольшую чувствительность.
Вот и все, что хотел коротко рассказать о нелинейных резисторах.
Удачи!
Литература:
1. В. А. Волгов – «Детали и узлы радио-электронной аппаратуры», Энергия, Москва 1977 г.
2. Ю. А. Овечкин – «Полупроводниковые приборы», Москва «Высшая школа» 1979 г.
3. В. В. Фролов – «Язык радиосхем», Москва «Радио и связь», 1988 г.
4. И. Б. Бондаренко – «Электрорадиоэлементы. 1 часть. Резисторы», Санкт-Петербург 2012 г.
5. Б. А. Глаговский, И. Д. Пивен – «Электротензометры сопротивления», Энергия, Москва 1964 Ленинград.
6. Е. С. Полищук – «Измерительные преобразователи», Киев, Головное издательство издательского объединения «Вища школа», 1981 г.
7. В. А. Мехеда – «Тензометрический метод измерения деформаций», Самара, Издательство СГАУ, 2011 г.
Учебный курс Фрэнка
Варисторы (MOV)
Варистор или металл оксидный варистор (MOV) — специальный резистор, который используется для защиты цепи от высокого переходного (кратковременного) напряжения. Эти скачки и шипы атакуют оборудование у линии электропередачи и разрушают питание оборудования. Варистор способен сократить эти скачки и шипов и держите их подальше от следующего приложения.
Варистор также известен как резистор, зависимый от напряжения, или VDR.
| Варисторы разные. Напряжение короткого замыкания указано на корпусе. |
Схема варистора. |
Скачки и скачки
Скачок или скачок напряжения — это повышение напряжения, значительно превышающее стандартное. напряжение 230 вольт. Точное определение: Когда повышение длится 3 нс или более, это называется всплеском.
Продолжительность 1-2 нс называется всплеском.
Однако,
если выброс или выброс достаточно высок, это повредит устройство или
машина. И действительно, скачки напряжения в сети могут легко достигать 6000 вольт.
Даже
если повышенное напряжение не сразу сломает вашу машину, это может
подвергать компоненты дополнительной нагрузке и со временем изнашивать их.
Скачки переменного напряжения. | Скачок переменного напряжения. |
Причиной скачков и скачков напряжения в ЛЭП является работа мощных электрических устройств, например, кондиционеров, холодильники и лифты. Это мощное оборудование требует много энергии для включения и выключения двигателей и компрессоров. Этот переключение вызывает внезапные кратковременные потребности в мощности, которые нарушают постоянный поток напряжения в электрической системе.
Эти скачки и шипы могут немедленно или постепенно повредить электронные компоненты и являются общей проблемой в электрических системах большинства зданий.
Помимо линий электропередач, также страдают телефонные линии и антенные кабели. импульсами высокого напряжения, вызванными ударами молнии.
Рекомендуется использовать фильтры для защиты от перенапряжения для всех сложных электронных устройств, электронного оборудования, такого как компьютеры, компоненты развлекательных центров и, конечно, биомедицинское оборудование. Сетевой фильтр обычно продлевает срок службы этих устройств. |
Функция
В нормальных условиях сопротивление варистора очень велико.Когда подключенное напряжение становится выше спецификации варистора сопротивление сразу становится крайне низким. Это обстоятельство используется для защиты электронных приложений от перенапряжения. Варисторы есть просто добавляется ко входу блока питания. При скачках высокого напряжения и появляются шипы, варистор закоротит их и защитит следующие заявление. | Характеристическая кривая MOV. Низкое напряжение и низкий ток (высокое сопротивление). Когда напряжение достигает напряжения варистора, ток становится высоким очень быстро (резистор очень низкий. Разъемы короткие. |
Технические характеристики
Варисторы — это вид резисторов, но их характеристики не являются сопротивлением ῼ и мощность W. Для варисторов наиболее важными характеристиками являются напряжение зажима. Напряжение зажима
Это
напряжение короткого замыкания 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 ограничивающим напряжением 275 В.
Энергия
поглощение / рассеивание
Это
Рейтинг дан в джоулях и показывает, сколько энергии варистор может
впитывать. Более высокое число указывает на большую защиту. Варисторы с
От 200 до 400 джоулей обеспечивают хорошую защиту, обеспечивается лучшая защита
с устройствами на 600 джоулей и более.
Для увеличения энергопотребления можно поставить два или три варистора.
параллельно.
Время отклика
Варисторы
переключаться быстро, но не сразу. Всегда есть очень небольшая задержка, так как
они реагируют на скачок напряжения. Чем больше время отклика, тем
дольше подключенное приложение подвергается скачкам напряжения. Ответ
время 1 нс или быстрее вполне нормально.
Заявка
| Варистор на входе источника питания. |
Варистор просто подключается между линией и нейтраль но после предохранителя.Если варисторы короткое замыкание предохранитель перегорит и отключит сеть от следующего приложения. | |
Простое решение для эффективной защиты. Оригинальный сильноточный предохранитель следует заменить одним подходящим. с оборудованием. | |
Лучшая защита содержит три варистора: по одному на каждый из три пары проводов (линия, нейтраль и земля). |
Проблемы
Варисторы могут быть разрушен слишком большим количеством скачков. Они немного изнашиваются с каждым всплеском выше порога и однажды они полностью разрушены.Перенапряжение также является распространенной проблемой. Варисторы сгорели но тоже дайте предохранителю перегореть и таким образом сохраните подключенное оборудование.
| Неисправный варистор. Слишком большое количество скачков напряжения в течение длительного времени разрушает варисторы. |
Обычный отказ MOV — это перегрев.Это может вызвать пожар. |
Альтернативы
Газоразрядная трубка или газовая трубка — это своего рода искровой разрядник, содержащий воздух или газовая смесь.Когда скачки напряжения достигают определенного уровня, газ ионизирует газа, что делает его очень эффективным проводником. Он передает ток на линия заземления, пока напряжение не достигнет нормального уровня.
Сравнить с газовые лампы варисторов имеют более высокое напряжение пробоя. Они могут справиться значительно более высокие токи короткого замыкания и выдерживают многократное высокое напряжение удары без самоуничтожения. С другой стороны, время отклика составляет дольше.
Газоуловители обычно используются в телекоммуникационном оборудовании для защищать от ударов молнии.
|
Источники и дополнительная информация
http://en.wikipedia.org/wiki/Varistorhttp://en.wikipedia.org/wiki/Surge_Protector
http://www.nteinc.com/Web_pgs/MOV.html
Как использовать устройства защиты от электростатического разряда / перенапряжения: Варисторы SMD | Технические примечания | Чип-варисторы / керамические ограничители переходных процессов
О многослойных варисторах SMD
Варисторы SMD — это устройства защиты от перенапряжения, в которых используются свойства полупроводниковой керамики.Когда напряжение на варисторе превышает определенное значение, сопротивление падает до низкого значения и позволяет протекать току, обеспечивая защиту от перенапряжения электронных устройств, которые подключены параллельно варистору.
Ниже приведены несколько примеров эффективной защиты от электростатического разряда и перенапряжения с использованием варисторов SMD.
Содержание
- Поиск по характеристикам
- Поиск продуктов по характерным значениям, например по их применению, форме и напряжению варистора.
Пример приложения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для блоков ввода / вывода, таких как переключатели, клавиши, кнопки, соединительные клеммы и т. Д.
Поскольку мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты, являются портативными устройствами, электростатические разряды (ESD) от человеческого тела могут повредить ИС. Контрмеры требуются особенно для блоков ввода / вывода, таких как переключатели, клавиши, кнопки и соединительные клеммы, где присутствует электростатический разряд. Эффективное подавление электростатического разряда может быть достигнуто наряду с экономией места за счет подключения варисторов SMD параллельно с блоком ввода-вывода.
Рисунок 1 Переключатели / клавиши
Рисунок 2, кнопки
Пример приложения: защита от электростатического разряда / перенапряжения для аудио (голосовых) линий
Динамики и микрофоны смартфонов — это интерфейсы, которые выполняют ввод-вывод аудиосигналов на электронные устройства. Поскольку они обычно размещаются вне устройств, они легко подвержены воздействию электростатического разряда, что может привести к поломке или неисправности. Гнезда наушников и гарнитур, которые вставляются и вынимаются очень часто, представляют опасность электростатического разряда.Электростатический разряд, возникающий при вставке заряженной штыревой вилки, с большой вероятностью разряжается внутри устройства, и, следовательно, для этого требуются меры противодействия с использованием защитных устройств.
ВаристорыSMD имеют преимущества в применении перед диодами TVS. Если при использовании небольших TVS-диодов невозможно получить достаточную емкость, MLCC должны быть подключены параллельно. Однако для выполнения этой функции достаточно одного SMD-варистора, что сокращает необходимую площадь для монтажа.
Рисунок 3 Переключатели / клавиши Аудио (голосовые) линии: динамик и микрофон
Рисунок 4 Аудио (голосовые) линии: гарнитура
Ферритовые бусины на принципиальных схемах представляют собой компоненты для подавления шума, которые вставляются для подавления радиочастотных частот.Фильтры подавления шума TDK для звуковых линий способны уменьшить шумовые искажения, возникающие при вставке этих шариков, тем самым повышая их эффективность.
Пример приложения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для интерфейсов ввода / вывода [RS-232C / RS-423]
RS-232C и RS-423 — это стандарты интерфейса для последовательных портов, используемых для подключения ПК (хоста) к периферийным устройствам. Поскольку электростатический разряд возникает при вставке и удалении разъемов, варисторы SMD подключаются к каждому контакту ввода / вывода в качестве меры противодействия. Для компактной защиты от электростатического разряда доступны варисторы SMD матричного типа.
Рисунок 5 Интерфейс ввода / вывода: RS-232C / RS-423
Пример приложения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для интерфейсов ввода / вывода [RS-422 / RS-485]
RS-422 и RS-485 — это интерфейсы для систем дифференциальной передачи, использующие витую пару и обеспечивающие передачу на большие расстояния на расстояния 1 км и более. Однако на кабели с витой парой могут влиять электромагнитные искажения обоих кабелей.Это называется синфазным шумом и требует синфазных фильтров в дополнение к варисторам.…
Рисунок 6 Интерфейс ввода / вывода: RS-422
Рисунок 7 Интерфейс ввода / вывода: RS-485
Пример приложения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для интерфейсов ввода-вывода [USB 2.0 / USB SS]
USB SS (SuperSpeed) — это стандарт, который выше, чем USB 2. 0, и используется для USB 3.0, USB 3.1 и т.д. Скорость передачи данных до 5 Гбит / с в 10 раз выше, чем у USB 2.0.
Примеры использования варисторов SMD, включая варисторы матричного типа, в приложениях USB 2.0 и USB 3.0 показаны ниже. Монтажную площадь можно уменьшить, используя матричные варисторы в нескольких портах.
Рисунок 8 Интерфейс ввода / вывода: схемы USB 2.0
Рисунок 9 Интерфейс: USB 2.0 (с варистором микросхемы матричного типа)
Рисунок 10 Интерфейс ввода / вывода: USB SS
Пример приложения: защита от электростатического разряда / перенапряжения для интерфейсов ввода / вывода [HDMI / LVDS]
HDMI — это высокоскоростной дифференциальный интерфейс для подключения двух аудио-видео устройств, таких как телевизор и DVD-рекордер, а LVDS — это высокоскоростной дифференциальный интерфейс, соединяющий две печатные платы внутри электронного устройства. Поскольку эти интерфейсы имеют много линий, компактный варистор SMD типа массива эффективен для уменьшения монтажной площади.
Рисунок 11 Интерфейс ввода / вывода: HDMI / LDVS
Пример приложения: подавление скачков напряжения / шума интерфейса автомобильной локальной сети [LIN / CXPI, CAN / CAN-FD]
Автомобильные электронные устройства подключаются к общему стандарту интерфейса через автомобильную шинную систему, которая представляет собой бортовую сеть. Используются несколько шинных систем для разных скоростей передачи данных:
LIN и CAN — это стандарты для автомобильной локальной сети, устанавливаемые на такие компоненты кузова, как зеркала с электроприводом и сиденья с электроприводом, а CXPI — это новый стандарт, разработанный на основе LIN.В обоих случаях варисторы на микросхеме используются для подавления перенапряжения.
LIN / CXPI — это односторонние интерфейсы передачи, а катушки / бусины, которые соединены последовательно, предназначены для подавления шума в дифференциальном (нормальном) режиме. Поскольку CAN является интерфейсом дифференциальной передачи, для подавления синфазных помех установлены фильтры синфазных помех. CAN-FD — это новый стандарт с улучшенными характеристиками связи CAN.
Рисунок 12 Интерфейс автомобильной ЛВС: Подавление перенапряжения / шума LIN / CXPI
Рисунок 13 Интерфейс автомобильной ЛВС: CAN / CAN-FD шумоподавление
Пример приложения: Подавление перенапряжения / шума для автомобильных интерфейсов LAN [MOST50]
MOST — это автомобильная локальная сеть, используемая для подключения к сети бортовых мультимедийных устройств аудио и видео.MOST50 широко используется, поскольку позволяет использовать недорогие и легкие кабели UTP (неэкранированная витая пара).
Рисунок 14 Интерфейс автомобильной ЛВС: подавление скачков напряжения / шума MOST50
Пример приложения: Подавление перенапряжения / шума для автомобильных интерфейсов LAN [автомобильный Ethernet (100Base-T1)]
Наблюдается стремительный рост автомобильных приложений Ethernet, включая подключение бортовых камер, которые снимают изображения вокруг автомобиля и используют их для обеспечения безопасности и комфорта вождения. 100Base-T1 относится к автомобильному Ethernet с использованием кабелей UTP (неэкранированная витая пара) для обеспечения полнодуплексной связи со скоростью передачи данных 100 Мбит / с.
Рисунок 15 Интерфейс автомобильной ЛВС: автомобильный Ethernet (100Base-T1) подавление скачков напряжения / шума
Ссылки по теме
■ Руководство по выбору устройств защиты от электростатического разряда
Подберите оптимальные варисторы для микросхем и многослойные защитные устройства для микросхем промышленного и автомобильного класса в зависимости от области применения, внешних размеров и напряжения в цепи.
・ Товарный
・ Автомобильная марка
an9771
% PDF-1.5 % 278 0 объект > / OCGs [355 0 R] >> / OpenAction 279 0 R / Threads 280 0 R / Тип / Каталог >> endobj 282 0 объект > endobj 42 0 объект > endobj 386 0 объект > поток 1999-05-04T16: 20: 22ZAdobe Illustrator CS32010-04-26T16: 24: 28-05: 002010-04-26T16: 24: 28-05: 00
Вашему проекту требуется защита цепи
Вашему проекту требуется защита цепи
Защита цепей важна для любого электрического монтажа или проекта.С устройством защиты цепи в цепь добавляется слабое звено; эта линия связи предназначена для прерывания в случае возникновения неисправности, что позволяет защитить цепь от повреждений и / или вывести операторов из строя.
Типы устройств защиты цепей
Предохранители знакомы даже потребителям без опыта работы в электронике. В них есть кусок проволоки, который плавится, если ток через него слишком велик. Как только провод расплавится, цепь разомкнется. Существует несколько различных типов предохранителей, но все они работают по одним и тем же принципам.
Устройства остаточного тока или УЗО обнаруживают замыкания на землю и затем отключают питание. Миниатюрные автоматические выключатели или MCB — это электромеханические устройства, которые защищают цепи от перегрузки по току; В отличие от предохранителей, эти устройства можно использовать повторно, но они также более дороги. Прерыватели остаточного тока с максимальной токовой защитой (RCBO) используются в приложениях, где требуется защита от замыканий на землю и сверхтоков.
Металлооксидные варисторы для защиты цепей
Есть еще один способ защиты цепей в электрических проектах.Он называется металлооксидным варистором или MOV. В отличие от устройств, описанных выше, которые обеспечивают защиту от перегрузки по току, варисторы представляют собой нелинейные устройства, зависящие от напряжения, которые можно использовать для защиты цепей от перенапряжения. Название «варистор» является сокращением от переменного резистора.
Варисторы обычно изготавливаются из массивов кристаллов оксида цинка; оксид цинка заменяется оксидами других металлов, и кристаллы спекаются в керамический полупроводник. В результате получается кристаллическая микроструктура, способная рассеивать энергию для защиты схем.
Вот несколько общих вопросов о металлооксидных варисторах
От каких условий цепи защищает металлооксидный варистор (MOV)?
Металлооксидные варисторы защищают от высоких переходных напряжений. Это может произойти в результате молнии, переключения индуктивной нагрузки или электростатического разряда (ESD). Преимущество использования варистора из оксида металла для защиты заключается в том, что он работает быстро, часто за наносекунды, ограничивая повреждение остальной цепи.
Металлооксидная варисторная защита от перенапряжения полезна в приложениях, где возможны кратковременные скачки электрической энергии.
Как использовать варистор в цепи?
Подключайте варисторы непосредственно к основным источникам питания и через полупроводниковые переключатели, чтобы защитить тиристорные мосты, полевые МОП-транзисторы и транзисторы. Важно включать варисторы в процесс проектирования на ранней стадии, а не завершать проект, а затем пытаться найти для них лучшее место.
При выборе MOV для вашего проекта учитывайте максимальное рабочее напряжение и напряжение зажима, импульсный ток, поглощение энергии, ток утечки, максимальное напряжение переменного тока и время отклика.
Как варистор защищает схемы?
Металлооксидные варисторы работают путем подавления (или ограничения) напряжения до безопасного уровня и отвода избыточной энергии, рассеивая тепло для защиты цепи. Варисторы довольно долговечны, что делает их хорошо подходящими для выдерживания как высокоэнергетических переходных процессов, так и высоких пиковых импульсных токов.
На техническом уровне, что действительно происходит, так это то, что MOV переключается из состояния с высоким импедансом в состояние со значительно более низким импедансом, тем самым позволяя перенаправить импульс обычно на землю (или иногда на другую фазу или нейтраль в зависимости от конструкции схемы).По окончании выброса MOV возвращается в состояние высокого импеданса, тем самым останавливая работу шунта.
Есть ли у варисторов полярность?
Нет, варисторы не имеют полярности. Это означает, что их можно устанавливать в любом направлении.
Подробнее о продуктах защиты цепей Quest Components
Для начала ознакомьтесь с продуктами, которые мы предлагаем от Maida Development Company, мирового поставщика металлооксидных варисторов и других устройств защиты цепей.Если у вас есть вопросы по защите цепей, наши опытные электрики всегда готовы помочь. Позвоните сегодня по телефону (623) 333-5858, чтобы узнать о продукте или разместить заказ. С нетерпением ждем сотрудничества с вами.
Большой приклад. Быстрый ответ. Умные люди.
Как выбрать MOV — объяснение на практике
MOV или металлооксидные варисторы — это устройства, предназначенные для управления скачками напряжения при включении сетевого выключателя в электрических и электронных цепях. Выбор MOV для конкретной электронной схемы может потребовать некоторых размышлений и расчетов, давайте изучим процедуры здесь.
Что такое MOV
Металлооксидные варисторы или просто варисторы — это устройства для нелинейного подавления перенапряжения, которые используются для подавления внезапных, аномальных переходных процессов или скачков напряжения, особенно при включении питания или в ситуациях грозы.
Они в основном используются в чувствительных электронных схемах для защиты от таких катастрофических происшествий.
MOV в основном неполярные, зависимые от напряжения устройства, что означает, что эти устройства будут реагировать на изменения в условиях напряжения.
Следовательно, MOV должны запускаться при превышении номинального значения напряжения на их соединениях.
Это номинальное напряжение, при котором MOV может быть рассчитано на возгорание и короткое замыкание переходного процесса на землю, называется его характеристикой напряжения ограничения.
Например, если предположить, что номинальное напряжение ограничения MOV составляет 350 В, то он будет включаться всякий раз, когда напряжение на нем превышает этот предел.
Когда MOV включается или запускается скачком высокого напряжения, он замыкает скачок напряжения на своих выводах, предотвращая его попадание в уязвимое электронное устройство, подключенное с другой стороны.
Это действие защищает электронную схему от таких случайных скачков напряжения и переходных скачков напряжения.
И поскольку вышеуказанная реакция является внезапной, MOV характеризуются как нелинейные устройства, что означает, что они будут изменять свои характеристики не постепенно, а внезапно, когда указанные параметры превышаются.
Лучшей характеристикой MOV является его способность поглощать большой ток, сопровождающийся скачком напряжения. В зависимости от спецификации MOV, токопоглощающая способность MOV может составлять от 1 до 2500 ампер
Форма вольт-амперной характеристики типичного оксида цинка MOV
Однако продолжительность функции управления током MOV может быть ограничено всего несколькими микросекундами, что означает, что активация MOV в таких серьезных ситуациях не может быть больше, чем несколько микросекунд, иначе это может сжечь устройство и навсегда повредить его.
Поэтому рекомендуется использовать плавкий предохранитель последовательно с сетью питания в сочетании с присоединенным MOV для обеспечения безопасности как электронной схемы, так и MOV в возможных экстремальных катастрофических условиях.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Обычно ВАХ варистора ZnO (MOV) можно понять следующим образом:
Зависимость между напряжением и током варистора можно приблизительно оценить по следующей формуле
В = C x I β
где:
V = напряжение
C = напряжение варистора при 1 A
I = фактический рабочий ток
β = наклон угловой кривой, отклоняющейся от горизонтали
Практический пример
Когда:
C = 230 В при 1 А
β = 0. 035 (ZnO)
I = 10-3 A или 102 A
V = C x Iβ
, так что для тока 10 -3 A: V = 230 x (10 -3 ) 0,035 = 180 В и
для тока 10 2 A: V = 230 x (10 2 ) 0,035 = 270 V
Источник: https://www.vishay.com/docs/29079/varintro.pdf
Как выбрать MOV
Выбрать MOV для желаемого приложения действительно просто.
Сначала определите максимальное пиковое безопасное рабочее напряжение электронной схемы, которая требует защиты, а затем примените MOV, указанный для проведения около этого предельного напряжения.
Например, предположим, что это устройство SMPS с максимальной мощностью 285 В RMS от входа сети, подразумевает, что устройство сможет справиться с пиковым скачком напряжения сети не более 285 / 0,707 = 403 В
Значение 403 В дает Это максимальная пиковая пропускная способность цепи SMPS, которой следует избегать при любых обстоятельствах, и поэтому MOV с номинальным напряжением фиксации около 400 В может быть безопасно применен к этому SMPS.
Текущий рейтинг MOV может быть вдвое больше, чем рейтинг SMPS, то есть, если мощность SMPS рассчитана на 24 Вт на вторичной обмотке, то первичная может быть рассчитана как 24/285 = 0.084 ампера, следовательно, ток MOV может быть где угодно выше 0,084 x 2 = 0,168 ампера или 200 мА.
Однако MOV на 200 мА может быть трудно получить, поэтому стандартное устройство на 1 А может использоваться для достижения этой цели с максимальной эффективностью.
В следующей статье мы подробнее обсудим, как выбирать MOV, и подробно изучим это с помощью диаграмм и таблиц.
О компании Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!
Варисторы в трехфазном исполнении
Варисторы, в данном случае MOV, устанавливаются в зависимости от режима защиты. 10-ти режимная защита для 3-фазных устройств охватывает фазу с нейтралью (3), фазу с землей (3), фазу с фазой (3) и нейтраль с землей (1).Это для автономных ограничителей перенапряжения, которые могут стать дорогими при использовании параллельных MOV, поэтому устройства со встроенными MOV вряд ли будут защищать все возможные режимы.
Вход переменного тока — 3 фазы плюс нейтраль для показанного источника питания.
56 Vac … 891 Vac на входе от трехфазной сети
Входное напряжение переменного тока очень высокое, поэтому используются MOV 460 В переменного тока, но не напрямую фаза-фаза. Они имеют общий узел, который имеет напряжение 460 В переменного тока, MOV к нейтрали.MOV включены последовательно, поэтому их напряжение мягкого зажима составляет 460 * 2 * 1,5, или около 1380 В переменного тока. Это достаточно безопасный запас по высоте, но он будет сдерживать скачки входного напряжения.
Нейтраль — это соединение с самым низким напряжением, а обычно нейтраль — это заземление на панели служебного входа. Зажим MOV на нейтраль (последовательно), так что любой вход переменного тока более 1380 вольт, по крайней мере, мягко фиксируется. В этом источнике питания используются 3 фазы на случай отказа 1 или 2 фаз. Изолированный выход составляет всего 12 В постоянного тока при 125 мА, поэтому 1 рабочая фаза будет поддерживать работу источника питания.
Обратите внимание на изолированное заземление и отсутствие заземления на стороне переменного тока. Очень низкое напряжение на нейтрали (<= 10 В переменного тока) делает его виртуальной землей. Символ заземления указывает на общее заземление всех частей источника питания переменного тока. Это будет иметь 1/2 напряжения источника постоянного тока на нем как отрицательное значение (по сравнению с землей), поэтому прикосновение к любой части источника переменного тока при включенном питании может вызвать сильный электрический ток.
ПРИМЕЧАНИЕ : Напряжение на нейтрали является динамическим, но колеблется от фактически нулевого В переменного тока до обычно не более 10 В переменного тока. Некоторые устройства защиты от перенапряжения выдают сигнал тревоги, если напряжение нейтрали выше 30 В переменного тока над землей. Нейтраль никогда не должна быть достаточно высокой, чтобы вызвать опасность поражения электрическим током. В некоторых случаях двойные нейтральные провода помогают снизить напряжение нейтрали в точке использования.
% PDF-1.3 % 480 0 объект > endobj xref 480 90 0000000016 00000 н. 0000002169 00000 п. 0000002349 00000 п. 0000002490 00000 н. 0000002554 00000 н. 0000002585 00000 н. 0000002633 00000 н. 0000003496 00000 н. 0000003746 00000 н. 0000003798 00000 н. 0000003918 00000 н. 0000004036 00000 н. 0000004157 00000 н. 0000004277 00000 н. 0000004394 00000 н. 0000004512 00000 н. 0000004630 00000 н. 0000004747 00000 н. 0000004864 00000 н. 0000004980 00000 н. 0000005098 00000 н. 0000005215 00000 н. 0000005333 00000 п. 0000005452 00000 н. 0000005570 00000 н. 0000005689 00000 п. 0000005806 00000 н. 0000005925 00000 н. 0000006042 00000 н. 0000006161 00000 п. 0000006279 00000 н. 0000006398 00000 н. 0000006516 00000 н. 0000006634 00000 н. 0000006753 00000 н. 0000006872 00000 н. 0000006992 00000 н. 0000007110 00000 н. 0000007227 00000 н. 0000007346 00000 н. 0000007465 00000 н. 0000007582 00000 н. 0000007700 00000 н. 0000007816 00000 н. 0000007936 00000 п. 0000008055 00000 н. 0000008281 00000 п. 0000008654 00000 н. 0000008835 00000 н. 0000009691 00000 п. 0000009762 00000 н. 0000009785 00000 н. 0000011828 00000 п. 0000011900 00000 п. 0000011923 00000 п. 0000014106 00000 п. 0000014129 00000 п. 0000016025 00000 п. 0000016882 00000 п. 0000018542 00000 п. 0000018721 00000 п. 0000019099 00000 н. 0000019341 00000 п. 0000019663 00000 п. 0000020178 00000 п. 0000020776 00000 п. 0000021630 00000 н. 0000022032 00000 п. 0000022826 00000 п. 0000022849 00000 п. 0000025019 00000 п. 0000025042 00000 п. 0000027039 00000 п. 0000027062 00000 п.