Варистор для сети 220в: Как выбрать варистор на 220 вольт

Содержание

Варистор для сети 220в

Вари́стор (лат. vari(able) – переменный (resi)stor — резистор) — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого нелинейно зависит от приложенного напряжения, то есть обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой и имеющий два вывода. Обладает свойством резко уменьшать своё сопротивление с миллиардов до десятков Ом при увеличении приложенного к нему напряжения выше пороговой величины [1] . При дальнейшем увеличении напряжения сопротивление уменьшается ещё сильнее. Благодаря отсутствию сопровождающих токов при скачкообразном изменении приложенного напряжения, варисторы являются основным элементом для производства устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Содержание

Изготовление [ править | править код ]

Изготавливают варисторы спеканием при температуре около 1700 °C полупроводника, преимущественно порошкообразного карбида кремния (SiC) или оксида цинка (ZnO), и связующего вещества (например, глина, жидкое стекло, лаки, смолы). Далее две поверхности полученного элемента металлизируют (обычно электроды имеют форму дисков) и припаивают к ним металлические проволочные выводы.

Конструктивно варисторы выполняются обычно в виде дисков, таблеток, стержней; существуют бусинковые и плёночные варисторы. Широкое распространение получили стержневые подстроечные варисторы с подвижным контактом.

Свойства [ править | править код ]

Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния (или иного полупроводника). При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.

Один из основных параметров варистора — коэффициент нелинейности λ — определяется отношением его статического сопротивления R к динамическому сопротивлению Rd:

λ = R R d = U I : d U d I ≈ c o n s t <displaystyle lambda =<frac >>=<frac >:<frac >approx const> ,

где U – напряжение, I – ток варистора

Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO.

Применение [ править | править код ]

Низковольтные варисторы изготавливают на рабочее напряжение от 3 до 200 В и ток от 0,0001 до 1 А; высоковольтные варисторы — на рабочее напряжение до 20 кВ.

Варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотных токов и напряжений, в аналоговых вычислителях — для возведения в степень, извлечения корней и других математических действий, в цепях защиты от перенапряжений (например, высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) и др.

Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения.

Как электронные компоненты, варисторы дёшевы и надёжны, способны выдерживать значительные электрические перегрузки, могут работать на высокой частоте (до 500 кГц). Среди недостатков — значительный низкочастотный шум и старение — изменение параметров со временем и при колебаниях температуры.

Материалы варисторов [ править | править код ]

Тирит, вилит, лэтин, силит — полупроводниковые материалы на основе карбида кремния с разными связками. Оксид цинка — новый материал для варисторов.

Параметры [ править | править код ]

При описании характеристик варисторов в основном используются следующие параметры [1] :

  • Классификационное напряжение Un — напряжение при определённом токе (обычно 1 мА), условный параметр для маркировки изделий;
  • Максимально допустимое напряжение Um для постоянного тока и для переменного тока (среднеквадратичное или действующее значение), диапазон — от нескольких В до нескольких десятков кВ; может быть превышено только при перенапряжениях;
  • Номинальная средняя рассеиваемая мощность P — мощность в ваттах (Вт), которую варистор может рассеивать в течение всего срока службы при сохранении параметров в заданных пределах;
  • Максимальный импульсный ток Ipp (Peak Surge Current) в амперах (А), для которого нормируется время нарастания и длительность импульса;
  • Максимальная допустимая поглощаемая энергия W (Absorption energy) в джоулях (Дж), при воздействии одиночного импульса;
  • Ёмкость Co, измеренная в закрытом состоянии при заданной частоте; зависит от приложенного напряжения — когда варистор пропускает через себя большой ток, она падает до нуля.

Рабочее напряжение варистора выбирается исходя из допустимой энергии рассеяния и максимальной амплитуды напряжения. Рекомендуется, чтобы на переменном напряжении оно не превышало 0,6 U

n, а на постоянном — 0,85 Un. Например, в сети с действующим напряжением 220 В (50 Гц) обычно устанавливают варисторы с классификационным напряжением не ниже 380…430 В.

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 варистора

Варисторная защита подключается параллельно основному оборудованию, которое необходимо защитить. После возникновения импульса напряжения, благодаря наличию нелинейной характеристики, варистор шунтирует нагрузку и уменьшает величину сопротивления до нескольких долей Ома. Энергия, при перенапряжении, поглощается и рассеивается в виде тепла. Варистор как бы срезает импульс опасного перенапряжения, поэтому защищаемое устройство остается невредимым, что возможно даже с низким уровнем изоляции.

Рис. №1. Конструктивная схема варистора и его характеристика.

Условное обозначение варистора, например, СНI-1-1-1500. СН означает, нелинейное сопротивление, первая цифровое значение – материал, вторая – конструкцию ( 1- стержневой; 2 – дисковый), третья цифра – номер разработки, последняя цифра обозначает значение падения напряжения.

Таблица классификации варисторов

Конструктивные особенности варисторов

Наиболее технологически востребованные материалы для изготовления варистора оксид цинка или порошок карбида кремния, он позволяет успешно поглощать импульсы напряжения с высокоэнергетическими импульсами. Процесс изготовления строится на основе «керамической» технологии, которая заключается на запрессовке элементов с обжигом, установкой электродов, выводов и покрытие приборов электроизоляцией и влагозащитным слоем. Благодаря стандартной технологии варисторы можно делать по индивидуальному заказу.

Параметры варисторов
  1. Номинальное классификационное напряжение Uкл – считается постоянным показателем, при этом значении через прибор проходит расчетный ток.
  2. 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.
  3. Коэффициент нелинейности β – он показывает отношение сопротивления варистора к постоянному току к его сопротивлению переменному току.
  4. Быстродействие или время срабатывания, обозначает переход из высокоомного положения в низкоомное и может составить несколько нс, примерно, 25 нс.

Защита варисторами

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 варисторов

Приборы 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.

Варистором называется нелинейный резистор, который применяется в радиоэлектронных цепях и обеспечивает защиту включенных в сеть приборов от перенапряжения. Его отличительной чертой является нелинейная вольт-амперная характеристика. В зависимости от величины воздействующего на деталь напряжения ее сопротивление может колебаться в значительных пределах – от нескольких десятков до сотен миллионов Ом. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен варистор, каков его принцип действия и как производится его подключение и проверка детали на исправность.

Как работает варистор?

На схеме варистор обозначается значком резистора, перечеркнутого по диагонали, что указывает на его нелинейность.

Когда нелинейный резистор функционирует в обычном режиме, его сопротивление велико. Однако оно сильно снижается при возрастании напряжения выше номинальной величины, что приводит к значительному повышению тока. Таким образом, разность потенциалов удерживается на уровне, несколько превышающем номинал. Варистор, работающий в этом режиме, выполняет функцию стабилизации напряжения.

Нелинейный резистор, будучи подключенным на входе электроцепи, добавляет к ее емкости собственную. Для устойчивой работы защищаемых приборов это необходимо учесть при проектировании линии.

На рисунке представлена стандартная схема подключения варистора.

Для правильного подбора защитного элемента важно знать мощность импульсов, имеющих место при переходных процессах, а также величину выходного сопротивления источника.

От максимальной силы тока, которую нелинейный резистор способен пропустить через себя, зависит частота повторений выбросов напряжения, а также их длительность. Если она слишком мала для конкретной цепи, защитный элемент быстро придет в негодность из-за перегрева. Поэтому, чтобы варистор работал безотказно в течение длительного времени, он должен обеспечивать эффективное рассеивание импульсной энергии при переходном процессе. Затем деталь должна быстро возвращаться в исходное состояние.

Преимущества и недостатки варисторов

Основными преимуществами нелинейного резистора является:

· возможность работы под значительными нагрузками, а также на высокой частоте;

· большой спектр применения;

Недостатком элемента является низкочастотный шум, создаваемый им при работе. Кроме того, его вольт-амперная характеристика в высокой степени зависит от температуры.

Варисторы: характеристики и параметры

Нелинейные резисторы, как и любые другие радиотехнические детали, обладают рядом отличительных характеристик. Основные параметры варисторов таковы:

· классификационное номинальное напряжение. Это рабочее напряжение элемента, при котором он пропускает ток величиной 1 мА;

· максимальное напряжение ограничения. Так называется напряжение, которое деталь способна выдержать без вреда для себя. Если этот показатель будет превышен, защитный элемент выйдет из строя;

· максимальное постоянное напряжение. Это показатель постоянного напряжения, при достижении которого происходит резкое возрастание проходящего через деталь тока, и она выполняет стабилизирующую функцию;

· максимальное переменное напряжение. Так называется показатель переменного напряжения, по достижении которого включается защитный режим нелинейного резистора;

· допустимое отклонение. Этим термином обозначается выраженное в процентах отклонение разности потенциалов от величины классификационного напряжения.

· время срабатывания. Это время, которое требуется находящемуся в высокоомном состоянии на переход в низкоомное;

· максимальная поглощаемая энергия. Так обозначается максимальная величина импульсной энергии, которая может быть преобразована в тепловую без вреда для варистора.

Разобравшись с принципом работы нелинейного резистора и его основными параметрами, перейдем к заключительному вопросу – как можно проверить его исправность?

Как проверить варистор?

Существует 2 способа проверки работоспособности этого элемента:

· визуальный осмотр корпуса;

· измерение сопротивления специальным прибором.

При внешнем осмотре корпусной части можно увидеть потемнения, трещины или следы подгорания, по которым можно сделать вывод о том, что деталь непригодна к эксплуатации. Если визуально недостатков не заметно, но исправность элемента вызывает сомнения, придется воспользоваться тестером (мультиметром) или омметром. Разберемся, как проверить варистор мультиметром. Главным критерием здесь является сопротивление детали – чем оно больше, тем лучше. Элемент с низким сопротивлением подлежит замене. Стоит отметить, что пробитый варистор, как правило, легко определить путем визуального осмотра, даже не пользуясь тестером. Кроме того, когда поврежденная радиодеталь находится в цепи, предохранитель постоянно выбивает.

Для проверки необходимо:

· отпаять один из выводов проверяемой детали. В противном случае прозвонка, скорее всего, не даст достоверного результата, так как пойдет по другим участкам цепи;

· поставить переключатель тестера в режим замера сопротивления на максимум;

· прикоснуться щупами прибора к выводам проверяемой детали;

· снять показания индикатора (шкалы).

Измерять сопротивление нужно два раза, меняя полярность подключения тестера.

Проверка мультиметром позволяет точно определить, когда варистор находится в обрыве – в ходе измерения прибор будет показывать бесконечное сопротивление.

В интернет-магазине DIP8.RU можно приобрести по доступной цене различные радиодетали и элементы высокого качества, в том числе и варисторы. Весь товар сертифицирован. По всем вопросам, касающимся характеристик деталей и оформления заказа, вы можете обратиться по телефону, указанному в разделе «Контакты».

Варисторы: как работают, основные характеристики и параметры, схема подключения

Варистором называется нелинейный резистор, который применяется в радиоэлектронных цепях и обеспечивает защиту включенных в сеть приборов от перенапряжения. Его отличительной чертой является нелинейная вольт-амперная характеристика. В зависимости от величины воздействующего на деталь напряжения ее сопротивление может колебаться в значительных пределах – от нескольких десятков до сотен миллионов Ом. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен варистор, каков его принцип действия и как производится его подключение и проверка детали на исправность.

Как работает варистор?

На схеме варистор обозначается значком резистора, перечеркнутого по диагонали, что указывает на его нелинейность.

Когда нелинейный резистор функционирует в обычном режиме, его сопротивление велико. Однако оно сильно снижается при возрастании напряжения выше номинальной величины, что приводит к значительному повышению тока. Таким образом, разность потенциалов удерживается на уровне, несколько превышающем номинал. Варистор, работающий в этом режиме, выполняет функцию стабилизации напряжения.

Нелинейный резистор, будучи подключенным на входе электроцепи, добавляет к ее емкости собственную. Для устойчивой работы защищаемых приборов это необходимо учесть при проектировании линии.

На рисунке представлена стандартная схема подключения варистора.

Для правильного подбора защитного элемента важно знать мощность импульсов, имеющих место при переходных процессах, а также величину выходного сопротивления источника.

От максимальной силы тока, которую нелинейный резистор способен пропустить через себя, зависит частота повторений выбросов напряжения, а также их длительность. Если она слишком мала для конкретной цепи, защитный элемент быстро придет в негодность из-за перегрева. Поэтому, чтобы варистор работал безотказно в течение длительного времени, он должен обеспечивать эффективное рассеивание импульсной энергии при переходном процессе. Затем деталь должна быстро возвращаться в исходное состояние.

Преимущества и недостатки варисторов

Основными преимуществами нелинейного резистора является:

· возможность работы под значительными нагрузками, а также на высокой частоте;

· большой спектр применения;

Недостатком элемента является низкочастотный шум, создаваемый им при работе. Кроме того, его вольт-амперная характеристика в высокой степени зависит от температуры.

Варисторы: характеристики и параметры

Нелинейные резисторы, как и любые другие радиотехнические детали, обладают рядом отличительных характеристик. Основные параметры варисторов таковы:

· классификационное номинальное напряжение. Это рабочее напряжение элемента, при котором он пропускает ток величиной 1 мА;

· максимальное напряжение ограничения. Так называется напряжение, которое деталь способна выдержать без вреда для себя. Если этот показатель будет превышен, защитный элемент выйдет из строя;

· максимальное постоянное напряжение. Это показатель постоянного напряжения, при достижении которого происходит резкое возрастание проходящего через деталь тока, и она выполняет стабилизирующую функцию;

· максимальное переменное напряжение. Так называется показатель переменного напряжения, по достижении которого включается защитный режим нелинейного резистора;

· допустимое отклонение. Этим термином обозначается выраженное в процентах отклонение разности потенциалов от величины классификационного напряжения.

· время срабатывания. Это время, которое требуется находящемуся в высокоомном состоянии на переход в низкоомное;

· максимальная поглощаемая энергия. Так обозначается максимальная величина импульсной энергии, которая может быть преобразована в тепловую без вреда для варистора.

Разобравшись с принципом работы нелинейного резистора и его основными параметрами, перейдем к заключительному вопросу – как можно проверить его исправность?

Как проверить варистор?

Существует 2 способа проверки работоспособности этого элемента:

· визуальный осмотр корпуса;

· измерение сопротивления специальным прибором.

При внешнем осмотре корпусной части можно увидеть потемнения, трещины или следы подгорания, по которым можно сделать вывод о том, что деталь непригодна к эксплуатации. Если визуально недостатков не заметно, но исправность элемента вызывает сомнения, придется воспользоваться тестером (мультиметром) или омметром. Разберемся, как проверить варистор мультиметром. Главным критерием здесь является сопротивление детали – чем оно больше, тем лучше. Элемент с низким сопротивлением подлежит замене. Стоит отметить, что пробитый варистор, как правило, легко определить путем визуального осмотра, даже не пользуясь тестером. Кроме того, когда поврежденная радиодеталь находится в цепи, предохранитель постоянно выбивает.

Для проверки необходимо:

· отпаять один из выводов проверяемой детали. В противном случае прозвонка, скорее всего, не даст достоверного результата, так как пойдет по другим участкам цепи;

· поставить переключатель тестера в режим замера сопротивления на максимум;

· прикоснуться щупами прибора к выводам проверяемой детали;

· снять показания индикатора (шкалы).

Измерять сопротивление нужно два раза, меняя полярность подключения тестера.

Проверка мультиметром позволяет точно определить, когда варистор находится в обрыве – в ходе измерения прибор будет показывать бесконечное сопротивление.

В интернет-магазине DIP8.RU можно приобрести по доступной цене различные радиодетали и элементы высокого качества, в том числе и варисторы. Весь товар сертифицирован. По всем вопросам, касающимся характеристик деталей и оформления заказа, вы можете обратиться по телефону, указанному в разделе «Контакты».

Варисторы как средство защиты радиоэлектронной аппаратуры

   Надежность работы радиоэлектронной аппаратуры во многом определяется качеством питающих электрических сетей, в которых могут иметь место перенапряжения длительностью от сотен миллисекунд до нескольких секунд, провалы напряжения длительностью до десятков миллисекунд, пропадания (отсутствие напряжения более одного периода) и так далее. На рис. 1 показаны наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети и их процентное соотношение.

   Особенно опасны высоковольтные импульсы амплитудой до нескольких киловольт и длительностью от десятков наносекунд до сотен микросекунд. Именно они могут приводить к серьезным сбоям электронной аппаратуры и выходу ее из строя, а также быть причиной пробоя изоляции проводов и даже их возгорания.

   Импульсы напряжения, которые можно отнести к внешним сетевым помехам (рис. 2), возникают в различных цепях аппаратуры, в первую очередь, в проводах питания.

   Во-первых, они могут наводиться электромагнитными импульсами искусственного происхождения от передающих радиостанций, высоковольтных линий электропередач, сетей электрифицированных железных дорог, электросварочных аппаратов.

   Идентифицировать и систематизировать причины таких помех практически невозможно. Однако для бытовых электрических сетей напряжением 220 В приняты следующие ориентировочные параметры внешних импульсных напряжений:

  • амплитуда — до 6 кВ;
  • частота — 0,05…5 МГц;
  • длительность — 0,1…100 мкс.

   Во-вторых, они могут быть естественного происхождения и наводиться мощными грозовыми разрядами.

Рис. 2

   В-третьих, они могут создаваться статическим напряжением, разряд которого достигает 25 кВ. Высоковольтные импульсы способны возникать и в самой аппаратуре при ее функционировании в результате переходных процессов, при срабатывании электромагнитов, размыкании контактов реле, коммутации реактивных нагрузок и так далее. Наибольшую угрозу представляют импульсы, возникающие при отключении индуктивной нагрузки.

   По указанным причинам радиоэлектронная аппаратура должна быть защищена от высоковольтных импульсных помех. Чтобы аппаратура могла быть сертифицирована, она должна пройти проверку на устойчивость к воздействию импульсных помех. Например, ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 61000-4-4-95) распространяется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и устанавливает требования и методы их испытаний на устойчивость к наносекундным импульсным помехам (НИП).

   В настоящее время для защиты радиоэлектронной аппаратуры от внешних импульсных воздействий применяются различные виды экранировки, RC- и LC-фильтры, газоразрядные приборы (разрядники) и полупроводниковые ограничители напряжения (ПОН). К сожалению, разрядники не обладают необходимым быстродействием, а быстродействующие ПОН, с высокой нелинейностью вольтамперной характеристики (ВАХ) не способны рассеивать большую мощность из-за малого объема p-n-перехода. Это обуславливает резкое уменьшение допустимого тока в импульсе, протекающем через прибор.

   В последнее время наиболее эффективным средством защиты аппаратуры от любых импульсных напряжений признаны оксидно-цинковые варисторы. Варисторы [англ. varistor, от vari (able) — переменный и (resi) stor — резистор] — это нелинейные резисторы, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Отличительной чертой варистора является двухсторонняя симметричная и резко выраженная нелинейная ВАХ (рис. 3).

Рис. 3

   Электрические характеристики варистора определяются большим сопротивлением утечки и емкостью, которая незначительно изменяется под воздействием напряжения и температуры.

   При больших напряжениях на варисторе, и соответственно, больших токах, проходящих через него, плотность тока в точечных контактах оказывается также большой. Разогрев точечных контактов приводит к уменьшению их сопротивления и, как следствие, к нелинейности ВАХ. Малые объемы активных областей обеспечивают малую инерционность тепловых процессов, что определяет их высокое быстродействие. Наряду с этим варисторы способны хорошо поглощать высокоэнергетические импульсы напряжения, так как тепловая энергия рассеивается не на отдельных зернах полупроводника, а на всем его объеме.

   Особенностью ВАХ варистора является наличие участка малых токов (условно от нуля до нескольких миллиампер), в котором находится рабочая точка варистора и участок больших токов, который определяет защитные свойства и, в частности, напряжение ограничения. В области малых токов ВАХ описывается выражением:

   I=AUβ,
где I — ток, A; U — напряжение, В; А — коэффициент, значение которого зависит от типа варистора и от температуры; β — коэффициент нелинейности, который характеризует крутизну ВАХ и определяется отношением статического сопротивления варистора (R = U/I) к дифференциальному (r = dU/dI) в определенной точке:

β=R/r = U/l·dl/dU.

   Экспериментально коэффициент нелинейности можно оценить по формуле:

   β= lgI2-lgI1/lgU2-lgU1 = lgI2/I1/lgU2/U1.

   Чаще всего коэффициент нелинейности определяется при токе 1 мА и 10 мА, поэтому:

   β=1/lgU2/U1.

   Для варисторов на основе оксида цинка коэффициент нелинейности обычно составляет 20…60. Варисторы имеют достаточно большую емкость (100…50000 пф) в рабочем режиме (когда нет импульсов напряжения). При воздействии импульса их емкость падает практически до нуля.

   Одной из важнейших характеристик варистора является классификационное напряжение — Uкл — напряжение на варисторе при токе, равном 1 мА. Иногда приводится коэффициент защиты варистора — отношение напряжения на варисторе при токе 100 А к напряжению при токе 1 мА (то есть к классификационному напряжению). Он характеризует способность варистора ограничивать импульсы перенапряжения и для варисторов на основе оксида цинка находится в пределах 1,4…1,6. Таким образом, при росте напряжения в 1,4…1,6 раза ток через них возрастает в 100 000 раз.

   Важной характеристикой варистора является допустимая мощность рассеивания, определяемая его геометрическими размерами и конструкцией выводов. Для увеличения мощности рассеивания часто применяют массивные выводы, играющие роль радиатора.

   При возникновении высоковольтного импульса сопротивление варистора резко уменьшается до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. При этом через варистор может протекать импульсный ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после исчезновения помехи его сопротивление вновь становится большим. Таким образом, включение варистора параллельно защищаемому устройству не влияет на работу последнего в нормальных условиях, но гасит импульсы опасного напряжения (рис. 4).

   Выбор типа варистора осуществляется на основе анализа его работы в двух режимах: в рабочем и импульсном. Рабочий режим определяется классификационным напряжением Uкл, а импульсный — рассеиваемой мощностью. Для ориентировочных расчетов рекомендуется, чтобы рабочее постоянное напряжение на варисторе не превышало 0,85 Uкл, а при переменном токе действующее значение рабочего напряжения не превышало 0,6 Uкл.

   В импульсном режиме через варистор протекает большой ток, вследствие чего необходимо опасаться выхода его из строя из-за перегрева. С этой целью необходимо использовать варисторы с рассеиваемой мощностью большей, чем расчетная.

   Для расчета варисторов, защищающих те или иные цепи от грозового разряда, иногда приводят сведения о напряжении на варисторе при воздействии стандартного грозового импульса. На рис. 5 показана форма этого импульса, который часто называют «импульсом 8/20 мкс».

   Очевидно, что варисторы могут работать и при последовательном включении. При этом в них протекает одинаковый ток, а общее напряжение делится пропорционально сопротивлениям (в первом приближении — классификационным напряжениям), в той же пропорции разделится поглощаемая энергия. Сложнее обеспечить параллельную работу варисторов — необходимо строгое совпадение их ВАХ. Эта задача вполне разрешима при последовательно-параллельной схеме включения — т.е. варисторы последовательно собираются в столбы, а столбы соединяются параллельно. При этом подбором варисторов обеспечивают совпадение ВАХ столбов, которые собираются в блоки с нужными параметрами. Варисторы изготавливаются в обычном исполнении (дисковые, прямоугольные), в виде блоков различной формы и в виде чипов, что позволяет существенно экономить место на печатной плате (рис. 6).

   Отечественные предприятия выпускают варисторы для различных сфер применения, это серии СН, ВР, МЧВН/ВС, МОВН/ВС и другие.

   Из зарубежных производителей варисторов большую номенклатуру выпускает компания EPCOS. Ее приборы имеют следующую систему обозначений:

Чип и прямоугольные варисторы


SIOV- CN 1210 M 4 G

Варистор_________________________|
Тип варистора(CN,CU,SR)_______________|
Размер__________________________________|
Точность: K-10%, M-20%_______________________|
Классификационное напряжение__________________|
Тип упаковки_____________________________________|

Дисковые варисторы


SIOV S 14 K 250 G5 S6

Варистор________________________|
Тип варистора(S,B25 и др.)___________|
Диаметр варисторного диска_____________|
Точность: K-10%, M-20%__________________|
Классификационное напряжение______________|
Тип упаковки_________________________________|
Тип формовки выводов___________________________|

   Другие зарубежные компании-производители часто используют следующую систему обозначений выпускаемых варисторов:

DNR 0,5 D 181 M R S

Производитель________________________________________________|
Диаметр в мм, может быть 0,5;0,7;10;14;20______________________________|
Дисковый варистор____________________________________________________|
Классификационное напряж. (расшиф.»18″ и «0»= 180 В)_______________________|
Точность:J=5%, K-10%, M-20%________________________________________________|
Упаковка(R-катушка, В-россыпь)________________________________________________|
Выводы (S-прямые, К-формованные)______________________________________________|

Рис. 6

Таблица 1

Типы варисторов
Параметры
ЧипДисковыеАвтомобильные
CNCUSSRCN-
AUTO
SU-
AUTO
S-
AUTO
SR-
AUTO
Импульсный ток (8/20 мкс), кА1,21012
Поглощаемая энергия, Дж234101225100
Средняя рассеиваемая мощность, Вт0,251,00,030,2
Время срабатывания, нс
Рабочая температура,
°С
-55..125-40..85-40..+85-55..125-40..85-55..125-40..85
Типоразмер0603..220
0
3225; 032SO5..S2O1210; 22200805..2220S07..S201210; 1812; 2200

   В табл. 1, 2 приведены параметры оксидно-цинковых варисторов, выпускаемых компанией EPCOS.

Рис. 7

Таблица 2

Типы варисторов
Параметры
Для тяжелых условийБлокиКомбинированные
В25; ВЗО; 40; LS40В6ОВ80PD80Е32SHCV-SR1, SR2
Импульсный ток (8/20 мкс), кА4070100100651
Поглощаемая энергия, Дж120030006000600012
Средняя рассеиваемая мощность, Вт1,41,62,02,00,03
Время срабатывания, нс
Рабочая температура °С-40…85-40…85-40…85-40…85-25…60-40…85

   В заключение следует отметить, что для эффективной защиты аппаратуры от воздействия различных сетевых помех необходимо использовать сетевые фильтры с многоступенчатой защитой. Например, в сетевом фильтре «АРС PowerManager» (рис. 7) массивные стержневые индукторы 1 обеспечивают фильтрацию электромагнитных помех, оксидно-цинковые варисторы 2 обеспечивают общий и нормальный режимы защиты от высоковольтных импульсов, а конденсаторы 3 фильтруют радиочастотные помехи и выравнивают слабые и средние колебания напряжения.

Как выбрать варистор на 220 вольт

Назначение, характеристики и принцип работы варистора

Среди радиолюбителей большой популярностью пользуются варисторы. Они применяются практически во всех электронных устройствах и позволяют усовершенствовать некоторые приборы. Для использования в схемах следует понять принцип работы варистора, а также знать его основные характеристики. Кроме того он, как и любая деталь, обладает своими достоинствами и недостатками, которые нужно учитывать при построении и расчете электрических схем.

Общие сведения

Варистор (varistor) является полупроводниковым резистором, уменьшающим величину своего сопротивления при увеличении напряжения. Условное графическое обозначение (УГО) представлено на рисунке 1, на котором изображена зависимость сопротивления радиокомпонента от величины напряжения. На схемах обозначается znr. Если их больше одного, то обозначается в следующем виде: znr1, znr2 и т. д.

Рисунок 1 — УГО варистора.

Многие начинающие радиолюбители путают переменный резистор и варистор. Принцип действия, основные характеристики и параметры этого элемента отличаются от переменного резистора. Кроме того, распространенной ошибкой составления электрических принципиальных схем является неверное его УГО. Варистор выглядит как конденсатор и распознается только по маркировке.

Виды и принцип работы

Полупроводниковые резисторы классифицируются по напряжению, поскольку от этого зависит их сфера применения. Их всего 2 вида:

  1. Высоковольтные с рабочим напряжением до 20 кВ.
  2. Низковольтные, напряжение которых находится в диапазоне от 3 до 200 В.

Все они применяются для защиты цепей от перегрузок: первые — для защиты электросетей, электрических машин и установок; вторые служат для защиты радиокомпонентов в низковольтных цепях. Принцип работы варисторов одинаков и не зависит от его вида.

В исходном состоянии он обладает высоким сопротивлением, но при превышении номинального значения напряжения оно падает. В результате этого, по закону Ома для участка цепи, значение силы тока возрастает при уменьшении величины сопротивления. Варистор при этом работает в режиме стабилитрона. При проектировании устройства и для корректной его работы следует учитывать емкость варистора, значение которой прямо пропорционально площади и обратно пропорционально его толщине.

Для того чтобы правильно подобрать элемент для защиты от перегрузок в цепях питания устройства, следует знать величину сопротивления источника на входе, а также мощность импульсов, образующихся при коммутации. Максимальное значение силы тока, пропускаемое варистором, определяет величину длительности и периода повторений выбросов амплитудных значений напряжения.

Маркировка и основные параметры

Маркировка варисторов отличается, поскольку каждый производитель этих радиокомпонентов имеет право устанавливать ее самостоятельно. Это, прежде всего, связано с его техническими характеристиками. Например, различия по напряжениям и необходимым уровням тока для его работы.

Среди отечественных наиболее распространенным является К275, а среди импортных — 7n471k, 14d471k, kl472m и ac472m. Наибольшей популярностью пользуется варистор, маркировка которого — CNR (бывают еще hel, vdr, jvr). Кроме того, к ней прикрепляется цифробуквенный индекс 14d471k, и расшифровывается этот вид обозначения следующим образом:

  1. CNR — металлооксидный тип.
  2. 14 — диаметр прибора, равный 14 мм.
  3. D — радиокомпонент в форме диска.
  4. 471 — максимальное значение напряжения, на которое он рассчитан.
  5. К — допустимое отклонения классификационного напряжения, равное 10%.

Существуют технические характеристики, необходимые для применения в схеме. Это связано с тем, что для защиты различных элементов цепи следует использовать различный тип полупроводникового сопротивления.

Их основные характеристики:

  1. Напряжение классификации — значение разности потенциалов, взятое с учетом того, что сила тока, равная 1 мА, протекает через варистор.
  2. Максимальная величина переменного напряжения — является среднеквадратичным значением, при котором он открывается и, следовательно, величина его сопротивления понижается.
  3. Значение постоянного максимального напряжения, при котором варистор открывается в цепи постоянного тока. Как правило, оно больше предыдущего параметра для тока переменной амплитуды.
  4. Допустимое напряжение (напряжение ограничения) является величиной, при превышении которой происходит выход элемента из строя. Указывается для определенной величины силы тока.
  5. Поглощаемая максимальная энергия измеряется в Дж (джоулях). Эта характеристика показывает величину энергии импульса, которую может рассеять варистор и при этом не выйти из строя.
  6. Время реагирования (единица измерения — наносекунды, нс) — величина, требуемая для перехода из одного состояния в другое, т. е. изменение величины сопротивления с высокой величины на низкую.
  7. Погрешность напряжения классификации — отклонение от номинального его значения в обе стороны, которое указывается в % (для импортных моделей: К = 10%, L = 15%, M = 20% и Р = 25%).

После описания принципа работы, особенностей маркировки и основных характеристик следует рассмотреть сферы применения варисторов.

Применение приборов

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

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

Схема 1 — Подключение варистора для сети 220В.

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

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

Достоинства и недостатки

Для использования варистора следует ознакомиться с его положительными и отрицательными сторонами, поскольку от этого зависит защита электроники. К положительным качествам следует отнести следующие:

  1. Высокое время срабатывания.
  2. Отслеживание перепадов при помощи безинерционного метода.
  3. Широкий диапазон напряжений: от 12 В до 1,8 кВ.
  4. Длительный срок службы.
  5. Низкая стоимость.

У варистора, кроме его достоинств, существуют серьезные недостатки, на которые следует обратить внимание при разработке какого-либо устройства. К ним относятся:

  1. Большая емкость.
  2. Не рассеивают мощность при максимальном значении напряжения.

Емкость полупроводникового прибора находится в пределах от 70 до 3200 пФ и, следовательно, существенно влияет на работу схемы. Эта величина зависит от конструкции и типа прибора, а также от напряжения. Однако в некоторых случаях этот недостаток является достоинством при использовании его в фильтрах. Значение большей емкости ограничивает величину напряжения.

При максимальных значениях напряжения для рассеивания мощности следует применять варисторы-разрядники, поскольку обыкновенный полупроводниковый прибор перегреется и выйдет из строя. Каждому радиолюбителю следует знать алгоритм проверки варистора, поскольку при обращении в сервисные центры существует вероятность заплатить за ремонт больше, чем он стоит в действительности.

Проверка на исправность

Для поиска неисправностей необходима схема устройства. Для примера следует обратиться к схеме 2, в которой применяется варистор. В ней будет рассмотрен только вариант выхода из строя полупроводникового резистора. Основным этапом поиска неисправностей является подготовка рабочего места и инструмента, которая позволяет сосредоточиться на выполнении ремонта и произвести его качественно. Для ремонтных работ потребуется следующий инструмент:

  1. Отвертка.
  2. Щетка, которая нужна для очистки платы от пыли. Следует производить очистку постоянно, поскольку она является проводником электричества. В результате этого может произойти выход из строя определенного элемента схемы или короткое замыкание.
  3. Паяльник, олово и канифоль.
  4. Мультиметр для диагностики радиокомпонентов.
  5. Увеличительное стекло для просмотра маркировки.

После подготовки рабочего места и инструмента следует аккуратно разобрать сетевой фильтр, а затем при необходимости произвести очистку от пыли и мусора.

Схема 2 — Схема электрическая принципиальная сетевого фильтра на 220 вольт и его доработка.

Найти варистор и произвести его визуальный осмотр. Корпус должен быть целым и без трещин. Если было обнаружено нарушение целостности корпуса, то его необходимо выпаять и произвести замену на такой же или выбрать аналог. Необходимо отметить, что полярность подключения варистора в цепь не имеет значения. Если механические повреждения не обнаружены, то следует перейти к его диагностике, которая производится двумя способами:

  1. Измерение сопротивления.
  2. Поиск неисправности, исходя из технических характеристик элемента.

В первом случае деталь выпаивается из платы и замеряется значение ее сопротивления при помощи мультиметра. Переключатель ставится в положение максимального диапазона измерений (2 МОм достаточно). При замере не следует касаться руками варистора, поскольку прибор покажет сопротивление тела. Если мультиметр показывает высокие значения, то радиокомпонент исправен, а при других значениях его следует заменить. После замены следует собрать корпус и произвести включение сетевого фильтра.

Существует и другой способ выявления неисправного варистора, основанный на анализе характеристик элемента. Его, как правило, используют в том случае, если замер величины сопротивления не дал необходимых результатов. Для этого следует обратиться к техническим характеристикам варистора, согласно которым можно выявить его неисправность.

Следует проверить силу тока, при которой он работает, поскольку ее значение может быть меньше необходимой. В этом случае он не будет работать. Также нужно проверить величину напряжения, на которую он рассчитан. Если по каким-либо причинам эти показатели меньше допустимых, то полупроводниковый резистор не откроется.

Таким образом, варистор получил широкое применение в различных устройствах защиты от перепадов напряжения и блоках питания, а также статического электричества. Современные технологии позволяют получить низкие показатели времени срабатывания, благодаря которому сферы применения этого радиоэлемента расширяются.

Что такое варистор, применение, принцип работы и схемы

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. Купить варистор на Алиэкспресс:

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

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

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

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

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

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

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

Как правильно выбрать варистор


Как подобрать аналог варистора

В предыдущей статье, посвящённой варисторам, мы рассказали как именно заменить варистор и маркировку варисторов.

Но очень часто нам задают вопрос, каким варистором заменить сгоревший, как подобрать аналог и у всех-ли варисторов одинаковая маркировка.

Подбирать варисторы для замены логичней не по фирме производителю и не по цвету, а по:

  • напряжению 
  • диаметру.

Диаметр соответствует способности варистора поглотить определённую мощность импульса, поэтому следует заменять на такой же, или больше.

Напряжение срабатывания можно узнать по маркировке — из таблицы и по нему подобрать аналог из имеющихся.

 Если маркировка не сохранилась, то подобрать можно по:

  • функциональному назначению
  • по электронной схеме

К примеру, если он стоит на входе прибора работающего от переменной сети 220 В, то как правило, он рассчитан на классификационное напряжение — 470 В, 560 В реже 430 В.

Это соответствует среднеквадратичному значению переменного напряжения 300 В, 350 В и 275 В соответственно. В подавляющем большинстве случаев ставят на напряжение 470 В, тогда исключаются частые сгорания предохранителя и радиоэлементы платы защищены надёжней.

 

Параметры и маркировка варисторов разных производителей

 

 

Как измерить параметры варистора

 

Если у вас есть варистор со стёртой маркировкой или такой нет в таблице аналогов, то вполне возможно измерить напряжение срабатывания варистора.

Для этого достаточно подключить его к блоку питания, который может обеспечить необходимое напряжение и у которого можно ограничить максимальный ток, чтобы варистор не разрушился (полярность подключения не имеет значения)

У меня к сожалению такого под рукой не оказалось, поэтому я выбрал другой способ. Я подключил варистор к мегомметру, который измеряет сопротивление высоким напряжением, у данного прибора три предела 250 В, 500 В и 1000 В, что оказалось вполне достаточно.

Я проверял два варистора — на 470 В и на 680 В, первый на пределе 500 В, второй 1000 В.

Как видно на фото, параметры вполне укладываются в допуск 10%.

Перед измерением обязательно прочтите инструкцию к прибору и убедитесь, что данная операция не повредит его, а также соблюдайте все требования по технике безопасности при работе с высоким напряжением.

masterxoloda.ru

принцип работы, характеристики, применение и схемы

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. Купить варистор на Алиэкспресс:

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

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

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

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

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

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

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 резисторазависимого 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.

meanders.ru

Варистор: принцип действия, проверка и подключение

Варистор (дословный перевод с английского — резистор с переменным сопротивлением) — полупроводник с нелинейной вольт—амперной характеристикой (вах).

Все электроприборы рассчитаны на свое рабочее напряжение (в домах 220 В или 380В). Если произошел скачок напряжения (вместо 220 В подали 380В) — приборы могут сгореть. Тогда на помощь и придет варистор.

Принцип действия варисторов

В обычном состоянии варистор имеет очень большое сопротивление (по разным источникам от сотен миллионов Ом до миллиардов Ом). Он почти не пропускает через себя ток. Стоит напряжению превысить допустимое значение, как прибор теряет свое сопротивление в тысячи, а то и в миллионы раз. После нормализации напряжения его сопротивление восстанавливается.

Если варистор подключить параллельно электроприбору, то при скачке напряжения вся нагрузка придется на него, а приборы останутся в безопасности.

Принцип работы варистора, если объяснять на пальцах, сводится к следующему. При скачке в электрической сети он выполняет роль клапана, пропуская через себя электрический ток в таком объеме, чтобы снизить потенциал до необходимого уровня. После того как напряжение стабилизируется этот «клапан» закрывается и наша электросхема продолжает работать в штатном расписании. В этом и состоит назначение варистора.

Основные характеристики и параметры

Надо отметить, что это универсальный прибор. Он способен работать сразу со всеми видами тока: постоянным, импульсным и переменным. Это происходит из-за того, что он сам не имеет полярности. При изготовлении используется большая температура, чтобы спаять порошок кремния или цинка.

Параметры, которые необходимо учитывать:

  1. параметр условный, определяется при токе 1мА, В;
  2. максимально допустимое переменное напряжение, В;
  3. максимально допустимое постоянное напряжение, В;
  4. средняя мощность рассеивания, Вт;
  5. максимально импульсная поглощаемая энергия, Дж;
  6. максимальный импульсный ток, А;
  7. емкость прибора в нормальном состоянии, пФ;
  8. время срабатывания, нс;
  9. погрешность.

Чтобы правильно подобрать варистор иногда необходимо учитывать и емкость. Она сильно зависит от размера прибора. Так, tvr10431 имеет 160nF, tvr 14431 370nF. Но даже одинаковые по диаметру детали могут обладать разной емкостью, так S14K275 имеет 440nF.

Виды варисторов

По внешнему виду бывают:

  • пленочные;
  • в виде таблеток;
  • стержневой;
  • дисковый.

Стержневые могут снабжаться подвижным контактом. Выглядеть они будут соответственно названию. Кроме того, бывают низковольтные, 3—200 В и высоковольтные 20 кВ. У первых ток колеблется в пределах 0,0001—1 А. На обозначение по схеме это никак не влияет. В радиоаппаратуре, конечно, применяют низковольтные.

Чтобы проверить работоспособность варистора необходимо обратить внимание на внешний вид. Его можно найти на входе схемы (где подводится питание). Так как через него проходит очень большой ток — по сравнению с защищаемой схемой — это, как правило, сказывается на его корпусе (сколы, обгоревшие места, потемнение лакового покрытия). А также на самой плате: в месте пайки могут отслаиваться монтажные дорожки, потемнение платы. В этом случае его необходимо заменить.

Однако, даже если нет видимых признаков, варистор может быть неисправным. Чтобы проверить его исправность придется отпаять один его вывод, в противном случае будем проверять саму схему. Для прозвонки обычно используется мультиметр (хотя можно, конечно, и мегомметр попробовать, только необходимо учитывать напряжение, которое он создает, чтобы не спалить варистор). Прозвонить его несложно, подключение производится к контактам и измеряется его сопротивление. Тестер ставим на максимально возможный предел и смотрим, чтобы значение было не меньше несколько сотен Мом, при условии, что напряжение мультиметра не превышает напряжение срабатывания варистора.

Впрочем, бесконечно большое сопротивление, при условии, что омметр довольно мощный (если можно это слово использовать), это также говорит о неисправности. При проверке полупроводника необходимо помнить что это всё-таки проводник и он должен показать сопротивление, в противном случае мы имеем полностью сгоревшую деталь.

Справочник и маркировка варисторов

Если необходима замена, на помощь придет справочник варисторов. Для начала нам потребуется маркировка варистора, она находится на самом корпусе в виде латинских букв и цифр. Хотя этот элемент производится во многих странах, маркировка не имеет принципиальных отличий.

Разные изготовители и маркировка разная 14d471k и znr v14471u. Однако параметры одни и те же. Первые цифры «14» это диаметр в мм., второе число 471 — напряжение при котором происходит срабатывание (открытие). Отдельно про маркировку. Первые две цифры (47) это напряжение, следующая — коэффициент (1). Он показывает сколько нулей нужно ставить после числа 47, в этом случае 1. Получается что испытуемый прибор будет срабатывать при 470 В, плюс — минус погрешность, которая ставится рядом с этим числом. В нашем случае это буква «к» находится после и обозначает 10% т. е. 47 В.

Другая маркировка s10k275. Показатель погрешности стоит перед напряжением, само напряжение показано без коэффициента — 275 В. Из рассмотренных примеров видим, как можно определить маркировку: измеряем диаметр прибора, находим эти размеры на варисторе, другие цифры покажут напряжение. Если определить маркировку не удается, например, kl472m, нужно будет посмотреть в интернете.

Диаметр. Импортные tvr 10471 можно заменить на 10d471k, но быть осторожным с 7d471k, у последнего размер меньше. Чем больше значение, тем, грубо говоря, больше рассеиваемая мощность. Поставив прибор меньшего диаметра, рискуем его спалить. К примеру, серия 10d имеет рабочий ток 25А, а k1472m 50А.

Чтобы правильно выбрать нужный элемент необходимо учитывать не только напряжение питания. Производят множество расчетов, например, выходя из нужного быстродействия (срабатывания), или малое рабочее напряжение. В этом случае используют так называемые защитные диоды. К ним можно отнести bzw04. При его применении важно соблюдать полярность.

Помехоустойчивость. Одним из недостатков является создание помех. Для борьбы с ними используют конденсаторы, например, ac472m Подключают параллельно варистору.

На схеме варистор обозначается как резистор, пустой прямоугольник с перечеркивающей под 45 градусов линией и имеет букву u.

elektro.guru

обозначение и основные характеристики, маркировка и принцип действия, сферы применения и проверка

Среди радиолюбителей большой популярностью пользуются варисторы. Они применяются практически во всех электронных устройствах и позволяют усовершенствовать некоторые приборы. Для использования в схемах следует понять принцип работы варистора, а также знать его основные характеристики. Кроме того он, как и любая деталь, обладает своими достоинствами и недостатками, которые нужно учитывать при построении и расчете электрических схем.

Общие сведения

Варистор (varistor) является полупроводниковым резистором, уменьшающим величину своего сопротивления при увеличении напряжения. Условное графическое обозначение (УГО) представлено на рисунке 1, на котором изображена зависимость сопротивления радиокомпонента от величины напряжения. На схемах обозначается znr. Если их больше одного, то обозначается в следующем виде: znr1, znr2 и т. д.

Рисунок 1 — УГО варистора.

Многие начинающие радиолюбители путают переменный резистор и варистор. Принцип действия, основные характеристики и параметры этого элемента отличаются от переменного резистора. Кроме того, распространенной ошибкой составления электрических принципиальных схем является неверное его УГО. Варистор выглядит как конденсатор и распознается только по маркировке.

Виды и принцип работы

Полупроводниковые резисторы классифицируются по напряжению, поскольку от этого зависит их сфера применения. Их всего 2 вида:

  1. Высоковольтные с рабочим напряжением до 20 кВ.
  2. Низковольтные, напряжение которых находится в диапазоне от 3 до 200 В.

Все они применяются для защиты цепей от перегрузок: первые — для защиты электросетей, электрических машин и установок; вторые служат для защиты радиокомпонентов в низковольтных цепях. Принцип работы варисторов одинаков и не зависит от его вида.

В исходном состоянии он обладает высоким сопротивлением, но при превышении номинального значения напряжения оно падает. В результате этого, по закону Ома для участка цепи, значение силы тока возрастает при уменьшении величины сопротивления. Варистор при этом работает в режиме стабилитрона. При проектировании устройства и для корректной его работы следует учитывать емкость варистора, значение которой прямо пропорционально площади и обратно пропорционально его толщине.

Для того чтобы правильно подобрать элемент для защиты от перегрузок в цепях питания устройства, следует знать величину сопротивления источника на входе, а также мощность импульсов, образующихся при коммутации. Максимальное значение силы тока, пропускаемое варистором, определяет величину длительности и периода повторений выбросов амплитудных значений напряжения.

Маркировка и основные параметры

Маркировка варисторов отличается, поскольку каждый производитель этих радиокомпонентов имеет право устанавливать ее самостоятельно. Это, прежде всего, связано с его техническими характеристиками. Например, различия по напряжениям и необходимым уровням тока для его работы.

Среди отечественных наиболее распространенным является К275, а среди импортных — 7n471k, 14d471k, kl472m и ac472m. Наибольшей популярностью пользуется варистор, маркировка которого — CNR (бывают еще hel, vdr, jvr). Кроме того, к ней прикрепляется цифробуквенный индекс 14d471k, и расшифровывается этот вид обозначения следующим образом:

  1. CNR — металлооксидный тип.
  2. 14 — диаметр прибора, равный 14 мм.
  3. D — радиокомпонент в форме диска.
  4. 471 — максимальное значение напряжения, на которое он рассчитан.
  5. К — допустимое отклонения классификационного напряжения, равное 10%.

Существуют технические характеристики, необходимые для применения в схеме. Это связано с тем, что для защиты различных элементов цепи следует использовать различный тип полупроводникового сопротивления.

Их основные характеристики:

  1. Напряжение классификации — значение разности потенциалов, взятое с учетом того, что сила тока, равная 1 мА, протекает через варистор.
  2. Максимальная величина переменного напряжения — является среднеквадратичным значением, при котором он открывается и, следовательно, величина его сопротивления понижается.
  3. Значение постоянного максимального напряжения, при котором варистор открывается в цепи постоянного тока. Как правило, оно больше предыдущего параметра для тока переменной амплитуды.
  4. Допустимое напряжение (напряжение ограничения) является величиной, при превышении которой происходит выход элемента из строя. Указывается для определенной величины силы тока.
  5. Поглощаемая максимальная энергия измеряется в Дж (джоулях). Эта характеристика показывает величину энергии импульса, которую может рассеять варистор и при этом не выйти из строя.
  6. Время реагирования (единица измерения — наносекунды, нс) — величина, требуемая для перехода из одного состояния в другое, т. е. изменение величины сопротивления с высокой величины на низкую.
  7. Погрешность напряжения классификации — отклонение от номинального его значения в обе стороны, которое указывается в % (для импортных моделей: К = 10%, L = 15%, M = 20% и Р = 25%).

После описания принципа работы, особенностей маркировки и основных характеристик следует рассмотреть сферы применения варисторов.

Применение приборов

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

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

Схема 1 — Подключение варистора для сети 220В.

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

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

Достоинства и недостатки

Для использования варистора следует ознакомиться с его положительными и отрицательными сторонами, поскольку от этого зависит защита электроники. К положительным качествам следует отнести следующие:

  1. Высокое время срабатывания.
  2. Отслеживание перепадов при помощи безинерционного метода.
  3. Широкий диапазон напряжений: от 12 В до 1,8 кВ.
  4. Длительный срок службы.
  5. Низкая стоимость.

У варистора, кроме его достоинств, существуют серьезные недостатки, на которые следует обратить внимание при разработке какого-либо устройства. К ним относятся:

  1. Большая емкость.
  2. Не рассеивают мощность при максимальном значении напряжения.

Емкость полупроводникового прибора находится в пределах от 70 до 3200 пФ и, следовательно, существенно влияет на работу схемы. Эта величина зависит от конструкции и типа прибора, а также от напряжения. Однако в некоторых случаях этот недостаток является достоинством при использовании его в фильтрах. Значение большей емкости ограничивает величину напряжения.

При максимальных значениях напряжения для рассеивания мощности следует применять варисторы-разрядники, поскольку обыкновенный полупроводниковый прибор перегреется и выйдет из строя. Каждому радиолюбителю следует знать алгоритм проверки варистора, поскольку при обращении в сервисные центры существует вероятность заплатить за ремонт больше, чем он стоит в действительности.

Проверка на исправность

Для поиска неисправностей необходима схема устройства. Для примера следует обратиться к схеме 2, в которой применяется варистор. В ней будет рассмотрен только вариант выхода из строя полупроводникового резистора. Основным этапом поиска неисправностей является подготовка рабочего места и инструмента, которая позволяет сосредоточиться на выполнении ремонта и произвести его качественно. Для ремонтных работ потребуется следующий инструмент:

  1. Отвертка.
  2. Щетка, которая нужна для очистки платы от пыли. Следует производить очистку постоянно, поскольку она является проводником электричества. В результате этого может произойти выход из строя определенного элемента схемы или короткое замыкание.
  3. Паяльник, олово и канифоль.
  4. Мультиметр для диагностики радиокомпонентов.
  5. Увеличительное стекло для просмотра маркировки.

После подготовки рабочего места и инструмента следует аккуратно разобрать сетевой фильтр, а затем при необходимости произвести очистку от пыли и мусора.

Схема 2 — Схема электрическая принципиальная сетевого фильтра на 220 вольт и его доработка.

Найти варистор и произвести его визуальный осмотр. Корпус должен быть целым и без трещин. Если было обнаружено нарушение целостности корпуса, то его необходимо выпаять и произвести замену на такой же или выбрать аналог. Необходимо отметить, что полярность подключения варистора в цепь не имеет значения. Если механические повреждения не обнаружены, то следует перейти к его диагностике, которая производится двумя способами:

  1. Измерение сопротивления.
  2. Поиск неисправности, исходя из технических характеристик элемента.

В первом случае деталь выпаивается из платы и замеряется значение ее сопротивления при помощи мультиметра. Переключатель ставится в положение максимального диапазона измерений (2 МОм достаточно). При замере не следует касаться руками варистора, поскольку прибор покажет сопротивление тела. Если мультиметр показывает высокие значения, то радиокомпонент исправен, а при других значениях его следует заменить. После замены следует собрать корпус и произвести включение сетевого фильтра.

Существует и другой способ выявления неисправного варистора, основанный на анализе характеристик элемента. Его, как правило, используют в том случае, если замер величины сопротивления не дал необходимых результатов. Для этого следует обратиться к техническим характеристикам варистора, согласно которым можно выявить его неисправность.

Следует проверить силу тока, при которой он работает, поскольку ее значение может быть меньше необходимой. В этом случае он не будет работать. Также нужно проверить величину напряжения, на которую он рассчитан. Если по каким-либо причинам эти показатели меньше допустимых, то полупроводниковый резистор не откроется.

Таким образом, варистор получил широкое применение в различных устройствах защиты от перепадов напряжения и блоках питания, а также статического электричества. Современные технологии позволяют получить низкие показатели времени срабатывания, благодаря которому сферы применения этого радиоэлемента расширяются.

rusenergetics.ru

устройство, принцип действия и назначение

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

Принцип действия

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

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

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

Условное графическое изображение варистора в схемах:

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

Внешний вид варистора:

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

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

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

Устройство

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

На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:

Основные параметры

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

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

Также выделяют и два вида напряжений:

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

Маркировка и выбор варистора

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

20D 471K

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

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

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

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

240*1,1*1,41=372 В.

Где 1,1 – коэффициент запаса.

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

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

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

Применение в быту

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

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

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

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

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

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

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

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

Наверняка вы не знаете:

samelectrik.ru

Варистор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Обозначение на схеме Вольт-амперные характеристики варисторов: синие — на основе ZnO, красные — на основе SiC. Разные варисторы

Вари́стор (лат. vari(able) — переменный (resi)stor — резистор) — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого нелинейно зависит от приложенного напряжения, то есть обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой и имеющий два вывода. Обладает свойством резко уменьшать своё сопротивление с миллиардов до десятков Ом при увеличении приложенного к нему напряжения выше пороговой величины[1]. При дальнейшем увеличении напряжения сопротивление уменьшается ещё сильнее. Благодаря отсутствию сопровождающих токов при скачкообразном изменении приложенного напряжения, варисторы являются основным элементом для производства устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Изготавливают варисторы спеканием при температуре около 1700 °C полупроводника, преимущественно порошкообразного карбида кремния (SiC) или оксида цинка (ZnO), и связующего вещества (например, глина, жидкое стекло, лаки, смолы). Далее две поверхности полученного элемента металлизируют (обычно электроды имеют форму дисков) и припаивают к ним металлические проволочные выводы.

Конструктивно варисторы выполняются обычно в виде дисков, таблеток, стержней; существуют бусинковые и плёночные варисторы. Широкое распространение получили стержневые подстроечные варисторы с подвижным контактом.

Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния (или иного полупроводника). При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.

Один из основных параметров варистора — коэффициент нелинейности λ — определяется отношением его статического сопротивления R к динамическому сопротивлению Rd:

λ=RRd=UI:dUdI≈const{\displaystyle \lambda ={\frac {R}{R_{d}}}={\frac {U}{I}}:{\frac {dU}{dI}}\approx const},

где U — напряжение, I — ток варистора

Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) варистора — отрицательная величина.

Низковольтные варисторы изготавливают на рабочее напряжение от 3 до 200 В и ток от 0,0001 до 1 А; высоковольтные варисторы — на рабочее напряжение до 20 кВ.

Варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотных токов и напряжений, в аналоговых вычислителях — для возведения в степень, извлечения корней и других математических действий, в цепях защиты от перенапряжений (например, высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) и др.

Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения.

Как электронные компоненты, варисторы дёшевы и надёжны, способны выдерживать значительные электрические перегрузки, могут работать на высокой частоте (до 500 кГц). Среди недостатков — значительный низкочастотный шум и старение — изменение параметров со временем и при колебаниях температуры.

Тирит, вилит, лэтин, силит — полупроводниковые материалы на основе карбида кремния с разными связками. Оксид цинка — новый материал для варисторов.

При описании характеристик варисторов в основном используются следующие параметры[1]:

  • Классификационное напряжение Un — напряжение при определённом токе (обычно 1 мА), условный параметр для маркировки изделий;
  • Максимально допустимое напряжение Um для постоянного тока и для переменного тока (среднеквадратичное или действующее значение), диапазон — от нескольких В до нескольких десятков кВ; может быть превышено только при перенапряжениях;
  • Номинальная средняя рассеиваемая мощность P — мощность в ваттах (Вт), которую варистор может рассеивать в течение всего срока службы при сохранении параметров в заданных пределах;
  • Максимальный импульсный ток Ipp (Peak Surge Current) в амперах (А), для которого нормируется время нарастания и длительность импульса;
  • Максимальная допустимая поглощаемая энергия W (Absorption energy) в джоулях (Дж), при воздействии одиночного импульса;
  • Ёмкость Co, измеренная в закрытом состоянии при заданной частоте; зависит от приложенного напряжения — когда варистор пропускает через себя большой ток, она падает до нуля.

Рабочее напряжение варистора выбирается исходя из допустимой энергии рассеяния и максимальной амплитуды напряжения. Рекомендуется, чтобы на переменном напряжении оно не превышало 0,6 Un, а на постоянном — 0,85 Un. Например, в сети с действующим напряжением 220 В (50 Гц) обычно устанавливают варисторы с классификационным напряжением не ниже 380…430 В.

  • В. Г. Герасимов, О. М. Князьков, А. Е. Краснопольский, В. В. Сухоруков. Основы промышленной электроники: Учебник для вузов / Под ред. В. Г. Герасимова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1978.
  • Электроника: Энциклопедический словарь / В. Г. Колесников (главный редактор). — 1-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1991. — С. 54. — ISBN 5-85270-062-2.
  • И. П. Шелестов. Полезные схемы. Книга 5. — М.: СОЛОН-Р, 2002. — 240 с. — (Радиолюбителям). — 7000 экз. — ISBN 5-93455-167-1.

ru.wikipedia.org

надежная защита от скачков напряжения

1 июля 2016

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

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

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

Характеристики варистора

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

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

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

Рис. 2. Симметричная ВАХ варистора

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

Рассмотрим подробнее принцип работы варистора.

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

Рис. 3. Схематическое изображение микроструктуры металл-оксидного варистора

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

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

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

, (1)

где d – средний размер гранулы.

Учитывая

,

получаем данные, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Зависимость структурных параметров варистора от напряжения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 3. Области применения варисторов Littelfuse

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

Литература

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

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

•••

Наши информационные каналы

www.compel.ru

Варисторы для защиты бытовых электросетей 

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:

УЗО – ошибки при подключении

volt-index.ru

Как работают варисторы? Характеристики, параметры, схемы подключения

Варистором называется нелинейный резистор, который применяется в радиоэлектронных цепях и обеспечивает защиту включенных в сеть приборов от перенапряжения. Его отличительной чертой является нелинейная вольт-амперная характеристика. В зависимости от величины воздействующего на деталь напряжения ее сопротивление может колебаться в значительных пределах – от нескольких десятков до сотен миллионов Ом. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен варистор, каков его принцип действия и как производится его подключение и проверка детали на исправность.

Как работает варистор?

На схеме варистор обозначается значком резистора, перечеркнутого по диагонали, что указывает на его нелинейность.


Когда нелинейный резистор функционирует в обычном режиме, его сопротивление велико. Однако оно сильно снижается при возрастании напряжения выше номинальной величины, что приводит к значительному повышению тока. Таким образом, разность потенциалов удерживается на уровне, несколько превышающем номинал. Варистор, работающий в этом режиме, выполняет функцию стабилизации напряжения.

Нелинейный резистор, будучи подключенным на входе электроцепи, добавляет к ее емкости собственную. Для устойчивой работы защищаемых приборов это необходимо учесть при проектировании линии.

На рисунке представлена стандартная схема подключения варистора.

Для правильного подбора защитного элемента важно знать мощность импульсов, имеющих место при переходных процессах, а также величину выходного сопротивления источника.

От максимальной силы тока, которую нелинейный резистор способен пропустить через себя, зависит частота повторений выбросов напряжения, а также их длительность. Если она слишком мала для конкретной цепи, защитный элемент быстро придет в негодность из-за перегрева. Поэтому, чтобы варистор работал безотказно в течение длительного времени, он должен обеспечивать эффективное рассеивание импульсной энергии при переходном процессе. Затем деталь должна быстро возвращаться в исходное состояние.

Преимущества и недостатки варисторов

Основными преимуществами нелинейного резистора является:

·         возможность работы под значительными нагрузками, а также на высокой частоте;

·         большой спектр применения;

·         простота использования;

·         надежность;

·         доступная стоимость.

Недостатком элемента является низкочастотный шум, создаваемый им при работе. Кроме того, его вольт-амперная характеристика в высокой степени зависит от температуры.

Варисторы: характеристики и параметры

Нелинейные резисторы, как и любые другие радиотехнические детали, обладают рядом отличительных характеристик. Основные параметры варисторов таковы:

·         классификационное номинальное напряжение. Это рабочее напряжение элемента, при котором он пропускает ток величиной 1 мА;

·         максимальное напряжение ограничения. Так называется напряжение, которое деталь способна выдержать без вреда для себя. Если этот показатель будет превышен, защитный элемент выйдет из строя;

·         максимальное постоянное напряжение. Это показатель постоянного напряжения, при достижении которого происходит резкое возрастание проходящего через деталь тока, и она выполняет стабилизирующую функцию;

·         максимальное переменное напряжение. Так называется показатель переменного напряжения, по достижении которого включается защитный режим нелинейного резистора;

·         допустимое отклонение. Этим термином обозначается выраженное в процентах отклонение разности потенциалов от величины классификационного напряжения.

·         время срабатывания. Это время, которое требуется находящемуся в высокоомном состоянии на переход в низкоомное;

·         максимальная поглощаемая энергия. Так обозначается максимальная величина импульсной энергии, которая может быть преобразована в тепловую без вреда для варистора.

Разобравшись с принципом работы нелинейного резистора и его основными параметрами, перейдем к заключительному вопросу – как можно проверить его исправность?

Как проверить варистор?

Существует 2 способа проверки работоспособности этого элемента:

·         визуальный осмотр корпуса;

·         измерение сопротивления специальным прибором.

При внешнем осмотре корпусной части можно увидеть потемнения, трещины или следы подгорания, по которым можно сделать вывод о том, что деталь непригодна к эксплуатации. Если визуально недостатков не заметно, но исправность элемента вызывает сомнения, придется воспользоваться тестером (мультиметром) или омметром. Разберемся, как проверить варистор мультиметром. Главным критерием здесь является сопротивление детали – чем оно больше, тем лучше. Элемент с низким сопротивлением подлежит замене. Стоит отметить, что пробитый варистор, как правило, легко определить путем визуального осмотра, даже не пользуясь тестером. Кроме того, когда поврежденная радиодеталь находится в цепи, предохранитель постоянно выбивает.

Для проверки необходимо:

·         отпаять один из выводов проверяемой детали. В противном случае прозвонка, скорее всего, не даст достоверного результата, так как пойдет по другим участкам цепи;

·         поставить переключатель тестера в режим замера сопротивления на максимум;

·         прикоснуться щупами прибора к выводам проверяемой детали;

·         снять показания индикатора (шкалы).

Измерять сопротивление нужно два раза, меняя полярность подключения тестера.

Проверка мультиметром позволяет точно определить, когда варистор находится в обрыве – в ходе измерения прибор будет показывать бесконечное сопротивление.

В интернет-магазине DIP8.RU можно приобрести по доступной цене различные радиодетали и элементы высокого качества, в том числе и варисторы. Весь товар сертифицирован. По всем вопросам, касающимся характеристик деталей и оформления заказа, вы можете обратиться по телефону, указанному в разделе «Контакты».

dip8.ru

Варистор — что это такое?

В статье изучим что такое варистор, узнаем принцип его действия, рассмотрим основные характеристики и параметры, которыми обладает данное полупроводниковое устройство.

Варистор – это полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от подаваемого на него напряжения. Имеет нелинейную симметричную вольт-амперную характеристику. Изготавливается прессованием из таких полупроводников как оксид цинка(ZnO) или карбид кремния (SiC). Из-за своего ВАХ, варистор может применяться в цепях переменного и постоянного тока.

 

Свое название варистор получил от английского словосочетания Variable Resistor, что дословно переводиться как переменный резистор. От слова Variable взяли начало, а от Resistor – конец. В отличии от переменного резистора в привычном понимании, варистор обладает немного другими свойствами и путать их не стоит.

 

Корпус варистора обычно выполняется в виде дисков и таблеток. Но так же существуют корпуса стержнем и с подвижные контактом (подстроечные варисторы).

Варистор имеет условно графическое обозначение (УГО) как у резистора, но с наклонной чертой и буквой U. Буква U на УГО указывает на то, что сопротивление этого элемента цепи зависит от напряжения. На схемах и платах обозначается двумя буквами RU и цифрой (порядковый номер на схеме). А вот так выглядит нелинейная симметричная вольт-амперная характеристика варистора.

Нужны варисторы для защиты цепей от перенапряжения. В электронике и низковольтных сетях они служат для защиты от статического электричества. Варисторы можно найти почти во всех электронных устройствах – от блоков питания до электронного пускорегулирующего аппарата светильника люминесцентных ламп. Есть варисторы и в smd варианте, они очень похожи на диоды и сложно отличаемы в схемах.

Как работает варистор?

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

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

Как говорилось выше, варистор подключается параллельно нагрузке:

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

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

Характеристики и параметры варисторов

  • Классификационное напряжение (Varistor Voltage) – это величина напряжения, при котором ток в 1 мА протекает через варистор;
  • Максимально допустимое переменное напряжение (Maximum Allowable Voltage – ACrms) – Это среднеквадратичное значение переменного напряжения (rms) в вольтах. Это та величина, при которой варистор “открывается” и понижается его сопротивление, тем самым он начинает выполнять свою задачу;
  • Максимально допустимое постоянное напряжение (Maximum Allowable Voltage – DC) – Варистор можно использовать в цепях постоянного тока, этот параметр показывает напряжение “открытия”, но уже для постоянного напряжения. Указывается в вольтах. Обычно выше, чем величина для переменных цепей;
  • Максимальное напряжение ограничения (Maximum Clamping Voltage) – максимальное напряжение в вольтах, которое может выдержать корпус варистора без выхода из строя. Обычно указывается для конкретной величины тока;
  • Максимальная поглощаемая энергия – указывается в джоулях (Дж). Величина импульса, которую может рассеять варистор, не выходя из строя;
  • Время срабатывания – обычны указывается в наносекундах (нс). Это время, которое требуется варистору для изменения величины сопротивления от очень высокого, до очень низкого;
  • Допустимое отклонение (Varistor Voltage Tolerance) – это допустимое отклонение квалификационного напряжения варистора, указывается оно в процентах (%). Это фиксированные величины ±5%, ±10%, ±20% и т.д. В импортных варисторах величина отклонения, зашифрованна в определенную букву и указывается в маркировке варистора, каждая фирма может использовать свои маркировки. К примеру, для варисторов фирмы Joyin принято такое обозначение: K – ±10%, L – ±15%, M – ±20%, P – ±25%.

Подбор варисторов осуществляется по специальным справочникам на основе вышеописанных параметров. Узнаем значения своей цепи и защищаемого оборудования. На основе этого выбираем варистор, который нужно ставить.

Маркировка варисторов

Обычно на корпусе варистора написана очень длинна маркировка, сейчас на примере 20D471K расшифруем маркировку и узнаем его характеристики.

  1. 20D – это диаметр варистора, в данном случае 20мм. Чем больше диаметр – тем больше энергии может рассеять варистор. По данному параметру можно косвенно судить о максимальной энергии, которую он может поглотить. Чем больше – тем лучше.
  2. 47 – Классификационное напряжение варистора, 470 вольт.
  3. 1K – допустимое отклонение квалификационного напряжения варистора, как было указано выше, K – это ±10%.

Обычно у производителей маркировки отличаются друг от друга, но незначительно. Примеры маркировки этого варистора, но от разных производителей: Epcos – S20K300, Fenghua – FNR-20K471, TVR -TVR20D471, CNR – CNR20D471, JVR – JVR-20N471K.

Как видим, у фирмы Epcos маркировка показывает на число 300, это уже не классификационное напряжение, а максимально допустимое переменное напряжение. В любом случае не рекомендуется гадать самому с маркировкой, если есть возможность, то лучше воспользоваться поисковиками либо справочником и получить всю подробнейшую информацию о нужном вам варисторе.

Заключение

Варистор – это достаточно надежный и дешевый компонент, такой себе простак и универсал. Может работать в разных условиях (переменные и постоянные цепи, высокие частоты), выдерживать большие перегрузки. Он нашел применение во всех нишах связанных с электричеством и не только как защитник от перенапряжения. Варистор используют как: регуляторы и стабилизаторы, в качестве ограничителей перенапряжения. Из недостатков: высокий шум на низких частотах, так же из-за внешних условий и старения, он может изменять свои параметры.

electroinfo.net

ВАРИСТОРЫ

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

Краткая теория о варисторах

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

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

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

Описание экспериментальной установки

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

Рис.1. Электрическая принципиальная схема установки

Порядок выполнения работы

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

Практическая работа

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

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

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

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

Но уже при 115 В сопротивление варистора начинает снижаться.

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

   Форум по теории

   Обсудить статью ВАРИСТОРЫ

radioskot.ru

Варистор, варисторная защита — принцип действия, применение

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 варистора

Варисторная защита подключается параллельно основному оборудованию, которое необходимо защитить. После возникновения импульса напряжения, благодаря наличию нелинейной характеристики, варистор шунтирует нагрузку и уменьшает величину сопротивления до нескольких долей Ома. Энергия, при перенапряжении, поглощается и рассеивается в виде тепла. Варистор как бы срезает импульс опасного перенапряжения, поэтому защищаемое устройство остается невредимым, что возможно даже с низким уровнем изоляции.

 

Рис. №1. Конструктивная схема варистора и его характеристика.

Условное обозначение варистора, например, СНI-1-1-1500. СН означает, нелинейное сопротивление, первая цифровое значение – материал, вторая – конструкцию ( 1- стержневой; 2 – дисковый), третья цифра – номер разработки, последняя цифра обозначает значение падения напряжения.

 

Таблица классификации варисторов

Конструктивные особенности варисторов

Наиболее технологически востребованные материалы для изготовления варистора оксид цинка или порошок карбида кремния, он позволяет успешно поглощать импульсы напряжения с высокоэнергетическими импульсами. Процесс изготовления строится на основе «керамической» технологии, которая заключается на запрессовке элементов с обжигом, установкой электродов, выводов и покрытие приборов электроизоляцией и влагозащитным слоем. Благодаря стандартной технологии варисторы можно делать по индивидуальному заказу.

Параметры варисторов
  1. Номинальное классификационное напряжение Uкл – считается постоянным показателем, при этом значении через прибор проходит расчетный ток.
  2. 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.
  3. Коэффициент нелинейности β – он показывает отношение сопротивления варистора к постоянному току к его сопротивлению переменному току.
  4. Быстродействие или время срабатывания, обозначает переход из высокоомного положения в низкоомное и может составить несколько нс, примерно, 25 нс.

 

Защита варисторами

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 варисторов

Приборы 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.

Похожее

Ардуино и микросхемы | 10K241 Варистор

ОПИСАНИЕ ТОВАРА  «10K241»

«10K241» VARISTOR от фирмы «FNR» является Нелинейный полупроводниковый резистор, имеющий два вывода с согласованным сопротивлением при максимальном напряжении в сети 150VAC или 200VDC.  Диаметр 10 мм. Рабочий ток 10A. Максимальный ток срабатывания 50A. Согласно Википедии Вари́стор — переменный (resi)stor — резистор) — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление, которого нелинейно зависит от приложенного напряжения. Т.е. это резистор, обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой. Варистор обладает свойством РЕЗКО уменьшать своё сопротивление с миллиардов Ом до десятков Ом при увеличении приложенного к нему напряжения выше пороговой величины. При дальнейшем увеличении напряжения сопротивление уменьшается ещё больше. Благодаря отсутствию сопровождающих токов при скачкообразном изменении приложенного напряжения, варисторы являются основным элементом для производства устройств защиты от импульсных перенапряжений. Пример расчета в применении варистора в цепях переменного тока 220В. —где 220V это действующее значение. Тогда амплитуда синусоидального сигнала в корень из 2 раз больше чем действующее значение, то есть в 1,41 раза. В результате амплитудное напряжение равно 300-310 В.

240*1,1*1,41=372 В.

 

Где 1,1 – коэффициент запаса. 

 

При таких расчетах варистор 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:

 

~100VAC (100~120)– 271k;

 

~200VAC (180~220) – 431k;

 

~240VAC (210~250) – 471k;

 

~240VAC (240~265) – 511k.

 

Более полную информацию Вы можете найти в приложенном PDF-файле.

  В нашем магазине существует гибкая система скидок для постоянных и оптовых покупателей. Цену и наличие уточняйте по телефону. Заказать доставку по Москве Вы можете на сайте компании «Dostavista».

Варисторы как средство защиты радиоэлектронной аппаратуры.

Варисторы как средство защиты радиоэлектронной

аппаратуры.

Надежность работы радиоэлек­тронной аппаратуры во многом определяется качеством питающих электрических сетей, в которых мо­гут иметь место перенапряжения длительностью от сотен миллисе­кунд до нескольких секунд, провалы напряжения длительностью до де­сятков миллисекунд, пропадания (отсутствие напряжения более одно­го периода) и так далее. По статистике на перепады напряжения приходится 12%, на перенапряжение  2%, на провалы напряжения 57%, высоковольтные выбросы 16% и на высокочастотные шумы приходится 13%. Особенно опасны высоковольт­ные импульсы амплитудой до не­скольких киловольт и длительнос­тью от десятков наносекунд до сотен микросекунд. Именно они могут приводить к серьезным сбоям элек­тронной аппаратуры и выходу ее из строя, а также быть причиной про­боя изоляции проводов и даже их возгорания.

Импульсы напряжения, которые можно отнести к внешним сетевым помехам (рис. 1), возникают в раз­личных цепях аппаратуры, в первую очередь, в проводах питания.

Рис. 1.

 Они могут наводить­ся электромагнитными импульсами искусственного происхождения от передающих радиостанций, высоко­вольтных линий электропередач, се­тей электрифицированных желез­ных дорог, электросварочных аппа­ратов. Идентифицировать и системати­зировать причины таких помех практически невозможно. Однако для бытовых электрических сетей напряжением 220В приняты следу­ющие ориентировочные параметры внешних импульсных напряжений: амплитуда — до 6 кВ; частота — 0.05…5 МГц; длительность — 0.1…100 мкс. Они могут быть есте­ственного происхождения и наво­диться мощными грозовыми разря­дами. Они могут создаваться статическим напряжением, разряд которого достигает 25 кВ. Высоко­вольтные импульсы способны возникать и в самой аппаратуре при ее функционировании в результате пе­реходных процессов, при срабаты­вании электромагнитов, размыка­нии контактов реле, коммутации ре­активных нагрузок и так далее. Наи­большую угрозу представляют им­пульсы, возникающие при отключе­нии индуктивной нагрузки.

По указанным причинам радио­электронная аппаратура должна быть защищена от высоковольтных импульсных помех. Чтобы аппарату­ра могла быть сертифицирована, она должна пройти проверку на ус­тойчивость к воздействию импульс­ных помех. Например, ГОСТ Р 51317.4.4-99 (МЭК 61000-4-4-95) распространяется на электротехни­ческие, электронные и радиоэлек­тронные изделия и устанавливает требования и методы их испытаний на устойчивость к наносекундным импульсным помехам (НИП).

В настоящее время для защиты радиоэлектронной аппаратуры от внешних импульсных воздействий применяются различные виды экра­нировки, RC- и LC-фильтры, газо­разрядные приборы (разрядники) и полупроводниковые ограничители напряжения. Разрядники не обладают необходи­мым быстродействием, а быстро­действующие полупроводниковые ограничители напряжения, с высокой нели­нейностью вольтамперной характе­ристики не способны рассеи­вать большую мощность из-за мало­го объема p-n-перехода. Это ограничивает величину до­пустимого тока в импульсе, протека­ющего через прибор.

Наиболее эф­фективным средством защиты аппа­ратуры от любых импульсных напря­жений признаны оксидно-цинковые варисторы. Варисторы — это нелинейные резисторы, сопротивление которых зависит от приложенного напряже­ния. Отличительной чертой варистора является двухсторонняя симмет­ричная и резко выраженная нели­нейная вольтамперная характе­ристика (рис. 2).

Электрические характеристики варистора определяются большим сопротивлением утечки и емкостью которая незначительно изменяется под воздействием напряжения и температуры. При больших напряжениях на варисторе, и соответственно, боль­ших токах, проходящих через него, плотность тока в точечных контактах оказывается также большой. Разо­грев точечных контактов приводит к уменьшению их сопротивления и, как следствие, к нелинейности вольтамперной характе­ристики.

Рис. 2.

 Малые объемы активных областей обеспечивают малую инерционность тепловых процессов, что определяет их высокое быстродействие. Наряду с этим варисторы способны хорошо поглощать высокоэнергетические импульсы напряжения, так как теп­ловая энергия рассеивается не на от­дельных зернах полупроводника, а на всем его объеме. Особенностью вольтамперной характе­ристики варистора является наличие участка малых то­ков (условно от нуля до нескольких миллиампер), в котором находится рабочая точка варистора и участок больших токов, который определяет защитные свойства и, в частности, напряжение ограничения. Для варисторов на основе оксида цинка коэффициент нелинейности обычно составляет 20…60. Варисторы имеют достаточно большую емкость (100…50000 пф) в рабочем режиме (когда нет импульсов напряжения). При воздействии импульса их ем­кость падает практически до нуля.

Одной из важнейших характерис­тик варистора является классифика­ционное напряжение — напря­жение на варисторе при токе, равном 1 мА. Иногда приводится коэффици­ент защиты варистора — отношение напряжения на варисторе при токе 100 А к напряжению при токе 1 мА (то есть к классификационному напряже­нию). Он характеризует способность варистора ограничивать импульсыперенапряжения и для варисторов на основе оксида цинка находится в пределах 1,4…1,6. Таким образом, при росте напряжения в 1,4…1,6 раза ток через них возрастает в 100 000 раз.

Важной характеристикой варис­тора является допустимая мощность рассеивания, определяемая его гео­метрическими размерами и конст­рукцией выводов. Для увеличения мощности рассеивания часто приме­няют массивные выводы, играющие роль радиатора.

При возникновении высоковольт­ного импульса сопротивление варис­тора резко уменьшается до до­лей Ома и шунтирует нагрузку, защи­щая ее и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. При этом через варистор может протекать импульс­ный ток, достигающий нескольких ты­сяч ампер. Так как варистор практиче­ски безынерционен, то после исчезно­вения помехи его сопротивление вновь становится большим. Таким об­разом, включение варистора парал­лельно защищаемому устройству не влияет на работу последнего в нор­мальных условиях, но гасит импульсы опасного напряжения (рис. 3).

Рис. 3.

 Выбор типа варистора осуществ­ляется на основе анализа его работы в двух режимах: в рабочем и им­пульсном. Рабочий режим опреде­ляется классификационным напря­жением Uкл, а импульсный — рассе­иваемой мощностью. Для ориенти­ровочных расчетов рекомендуется, чтобы рабочее постоянное напряже­ние на варисторе не превышало 0,85 UKЛ, а при переменном токе действующее значение рабочего на­пряжения не превышало 0,6 Uкл.

В импульсном режиме через ва­ристор протекает большой ток, вследствие чего необходимо опасать­ся выхода его из строя из-за перегре­ва. С этой целью необходимо исполь­зовать варисторы с рассеиваемой мощностью большей, чем расчетная.

Для расчета варисторов, защи­щающих те или иные цепи от грозо­вого разряда, иногда приводят све­дения о напряжении на варисторе при воздействии стандартного гро­зового импульса. На рис. 4 показана форма этого импульса, который час­то называют «импульсом 8/20 мкс».

Рис. 4.

Очевидно, что варисторы могут работать и при последовательном включении. При этом в них протекает одинаковый ток, а общее напряже­ние делится пропорционально со­противлениям (в первом приближе­нии — классификационным напряже­ниям), в той же пропорции разделит­ся поглощаемая энергия. Сложнее обеспечить параллельную работу ва­ристоров — необходимо строгое сов­падение их вольтамперных характе­ристик. Эта задача вполне разрешима при последовательно-па­раллельной схеме включения — т.е. варисторы последовательно собира­ются в столбы, а столбы соединяются параллельно. При этом подбором ва­ристоров обеспечивают совпадение вольтамперных характе­ристик столбов, которые собираются в блоки с нужными параметрами. Ва­ристоры изготавливаются в обычном исполнении (дисковые, прямоуголь­ные), в виде блоков различной фор­мы и в виде чипов, что позволяет су­щественно экономить место на пе­чатной плате. Отечественные предприятия вы­пускают варисторы для различных сфер применения, это серии СН, ВР, МЧВН/ВС, МОВН/ВС и другие,  из зарубежных производителей варисторов большую номенклатуру выпускает компания EPCOS. При­боры имеют следующую систему обозначений (рис. 5):

Рис. 5.                                                  

Для эффективной защиты аппаратуры от воздействия различных сетевых помех необходимо использовать сетевые фильтры с многоступенчатой защитой. Например, в сетевом фильтре массивные стержневые индукторы должны обеспечивать фильтрацию электромагнит­ных помех, оксидно-цинковые варисторы обеспечива­ют общий и нормальный режимы защиты от высоко­вольтных импульсов, а конденсаторы  фильтруют радиочастотные помехи и компенсируют средние и слабые колебания напряжения. В табл. 1, 2 приведены параметры оксидно-цинковых варисторов, выпускаемых компанией EPCOS.

 Таблица 1.

 Таблица 2

 

Варистор | Металлооксидный варистор

Обзор варистора

Для обеспечения надежной работы подавление переходных напряжений следует учитывать на ранних этапах процесса проектирования. Это может быть сложной задачей, поскольку электронные компоненты все более чувствительны к паразитным электрическим переходным процессам. Разработчик должен определить типы временных угроз и определить, какие приложения необходимы, соблюдая нормы и стандарты продуктового агентства.

Варисторы

все чаще используются в качестве передового решения для защиты от импульсных перенапряжений.Littelfuse предоставляет разработчикам знания и опыт и предлагает на выбор самый широкий спектр технологий защиты цепей.

Варисторы

Littelfuse доступны в различных формах для широкого спектра применений. Опции включают в себя сверхмалые многослойные подавители (MLV) для поверхностного монтажа для небольших электронных устройств, а также традиционные металлооксидные варисторы (MOV) среднего уровня и осевые металлооксидные варисторы для защиты небольшого оборудования, источников питания и компонентов.Littelfuse также предлагает более крупные MOV с клеммным креплением для промышленного применения.

— более поздняя инновация в линейке продуктов Littelfuse, MLV адресована определенной части спектра переходных напряжений — среде на уровне печатной платы, где, несмотря на меньшую энергию, переходные процессы от электростатического разряда, индуктивного переключения нагрузки и даже остатков грозовых перенапряжений могли бы в противном случае достигают чувствительных интегральных схем. Каждое из этих событий может относиться к электромагнитной совместимости продукта (ЭМС) или к его невосприимчивости к переходным процессам, которые могут вызвать повреждение или неисправность.

Littelfuse предлагает пять различных версий MLV, включая подавитель электростатических разрядов серии MHS ​​для высоких скоростей передачи данных, серию ML, которая поддерживает самый широкий диапазон приложений, серию MLE, предназначенную для электростатического разряда с одновременным обеспечением функций фильтрации, серию MLN Quad Array в 1206 и 0805 микросхема и серия AUML, предназначенная для специфических переходных процессов, встречающихся в автомобильных электронных системах.

Накладные устройства MOV (металл-оксидный варистор) упрощают процесс сборки SMT и решают проблему ограничения места на печатной плате.Они подходят для пайки оплавлением и волной пайки и включают серии CH, SM7, SM20, MLE, MHS, ML и MLN.

Традиционные устройства MOV (металлооксидный варистор) с радиальным сквозным отверстием доступны в диаметрах 5 мм, 7 мм, 10 мм, 14 мм, 20 мм и 25 мм. Они подходят для обеспечения защиты от перенапряжения для самых разных приложений и включают серии C-III, iTMOV, LA, TMOV, RA, UltraMOV, UltraMOV25S и ZA.

Варисторы неизолированные дисковые — промышленные высокоэнергетические элементы. Они разработаны для специальных применений, требующих уникальных электрических контактов или методов упаковки, о которых просили заказчики.Ограничители импульсных перенапряжений серии CA представляют собой промышленные высокоэнергетические дисковые варисторы (MOV), предназначенные для специальных применений, требующих уникальных электрических контактов или методов упаковки, предоставляемых заказчиком.

Термозащитные металлооксидные варисторы (TMOV)

разработаны с учетом требований UL 1449 к аномальным перенапряжениям. Их можно припаять волной припоя без каких-либо специальных или дорогостоящих процессов сборки и включают серии iTMOV, TMOV, TMOV25S и TMOV34S.

Промышленные высокоэнергетические варисторы обеспечивают гораздо более высокие показатели перенапряжения и энергопотребления, чем обычные MOV (металлооксидные варисторы), а также имеют различные клеммы для различных требований и условий сборки.К ним относятся серии BA, BB, CA, DA, HA, HB34, HC, HF34, HG34, TMOV34S, UltraMOV25S, C-III, FBMOV и TMOV25S.

Специальные варисторы

(металлооксидные варисторы) доступны в уникальной форме и обладают различным диапазоном напряжения и характеристиками перенапряжения. К ним относятся серии C-III, FBMOV, MA и RA.

Интегрированные варисторы состоят из конструктивного блока варистора (MOV) на 40 кА со встроенным термически активируемым элементом. Эти устройства признаны UL как независимые SPD типа 1.

Термозащищенный и нефрагментирующий варистор серии Littelfuse FBMOV представляет собой новую разработку в области защиты цепей. Он состоит из блока варистора (MOV) на 40 кА со встроенным термически активируемым элементом, предназначенным для размыкания в случае перегрева из-за аномального перенапряжения и условий ограничения тока.

Установки

Littelfuse для устройств PolySwitch сертифицированы по ISO / TS 16949: 2009 и ISO 9001: 2008.

Введение в систему подавления перенапряжения

Переходные процессы напряжения определяются как кратковременные скачки электрической энергии и являются результатом внезапного высвобождения энергии, которая была ранее сохранена или вызвана другими способами, такими как большие индуктивные нагрузки или удары молнии.В электрических или электронных схемах эта энергия может выделяться предсказуемым образом посредством контролируемых переключающих действий или произвольно индуцироваться в цепи от внешних источников.

Повторяющиеся переходные процессы часто вызваны работой двигателей, генераторов или переключением компонентов реактивной цепи. Случайные переходные процессы, с другой стороны, часто вызываются молнией (рисунок 1) и электростатическим разрядом (ESD) (рисунок 2). Молнии и электростатические разряды обычно возникают непредсказуемо и могут потребовать тщательного мониторинга для точного измерения, особенно если они индуцируются на уровне печатной платы.Многочисленные группы по разработке стандартов на электронику проанализировали возникновение переходных напряжений с использованием общепринятых методов мониторинга или тестирования. Ключевые характеристики нескольких переходных процессов показаны ниже в таблице 1.

Рис. 1. Форма волны переходного процесса при молнии

НАПРЯЖЕНИЕ ТОК ВРЕМЯ НАСТРОЙКИ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ
Освещение 25 кВ 20кА 10 мкс 1 мс
Переключение 600 В 500A 50 мкс 500 мс
ЭМИ 1 кВ 10A 20 нс 1 мс
ESD 15 кВ 30A <1 нс 100 нс

Таблица 1.Примеры переходных источников и магнитуд

Характеристики скачков напряжения в переходных процессах

Пики напряжения переходного процесса обычно имеют форму волны «двойной экспоненты», показанную на Рисунке 1 для молнии и на Рисунке 2 для ESD. Время экспоненциального нарастания молнии находится в диапазоне от 1,2 мкс до 10 мкс (по существу, от 10% до 90%), а продолжительность находится в диапазоне от 50 мкс до 1000 мкс (50% пиковых значений). С другой стороны, ESD — это событие гораздо меньшей продолжительности. Время нарастания было охарактеризовано как менее 1 нс.Общая продолжительность составляет примерно 100 нс.

Рис. 2. Форма сигнала ESD-теста

Почему переходные процессы вызывают все большее беспокойство?

Миниатюризация компонентов привела к повышенной чувствительности к электрическим нагрузкам. Например, микропроцессоры имеют структуры и токопроводящие дорожки, которые не способны выдерживать высокие токи от переходных процессов электростатического разряда. Такие компоненты работают при очень низких напряжениях, поэтому нарушения напряжения необходимо контролировать, чтобы предотвратить прерывание работы устройства и скрытые или катастрофические отказы.Чувствительные устройства, такие как микропроцессоры, внедряются с экспоненциальной скоростью. Микропроцессоры начинают выполнять невидимые ранее прозрачные операции. Все, от бытовой техники, такой как посудомоечные машины, до промышленных устройств управления и даже игрушек, расширило использование микропроцессоров для повышения функциональности и эффективности.

В настоящее время в автомобилях используется множество электронных систем для управления двигателем, климатом, тормозами и, в некоторых случаях, системами рулевого управления. Некоторые из нововведений призваны повысить эффективность, но многие из них связаны с безопасностью, например, системы ABS и контроля тяги.Многие функции бытовой техники и автомобилей используют модули, которые представляют временные угрозы (например, электродвигатели). Не только общая среда враждебна, но и оборудование или устройства также могут быть источниками угроз. По этой причине тщательная разработка схемы и правильное использование технологии защиты от перенапряжения значительно улучшат надежность и безопасность конечного приложения. В таблице 2 показаны уязвимости различных компонентных технологий.

Тип устройства Уязвимость (вольт)
VMOS 30-1800
МОП-транзистор 100-200
GaAsFET 100-300
СППЗУ 100
JFET 140-7000
КМОП 250-3000
Диоды Шоттки 300-2500
Биполярные транзисторы 380-7000
SCR 680-1000

ТАБЛИЦА 2.ДИАПАЗОН УЯЗВИМОСТИ УСТРОЙСТВА.

Сценарии переходного напряжения

ESD (электростатический разряд)

Электростатический разряд характеризуется очень быстрым временем нарастания и очень высокими пиковыми напряжениями и токами. Эта энергия является результатом дисбаланса положительных и отрицательных зарядов между объектами.

Ниже приведены некоторые примеры напряжений, которые могут возникать в зависимости от относительной влажности (RH):

  • Ходьба по ковру:
    35 кВ при относительной влажности = 20%; 1.5 кВ при относительной влажности = 65%
  • Ходьба по виниловому полу:
    12кВ при относительной влажности = 20%; 250 В при относительной влажности 65%
  • Рабочий у верстака:
    6кВ при относительной влажности = 20%; 100 В при относительной влажности 65%
  • Виниловые конверты:
    7кВ при относительной влажности = 20%; 600 В при относительной влажности 65%
  • Полиэтиленовый мешок, взятый со стола:
    20кВ при относительной влажности = 20%; 1,2 кВ при относительной влажности = 65%

Обращаясь к таблице 2 на предыдущей странице, можно увидеть, что электростатический разряд, генерируемый повседневной деятельностью, может намного превзойти порог уязвимости стандартных полупроводниковых технологий.На рисунке 2 показана форма волны электростатического разряда, как определено в спецификации испытаний IEC 61000-4-2.

Индуктивное переключение нагрузки

Коммутация индуктивных нагрузок приводит к возникновению переходных процессов с высокой энергией, величина которых возрастает с увеличением нагрузки. Когда индуктивная нагрузка отключена, коллапсирующее магнитное поле преобразуется в электрическую энергию, которая принимает форму двойного экспоненциального переходного процесса. В зависимости от источника, эти переходные процессы могут достигать сотен вольт и сотен ампер с длительностью до 400 мс.

Типичные источники индуктивных переходных процессов:

  • Генератор
  • Двигатель
  • Реле
  • Трансформатор

Эти примеры чрезвычайно распространены в электрических и электронных системах. Поскольку размеры нагрузок меняются в зависимости от приложения, форма волны, продолжительность, пиковый ток и пиковое напряжение — все это переменные, которые существуют в реальных переходных процессах. После того, как эти переменные могут быть аппроксимированы, можно выбрать подходящую технологию подавления.

Рисунок 3. Автомобильная разгрузка

Переходные процессы, индуцированные молнией

Хотя прямой удар явно разрушителен, переходные процессы, вызванные молнией, не являются результатом прямого удара. Когда происходит удар молнии, это событие создает магнитное поле, которое может вызвать переходные процессы большой величины в близлежащих электрических кабелях.

На рис. 4 показано, как удар от облака к облаку повлияет не только на кабели RHead, но и на проложенные кабели.Даже при ударе на расстоянии 1 мили (1,6 км) в электрических кабелях может возникнуть напряжение 70 В.

Рис. 4. Удар молнии из облака в облако

На рис. 5 на следующей странице показан эффект удара облака о землю: эффект, вызывающий переходные процессы, намного больше.

Рис. 5. Удар молнии между облаками и землей

На рисунке 6 показана типичная форма волны тока для наведенных помех от молнии.

Рис. 6. Форма тестового сигнала пикового импульсного тока

Технологические решения для временных угроз

Из-за различных типов переходных процессов и приложений важно правильно согласовать решение по подавлению с различными приложениями.Littelfuse предлагает широчайший спектр технологий защиты цепей, чтобы гарантировать, что вы получите правильное решение для вашего приложения. Пожалуйста, обратитесь к нашей онлайн-библиотеке заметок по применению и заметок по дизайну для получения дополнительной информации о типичных проблемах проектирования, встречающихся на https://www.littelfuse.com.

Металлооксидные варисторы и многослойные варисторы

Варисторы — это нелинейные устройства, зависящие от напряжения, которые имеют электрические характеристики, аналогичные последовательно соединенным стабилитронам.Они состоят в основном из Z N O с небольшими добавками других оксидов металлов, таких как висмут, кобальт, магнез и другие. Металлооксидный варистор или «MOV» спекается во время производственной операции в керамический полупроводник, что приводит к кристаллической микроструктуре, которая позволяет MOV рассеивать очень высокие уровни переходной энергии по всей массе устройства. Поэтому MOV обычно используются для подавления молний и других переходных процессов с высокой энергией, которые встречаются в промышленных приложениях или линиях переменного тока.Кроме того, MOV используются в цепях постоянного тока, таких как источники питания низкого напряжения и автомобильные приложения. Их производственный процесс допускает использование множества различных форм-факторов, наиболее распространенным из которых является диск с радиальными выводами.

Многослойные варисторы или MLV

изготовлены из материала Z N O, аналогичного стандартным MOV, однако они изготовлены с переплетенными слоями металлических электродов и поставляются в безвыводных керамических корпусах. Как и в случае стандартных MOV, многослойные устройства переходят из состояния с высоким импедансом в состояние проводимости при воздействии напряжений, превышающих их номинальное напряжение.MLV имеют чипы различных размеров и способны генерировать значительную импульсную энергию для своего физического размера. Таким образом, подавление линии передачи данных и источника питания достигается с помощью одной технологии.

Следующие параметры применимы к варисторам и / или многослойным варисторам и должны быть поняты разработчику схем, чтобы правильно выбрать устройство для данного применения.

Введение в варисторную технологию

Корпус варистора состоит из матрицы проводящих зерен Z N O, разделенных границами зерен, обеспечивающих полупроводниковые характеристики P-N перехода.Эти границы несут ответственность за блокировку проводимости при низких напряжениях и являются источником нелинейной электропроводности при более высоких напряжениях.

РИСУНОК 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПОВОГО ВАРИСТОРА V-I

Симметричные, резкие характеристики пробоя, показанные на рисунке 1, позволяют варистору обеспечивать отличные характеристики подавления переходных процессов. Под воздействием переходных процессов высокого напряжения импеданс варистора изменяется на много порядков величины от почти разомкнутой цепи до высокопроводящего уровня, тем самым ограничивая переходное напряжение до безопасного уровня.Потенциально разрушительная энергия входящего переходного импульса поглощается варистором, тем самым защищая уязвимые компоненты схемы.

Поскольку электрическая проводимость, по сути, возникает между зернами Z N O, распределенными по всей массе устройства, варистор Littelfuse по своей природе более прочен, чем его аналоги с одиночным P-N переходом, такие как стабилитроны. В варисторе энергия равномерно поглощается по всему корпусу устройства, в результате чего нагрев равномерно распространяется по его объему.Электрические свойства регулируются в основном физическими размерами корпуса варистора, который спечен в различных форм-факторах, таких как диски, микросхемы и трубки. Номинальная мощность определяется объемом, номинальным напряжением по толщине или длине пути прохождения тока, а допустимая нагрузка по току определяется площадью, измеренной перпендикулярно направлению прохождения тока.


Физические свойства

MOV

предназначены для защиты чувствительных цепей от внешних переходных процессов (молнии) и внутренних переходных процессов (переключение индуктивной нагрузки, переключение реле и разряды конденсаторов).И другие переходные процессы высокого уровня, встречающиеся в промышленных приложениях, в сети переменного тока или переходные процессы более низкого уровня, встречающиеся в автомобильных линиях постоянного тока с номинальным пиковым током в диапазоне от 20A до 500A и пиковым значением энергии от 0,05J до 2,5J.

Привлекательным свойством MOV является то, что электрические характеристики относятся к основной части устройства. Каждое зерно ZnO ​​в керамике действует так, как будто оно имеет полупроводниковый переход на границе зерен. Поперечное сечение материала показано на рисунке 2, который иллюстрирует микроструктуру керамики.Варисторы изготавливаются путем формования и спекания порошков на основе оксида цинка в керамические детали. Эти детали затем покрываются либо толстым слоем серебра, либо металлом, нанесенным дуговым / пламенным напылением.

Границы зерен ZnO отчетливо видны. Поскольку нелинейное электрическое поведение возникает на границе каждого полупроводникового зерна ZnO, варистор можно рассматривать как «многопереходное» устройство, состоящее из множества последовательных и параллельных соединений границ зерен. Поведение устройства может быть проанализировано в отношении деталей керамической микроструктуры.Средний размер зерна и гранулометрический состав играют важную роль в электрических характеристиках.

РИСУНОК 2. ОПТИЧЕСКАЯ ФОТОМИКРОГРАФИЯ ПОЛИРОВАННОГО И ТРАВЛЕННОГО СЕЧЕНИЯ ВАРИСТРА


Микроструктура варистора

Основная часть варистора между контактами состоит из зерен ZnO среднего размера « d », как показано на схематической модели на Рисунке 3. Удельное сопротивление ZnO составляет <0,3 Ом-см.

РИСУНОК 3.СХЕМАТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ВАРИСТОРА ОКСИДА МЕТАЛЛА
, ЗЕРНА ПРОВОДЯЩЕГО ZnO (СРЕДНИЙ РАЗМЕР
d) РАЗДЕЛЯЮТСЯ МЕЖГРАНУЛЯРНЫМИ ГРАНИЦАМИ.

Проектирование варистора для заданного номинального напряжения варистора ( В, N ), в основном, заключается в выборе толщины устройства таким образом, чтобы соответствующее количество зерен ( n ) располагалось последовательно между электродами. На практике материал варистора характеризуется градиентом напряжения, измеряемым по его толщине определенным значением вольт / мм.Контролируя состав и условия производства, градиент остается фиксированным. Поскольку существуют практические ограничения диапазона достижимой толщины, желательно более одного значения градиента напряжения. Изменяя состав добавок оксидов металлов, можно изменить размер зерна « d » и достичь желаемого результата.

Фундаментальным свойством варистора ZnO является то, что падение напряжения на единственном интерфейсе «стык» между зернами почти постоянно.Наблюдения за диапазоном вариаций состава и условий обработки показывают фиксированное падение напряжения около 2–3 В на переход границы зерен. Также падение напряжения не меняется для зерен разного размера. Следовательно, напряжение варистора будет определяться толщиной материала и размером зерен ZnO. Отношения можно очень просто описать следующим образом:

Напряжение варистора ( В N ) определяется как напряжение на варисторе в точке его VI характеристики, где завершен переход ( В ) от линейной области низкого уровня к сильно нелинейной. область.Для стандартных целей измерения это произвольно определяется как напряжение при токе 1 мА. Некоторые типичные значения размеров варисторов Littelfuse приведены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1.

ВАРИСТОР НАПРЯЖЕНИЯ СРЕДНИЙ РАЗМЕР ЗЕРНА н ГРАДИЕНТ ТОЛЩИНА УСТРОЙСТВА
ВОЛЬТ МИКРОН В / мм при 1 мА мм
150 В RMS 20 75 150 1.5
25 В RMS 80 (Примечание) 12 39 1,0

ПРИМЕЧАНИЕ: Состав для низкого напряжения.


Теория работы

Из-за поликристаллической природы металлооксидных полупроводниковых варисторов физическая работа устройства более сложна, чем у обычных полупроводников. Интенсивные измерения позволили определить многие электрические характеристики устройства, и прилагаются большие усилия, чтобы лучше определить работу варистора.Однако с точки зрения пользователя это не так важно, как понимание основных электрических свойств, поскольку они относятся к конструкции устройства.

Ключ к объяснению работы металлооксидного варистора заключается в понимании электронных явлений, происходящих вблизи границ зерен или переходов между зернами Z N O. Хотя некоторые из ранних теорий предполагали, что электронное туннелирование происходит через изолирующий второй фазовый слой на границах зерен, работа варистора, вероятно, лучше описывается последовательно-параллельным расположением полупроводниковых диодов.В этой модели границы зерен содержат дефектные состояния, которые захватывают свободные электроны из полупроводниковых зерен Z N O n-типа, образуя, таким образом, слой обеднения объемного заряда в зернах ZnO в области, прилегающей к границам зерен. (См. Справочные примечания на последней странице этого раздела).

Признаки истощения слоев в варисторе показаны на рисунке 4, где величина, обратная квадрату емкости на границу, нанесена на график зависимости от приложенного напряжения на границу. Это тот же тип поведения, наблюдаемая концентрация носителей, N , была определена как примерно 2 x 1017 на см 3 .Кроме того, ширина истощающего слоя была рассчитана примерно на 1000 единиц Ангстрема. Однопереходные исследования также подтверждают диодную модель.

Именно эти обедненные слои блокируют свободный поток носителей и отвечают за низковольтные изолирующие свойства в области утечки, как показано на рисунке 5. Ток утечки возникает из-за свободного потока носителей через барьер с пониженным полем, и термически активируется, по крайней мере, выше примерно 25 ° C. Для полупроводниковых диодов с резким P-N переходом.Отношения:

Где:
b ) = напряжение барьера,
(В) = приложенное напряжение,
(q) = заряд электрона,
(es) = диэлектрическая проницаемость полупроводника и
(Н ) = концентрация носителей.
Исходя из этого соотношения, концентрация носителей ZnO, N , была определена как примерно 2 × 10 17 на см 3 .

Кроме того, ширина истощающего слоя была рассчитана примерно на 1000 единиц Ангстрема.Однопереходные исследования также подтверждают диодную модель.

РИСУНОК 4. ЕМКОСТЬ-НАПРЯЖЕНИЕ ПОВЕДЕНИЕ ВАРИСТОРНЫХ ОБРАЗЦОВ
ПЕРЕРЫВ ПОЛУПРОВОДНИКА ОБРАТНЫЙ ПЕРЕХОД
СМЕЩЕННЫЙ ДИОД Nd ˜ 2 x 10 17 / см 3

На рисунке 5 показана диаграмма энергетических зон для перехода ZnO-граница зерна-ZnO. Левое зерно смещено вперед, V L , а правая сторона смещено назад до V R .Ширина обедненного слоя составляет X L и X R , а соответствующие высоты барьера составляют f L и f R . Высота барьера со смещением нуля составляет f O . По мере увеличения напряжения смещения f L уменьшается, а f R увеличивается, что приводит к снижению барьера и увеличению проводимости.

Высота барьера f L варистора низкого напряжения была измерена как функция приложенного напряжения и представлена ​​на рисунке 6.Быстрое уменьшение барьера при высоком напряжении представляет собой начало нелинейной проводимости.

РИСУНОК 5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА ПЕРЕХОДА ZnO-ЗЕРНО-ГРАНИЦА-ZnO

РИСУНОК 6. ТЕПЛОВЫЙ БАРЬЕР в зависимости от ПРИЛОЖЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Транспортные механизмы в нелинейной области очень сложны и до сих пор являются предметом активных исследований. Большинство теорий черпают вдохновение из теории переноса полупроводников и не рассматриваются подробно в этом документе.


Конструкция варистора

Процесс изготовления варистора Littelfuse проиллюстрирован на блок-схеме на рис. 7. Исходный материал может отличаться по составу добавок оксидов, чтобы охватить диапазон напряжения продукта.

РИСУНОК 7. СХЕМА ПОТОКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛЕНЬКОГО ВАРИСТОРА

Характеристики устройства определяются при операции прессования. Порошок прессуют в форму заданной толщины, чтобы получить желаемое значение номинального напряжения.Для получения желаемых значений пикового тока и энергетической способности варьируются площадь электродов и масса устройства. Диапазон диаметров, доступных для дисковых продуктов, указан здесь:

Номинальный диаметр диска
Диаметр, мм
3 5 7 10 14 20 32 34 40 62

Конечно, другие формы, такие как прямоугольники, также возможны при простой замене штампов пресса.Для изготовления различных форм можно использовать другие методы изготовления керамики. Например, стержни или трубки изготавливают путем экструзии и резки до нужной длины. После формования необожженные (т.е. необожженные) детали помещают в печь и спекают при пиковых температурах, превышающих 1200 ° C. Оксид висмута расплавляется при температуре выше 825 ° C, что способствует первоначальному уплотнению поликристаллической керамики. При более высоких температурах происходит рост зерен, образуя структуру с контролируемым размером зерен.

Электродирование радиальных устройств и устройств со стружкой осуществляется обжигом керамической поверхности толстой пленкой серебра.Затем припаиваются провода или клеммы для перемычек. Проводящая эпоксидная смола используется для соединения выводов с осевыми 3-миллиметровыми дисками. Для более крупных промышленных устройств (диски диаметром 40 мм и 60 мм) контактный материал представляет собой алюминий, напыленный дуговым напылением, с дополнительным напылением меди, если необходимо, чтобы получить поверхность, пригодную для пайки.

При сборке различных корпусов варистора Littelfuse используется множество методов инкапсуляции. Большинство радиальных устройств и некоторые промышленные устройства (серия HA) имеют эпоксидное покрытие в псевдоожиженном слое, тогда как эпоксидная смола «наматывается» на осевое устройство.

Радиалы также доступны с фенольными покрытиями, наносимыми мокрым способом. Корпус серии PA состоит из пластика, залитого вокруг 20-миллиметрового дискового узла. Все устройства серий RA, DA и DB похожи тем, что все они состоят из дисков или микросхем с выводами или выводами, заключенных в формованный пластиковый корпус, заполненный эпоксидной смолой. Различные стили корпуса позволяют варьировать номинальную мощность, а также механический монтаж.

ТАБЛИЦА 2. РАЗМЕРЫ КЕРАМИКИ ПО ТИПАМ

УПАКОВКА
ТИП
СЕРИИ КЕРАМИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ
Бесконтактный поверхностный монтаж CH, AUML †, ML †, MLE †, MLN † Серия Чип 5 мм x 8 мм, 0603, 0805, 1206, 1210, 1812, 2220
с осевыми выводами MA серии Диск диаметром 3 мм
С радиальными выводами ZA, LA, C-III, TMOV ® ,
i TMOV ® , UltraMOV , TMOV25S ® серии
Диски диаметром 5 мм, 7 мм, 10 мм, 14 мм, 20 мм
В штучной упаковке, низкопрофильный RA серии 5 мм x 8 мм, 10 мм x 16 мм, 14 x 22 микросхемы
Промышленные блоки BA, BB серии
DA, DB серии
DHB серии
HA, HB серии
HC, HF серии
HG серии
32 мм, диск диаметром 40 мм, квадратный диск 34 мм, диск диаметром 40 мм, диск диаметром 60 мм
Промышленные диски CA серии Диски диаметром 60 мм

На рис. 9A, 9B и 9C (ниже) показаны детали конструкции некоторых варисторных корпусов Littelfuse.Размеры керамики в зависимости от типа корпуса приведены выше в таблице 2.

РИСУНОК 9A. РАЗРЕЗ MA СЕРИИ

РИСУНОК 9B. РАЗРЕЗ РАДИАЛЬНОГО ВЫВОДА УПАКОВКИ

РИСУНОК 9C. ИЗОБРАЖЕНИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СЕРИИ DA, DB И BA / BB


Электрические характеристики V-I варистора

Обращаясь теперь к области сильноточного подъема на рисунке 10, мы видим, что поведение V-I приближается к омической характеристике.Предельное значение сопротивления зависит от электропроводности тела полупроводниковых зерен ZnO, концентрация носителей которых находится в диапазоне от 10 17 до 10 18 на см 3 . Это снизит удельное сопротивление ZnO ниже 0,3 Ом · см.

РИСУНОК 10. ТИПИЧНАЯ ВАРИСТОРНАЯ КРИВАЯ V-I, ЗАПИСАННАЯ НА МАСШТАБЕ ЖУРНАЛА

Электрические характеристики варистора

удобно отображаются в логарифмическом формате, чтобы показать широкий диапазон кривой V-I.Формат журнала также более ясен, чем линейное представление, которое имеет тенденцию преувеличивать нелинейность пропорционально выбранному текущему масштабу. Типичная характеристическая кривая V-I показана на рисунке 10. Этот график показывает более широкий диапазон тока, чем обычно указывается в технических паспортах варисторов, чтобы проиллюстрировать три различных области электрического режима.


Модель эквивалентной схемы

Электрическая модель варистора может быть представлена ​​упрощенной схемой замещения, показанной на Рисунке 11.

РИСУНОК 11. ВАРИСТОРНАЯ МОДЕЛЬ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ЦЕПИ


Область утечки в рабочем состоянии

При низких уровнях тока кривая V-I приближается к линейной (омической) зависимости и показывает значительную температурную зависимость. Варистор находится в режиме высокого сопротивления (приближается к 10 9 Ом) и выглядит как разомкнутая цепь. Нелинейную составляющую сопротивления ( R X ) можно игнорировать, потому что ( R OFF ) параллельно будет преобладать.Кроме того, ( R ON ) будет незначительным по сравнению с ( R OFF ).

РИСУНОК 12. ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ЦЕПЬ ПРИ НИЗКИХ ТОКАХ

Для данного варисторного устройства емкость остается примерно постоянной в широком диапазоне напряжения и частоты в области утечки. При подаче напряжения на варистор значение емкости уменьшается незначительно. Когда напряжение приближается к номинальному напряжению варистора, емкость уменьшается.Емкость остается почти постоянной при изменении частоты до 100 кГц. Точно так же изменение температуры невелико, значение емкости 25 ° C соответствует +/- 10% от -40 ° C до + 125 ° C.

Температурный эффект характеристической кривой V-I в области утечки показан на рисунке 13. Отмечается отчетливая температурная зависимость.

РИСУНОК 13. ЗАВИСИМОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ В ОБЛАСТИ УТЕЧКИ

Соотношение между током утечки (I) и температурой (T) равно

Фактически, изменение температуры соответствует изменению ( R OFF ).Однако ( R OFF ) сохраняет высокое значение сопротивления даже при повышенных температурах. Например, он все еще находится в диапазоне от 10 МОм до 100 МОм при 125 ° C.

Хотя ( R OFF ) имеет высокое сопротивление, оно зависит от частоты. Отношение приблизительно линейно с обратной частотой.

Если, однако, параллельная комбинация ( R OFF ) и ( ° C ) является преимущественно емкостной на любой интересующей частоте.Это связано с тем, что емкостное реактивное сопротивление также изменяется примерно линейно с 1 / f .

При более высоких токах в диапазоне мА и выше колебания температуры становятся минимальными. График температурного коэффициента ( dV / dT ) приведен на рисунке 14. Следует отметить, что температурный коэффициент отрицательный (-) и уменьшается с ростом тока. В диапазоне напряжения фиксации варистора ( I> 1A ) температурная зависимость приближается к нулю.

РИСУНОК 14. ОТНОШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА DV / DT К ВАРИСТОРНОМУ ТОКУ


Номинальный диапазон работы варистора

Характеристика варистора соответствует уравнению:

I = кВ a , где ( k ) — постоянная величина, а показатель степени ( a ) определяет степень нелинейности. Альфа — это показатель качества, который можно определить по наклону кривой V-I или рассчитать по формуле:

В этой области варистор является проводящим, и R X будет преобладать над C , R ON и R OFF . R X становится на много порядков меньше, чем R OFF , ​​но остается больше, чем R ON .

РИСУНОК 15. Эквивалентная цепь при варисторной проводимости

Во время проводимости напряжение варистора остается относительно постоянным при изменении тока на несколько порядков. Фактически, сопротивление устройства R X изменяется в зависимости от тока. Это можно наблюдать, исследуя статическое или динамическое сопротивление как функцию тока.Статическое сопротивление определяется как:

.

Графики типичных значений сопротивления в зависимости от тока ( I ) приведены на рисунках 16A и 16B.

РИСУНОК 16A. R X СТАТИЧЕСКОЕ ВАРИСТОРНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ РИСУНОК

РИСУНОК 16B. Z X ДИНАМИЧЕСКОЕ ВАРИСТОРНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ


Восходящий регион деятельности

При больших токах, приближающихся к максимальному значению, варистор приближается к короткому замыканию.Кривая отклоняется от нелинейной зависимости и приближается к значению объемного сопротивления материала, примерно 1–10 Ом. Подъем происходит, когда значение R X приближается к значению R ON . Резистор R ON представляет собой объемное сопротивление зерен Z N O. Это сопротивление является линейным (которое проявляется как более крутой наклон на графике) и возникает при токах от 50 до 50 000 А, в зависимости от размера варистора.

РИСУНОК 17.ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ЦЕПЬ ПРИ ПОВОРОТЕ ВАРИСТОРА


Скорость реакции и скорость воздействия

Действие варистора зависит от механизма проводимости, аналогичного механизму других полупроводниковых приборов. По этой причине проводимость происходит очень быстро, без видимой задержки по времени — даже в наносекундном (нс) диапазоне. На рисунке 18 показана составная фотография двух кривых напряжения с варистором, вставленным в импульсный генератор с очень низкой индуктивностью, и без него. Вторая кривая (которая не синхронизирована с первой, а просто накладывается на экран осциллографа) показывает, что эффект ограничения напряжения варистора возникает менее чем за 1.0 нс.

РИСУНОК 18. ОТВЕТ ZnO ВАРИСТОРА НА БЫСТРОЕ ВРЕМЯ НАРАСТЕНИЯ (500ps) ИМПУЛЬС

В обычных устройствах, установленных на выводах, индуктивность выводов полностью маскирует быстрое действие варистора; поэтому для испытательной схемы на Рисунке 18 потребовалось вставить небольшой кусок варисторного материала в коаксиальную линию, чтобы продемонстрировать собственный отклик варистора.

Испытания, проведенные на устройствах, установленных на выводах, даже с уделением особого внимания минимизации длины выводов, показывают, что напряжения, индуцируемые в контуре, образованном выводами, составляют значительную часть напряжения, возникающего на выводах варистора при высоком и быстром токе. подниматься.К счастью, токи, которые могут быть доставлены источником переходных процессов, неизменно медленнее по времени нарастания, чем наблюдаемые переходные процессы напряжения. Варисторы чаще всего используют при времени нарастания тока более 0,5 мкс.

Скорость нарастания напряжения — не лучший термин для использования при обсуждении реакции варистора на быстрый импульс (в отличие от искровых разрядников, где на переключение из непроводящего в проводящее состояние требуется конечное время). Время отклика варистора на переходный ток, который может выдать схема, является подходящей характеристикой, которую следует учитывать.

Вольт-амперная характеристика на рисунке 19A показывает, как на отклик варистора влияет форма тока. Исходя из таких данных, эффект «выброса» может быть определен как относительное увеличение максимального напряжения, возникающего на варисторе во время быстрого нарастания тока, с использованием в качестве эталона стандартной волны тока 8/20 мкс. На рисунке 19B показано типичное изменение напряжения фиксации в зависимости от времени нарастания для различных уровней тока.

РИСУНОК 19. ОТВЕТ ВАРИСТОРОВ НА ВЫВОДЕ НА ТЕКУЮ ВОЛНОВУЮ ФОРМУ

РИСУНОК 19A.V-I ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВРЕМЕНИ НАРАБОТКИ ТОКА

РИСУНОК 19B. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОСНОВНОГО 8/20 ТОКОВОГО ИМПУЛЬСА


Как подключить варистор Littelfuse

Подавители переходных процессов могут подвергаться воздействию высоких токов в течение коротких промежутков времени от наносекунд до миллисекунд.

Варисторы

Littelfuse подключаются параллельно нагрузке, и любое падение напряжения на выводах варистора снижает его эффективность.Наилучшие результаты достигаются при использовании коротких проводов, которые расположены близко друг к другу, чтобы уменьшить наведенные напряжения, и низкого омического сопротивления, чтобы уменьшить падение I • R.

Однофазный

РИСУНОК 23.

Это наиболее полная защита, которую можно выбрать, но во многих случаях выбираются только Варистор 1 или Варистор 1 и 2.

РИСУНОК 24.

Трехфазный

РИСУНОК 25A. 3 ФАЗА 220В / 380В, НЕЗЕМЛЯЮЩАЯ

РИСУНОК 25B.3 ФАЗА 220В ИЛИ 380В, НЕЗЕМЛЯЮЩАЯ

РИСУНОК 25C. 3 ФАЗА 220 В, ОДНА ФАЗА ЗАЗЕМЛЕННАЯ

РИСУНОК 25D. 3 ФАЗА 220 В

РИСУНОК 25E. 3 ФАЗЫ 120 В / 208 В, 4 ПРОВОДА

РИСУНОК 25F. 3 ФАЗА 240 В / 415 В

Для более высоких напряжений используйте те же соединения, но выбирайте варисторы для соответствующего номинального напряжения.

Приложение постоянного тока

Для приложений

постоянного тока требуется соединение между плюсом и минусом или плюсом и землей, а также минусом и землей.

Например, если переходный процесс к земле существует на всех трех фазах (переходные процессы синфазного режима), только подавители переходных процессов, соединенные фазой с землей, будут поглощать энергию. Подавители переходных процессов, подключенные по фазе к фазе, не будут эффективны.

РИСУНОК 26. ПЕРЕХОДНОЕ И ПРАВИЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ОБЩЕГО РЕЖИМА

С другой стороны, если существует дифференциальный режим переходного процесса (фаза к фазе), то подавители переходных процессов, соединенные фазой к фазе, будут правильным решением.

РИСУНОК 27. ПЕРЕХОДНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РЕЖИМ И ПРАВИЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ

Это лишь некоторые из наиболее важных вариантов подключения ограничителей переходных процессов.

Логический подход состоит в том, чтобы подключить подавитель переходных процессов между точками разности потенциалов, создаваемых переходным процессом. Подавитель затем уравняет или уменьшит эти потенциалы до более низких и безвредных уровней.


Термины и определения варистора

Определения (Стандарт IEEE C62.33, 1982)

Характеристика — это неотъемлемая и измеряемая характеристика устройства. Такое свойство может быть электрическим, механическим или тепловым и может быть выражено как значение для указанных условий.

Рейтинг — это значение, которое устанавливает либо ограничивающую способность, либо ограничивающее условие (максимальное или минимальное) для работы устройства. Он определен для указанных значений окружающей среды и эксплуатации. Оценки указывают уровень нагрузки, которая может быть применена к устройству, не вызывая разрушения или отказа.Символы варистора определены на линейном графике V-I, показанном на рисунке 20.

РИСУНОК 20. СИМВОЛЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ НА ГРАФИКЕ НА ГРАФИКЕ


Устройство фиксации напряжения

Зажимное устройство, такое как MOV, относится к характеристике, при которой эффективное сопротивление изменяется с высокого на низкое состояние в зависимости от приложенного напряжения. В проводящем состоянии между зажимным устройством и сопротивлением источника цепи устанавливается действие делителя напряжения.Зажимные устройства обычно являются «рассеивающими» устройствами, преобразующими большую часть переходной электрической энергии в тепло.

Выбор наиболее подходящего подавителя зависит от баланса между приложением, его работой, ожидаемыми угрозами переходного напряжения и уровнями чувствительности компонентов, требующих защиты. Также необходимо учитывать форм-фактор / стиль упаковки.


Тестовая форма сигнала

При высоких уровнях тока и энергии характеристики варистора обязательно измеряются с помощью формы импульса.На рисунке 21 показана форма волны стандарта ANSI C62.1, экспоненциально затухающая форма волны, представляющая грозовые скачки и разряд накопленной энергии в реактивных цепях.

Волна тока 8/20 мкс (нарастание 8 мкс и спад пикового значения от 20 мкс до 50%) используется в качестве стандарта, основанного на отраслевых практиках, для описанных характеристик и номинальных значений. Единственным исключением является класс энергопотребления (W TM ), в котором используется более длинная форма волны 10/1000 мкс. Это состояние более характерно для высоких скачков энергии, обычно возникающих при индукционном разряде двигателей и трансформаторов.Варисторы рассчитаны на максимальный импульс энергии, который приводит к сдвигу напряжения варистора (V N ) менее чем на +/- 10% от начального значения.

РИСУНОК 21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЛНЫ ИМПУЛЬСНОГО ТОКА


Номинальные параметры рассеиваемой мощности

Когда переходные процессы происходят в быстрой последовательности, средняя рассеиваемая мощность равна энергии W TM (ватт-секунды) за импульс, умноженной на количество импульсов в секунду. Разрабатываемая таким образом мощность должна соответствовать спецификациям, указанным в таблице характеристик и характеристик конкретного устройства.Некоторые параметры должны быть снижены при высоких температурах.

РИСУНОК 22. НОМИНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВА

ТАБЛИЦА 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАРИСТОРА (СТАНДАРТ IEEE C62.33-1982, ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ 2.3 И 2.4)

Термины и описания Символ
Напряжение зажима. Пиковое напряжение на варисторе, измеренное в условиях заданного пикового значения импульсного тока V C и заданной формы волны.ПРИМЕЧАНИЕ. Пиковое напряжение и пиковые токи не обязательно совпадают по времени. В С
Номинальные пиковые переходные токи одиночных импульсов (варистор). Максимальный пиковый ток, который может быть приложен для одиночного импульса 8/20 мкс, с также приложенным номинальным линейным напряжением, не вызывая отказа устройства. I TM
Номинальные импульсные токи на весь срок службы (варистор). Пониженные значения I TM для длительности импульса, превышающей длительность волны 8/20 мкс, а также для нескольких импульсов, которые могут применяться в течение номинального срока службы устройства.
Номинальное действующее значение напряжения (варистор). Максимальное допустимое продолжительное действующее синусоидальное напряжение. В M (переменный ток)
Номинальное постоянное напряжение (варистор). Максимальное допустимое продолжительное напряжение постоянного тока. В M (постоянный ток)
Постоянный ток в режиме ожидания (варистор). Ток варистора, измеренный при номинальном напряжении, В М (пост. Ток) . I D
Для некоторых приложений могут быть полезны некоторые из следующих терминов.
Номинальное напряжение варистора. Напряжение на варисторе, измеренное при заданном импульсном постоянном токе I N (DC) определенной продолжительности. I N (DC) определенной продолжительности. I N (DC) указывается производителем варистора. В Н (постоянный ток)
Пиковое номинальное напряжение варистора. Напряжение на варисторе, измеренное при заданном пиковом переменном токе, I N (AC) , ​​определенной продолжительности. I N (AC) указывается производителем варистора. В Н (переменного тока)
Номинальное рекуррентное пиковое напряжение (варистор). Максимальное повторяющееся пиковое напряжение, которое может быть приложено для указанного рабочего цикла и формы волны. В PM
Номинальная переходная энергия одиночного импульса (варистор). Энергия, которая может рассеиваться для одиночного импульса максимального номинального тока с заданной формой волны, с приложенным номинальным среднеквадратичным напряжением или номинальным постоянным напряжением, не вызывая отказа устройства. Вт TM
Расчетная средняя рассеиваемая мощность в переходных процессах (варистор). Максимальная средняя мощность, которая может рассеиваться из-за группы импульсов, возникающих в течение определенного изолированного периода времени, не вызывая отказа устройства.
Напряжение варистора. Напряжение на варисторе, измеренное при заданном токе, IX. В X
Коэффициент ограничения напряжения (варистор). Показатель эффективности зажима варистора, определяемый символами
(V C ) ÷ (V M (AC) ), (V C ) ÷ (V M (DC) ) .
V C / V PM
Нелинейная экспонента. Мера нелинейности варистора между двумя заданными рабочими токами, I 1 и I 2 , ​​как описано как I = kV a , где k — постоянная устройства, I 1 ≤ I ≤ I 2 , и 12 = (logI 2 / I 1 ) ÷ (logV 2 / V 1 ) a
Динамический импеданс (варистор). Мера импеданса слабого сигнала в данной рабочей точке, определяемая следующим образом:
Z X = (dV X ) ÷ (dI X )
Z X
Сопротивление (варистор). Статическое сопротивление варистора в заданной рабочей точке определяется следующим образом: R X = (V X ) ÷ (I X ) R X
Емкость (варистор). Емкость между двумя выводами варистора, измеренная при указанной частоте C и смещении. С
Резервное питание переменного тока (варистор). Рассеиваемая мощность переменного тока варистора, измеренная при номинальном среднеквадратичном напряжении В M (AC) . П Д
Превышение напряжения (варистор). Превышение напряжения над напряжением фиксации устройства для заданного тока, которое возникает при приложении токовых волн длительностью виртуального фронта менее 8 мкс. Это значение может быть выражено в% от напряжения ограничения (V C ) для волны тока 8/20. В ОС
Время отклика (варистор). Время между точкой, в которой волна превышает уровень напряжения ограничения (V C ), и пиком выброса напряжения. Для целей этого определения напряжение ограничения определяется формой волны тока 8/20 мкс с той же пиковой амплитудой тока, что и форма волны, используемая для этого времени отклика.
Продолжительность перерегулирования (варистор). Время между точкой уровня напряжения (V C ) и точкой, в которой выброс напряжения снизился до 50% от своего пика.Для целей этого определения напряжение ограничения определяется формой волны тока 8/20 мкс той же пиковой амплитуды тока, что и форма волны, используемая для этой длительности выброса.

Металлооксидный варистор (MOV) — работа, применение, советы по проектированию и руководство по выбору

Металлооксидный варистор или MOV — это круглый компонент синего или оранжевого цвета, который обычно можно обнаружить на стороне входа переменного тока любой цепи источника питания .Варистор из оксида металла можно рассматривать как еще один тип переменного резистора, который может изменять свое сопротивление в зависимости от приложенного к нему напряжения. Когда через MOV проходит большой ток, его сопротивление уменьшается и действует как короткое замыкание. Следовательно, MOV обычно используются параллельно с предохранителем для защиты цепей от скачков высокого напряжения. В этой статье мы узнаем больше о MOV Working и о том, как использовать его в своих проектах, чтобы защитить ваши схемы от скачков напряжения .Мы также узнаем об электрических свойствах MOV и о том, как выбрать MOV в соответствии с вашими проектными требованиями, так что давайте начнем.

Что такое MOV (металлооксидный варистор)?

MOV — это просто переменный резистор, но в отличие от потенциометров, MOV могут изменять свое сопротивление в зависимости от приложенного напряжения . Если напряжение на нем увеличивается, сопротивление уменьшается, и наоборот. Это свойство полезно для защиты цепей от скачков высокого напряжения; следовательно, они в основном используются в качестве устройств защиты от перенапряжения в электронной сети.Простой MOV показан на рисунке ниже

.

Как работает MOV?

В нормальных рабочих условиях сопротивление MOV будет высоким, и они будут потреблять очень небольшой ток, но при скачке напряжения в сети напряжение поднимется выше изгиба или напряжения ограничения , и они потребляют больше тока, это рассеивает перенапряжения и защищает оборудование. MOV могут использоваться только для защиты от коротких перенапряжений , они не выдерживают длительных перенапряжений.Если MOV подвергаются повторяющимся скачкам, их свойства могут немного ухудшиться. Каждый раз, когда они испытывают скачок напряжения, напряжение зажима падает немного ниже, что через некоторое время может даже привести к их разрушению. Чтобы избежать подобных рисков, MOV обычно подключаются последовательно с термовыключателем / предохранителем, который может сработать при подаче большого тока. Давайте подробнее обсудим, как MOV работает в цепи.

Как использовать MOV в вашей схеме?

MOV а.k.a варисторы обычно используются вместе с плавким предохранителем параллельно цепи, которая должна быть защищена. На изображении ниже показано, как использовать MOV в электронной схеме .

Когда напряжение находится в пределах номинальных значений, сопротивление MOV будет очень высоким, и, следовательно, весь ток течет по цепи, а ток не течет через MOV. Но когда в основном напряжении возникает скачок напряжения, он появляется непосредственно на MOV, поскольку он размещен параллельно сети переменного тока.Это высокое напряжение снизит значение сопротивления MOV до очень низкого значения, что сделает его похожим на короткое замыкание.

Это заставляет протекать большой ток через MOV, который перегорает предохранитель и отключает цепь от сетевого напряжения. Во время скачков напряжения поврежденное высокое напряжение очень скоро вернется к нормальным значениям, в этих случаях продолжительность протекания тока будет недостаточно высокой, чтобы сгорел предохранитель, и схема вернется в нормальный режим работы, когда напряжение станет нормальным.Но каждый раз, когда обнаруживается всплеск, MOV на мгновение отключает цепь, закорачивая себя и повреждая себя каждый раз большим током. Так что, если вы обнаружите, что MOV поврежден в какой-либо силовой цепи, возможно, это связано с тем, что в цепи было много скачков напряжения.

MOV Строительство Варистор на основе оксида металла

— это резистор , зависящий от напряжения , который изготовлен из керамических порошков оксидов металлов, таких как оксид цинка, и некоторых других оксидов металлов, таких как оксиды кобальта, марганца, висмута и т. Д.MOV состоит приблизительно из 90% оксида цинка и небольшого количества оксидов других металлов. Керамические порошки оксидов металлов остаются неповрежденными между двумя металлическими пластинами, называемыми электродами.

Гранулы оксидов металлов создают диодный переход между каждым ближайшим соседом. Итак, MOV — это большое количество последовательно соединенных диодов. Когда вы прикладываете небольшое напряжение к электродам, на стыках появляется обратный ток утечки . Первоначально генерируемый ток будет небольшим, но когда на MOV подается большое напряжение, пограничные переходы диодов выходят из строя из-за туннелирования электронов и лавинного пробоя.Внутренняя структура MOV показана на рисунке ниже.

Конструкция металлооксидного варистора

Варистор MOV начинает проводить, когда на соединительные провода подается определенное напряжение, и прекращает проводить, когда напряжение падает ниже порогового напряжения . MOV доступны в различных форматах, таких как дисковый формат, устройства с осевыми выводами, блоки и винтовые клеммы, а также устройства с радиальными выводами. MOV всегда следует подключать параллельно, для повышения энергоемкости, и если вы хотите получить более высокое номинальное напряжение, вы должны подключать их последовательно.

Электрические характеристики MOV

Давайте рассмотрим различные электрические характеристики MOV, чтобы лучше понять свойства MOV .

Статическое сопротивление

Кривая статического сопротивления MOV строится со значением сопротивления MOV по оси X и значением напряжения по оси Y.

Кривая статического сопротивления

Приведенная выше кривая представляет собой кривую напряжения и сопротивления MOV, при нормальном напряжении сопротивление находится на пике, но по мере увеличения напряжения сопротивление варистора уменьшается.Эту кривую можно использовать, чтобы понять, какое сопротивление будет на вашем MOV при разных уровнях напряжения.

Характеристики V-I

Согласно закону Ома, ВАХ линейного резистора всегда представляет собой прямую линию, но мы не можем ожидать того же в терминах переменного резистора. Как вы можете видеть на изображении ниже, если есть даже небольшое изменение напряжения, то это также означает значительное изменение тока.

MOV может работать в обоих направлениях, следовательно, он имеет симметричные двунаправленные характеристики.Кривая будет похожа на характеристическую кривую двух последовательно соединенных стабилитронов. Когда MOV не проводит, он имеет высокое сопротивление до определенного напряжения, скажем, 0-200 вольт, кривая имеет линейную зависимость, где ток, протекающий через варистор, почти равен нулю. Когда мы увеличиваем подаваемое напряжение в диапазоне 200-250 В, сопротивление уменьшается, варистор начинает проводить ток, и начинает течь ток в несколько микроампер, что не имеет большого значения для кривой.

Как только возрастающее напряжение достигает номинального или ограничивающего напряжения (250 В), варистор становится очень проводящим, через варистор начинает течь ток около 1 мА. Когда переходное напряжение на варисторе равно или превышает напряжение ограничения, сопротивление варистора становится небольшим, что превращает его в проводник из-за лавинного эффекта полупроводникового материала.

Емкость МОВ

Как мы уже знаем, MOV состоит из двух электродов, он действует как диэлектрическая среда и обладает эффектами конденсатора, которые могут повлиять на работу системы, если это не будет принято во внимание.Каждый полупроводниковый варистор будет иметь значение емкости, зависящее от площади, которая также обратно пропорциональна его толщине.

Значение емкости не имеет большого значения, когда речь идет о цепи постоянного тока, поскольку емкость будет оставаться почти постоянной, пока напряжение устройства не достигнет напряжения ограничения. Когда напряжение достигает предельного напряжения, никакого эффекта емкости не будет, так как варистор начнет свое нормальное функционирование.

Когда дело доходит до цепей переменного тока, емкость MOV может влиять на общее сопротивление корпуса MOV, что вызывает ток утечки .Поскольку варистор подключен параллельно защищаемому устройству, сопротивление утечки варистора быстро падает с увеличением частоты. Значение реактивного сопротивления MOV можно рассчитать по формуле

Хс = 1 / 2πfC

Где Xc — емкостное реактивное сопротивление, а f — частота переменного тока. Если частота увеличивается, ток утечки также будет увеличиваться, как показано в области непроводящей утечки на кривой V-I, обсужденной выше.

Выбор правильного MOV для защиты

Вы должны знать о различных количествах параметров MOV, чтобы выбрать правильное устройство для вашего оборудования. Спецификация MOV зависит от следующих

  • Максимальное рабочее напряжение: Это установившееся постоянное напряжение, до которого типичный ток утечки будет меньше указанного значения.
  • Ограничивающее напряжение: Это напряжение, при котором MOV начинает проводить и рассеивать импульсный ток.
  • Импульсный ток: Это максимальный пиковый ток, который может быть передан устройству без повреждения устройства; в основном это выражается в «текущем состоянии в данный момент». Хотя устройство может выдерживать импульсный ток, производители рекомендуют заменять его в случае возникновения импульсного тока.
  • Сдвиг помпажа: Каждый раз, когда устройство испытывает скачок, номинальное напряжение ограничения уменьшается, изменение напряжения после скачка называется смещением помпажа.
  • Поглощение энергии: Максимальное количество энергии, которое MOV может рассеять в течение указанного пикового времени импульса определенной формы волны во время всплеска. Это значение можно определить, запустив все устройства в определенной управляемой цепи с определенными значениями. Энергию обычно выражают в стандартных переходных процессах x / y, где x — переходные процессы, а y — время достижения половины пикового значения.
  • Время отклика: Это время, когда варистор начинает проводить ток после выброса, во многих случаях нет точного времени отклика.Типичное время отклика всегда равно 100 нс.
  • Максимальное напряжение переменного тока: Это максимальное среднеквадратичное линейное напряжение, которое может постоянно подаваться на варистор, максимальное среднеквадратичное значение должно быть выбрано немного выше фактического среднеквадратичного линейного напряжения. Пиковое напряжение синусоидальной волны не должно перекрываться с минимальным варистором, в противном случае это может сократить срок службы компонентов. Производители укажут максимальное напряжение переменного тока, которое мы можем подать на устройство в самом описании продукта.
  • Ток утечки: Это величина тока, потребляемого варистором, когда он работает ниже ограничивающего напряжения, то есть когда в сети нет скачков напряжения. Обычно ток утечки указывается при заданном рабочем напряжении на устройстве.

Применение MOV

MOV могут использоваться для защиты различных типов оборудования от различных типов неисправностей. Их можно использовать для защиты однофазной линии от линии и защиты от однофазной линии к линии и между фазой и землей в электрических цепях переменного / постоянного тока.Они могут использоваться для защиты переключения полупроводников в транзисторах, полевых МОП-транзисторах или тиристорах, а также для защиты контактов от электрической дуги в устройствах с моторным приводом.

Когда дело доходит до применения, MOV могут использоваться в цепях, где когда-либо существует риск скачков напряжения или скачков напряжения. MOV в основном используются в адаптерах и полосах с защитой от перенапряжения, в источниках питания, подключенных к сети, в телефонных и других линиях связи, в защите промышленных линий переменного тока высокой энергии, в системах передачи данных или системах питания, в защите общего электронного оборудования, такого как сотовые телефоны. , цифровые фотоаппараты, персональные цифровые помощники, MP3-плееры и ноутбуки.

MOV

также используются в некоторых случаях, например, в микроволновых смесителях, для модуляции, обнаружения и преобразования частоты, которые не являются наиболее известными приложениями MOV.

Схема защиты MOV — Советы по проектированию

Теперь, когда мы обсудили, что такое MOV и как он используется для защиты вашей схемы от скачков напряжения, давайте закончим статью несколькими советами по проектированию, которые пригодятся вам при проектировании схемы.

  1. Первым шагом при выборе MOV является определение непрерывного рабочего напряжения, которое будет обеспечиваться на варисторе, вы должны выбрать варистор с максимальным напряжением переменного или постоянного тока, которое соответствует или немного выше приложенного напряжения.Выбор варистора, у которого максимальное номинальное напряжение на 10-15% выше, чем фактическое линейное напряжение, является обычным делом, поскольку линии питания всегда имеют допуск по отклонению напряжения. Это соотношение будет включено в их значения напряжения. В некоторых случаях, если вы предпочитаете добиться чрезвычайно низкого тока утечки, несмотря на минимально возможный уровень защиты, вы можете использовать варистор с более высоким рабочим напряжением.
  2. Определите количество энергии, поглощаемой варистором в случае перенапряжения. Это можно определить, используя всю абсолютную максимальную нагрузку варистора во время перенапряжения в окружающей среде и спецификации, представленные в техническом паспорте.Вы должны выбрать варистор, который может рассеивать больше энергии, что эквивалентно или немного больше, чем рассеиваемая энергия, необходимая во время выброса, который может произвести схема.
  3. Рассчитайте пиковый переходный ток или импульсный ток через варистор. Вы должны выбрать варистор с номинальным импульсным током, равным или немного большим, чем номинальный ток, требуемый при событии, которое может возникнуть в цепи, чтобы убедиться, что он функционирует должным образом.
  4. Подобно всем вышеупомянутым свойствам, вы также должны определить требуемую рассеиваемую мощность и выбрать варистор, который имеет эквивалентную номинальную мощность или в идеале превышает мощность, требуемую в случае, когда цепь может производить.
  5. Мощность, импульсный ток и номинальная мощность всегда выбираются таким образом, чтобы они превышали ожидаемое событие. Если вы не уверены в факторах события, разумно выбрать устройство с более высокой мощностью, импульсным перенапряжением. текущие и энергетические рейтинги.
  6. Последний и самый важный шаг — это выбор модели, которая может обеспечить необходимое напряжение фиксации. Вы можете выбрать напряжение ограничения на основе приблизительного максимального значения напряжения, которое вы позволите входу или выходу вашей схемы видеть во время события.Вы должны убедиться, что ваша цепь сможет выдержать это напряжение, это будет самое высокое напряжение, которое будет испытывать ваша цепь ниже по линии.

Варисторы | Стрелка Электроника | Arrow.com

» data-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-url=»/en/products/vdrus07m275bse/vishay» data-manufacturer=»Vishay» data-category=»Varistors» data-datasheet-id=»» data-datasheet-url=»http://static6.arrow.com/aropdfconversion/31d7ca40791f04ca3dbefa144aad5b5828e7d01a/vdrus.pdf» data-variant=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-description=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-is-rohs-compliant=»true» data-eccn-code=»EAR99″ data-source-part-id=»V99:2348_22915317″ data-promo-group=»NPI» data-inventory-region=»NAC» data-ships-from-country-name=»United States of America» data-packaging-type=»» data-quantity=»200″ data-unit-of-measure=»» data-buying-options-count=»1″ data-npi=»true» data-price=»0.8035″ data-is-discontinued=»false»> » data-name=»VDRUS20Z300BSE» data-part-name=»VDRUS20Z300BSE» data-part-url=»/en/products/vdrus20z300bse/vishay» data-manufacturer=»Vishay» data-category=»Varistors» data-datasheet-id=»» data-datasheet-url=»http://static6.arrow.com/aropdfconversion/31d7ca40791f04ca3dbefa144aad5b5828e7d01a/vdrus.pdf» data-variant=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-description=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-is-rohs-compliant=»true» data-eccn-code=»EAR99″ data-source-part-id=»V99:2348_22915282″ data-promo-group=»NPI» data-inventory-region=»NAC» data-ships-from-country-name=»United States of America» data-packaging-type=»» data-quantity=»470″ data-unit-of-measure=»» data-buying-options-count=»1″ data-npi=»true» data-price=»1.0227″ data-is-discontinued=»false»> 9016

сегодня

916 6 9162

O1624 330 » data-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-url=»/en/products/vdrus07m275bse/vishay» data-manufacturer=»Vishay» data-category=»Varistors» data-datasheet-id=»» data-datasheet-url=»http://static6.arrow.com/aropdfconversion/31d7ca40791f04ca3dbefa144aad5b5828e7d01a/vdrus.pdf» data-variant=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-description=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-is-rohs-compliant=»true» data-eccn-code=»EAR99″ data-source-part-id=»V99:2348_22915317″ data-promo-group=»NPI» data-inventory-region=»NAC» data-ships-from-country-name=»United States of America» data-packaging-type=»» data-quantity=»200″ data-unit-of-measure=»» data-buying-options-count=»1″ data-npi=»true» data-price=»0.8035″ data-is-discontinued=»false»> » data-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-url=»/en/products/vdrus07m275bse/vishay» data-manufacturer=»Vishay» data-category=»Varistors» data-datasheet-id=»» data-datasheet-url=»http://static6.arrow.com/aropdfconversion/31d7ca40791f04ca3dbefa144aad5b5828e7d01a/vdrus.pdf» data-variant=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-description=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-is-rohs-compliant=»true» data-eccn-code=»EAR99″ data-source-part-id=»V99:2348_22915317″ data-promo-group=»NPI» data-inventory-region=»NAC» data-ships-from-country-name=»United States of America» data-packaging-type=»» data-quantity=»200″ data-unit-of-measure=»» data-buying-options-count=»1″ data-npi=»true» data-price=»0.8035″ data-is-discontinued=»false»> » data-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-url=»/en/products/vdrus07m275bse/vishay» data-manufacturer=»Vishay» data-category=»Varistors» data-datasheet-id=»» data-datasheet-url=»http://static6.arrow.com/aropdfconversion/31d7ca40791f04ca3dbefa144aad5b5828e7d01a/vdrus.pdf» data-variant=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-description=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-is-rohs-compliant=»true» data-eccn-code=»EAR99″ data-source-part-id=»V99:2348_22915317″ data-promo-group=»NPI» data-inventory-region=»NAC» data-ships-from-country-name=»United States of America» data-packaging-type=»» data-quantity=»200″ data-unit-of-measure=»» data-buying-options-count=»1″ data-npi=»true» data-price=»0.8035″ data-is-discontinued=»false»> » data-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-name=»VDRUS07M275BSE» data-part-url=»/en/products/vdrus07m275bse/vishay» data-manufacturer=»Vishay» data-category=»Varistors» data-datasheet-id=»» data-datasheet-url=»http://static6.arrow.com/aropdfconversion/31d7ca40791f04ca3dbefa144aad5b5828e7d01a/vdrus.pdf» data-variant=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-description=»VDR Metal Oxide Varistors Ultra Surge» data-is-rohs-compliant=»true» data-eccn-code=»EAR99″ data-source-part-id=»V99:2348_22915317″ data-promo-group=»NPI» data-inventory-region=»NAC» data-ships-from-country-name=»United States of America» data-packaging-type=»» data-quantity=»200″ data-unit-of-measure=»» data-buying-options-count=»1″ data-npi=»true» data-price=»0.8035″ data-is-discontinued=»false»> VIRN MLV 11VAC / 14VDC 120A 18V 0805 SMD T / R
Multiling
9165 10 DV130K401614Ristors 916 56 DV250K4032R2 Варисторы среднего напряжения 96650 Металлооксидные варисторы Ultra Surge

2,000 Отправлено сегодня

Vishay Варисторы 966 966 966 966

966 916 Нет Нет
» data-full-category=»Varistors» data-quantity=»200″> VDRUS07M275BSEVDR Металлооксидные варисторы Ultra Surge
1+
$ 0.8035
10+
$ 0,7655
25+
$ 0,6895
100+
$ 0,5981

200 Отправлено сегодня

Vishay

Нет Нет
» data-full-category=»Varistors» data-quantity=»470″> VDRUS20Z300BSEVDR Металлооксидные варисторы Ultra Surge Нет Нет
74 VTA7080V5V 0805 SMD Automotive T / R
1+
0,19 $ 44
10+
$ 0,1926
25+
$ 0,1751
100+
$ 0,1727
250 0,1727 250 $ Поставка сегодня

AVX Варисторы Многослойные 25,5 13 18 42 1 120 450pF -5566 ~ 175 08016 Нет Да
ERZ-E14A331SCVar MOV 210VAC / 270VDC 10000A 330V Thru-Hole Radial Bulk

2,000 Отправлено сегодня

210 270 545 100 10000 900 пФ -40 ~ 125 Навалом Нет 10 Нет
ERZ-E14A681SCVar MOV 420VAC / 560VDC 7500A 6801614 9000 с радиальным сквозным отверстием 9000 900 Отправлено сегодня

Panasonic Варисторы Металл оксид 680 420 560 1120 100 7500 600pF -40 ~ 125 оптом Нет 10 Нет
ZV14K0805121NIR1Var MLV 14VAC / 18VDC 120A 22V 0805 SMD Automotive T / R
1+
$ 0.1356
10+
$ 0,1343
25+
$ 0,1141
50+
$ 0,1130
100+
$ 0,1119

2,634 9002

2,616 900 Multiflora

9206
14 18 38 1 120 355pF -55 ~ 125 0805 Лента и катушка

11

1+
0 руб.0921
10+
0,0760 долл. США
25+
0,0752 долл. США
50+
0,0745 долл. США
100+
0,0683 долл. США

3,809

3,809 9006 900 Sournsistil

900 16 900
11 14 33 1 120 400pF -55 ~ 150 0805 Лента и катушка Нет ZV50K1812401NIR1HTVar MLV 50VAC / 65VDC 400A 82V 1812 SMD T / R
1+
0 руб.3161
10+
$ 0,2892
25+
$ 0,2863
50+
$ 0,2686
100+
$ 0,2527

1,000 Vario 16

900 Сегодня 16

4 900 Shipsor

50 65 135 5 400 710pF -55 ~ 150 1812 Лента и катушка Нет ZV60K1206121NIR1HTVar MLV 60VAC / 85VDC 120A 100V 1206 SMD T / R
1+
0 руб.1426
10+
0,1172 долл. США
25+
0,1160 долл. США
50+
0,1149 долл. США
100+
0,1091 долл. США

2 000 Shipsor

60 85 165 1 120 330pF -55 ~ 150 1206 Лента и катушка Нет Нет № ZV11K1210401NIR1HTVar MLV 11VAC / 14VDC 400A 18V 1210 SMD T / R
1+
0 руб.1669
10+
0,14 долл. США 11
25+
0,1396 долл. США
50+
0,1382 долл. США
100+
0,13 долл. США
11 14 33 3 400 0,0026 мкФ -55 ~ 150 1210 Лента и катушка Нет ZV14K1206201NIR1Var MLV 14VAC / 18VDC 200A 22V 1206 SMD Automotive T / R
1+
0 руб.1197
10+
0,0974 долл. США
25+
0,0964 долл. США
50+
0,0955 долл. США
100+
0,09 долл. США
14 18 38 1 200 950pF -55 ~ 125 1206 Лента и катушка MLV 40VAC / 56VDC 1000A 68V 2220 SMD T / R
1+
0 руб.4889
10+
$ 0,4227
25+
$ 0,4184
50+
$ 0,3995
100+
$ 0,3768

860

860

Multiling 40 56 110 10 1000 0,0022 мкФ -55 ~ 150 2220 Лента и катушка Нет AV17K0805121NIR1Var MLV 17VAC / 20VDC 120A 27V 0805 SMD Automotive T / R
1+
0 руб.1365
10+
0,1144 долл. США
25+
0,1133 долл. США
50+
0,1081 долл. США
100+
0,1074 долл. США

3,500 долл. США

17 20 44 1 120 370pF -55 ~ 125 0805 Лента и катушка Нет AV17K2220122NIR1HTVar MLV 17VAC / 20VDC 1200A 27V 2220 SMD Automotive T / R
1+
0 руб.5462
10+
$ 0.4668
25+
$ 0.4621
50+
$ 0.4575
100+
$ 0.4264

1,000 Отправлено сегодня

65

66

65

66

65

17 20 44 10 1200 0,008 мкФ -55 ~ 150 2220 Лента и катушка Нет Да
AV30K1210401NIR1HTVar MLV 30VAC / 34VDC 400A 47V 1210 SMD Automotive T / R
1+
0 руб.2912
10+
$ 0,2393
25+
$ 0,2369
50+
$ 0,2346
100+
$ 0,2220

2,500 Отгрузка сегодня

65

66

65

9006

30 34 77 2,5 400 0,0011 мкФ -55 ~ 150 1210 Лента и катушка Нет DV60K4032R2 Варисторы среднего напряжения
1+
0 руб.3705
10+
$ 0,3457
25+
$ 0,3422
50+
$ 0,3388
100+
$ 0,3234

1,916 900 Ships 966 966 966 966 966 916 900 916

Нет
2 916 9166 9162 889
10+
0,55 долл. США 77
25+
0,5522 долл. США
50+
долл. США
Нет
AV30K22122VDC 1200V AV30K22122NIR1 DC
AV30K22122VDC
1+
0 руб.5516
10+
$ 0,4696
25+
$ 0,4649
50+
$ 0,4382
100+
$ 0,4307

900 Vario 916

900 Shipsor 916
900 сегодня
30 34 77 10 1200 0,0065 мкФ -55 ~ 150 2220 Лента и катушка Да49 DV25K3225R2Var MOV 25VAC / 31VDC 100A 39V 3225 SMD T / R
1+
0 руб.6475
10+
$ 0,50190
25+
$ 0,5125
50+
$ 0,5073
100+
$ 0,4269

50066 916

500 Var 39

25 31 77 2,5 100 0,0015 мкФ -40 ~ 125 3225 Лента и катушка

1+
0 руб.3741
10+
$ 0,3491
25+
$ 0,3456
100+
$ 0,3217
250+
$ 0,3150

1,916 900 Ships 9000 916 900 Ships сегодня

69002
VDRUS10T300BSistors Metal Oreo
VDRUS10T300BSistors сегодня Vishay Варисторы 900DR 900DR

1,900 Отправлено сегодня

Vishay Варисторы 966 966 966 966
916 № 6 966 966

966 966 966

VTA7060331A670RPVar MLV 25VAC / 31VDC 30A 39V 0603 SMD Automotive T / R
1+
$ 0.1166
10+
$ 0,1133
25+
$ 0,1122
100+
$ 0,1090
250+
$ 0,1079

4,000 Sorstil 916 922 900

4 000

25 31 67 1 30 90pF -55 ~ 175 0603 Лента и катушка Нет VDRUS10T130BSEVDR Металлооксидные варисторы Ultra Surge

1,920 Отправлено сегодня

Vishay Варисторы

варистор% 20440vac техническое описание и примечания по применению

1996 — Варистор 250в

Аннотация: варистор S20 варистор 60v варистор 300v s10 варистор варистор Ve Q69X3454 Q69X3022 150v варистор варистор * s20
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF CCR-62 CCR-63 Варистор 250в варистор S20 варистор 60в варистор 300в s10 варистор варистор Ve Q69X3454 Q69X3022 Варистор 150в варистор * s20
Варистор 10К431

Аннотация: ВАРИСТОР 20К431 варистор 14к431 варистор 10к271 варистор 14К241 варистор 20К391 ФНР-10К471 10К471 14К471 ВАРИСТОР ВАРИСТОР 14К561
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF FNR-05K180 FNR-07K180 ФНР-10К180 ФНР-32К102 ФНР-40К102 ФНР-25К112 Варистор 10К431 ВАРИСТОР 20к431 варистор 14к431 варистор 10к271 варистор 14К241 варистор 20К391 FNR-10K471 10K471 14К471 ВАРИСТОР ВАРИСТОР 14К561
2002 — v 20 k 275 варистор

Реферат: TNR20V471K v 14 k 175 варистор TNR варистор варистор v 14 k 130 варистор общий электрический варистор TNR10V471K 23 / 32d431k варистор 05 k 275
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006J v 20 k 275 варистор ТНР20В471К v 14 k 175 варистор Варистор TNR варистор v 14 k 130 варистор общий электрический варистор TNR10V471K 23 / 32d431k ВАРИСТОР 05 к 275 варистор
2004 — варистор 471К

Аннотация: металлооксидный варистор 471k 20k TNR 241K варистор 471K варистор варистор 271k варистор 420 s 20k 431k варистор VARISTOR 221K TND10V221K варистор k 385
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006M варистор 471К металлооксидный варистор 471к 20к Варистор ТНР 241К 471K Варистор варистор 271к варистор 420 с 20к 431к варистор ВАРИСТОР 221К TND10V221K варистор к 385
1995 — варистор harris

Аннотация: схематический символ варистора для варистора. Схематический символ для металлооксидного варистора. SURGE 103.
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
3225 k50 варистор

Аннотация: VARISTOR s14 K50 3225 K50 VARISTOR s14 K40 варистор s10 k50 VARISTOR K50 VARISTOR S10 VARISTOR S / Металлооксидный варистор
Текст: нет текста в файле


OCR сканирование
PDF
2002 — TNR10SE621K

Аннотация: v 14 k 275 варистор TNR10V471K v 20 k 275 варистор варистор перекрестная ссылка TNR14V471K варистор tnr VARISTOR TNR10SE271K варистор 20 k 240
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006K TNR10SE621K v 14 k 275 варистор TNR10V471K v 20 k 275 варистор перекрестные ссылки варисторов ТНР14В471К варистор tnr ВАРИСТОР TNR10SE271K варистор 20К 240
2003 — TNR10SE621K

Абстракция: 1501 VARISTOR TNR14V471K TNR10V431K TNR10SE221K TNR10SE431K TNR14se471K TNR20SE271K tnr10se271k TNR14V221K
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006L TNR10SE621K 1501 ВАРИСТОР ТНР14В471К TNR10V431K TNR10SE221K TNR10SE431K TNR14se471K TNR20SE271K tnr10se271k ТНР14В221К
2008 — ТНД14СВ

Аннотация: Перекрестная ссылка варисторов TND14V-471K TND10V471K TND10SV271KTLBPAA0 E1006Q TND10V431K VARISTOR
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF UL1449 E95427 UL1414 E65426 LR97864 9000 ккал E1006Q TND14SV ТНД14В-471К перекрестные ссылки варисторов TND10V471K TND10SV271KTLBPAA0 E1006Q TND10V431K ВАРИСТОР
1998 — варистор V130LA10A

Реферат: V130LA10A варисторы harris варистор испытания варистор harris AN9773 селеновый выпрямитель VARISTOR
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AN9773 77Ч2224-5ЭМС, UL943, ПАС-102, варистор V130LA10A V130LA10A варисторы harris варистор испытания харрис варистор AN9773 селеновый выпрямитель ВАРИСТОР
1998 — варистор V130LA10A

Реферат: Испытание варистора Перечень кодов варистора V130LA10A Испытание Металлооксидный варистор Трансформатор переменного тока 50А 100В C62-41-1980 Селеновый выпрямитель AN9773 Варистор «Карбид кремния»
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AN9773 77Ч2224-5ЭМС, UL943, ПАС-102, варистор V130LA10A варистор испытания V130LA10A список кодов варисторов Испытание металлооксидного варистора Трансформатор переменного тока 50A 100V C62-41-1980 AN9773 селеновый выпрямитель варистор «карбид кремния»
2005 — smd диод 1410

Реферат: варисторный диод EMC SMD MICROPHONE smd diode 216 zener diode chip 270v варистор AVRL101A3R3FT варистор NS 102 VARISTOR
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF D74HC04C -630A 200пФ-0 AVRL101A3R3FT AVRL101A6R8GT smd диод 1410 варисторный диод EMC SMD МИКРОФОН smd диод 216 микросхема стабилитрона 270v варистор варистор НС 102 ВАРИСТОР
1999 — обозначение варистора

Аннотация: варистор 150 в варистор 110 в схематический символ для варистора 220 в переменного тока на 110 в переменного тока схема трансформатора варистор 103 гемов символ AN9767 металл оксидный варистор схема разрядника от 110 в до 5 в постоянного тока
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
1997 — варистор модели

Реферат: варистор 400В СИОВ-С20К275 Сименс варистор С10К95 варистор Мацусита 300в варистор Сименс 1.2 кВ СИОВ-С10К95 ВАРИСТОР
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF середина 70-х варисторная модель варистор 400В SIOV-S20K275 Сименс варистор S10K95 варистор 300в matsushita варистор Сименс варистор 1,2 кВ СИОВ-С10К95 ВАРИСТОР
1995 — проверка варисторов

Аннотация: варистор 103 2kv 472 варистор keytek 587 варистор 250v селеновый выпрямитель тестирование металлооксидный варистор список кодов варистора микро-инструмент 5203 Edison led 1w
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 77Ч2224-5ЭМС, UL943, ПАС-102, варистор испытания варистор 103 2кв 472 варистор keytek 587 Варистор 250в селеновый выпрямитель Испытание металлооксидного варистора список кодов варисторов микро инструмент 5203 Эдисон светодиод 1w
1998 — АН9767

Реферат: варистор 100в гемов харрис варистор харрис варистор BL203 «upturn region» однофазный 220в фазовый сдвиг принципиальная схема VARISTOR ge-mov
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AN9767 pr981.AN9767 варистор 100в гемов варисторы harris харрис варистор BL203 «регион подъема» однофазная схема фазового сдвига 220 В ВАРИСТОР ge-mov
2004 — E95427

Реферат: металлооксидный варистор 270 v 20 k 275 варистор VARISTOR
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006L E95427 металлооксидный варистор 270 v 20 k 275 варистор ВАРИСТОР
варистор VDR 275

Реферат: VARISTOR 593 варистор 594 ​​Vishay варистор 103 варистор 594 ​​техническое описание варистор Vishay тестовый варистор VDR 275 CIRCUIT K 250 VARISTOR METAL OXIDE VARISTOR Указание по применению в сети переменного тока VARISTOR 64
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 13 октября 2006 г. варистор VDR 275 ВАРИСТОР 593 варистор 594 ​​вишай варистор 103 варистор 594 ​​даташит варистор испытания варистор VDR 275 CIRCUIT K 250 ВАРИСТОР Рекомендации по применению ВАРИСТОР ОКСИДА МЕТАЛЛА в сети переменного тока ВАРИСТОР 64
2012 — VZ0603

Реферат: ВАРИСТОР «микросхема варистор»
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF IEC-61000-4-2 element14 VZ0603 ВАРИСТОР «чип варистор»
2004 — варистор 471К

Аннотация: ВАРИСТОР 221К 471К Варистор 431к варистор 271к варистор 271к ТНР 241К варистор 511к варистор 100 471К варистор варистор 241К
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006M варистор 471К ВАРИСТОР 221К 471K Варистор 431к варистор варистор 271к 271к варистор Варистор ТНР 241К 511к варистор 100 471K варистор варистор 241К
2007-100 варистор 471К

Аннотация: TND10V471K VARISTOR TND10V-471K
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006P 100 471K варистор TND10V471K ВАРИСТОР ТНД10В-471К
2008 — TND14

Аннотация: TND10SV271KTLBPAA0 TND10V271K VARISTOR
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF UL1449 E95427 UL1414 E65426 LR97864 9000 ккал E1006Q TND14 TND10SV271KTLBPAA0 TND10V271K ВАРИСТОР
2008 — варистор 241К

Реферат: варистор 471К TND14V-621K TND10SE621KT TND20V-471K TND10V-271K VARISTOR 511k варистор TND20V-271K TNR 471k
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9000 ккал E1006Q варистор 241К варистор 471К ТНД14В-621К TND10SE621KT ТНД20В-471К ТНД10В-271К ВАРИСТОР 511к варистор ТНД20В-271К TNR 471k
2003 — UL1020

Аннотация: номинал варистора 20T300M Применение варистора UL102 4T150E VARISTOR 595 Варистор 150V 102 pg 20T300 20T30
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF UL1449.420вольт. UL1020 номинал варистора 20Т300М UL102 применение варистора 4Т150Э ВАРИСТОР 595 150В варистор 102 пг 20T300 20-30 лет
варистор С22

Реферат: Варистор светодиодный BL 05A BL 176A VARISTOR
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 2/11-LIT1103 варистор С22 Светодиод варистора BL 05A BL 176A ВАРИСТОР

% PDF-1.3 % 480 0 объект > эндобдж xref 480 90 0000000016 00000 н. 0000002169 00000 н. 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 п. 0000005570 00000 п. 0000005689 00000 н. 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 п. 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 п. 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. [* + [sF # J1z * zo 䞮! Z) / U (* $,% sE * \ n543) / П-28 / V 1 >> эндобдж 483 0 объект > эндобдж 484 0 объект [ 485 0 руб. ] эндобдж 485 0 объект > эндобдж 486 0 объект > эндобдж 568 0 объект > ручей * Q أ Lѻ {`ZT & 1 + i}, GF % X + 2 / RcI (\ kcXf & 3o9h צ & R / (.* у @ \ ? Kb4A @ tύd ‘ٲ x_y & n΄ = 8M + Gc # l? KI «Aw [as # bne ؆? ƎUai% Yj> N’V`: .IiȑfC; rb = En: # — y [+ LX (IsE?% Ćm

Цепи защиты от перенапряжения сети переменного тока 220/120 В

Пики напряжения иногда могут быть большой проблемой с точки зрения безопасности различных электронных устройств. Давайте узнаем, как сделать простые схемы защиты от перенапряжения сети переменного тока в домашних условиях.

Что такое устройство защиты от перенапряжения

Устройство защиты от перенапряжения — это электрическое устройство, предназначенное для нейтрализации незначительных скачков напряжения и переходных процессов, которые обычно возникают в электросетях.Обычно они устанавливаются в чувствительное и уязвимое электронное оборудование, чтобы предотвратить его повреждение из-за этих внезапных беспрецедентных скачков и колебаний напряжения.

Они работают, мгновенно закорачивая любое избыточное высокое напряжение, которое может появиться в сети переменного тока на длительное время.

Эта продолжительность обычно длится в микросекундах. Все, что превышает этот период времени, может вызвать возгорание или повреждение самого ограничителя перенапряжения

Что такое скачок напряжения

Внезапный скачок напряжения — это, по сути, резкое повышение напряжения, продолжающееся не более нескольких миллисекунд, но достаточное, чтобы вызвать повреждение к нашему драгоценному оборудованию практически мгновенно.

Таким образом, становится необходимым остановить или заблокировать их от проникновения в уязвимые электронные устройства, такие как наши персональные компьютеры.

Коммерческие устройства для защиты от шипов, хотя и доступны довольно легко и дешево, им нельзя доверять, и, кроме того, в них нет системы проверки надежности, так что это становится просто «предполагающей» игрой, пока все не закончится.

Рабочий проект

Схема простого устройства защиты от перенапряжения сети переменного тока, показанная ниже, которая показывает, как сделать простое самодельное устройство защиты от высокого тока сети переменного тока, основана на очень простом принципе «скоростного отключения» начального толчка через компоненты, которые хорошо оборудован в поле.

Простого железного резистора и комбинации MOV более чем достаточно для обеспечения необходимой защиты.

Здесь R1 и R2 представляют собой 5 витков железной проволоки (толщиной 0,2 мм) над воздушным сердечником диаметром 1 дюйм, за каждым из которых следует варистор соответствующего номинала или MOV, подключенный к ним, чтобы стать полноценной системой защиты от шипов.

Внезапно высокий переменный ток, поступающий на вход шипа, эффективно устраняется, «жало» поглощается соответствующими частями, и безопасная и чистая сеть проходит через подключенную нагрузку.

Расчеты и формулы варистора на основе оксида металла (MOV)

Расчет энергии во время подачи такого импульса производится по формуле:

E = (Vpeak x I peak) x t2 x K
где:
Ipeak = пиковый ток
Vpeak = напряжение при максимальном токе
β = задано для I = ½ x Ipeak до Ipeak
K является константой, зависящей от t2, когда t1 составляет от 8 мкс до 10 мкс
Низкое значение β соответствует низкому значению Vpeak, а затем до низкого значения E.

Защита от переходных процессов с использованием индукторов и MOV

Вопрос относительно предотвращения скачков напряжения в электронном балласте

Привет, swagtam, я нашел ваш адрес электронной почты в вашем блоге.Мне действительно нужна твоя помощь. На самом деле у моей компании есть заказчик в Китае, мы производим УФ-лампы и используем для них электронный балласт. Теперь проблема в Китае из-за перенапряжения, балласт перегорел, поэтому я разработал схему, которая находится в приложении, которая тоже не помогает?

, поэтому я нашел вашу идеальную схему защиты от высокого / низкого напряжения, которую я хочу построить. или вы можете сказать мне обновление, если я могу сделать в моей схеме, что будет здорово. извините, если я вас обоих. но мне действительно нужна твоя помощь, чтобы спасти мою работу, спасибо, Кришна Шах

Решение

Привет, Кришна, По моему мнению, проблема может быть не в колебаниях напряжения, а скорее из-за внезапных скачков напряжения ваш контур балласта.Схема, показанная вами, может оказаться не очень эффективной, потому что она не включает резистор или какой-либо барьер с MOV. Вы можете попробовать следующую схему, введя ее в точку входа в схему балласта.

Надеюсь, что это сработает:

Примечание. Резисторы на 10 Ом должны иметь размерность в соответствии с током нагрузки. Формула для их расчета: R1 + R2 = Supply V — Load V / Load Current

Использование NTC и MOV

На следующем изображении показано, как два разных устройства подавления внезапного высокого напряжения могут быть связаны с линией электросети для достижение обоюдоострой безопасности.

NTC здесь обеспечивает начальное включение тока при защите от броска, предлагая более высокое сопротивление из-за его начальной более низкой температуры, но в ходе этого действия его температура начинает повышаться, и он начинает пропускать больший ток для прибора до нормальной работы. достигнутые условия.

MOV на другой стороне дополняет выход NTC и гарантирует, что в случае, если NTC не может правильно остановить натиск повышающего всплеска, он сам включается, замыкая остаточное высокое переходное содержимое на землю и, как следствие, устанавливает максимально безопасный питание подключенной нагрузки или прибора.

Схема сетевого фильтра и подавления перенапряжения RFI

Если вы ищете схему сетевого фильтра переменного тока, имеющую комбинированную защиту от подавления радиочастотных помех (RFI), а также контроль скачков напряжения, то следующая конструкция может оказаться весьма удобной.

Как мы видим, входная сторона защищена NTC и MOV. MOV заземляет любой мгновенный скачок напряжения, в то время как NTC ограничивает скачок максимального тока.

Следующий каскад представляет собой линейный фильтр радиопомех, состоящий из небольшого ферритового трансформатора и нескольких конденсаторов.Трансформатор задерживает и блокирует прохождение любых входящих или исходящих радиопомех по линии, в то время как конденсаторная сеть усиливает эффект, заземляя остаточную высокочастотную составляющую по линии.

Трансформатор построен на небольшом ферритовом стержне, имеющем две идентичные обмотки, намотанные одна на другую, и одно из концевых соединений обмотки, переставленное местами между входной / выходной нейтралью.

MLVS-Производители многослойных варисторов на Тайване-INPAQ. INPAQ TECHNOLOGY CO., ООО

Шаг1 Ваш контакт (* обязательно)
* * *
* AfghanistanAland IslandsAlbaniaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia (многонациональное государство) Бонайре, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCabo VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo (Демократическая Республика) Кука IslandsCosta RicaComorosCongoCongo (Демократическая Республика) Кука IslandsCosta РикаКот д’ИвуарХорватияКубаКюрасаоКипрЧешская РеспубликаДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаЭквадорЭгипетЭль СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские острова (Мальвинские острова) Фарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцияГваньияГранция atemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard остров и McDonald IslandsHoly SeeHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea (Корейская Народно-Демократическая Республика) Корея (Республика) KuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia (бывшая югославская Республика) MadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia (Федеративные Штаты) Молдова (Республика ) MonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestine, Государственный ofPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint BarthelemySaint Елены, Вознесения и Тристан-да-Cu nhaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Мартин (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTimor- ЛештеТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанТуркс и острова КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыСоединенное Королевство Великобритании и Северной ИрландииСоединенные Штаты АмерикиМалые Соединенные Штаты Внешние островаУругвайУзбекистанВангуэтуS.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

© 2011-2021 Компания "Кондиционеры"