Варистор схема включения: Страница не найдена — 1000 полезных советов

Содержание

Варисторы TMOV со встроенной тепловой защитой в цепях переменного напряжения

24 октября 2019

Быстрое срабатывание встроенного терморазмыкателя TMOV-варистора производства Littelfuse позволяет отключать его при более низких температурах, что уменьшает вероятность обугливания и задымления по сравнению со стандартным варистором MOV-типа. В схемах, где критично знать, сработал ли терморазмыкатель, можно применять варисторы iTMOV со светодиодной индикацией состояния.

Металл-оксидные варисторы (MOV-варисторы) используются для подавления выбросов напряжения во многих устройствах, например, в модулях защиты от перенапряжений и сетевых фильтрах (SPD-устройствах), источниках бесперебойного питания (ИБП), в тройниках и удлинителях, в электросчетчиках и так далее. Источниками выбросов напряжения могут стать молнии, коммутации индуктивной нагрузки или переключения конденсаторных батарей. При работе в штатном режиме напряжение в сети не должно превышать максимальное рабочее напряжение MOV-варистора. Однако при возникновении помехи напряжение на MOV-варисторе может превысить напряжение срабатывания. В таких случаях прибор включается и ограничивает выброс напряжения при условии, что мощность помехи не превышает мощность, которую способен рассеять MOV-варистор.

Иногда возможна ситуация, когда перенапряжение имеет не импульсный, а долговременный или постоянный характер. Если варистор будет долгое время находиться под таким напряжением при условии ограничения тока (как требует стандарт безопасности UL 1449), то он начнет разогреваться. Неограниченный разогрев может вызвать тепловой пробой и, как следствие, задымление и даже пожар. Чтобы устройство защиты соответствовало требованиям UL 1449, MOV-варистор должен иметь дополнительную защиту от таких катастрофических перегревов. До сих пор данная задача традиционно решалась с помощью термопредохранителей (TCO).

UL1449: Перенапряжения с ограничением тока

Для устройств, работающих в сетях переменного напряжения, обрыв соединения «ноль-земля» является опасной аварийной ситуацией. В таких случаях MOV-варистор может оказаться под напряжением, которое существенно превышает номинальное рабочее значение. Если ток в цепи будет неограниченным, то варистор сначала перейдет в низкоомное состояние (сопротивление упадет до нескольких Ом), а потом из-за мгновенного перегрева попросту сгорит, разорвав цепь. Однако если в цепи будет нагрузка, которая ограничит ток, то нагрев MOV-варистора окажется не таким стремительным, из-за чего нагреваться будет все устройство, возникнет задымление, а при неблагоприятном развитии ситуации возможен пожар.

В США используется сетевое напряжение 120 В AC. Силовые линии 120 В AC работают с фазовым сдвигом напряжения 180° и обычно подключены к трансформатору со средней точкой (рисунок 1). Предположим, что в верхней цепи 120 В присутствует MOV-варистор с номинальным рабочим напряжением 150 В, а в нижней цепи 120 В имеется некоторая нагрузка. И MOV, и нагрузка подключены к средней точке трансформатора (цепь «ноль-заземление»). Если на центральном отводе трансформатора (X-X) произойдет разрыв, то нагрузка в нижней фазе будет ограничивать ток, и сетевой предохранитель может не сработать. В этом сценарии MOV-варистор, рассчитанный на 150 В, окажется под повышенным напряжением (вплоть до 240 В) при ограниченном токе, что может привести к его тепловому разрушению.

Рис. 1. Вариант аварийной ситуации, в которой MOV-варистор испытывает перенапряжение при одновременном ограничении тока

Рассмотренный вариант аварийной ситуации определен в стандарте UL 1449 (таблица 1). По этой причине во многих приложениях требуется, чтобы MOV-варисторы имели дополнительную тепловую защиту.

В таблице 1 представлены уровни испытательных напряжений для SPD-устройств с различным рейтингом напряжения. Испытательное напряжение последовательно прикладывается к каждой паре проводников, после чего подаются кратковременные импульсы тока 10 А для устройств Type 1 и Type 2, и 5 А, 2,5 А, 0,5 А и 0,125 А для устройств Type 3. Поскольку этот тест приводит к необратимым разрушениям, то для проверки устойчивости к каждому из пяти токов короткого замыкания потребуется пять устройств. Устройства должны находиться под напряжением в течение 7 часов либо до тех пор, пока ток или температура в устройстве не достигнут равновесия или пока SPD не отключится.

Таблица 1. Испытательные напряжения для различных устройств

Рейтинг устройства* Подключение фаз Тестовое
напряжение**
Рейтинг напряжения проводящих линий, В
110…120 В Однофазное 240 Все
110…120 В/220…240 В Трансформатор со средней точкой 240 110…120
120 В/208 В «Звезда» 208 120
220…240 В Однофазное 415 Все
220…240 В/380…415 В «Звезда» 415 220…240
240 В «Треугольник» 240 120
254…277 В Однофазное 480 Все
254…277 В/440…480 В «Звезда» 480 254…277
480 В «Треугольник» 480 254-277
347 В Однофазное 600 Все
347 В/600 В «Звезда» 600 347
Примечания:
* – Под устройством понимается конечный продукт: источник бесперебойного питания, сетевой фильтр и так далее.
** – Для устройств, рейтинг которых не указан в данной таблице, в качестве тестового напряжения должно использоваться максимальное фазное напряжение или удвоенное напряжение между проводниками, при условии, что оно не превышает 1000 В.

Как показано на рисунке 1, при испытании устройств, работающих в стандартной сети 120 В AC, необходимо подавать испытательное напряжение 240 В AC на все пары проводников. В данном случае есть три пары: «фаза-ноль» (L-N), «фаза-заземление» (L-G) и «ноль-заземление» (N-G). Здесь стоит еще раз отметить, что испытательное напряжение 240 В AC выбрано потому что в США линии сети 120 В AC обычно подключены к центральному трансформатору 240 В со средней точкой. В таких случаях MOV-варисторы, как правило, выбираются исходя из номинального рабочего напряжения 130…150 В. При возникновении аварии они могут перегреваться с катастрофическими последствиями в виде задымления или пожара.

MOV-варисторы с тепловой защитой

На рисунке 2 представлена простейшая схема защиты от выбросов напряжения, обеспечивающая требования UL 1449 при возникновении постоянных перенапряжений в условиях ограничения тока. В данной схеме между всеми линиями включены MOV-варисторы (или несколько параллельных MOV-варисторов): L-N, L-G и N-G. Это обеспечивает максимальную защиту от помех, возникающих во время переходных процессов в сети. Обычный последовательный плавкий предохранитель используется для защиты от перегрузки по току. Как правило, номинальный ток этого предохранителя выше, чем амплитуда испытательного тока, согласно UL 1449. Таким образом, при проведении испытаний на соответствие стандарту UL 1449 предохранитель не будет разрывать цепь. По этой причине MOV-варисторы должны быть дополнительно защищены от термического разрушения. Для этого последовательно с каждым варистором включается термопредохранитель TCO. В большинстве случаев для защиты от перенапряжений используют дисковые варисторы с диаметром 14 или 20 мм.

Рис. 2. Типовая схема защиты от перенапряжений с дополнительными TCO

На рынке присутствуют термопредохранители TCO с различной температурой срабатывания. Важно понимать, что положение и ориентация TCO имеет огромное значение для обеспечения тепловой защиты MOV-варистора. Под действием постоянного перенапряжения MOV-варистор может быть пробит в случайной точке на диске, после чего начнет быстро нагреваться, если ток в цепи ограничен. Тепло передается от MOV-варистора к TCO с помощью излучения, конвекции и тепловой проводимости. Однако, как показывает практика, именно теплопроводность имеет решающее значение. Таким образом, расстояние и взаимное расположение источника тепла и TCO определяют скорость срабатывания терморазмыкателя. Считается, что наиболее эффективная тепловая связь присутствует между выводом варистора и изолированным выводом TCO. Механизмы передачи тепла с помощью конвекции и излучения оказываются эффективными только в том случае, если источник тепла находится в непосредственной близости от TCO. Несмотря на то, что проводимость является наиболее эффективным средством передачи тепла, в большинстве случаев MOV-варистор и TCO не находятся в непосредственном контакте. Выводы компонентов мешают размещению TCO достаточно близко от MOV, что ограничивает передачу тепла. Кроме того, эффективность передачи тепла в каждом случае оказывается различной.

Пример взаимного расположения MOV и TCO показан на рисунке 3. Обратите внимание, что TCO не касается варистора.

Рис. 3. Взаимное расположение TCO и MOV (один из варисторов был удален, чтобы не мешать обзору)

Время срабатывания тепловой защиты может оказаться достаточно большим, если TCO размещен слишком далеко от MOV. В таких случаях при возникновении аварийной ситуации вполне вероятно обугливание варистора и реальная возможность пожара. Использование термоусадочных трубок или других теплопроводящих материалов позволяет увеличить эффективность тепловой связи, но с другой стороны, эти изделия сами достаточно горючи и могут только ухудшить ситуацию.

Несмотря на описанные недостатки, терморазмыкатели позволяют эффективно отключать MOV-варисторы от сети, тем самым предотвращая их тепловое разрушение. В то же время TCO оказываются не очень удобными компонентами с точки зрения монтажа на печатную плату. Из-за низких температур срабатывания пайка TCO должна выполняться крайне аккуратно. При ручной пайке жало паяльника не должно находиться в долгом контакте с выводами TCO. Иногда для отвода тепла от терморазмыкателя используют клипсы и плоскогубцы.

Так как TCO, используемые для защиты MOV-варисторов, обычно имеют невысокую температуру срабатывания, то их автоматизированный монтаж затруднен. При попытке пайки волной TCO срабатывают из-за перегрева в ванне с припоем. В большинстве случаев монтаж TCO оказывается преимущественно ручным процессом.

Компанией Littlefuse была разработана новая технология, которая, с одной стороны, позволяет обеспечить требования UL 1449, в том числе при испытаниях устойчивости к постоянным перенапряжениям в условиях ограничения тока, а с другой – лишена большинства недостатков, характерных для традиционных комбинированных схем MOV/TCO. Новые защитные компоненты TMOV представляют собой комбинацию из терморазмыкателя и MOV-варистора, объединенных в одном корпусе. В TMOV используется запатентованная технология, которая позволяет встраивать тепловой элемент непосредственно в MOV. В результате терморазмыкатель находится в прямом контакте с диском варистора, тем самым обеспечивая оптимальную теплопередачу. Так как эффективность передачи тепла оказывается высокой, то для защиты варистора может быть использован терморазмыкатель с более высокой температурой срабатывания. Это делает возможным использование автоматизированных технологий для монтажа TMOV, что существенно упрощает процесс сборки. Благодаря конструктивным особенностям, TMOV не уступают традиционным варисторам по основным параметрам: амплитуде пиковых токов, уровню рассеиваемой мощности, значениям напряжений ограничения и прочему, и при этом имеют встроенную тепловую защиту. Суть предлагаемого решения поясняется на рисунке 4.

Рис. 4. Схема защиты от перенапряжений, использующая новые варисторы TMOV со встроенной тепловой защитой

Сравнение методов тепловой защиты MOV-варисторов

TMOV-варисторы со встроенной тепловой защитой решают большую часть проблем, характерных для комбинации MOV/TCO. Использование встроенного терморазмыкателя, размещенного в центре диска MOV-варистора, обеспечивает несколько преимуществ:

  • оптимизирует передачу тепла между диском MOV и терморазмыкателем, так как терморазмыкатель оказывается максимально близко к точке нагрева. Это значительно уменьшает время срабатывания;
  • позволяет использовать терморазмыкатели с более высокой температурой срабатывания, чем у большинства TCO, притом, что сам терморазмыкатель оказывается защищен от внешних источников тепла.

Благодаря этому для монтажа TMOV-варисторов может использоваться пайка волной (подробнее об этом рассказывается в следующем разделе).

Чтобы сравнить время срабатывания TMOV-варисторов и комбинации MOV/TCO, были проведены испытания с привлечением стандартных MOV (серия UltraMOV 20 мм, 130 Vacrms), работающих в связке с TCO с различными температурами срабатывания (Tf), и TMOV со встроенной тепловой защитой (TMOV20R130, 20 мм, 130 Vacrms).

Все схемы подвергались одинаковому испытанию: к ним прикладывалось постоянное перенапряжение 240 В при ограничении тока 5 А. Как и ожидалось, у TCO с более высокой температурой Tf время срабатывания было выше (таблица 2). С другой стороны, при пайке TCO с температурой срабатывания 73°C было сложно избежать включения, несмотря на использование соответствующего радиатора. В таблице 3 представлены значения времени срабатывания для TMOV со встроенной тепловой защитой. Очевидно, что по этому показателю TMOV превзошли все комбинации MOV/TCO, принявшие участие в испытаниях.

Таблица 2. Время срабатывания тепловой защиты для различных комбинаций MOV/TCO при ограничении тока на уровне 5 А

TCO Tf, °C Время отключения, с
Среднее значение Диапазон
73 30 11…52
94 34 20…46
121 36 16…56

Таблица 3. Время срабатывания тепловой защиты варисторов TMOV при ограничении тока на уровне 5 А

TCO Tf, °C Время отключения, с
Среднее значение Диапазон
TMOV-варистор 13 2…25

На рисунке 5 представлены временные диаграммы нагрева варисторов при проведении испытаний на устойчивость к постоянным перенапряжениям с ограничением тока UL 1449 (240 В rms, 5 А) для трех схем защиты:

  • одиночный MOV – модель V20E130, 20 мм, 130 В ср.кв.;
  • комбинация MOV/TCO – модель V20E130, 20 мм, 130 В ср.кв. и TCO с Tf = 94°C;
  • варистор TMOV – модель TMOV20R130, 20 мм, 130 В ср.кв.

Рис. 5. Температура поверхности варисторов для различных схем защиты

На диаграммах показан характер изменения температуры поверхности варистора с течением времени для всех трех схем. Как видно из диаграммы, температура корпуса стандартного MOV-варистора без тепловой защиты будет расти до тех пор, пока варистор не загорится. В комбинации MOV/TCO варистор быстро нагревается до температуры 220°C, после чего срабатывает TCO. Варисторы TMOV со встроенной тепловой защитой отключаются значительно быстрее – срабатывание терморазмыкателя происходит при температуре около 150°C менее чем за 20 с. Обратите внимание, что температура варистора продолжает повышаться даже после срабатывания терморазмыкателей. Это связано с тем, что тепло передается от диска варистора наружу к эпоксидной заливке не мгновенно. Для того чтобы температура диска и заливки выровнялась, требуется некоторое время.

На рисунках 6а-6в показаны последствия перегрева варисторов для каждой из испытываемых схем защиты. На рисунке 6а показан результат перегрева стандартного MOV-варистора, на 6б изображено последствие перегрева MOV-варистора при использовании термопредохранителя TCO, рисунок 6в демонстрирует перегрев TMOV-варистора. Не сложно заметить, что в случае TMOV степень обугливания оказывается существенно ниже, чем при использовании одиночных варисторов или комбинации MOV / TCO.

Рис. 6. Результаты перегрева различных типов варисторов

Поскольку при производстве MOV- и TMOV-варисторов используются диски оксида цинка одинакового размера, то TMOV обеспечивают такой же уровень защиты от перенапряжений, что и MOV аналогичного размера, и соответствуют требованиям стандарта IEC 60950-1 (Приложение Q). Так как варисторы TMOV имеют встроенную защиту от перегрева, то при их использовании не требуется каких-либо внешних терморазмыкателей, которые необходимы при работе с обычными MOV-варисторами, согласно требованию пункта 1.5.9.2, МЭК 60950-1.

Использование пайки волной при монтаже TMOV

На рисунке 7 показан температурный профиль пайки волной, который можно использовать при монтаже TMOV-варисторов. Температурные показатели этого профиля являются типовыми для данного способа автоматизированного монтажа. В то же время допустимый температурный профиль для монтажа TCO оказывается существенно ниже. Фактически профиль, представленный для TCO, соответствует предельному варианту, при котором TCO выходит из строя (срабатывает). Это говорит о том, что для монтажа TCO (даже с высоким значением Tf, например, 142°C) не может использоваться пайка волной.

Уход от ручной пайки TCO позволяет обеспечить существенное снижение стоимости изделия.

Рис. 7. Температурные профили пайки волной для варистора TMOV и TCO (Tf = 142°C)

Надежное размыкание тепловой защиты

Срабатывание терморазмыкателя происходит из-за пробоя и дальнейшего нагрева диска варистора. После того как встроенный терморазмыкатель в TMOV сработает, важно, чтобы он оставался разомкнутым, а его повторные коммутации были исключены.

Чтобы проверить надежность размыкания цепи при срабатывании терморазмыкателя, было проведено испытание, состоящее из нескольких этапов. На первом этапе TMOV-варисторы подвергались воздействию перенапряжения с ограничением тока, в результате чего срабатывала тепловая защита. На втором этапе на выводы варисторов подавались импульсы 6 кВ, 3 кА (8×20 мкс). На третьем этапе на выводы TMOV-варисторов подавалось постоянное напряжение смещения, и при этом выполнялось измерение токов утечки. Наличие высокого тока утечки сигнализировало бы о ненадежном срабатывании терморазмыкателя или о его возвращении в замкнутое состояние. В ходе испытаний значительных токов утечки обнаружено не было. На заключительном, четвертом этапе TMOV-варисторы несколько часов выдерживались под напряжением 1000 В (ср.кв.) с параллельным контролем тока утечки. И на этот раз значительных токов утечки обнаружено не было, что свидетельствует о надежной работе терморазмыкателя.

Индикация срабатывания тепловой защиты: iTMOV-варисторы

Мы тщательно проанализировали преимущества TMOV-варисторов, но остается один вопрос: как узнать, что терморазмыкатель сработал?

При работе в диапазоне рабочих напряжений сопротивление ТMOV-варистора остается чрезвычайно высоким. Таким образом, сложно понять обусловлено ли высокое сопротивление собственным сопротивлением варистора или высокое сопротивление является следствием срабатывания тепловой защиты. Если данный вопрос является критичным, следует обратить свое внимание на серию варисторов iTMOV с дополнительным выводом индикации.

Варистор iTMOV имеет дополнительный, третий индикаторный вывод, который подключен к точке соединения терморазмыкателя и варистора. Доступ к этой точке существенно упрощает индикацию состояния терморазмыкателя. На рисунке 8 показана типовая схема включения iTMOV.

На рисунке 8 показано, как варистор iTMOV используется для защиты устройства, питающегося от бытовой сети 120 В AC в США. Светодиод включен между индикаторным выводом и нулем. Последовательный резистор R1 используется для задания тока через светодиод. В данном случае был выбран резистор с сопротивлением 47 кОм и предельной мощностью 0,5 Вт. Расчет параметров резистора должен производиться с учетом характеристик используемого светодиода и параметров сети.

Рис. 8. Схема индикации состояния iTMOV (светодиод нормально включен)

Как правило, светодиоды не допускают подачи обратного напряжения, поэтому для обрезания отрицательной полуволны обычно используется дополнительный выпрямительный диод D1. Кроме того, для защиты от перегрузки по току необходим предохранитель. В данном случае это Littelfuse 3AG, 10 A (313010). Выбор номинала предохранителя должен производиться, исходя из характеристик нагрузки.

В нормальных условиях светодиод находится в нормально включенном состоянии (светит). Ток течет от фазы к нулю через терморазмыкатель и индикаторную цепь. Если терморазмыкатель срабатывает, цепь размыкается, а светодиод выключается. Также светодиод выключится, если сгорит предохранитель.

Варистор iTMOV можно использовать для индикации состояния нескольких параллельно включенных TMOV-варисторов. Это связано с тем, что после отключения одного варистора, как правило, происходит отключение и остальных.

Заключение

Стандарт UL 1449 был создан для обеспечения защиты конечных устройств и пользователей от аварийных ситуаций, связанных с обрывом нуля. В таких случаях MOV-варисторы оказываются под постоянным перенапряжением в условиях ограничения тока. Перенапряжение может привести к неконтролируемому разогреву варистора и его тепловому пробою.

Существует несколько способов защиты MOV-варисторов от теплового разрушения. Чаще всего для этих целей используют термопредохранители TCO. Несмотря на то, что TCO в большинстве случаев справляются с поставленной задачей и предотвращают катастрофический перегрев варистора, у них есть значительные ограничения. При выполнении испытаний даже при срабатывании термопредохранителя MOV-варистор перегревается, из-за чего наблюдается задымление и обугливание. Еще одним недостатком TCO является сложность автоматизированного монтажа, так как в большинстве случаев пайка волной оказывается невозможна.

Новые TMOV-варисторы со встроенной тепловой защитой позволяют сократить количество компонентов, сэкономить место на плате и при этом обеспечить выполнение требований UL 1449. TMOV-варисторы обеспечивают повышенную эффективность по сравнению с другими методами защиты при воздействии постоянных перенапряжений с ограничением тока. Быстрое срабатывание встроенного терморазмыкателя TMOV позволяет отключать варистор при более низких температурах, что уменьшает вероятность обугливания и задымления. Остальные характеристики TMOV-варисторов оказываются такими же, как и у стандартных MOV-варисторов, включая пиковый импульсный ток, номинальную мощность и напряжение ограничения. В отличие от TCO, при монтаже TMOV-варисторов можно избежать ручных операций и использовать пайку волной. Это приводит к снижению стоимости производства и упрощению процесса сборки.

Важные примечания

Стоит отметить, что все представленные данные были получены при испытании ограниченной выборки компонентов. Результаты могут отличаться из-за разброса электрических и механических параметров. При выполнении проектирования разработчики должны учитывать разброс характеристик компонентов и закладывать соответствующие допуски.

В некоторых случаях TMOV-варисторы могут существенно нагреваться перед срабатыванием тепловой защиты. Конструкция конечного устройства должна учитывать эту особенность.

Перед выпуском на рынок рекомендуется выполнять тщательное тестирование устройств.

Литература

  1. Surge Protective Devices – UL1449, April 19, 2010
  2. Littelfuse Datasheet, Thermally Protected Metal Oxide Varistor (TMOV Varistor), March 2001
  3. TMOV®25S Varistor Series
  4. TMOV®34S Varistor Series
  5. Paul Traynham and Pat Bellew, Using Thermally Protected MOVs in TVSS or Power Supply Applications, Power Systems World, Intertec Exhibition Proceedings, September 2001
  6. Information Technology Equipment – Safety, IEC60950-1, Amendment 1, December 2009

Дополнительные материалы

Оригинал статьи

Перевел Вячеслав Гавриков по заказу АО КОМПЭЛ

•••

Наши информационные каналы

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

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

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

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

Применение варисторной защиты, искрогасящие цепи

..Причиной возникновения грозовых импульсов напряжения являются удары молнии в электроустановку или вблизи нее.
По данным материалов полученных в США значения напряжения коммутационных импульсов даже в бытовых сетях могут достигать 20 кВ. Примерно такие же данные приводят японские, французские и другие исследователи. Исследования, проведенные нами по эксплуатации промышленного электрооборудования в сетях 0.4 кВ, позволяют утверждать, что, например, при тяжелых условиях коммутации силовых электродвигателей значение напряжения коммутационных импульсов может превышать 70 кВ. Нет необходимости говорить о последствиях такого воздействия на электрооборудование. Положение часто осложняется тем, что во многих случаях эксплуатация электрических машин производится в тяжелых условиях (загрязнение, увлажнение изоляции, частые пуски и остановки агрегатов), что обуславливает особую уязвимость изоляции электрооборудования из-за ее ускоренного износа и уменьшения электрической прочности.
Для защиты оборудования от импульсных напряжений в разных странах применяются вентильные разрядники, RC-цепочки, LC-фильтры и т.д. Однако в последние десятилетия во всем мире наиболее эффективным (и дешевым) средством защиты от импульсных напряжений любого вида признано использование нелинейных полупроводниковых резисторов, называемых варисторами. Отличительной чертой варистора является симметричная и резко выраженная нелинейная вольтамперная характеристика (ВАХ — см. рис.1).

За счет этого варисторы позволяют просто и эффективно решать задачи защиты различных устройств от импульсных напряжений. Основной принцип действия варистора весьма прост. Варистор включается параллельно защищаемому оборудованию, т.е. при нормальной эксплуатации он находится под действием рабочего напряжения защищаемого устройства. В рабочем режиме (при отсутствии импульсных напряжений) ток через варистор пренебрежимо мал, и поэтому варистор в этих условиях представляет собой изолятор.
При возникновении импульса напряжения варистор в силу нелинейности своей характеристики резко уменьшает свое сопротивление до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее, и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. В этом случае через варистор кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безынерционен, то после гашения импульса напряжения он вновь приобретает очень большое сопротивление. Таким образом, включение варистора параллельно электрооборудованию не влияет на его работу в нормальных условиях, но «срезает» импульсы опасного напряжения, что полностью обеспечивает сохранность даже ослабленной изоляции (см. рис 2).

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

Технические характеристики

Для получения информации о характеристиках используемых варисторных защит, приводим данные выпускаемых изделий промышленностью.
Устройством защиты от импульсного перенапряжения АЛЬБАТРОС-220/500 АС обеспечивается:

  • Защита от импульсного, быстротекущего перенапряжения амплитудой до 10 кВ без перегорания предохранителя;
  • Защита от импульсного аварийного значительного превышения напряжения, в этом случае происходит перегорание одного или обоих предохранителей.
Номинальное напряжение питания нагрузки, В 220 (+10/-15%)
Номинальная мощность нагрузки, Вт 500
Наибольший импульсный разрядный ток (импульс 8/20 мкс)*, кА 10
Скорость срабатывания защиты, нс, не более 25
Температурный диапазон эксплуатации, °C -40… +40
Габаритные размеры, мм, не более 50х44х30
Масса, кг, не более 0,02

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

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

Сопротивление — варистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Сопротивление — варистор

Cтраница 3

Сопротивление варистора, включенного параллельно обмотке реле при номинальном напряжении источника питания, обычно достаточно велико, но после размыкания цепи сопротивление варистора автоматически уменьшается по мере нарастания напряжения на его зажимах, ограничивая величину перенапряжения на контактах. Поэтому варистор потребляет в статическом режиме очень малую мощность и значительно меньше замедляет время работы реле, чем линейное искрогасящее сопротивление.  [31]

В схеме рис. 3 — 41, а на варистор Rr, через конденсатор Се с обмотки ТВС подаются импульсы обратного хода положительной полярности. Сопротивление варистора СН1 — 1 — 1300 уменьшается при большом приложенном напряжении, поэтому конденсатор С6 заряжается вершинами импульсов обратного хода.  [32]

Ва-ристоры — это полупроводниковые приборы с симметричными нелинейными вольт-амперными характеристиками, применяющиеся в качестве малоинерционных нелинейных сопротивлений. Сопротивление варистора в диапазоне низких частот чисто активное и изменяется под действием приложенного к нему напряжения. С увеличением напряжения оно уменьшается. Варисторы применяются для стабилизации напряжения, защиты от перенапряжений, в стабилизаторах тока, функциональных преобразователях и других устройствах автоматики и радиоэлектроники.  [33]

При использовании варистора в цепи компенсации ( рис. 49) эффективность ключевой системы АРУ значительно увеличивается. Сопротивление варистора R &, включенного между источником напряжения ив и анодной цепью ключевой лампы, велико для того небольшого напряжения, которое действует во время переходного процесса включения строчной развертки. Поэтому компенсации запирающего напряжения не происходит и канал УПЧ звука находится в запертом состоянии. Когда напряжение it / B достигает своего номинального значения, сопротивление варистора резко уменьшается и канал УПЧ звука отпирается практически одновременно с появлением изображения. Варистор Rs включен для стабилизации напряжения в точке А. Такая стабилизация исключает влияние случайных колебаний напряжения UB на усиление каскада УПЧ.  [35]

Включение параллельно обмотке варистора, сопротивление которого автоматически уменьшается по мере нарастания напряжения а его зажимах ( рис. 5.296), влияет на / отп в меньшей степени, чем линейное сопротивление. В статическом режиме сопротивление варистора велико, и поэтому дополнительный расход энергии незначителен.  [36]

Таким образом, отрицательная полуволна напряжения, показанная на рис. 3 — 17 6, не приведет к появлению большого тока через варистор, а положительные импульсы зарядят конденсатор С. В промежутке между импульсами сопротивление варистора очень велико и конденсатор Ci будет ( через резистор Rz) заряжать конденсатор Cz. Одновременно цепь ЛгС2 выполняет роль сглаживающего фильтра, благодаря чему напряжение на выходе схемы постоянно и пропорционально амплитуде входных импульсов.  [37]

Схема включения варистора приведена на рис. 5.11, а. С увеличением приложенного напряжения сопротивление варистора уменьшается, а ток, протекающий в цепи, нарастает. Основной особенностью варистора является нелинейность его вольтамперной характеристики ( рис. 5.11, б), которая объясняется явлениями, происходящими на контактах и на поверхности кристаллов карбида кремния.  [39]

Схема, показанная на рис. 10 — 28, а, не позволяет отключить цепь от питающего напряжения при разомкнутых контактах. При возрастании напряжения на обмотке сопротивление варистора уменьшается и он ограничивает дальнейшее увеличение напряжения на контактах.  [41]

Стабилизация размера строк производится с помощью вари-стора R3, включенного последовательно с конденсатором Ст. При увеличении тока и напряжения импульсов сопротивление варистора уменьшается и увеличивается заряд конденсатора С7, отрицательное смещение на сетке Л2 возрастает, анодный ток лампы и ток в катушках уменьшаются.  [42]

Величина отрицательного напряжения на первой сетке оказывается связанной с размахом импульсов обратного хода. Резистор 3R16 позволяет в известных пределах регулировать сопротивление варистора в проводящем направлении и используется для подбора величины напряжения на втором аноде кинескопа.  [43]

Это свойство варисторов связано а уменьшением контактного сопротивления между зернами карбида кремния под действием электрического поля. Таким образом, по мере повышения напряжения сопротивление варистора уменьшается.  [45]

Страницы:      1    2    3    4    5

ЧЕМ ЗАЩИЩАЮТ РОЗЕТКИ | Дмитрий Компанец

Varistor — variable resistor

Varistor — variable resistor

Чинил сегодня удлинитель с евророзетками, не дешевый и довольно хороший. В этикетках было заявлено «С индикацией и Защитой от всплесков сетевого напряжения». За ради познания «Как оно устроено?» разобрал полностью и посмотрел с помощью чего защищают розетки от сетевых всплесков — оказалось всего одна деталь — ВАРИСТОР.

Варистор является пассивным двухвыводным, твердотельным полупроводниковым прибором, который используется для обеспечения защиты электрических и электронных схем. В отличие от плавкого предохранителя или автоматического выключателя, которые обеспечивают защиту по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения с помощью стабилизации напряжения подобно стабилитрону.

Даже удивительно как то, что маленький синий подобный конденсатору элемент способен выручить включенный телевизор или компьютер от сетевых всплесков.

Включение варистора довольно сложное и описывать его нет смысла — Глядите сами ….

Схема включения варистора

Схема включения варистора

Один из самых распространенных источников подобных импульсов – индуктивный выброс, вызванный переключением катушек индуктивности, выпрямительных трансформаторов, двигателей постоянного тока, скачки напряжения от включения люминесцентных ламп и так далее.

Варисторы подключаются непосредственно к цепям электропитания (фаза — нейтраль, фаза-фаза) при работе на переменном токе, либо плюс и минус питания при работе на постоянном токе и должны быть рассчитаны на соответствующее напряжение.

Изготавливается варистор из смеси керамики и оксидов металлов , в основном из оксида цинка и в нормальном состоянии не проводит ток, что позволяет использовать его как конденсатор и обязательно нужно учитывать при применении в цепях переменного тока.

Меня очень удивило, что в данном удлинителе Варистор не был запакован в термоусадочную пленку или обмотку, ведь при коротком замыкании (при перенапряжении) его корпус может воспламениться или взорваться, разрушив тем самым устройство в которое он установлен.

Расчет варистора для применения в сети 220 вольт сводится к определению возможных опасных пиков. Так к примеру для пиков в 300 вольт, которые могут присутствовать в бытовой сети расчет следует провести по формуле 300*1,42*1,1 где 1,42 это «постоянная электрика», а 1,1 это 10% запас на прочность. 300*1,42*1,1 = 471 (примерно) это то самое классификационное напряжение или номинальный уровень начиная с которого ток через варистор уже более 1 мА

По справочнику можно увидеть, что в проводящем состоянии варистор пропускает через себя ток до 4500 Ампер 4,5кА при этом любой автомат защиты сработает и предохранители сгорят, эдакое КЗ для защиты ваших приборов.

Нравится вам это или нет, но во многих удлинителях стоит именно такая защита от скачков напряжения.

Берегите ваши розетки !

Компанец д.А.

Варисторы для защиты от перенапряжений. Схема подключения

  1. Причины перепадов напряжения
  2. Как работают варисторы
  3. Варианты установки варисторов
  4. Модульные варисторы

Причины перепадов напряжения

Причиной сгоревшей техники может стать не только плохое заземление. Кратковременные перепады напряжения также несут опасность для аппаратуры. Внезапное падение напряжения с большой вероятностью отключит электроприборы. Повышение же может повредить технику и даже привести к пожару.

Причины резкого повышения напряжения бывают различными:

  • Нестабильная работа трансформаторов подстанции;
  • Аварии на линии электропередач, обрыв ноля, ослабление заземления;
  • Удар молнии;
  • Одновременное отключение мощных потребителей, или значительная перегрузка сети.

Из-за этих причин напряжение в проводах может резко возрасти, появится импульс, который повредит технике. Особенно чувствительно к перенапряжению цифровая электроника. Спрогнозировать случайные перепады из-за сторонних причин практически невозможно. Потому куда разумнее защитить электронику в своем доме от таких скачков.

Как работают варисторы

Варисторы используют для защиты техники. Схема подключения варисторов для защиты от перенапряжений проста, варистор подключается параллельно остальным потребителям. В нормальных условиях его сопротивление десятки МОм, он практически не пропускает через себя ток. Как только в сети повышается напряжение выше порогового значения, сопротивление варистора уменьшается, и большая часть тока проходит через него. Дальше в дело вступают предохранители. Они разрывают цепь питания, предотвращая перегрев.

Варианты установки варисторов

Защитить технику от перепадов напряжения можно двумя путями:

  • Для каждого потребителя поставить маломощный варистор и предохранители;
  • Либо поставить варисторную защиту от перенапряжения на всю сеть сразу.

Оба варианта имеют право на жизнь. Первый несколько экономичнее, но создает лишние проблемы с подбором подходящего оборудования и заменой всех предохранителей. При срабатывании варистора его сопротивление падает, проходящий ток нагревает варистор. Важно, чтобы предохранители сработали раньше, чем произойдет перегрев оборудования. К сожалению, собрать в домашних условиях такую конструкцию сможет не каждый.

Второй вариант — гораздо удобнее. Заводские устройства с мощными варисторами надежнее. Они защищают всю подключенную к сети технику. При покупке нового холодильника, телевизора не придется заботиться о дополнительной защите.

Модульные варисторы

Мощные модульные модели устанавливаются в распределительном щитке и защищают вашу электронику. Модульные варисторы для защиты от перенапряжения компактные, при правильном подборе обеспечивают полноценную работу сети. Обратитесь к специалистам «Алеф-Эм» для выбора правильного варистора в ваш дом. Правильная установка УЗИП в распределительном щите имеет ряд конструктивных особенностей. Потому мы также осуществляем установку варисторов. Оставьте заявку в форме ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время!

Заказать установку молниезащиты

Варистор в схеме блока питания

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

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

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

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

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

Принцип действия

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

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

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

Условное графическое изображение варистора в схемах:

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

Внешний вид варистора:

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

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

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

Устройство

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

На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:

Основные параметры

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

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

Также выделяют и два вида напряжений:

— максимальное действующее или среднеквадратичное переменное;

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

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

    20D 471K

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

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

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

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

    Где 1,1 – коэффициент запаса.

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

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

    120)– 271k;
    200В (180

    220) – 431k;
    240В (210

    250) – 471k;
    240В (240

    Применение в быту

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

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

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

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

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

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

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

    Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

    Наверняка вы не знаете:

    Варисторы » НАШ САЙТ

    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.

    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.

    https://dip8.ru/

    Как использовать устройства защиты от электростатического разряда / перенапряжения: дисковые варисторы | Примечание по применению

    Преимущества различных типов варисторов

    Варисторы

    могут использоваться в качестве подавителей для защиты устройств и цепей от переходных аномальных напряжений, включая электростатический разряд (ESD) и удар молнии.
    Для защиты от относительно большого импульсного тока (от 100А до 25кА) подходят дисковые варисторы с выводами и дисковые варисторы SMD.Для защиты от повышенного импульсного тока (примерно 25 кА и более) подходят блочные варисторы и ленточные варисторы.

    Ниже приведены подробные приложения.



    Пример применения: Защита от перенапряжения для входной части импульсного источника питания

    Различные типы небольших, легких и высокоэффективных импульсных источников питания часто используются в качестве источников питания электронных устройств.В импульсном источнике питания перед силовой цепью размещается ЭМС-фильтр для предотвращения шума проводимости, который проникает через силовую линию. Однако, поскольку грозовые перенапряжения и коммутационные перенапряжения нельзя предотвратить только с помощью фильтра ЭМС, схема защиты от перенапряжения с использованием дисковых варисторов размещается перед фильтром ЭМС. Комбинации с ограничителями перенапряжения и другими устройствами, а также их схемные конфигурации различаются. Подобные схемы защиты встроены в адаптеры переменного тока, которые используются для портативных компьютеров и т.п.Варисторы также используются для удлинителей и розеток с молниезащитой.

    Рис.1 Пример схемы защиты от импульсных перенапряжений для импульсного блока питания

    Пример приложения: Защита от перенапряжения для светодиодной системы освещения

    Светодиодная система освещения состоит из светодиодных матриц с несколькими подключенными светодиодами, драйвера (схемы управления), схемы управления и источника питания светодиодов, а также подсистем, включая источник питания для связи.Многие варисторы микросхемы используются для защиты от электростатических разрядов и защиты от перенапряжения для интерфейсной части, а варисторы необходимы для защиты от электростатических разрядов. Светодиод — это устройство, в котором используется полупроводник, и без защиты он может быть разрушен электростатическим разрядом или скачком напряжения. По этой причине параллельно светодиодному устройству устанавливается варистор.

    Рис.2 Защита светодиодного устройства в системе светодиодного освещения

    Пример применения: Защита от перенапряжения для индуктивных нагрузок, таких как двигатели

    В момент отключения питания устройств с индуктивными нагрузками, использующих катушки, такие как двигатели, соленоиды и электромагнитные клапаны, устройства разряжают магнитную энергию, которая была накоплена в качестве противодействующей электродвижущей силы, и генерируют большое импульсное напряжение.Для защиты устройств от скачков напряжения параллельно нагрузке подключают варистор.

    Рис. Защита от перенапряжения для индуктивных нагрузок, таких как двигатели

    Пример приложения: Защита от перенапряжения для двигателя с электромагнитным тормозом и защита контакта его выключателя

    Двигатели переменного тока

    , которые используются в промышленных устройствах, включают двигатель с тормозом.Электромагнитный тормоз с использованием электромагнита, якоря (подвижной стальной пластины) и пружины может остановить вращение двигателя сразу после выключения переключателя. Однако, поскольку электромагнит представляет собой индуктивную нагрузку, использующую катушку, в момент отключения тока катушка создает противодействующую электродвижущую силу, и возникает большое импульсное напряжение, которое повреждает контакт переключателя. Для поглощения перенапряжения и защиты контакта переключателя подключен варистор.

    Рис.4 Защита касания выключателя двигателя с электромагнитным тормозом

    Пример приложения: защита от перенапряжения для твердотельного реле (SSR) и защита его выходной клеммы

    SSR (твердотельное реле), использующее полупроводниковый элемент (например, тиристор), используется во многих промышленных устройствах с большим током. Это реле, электрически изолированное оптопарой, и, как преимущество, оно может безопасно управлять включением и выключением устройства с помощью сигналов включения и выключения очень небольшого электрического тока источника постоянного тока.Однако из-за того, что включается и выключается большой ток, выходной терминал легко повреждается из-за перенапряжения. Чтобы подавить это, на выходной стороне параллельно подключается варистор (некоторые SSR имеют встроенные варисторы).

    Рис. 5 Защита выходной клеммы твердотельного реле (SSR)

    Пример применения: защита от перенапряжения от сброса нагрузки и спада поля

    Когда ток, протекающий через индуктивную нагрузку, использующую катушку, такую ​​как двигатель и генератор переменного тока (электрогенератор), отключается, генерируется большое импульсное напряжение из-за создания противодействующей электродвижущей силы.

    Сброс нагрузки — это проблема перенапряжения, которая возникает, когда линия аккумуляторной батареи отключена по такой причине, как отключение клеммы аккумуляторной батареи во время подачи питания от генератора переменного тока на аккумулятор. Затухание поля — это проблема с отрицательным импульсным напряжением, которое возникает, когда полярность батареи изменяется по ошибке.
    Поскольку оба они могут достичь ЭБУ и вызвать неисправность, ЭБУ должны пройти испытание на сброс нагрузки и испытание на спад в поле. Дисковый варистор используется для защиты от перенапряжения.

    Рис.6 Защита от сброса нагрузки и перенапряжения варистором

    Когда питание от генератора переменного тока подается на аккумулятор, отключение аккумуляторной линии приводит к возникновению большого скачка напряжения. Варистор обходит импульсное напряжение для защиты ЭБУ и других устройств.
    Испытание на невосприимчивость и испытание на выбросы для ЭБУ (ISO10605)

    Оценочные тесты ЭМС для ЭБУ включают тест на невосприимчивость для подтверждения того, что ЭБУ не неисправен, и тест на выбросы для подтверждения того, что ЭБУ спроектирован так, чтобы не генерировать шум, превышающий установленный предел.

    Тест на невосприимчивость Стандартный Описание
    Тест ESD ISO10605 Оценивает допуск, применяя ESD
    Испытание на устойчивость к радиочастотам ISO11452-2, -3, -4 Оценивает устойчивость с помощью сильной радиоволны.
    Испытание на самосвал ISO7637-2 Оценивает допуск путем подачи положительного импульсного напряжения
    Тест на распад поля Оценивает допуск путем подачи отрицательного импульсного напряжения
    Испытание на выбросы Стандартный Описание
    Испытание на излучение CISPR25 Оценивает радиационный шум от ЭБУ.
    Проведенное испытание на выбросы Оценивает шум проводимости от ЭБУ.

    Пример приложения: Защита от перенапряжения для распределительных коробок и стабилизаторов мощности солнечных систем выработки энергии

    Электроэнергия постоянного тока, генерируемая солнечной панелью, отправляется в стабилизатор питания через соединительную коробку, повышается в преобразователе постоянного тока в постоянный, преобразуется в электроэнергию переменного тока с помощью инвертора, а затем отправляется в коммерческую энергосистему.Чтобы защитить его цепь от индуктивного удара молнии и т.п., схемы защиты по напряжению с использованием варисторов вставляются во входную и выходную части соединительной коробки и стабилизатора мощности. Сочетание с ограничителем перенапряжения увеличивает его надежность.

    Рис.7 Защита от перенапряжения для распределительных коробок и стабилизаторов мощности солнечных энергосистем

    Пример применения: Защита от перенапряжения для важных устройств с помощью грозового трансформатора

    Устройство, называемое трансформатором молнии, используется для защиты важных устройств, таких как серверы в центрах обработки данных и телефонные коммутаторы, от грозового перенапряжения.Это комбинация SPD (устройства защиты от перенапряжения или молниезащиты) и специального трансформатора, первичная обмотка и вторичная обмотка которого защищены электростатическим экраном, а скачок напряжения, который не может быть устранен с помощью SPD, проходит через заземленные материалы электростатического экрана и разряжается на земля. Он отлично справляется с синфазным индуктивным разрядом молнии.

    Рис.8 Пример защиты от грозовых перенапряжений с грозовым трансформатором

    Пример применения: Защита от скачков большой энергии в промышленных устройствах

    Блочные варисторы и ленточные варисторы — это высокоэнергетические изделия, используемые для питания промышленных устройств и устройств связи, силовых распределительных устройств на электростанциях и подстанциях, железнодорожных сигнальных систем и др., И их преимуществом является чрезвычайно высокая стойкость к импульсным токам.Блочный варистор содержится в корпусе и имеет винтовые клеммы, а ременной варистор имеет плоские (плоские) клеммы с отверстиями, которые фиксируются винтами (или припаяны). Также используется разрядник для защиты линии переменного тока.

    Рис. 9 Пример защиты от скачков напряжения в промышленном устройстве

    Связанные страницы

    • ■ Устройства защиты от напряжения Карта продуктов

      Широкий модельный ряд устройств защиты от напряжения

      TDK включает варисторы (оксид цинка) и разрядники (разрядные трубки).Их можно использовать в различных приложениях от малых до больших токов.

    ■ Порталы по дисковым варисторам

    Каковы функции и применение варистора?


    Введение

    Варистор, резистивное устройство с нелинейными вольт-амперными характеристиками, которое в основном используется для ограничения напряжения и поглощения избыточного тока для защиты чувствительных устройств, когда цепь находится под повышенным напряжением.Его английское название — «резистор, зависящий от напряжения», сокращенно «VDR». Материал резистора — полупроводник, так что это своего рода полупроводниковый резистор.

    Варистор — это устройство защиты с ограничением напряжения. Используя нелинейные характеристики варистора, когда между двумя полюсами варистора возникает перенапряжение, варистор может ограничивать напряжение до относительно фиксированного значения напряжения, тем самым реализуя защиту более поздней схемы.

    В этой статье мы подробно расскажем о варисторе, его функциях, применении, параметрах и так далее.


    Каталог

    2.2 Ударопрочность

    В1 мА 9000

    Введение

    I Структурные характеристики варистора

    II Базовые характеристики варистора

    2.3 Срок службы

    III Параметры варистора

    IV Типы варистора

    4.1 Классификация по компоновке

    4.2 Классификация по применяемым материалам

    4.3 Классификация по вольт-амперным характеристикам

    В Выбор варисторов

    5.1 Выбор напряжения варистора

    5.2 Выбор расхода

    5.3 Выбор напряжения зажима

    5.4 Выбор CP

    5.5 Сопоставление сопротивлений

    VI Расчет напряжения варистора

    6.1 Обычно рассчитывается с U1mA = KUac

    6.2 Расчет номинального тока разряда

    6.3 Параллельное соединение варисторов

    VII Функции варистора

    VIII Основные области применения варисторов

    8.1 Молниезащита

    8.2 Защита цепи

    8.3 Защита переключателя

    8.4 Защита устройств


    I Структурная В арристор

    В отличие от обычных резисторов варисторы изготавливаются на основе нелинейных характеристик полупроводниковых материалов.

    Рисунок 1. Форма варистора, а его внутренняя структура показана на рисунке 2.

    Рисунок 1.

    Рисунок 2.

    Обычные резисторы подчиняются закону Ома, в то время как напряжение и ток Варисторы имеют особую нелинейную зависимость. Когда напряжение на обоих концах варистора ниже номинального номинального напряжения, значение сопротивления варистора близко к бесконечному, и ток через внутреннюю часть варистора почти не протекает.Когда напряжение на обоих концах варистора немного выше номинального номинального напряжения, варистор выйдет из строя и быстро включится, а рабочий ток резко возрастет от состояния с высоким импедансом к состоянию с низким импедансом. Когда напряжение на обоих концах ниже номинального номинального напряжения, варистор может вернуться в состояние высокого импеданса. Когда напряжение на обоих концах варистора превышает максимальное предельное напряжение, варистор полностью выходит из строя и не восстанавливается.

    На рисунке ниже показана типовая схема применения варистора.

    Типовая схема применения варистора


    II Basic C Характеристики V aristor

    2.1 Защита C Защита Когда интенсивность удара (или импульсный ток Isp = Usp / Zs) источника удара не превышает заданное значение, ограничивающее напряжение варистора не должно превышать импульсное выдерживаемое напряжение (Urp) защищаемого объекта.

    2,2 Удар R esistance

    Сам варистор должен выдерживать указанный ток удара, энергию удара и среднюю мощность, когда несколько ударов происходят один за другим.

    2,3 Срок службы C характеристики

    Один из них — это срок службы при непрерывном рабочем напряжении, то есть варистор должен надежно работать в течение определенного времени (часов) при указанной температуре окружающей среды и напряжении системы условия; другой — это срок службы при ударе, то есть количество раз, когда указанное воздействие может быть надежно выдержано.

    2,4 После включения варистора в систему, помимо выполнения защитной роли «предохранительного клапана», он будет вызывать некоторые дополнительные эффекты, которые называются «вторичным эффектом». Это не должно снижать нормальную работу системы. В настоящее время необходимо учитывать три основных фактора. Первый — это емкость самого варистора (от десятков до десятков тысяч PF), второй — ток утечки при системном напряжении, а третий — влияние нелинейного тока варистора на другие цепи через связь сопротивление источника.


    III P Параметры варистора

    Основными параметрами варистора являются номинальное напряжение, коэффициент напряжения, максимальное управляющее напряжение, коэффициент остаточного напряжения, ток разряда, ток утечки, температурный коэффициент напряжения, текущий температурный коэффициент, коэффициент нелинейности напряжения, сопротивление изоляции, статическая емкость и т. д.

    3.1 Номинал A резистор V Напряжение

    MYG05K предусматривает, что проходящий ток равен 0.1 мА, MYG07K, MYG10K, MYG14K и MYG20, а номинальное напряжение относится к напряжению на обоих концах варистора при прохождении через постоянный ток 1 мА.

    3,2 Максимум P допустимо В Напряжение

    Это напряжение делится на переменное и постоянное. Если это переменный ток, это относится к действующему значению переменного напряжения, разрешенному варистором, которое выражается в ACrms. Поэтому варистор с максимально допустимым напряжением следует выбирать под действующее значение переменного напряжения.В цепях переменного тока должно быть: min (U1mA) ≥ (2,2 ~ 2,5) Uac, а «Uac» — это эффективное значение рабочего напряжения переменного тока в цепи. В цепях постоянного тока должно быть: min (U1mA) ≥ (1,6) Udc, а «Udc» — это номинальное рабочее напряжение постоянного тока в цепи. Вышеупомянутые принципы в основном предназначены для обеспечения соответствующего запаса прочности варистора при его включении в цепь источника питания.

    3,3 D ischarge C urrent C apacity

    Это относится к максимальному значению импульсного (пикового) тока, разрешенному для прохождения через варистор при определенных условиях (наложение стандартного импульсного тока при заданные временные интервалы и количество раз).Обычно перенапряжение — это импульс или серия импульсов. В экспериментальном варисторе используются два вида ударных волн: одна — волна 8/20 мкс, то есть импульсная волна с напором волны 8 мкс и временем хвоста волны 20 мкс, а другая — прямоугольная волна длительностью 2 мс, как показано ниже. рисунок:


    3,4 Максимум L имитировано В Напряжение

    Это относится к максимальному напряжению, которое может выдерживаться на обоих концах варистора, и представляет собой напряжение, генерируемое на обоих концах. заканчивается, когда заданный импульсный ток Ip проходит через варистор.

    3,5 Максимум E Энергия (допуск по энергии)

    Энергия, потребляемая варисторами, обычно рассчитывается по следующей формуле

    W = kIVT (Дж)

    I —— Пиковое значение текучести через варистор

    В—— Напряжение на обоих концах варистора при протекании тока I через варистор

    Т —— Длительность тока

    к —— Коэффициент формы сигнала тока I

    2 мс, прямоугольная волна k = 1

    8/20 мкс волна k = 1.4

    Волна 10/1000 мкс k = 1,4

    При прямоугольной форме волны 2 мс варистор поглощает энергию до 330 Дж на квадратный сантиметр; когда волна 8/20 мкс, плотность тока может достигать 2000 А на кубический сантиметр, что указывает на то, что его пропускная способность и устойчивость к энергии очень велики.

    Как правило, чем больше диаметр кристалла варистора, тем больше его допуск по энергии и больше выдерживаемый ток. При использовании варисторов мы также должны учитывать перенапряжение, которое часто имеет меньшую энергию, но более высокую частоту, например, перенапряжение в течение нескольких десятков секунд, одной или двух минут.В это время мы должны учитывать среднюю мощность, которую могут поглотить варисторы.

    3,6 В Напряжение R atio

    Это отношение значения напряжения, генерируемого при токе варистора 1 мА, к значению напряжения, генерируемому при токе варистора 0,1 мА.

    3,7 Номинальная P ower

    Максимальная мощность, которая может потребляться при указанной температуре окружающей среды.

    3.8 Максимальный пиковый ток

    Один раз: максимальное значение тока со стандартной формой волны 8/20 мкс и скоростью изменения напряжения варистора все еще в пределах ± 10%. 2 раза: Максимальное значение тока двойного удара с током стандартной формы волны 8/20 мкс. Интервал времени между двумя ударами составляет 5 минут, при этом скорость изменения напряжения варистора все еще находится в пределах ± 10%.

    3.9 Коэффициент остаточного напряжения

    Когда ток, протекающий через варистор, имеет определенное значение, напряжение, генерируемое на обоих концах варистора, называется остаточным напряжением. Коэффициент остаточного напряжения относится к отношению остаточного напряжения к номинальному напряжению.

    3.10 Ток утечки

    Ток утечки, также известный как ток ожидания, относится к току, протекающему через варистор при заданной температуре и максимальном постоянном напряжении.

    3.11 Температурный коэффициент напряжения

    Температурный коэффициент напряжения относится к скорости изменения номинального напряжения варистора в указанном диапазоне температур (20 ~ 70 ℃). То есть относительное изменение двух концов варистора, когда ток через варистор остается постоянным, а температура изменяется на 1 ℃.

    3.12 Текущий температурный коэффициент

    Он относится к относительному изменению тока, протекающего через варистор, когда напряжение на обоих концах варистора остается постоянным, а температура изменяется на 1 ℃.

    3.13 Коэффициент нелинейности напряжения

    Это отношение значения статического сопротивления к значению динамического сопротивления варистора при заданном приложенном напряжении.

    3.14 Сопротивление изоляции

    Это значение сопротивления между выводным проводом (выводом) варистора и изолирующей поверхностью резистора.

    3.15 Статическая емкость

    Это относится к внутренней емкости самого варистора.


    IV Тип s из V арристор

    Варисторы можно классифицировать по компоновке, производственному процессу, применяемым материалам и вольт-амперным характеристикам.

    4.1 Классификация по компоновке

    Его можно разделить на варистор перехода, варистор объемного типа, варистор с одним слоем частиц, варистор с тонкой пленкой и так далее.

    4.2 Классификация по материалам применения

    Его можно разделить на варистор из оксида цинка, варистор из карбида кремния, варистор из оксида металла, варистор из германия (кремния), варистор из феррита бария и т. Д.

    4.3 Классификация по вольтамперным характеристикам

    Его можно разделить на симметричный варистор (без полярности) и несимметричный варистор (с полярностью).


    V Выбор s варисторов

    При выборе варистора необходимо учитывать особые условия цепи. Как правило, следует соблюдать следующие принципы.

    5.1 Выбор напряжения варистора V1mA

    В зависимости от напряжения источника питания, напряжение источника питания, непрерывно подаваемое на варистор, не может превышать значение «максимального непрерывного рабочего напряжения», указанное в спецификации.То есть максимальное рабочее напряжение постоянного тока варистора должно быть больше, чем рабочее напряжение постоянного тока VIN линии питания (сигнальной линии), которое составляет VDC ≥ VIN; Для выбора варистора источника питания 220 В переменного тока необходимо полностью учитывать диапазон колебаний рабочего напряжения электросети, а для выбора значения напряжения варистора варистора должно быть достаточно допуска для выбора. варистора. Общее колебание внутренней электросети составляет 25%.Следует выбрать варистор с напряжением от 470 В до 620 В. Выбор варистора с более высоким напряжением может снизить частоту отказов и продлить срок службы, но остаточное напряжение немного увеличивается.

    5.2 Выбор расхода

    Номинальный ток разряда варистора должен быть больше, чем импульсный ток, необходимый для выдерживания, или максимальный импульсный ток, который может возникнуть во время работы оборудования. Номинальный ток разряда должен быть рассчитан в соответствии со значением более 10 ударов на кривой долговечности варистора, что составляет около 30% (0.3IP) максимальной скорости импульсного потока.

    5.3 Выбор напряжения фиксации

    Напряжение фиксации варистора должно быть меньше максимального напряжения (безопасного напряжения), которое может выдержать защищаемый компонент или устройство.

    5.4 Выбор CP

    Для высокочастотных сигналов передачи Cp должно быть меньше, и наоборот.

    5.5 Сопоставление сопротивлений

    Соотношение между внутренним сопротивлением R (R≥2Ω) защищаемого компонента (цепи) и переходным внутренним сопротивлением Rv варистора: R≥5R.Для защищаемых компонентов с малым внутренним сопротивлением по возможности используйте варистор с большой емкостью, не влияя на скорость передачи сигнала.


    VI Расчет резистора В Арстор В Напряжение

    6,1 Обычно C U0003 = U0003 KU000 = 9000 мА = KU0003 = U0003 = KU0003 = U0003 = KU0003 = U0003 = KU000 — коэффициент, связанный с качеством электроэнергии. Как правило, K = (2 ~ 3), города с лучшим качеством электроэнергии могут принимать меньшие, а сельские районы с низким качеством электроэнергии (особенно в горных районах) должны занимать более крупные; Uac — среднеквадратичное значение напряжения источника питания переменного тока.Для молниеотвода 220–240 В переменного тока подходит варистор на напряжение 470–620 В. Выбор варистора с более высоким напряжением может снизить частоту отказов и продлить срок службы, но остаточное напряжение немного увеличивается.

    Общий расчет напряжения варистора

    6.2 Расчет номинального тока разряда

    Номинальный ток разряда варистора должен быть больше, чем импульсный ток, необходимый для выдерживания, или максимальный импульсный ток, который может возникнуть во время работы оборудования.Номинальный ток разряда должен быть рассчитан в соответствии со значением более 10 ударов на кривой долговечности варистора, что составляет около 30% (0,3IP) от максимальной скорости импульсного потока.

    Расчет номинального тока разряда

    6,3 Параллельный C включение В арристоры

    Когда номинальный ток варистора не соответствует требованиям, номинальный ток варистора не соответствует следует использовать параллельно.Иногда, чтобы снизить предельное напряжение и обеспечить соответствие номинального тока разряда требованиям, несколько варисторов также используются параллельно. Важно отметить, что при параллельном использовании варисторов необходимо строго выбирать параметры (например, ΔU1mA≤3V , Δα≤3) для согласования, чтобы обеспечить равномерное распределение тока.

    Параллельное соединение варисторов


    VII Функции варистора

    Самая большая характеристика варистора заключается в том, что когда приложенное к нему напряжение ниже его порогового значения «UN», ток, протекающий через него, чрезвычайно мал. , что эквивалентно закрытому клапану.Когда напряжение превышает UN, его значение сопротивления уменьшается, что вызывает скачок тока, протекающего через него, и мало влияет на другие цепи, тем самым уменьшая влияние перенапряжения на последующие чувствительные цепи. С помощью этой функции можно подавить аномальные перенапряжения, которые часто возникают в цепях, и защитить цепи от перенапряжений.

    Функция защиты варистора получила широкое распространение. Например, в силовой цепи домашних телевизоров используется варистор для выполнения функции защиты от перенапряжения.Когда напряжение превышает пороговое значение, варистор отражает свою фиксирующую характеристику, снижает чрезмерно высокое напряжение и заставляет пост-каскадную схему работать в безопасном диапазоне напряжений.

    Варисторы в основном используются для защиты от переходных перенапряжений в схемах, но из-за того, что их вольт-амперные характеристики аналогичны полупроводниковым регуляторам, они также имеют множество функций компонентов схемы. Например, варистор представляет собой своего рода стабилизатор постоянного тока высокого напряжения и небольшого тока, а стабильное напряжение может достигать тысяч вольт, что недостижимо для кремниевого регулятора; варистор может использоваться как компонент обнаружения флуктуации напряжения; может использоваться как элемент сдвига уровня постоянного тока; может использоваться как флюоресцентный стартовый элемент; может использоваться как элемент выравнивания напряжения.


    VIII Основные области применения варисторов

    8.1 Lightning P rotection

    Удары молнии могут вызвать атмосферные перенапряжения, которые в основном относятся к индуктивным перенапряжениям. Перенапряжение, создаваемое ударом молнии в линии передачи, называется прямым перенапряжением молнии, и его значение напряжения особенно велико, что может нанести большой вред при напряжении 102 ~ 104 В.Поэтому для наружных систем электроснабжения и электрооборудования необходимо принимать меры по предотвращению перенапряжения. Использование варисторных разрядников из ZnO очень эффективно для устранения атмосферных перенапряжений. Обычно он подключается параллельно к электрическому оборудованию. Если электрооборудование требует низкого остаточного напряжения, можно использовать многоуровневую защиту.

    Ниже приведены несколько распространенных схем защиты, в которых используются разрядники из ZnO для устранения атмосферных перенапряжений: рис. (а) — способ подключения разрядника из ZnO для трехфазного электрооборудования, рис.(b) — способ подключения разрядника из ZnO для системы управления электромагнитным клапаном, а на рис. (c) — способ подключения разрядника из ZnO между источником питания и нагрузкой.

    Молниезащита

    8.3 Защита переключателя

    Когда цепь с индуктивной нагрузкой внезапно отключается, ее перенапряжение может в несколько раз превышать напряжение источника питания. Перенапряжение может вызвать дугу и искровой разряд между контактами, что может повредить контакты, такие как контакторы, реле и электромагнитные муфты, и сократить срок службы устройства.Варистор имеет шунт для высоких напряжений, поэтому его можно использовать для защиты контактов, предотвращая искровые разряды в момент разрыва контакта. Способ подключения варисторного защитного выключателя или контакта показан на рисунке ниже. Когда варистор подключен параллельно катушке индуктивности, сухое напряжение переключателя и сухое напряжение варистора являются суммой остаточного напряжения варистора. Энергия, поглощаемая варистором, — это энергия, запасенная катушкой индуктивности. Когда варистор подключен параллельно переключателю, перенапряжение на переключателе равно остаточному напряжению варистора, а энергия, поглощаемая варистором, немного больше, чем энергия, запасенная в катушке индуктивности.

    Защита переключателя

    8.4 Защита устройства

    Чтобы предотвратить возгорание полупроводниковых устройств из-за перенапряжения, возникающего по некоторым причинам, для их защиты часто используются варисторы. На рисунке ниже показана схема применения транзистора защиты варистора. Повреждение транзистора из-за перенапряжения может быть эффективно подавлено между коллектором и эмиттером транзистора или варистором первичного шунта трансформатора.При нормальном напряжении варистор находится в состоянии высокого импеданса с минимальным током утечки. Под воздействием перенапряжения варистор быстро переходит в состояние с низким импедансом, и энергия перенапряжения поглощается варистором в виде тока разряда. После прохождения скачка напряжения, когда схема или компонент подвергается действию нормального напряжения, варистор возвращается в состояние высокого импеданса.

    Защита устройства


    Вам также может понравиться:

    Как проверить различные типы резисторов с помощью указательного мультиметра?

    Как проверить сопротивление заземления?

    Что такое гигантское магнитосопротивление (ГМС)?

    Подтягивающий резистор и понижающий резистор

    Варисторы

    : идеальное решение для защиты от перенапряжения

    Чтобы просмотреть эту статью в формате PDF, нажмите здесь.

    Новые правила, касающиеся защиты от перенапряжения, вынуждают инженеров искать решения, которые позволяют включать такую ​​защиту с минимальными затратами, особенно в чувствительных к стоимости потребительских товарах. В автомобильном секторе защита от перенапряжения также становится растущей необходимостью — благодаря быстрому росту количества электронного оборудования даже в самых простых серийных автомобилях в сочетании с общепризнанными проблемами относительно нестабильного напряжения питания и помех от системы зажигания транспортного средства.

    Еще одним растущим рынком защиты от перенапряжения является телекоммуникационный сектор, где постоянное повышение уровня интеллекта в АТС и во всех сетях приводит к более широкому использованию чувствительных полупроводников, а строгие требования к времени безотказной работы и доступности означают, что высокая восприимчивость к сбоям в электроснабжении недопустима.

    Решения для защиты от перенапряжения

    Устройства защиты от перенапряжения защищают от скачков напряжения, вызванных электромагнитными эффектами, такими как молния или электростатический разряд, вызванный различными эффектами.По существу, защита от перенапряжения может применяться на входе сети для борьбы с помехами в электросети, внешними по отношению к рабочему оборудованию, или внутренними перенапряжениями, обычно вызываемыми переключением высокой индуктивной нагрузки.

    Устройство защиты от перенапряжения может ослаблять переходные процессы путем фильтрации или отклонять переходные процессы, чтобы предотвратить повреждение нагрузки. Те, которые отклоняют переходной процесс, делятся на две широкие категории: ломовые устройства, которые переключаются в режим очень низкого импеданса для короткого замыкания переходного процесса до тех пор, пока ток не снизится до низкого уровня; и зажимные устройства, ограничивающие напряжение до определенного уровня.Группа ломов включает устройства, запускаемые при пробое газового или изоляционного слоя, такие как устройства защиты воздушных зазоров, детекторы угольных блоков, газоразрядные трубки (GDT) или пробой диодов (BOD), или включение тиристора. ; к ним относятся тринисторы и перенапряжения, срабатывающие при перенапряжении.

    Одним из преимуществ устройства ломового типа является то, что его очень низкий импеданс позволяет пропускать большой ток без рассеивания значительного количества энергии внутри устройства защиты. С другой стороны, существует ограниченная временная характеристика, когда устройство переключается или переходит в режим пробоя, во время которого нагрузка может подвергаться разрушительному перенапряжению.Другим ограничением является следование мощности, когда силовой ток от источника напряжения следует за импульсным разрядом. Этот ток не может быть отключен в цепи переменного тока, а сброс еще более ненадежен в приложениях постоянного тока.

    Стабилитроны — или лавинные диоды — и резисторы, зависящие от напряжения (варисторы), отображают переменный импеданс в зависимости от тока, протекающего через устройство, или напряжения на его выводах. Они используют это свойство для ограничения перенапряжения на уровне, зависящем от конструкции и конструкции устройства.Характеристика импеданса, хотя и нелинейная, является непрерывной и не отображает временной задержки, например, связанной с искровым разрядом промежутка или срабатыванием тиристора. Само зажимное устройство прозрачно для источника питания и нагрузки при установившемся напряжении ниже предельного уровня.

    Недорогие высокопроизводительные варисторы

    Основная функция зажима — поглощать скачок перенапряжения за счет снижения его импеданса до такого уровня, чтобы падение напряжения на постоянно присутствующем последовательном импедансе было достаточно значительным, чтобы ограничить перенапряжение на «критических частях» до приемлемого уровня.Современные стабилитроны очень эффективны и наиболее близки к идеальным фиксаторам постоянного напряжения. Однако лавинное напряжение сохраняется в тонкой области перехода, что приводит к значительному тепловыделению. Следовательно, способность стабилитрона к рассеиванию энергии весьма ограничена.

    Варистор, напротив, имеет нелинейный переменный импеданс. Разработчик варистора может управлять степенью нелинейности в широком диапазоне, используя новые материалы и конструктивные методы, которые расширяют диапазон применения варисторов.Например, варисторы теперь представляют собой экономичное решение для низковольтной логики, требующей низкого уровня защиты и низкого тока в режиме ожидания, а также для линий электропередачи переменного тока и приложений с высокой пропускной способностью.

    По сравнению с диодами-подавителями переходных процессов, варисторы могут поглощать гораздо более высокие энергии переходных процессов и могут подавлять положительные и отрицательные переходные процессы. Кроме того, в отличие от устройств ломового типа время отклика варистора обычно меньше наносекунды, и устройства могут быть сконструированы так, чтобы выдерживать скачки до 70 000 А.У них долгий срок службы по сравнению с диодами, а режим отказа варистора — короткое замыкание. Это предотвращает повреждение нагрузки, которое может произойти, если отказ схемы защиты не обнаружен. Варисторы обычно предлагают экономию по сравнению с устройствами ломового типа.

    Работа варистора

    Варисторы на основе оксида металла

    или MOV обычно изготавливаются из спеченного оксида цинка с добавлением подходящей добавки. Каждая межкристаллитная граница отображает выпрямляющее действие и представляет собой определенный барьер напряжения.Когда они проводят, они образуют путь с низким сопротивлением для поглощения энергии скачков. Во время производства гранулы оксида цинка прессуются перед обжигом в течение контролируемого периода и температуры до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые электрические характеристики. Поведение варистора определяется соотношением:

    I = KV α

    где K и α — постоянные устройства.

    K зависит от геометрии устройства. С другой стороны, a определяет степень нелинейности характеристики сопротивления и может контролироваться путем выбора материалов и применения производственных процессов.Высокое значение α означает лучший зажим; Технология оксида цинка позволила использовать варисторы с диапазоном от 15 до 30, что значительно выше, чем у устройств предыдущего поколения, таких как варисторы из карбида кремния. Поведение варистора V-I показано на рис. 1 , на котором выделены отдельные рабочие зоны варистора. Наклон защищенной области определяется параметром устройства β, который имеет обратную зависимость от a. Фактически, поведение варистора также можно описать соотношением:

    V = CI β (инверсия I = KV α )

    , где C также является константой устройства, зависящей от геометрии.

    На рис. 1 также сравнивается характеристика варистора с характеристикой идеального устройства ограничения напряжения, которое будет отображать нулевой наклон, а также характеристику стабилитрона. Сравнение стабилитронов подчеркивает расширенную область защиты, которую варистор также предлагает для сопоставимых значений тока и мощности.

    Критерии отбора

    Для большинства приложений вы можете определить выбор, оценив четыре аспекта желаемого приложения:

    1. Нормальные условия эксплуатации устройства или системы, а также подача переменного или постоянного напряжения . На рис. 2 показана блок-схема, которая может использоваться для определения необходимого номинального установившегося напряжения или рабочего напряжения.

    Вы можете найти VDR различных размеров и напряжений в диапазоне от 8 В до 1000 В (среднеквадратичное) или более. Чем выше номинальное напряжение выбранного варистора по сравнению с нормальным рабочим напряжением цепи, тем выше его надежность с течением времени, поскольку устройство способно выдерживать большее количество импульсных токов без ухудшения характеристик.Недостатком является снижение уровня защиты, обеспечиваемой варистором с завышенными характеристиками. Следовательно, вы должны поддерживать следующее отношение:

    Максимальное выдерживаемое напряжение защищаемого устройства> макс. напряжение фиксации варистора> макс. постоянное рабочее напряжение.

    2. Определите повторяющийся пиковый ток . На фиг. 3 показана блок-схема, которая может использоваться для определения повторяющегося пикового тока. Максимальные импульсные токи зависят от размера компонента и начинаются от нескольких сотен ампер до нескольких десятков килоампер (при стандартной форме волны 8/20 мкс).После того, как известен повторяющийся пиковый ток, вы можете рассчитать необходимое поглощение энергии в джоулях (ватт-секунда или Вт-с) для варистора.

    3. Рассчитайте поглощение энергии . Есть два случая: один для постоянного и один для переменного тока. Энергетические характеристики доступных варисторов начинаются от нескольких джоулей до нескольких сотен джоулей.

    Случай 1 — Расчет рассеяния постоянного тока: Мощность, рассеиваемая варистором, равна произведению напряжения и тока и может быть записана в виде:

    W = I × V = C × I β +1

    Когда коэффициент α = 30 (β = 0.033) мощность, рассеиваемая варистором, пропорциональна 31-й степени напряжения. Увеличение напряжения всего на 2,26% в этом случае удвоит рассеиваемую мощность. Следовательно, важно, чтобы подаваемое напряжение не превышало определенного максимального значения, иначе допустимое значение будет превышено. Более того, поскольку варисторы имеют отрицательный температурный коэффициент, при более высоком рассеивании (и, соответственно, при более высокой температуре) значение сопротивления будет уменьшаться, а рассеиваемая мощность увеличиваться еще больше.

    Случай 2 — Расчет рассеяния переменного тока: Когда на варистор подается синусоидальное переменное напряжение, рассеивание рассчитывается путем интегрирования произведения VI. Подходящее выражение выглядит следующим образом:

    Энергия в переходных процессах указана в Джоулях. Важно убедиться, что варистор способен без сбоев поглощать эту энергию в течение запланированного срока службы продукта или интервала замены. Когда устройство используется для защиты от переходных процессов, возникающих в результате индуктивного или емкостного разряда, таких как переключение двигателя, переходная энергия легко вычисляется.Однако если ожидается, что варистор будет защищать от переходных процессов, возникающих от внешних источников, величина переходного процесса обычно неизвестна, и необходимо применять метод аппроксимации. Это включает в себя расчет поглощенной энергии после определения переходного тока и напряжения, приложенных к варистору. Может применяться следующее уравнение:

    E = интеграл (все до V c (t) I (t) Δt) от 0 до Γ = KV c

    Где I — пиковый ток, Vc — результирующее напряжение фиксации, t — длительность импульса, а K — константа форм-фактора энергии, зависящая от формы волны тока.

    4. Размер и стиль упаковки . При выборе размера и стиля упаковки необходимо учитывать электрические и механические аспекты. Это включает в себя определение требуемой номинальной мощности и амплитуд импульсных токов, а также определение того, предназначено ли устройство для защиты от исключительных скачков напряжения или от тех, которые вызваны повторяющимися событиями, будут учитываться в процессе выбора. Ожидаемое количество рассеиваемой энергии также будет влиять на это, и разработчики должны гарантировать, что размеры упаковки соответствуют физическим и механическим характеристикам продукта.Обычные форм-факторы обычно варьируются от дисков диаметром от нескольких миллиметров до 50 мм или блочных и прямоугольных типов для деталей, требующих высокой энергии.

    Другими важными соображениями при выборе являются влияние индуктивности выводов и емкости устройства, которые также влияют на характеристики варистора в цепи и должны учитываться при выборе варистора. В обычных устройствах с выводами индуктивность вывода может замедлить быстрое срабатывание варистора до такой степени, что защита будет нарушена.

    Моделирование варистора представляет собой шунтирующую емкость, которая может варьироваться от нескольких десятков пФ до нескольких нФ, в зависимости от размера и диапазона напряжения устройства. В зависимости от области применения наличие этой емкости может иметь незначительные последствия, быть желательным свойством или, в худшем случае, проблематичным. Например, в приложениях постоянного тока желательна большая емкость, которая может обеспечить определенную степень фильтрации и подавления переходных процессов. С другой стороны, это может препятствовать использованию варистора для защиты высокочастотных цепей.

    Примеры приложений

    Глядя на Рис. 4 , вы можете увидеть, как можно использовать варистор для защиты общей нагрузки от скачков напряжения, исходящих от источника питания. Собственный выходной импеданс источника питания в сочетании с импедансом варистора создает делитель потенциала, коэффициент которого зависит от импеданса варистора, чтобы защитить нагрузку. Вы можете увидеть альтернативное приложение на Рис. 5 . Без варисторной защиты измеренный пиковый ток через двигатель насоса, когда S замкнут, составляет 1 А.Таким образом, энергия, затрачиваемая на создание электромагнитного поля в индуктивности двигателя, составляет:

    Без варисторной защиты начальный ток 1 А будет течь через тиристорный мост при размыкании S, и будет развиваться напряжение, достаточное для повреждения или разрушения тиристоров. На размыкающих контактах переключателя возникнет дуга. Но с варистором, вставленным в схему, пиковое напряжение, развиваемое на варисторе при размыкании переключателя S, составляет:

    В = CMAX × Iβ = 600 В.

    Тиристоры моста могут выдерживать это напряжение без повреждений. Полная энергия, возвращенная в схему, составляет 200 мДж. Из этих 200 мДж 15,1 мДж рассеивается в нагревателе, а 184,3 мДж рассеивается в варисторе. Варистор выдерживает более 10 5 переходных процессов, содержащих такое количество энергии. Для дополнительной информации, Рис. 6 показывает, как варисторы могут использоваться для подавления внутренне генерируемых всплесков в телевизионном приложении.

    Новые пути развития

    Варисторы

    предлагают экономию затрат и преимущества в производительности по сравнению с устройствами защиты от перенапряжения ломового типа и фиксаторами на стабилитронах в широком диапазоне приложений.Усовершенствованные материалы и оптимизированная конструкция компонентов — особенно в области варисторов из оксида цинка — открыли новые области применения варисторов, особенно тех, которые требуют низкого уровня защиты и низкого тока в режиме ожидания.

    В соответствии с преобладающим стремлением отрасли к миниатюризации и технологии поверхностного монтажа, появляются VDR в однослойных корпусах SMD, которые удовлетворяют средним возможностям обработки энергии в относительно небольшом объеме. Кроме того, там, где варисторы дискового типа занимают относительно большое пространство внутри корпуса, новые низкопрофильные варисторы уменьшают максимальную высоту над платой для такого устройства, сохраняя при этом эквивалентные возможности управления током.В дополнение к этому, на рынке более широко используются варисторы сверхвысоких перенапряжений, способные предложить улучшенное соотношение импульсного тока к размеру и позволяют заменять большие компоненты меньшими устройствами с аналогичными характеристиками и надежностью.

    Другие новые типы варисторов включают термопредохранитель для обеспечения предсказуемого «отказоустойчивого» поведения в случае ненормального использования. Дальнейшие направления развития включают варисторы, способные работать с температурами окружающей среды выше 125 ° C во всем диапазоне напряжений / импульсных перенапряжений. PETech

    Защита контактов герконов — JPC France

    Для приведения в действие электрического контактного устройства требуется определенное усилие. Он может варьироваться от нескольких десятых грамма для систем с герконовыми контактами с номинальной мощностью от 10 до 20 ВА
    (0,5 А) до 50 граммов для микропереключателей мгновенного действия с номиналом 5 А при 250 В
    В общем, сила, необходимая для работа электрического контакта увеличивается с увеличением его электрических характеристик, а мощность, доступная на детекторе, зависит от характеристик лопасти, поршня или заслонки. В большинстве реле расхода в этом каталоге используются герконовые переключатели, поскольку они используются для определения уровня обнаружения в электронных схемах низкого напряжения и низкого тока. .Это позволяет создавать компактные устройства.

    Герконы — это маленькие стеклянные колбы с гибким герконовым контактом с отключающей способностью от 10 до 70 ВА, которые могут замыкаться в присутствии магнитного поля. Эти стеклянные колбы герметичны и наполняются аргоном или под вакуумом, поэтому они защищены от окисления.

    Герконовые переключатели в реле потока

    Подходит Не подходит
    Компьютерные схемы Малые электродвигатели, включая малые электродвигатели постоянного тока
    Цепи программируемого логического контроллера (ПЛК) Цепи катушки силового контактора (если не защищена дугогасящей цепью)
    Малые реле Электромагнитные клапаны (если не защищены дугогасящей цепью)
    Цепи срабатывания твердотельного реле (SSR) Лампы накаливания

    Геркон контактная защита

    При переключении без нагрузки или нагрузок с напряжением менее 5 В при 10 мА или менее контакты практически не изнашиваются, и ожидается, что срок службы превышает миллиарды операций.В диапазоне 10 В будет иметь место более высокий износ контактов. При переключении 10 В при 10 мА можно ожидать срок службы от 50 до 200 миллионов операций.
    При переключении индуктивных нагрузок, таких как реле, соленоиды и трансформаторы, контакты герконового переключателя требуют защиты, чтобы обеспечить долгий и надежный срок службы. Когда ток прерывается, индуктивность или электрическая инерция нагрузки генерирует высокое высокочастотное напряжение, которое появляется на контактах переключателя. Если напряжение достаточно велико, оно может разрушить среду в промежутке между ними, образуя токопроводящий путь.Это явление называется дугой. Возникновение дуги может привести к сгоранию, свариванию или слипанию контактов. Целью защитных схем является предотвращение образования дуги путем короткого замыкания этого напряжения по альтернативному пути.

    Схема защиты контакта нагрузки постоянного тока с диодом Цепь защиты контакта нагрузки переменного тока с ПДУ
    Диод 1N4004 соединен катодом с плюсом.Диод не проводит ток, когда нагрузка находится под напряжением, но проводит и замыкает пиковое переходное напряжение, генерируемое при размыкании переключателя. Резистор можно добавить последовательно с диодом. Резистор (R) и конденсатор (C) подключены параллельно переключателю.
    Конденсатор имеет высокий импеданс на 50/60 Гц и, по сути, является коротким замыканием на высокие частоты генерируемых напряжений.
    Номинал конденсатора: C = I² / 10
    Номинал резистора (E = напряжение источника питания): R = E / (10.I (I + 50 / E))
    Контакт защиты нагрузки постоянного тока со встречным стабилитроном Контакт защиты нагрузки переменного тока с варистором

    Пиковое переходное напряжение, возникающее при размыкании переключателя, уменьшается до значения, равного обратному напряжению стабилитрона. Стабилитрон должен быть рассчитан на напряжение, несколько превышающее напряжение источника схемы.

    Сопротивление варистора резко уменьшается, когда напряжение достигает своего триггерного значения, и замыкает пиковое переходное напряжение, генерируемое при размыкании переключателя. Варистор должен быть рассчитан на напряжение, несколько превышающее напряжение источника цепи.

    Смещение магнита и работа геркона в реле потока

    Типы поршней Лопатка и заслонка
    Когда магнит, расположенный внутри поршня, достигает центра геркона, контакт замыкается.Следовательно, движение поршня ограничено для достижения требуемого рабочего режима. Магнит находится внутри лопасти или внутри заслонки. Когда он приближается к геркону, контакт замыкается.

    (PDF) Об использовании металлооксидных варисторов в качестве демпфирующей цепи в твердотельных выключателях

    0 2 4 6 8 10

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    Количество параллельных K11 как MOVE

    Напряжение [В], часть энергии [%]

    Пиковое напряжение IGBT

    Потребляемая энергия в MOVов

    Рис.7. Если K11 используется как MOVov и несколько параллельных K11 как MOVE,

    , поглощенная энергия в MOVov уменьшается как 1 / x, где x — количество

    параллельных K11.

    C. Параллельные MOV того же типа

    Желательно, чтобы пик переходного перенапряжения был как можно более низким

    , чтобы снизить нагрузки как на IGBT, так и на

    в самой системе. Используя K11 вместо K14 в качестве MOVov,

    , можно дополнительно снизить перенапряжение. Инжир.7 показывает набор экспериментов

    , где MOVov представляет собой K11, а MOVEis

    изменено с одного на десять параллельных K11. В первом случае это

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

    В идеале это должно привести к равному распределению тока после

    первого переходного процесса и поглощенной энергии в MOVov

    чуть выше 50%. Из-за различий между компонентами, которые

    находятся в пределах допусков, заявленных производителем, поглощенная энергия

    составляет около 40% вместо ожидаемых 50%.После этого

    поглощенная энергия падает как 1 / x, где x — количество

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

    имеют одинаковые U-I-характеристики, и каждый компонент

    будет передавать одинаковый ток, даже если U-I-характеристики

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

    6, поскольку напряжение теперь определяется K11.

    IV. ВЫВОДЫ

    На небольшой испытательной установке показана проблема с превышением напряжения

    в полупроводниковых выключателях, которая традиционно решается с помощью демпфирующих цепей

    . Низкий уровень тока в установке, по сравнению с

    с энергосистемой низкого или среднего напряжения, компенсируется

    с завышенной паразитной индуктивностью 3 мкГн. Конечно, один

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

    десятков килоампер переключаются за микросекунды, даже паразитные

    индуктивности всего в десять наногенри вызовут нежелательное перенапряжение

    в 100 В.

    Эксперименты также показывают, что подключение меньшего MOV

    рядом с твердотельным переключателем позволяет отделить поглощение энергии

    от защиты от перенапряжения. Однако

    , если соотношение напряжений между MOV недостаточно велико,

    MOVov поглотит значительную часть индуктивной энергии системы

    , и желаемый эффект будет потерян.

    Для того, чтобы концепция имела смысл, MOVov должен иметь

    , намного более низкое энергопотребление, чем MOVE, чтобы обеспечить очень низкую паразитную индуктивность

    во внутреннем контуре.Эксперименты с одним

    MOVasMOV

    ov и несколькими параллельными MOV в качестве MOVE

    подходят к этому случаю. Когда номинальное напряжение MOVov

    выше, чем MOVE, поглощенная энергия в MOVov быстро падает на

    по мере увеличения коэффициента энергоемкости, то есть количества параллельных

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

    MOVE изменяются, что приводит к более высокому эффективному коэффициенту

    напряжений между MOVov и MOVE.

    Ограниченная энергия, которая должна быть поглощена в MOVov, связана с недостатком

    более высокого напряжения IGBT во время выключения IGBT

    из-за более высокого уровня напряжения MOVov. Оптимальный MOVov

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

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

    будет принят MOVov, что ограничит напряжение до желаемого значения

    . Когда ток уменьшается, более крутые I-характеристики U-

    подталкивают остаточный ток к MOVE

    и, следовательно, минимизируют энергию, поглощаемую в MOVov.Недостатком этой комбинации является то, что крутая U-I-кривая

    всегда желательна для MOV, поэтому найти MOVov

    , который круче, чем MOVE, вероятно, означает взять MOVE

    с худшими U-I-характеристиками.

    СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

    [1] J. H¨

    afner и B. Jacobson, «Проактивные гибридные HVDC выключатели — ключевая инновация

    для надежных сетей HVDC» в Электроэнергетической системе будущего

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

    2011.

    [2] Т. Подлесак, Дж. МакМюррей и Дж. Картер, «Твердотельный коммутатор, использующий последовательно

    GTO», в Proc. 24-я Международная конференция по преобразованию энергии —

    IN Conf., Август 1989 г., стр. 651–655, том 1.

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

    на 13-й Европейской конференции Power Electronics and Applications,

    2009, стр. 1–10.

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

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

    2011, стр. 339–344.

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

    », в 1998 г. Int. Конф. по энергетическому менеджменту и энергетике

    Delivery, 1998. Труды EMPD ’98, vol. 2, 1998, с. 683–688

    т. 2.

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

    защиты от поглощения энергии и защиты от перенапряжения в твердотельных выключателях

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

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

    [7] Epcos, «Металлооксидные варисторы SIOV», 2011 г. [Online]. Доступно:

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

    4

    Символ, работа, типы и применение

    Варистор — символ, работа, типы и применение

    Компактный резистор, резистор используется во многих схемах и во многих формах, так что это почти вездесущий электрический компонент.От самых простых постоянных резисторов, у которых сопротивление остается неизменным, до различных типов переменных резисторов, сопротивление которых изменяется в зависимости от различных факторов. Переменные резисторы бывают разных типов; есть такие, в которых эффективная длина резистивной полосы играет роль в изменении резисторов, таких как потенциометры и реостаты, а есть другие наборы переменных резисторов, где ручное изменение сопротивления невозможно, скорее они чувствительны к физическим факторам, таким как как температура, напряжение, магнитное поле и т. д.

    Мы уже обсуждали переменный резистор, сопротивление которого можно изменять вручную (например, потенциометр и реостаты) в наших предыдущих статьях.

    Эта статья познакомит вас с миром резисторов, зависящих от напряжения, известных как варисторы.

    Что такое варистор?

    Варистор — это переменный резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения. Название было придумано лингвистической смесью слов; «Варьирующий» и «резисторный».Они также известны под названием VDR [резисторы, зависимые от напряжения] и имеют неомические характеристики. Поэтому они относятся к резисторам нелинейного типа.

    В отличие от потенциометров и реостатов, где сопротивление изменяется от минимального до максимального значения, здесь, в Варисторе, сопротивление изменяется автоматически при изменении приложенного напряжения. Этот варистор имеет два полупроводниковых элемента и обеспечивает защиту от перенапряжения в цепи, аналогичной стабилитрону.

    Так как же изменение приложенного напряжения влияет на его сопротивление? Что ж, ответ кроется в его составе.Поскольку он изготовлен из полупроводникового материала, его сопротивление падает с увеличением напряжения на нем. Когда происходит чрезмерное увеличение напряжения, сопротивление на нем многократно уменьшается. Такое поведение делает их хорошим выбором для защиты от перенапряжения в чувствительных цепях.

    Варисторы

    Кредит изображения

    Реальный варистор показан на рисунке выше. Вы можете спутать их с конденсаторами. Однако между варисторами и конденсаторами нет ничего общего, кроме их размера и конструкции.

    Варистор используется для подавления напряжения, в то время как конденсатор не может выполнять такие функции.

    Символ варистора

    Из-за его диодоподобного поведения в обоих направлениях тока в начале своего существования варистор был представлен как два диода, размещенных антипараллельно друг другу, как показано на рисунке. Однако теперь этот символ используется для DIAC. В современных схемах ниже показан символ варистора.

    Варистор — обозначение цепи

    Варистор — стандартное обозначение

    Вы можете задаться вопросом, как варистор помогает в подавлении переходных процессов напряжения в цепи? Чтобы понять это, давайте сначала разберемся, что является источником переходного напряжения.Происхождение напряжения Переходные процессы в электрических цепях и источниках не зависят от того, работают ли они от источника переменного или постоянного тока, поскольку они происходят из самой цепи или передаются от любых внешних источников. Эти переходные процессы приводят к увеличению напряжения до нескольких тысяч вольт, что может оказаться катастрофическим для схемы.

    Следовательно, эти переходные процессы напряжения необходимо подавлять.

    Эффект L (di / dt), который вызывается переключением индуктивных катушек, токами намагничивания трансформатора и другими приложениями переключения двигателей постоянного тока, является наиболее распространенным источником переходных процессов напряжения.

    На рисунке ниже показана форма переходного процесса переменного тока.

    Форма волны переменного тока варистора

    Подключить варистор в цепь можно следующим образом:

    • В цепях переменного тока: фаза-нейтраль или фаза-фаза
    • В цепях постоянного тока: положительный полюс на отрицательный.

    А как насчет сопротивления варистора? Следующий раздел посвящен этому.

    СТАТИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И НАПРЯЖЕНИЕ ВАРИСТОРА:

    Название «Варистор» предполагает устройство, которое обеспечивает сопротивление, такое как потенциометр или реостат, однако фактическая функция варистора полностью отличается от них.

    Во-первых, изменение сопротивления не может быть выполнено вручную, как в кастрюле или реостате. Во-вторых, при нормальном рабочем напряжении сопротивление варистора очень велико. Поскольку это напряжение начинает резко возрастать, в основном из-за переходных процессов напряжения, возникающих в цепи или индуцированных внешним источником, сопротивление начинает быстро уменьшаться.

    Соотношение между статическим сопротивлением и напряжением на варисторе показано на рисунке ниже.

    Варистор — статическое сопротивление относительно напряжения

    Работа варистора

    Чтобы объяснить работу варистора, давайте воспользуемся его характеристикой VI, показанной на рисунке ниже, чтобы лучше понять его.

    Вольт-амперные характеристики варистора

    Кривая ВАХ варистора аналогична характеристике стабилитрона. Он двунаправлен по своей природе, поскольку мы видим, что он действует как в первом, так и в третьем квадранте.Эта особенность позволяет подключать его к цепи с источником переменного или постоянного тока. Для источника переменного тока это подходит, поскольку он может работать в любом направлении или полярности синусоидальной волны.

    Напряжение ограничения или напряжение варистора, показанное на рисунке, определяется как напряжение, до которого ток через варистор очень мал, в основном порядка нескольких миллиампер. Этот ток обычно называют током утечки. Это значение тока утечки связано с высоким сопротивлением варистора, когда на варистор подается напряжение ограничения.

    Теперь, глядя на характеристику VI, мы видим, что, когда напряжение на варисторе превышает напряжение ограничения, происходит резкое увеличение тока.

    Это происходит из-за внезапного уменьшения сопротивления в результате явления, называемого лавинным пробоем, когда выше порогового напряжения (в данном случае напряжения ограничения) электроны начинают быстро течь, тем самым уменьшая сопротивление и увеличивая ток через варистор.

    Это помогает во время переходных процессов напряжения, поскольку, когда в цепи наблюдается высокое переходное напряжение, напряжение на варисторе увеличивается до значения, превышающего его номинальное (фиксирующее) напряжение, что, в свою очередь, увеличивает ток и действует как проводник.

    Еще одна особенность варистора, которую можно увидеть из характеристик VI, заключается в том, что даже при увеличении тока напряжение на нем остается почти равным напряжению ограничения. Это означает, что он действует как саморегулятор даже в случае скачка напряжения, что делает его более подходящим для того же, поскольку он контролирует повышение напряжения во время такого события.

    Крутая нелинейная кривая указывает на то, что через варистор могут проходить чрезмерные токи в очень узком диапазоне напряжения (что указывает на его саморегулирующиеся свойства) и отсекать любые всплески напряжения.

    Емкость варистора

    Как обсуждалось в предыдущих разделах, изолирующее состояние варистора означает, что приложенное к нему напряжение равно или меньше напряжения ограничения.

    Варистор в непроводящем или изолирующем состоянии действует скорее как конденсатор, чем как резистор. Поскольку полупроводниковый корпус варистора действует как изолятор в изолирующем состоянии, его можно рассматривать как диэлектрический материал, а два вывода можно рассматривать как два электрода.

    Таким образом, это означает, что любой варистор в непроводящем состоянии будет иметь емкость, которая пропорциональна площади полупроводникового тела и обратно пропорциональна его толщине.

    Однако, когда варистор испытывает скачок напряжения на нем, он теряет свои изолирующие свойства и начинает проводить. В этом случае он больше не обладает емкостью.

    Итак, возвращаясь к конденсаторному поведению варистора, возникает один главный вопрос.Одинаков ли он для цепей переменного и постоянного тока?

    Ответ на этот вопрос заключается в частоте этих цепей. Как мы знаем, в цепи постоянного тока частота не играет никакой роли. Следовательно, емкость сохраняется до тех пор, пока напряжение не станет равным или меньше номинального напряжения.

    В цепях переменного тока дело обстоит иначе. Здесь важную роль играет частота. Таким образом, в непроводящей области емкость варистора влияет на его сопротивление.

    Поскольку эти варисторы обычно подключаются параллельно защищаемому электронному устройству, сопротивление утечки падает с увеличением частоты.Результирующее параллельное сопротивление и частота имеют линейную зависимость.

    Для цепей переменного тока емкостное сопротивление определяется по формуле

      X  C  = 1 / (2Pi.fC) 
    
    Где f = частота цепи, C = емкость. 

    Таким образом, в этих цепях ток утечки увеличивается с увеличением частоты.

    Теперь давайте кратко обсудим важные типы варисторов.

    Типы варисторов

    Тип варистора зависит от типа материала его корпуса.Ниже описаны два наиболее распространенных типа варисторов.

    1. Варистор из карбида кремния : Как можно догадаться по названию, корпус варистора изготовлен из карбида кремния (SiC). Когда-то он широко использовался, прежде чем новый MOV появился на рынке. Сейчас они интенсивно используются в приложениях с высокой мощностью и высоким напряжением. Однако они потребляют значительный ток в режиме ожидания, и это главный недостаток варистора этого типа. В связи с этим требуется последовательный разрыв для ограничения энергопотребления в режиме ожидания.
    2. Металлооксидные варисторы (MOV) : Поскольку SiC варисторы имели некоторые серьезные недостатки, был разработан другой тип варисторов — металлооксидные варисторы. Он обеспечивает очень хорошую защиту от переходных процессов напряжения и сейчас довольно популярен.

    Здесь корпус сделан из оксида металла, в основном из зерен оксида цинка. Они прессуются в виде керамической массы с 90% зерен оксида цинка и 10% других оксидов металлов, таких как кобальт, висмут и марганец.

    Затем он помещается между двумя металлическими пластинами.10% оксидов металлов кобальта, висмута и марганца действуют как связующий агент для зерен оксида цинка, так что они остаются неповрежденными между двумя металлическими пластинами. Соединительные клеммы или выводы подключаются к двум металлическим пластинам.

    На рисунке ниже показана внутренняя структура MOV.

    Варистор из оксида металла — внутренняя структура

    Основным преимуществом MOV перед варистором из карбида кремния является низкий ток утечки. MOV имеет очень низкий ток утечки при нормальных условиях эксплуатации.

    Также MOV имеет очень высокие уровни нелинейных характеристик тока и напряжения.

    Одним из недостатков этого типа является то, что импульсный ток зависит от ширины переходного импульса и количества повторений импульсов. Таким образом, для переходного импульса с большой шириной импульса импульсный ток будет расти и может вызвать проблемы с нагревом.

    Однако этого нагрева можно избежать, рассеивая энергию, поглощаемую переходным импульсом.

    На рынке присутствует еще один важный тип варистора, известный как SMD или варистор для поверхностного монтажа.Давайте обсудим их в следующем разделе.

    Варистор устройства поверхностного монтажа

    Они похожи на все другие варисторы, в основном используются в схемах защиты. Корпус может быть из оксида металла или карбида кремния. Основное различие между этими варисторами и традиционными варисторами заключается в том, что они небольшие по размеру и построены с использованием технологии поверхностного монтажа. Это означает, что эти устройства могут быть легко подключены к печатной плате, поскольку их выводы меньше по размеру или у них есть контакты, припаянные к контактным площадкам на поверхности платы, что устраняет необходимость в отверстиях в печатной плате.

    Некоторые из популярных варисторов SMD включают: серия AUML — многослойный ограничитель скачков напряжения, серия MLA AUTO — серия Littelfuse MLA для автомобильного многослойного варистора (MLV),

    Некоторые образцы SMD показаны на рисунке ниже:

    Варистор SMD

    кредитов изображений

    Заключение:

    Термин «варисторы» представляет собой объединение двух терминов «переменные» и «резисторы». Хотя название предполагает, что это устройство будет работать как потенциометр или реостат, его работа совершенно другая.Здесь сопротивление изменяется в зависимости от напряжения.

    Основное применение варистора — защита цепей от скачков напряжения.

    Полупроводниковый корпус варисторов помогает тому же. Как и стабилитрон, характеристика VI варистора показывает скачок тока после определенного порогового напряжения. Это пороговое напряжение называется номинальным напряжением или напряжением ограничения. Когда напряжение, приложенное к варистору, намного ниже или равно напряжению ограничения, варистор имеет высокое сопротивление и, следовательно, считается изолирующим.Однако, когда это напряжение превышает напряжение зажима, сопротивление падает в результате лавинного пробоя в корпусе полупроводника. В этом случае говорят, что варистор находится в проводящем состоянии.

    На рынке доступны два основных типа варисторов, а именно варисторы из карбида кремния и оксида металла. Карбид кремния был постепенно заменен варисторами на основе оксида металла, поскольку первый имел довольно высокий ток утечки.

    Варисторы

    также доступны в устройстве для поверхностного монтажа, что упрощает их изготовление в схемах печатных плат.

    Меры предосторожности при использовании реле

    | Средства автоматизации | Industrial Devices

    Реле может подвергаться воздействию различных условий окружающей среды во время фактического использования, что может привести к неожиданному отказу. Следовательно, необходимы испытания в практическом диапазоне в реальных условиях эксплуатации. Соображения по применению должны быть рассмотрены и определены для правильного использования реле.

    Для того, чтобы использовать реле должным образом, характеристики выбранного реле должны быть хорошо известны, а условия использования реле должны быть исследованы, чтобы определить, подходят ли они к условиям окружающей среды, и в то же время катушка Условия, условия контактов и условия окружающей среды для фактически используемого реле должны быть заранее известны в достаточной степени.
    В таблице ниже приведены основные моменты выбора реле. Его можно использовать в качестве справочного материала для исследования предметов и предупреждений.

    Элемент спецификации Рекомендации по выбору
    Катушка a) Номинальное значение
    b) Напряжение срабатывания (ток)
    c) Напряжение отпускания (ток)
    d) Максимальное длительное подаваемое напряжение (ток)
    e) Сопротивление катушки
    f) Полное сопротивление
    g) Повышение температуры
    1) Выберите реле с учетом пульсации источника питания.
    2) Уделите достаточное внимание температуре окружающей среды, повышению температуры змеевика и горячему запуску.
    3) При использовании в сочетании с полупроводниками необходимо уделять особое внимание применению. Остерегайтесь падений напряжения при запуске.
    Контакты a) Расположение контактов
    b) Номинальная мощность
    c) Материал контактов
    d) Срок службы
    e) Сопротивление контакта
    1) Желательно использовать стандартный продукт с количеством контактов больше необходимого.
    2) Полезно, чтобы срок службы реле соответствовал сроку службы устройства, в котором оно используется.
    3) Соответствует ли материал контактов типу нагрузки?
    Особую осторожность необходимо соблюдать при низком уровне нагрузки.
    4) Номинальный срок службы может сократиться при использовании при высоких температурах.
    Срок службы следует проверять в реальной атмосфере.
    5) В зависимости от схемы релейный привод может синхронизироваться с нагрузкой переменного тока.
    Поскольку это приведет к резкому сокращению срока службы, необходимо проверить фактическую машину.
    Время срабатывания a) Время срабатывания
    b) Время отпускания
    c) Время дребезга
    d) Частота переключения
    1) Для звуковых цепей и подобных приложений полезно уменьшить время дребезга.
    Механические характеристики а) Вибростойкость
    б) Ударопрочность
    в) Температура окружающей среды
    г) Срок службы
    1) Учитывайте характеристики при вибрации и ударах в месте использования.
    2) Реле, в котором используется изолированный медный провод с высокой термостойкостью, если оно будет использоваться в среде с особенно высокими температурами.
    Прочие предметы a) Напряжение пробоя
    b) Способ монтажа
    c) Размер
    d) Защитная конструкция
    1) Можно выбрать способ подключения: тип разъема, тип печатной платы, пайка, клеммы-вкладыши и тип винтового крепления.
    2) Для использования в неблагоприятной атмосфере следует выбирать герметичную конструкцию.
    3) При использовании в неблагоприятных условиях используйте герметичный тип. 4) Есть ли особые условия?

    Основы работы с реле

    • Для сохранения исходных характеристик следует соблюдать осторожность, чтобы не уронить реле и не задеть его.
    • При нормальном использовании реле сконструировано таким образом, что корпус не отсоединяется. Для сохранения исходной производительности корпус снимать не следует. Характеристики реле не могут быть гарантированы при снятии корпуса.
    • Использование реле в атмосфере при стандартной температуре и влажности с минимальным количеством пыли, SO 2 , H 2 S или органические газы. Для установки в неблагоприятных условиях следует рассмотреть один из герметичных типов.
      Избегайте использования силиконовых смол рядом с реле, потому что это может привести к выходу из строя контакта. (Это также относится к реле с пластиковым уплотнением.)
    • При подключении катушек поляризованных реле проверьте полярность катушек (+, -) на внутренней схеме подключения (Схема).Если выполнено какое-либо неправильное соединение, это может вызвать неожиданную неисправность, например, чрезмерное нагревание, огонь и тд, и схемы не работают.
      Избегайте подачи напряжения на установленную катушку и катушку сброса одновременно.
    • Для правильного использования необходимо, чтобы на катушке подавалось номинальное напряжение. Используйте прямоугольные волны для катушек постоянного тока и синусоидальные волны для катушек переменного тока.
    • Убедитесь, что подаваемое на катушку напряжение не превышает максимально допустимого напряжения.
    • Номинальная коммутируемая мощность и срок службы приведены только для справки.Физические явления в контактах и ​​срок службы контактов сильно различаются в зависимости от от типа нагрузки и условий эксплуатации. Поэтому обязательно внимательно проверяйте тип нагрузки и условия эксплуатации перед использованием.
    • Не превышайте допустимые значения температуры окружающей среды, указанные в каталоге.
    • Используйте флюсовый или герметичный тип, если будет использоваться автоматическая пайка.
    • Хотя реле экологически закрытого типа (пластиковое закрытое и т. Д.)) можно чистить, Избегайте погружения реле в холодную жидкость (например, в чистящий растворитель) сразу после пайки. Это может ухудшить герметичность.
      Реле клеммного типа для поверхностного монтажа является герметичным и может очищаться погружением. Используйте чистую воду или чистящий растворитель на спиртовой основе.
      Рекомендуется очистка методом кипячения (Температура очищающей жидкости должна быть 40 ° C или ниже). Избегайте ультразвуковой очистки реле. Использование ультразвуковой очистки может вызвать обрыв катушки или небольшое залипание контактов из-за ультразвуковой энергии.
    • Избегайте сгибания клемм, так как это может привести к неисправности.
    • В качестве ориентира используйте монтажное давление Faston от 40 до 70 Н {4 до 7 кгс} для реле с лепестковыми выводами.
    • Для правильного использования прочтите основной текст.

    Применение номинального напряжения является основным требованием для точной работы реле. Хотя реле будет работать, если приложенное напряжение превышает напряжение срабатывания, требуется, чтобы на катушку подавалось только номинальное напряжение без учета изменений сопротивления катушки и т. Д., из-за различий в типе источника питания, колебаний напряжения и повышения температуры.
    Также необходимо соблюдать осторожность, поскольку могут возникнуть такие проблемы, как короткое замыкание слоев и выгорание в катушке, если приложенное напряжение превышает максимальное значение, которое может применяться непрерывно. В следующем разделе содержатся меры предосторожности относительно входа катушки. Пожалуйста, обратитесь к нему, чтобы избежать проблем.

    1. Основные меры предосторожности при обращении с катушкой

    Тип работы переменного тока

    Для работы реле переменного тока источником питания почти всегда является коммерческая частота (50 или 60 Гц) со стандартными напряжениями 6, 12, 24, 48, 100 и 200 В переменного тока.Из-за этого, когда напряжение отличается от стандартного, продукт является предметом специального заказа, и факторы цены, доставки и стабильности характеристик могут создавать неудобства. По возможности следует выбирать стандартные напряжения.
    Кроме того, для типа переменного тока, потери сопротивления затеняющей катушки, потери на вихревые токи магнитной цепи и выход с гистерезисными потерями, и из-за более низкого КПД катушки обычно превышение температуры выше, чем для типа постоянного тока.
    Кроме того, поскольку гудение возникает при напряжении ниже срабатывания и выше номинального напряжения, необходимо соблюдать осторожность в отношении колебаний напряжения источника питания.
    Например, в случае запуска двигателя, если напряжение источника питания падает, и во время гудения реле, если оно возвращается в восстановленное состояние, контакты подвергаются ожогу и сварке, с возникновением ложного срабатывания. самоподдерживающееся состояние.
    Для типа переменного тока во время работы присутствует пусковой ток (для изолированного состояния якоря полное сопротивление низкое и протекает ток, превышающий номинальный; для закрепленного состояния якоря полное сопротивление высокое и номинальное значение протекающего тока), поэтому в случае использования нескольких реле при параллельном подключении необходимо учитывать потребляемую мощность.

    Тип работы постоянного тока

    Для работы реле постоянного тока существуют стандарты для напряжения и тока источника питания, при этом стандарты постоянного напряжения установлены на 5, 6, 12, 24, 48 и 100 В, но в отношении тока значения, выраженные в каталогах в миллиамперах пусковой ток.
    Однако, поскольку это значение тока срабатывания является не чем иным, как гарантией того, что якорь практически не перемещается, необходимо учитывать изменение напряжения питания и значений сопротивления, а также увеличение сопротивления катушки из-за повышения температуры. наихудшее состояние работы реле, заставляя считать текущее значение равным 1.В 5–2 раза больше тока срабатывания. Кроме того, из-за широкого использования реле в качестве ограничивающих устройств вместо счетчиков как напряжения, так и тока, а также из-за постепенного увеличения или уменьшения тока, подаваемого на катушку, вызывая возможную задержку движения контактов, существует вероятность того, что назначенная управляющая способность может не быть удовлетворена. При этом необходимо проявлять осторожность. Сопротивление обмотки реле постоянного тока изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, а также от собственного тепловыделения примерно на 0.4% / ° C, и, соответственно, при повышении температуры из-за увеличения срабатывания и отпускания напряжения требуется осторожность. (Однако для некоторых поляризованных реле эта скорость изменения значительно меньше.)

    2. Источник питания для входа катушки

    Напряжение питания катушки переменного тока

    Для стабильной работы реле напряжение включения должно находиться в диапазоне +10% / — 15% от номинального напряжения. Однако необходимо, чтобы форма волны напряжения, приложенного к катушке, была синусоидальной.Нет проблем, если источником питания является коммерческий источник питания, но когда используется стабилизированный источник питания переменного тока, возникает искажение формы волны из-за этого оборудования, и существует возможность ненормального перегрева. С помощью затеняющей катушки для катушки переменного тока гудение прекращается, но с искаженной формой волны эта функция не отображается. На Рис. 1 ниже показан пример искажения формы сигнала.
    Если источник питания для рабочей цепи реле подключен к той же линии, что и двигатели, соленоиды, трансформаторы и другие нагрузки, при работе этих нагрузок напряжение в сети падает, и из-за этого контакты реле подвергаются воздействию вибрации и последующие ожоги.В частности, если используется трансформатор небольшого типа и его мощность не имеет запаса прочности, при наличии длинной проводки или в случае использования в быту или небольшом магазине, где проводка тонкая, необходимо принять меры предосторожности, потому что нормальных колебаний напряжения в сочетании с другими факторами. При возникновении неисправности следует провести обследование ситуации с напряжением с помощью синхроскопа или аналогичных средств и принять необходимые контрмеры, и вместе с этим определить, следует ли использовать специальное реле с подходящими характеристиками возбуждения или выполнить аварийное отключение. изменение в цепи постоянного тока, как показано на рис.2, в который вставлен конденсатор для поглощения колебаний напряжения. В частности, когда используется магнитный переключатель, поскольку нагрузка становится подобной нагрузке двигателя, в зависимости от применения, следует попытаться разделить рабочую цепь и силовую цепь.

    Источник питания для входа постоянного тока

    Мы рекомендуем, чтобы напряжение, подаваемое на оба конца катушки в реле постоянного тока, находилось в пределах ± 5% от номинального напряжения катушки.
    В качестве источника питания для реле постоянного тока используется батарея или схема полуволнового или двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором. Характеристики напряжения возбуждения реле будут меняться в зависимости от типа источника питания, и поэтому для отображения стабильных характеристик наиболее желательным методом является идеальный постоянный ток.
    В случае пульсации, включенной в источник питания постоянного тока, особенно в случае схемы полуволнового выпрямителя со сглаживающим конденсатором, если емкость конденсатора слишком мала из-за влияния пульсации, возникает гудение и неудовлетворительное состояние производится.
    Для конкретной схемы, которая будет использоваться, абсолютно необходимо подтвердить характеристики.
    Необходимо рассмотреть возможность использования источника питания постоянного тока с пульсацией менее 5%. Также обычно следует подумать о следующем.

    • 1. Для реле шарнирного типа нельзя использовать однополупериодный выпрямитель, если вы не используете сглаживающий конденсатор. Пульсации и характеристики должны быть оценены для правильного использования.
    • 2.Для реле шарнирного типа существуют определенные приложения, которые могут или не могут использовать сам по себе двухполупериодный выпрямитель. Пожалуйста, уточняйте технические характеристики у оригинального производителя.
    • 3. Напряжение на катушке и падение напряжения
      Ниже показана схема, управляемая одним и тем же источником питания (аккумуляторной батареей и т. Д.) Как для катушки, так и для контакта.
      Электрический срок службы зависит от падения напряжения в катушке при включении нагрузки.
      Убедитесь, что на катушку подается фактическое напряжение при фактической нагрузке.

    3. Максимально допустимое повышение напряжения и температуры

    Для правильного использования необходимо, чтобы на катушке подавалось номинальное напряжение катушки. Однако обратите внимание, что если напряжение больше или равно максимальному продолжительному напряжению Давление на катушку может привести к возгоранию катушки или короткому замыканию ее слоев из-за повышения температуры.Кроме того, не превышайте допустимый диапазон температуры окружающей среды, указанный в каталоге.

    Максимальное длительное напряжение

    Помимо обеспечения стабильности работы реле, максимальное непрерывное напряжение сжатой катушки является важным ограничением для предотвращения о таких проблемах, как термическое повреждение или деформация изоляционного материала, или возникновение опасности пожара.
    При фактическом использовании с изоляцией E-типа при температуре окружающей среды 40 ° C, предел повышения температуры 80 ° C считается разумным в соответствии с методом сопротивления.Однако при соблюдении Закона о безопасности электроприборов и материалов эта температура становится 75 ° C.

    Повышение температуры из-за импульсного напряжения

    Когда используется импульсное напряжение с временем включения менее 2 минут, повышение температуры катушки никак не связано со временем включения. Это зависит от отношения времени включения к времени выключения, и по сравнению с протеканием постоянного тока она довольно мала.
    В этом отношении различные реле практически одинаковы.

    Текущее время прохождения %
    Для непрерывного прохода Значение превышения температуры составляет 100%
    ВКЛ: ВЫКЛ = 3: 1 Около 80%
    ВКЛ: ВЫКЛ = 1: 1 Около 50%
    ВКЛ: ВЫКЛ = 1: 3 Около 35%
    Изменение рабочего напряжения из-за повышения температуры катушки (горячий запуск)

    В реле постоянного тока после непрерывного прохождения тока в катушке, если ток выключен, то сразу же снова включается, из-за повышения температуры в катушке рабочее напряжение станет несколько выше.Кроме того, это будет то же самое, что использовать его в атмосфере с более высокой температурой.
    Отношение сопротивления / температуры для медного провода составляет около 0,4% для 1 ° C, и с этим соотношением сопротивление катушки увеличивается. То есть, чтобы реле сработало, необходимо, чтобы напряжение было выше рабочего напряжения и рабочее напряжение повышается в соответствии с увеличением значения сопротивления. Однако для некоторых поляризованных реле эта скорость изменения значительно меньше.

    4.Приложенное напряжение катушки и время срабатывания

    В случае работы на переменном токе время срабатывания сильно варьируется в зависимости от точки фазы, в которой переключатель включен для возбуждения катушки, и выражается в виде определенного диапазона, но для миниатюрных типов это в большинстве случаев. часть 1/2 цикла. Однако для реле довольно большого типа, где дребезг велик, время срабатывания составляет от 7 до 16 мс, с временем срабатывания порядка от 9 до 18 мсек. время быстрое, но если оно слишком быстрое, время дребезга контакта «Форма А» увеличивается.Имейте в виду, что условия нагрузки (в частности, когда пусковой ток большой или нагрузка близка к номинальной) могут привести к сокращению срока службы и незначительному свариванию.

    5. лотковые цепи (байпасные цепи)

    В случае построения схемы последовательности из-за байпасного потока или альтернативной маршрутизации необходимо следить за тем, чтобы не возникло ошибочной или ненормальной работы. Чтобы понять это условие при подготовке цепей последовательности, как показано на рис.4, где 2 строки записаны как линии источника питания, верхняя линия всегда (+), а нижняя линия (-) (когда цепь переменного тока, применяется то же самое). Соответственно, сторона (+) обязательно является стороной для контактных соединений (контакты для реле, таймеров, концевых выключателей и т. Д.), А сторона (-) — это сторона цепи нагрузки (катушка реле, катушка таймера, катушка магнита, соленоид. катушка, мотор, лампа и т. д.).
    На рис. 5 показан пример паразитных цепей. На рис. 5 (a), с замкнутыми контактами A, B и C, после срабатывания реле R 1 , R 2 и R 3 , если контакты B и C разомкнуты, имеется последовательная цепь через A, R 1 , R 2 и R 3 , и реле будут гудеть и иногда не переходить в состояние отключения.
    Подключения, показанные на Рис. 5 (b), выполнены правильно. Кроме того, что касается цепи постоянного тока, поскольку она проста с помощью диода для предотвращения паразитных цепей, следует применять правильное применение.

    6. Постепенное увеличение напряжения на катушке и цепь самоубийства

    Когда напряжение, подаваемое на катушку, увеличивается медленно, операция переключения реле нестабильна, контактное давление падает, дребезг контактов увеличивается, и возникает нестабильное состояние контакта.Этот метод подачи напряжения на катушку использовать не следует, и следует рассмотреть способ подачи напряжения на катушку (использование схемы переключения). Кроме того, в случае реле с фиксацией, использующих контакты «собственной формы B», используется метод цепи собственной катушки для полного прерывания, но из-за возможности развития неисправности следует проявлять осторожность.
    Схема, показанная на рис. 6, вызывает синхронизацию и последовательную работу с использованием реле герконового типа, но это не лучший пример со смесью постепенного увеличения приложенного напряжения для катушки и схемы самоубийства.В части синхронизации для реле R 1 , когда время ожидания истекло, возникает дребезжание, вызывающее проблемы. В первоначальном тесте (пробное производство) он показывает удовлетворительную работу, но по мере увеличения количества операций почернение контактов (карбонизация) плюс дребезжание реле создают нестабильность в работе.

    7. синхронизация фаз при переключении нагрузки переменного тока

    Если переключение контактов реле синхронизировано с фазой питания переменного тока, может произойти сокращение электрического срока службы, сварные контакты или явление блокировки (неполное размыкание) из-за переноса материала контакта.Поэтому проверяйте реле, пока оно работает в реальной системе. При управлении реле с таймерами, микрокомпьютерами и тиристорами и т. Д. Возможна синхронизация с фазой питания.

    8. Ошибочная работа из-за индуктивных помех

    Для длинных проводов, когда линия для цепи управления и линия для подачи электроэнергии используют один кабелепровод, индукционное напряжение, вызванное индукцией от линии питания, будет подаваться на рабочую катушку независимо от того, подается ли управляющий сигнал. выключенный.В этом случае реле и таймер не могут вернуться в исходное состояние. Поэтому, когда проводка проходит на большом расстоянии, помните, что наряду с индуктивными помехами отказ соединения может быть вызван проблемой с распределительной способностью, или устройство может выйти из строя из-за воздействия внешних скачков напряжения, например, вызванных молнией.

    9. долгосрочные токонесущие

    Цепь, которая будет непрерывно проводить ток в течение длительных периодов времени. без переключения реле.(цепи для аварийных ламп, сигнальных устройств и проверка ошибок, которая, например, восстанавливается только при неисправности и выводе предупреждений с контактами формы B)
    Непрерывный, длительный ток, подаваемый на катушку, способствует ухудшению изоляции катушки. и характеристики за счет нагрева самого змеевика. Для таких схем, используйте реле с магнитной фиксацией. Если вам нужно использовать одно стабильное реле, используйте реле герметичного типа, на которое непросто влияют условия окружающей среды, и обеспечивайте отказоустойчивость схемотехника, учитывающая возможность выхода из строя или размыкания контактов.

    10.Использование с нечастым переключением

    Пожалуйста, проводите периодические проверки контактной проводимости, если частота переключения составляет один или меньше раз в месяц.
    Если переключение контактов не происходит в течение длительного времени, на контактных поверхностях может образоваться органическая мембрана, что приведет к нестабильности контакта.

    11.О электролитической коррозии катушек

    В случае схем катушек сравнительно высокого напряжения, когда такие реле используются в атмосфере с высокой температурой и высокой влажностью или при непрерывном прохождении тока, можно сказать, что коррозия является результатом возникновения электролитической коррозии.Из-за возможности возникновения обрыва цепи следует обратить внимание на следующие моменты.

    • 1. Сторона (+) источника питания должна быть подключена к шасси. (См. Рис.8) (Общий для всех реле)
    • 2. В случае неизбежного заземления стороны (-) или в случае, когда заземление невозможно.
      (1) Вставьте контакты (или переключатель) в сторону (+) источника питания. (См. Рис. 9) (Общий для всех реле)
      (2) Если заземление не требуется, подключите клемму заземления к (+) стороне катушки.(См. Рис.10) (NF и NR с клеммой заземления)
    • 3. Если сторона (-) источника питания заземлена, всегда избегайте перекрещивания контактов (и переключателей) на стороне (-). (См. Рис.11) (Общий для всех реле)
    • 4. В случае реле с клеммой заземления, когда клемма заземления не считается эффективной, отсутствие подключения к земле играет важную роль в качестве метода предотвращения электролитической коррозии.

    Примечание. Обозначение на чертеже указывает на вставку изоляции между железным сердечником и корпусом.В реле, где имеется клемма заземления, железный сердечник можно заземлить непосредственно на шасси, но из-за электролитической коррозии более целесообразно не выполнять подключение.

    КОНТАКТ

    Контакты — важнейшие элементы конструкции реле. На характеристики контактов заметно влияет материал контакта, а также значения напряжения и тока, подаваемые на контакты (в частности, формы сигналов напряжения и тока во время включения и отключения), тип нагрузки, частота переключения, окружающая атмосфера, форма контакта. , скорость переключения контактов и дребезга.
    Из-за переноса контактов, сварки, аномального износа, увеличения контактного сопротивления и различных других повреждений, которые приводят к неправильной работе, следующие пункты требуют тщательного изучения.

    * Мы рекомендуем вам проверить в одном из наших офисов продаж.

    1. Основные меры предосторожности при обращении

    Напряжение

    Когда в цепь включена индуктивность, в качестве напряжения контактной цепи генерируется довольно высокая противоэдс, и поскольку, в пределах значения этого напряжения, энергия, приложенная к контактам, вызывает повреждение с последующим износом контактов и переносом контактов, поэтому необходимо проявлять осторожность в отношении управляющей способности.В случае постоянного тока нет точки нулевого тока, как в случае с переменным током, и, соответственно, после того, как возникла катодная дуга, поскольку ее трудно погасить, увеличенное время дуги является основной причиной. Кроме того, из-за фиксированного направления тока явление смещения контактов, как отдельно отмечено ниже, возникает в связи с износом контактов. Обычно приблизительная контрольная мощность указывается в каталогах или аналогичных технических паспортах, но одного этого недостаточно.Со специальными контактными цепями для каждого отдельного случая производитель либо оценивает, исходя из прошлого опыта, либо проводит испытания в каждом случае. Кроме того, в каталогах и аналогичных технических паспортах упомянутая управляющая способность ограничена резистивной нагрузкой, но для этого класса реле указано широкое значение, и обычно допустимую нагрузку по току следует рассматривать как таковую для цепей 125 В переменного тока. .
    Минимальные допустимые нагрузки указаны в каталоге; однако они приведены только в качестве ориентира для нижнего предела, который может переключать реле, и не являются гарантированными значениями.
    Уровень надежности этих значений зависит от частоты коммутации, условий окружающей среды, изменения желаемого контактного сопротивления и абсолютного значения.
    Используйте реле с контактами AgPd, когда требуется точный аналоговый контроль нагрузки или контактное сопротивление не более 100 мОм (для измерений, беспроводных приложений и т. Д.).

    Текущий

    Существенное влияние оказывает ток как во время замыкания, так и во время размыкания контактной цепи.Например, когда нагрузкой является двигатель или лампа, в зависимости от пускового тока во время замыкания цепи, износ контактов и степень передачи контактов увеличиваются, а контактная сварка и перенос контактов делают разделение контактов невозможным.

    2. Характеристики обычных контактных материалов

    Характеристики контактных материалов приведены ниже. Обращайтесь к ним при выборе реле.

    Материал контакта Ag
    (серебро)
    Электропроводность и теплопроводность — самые высокие из всех металлов.Обладает низким контактным сопротивлением, недорогой и широко используется. Недостатком является то, что он легко образует сульфидную пленку в сульфидной атмосфере. Требуется осторожность при низком напряжении и низком уровне тока.
    AgSnO 2
    (серебро-олово)
    Обладает превосходной сварочной стойкостью; однако, как и в случае с Ag, он легко образует сульфидную пленку в сульфидной атмосфере.
    AgW
    (серебро-вольфрам)
    Высокая твердость и температура плавления, отличная устойчивость к дуге и высокая устойчивость к переносу материала.Однако требуется высокое контактное давление. Кроме того, контактное сопротивление относительно высокое, а устойчивость к коррозии оставляет желать лучшего. Также есть ограничения на обработку и установку на контактные пружины.
    AgNi
    (серебро-никель)
    Равно по электропроводности серебра. Отличное сопротивление дуге.
    AgPd
    (серебро-палладий)
    Обладает высокой устойчивостью к коррозии и сульфидированию при комнатной температуре; однако в контурах низкого уровня он легко поглощает органические газы и образует полимеры.Следует использовать золотое покрытие или другие меры для предотвращения накопления такого полимера.
    Поверхность Правовое покрытие
    (родий)
    Сочетает в себе отличную коррозионную стойкость и твердость. В качестве гальванических контактов используются при относительно небольших нагрузках. В атмосфере органического газа необходимо соблюдать осторожность, поскольку могут образовываться полимеры. Поэтому он используется в реле с герметичным уплотнением (герконовые реле и т. Д.).
    Au плакированный
    (плакированный золотом)
    Au с отличной коррозионной стойкостью приваривается к основному металлу под давлением.Особые характеристики — равномерная толщина и отсутствие проколов. Очень эффективен, особенно при низких нагрузках в относительно неблагоприятных атмосферных условиях. Часто бывает трудно реализовать плакированные контакты в существующих реле из-за конструкции и установки.
    Покрытие золотом
    (позолота)
    Эффект аналогичен алюминиевому покрытию. В зависимости от используемого процесса нанесения покрытия очень важен надзор, так как существует вероятность появления точечных отверстий и трещин. Относительно легко применить золочение в существующих реле.
    Вспышка золотом
    (тонкопленочное золотое покрытие)
    от 0,1 до 0,5 мкм
    Предназначен для защиты основного металла контактов при хранении выключателя или устройства со встроенным выключателем. Однако определенная степень устойчивости контактов может быть получена даже при переключении нагрузок.

    3. Защита от прикосновения

    Счетчик EMF

    При коммутации индуктивных нагрузок с помощью реле постоянного тока, таких как цепи реле, двигатели постоянного тока, муфты постоянного тока и соленоиды постоянного тока, всегда важно поглощать скачки напряжения (например.грамм. с диодом) для защиты контактов.
    Когда эти индуктивные нагрузки отключены, возникает противоэдс от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт, что может серьезно повредить контакты и значительно сократить срок службы. Если ток в этих нагрузках относительно невелик и составляет около 1 А или меньше, противо-ЭДС вызовет зажигание тлеющего или дугового разряда. Разряд разлагает органические вещества, содержащиеся в воздухе, и вызывает образование черных отложений (оксидов, карбидов) на контактах. Это может привести к выходу из строя контакта.

    Пример счетчика ЭДС и фактического измерения

    На рис. 12 (a) противоэдс (e = -L di / dt) с крутой формой волны генерируется через катушку с полярностью, показанной на рис. 12 (b), в момент отключения индуктивной нагрузки. Счетчик ЭДС проходит по линии питания и достигает обоих контактов.
    Обычно критическое напряжение пробоя диэлектрика при стандартной температуре и давлении воздуха составляет от 200 до 300 вольт.Следовательно, если противоэдс превышает это значение, на контактах возникает разряд для рассеивания энергии (1 / 2Li 2 )
    , хранящейся в катушке. По этой причине желательно поглощать противоэдс до 200 В или меньше.

    Явление переноса материала

    Передача материала контактов происходит, когда один контакт плавится или закипает, и материал контакта переходит на другой контакт. По мере увеличения количества переключений появляются неровные контактные поверхности, такие как те, что показаны на рис.13. Через некоторое время неровные контакты замыкаются, как будто они были сварены вместе. Это часто происходит в цепях, где в момент замыкания контактов возникают искры, например, когда постоянный ток велик для индуктивных или емкостных нагрузок постоянного тока или когда большой пусковой ток (несколько ампер или несколько десятков ампер).
    Цепи защиты контактов и контактные материалы, устойчивые к переносу материала, такие как AgSnO 2 , AgW или AgCu, используются в качестве контрмер. Обычно на катоде появляется вогнутое образование, а на аноде — выпуклое образование.Для емкостных нагрузок постоянного тока (от нескольких ампер до нескольких десятков ампер) всегда необходимо проводить фактические подтверждающие испытания.

    Схема защиты контактов

    Использование контактных защитных устройств или схем защиты может снизить противоэдс до низкого уровня. Однако учтите, что неправильное использование приведет к неблагоприятным последствиям. Типовые схемы защиты контактов приведены в таблице ниже.
    (G: хорошо, NG: плохо, C: осторожно)

    Избегайте использования схем защиты, показанных на рисунках справа. Хотя индуктивные нагрузки постоянного тока обычно труднее переключать, чем резистивные нагрузки, использование соответствующей схемы защиты повысит характеристики до уровня резистивных нагрузок.

    Хотя чрезвычайно эффективен для гашения дуги при размыкании контактов, контакты подвержены свариванию, так как энергия накапливается в C, когда контакты размыкаются, и ток разряда течет из C, когда контакты замыкаются.

    Хотя чрезвычайно эффективен для гашения дуги при размыкании контактов, контакты подвержены свариванию, поскольку при замыкании контактов зарядный ток течет к C.

    Установка защитного устройства

    В реальной схеме необходимо найти защитное устройство (диод, резистор, конденсатор, варистор и т. Д.).) в непосредственной близости от нагрузки или контакта. Если оно расположено слишком далеко, эффективность защитного устройства может снизиться. Ориентировочно расстояние должно быть в пределах 50 см.

    Аномальная коррозия при высокочастотном переключении нагрузок постоянного тока (образование искры)

    Если, например, клапан постоянного тока или сцепление включается с высокой частотой, может образоваться сине-зеленая ржавчина. Это происходит из-за реакции азота и кислорода в воздухе, когда во время переключения возникают искры (дуговые разряды).Следовательно, необходимо соблюдать осторожность в цепях, в которых искры возникают с высокой частотой.

    4. Меры предосторожности при использовании контактов

    Подключение нагрузки и контактов

    Подключите нагрузку к одной стороне источника питания, как показано на рис. 14 (a). Подключите контакты к другой стороне. Это предотвращает образование высокого напряжения между контактами. Если контакты подключены к обеим сторонам источника питания, как показано на Рис. 14 (b), существует риск короткого замыкания источника питания при коротком замыкании относительно близких контактов.

    Эквивалентный резистор

    Поскольку уровни напряжения на контактах, используемых в слаботочных цепях (сухих цепях), низкие, результатом часто является плохая проводимость. Одним из способов повышения надежности является добавление фиктивного резистора параллельно нагрузке, чтобы намеренно увеличить ток нагрузки, достигающий контактов.

    Избегайте цепей, в которых возникают короткие замыкания между контактами формы A и B
    • 1.Зазор между контактами формы A и B в компактных элементах управления небольшой. Следует учитывать возникновение короткого замыкания из-за дуги.
    • 2. Даже если три контакта Н.З., Н.О. и COM соединены таким образом, что они закорачивают, цепь никогда не должна быть спроектирована так, чтобы допускать возможность возгорания или создания сверхтока.
    • 3. Запрещается проектировать цепь прямого и обратного вращения двигателя с переключением контактов формы A и B.
    Плохой пример использования форм A и B
    Короткое замыкание между разными электродами

    Хотя существует тенденция к выбору миниатюрных компонентов управления из-за тенденции к миниатюризации электрических блоков управления, необходимо соблюдать осторожность при выборе типа реле в цепях, где между электродами в многополюсном реле прикладываются разные напряжения, особенно при переключении две разные схемы питания.Это не проблема, которую можно определить по схемам последовательности. Необходимо проверить конструкцию самого элемента управления и обеспечить достаточный запас прочности, особенно в отношении утечки тока между электродами, расстояния между электродами, наличия барьера и т. Д.

    Тип нагрузки и пусковой ток

    Тип нагрузки и характеристики ее пускового тока, а также частота коммутации являются важными факторами, вызывающими контактную сварку.В частности, для нагрузок с пусковыми токами измерьте установившееся состояние и пусковой ток.
    Затем выберите реле с достаточным запасом прочности. В таблице справа показано соотношение между типичными нагрузками и их пусковыми токами.
    Кроме того, проверьте фактическую полярность, поскольку, в зависимости от реле, на срок службы электрической части влияет полярность COM и NO.

    Вид нагрузки Пусковой ток
    Резистивная нагрузка Устойчивый ток
    Соленоид нагрузки От 10 до 20 раз больше установившегося тока
    Нагрузка двигателя В 5-10 раз больше установившегося тока
    Нагрузка лампы накаливания От 10 до 15 раз больше установившегося тока
    Нагрузка ртутной лампы Прибл.В 3 раза больше установившегося тока
    Нагрузка натриевой лампы От 1 до 3 раз больше установившегося тока
    Емкостная нагрузка От 20 до 40 раз больше установившегося тока
    Нагрузка трансформатора От 5 до 15 раз больше установившегося тока
    Волна и время пускового тока нагрузки
    (1) Нагрузка лампы накаливания

    Пусковой ток / номинальный ток: i / i o ≒ 10-15 раз

    (2) Нагрузка ртутной лампы i / i o ≒ 3 раза

    Газоразрядная трубка, трансформатор, дроссельная катушка, конденсатор и т. Д., объединены в общие цепи газоразрядных ламп. Обратите внимание, что пусковой ток может быть от 20 до 40 раз, особенно если полное сопротивление источника питания низкое в типе с высоким коэффициентом мощности.

    (3) Нагрузка люминесцентной лампы i / i o ≒ 5-10 раз
    (4) Нагрузка двигателя i / i o ≒ 5-10 раз
    • Условия становятся более суровыми, если выполняется заглушка или толчкование, поскольку переходы между состояниями повторяются.
    • При использовании реле для управления двигателем постоянного тока и тормозом импульсный ток во включенном состоянии, нормальный ток и ток отключения во время торможения различаются в зависимости от того, является ли нагрузка на двигатель свободной или заблокированной. В частности, с неполяризованными реле, при использовании контакта «от b» или «от контакта» для тормоза двигателя постоянного тока, на механический срок службы может влиять ток тормоза. Поэтому, пожалуйста, проверьте ток при фактической нагрузке.
    (5) Нагрузка на соленоид i / i o ≒ 10-20 раз

    Обратите внимание: поскольку индуктивность велика, дуга длится дольше при отключении питания.Контакт может легко изнашиваться.

    (6) Нагрузка на электромагнитный контакт i / i o ≒ от 3 до 10 раз
    (7) Емкостная нагрузка i / i o ≒ от 20 до 40 раз
    при использовании длинных проводов

    Если в цепи контактов реле должны использоваться длинные провода (от 100 до 300 м), пусковой ток может стать проблемой из-за паразитной емкости, существующей между проводами.Добавьте резистор (примерно от 10 до 50 Ом) последовательно с контактами.

    Электрическая долговечность при высоких температурах

    Проверьте фактические условия использования, так как использование при высоких температурах может повлиять на электрическую долговечность.

    • Блокировочные реле поставляются с завода в состоянии сброса. Удар по реле во время транспортировки или установки может привести к его переходу в установленное состояние.Поэтому рекомендуется использовать реле в цепи, которая инициализирует реле в требуемое состояние (установка или сброс) при каждом включении питания.
    • Избегайте подачи напряжения на установленную катушку и катушку сброса одновременно.
    • Подключите диод, как показано, поскольку фиксация может быть нарушена при использовании реле в следующих цепях.
      Если установочные катушки или катушки сброса должны быть соединены вместе параллельно, подключите диод последовательно к каждой катушке. Рис.16 (а), (б)

    Кроме того, если заданная катушка реле и катушка сброса другого реле подключены параллельно, подключите диод к катушкам последовательно.Рис.16 (c)

    Если установленная катушка или катушка сброса должны быть подключены параллельно с индуктивной нагрузкой (например, другой катушкой электромагнитного реле, двигателем, трансформатором и т. Д.), Подключите диод к установленной катушке или катушке сброса последовательно. Рис.16 (d)

    Используйте диод, имеющий достаточный запас прочности для повторяющихся приложений обратного постоянного напряжения и пикового обратного напряжения и имеющий средний выпрямленный ток, превышающий или равный току катушки.

    • Избегайте применений, в которых часто возникают скачки напряжения в электросети.
    • Избегайте использования следующей схемы, поскольку самовозбуждение на контактах будет препятствовать нормальному состоянию удержания.

    Четырехконтактное фиксирующее реле

    В схеме с двумя катушками с фиксацией, как показано ниже, одна клемма на одном конце установочной катушки и одна клемма на одном конце катушки сброса соединены совместно, и напряжения одинаковой полярности прикладываются к другой стороне для операций установки и сброса.В схеме этого типа закоротите 2 контакта реле, как указано в следующей таблице. Это помогает поддерживать высокую изоляцию между двумя обмотками.

    Тип реле Терминалы №
    DS 1c
    2c 15 и 16
    ST *
    СП 2 и 4
    Реле Реле
    * * ST сконструированы таким образом, что катушка настройки и катушка сброса разделены для обеспечения высокого сопротивления изоляции.
    * DSP, TQ, S неприменимы из-за полярности.

    Минимальная ширина импульса

    В качестве ориентира установите минимальную длительность импульса для установки или сброса реле с фиксацией. по крайней мере, в 5 раз превышающее установленное время или время сброса каждого продукта, и подайте номинальное напряжение прямоугольной формы. Также проверьте работу. Поинтересуйтесь, если вы не можете получить ширину импульса не менее 5 раз. установленное (сброс) время.Также обращайтесь по поводу конденсаторного привода.

    Индукционное напряжение с двумя катушками-защелками

    Каждая катушка в двухкатушечном реле-защелке намотана с установленной катушкой и катушкой сброса. на тех же железных сердечниках.
    Соответственно, при подаче напряжения на обратной стороне катушки создается индукционное напряжение. и отключите каждую катушку.
    Хотя величина индукционного напряжения примерно такая же, как номинальное напряжение реле, вы должны быть осторожны с обратным напряжением смещения при управлении транзисторами.

    1. Температура и атмосфера окружающей среды

    Убедитесь, что температура окружающей среды при установке не превышает значения, указанного в каталоге. Кроме того, для использования в атмосфере с пылью, сернистыми газами (SO 2 , H 2 S) или органическими газами следует рассмотреть вариант с защитой от окружающей среды (тип с пластиковым уплотнением).

    2. силиконовый

    Когда источник силиконовых веществ (силиконовый каучук, силиконовое масло, силиконовые материалы для покрытия и силиконовые наполнители и т. д.) используется вокруг реле, может образовываться силиконовый газ (низкомолекулярный силоксан и т. д.). Этот силиконовый газ может проникнуть внутрь реле.
    Когда реле остается и используется в этом состоянии, силиконовый компаунд может прилипнуть к контактам реле, что может привести к выходу из строя контакта.
    Не используйте вокруг реле какие-либо источники силиконового газа (включая пластиковые уплотнения).

    3. NOx поколения

    Когда реле используется в атмосфере с высокой влажностью для переключения нагрузки который легко создает дугу, NOx, создаваемый дугой, и поглощенная вода извне реле объединяются для производства азотной кислоты.Это разъедает внутреннюю металлические детали и отрицательно сказываются на работе.
    Избегайте использования при относительной влажности окружающей среды 85% или выше (при 20 ° C).
    Если использование при высокой влажности неизбежно, обратитесь к нашему торговому представителю.

    4. вибрация и удары

    Если реле и магнитный переключатель установлены рядом друг с другом на одной пластине, контакты реле могут на мгновение отделиться от удара, производимого при срабатывании магнитного переключателя, и привести к неправильной работе.Меры противодействия включают установку их на отдельные пластины, использование резинового листа для поглощения удара и изменение направления удара на перпендикулярный угол. Кроме того, если реле будет постоянно подвергаться вибрации (поезда и т. Д.), Не используйте его с розеткой. Рекомендуем припаивать непосредственно к клеммам реле.

    5. Влияние внешних магнитных полей

    Если рядом расположен магнит или постоянный магнит в любом другом крупном реле, трансформаторе или динамике, характеристики реле могут измениться, что может привести к неправильной работе.Влияние зависит от силы магнитного поля, и его следует проверять при установке.

    6. Условия использования, хранения и транспортировки

    Во время использования, хранения или транспортировки избегайте мест, подверженных воздействию прямых солнечных лучей. и поддерживать нормальные условия температуры, влажности и давления.
    Допустимые спецификации для сред, подходящих для использования, хранения и транспортировки приведены ниже.

    Конденсация

    Конденсация возникает при резком падении температуры окружающей среды. от высокой температуры и влажности, или реле и микроволновое устройство внезапно переключаются из-под низкой температуры окружающей среды к высокой температуре и влажности.Конденсация вызывает такие сбои, как ухудшение изоляции, отсоединение проводов, ржавчина и т. д.
    Panasonic Corporation не гарантирует неисправности, вызванные конденсацией.
    Теплопроводность оборудования может ускорить охлаждение самого устройства, и может произойти конденсация. Пожалуйста, проведите оценку продукта в наихудшем состоянии из фактического использования. (Особое внимание следует обращать на близкие к устройству детали, нагревающиеся при высокой температуре. Также учтите, что внутри устройства может образоваться конденсат.)

    Обледенение

    Конденсат или другая влага может замерзнуть на реле. когда температура становится ниже 0 ° C.
    Обледенение вызывает заедание подвижной части, задержка срабатывания и нарушение проводимости контакта и т. д.
    Panasonic Corporation не гарантирует отказы, вызванные обледенением.
    Теплопроводность оборудования может ускорить охлаждение самого реле. и может произойти обледенение.
    Пожалуйста, проведите оценку продукта в наихудших условиях фактического использования.

    Низкая температура и низкая влажность

    Пластик становится хрупким, если выключатель подвергается воздействию низкой температуры, среда с низкой влажностью в течение длительного времени.

    Высокая температура и высокая влажность

    Хранение в течение длительного времени (включая периоды транспортировки) при высокой температуре или высокой влажности или в атмосфере с органическими газами или сульфидные газы могут вызвать образование сульфидной или оксидной пленки на поверхностях контактов и / или это может помешать работе.
    Проверьте атмосферу, в которой должны храниться и транспортироваться устройства.

    Пакет

    Что касается используемого формата упаковки, приложите все усилия, чтобы избежать воздействия влаги, органических газов и сульфидных газов до абсолютного минимума.

    Требования к хранению

    Так как клеммы для поверхностного монтажа чувствительны к влажности Он упакован в герметично закрывающуюся влагостойкую упаковку.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *