Варистор схема включения: принцип работы, основные характеристики, обозначение на схеме

Что такое варистор и для чего он нужен?

Рассмотрение конструкции, принципа работы и назначения варисторов. Как выбрать варистор и какие характеристики у этого защитного элемента.

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

Принцип действия

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

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

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

Условное графическое изображение варистора в схемах:

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

Внешний вид варистора:

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

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

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

Устройство

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

На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:

Основные параметры

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

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

Также выделяют и два вида напряжений:

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

Маркировка и выбор варистора

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

20D 471K

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

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

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

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

240*1,1*1,41=372 В.

Где 1,1 – коэффициент запаса.

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

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

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

Применение в быту

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

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

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

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

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

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

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

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

Наверняка вы не знаете:

• Какие бывают помехи в электросети
• Принцип работы УЗИП
• Как сделать сетевой фильтр своими руками
• Как проверить резистор в домашних условиях

Нравится0)Не нравится0)

Варистор. Принцип работы и применение

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.

Слово «Варистор» является аббревиатурой и сочетанием слов «

Varistor — variable resistor», резистор, имеющий переменное сопротивление, что в свою очередь описывает режим его работы. Его буквальный перевод с английского (Переменный Резистор) может немного ввести в заблуждения — сравнивая его с потенциометром или реостатом.

Но, в отличие от потенциометра, сопротивление которого может быть изменено вручную, варистор меняет свое сопротивления автоматически с изменением напряжения на его контактах, что делает его сопротивление зависимым от напряжения, другими словами его можно охарактеризовать как нелинейный резистор.

В настоящее время резистивный элемент варистора изготавливают из полупроводникового материала. Это позволяет использовать его как в цепях переменного, так и постоянного тока.

Варистор во многом похож по размеру и внешнему виду на конденсатор и его часто путают с ним. Тем не менее, конденсатор не может подавлять скачки напряжения таким же образом, как варистор.

Не секрет, что когда в цепи электропитания схемы какого-либо устройства возникает импульс высокого напряжения, то исход зачастую бывает плачевным. Поэтому применение варистора играет важную роль в системе защиты чувствительных электронных схем от скачков напряжения и высоковольтных переходных процессов.

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Мультиметр — RICHMETERS RM101

Richmeters RM101 — удобный цифровой мультиметр с автоматическим изменен…

Мультиметр — MASTECH MY68

Измерение: напряжения, тока, сопротивления, емкости, частоты…

Всплески напряжения возникают в различных электрических схемах независимо от того, работают они от сети переменного или постоянного тока. Они часто возникают в самой схеме или поступают в нее от внешних источников. Высоковольтные всплески напряжения могут быстро нарастать и доходить до нескольких тысяч вольт, и именно от этих импульсов напряжения необходимо защищать электронные компоненты схемы.

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.

Форма волны переменного тока в переходном процессе

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. Варисторы также могут быть использованы для стабилизации постоянного напряжения и главным образом для защиты электронной схемы от высоких импульсов напряжения.

Статическое сопротивление варистора

 

При нормальной работе, варистор имеет очень высокое сопротивление, поэтому его работа схожа с работой стабилитрона. Однако, когда на варисторе напряжение превышает номинальное значение, его эффективное сопротивление сильно уменьшается, как показано на рисунке выше.

Мы знаем из закона Ома, что ток и напряжение имеют прямую зависимость при постоянном сопротивлении. Отсюда следует, что ток прямо пропорционален разности потенциалов на концах резистора.

Но ВАХ (вольт-амперная характеристика) варистора не является прямолинейной, поэтому в результате небольшого изменения напряжения происходит значительное изменение тока. Ниже приведена кривая зависимости тока от напряжения для типичного варистора:

Мы можем видеть сверху, что варистор имеет симметричную двунаправленную характеристику, то есть варистор работает в обоих направлениях (квадрант Ι и ΙΙΙ) синусоиды, подобно работе стабилитрона.
Когда нет всплесков напряжения, в квадранте IV наблюдается постоянное значение тока, это ток утечки, составляющий всего несколько мкА, протекающий через варистор.

Из-за своего высокого сопротивления, варистор не оказывает влияние на цепь питания, пока напряжение находится на номинальном уровне. Номинальный уровень напряжения (классификационное напряжение) — это такое напряжение, которое необходимо приложить на выводы варистора, чтобы через него проходил ток в 1 мА. В свою очередь величина этого напряжения будет отличаться в зависимости от материала, из которого изготовлен варистор.

При превышении классификационного уровня напряжения, варистор совершает переход от изолирующего состояния в электропроводящее состояние. Когда импульсное напряжение, поступающее на варистор, становится больше, чем номинальное значение, его сопротивление резко снижается за счет лавинного эффекта в полупроводниковом материале. При этом малый ток утечки, протекающий через варистор, быстро возрастает, но в тоже время напряжение на нем остается на уровне чуть выше напряжения самого варистора. Другими словами, варистор стабилизирует напряжение на самом себе путем пропускания через себя повышенного значения тока, которое может достигать не одну сотню ампер.

Емкость варистора

Поскольку варистор, подключаясь к обоим контактам питания, ведет себя как диэлектрик, то при нормальном напряжении он работает скорее как конденсатор, а не как резистор. Каждый полупроводниковый варистор имеет определенную емкость, которая прямо пропорциональна его площади и обратно пропорциональна его толщине.

При применении в цепях постоянного тока, емкость варистора остается более-менее постоянной при условии, что приложенное напряжение не больше номинального, и его емкость резко снижается при превышении номинального значения напряжения. Что касается схем на переменном токе, то его емкость может влиять на стабильность работы устройств.

Подбор варистора

Чтобы для конкретного устройства правильно подобрать варистор, желательно знать сопротивление источника и мощность импульсов переходных процессов. Варисторы на основе оксидов металлов имеют широкий диапазон рабочего напряжения, начиная от 10 вольт и заканчивая свыше 1000 вольт переменного или постоянного тока. В общем необходимо знать на каком уровне напряжения нужно защитить схему электроприбора и взять варистор с небольшим запасом, например для сети 230 вольт подойдет варистор на 260 вольт.

Максимальное значение тока (пиковый ток) на которое должен быть рассчитан варистор, определяется длительностью и количеством повторений всплесков напряжения. Если варистор установлен с малым пиковым током, то это может привести к его перегреву и выходу из строя. Таким образом, для безотказной работы, варистор должен быстро рассеивать поглощенную им энергию переходного импульса и безопасно возвращаться в исходное состояние.

Варианты подключения варистора

 

Подведем итог

В данной статье мы узнали, что варистор это тип полупроводникового резистора, имеющий нелинейную ВАХ. Он является надежным и простым средством обеспечения защиты от перегрузки и скачков напряжения. Варисторы применяются в основном в чувствительных электронных схемах. В случае если питающее напряжение неожиданно превышает нормальное значение, варистор защищает схему за счет резкого снижения собственного сопротивления, шунтируя цепь питания и пропуская через себя пиковый ток, доходящий порой до сотен ампер.

Классификационное напряжение варистора — это напряжение на самом варисторе при протекании через него тока в 1 мА. Эффективность работы варистора в электронной или электрической цепи зависит от правильного его выбора в отношении напряжения, тока и силы энергии всплесков.

Скачать справочные материалы по зарубежным варисторам (3,0 MiB, скачано: 4 933)

Варистор схема включения для защиты

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

Общие сведения

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

Рисунок 1 — УГО варистора.

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

Виды и принцип работы

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

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

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

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

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

Маркировка и основные параметры

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

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

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

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

Их основные характеристики:

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

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

Применение приборов

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

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

Схема 1 — Подключение варистора для сети 220В.

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

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

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

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

Проверка на исправность

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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:

Если при ремонте кондиционера вы обнаружили на плате сгоревший предохранитель не спешите его тут же менять, вначале выясните причину по которой он сгорел.

Скорее всего это произошло из-за скачков напряжения в сети.

При измерении в сети напряжение питания оно постоянно колеблется,причём не всегда в пределах безопасных для кондиционеров.

Плюс к этому в сети всегда присутствуют короткие импульсы напряжением в несколько киловольт. Происходит это из-за постоянного отключения и включения индуктивной и ёмкостной нагрузки (электродвигатели,трансформаторы и т. д.), а также из-за атмосферного электричества.

Кондиционеры, как и любую другую электронную технику защищают на этот случай варисторами. Точнее электронную начинку кондиционера-плату управления.

Стандартная схема подключения варистора

параллельно защищаемой нагрузке подключают варистор VA1, а перед ним ставят предохранитель F1:

Принцип действия варистора

По сути варистор представляет собой нелинейный полупроводниковый резистор, проводимость которого зависит от приложенного к нему напряжения. При нормальном напряжении варистор пропускает через себя пренебрежительно малый ток, а при определённом пороговом напряжении он открывается и пропускает через себя весь ток. Таким образом он фильтрует короткие импульсы, если же импульс будет более длинным, и ток идущий через варистор превысит номинальный ток срабатывания предохранителя, то он попросту сгорит, обесточив и защитив нагрузку.

Маркировка варисторов

Существует огромное количество варисторов разных производителей, с разным пороговым напряжение срабатывания и рассчитанные на разный ток. Узнать какой стоял варистор можно по его маркировке. Например маркировка варисторов CNR:

CNR-07D390K , где:

• CNR- серия, полное название CeNtRa металлоксидные варисторы
• 07- диаметр 7мм
• D – дисковый
• 390 – напряжение срабатывания, рассчитываются умножением первых двух цифр на 10 в степени равной третьей цифре, то есть 39 умножаем на 10 в нулевой степени получатся 39 В, 271-270 В и т. д.
• K – допуск 10 %, то есть разброс напряжения может колебаться от номинального на 10 % в любую сторону.

Как же найти на плате варистор?

По схеме приведённой выше, видно что этот элемент находится рядом с предохранителем в месте прихода на плату проводов питания. Обычно это диск жёлтого или тёмно-зелёного цвета.

На фото варистор указан красной стрелкой. Можно было подумать что варистор это синяя деталь, покрытая чёрной копотью, но на увеличении видно трещины на корпусе варистора, от которого покрылись нагаром расположенные рядом детали.Хорошо это видно и с обратной стороны, где написаны условные обозначения. Даже если их не будет, распознать варистор можно, зная что он подсоединён параллельно нагрузке или по маркировке на его корпусе.

VA1- это варистор, а синяя деталь рядом это конденсатор-С70.

Не путайте их, по форме они одинаковые, так что ориентируйтесь на маркировку и условные обозначения на плате.

После того как вы нашли варистор, его нужно выпаять, чтобы потом на его место установить новый.Для выпаивания варисторов я обычно использую газовый паяльник, потому что не всегда в месте ремонта есть электропитание – на строящемся объекте, на крыше, например.Ещё очень удобно пользоваться оловоотсосом -разогреть место пайки и оловоотсосом удалить расплавившийся припой.

Но для этих целей вполне подойдёт пинцет или обычные плоскогубцы-нужно захватить ножку детали и вытянуть когда припой расплавится.Если у вас плохо плавится припой, то скорее всего он на плате высокотемпературный-так называемый бессвинцовый (может заметили на моей плате надпись PbF – плюмбум фри). В этом случае нужно или увеличить температуру жала паяльника или же капнуть сверху другого более низкотемпературного, место пайки расплавится и можно будет удалить деталь. После этого вставляем новый варистор и припаиваем его.

Для пайки очень удобно пользоваться припоем в виде проволоки у которого внутри уже есть флюс.

Ещё обратите внимание, что большинство плат – двусторонние, поэтому припаивать ножки детали нужно с обеих сторон платы, так как нередко бывает что ножка детали выполняет роль перемычки между дорожками с разных сторон платы.

После замены варистора остаётся только поставить новый предохранитель и установить плату на место.

Обычно в платах кондиционера стоят варисторы на напряжение 470 В, и предохранители номиналом от 0.5 А до 5 А. Поэтому рекомендую всегда иметь при себе небольшой запас этих деталей.

Для тех, кто хочет нагляднее увидеть процесс , выкладываю видео урок:

Для тех кому требуется отремонтировать плату, путём замены варистора, помогут наши сервисные специалисты, цены смотрите здесь.

Варисторы как средство защиты радиоэлектронной аппаратуры

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 2

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

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

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

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

Рис. 3

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

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

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

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

β=R/r = U/l·dl/dU.

   Экспериментально коэффициент нелинейности можно оценить по формуле:

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

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

   β=1/lgU₂/U₁.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Чип и прямоугольные варисторы

---

SIOV- CN 1210 M 4 G

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

Дисковые варисторы

---

SIOV S 14 K 250 G5 S6

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

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

DNR 0,5 D 181 M R S

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

Рис. 6

Таблица 1

Типы варисторов Параметры	Чип		Дисковые		Автомобильные
	CN	CU	S	SR	CN- AUTO	SU- AUTO	S- AUTO	SR- AUTO
Импульсный ток (8/20 мкс), кА	1,2		10		1		2
Поглощаемая энергия, Дж	23		410		12	25	100
Средняя рассеиваемая мощность, Вт	0,25		1,0		0,03		0,2
Время срабатывания, нс
Рабочая температура, °С	-55..125	-40..85	-40..+85		-55..125	-40..85	-55..125	-40..85
Типоразмер	0603..220 0	3225; 032	SO5..S2O	1210; 2220	0805..2220	—	S07..S20	1210; 1812; 2200

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

Рис. 7

Таблица 2

Типы варисторов Параметры	Для тяжелых условий				Блоки	Комбинированные
	В25; ВЗО; 40; LS40	В6О	В80	PD80	Е32	SHCV-SR1, SR2
Импульсный ток (8/20 мкс), кА	40	70	100	100	65	1
Поглощаемая энергия, Дж	1200	3000	6000	6000	—	12
Средняя рассеиваемая мощность, Вт	1,4	1,6	2,0	2,0	—	0,03
Время срабатывания, нс					—
Рабочая температура °С	-40…85	-40…85	-40…85	-40…85	-25…60	-40…85

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

Ремонт компьютерного блока питания. Что такое варистор

Всем привет. На днях в ремонт принесли сгоревший компьютерный блок питания Zalman ZM500-GS. Со слов хозяина, компьютер перестал включаться после перепада напряжения.

к оглавлению ↑

Проверка неисправности блока питания

Для подтверждения неисправности, подключил блок питания к сети, а разъем ATX (самый широкий на 24 контакта) подключил к тестеру блоков питания. Диагноз подтвердился, блок питания не подавал признаков жизни.

Проверка работоспособности тестером для компьютерных блоков питания

к оглавлению ↑

Разборка блока питания и поиск неисправности

Ремонт начал с разборки, и проверки предохранителя. При проверке, мультиметр показал бесконечность, что свидетельствует о обрыве предохранителя.

Блок питания после разборки. Расположение предохранителя на плате.

Проверка предохранителя

Зачастую, сгоревший предохранитель является лишь следствием, а причину поломки предстоит еще найти. Для этих целей, я использовал лампу накаливания номиналом 100Вт, подкинув ее вместо предохранителя. В нормальном состоянии, она должна загореться (в момент зарядки сетевых конденсаторов), а потом притухнуть. В дежурном режиме, когда потребление блока питания небольшое, лампа может немного загораться, после чего погаснуть. Такое поведение будет циклично повторятся.

Если лампа ярко загорается, то это может говорить о том, что короткое замыкание в первичной цепи, или же на выходах блока питания есть излишняя нагрузка.

Подкинув лампу, та ярко загорелась.

Лампа накаливания ярко горит при подключении.

Что бы проверить, выдает ли блок питания какие то напряжения, я снова подключил тестер к его выходу. В итоге, тот показал присутствие выходных напряжений .

Выходные напряжения с блока питания

Это был хороший знак, осталось лишь определить причину повышенного потребления тока. Сначала, я было подумал на диодный мост, но в самом начале схемы,немного присмотревшись, я увидел подгоревший варистор. Его неисправность было тяжело заметить, так как он был закрыт термоизоляционной трубкой, сняв которую все стало на свои места. Варистор был прогоревший, и явно вышедший из строя.

Варистор после выпаивания с платы

После снятия термоизоляционной трубки все стало на свои места

Падение напряжения на варисторе. В идеале тестер не должен ничего показать.

к оглавлению ↑

Информация о варисторах

Для новичков, немного расскажу о варисторах. Варистор — это такой тип резисторов, которые меняют свое сопротивление, в зависимости от напряжения, которое к них подается.

Покажу на примере.

Схема работы варистора при нормальном напряжении

Предположим, что в схеме установлен варистор, к примеру который начинает срабатывать от 270 вольт. Пока напряжение ниже данного значения, сопротивление варистора слишком велико, и напряжение свободно питает плату, минуя варистор.

Схема, как отрабатывает варистор при завышенном напряжении

При подаче около 300 вольт, сопротивление варистора резко уменьшается, после чего он начинает принимать всю нагрузку на себя. При этом, завышенное напряжение не попадает на схему, в чем и проявляется эффект защиты платы.

Когда варистор срабатывает, то вся нагрузка передается на предохранитель, после чего тот сгорает, и спасает плату от дальнейших перегрузок.

Так и случилось в моем примере. Варистор сгорел, чем спас плату блока пттания. Номинал варистора в моей плате был TVR10431. Это варистор, классификационное напряжение которого является 430 вольт. По даташиту, данный варистор начинает срабатывать при напряжении 270 вольт переменного тока.

к оглавлению ↑

Результат ремонта

Заменив предохранитель, и установив варистор с донора, блок питания был собран, и протестирован.

Результат

После полной проверки был отдан хозяину.

---

---

Весь инструмент и расходники, которые я использую в ремонтах находится здесь.

---

Если у Вас возникли вопросы по ремонту телевизионной техники, вы можете задать их на нашем новом форуме .

---

Загрузка… Учебное пособие по варистору

или резистору, зависящему от напряжения

Электрический резистор можно определить как базовый компонент электрических и электронных схем. Резисторы в основном используются для управления электрическими параметрами (напряжением и током) в цепи, используя свойство резистора, называемое сопротивлением.

Существуют различные типы резисторов, такие как постоянные резисторы из углерода (составные резисторы, углеродные пленочные резисторы, металлооксидные пленочные резисторы, проволочные резисторы, тонкопленочные резисторы, металлопленочные резисторы) и переменные резисторы (проволочные переменные резисторы, потенциометры. , переменные резисторы из металлокерамики, реостаты, переменные резисторы из токопроводящей пластмассы), резисторы с выводами (все резисторы с выводами) и без проводов (резисторы для поверхностного монтажа), а также специальные типы резисторов, такие как стержневой резистор, светозависимый резистор (LDR), зависимый от напряжения резистор (VDR) и так далее.

Здесь, в этой статье, давайте подробно обсудим варистор, работу варистора, схему варистора, функцию варистора и применение варистора. Но, прежде всего, мы должны знать, что такое варистор.

Что такое варистор?

Специальный тип резистора, сопротивление которого можно изменять, изменяя приложенное напряжение, называется резистором, зависящим от напряжения (VDR), а также просто варистором. Это нелинейный полупроводниковый элемент, название которого происходит от слов «переменный резистор».

Эти варисторы используются в качестве защитных устройств, чтобы избежать чрезмерных переходных напряжений, чтобы защитить компоненты цепей и контролировать условия работы цепей. Конструкция и размер варистора почти аналогичны конденсатору, поэтому будет немного запутаться, чтобы идентифицировать варистор и конденсатор.

Варистор рабочий

В обычных условиях работы схемы варистор имеет высокое сопротивление. Когда переходные напряжения начинают увеличиваться, сопротивление варистора начинает уменьшаться.Таким образом, когда он начинает проводить, переходное напряжение ограничивается до безопасного уровня.

Несмотря на то, что существуют различные типы варисторов, металлооксидные варисторы наиболее часто используются на практике. В большинстве практических приложений функция варистора заключается в защите схемы от чрезмерных переходных напряжений. Эти переходные напряжения обычно возникают из-за электростатических разрядов и грозовых скачков.

Кривые зависимости напряжения от сопротивления варистора

Работу варистора можно легко понять, взглянув на кривую статического сопротивления варистора, которая проведена между сопротивлением VDR (резистора, зависящего от напряжения или варистора) и приложенным напряжением.Приведенный выше график показывает, что при нормальном рабочем напряжении (например, низком напряжении) сопротивление очень велико, и если приложенное напряжение превышает номинальное значение варистора, его сопротивление начинает уменьшаться.

ВАХ варистора

ВАХ варистора, показанные на приведенном выше рисунке, показывают, что небольшое изменение приложенного напряжения вызывает значительное изменение тока. Как показано на V-I характеристиках, он действует как два стабилитрона, соединенных спина к спине, и работает в первом и третьем квадрантах (в обоих направлениях).

Уровень напряжения, при котором ток, протекающий через варистор, равен 1 мА, на этом уровне варисторы начинают менять свое состояние с изолирующего на проводящее. Это связано с тем, что всякий раз, когда приложенное напряжение больше или равно номинальному напряжению, лавинный эффект полупроводникового материала варисторов превращает их в проводники за счет уменьшения сопротивления.

Таким образом, даже несмотря на быстрое увеличение небольшого тока утечки, напряжение будет чуть выше номинального значения.Таким образом, функция варистора сама регулирует переходное напряжение в зависимости от приложенного напряжения.

Применение варистора

Применение варистора со схемой варистора

На рисунке выше показано применение варистора в различных системах защиты энергосистем. Каждое применение варистора поясняется ниже со схемой варистора.

Схема варистора для защиты однофазной линии от линии

Схема варистора, показанная на рисунке 1 выше, представляет собой систему защиты однофазной линии от линии.В этой системе варистор подключается к электрической цепи, которая должна быть защищена. Если между линией и линейными клеммами электрической цепи возникает какой-либо переходный процесс напряжения, то резистор, зависимый от напряжения, снижает свое сопротивление и, таким образом, защищает электрическую цепь.

Схема варистора для защиты однофазной линии от линии и от линии к земле

Схема варистора, показанная на рисунке 2 выше, представляет собой систему защиты однофазной линии от линии и между линией и землей.В этой системе варистор подключается к электрической цепи и к клеммам питания, которые должны быть защищены. Как и в приведенной выше схеме, здесь в этой схеме резисторы, зависящие от напряжения, подключены как к клеммам «линия к линии», так и к клеммам заземления.

Схема варистора для защиты от переключения полупроводников

Схема варистора, показанная на рисунке 3 выше, представляет собой систему защиты от переключения полупроводников. В этой системе варистор подключается к полупроводниковому коммутационному устройству (например, транзистору или тиристору), которое предназначено для защиты.В этой схеме резистор, зависящий от напряжения, подключен к полупроводниковым переключающим устройствам, чтобы защитить их от избыточного переходного напряжения.

Цепь варистора для защиты от дугового разряда

Цепь варистора, показанная на рисунке 4 выше, представляет собой систему защиты от дуги контакта. В этой системе варистор подключается к контактам реле, подключенного к двигателю. Реле защищено от переходных процессов перенапряжения резистором, зависимым от напряжения.

Знаете ли вы о практическом применении варисторной схемы в проектах электроники в реальном времени? Затем разместите свои мнения, комментарии, предложения и идеи в разделе комментариев ниже.

.

Варистор для микросхем — Промышленные устройства и решения

• Политика в отношении файлов cookie
• Потребитель
• Бизнес

• Продукты
• Руководства по применению
• Скачать
• Поддержка дизайна
• Новости
• Свяжитесь с нами

близко

• Конденсаторы
• Резисторы
• Катушки индуктивности
• Решения для управления температурным режимом
• Компоненты ЭМС, защита цепей
• Датчики
• Устройства ввода
• Полупроводники
• Реле, разъемы
• FA Датчики и компоненты
• Моторы, компрессоры
• Промышленные устройства, носители информации
• Пользовательские и модульные устройства
• Завод автоматики, сварочные аппараты
• Промышленные аккумуляторы
• Электронные материалы
• Материалы

• Конденсаторы электролитические с проводящим полимером
• Алюминиевые электролитические конденсаторы
• Электрические двухслойные конденсаторы (золотой конденсатор)
• Пленочные конденсаторы

• Чип резисторы
• Другие резисторы

• Силовые индукторы для автомобильной промышленности
• Силовые индукторы для потребителей
• Силовые индукторы многослойного типа
• Катушки повышения напряжения

• Лист термозащиты (Графитовый лист (PGS) / прикладные продукты PGS / NASBIS)
• Термистор NTC (чип)
• Вентилятор охлаждения с уникальным гидродинамическим подшипником
• Материалы печатных плат

• Компоненты ЭМС
• Защита цепей (электростатические разряды, скачки напряжения, предохранители и т. Д.)

• Датчики
• Встроенные датчики
• Датчики для автоматизации производства

• Коммутаторы
• Емкостное чувствительное устройство
• Энкодеры, потенциометры

• Микрокомпьютеры
• Аудио и видео
• Тег NFC и защищенная микросхема
• ИС драйвера светодиодов
• ИС драйвера двигателя
• МОП-транзисторы
• Лазерные диоды
• Датчики изображения
• Радиочастотные устройства
• Силовые устройства

• Реле
• Разъемы

• Датчики для автоматизации производства
• Устройства FA

• Двигатели для FA и промышленного применения
• Двигатели для предприятий / бытовой техники и автомобилей
• Компрессоры
• Насосы постоянного тока

• Носители записи

• Оптические компоненты
• Пользовательские устройства
• Модульные устройства

• FA
• Сварочные аппараты, промышленные роботы
• Устройства FA

• Вторичные батареи (аккумуляторные батареи)
• Первичные батареи

• Материалы печатных плат
• Полупроводниковые герметизирующие материалы, клеи
• Пластиковая формовочная смесь
• Продвинутые фильмы

• Монокристалл оксида цинка Pana-Tetra
• Смола Pana-Tetra Compound
• Пленка для предотвращения электрификации Pana-Tetra
• «AMTECLEAN A» Чистящее средство для литьевых машин
• «AMTECLEAN Z» Неорганическое противомикробное средство

• Алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером (SP-Cap)
• Твердотельные конденсаторы из токопроводящего полимера и тантала (POSCAP)
• Проводящие полимерные алюминиевые твердотельные конденсаторы (OS-CON)
• Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером

• Проводящие полимерные алюминиевые твердотельные конденсаторы (OS-CON)
• Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером
• Алюминиевые электролитические конденсаторы (поверхностного монтажа)
• Алюминиевые электролитические конденсаторы (с радиальными выводами)

• Электрические двухслойные конденсаторы (намотанного типа)

• Пленочные конденсаторы (для электронного оборудования)
• Пленочные конденсаторы (для двигателей переменного тока)
• Пленочные конденсаторы (автомобильные, промышленные и инфраструктурные)

• Прецизионные чип-резисторы
• Чувствительные по току резисторы
• Микросхемы малой и большой мощности
• Антисульфированные чип-резисторы
• Чип-резисторы общего назначения
• Сетевой резистор

• Резисторы с выводами
• Аттенюатор

• Силовые индукторы для автомобильной промышленности

• Силовые индукторы для потребителей

• Силовые индукторы многослойного типа

• Катушки повышения напряжения

• Лист термозащиты (Графитовый лист (PGS) / прикладные продукты PGS / NASBIS)

• Термистор NTC (чип)

• Вентилятор охлаждения с уникальным гидродинамическим подшипником

• Материалы плат для светодиодных светильников / силовых модулей «ECOOL» серии

• Фильтры синфазных помех
• Пленка для защиты от электромагнитных волн

• Подавитель ЭСР
• Варистор микросхемы
• Поглотители перенапряжения
• Предохранители

• Датчик MR
• Инерционный датчик 6DoF для автомобилей (датчик 6в1)
• Гироскопические датчики
• Датчики температуры (автомобильные)
• Датчики положения

• Датчик движения MA
• Инфракрасный датчик Grid-EYE
• Датчики давления PS-A (встроенная схема усиления и температурной компенсации)
• Датчики давления PS
• Датчики давления PF
• Датчик пыли (PM)
• Камера TOF
• Датчик движения PIR PaPIRs

• Волоконно-оптические датчики
• Световые завесы, компоненты безопасности
• Датчики площади
• Фотоэлектрические датчики / лазерные датчики
• Микро-фотоэлектрические датчики
• Индуктивные датчики приближения
• Датчики давления / датчики расхода
• Датчики измерения
• Датчики особого назначения
• Опции датчика
• Системы сохранения проволоки

• Детекторные переключатели
• Кнопочные переключатели
• Тактильные переключатели (переключатели Light Touch)
• Кулисные переключатели питания
• Переключатели с уплотнением
• Выключатели без уплотнения
• Сенсорные панели
• Концевые выключатели
• Переключатели мгновенного действия
• Выключатели обнаружения падения
• Выключатели блокировки

• Емкостное чувствительное устройство

• Энкодеры
• Автомобильные кодеры
• Потенциометры поворотные
• Автомобильные поворотные потенциометры

• 32-битное управление инвертором MN103H
• 32-битное управление инвертором MN103S
• 32-битная система с низким энергопотреблением MN103L
• 8 бит с низким энергопотреблением MN101E
• 8 бит с низким энергопотреблением MN101C
• 8-битное сверхнизкое энергопотребление MN101L
• MCU Arm® Cortex®-M7 MN1M7
• Arm® Cortex®-M0 + MCU MN1M0

• БИС отображения интерфейса человек-машина
• Аудио интегрированные БИС

• БИС тегов NFC
• Модули тегов NFC
• Защищенная IC

• ИС драйвера светодиодов для освещения
• ИС драйвера светодиодов для развлечений
• ИС драйвера светодиодов для освещения

• ИС драйвера шагового двигателя
• ИС драйвера трехфазного бесщеточного двигателя постоянного тока
• ИС драйвера однофазного бесщеточного двигателя постоянного тока
• ИС драйвера двигателя постоянного тока с щеткой
• Микросхемы драйвера объектива для видеокамеры и камеры

• МОП-транзисторы для защиты литий-ионных батарей
• МОП-транзисторы общего назначения
• МОП-транзисторы для балансировки автомобильных ячеек
• МОП-транзисторы для автомобильной схемы переключения
• Другие полевые МОП-транзисторы

• Красные и инфракрасные (ИК) двухволновые лазерные диоды
• Красные лазерные диоды
• Инфракрасные (ИК) лазерные диоды

• Датчики изображения для безопасности, промышленности и медицины
• Датчики изображения для вещания и цифровые фотоаппараты

• Малошумящие усилители (МШУ)

• Устройства питания GaN
• Преобразователь переменного тока в постоянный / ИС источника питания (IPD)
• Регулятор DC-DC для автомобилей, AV и промышленности
• ИС контроля батарей

• PhotoMOS
• Силовые реле (более 2 А)
• Реле безопасности
• Твердотельные реле (SSR)
• Сигнальные реле (2 А или меньше)
• СВЧ-устройства (СВЧ реле / ​​коаксиальные переключатели)
• Автомобильные реле
• Реле отключения постоянного тока большой емкости
• Устройство сопряжения PhotoIC
• Интерфейсный терминал

• Серия разъемов с узким шагом для платы к FPC
• Серия разъемов с узким шагом между платами
• Соединитель для стекирования высокого тока
• Серия разъемов FPC и FFC
• Активный оптический разъем серии
• Решения MID (MIPTEC)

• Волоконно-оптические датчики
• Световые завесы, компоненты безопасности
• Датчики площади
• Фотоэлектрические датчики / лазерные датчики
• Микро-фотоэлектрические датчики
• Индуктивные датчики приближения
• Датчики давления / датчики расхода
• Датчики измерения
• Датчики особого назначения
• Опции датчика
• Системы сохранения проволоки

• Устройства статического управления
• Компоненты визуализации энергопотребления
• Программируемые контроллеры
• Человеко-машинный интерфейс
• Системы машинного зрения
• Системы УФ-отверждения
• Лазерные маркеры и считыватели 2D-кода
• Таймеры, счетчики, компоненты FA

• Серводвигатели переменного тока
• Бесщеточные двигатели
• Компактные мотор-редукторы переменного тока
• Сервоприводы переменного тока
• Бесщеточный усилитель
• Компактные редукторные регуляторы скорости переменного тока
• Опции
• Головка шестерни

• Двигатели для кондиционирования воздуха
• Двигатели для пылесосов
• Двигатели для холодильников
• Двигатели автомобильные

• Поршневые компрессоры (фиксированная скорость)
• Поршневые компрессоры (регулируемая скорость)
• Роторные компрессоры (фиксированная скорость)
• Роторные компрессоры (с переменной скоростью)
• Спиральные компрессоры

• Насосы постоянного тока

• Карты памяти SD
• Blu-ray Disc ™

• Асферические стеклянные линзы

• Чип-кольцо

• Ультразвуковой датчик расхода газа

• Системы, связанные с установкой электронных компонентов
• элементов решения
• Системы, связанные с устройствами
• Системы, связанные с дисплеем
• измерительная система
• Окончательная сборка, испытание и упаковка

• Аппараты для дуговой сварки
• Промышленные роботы

• Устройства статического управления
• Решения для управления энергопотреблением
Программируемые контроллеры
• / интерфейсный терминал
• Человеко-машинный интерфейс
• Системы машинного зрения
• Системы УФ-отверждения
• Лазерные маркеры / считыватели 2D-кода
• Таймеры / счетчики / компоненты FA

• Литий-ионные батареи
• Никель-металлогидридные батареи
• Ni-Cd батареи (Cadnica)
• Литиевые аккумуляторные батареи в форме монет
• Литий-ионные батареи со штырьками
• Свинцово-кислотные батареи с клапаном регулирования
• Аккумулятор VRLA для EV

• Литиевые батареи
• Цинк-угольные и щелочные батареи

• Материалы подложки ИС «MEGTRON GX» серии
• Материалы многослойных плат для оборудования ИКТ-инфраструктуры «МЕГТРОН» серии
• Материалы монтажных плат для оборудования беспроводной / радиосвязи
• Материалы многослойных печатных плат для автомобильных компонентов «HIPER» серии
• Материалы плат для светодиодных светильников «ECOOL» серии
• Материалы гибких печатных плат для мобильных устройств «FELIOS» серии
• Безгалогенные стеклянные эпоксидные многослойные материалы для печатных плат «Безгалогенные» серия
• Стекло-эпоксидные многослойные материалы для печатных плат
• Массовые ламинаты (Щитовые плиты) «PreMulti»
• Материалы стеклянных композитных плат
• Бумага, фенольные материалы для печатных плат

• Герметизирующие материалы для полупроводниковой упаковки для усовершенствованного пакета
• Полупроводниковые герметизирующие материалы для автомобильного / промышленного оборудования
• Жидкие материалы для заполнения на уровне доски, клеи

• Пластиковая формовочная смесь для светодиодов серии «FULL BRIGHT»
• Формовочная смесь из фенола с высокой термостойкостью для автомобильных компонентов
• Формовочная смесь на основе смолы LCP с высокой текучестью для мобильных устройств
• Формовочная смесь из ненасыщенной полиэфирной смолы с высоким тепловыделением для автомобильных компонентов
• Долговременная и надежная формовочная смесь из ПБТ для автомобильных компонентов
• Формовочные смеси карбамида
• Компаунды формовочные меламиновые

• Пленки оптические «Fine Tiara» серии
• Сенсорные пленки для сенсорной панели с большим экраном
• Двусторонние пленки ПЭТ из медного ламината для сенсорной панели с большим экраном

• Монокристалл оксида цинка Pana-Tetra

• Смола Pana-Tetra Compound

• Пленка для предотвращения электрификации Pana-Tetra

• «AMTECLEAN A» Чистящее средство для литьевых машин

• «AMTECLEAN Z» Неорганическое противомикробное средство

близко

• Automotive
• Industrials
• Модули решений
• Smart Society
• Бытовая техника
• AV / Computing
• Здравоохранение

• Система кондиционирования воздуха
• Cluster HUD
• Модуль управления кузовом
• Автомобильная аудиосистема
• Зарядная станция для электромобилей
• Система управления аккумулятором
• Модуль стеклоподъемника
• Автомобильный цифровой тахограф
• Электрический мотоцикл

• Многофункциональный принтер (МФУ)
• ПЛК (программируемый логический контроллер)
• 3D-принтер
• Электроинструменты
• Кондиционер
• Робот

• Серводвигатель переменного тока
• Источник бесперебойного питания (ИБП)

• Камера видеонаблюдения
• Биометрия
• Газовый счетчик
• Водосчетчик
• Базовая станция для малых сот
• Цифровая вывеска

• Светодиодное освещение (потолочное освещение)
• Интеллектуальный счетчик
• Кондиционер
• HEMS (Домашняя система управления энергопотреблением)
• Холодильник
• Стиральная машина
• Солнечная инверторная система
• Система накопления энергии
• Микроволновая печь

• Проектор
• Смартфон
• Носимое устройство
• Планшет

• Портативный монитор ЭКГ
• Капсульный эндоскоп
• Сфигмоманометр
• Электрическая зубная щетка

близко

• Каталог продукции
• Отчет о подтверждении RoHS / REACH
• Данные CAD
• Данные моделирования
• Батареи Паспорт безопасности продукта
• Литиевая батарея UN38.3 Краткое описание теста

близко

• Поддержка выбора продукта
• Базовые знания
• Решения
• Инструменты проектирования и моделирования
• Инструменты поддержки
• Служба технической поддержки
• Поддержка производства

• Оптимальное решение для схемотехники
• Решения для устройств
• Решения для измерения шума / температуры
• Решения для измерения температуры
• Решение ESD

близко

• Что нового
• Пресс-релиз
• Новости продукта

близко

• Конденсаторы
• Резисторы
• Индукторы (катушки)
• Решения по управлению температурой
• Компоненты ЭМС, защита цепей
• Датчики
• Устройства ввода
• Полупроводники
• Реле, разъемы
• Компоненты
• Моторы и соединители
• Носители записи
• Пользовательские и модульные устройства
• Заводская автоматизация, сварочные машины
• Промышленные аккумуляторы
• Электронные материалы
• Материалы
• Поддержка проектирования

• Алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером (SP-Cap)
• Твердотельные конденсаторы с проводящим полимером и танталом (POSCAP)
• Алюминиевые твердотельные конденсаторы с проводящим полимером (OS-CON)
• Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером (Алюминиевые электролитические конденсаторы
• ) Тип)
• Алюминиевые электролитические конденсаторы (с радиальными выводами)
• Электрические двухслойные конденсаторы (намотанного типа)
• Пленочные конденсаторы (для электронного оборудования)
• Пленочные конденсаторы (для двигателей переменного тока)
• Пленочные конденсаторы (для автомобилей, промышленности и инфраструктуры) Применение)
• Многослойные керамические конденсаторы
• Многослойные керамические массивы конденсаторов
• Прочие конденсаторы
• Электрические двухслойные конденсаторы (многослойные монеты) (продукты снятые с производства)

• Чип-резисторы высокой точности
000 Резисторы Резисторы тока & Высокое Po Wer Chip Resistors
• Антисульфурирующие Chip Resistors
• Микросхемы общего назначения
• Сеть резисторов
• Резисторы с выводами
• Аттенюатор
• Термочувствительные резисторы (продукт снят с производства)

03 Разрывные резисторы

для автомобильной промышленности
• Силовые индукторы для потребителей
• Силовые индукторы многослойного типа

.

Как использовать устройства защиты от электростатического разряда / перенапряжения: дисковые варисторы | Технические заметки

Преимущества различных типов варисторов

Варисторы

могут использоваться в качестве подавителей для защиты устройств и цепей от переходных аномальных напряжений, включая электростатический разряд (электростатический разряд) 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 цепью питания размещается фильтр ЭМС, чтобы предотвратить шум проводимости, проникающий через линию питания.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 настенных розеток с молниезащитой.

Рис.1 Пример схемы защиты от перенапряжения 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 варистор устанавливается параллельно светодиодному устройству.

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, использующими 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 контакта выключателя двигателя с электромагнитным тормозом

Пример применения: 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 большой ток включается и выключается, выходная клемма легко повреждается из-за перенапряжения. Чтобы подавить это, на выходной стороне параллельно подключают варистор (некоторые твердотельные реле 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 на аккумулятор. Спад поля — это проблема с отрицательным импульсным напряжением, которое возникает, когда полярность батареи изменяется по ошибке.
Поскольку оба они могут попасть в ЭБУ и вызвать неисправность, ЭБУ должны пройти тест сброса нагрузки и тест полевого затухания. 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
Тест на невосприимчивость к радиочастотам	ISO11452-2, -3, -4	Оценивает переносимость путем применения сильной радиоволны.
Тест сброса нагрузки	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.
Испытание на кондуктивные 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 приложения: 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 перенапряжение, которое не может быть устранено 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 перемычки (плоские пластины) 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

• ■ Схема устройств защиты от напряжения

  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

,Металлооксидный варистор

— электрические схемы

Металлооксидный варистор или MOV — зависимое от напряжения нелинейное устройство, обеспечивающее превосходное подавление переходных напряжений. Металлооксидный варистор разработан для защиты различных типов электронных устройств и полупроводниковых элементов от коммутации и индуцированных грозовых перенапряжений.

При воздействии высокого переходного напряжения MOV ограничивает напряжение до безопасного уровня. Варистор из оксида металла поглощает потенциально разрушительную энергию и рассеивает ее в виде тепла, таким образом защищая уязвимые компоненты схемы и предотвращая повреждение системы.Варисторы могут частично поглотить скачок напряжения.
О MOV — Варисторы на основе оксида металла
MOV содержит керамическую массу зерен оксида цинка в матрице других оксидов металлов (например, небольшое количество висмута, кобальта, марганца), зажатую между двумя металлическими пластинами (электродами).
Их можно подключать параллельно для повышения энергоэффективности. MOV
также могут быть подключены последовательно, чтобы обеспечить более высокое номинальное напряжение или номинальное напряжение между стандартными приращениями.
Металлооксидный варистор остается непроводящим в качестве устройства шунтирующего режима во время нормальной работы, когда напряжение остается значительно ниже своего «напряжения ограничения». Если кратковременный импульс (часто измеряемый в джоулях) слишком высок, устройство может расплавиться, сгореть, испаряться или иным образом быть повреждено или разрушено.
Варисторы в любом случае должны быть подключены параллельно защищаемым электронным цепям.

Как сказал Сивананд в одной из статей: «СЛЕДУЕТ использовать металлооксидный варистор для защиты цепи от скачков напряжения высокого напряжения… Это стало обязательным, и его можно увидеть во всех источниках питания, которые работают непосредственно от сети.”

,