Что такое варистор. Варистор: принцип работы, типы и применение в электронике

Что такое варистор и как он защищает электрические цепи. Какие бывают виды варисторов. Каковы основные параметры и характеристики варисторов. Где применяются варисторы в электронике и электротехнике.

Что такое варистор и как он работает

Варистор (от англ. Variable Resistor — переменный резистор) — это полупроводниковый элемент, сопротивление которого нелинейно зависит от приложенного напряжения. Основная функция варистора — защита электрических цепей от перенапряжений.

Принцип работы варистора основан на его способности резко уменьшать свое сопротивление при превышении определенного порогового напряжения. В нормальном режиме варистор имеет высокое сопротивление и практически не влияет на работу схемы. При возникновении импульса перенапряжения сопротивление варистора резко падает, и он шунтирует защищаемую цепь, отводя опасный импульс на землю.

Основные типы и виды варисторов

Существует несколько основных типов варисторов:

• Металлооксидные варисторы (MOV) на основе оксида цинка — наиболее распространенный тип
• Карбид-кремниевые варисторы (SiC)
• Селеновые варисторы
• Многослойные керамические варисторы

По конструктивному исполнению варисторы делятся на:

• Дисковые
• Таблеточные
• Многослойные чип-варисторы для поверхностного монтажа
• Варисторы в корпусах для объемного монтажа

Основные параметры и характеристики варисторов

Ключевыми параметрами варисторов являются:

• Классификационное напряжение Uк — напряжение, при котором через варистор протекает заданный ток (обычно 1 мА)
• Максимальное длительное рабочее напряжение
• Максимальный импульсный ток
• Энергия рассеивания
• Емкость варистора
• Время срабатывания

Основной характеристикой варистора является его вольт-амперная характеристика (ВАХ), которая имеет ярко выраженный нелинейный характер.

Преимущества и недостатки варисторов

Варисторы обладают рядом преимуществ:

• Высокое быстродействие (время срабатывания менее 25 нс)
• Способность поглощать большую энергию импульсов
• Низкая стоимость
• Широкий выбор номиналов
• Простота применения

К недостаткам варисторов можно отнести:

• Деградацию характеристик при длительной эксплуатации
• Возможность выхода из строя при превышении предельных параметров
• Наличие собственной емкости

Области применения варисторов

Основные сферы применения варисторов:

• Защита электронной аппаратуры от импульсных перенапряжений
• Ограничители перенапряжений в силовых электрических сетях
• Защита измерительных приборов
• Подавление помех в цепях питания
• Защита полупроводниковых приборов
• Стабилизация напряжения

Особенности выбора варисторов для защиты электрических цепей

При выборе варистора для защиты электрической цепи необходимо учитывать следующие факторы:

• Номинальное напряжение защищаемой цепи
• Максимальное рабочее напряжение варистора
• Энергия поглощения варистора
• Максимальный импульсный ток
• Емкость варистора
• Время срабатывания

Классификационное напряжение варистора выбирается на 10-15% выше максимального рабочего напряжения защищаемой цепи. Энергия поглощения и импульсный ток должны соответствовать ожидаемым параметрам импульсов перенапряжения.

Тестирование и проверка работоспособности варисторов

Основными методами проверки варисторов являются:

• Измерение классификационного напряжения
• Контроль тока утечки при номинальном напряжении
• Проверка варистора импульсным напряжением
• Измерение емкости варистора

Для проверки применяются специальные тестеры варисторов или универсальные измерительные приборы. Важно периодически контролировать состояние варисторов в процессе эксплуатации, так как их характеристики могут деградировать со временем.

Перспективы развития технологии варисторов

Основные направления совершенствования варисторов:

• Повышение энергии поглощения и максимального импульсного тока
• Улучшение стабильности характеристик
• Уменьшение размеров, особенно для SMD-компонентов
• Создание «интеллектуальных» варисторов с функцией самодиагностики
• Разработка новых материалов с улучшенными свойствами

Варисторы остаются одним из основных средств защиты от перенапряжений в электронике и электротехнике. Дальнейшее развитие этой технологии позволит повысить надежность и долговечность электронной аппаратуры.

Что такое варистор и области его применения

Каталог

Бренды

Главная » Помощь покупателю » Что такое варистор и области его применения

21 ноября 2022

Содержание:

• Принцип работы варисторов
• Виды варисторов
• Основные параметры варисторов
• Преимущества и недостатки варисторов
• Области применения варисторов

Варистор (Variable Resistores – изменяющееся сопротивление) – это полупроводниковый прибор, изменяющий свое сопротивление в соответствии с приложенным к нему напряжением. Его основное функциональное назначение – защита электросетей, машин, аппаратов, в которых он установлен, от перенапряжения.

Принцип работы варисторов

При эксплуатации при напряжении со значением ниже пороговой величины полупроводниковый элемент имеет высокое сопротивление. При значительном скачке напряжения варистор переходит в открытое состояние, то есть сопротивление падает и из изолирующего состояния элемент переходит в электропроводящее. Стабилизация напряжения осуществляется за счет пропускания через полупроводник высокоамперного тока.

Виды варисторов

В зависимости от уровня напряжения, на которое они рассчитаны, эти полупроводниковые приборы разделяют на высоковольтные и низковольтные.

• Высоковольтные. Служат для защиты от импульсного перенапряжения электросетей и электрооборудования, эксплуатируемых в цепях напряжением до 20 кВ.
• Низковольтные. Предназначены для защиты аппаратов с током 0,1-1,0 А, работающих под напряжением 3-200 В.

Варисторы общего применения показывают время срабатывания – 25 нс. При необходимости более высокого быстродействия используют smd-варисторы, у которых этот важный параметр составляет всего 0,5 нс.

Основные параметры варисторов

При выборе этих полупроводниковых элементов учитывают следующие параметры:

• максимально допустимое напряжение – действующее или среднеквадратичное, при котором варистор начинает изменять сопротивление;
• максимальное значение энергии поглощения – характеризует величину энергии, которую элемент может рассеивать без потери рабочих свойств;
• максимальная величина импульсного тока;
• емкость варистора – значение, измеряемое в закрытом состоянии, при приложении большого тока эта величина стремится к нулю;
• время срабатывания – важная характеристика, обозначающая временной промежуток, за который варистор переходит из нерабочего состояния в открытое.

Преимущества и недостатки варисторов

Плюсы использования этих полупроводниковых элементов:

• относительно невысокая стоимость;
• простота эксплуатации, длительный рабочий период;
• стабильность и надежность при токах высокой частоты и значительных нагрузках;
• высокая скорость срабатывания.

Минусы:

• низкочастотные шумы при работе;
• старение – процесс, при котором элемент постепенно утрачивает рабочие характеристики;
• при длительном воздействии напряжений критической величины – рассеивание мощности прекращается, а сам полупроводниковый элемент перегревается и выходит из строя.

Области применения варисторов

Сферы использования этих полупроводниковых приборов определяются его рабочими характеристиками.

Где применяют варисторы:

• миниатюрные многослойные приборы используются в мобильных телефонах, компьютерных разъемах, выводах микропроцессоров для их защиты от статического электричества;
• в электронике, устанавливаемой на автомобильном транспорте, телекоммуникационном оборудовании;
• во входных электроцепях блоков электропитания;
• для защиты электрогенераторов от импульсных скачков напряжения.

особенности проверки и применения (2012)

«Варисторные ограничители импульсных перенапряжений ОПС1 давно и с успехом используются для построения защит и предотвращения повреждений сетей электропитания и электроустановок от опасных перенапряжений.

Прошу рассказать подробнее, каким образом работает эта защита и что представляет собой варистор?»

Олег КАЛИКА, г. Мариуполь, Украина

ОПС1 относится к устройствам защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) и применяется для защиты электросети от кратковременных, чрезвычайно высоких для данной электросети напряжений, возникающих между фазами либо между фазой и землей. Причины возникновения импульсных перенапряжений могут находиться как внутри электросети, так и вне нее. Внутренними источниками импульсных перенапряжения являются, как правило, коммутации реактивных нагрузок, электростатический разряд, пробой изоляции и т.п. Особенную опасность при этом представляют импульсы, возникающие при отключении индуктивной нагрузки, так как при коммутации вся запасенная энергия «выбрасывается» в сеть в виде высоковольтного импульса. Электростатический же разряд опасен главным образом тем, что при работе технологического оборудования он накапливается, и при достижении критической энергии может разрядиться в непредсказуемом месте, чем вызовет импульс перенапряжения.

Существует несколько типов устройств защиты от импульсных перенапряжений: разделительные трансформаторы, разрядники, защитные диоды. Если говорить о самом распространенном УЗИП для бытового применения в распределительных щитах, вводных распределительных устройствах жилых и промышленных помещений, то это, несомненно, устройства на базе варисторов. Основным преимуществом такого типа УЗИП являются небольшие габаритные размеры, отсутствие выброса горячего газа при срабатывании защиты, а так же простота применения.

Что такое варистор?

Варистор — это полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения. Одна из особенностей варистора — это нелинейная симметричная вольт-амперная характеристика (ВАХ) (см. рис. 1).

То есть при приложении к варистору небольшого напряжения, ток через варистор не протекает, но если постепенно повышать напряжение, то наступит момент, при котором ток через варистор начинает проходить. Именно эту особенность варистора и используют для защиты от импульсных перенапряжений.

Для изготовления варисторов используются полупроводниковые материалы с высокой стабильностью при повышенных температурах, так как при работе варистора вся мощность выделяется в малом объеме. Существуют несколько типов варисторов, однако самыми распространенными являются два типа: варисторы, изготавливаемые с применением карбида кремния SiC и варисторы, изготавливаемые с применением оксида цинка ZnO. Варисторы, изготовленные на основе оксида цинка, обладают вольт-амперной характеристикой с высокой нелинейностью, однако значительно более сложны в изготовлении по сравнению с варисторами на основе карбида кремния.

Принцип работы варистора

Чтобы лучше понять, как работает варистор, рассмотрим технологию его изготовления на примере карбид-кремниевых варисторов (так как, напомню, технология изготовления варисторов с оксидом цинка существенно сложнее). Для изготовления карбид-кремниевых варисторов используют полупроводниковый карбид кремния SiC с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Карбид кремния размалывают в порошок до размеров кристаллов в несколько десятков микрометров, и этот порошок используют в качестве основы варистора. Сам по себе порошок уже обладает нелинейной ВАХ, однако эта нелинейность крайне нестабильна, и сильно зависит от степени сжатия порошка, размера частиц порошка, меняется при тряске и т. п. Для стабилизации параметров порошок скрепляют связующим веществом — глиной, стеклом, смолой. Порошкообразный карбид кремния и связующее вещество запрессовывают в форму и спекают при высоких температурах. Поверхность прессованного образца металлизируют и припаивают к ней выводы. Внешне варисторы оформляются в виде стержней или дисков.

Нелинейность вольт-амперной характеристики варистора связана с процессами, происходящими при протекании тока в местах контактов поверхностей кристаллов карбида кремния. Поверхности кристаллов имеют разнообразную форму и расположены хаотично. При небольшом приложенном напряжении ток протекает только через участки кристаллов которые, соприкасаются друг с другом. При повышении напряжения пропорционально увеличивается ток, протекающий через эти соприкасающиеся участки, и начинает протекать ток между участками кристаллов с малыми зазорами между поверхностями, при этом участки пропускающие ток начинают разогреваться. Новые проводящие цепочки кристаллов включаются параллельно, их становится все больше. Чем выше напряжение, тем больший ток проходит через кристаллы, что влечет за собой еще больший разогрев в местах их соприкосновения. Повышение температуры полупроводникового карбида кремния приводит к уменьшению сопротивления, то есть при определенном приложенном напряжении сопротивление варистора уменьшится настолько, что через него начнет проходить ток.

Таким образом, при построении защиты от импульсных перенапряжений необходимо выбирать такие варисторы, которые не будут пропускать через себя ток при номинальном напряжении электроустановки. А при повышении напряжения будут «открываться», пропуская опасный импульс напряжения через себя, тем самым защищая установку.

При длительной работе варистора в составе ограничителя импульсных перенапряжений неизбежна деградация рабочих характеристик и изменения вольт-амперной характеристики. Причинами таких изменений являются длительное приложение номинального напряжения и импульсные воздействия.

При режиме длительного приложения номинального напряжения изменение характеристик обусловлено длительной работой варистора на номинальном напряжении и номинальной частоте. За изменения характеристик варистора при таком режиме работы отвечает связующее вещество, которое связывает кристаллы карбида кремния.

Импульсные воздействия на варистор. В процессе эксплуатации ограничитель и входящий в состав варистор, неоднократно подвергаются грозовым и коммутационным воздействиям, что, несомненно, приводит к ухудшению вольт-амперной характеристики. При этом импульс напряжения не обязательно должен быть выше порога срабатывания варистора, практика показывает, что основное изменение ВАХ происходит на участках малых токов.

Испытание классификационного напряжения

Измерение классификационного напряжения является надежным способом отслеживания изменения вольт-амперной характеристики варистора. Классификационное напряжение Uk -это напряжение на выводах, при котором через варистор начинает протекает заданный ток. Как правило, для варисторов указывается классификационное напряжение, при котором через него проходит ток 1 мА.

То есть то напряжение, при котором варистор «открывается» и пропускает через себя опасный импульс напряжения, к примеру, для ВАХ варистора, изображенной на рис. 1, классификационное напряжение будет составлять 60 В.

В измерении классификационного напряжения нет ничего сложного. К ограничителю прикладывают напряжение и постепенно поднимают его до значения, при котором через варистор начнет протекать ток 1 мА. Таким образом, измерение классификационного напряжения является контролем, не разрушающим работоспособности варистора. И проводить его можно как на новых варисторах, так и на варисторах в процессе эксплуатации.

Специалистами Технического департамента Группы компаний IEK были проведены статистические измерения классификационного напряжения для ограничителей ОПС1 торовой марки IEK®. Выборка составляла по 100 штук каждого типоисполнения ОПС1: ОПС1-В, ОПС1-С, 0nC1-D.

Измерение классификационного напряжения производилось двумя способами. Во-первых, на испытательном стенде для измерения классификационного напряжения ОПС1 завода-изготовителя. На этом стенде завод проводит стопроцентный контроль работоспособности всех изготавливаемых ограничителей перенапряжения. И, во-вторых, с помощью прибора Е6-24 производства НПФ «Радио-Сервис». Прибор представляет собой переносной мегаомметр с функцией измерения классификационного напряжения. Прибор производит измерение классификационного напряжения варисторов в автоматическом режиме, при подаче и плавном повышении постоянного напряжения и постоянном контроле тока, протекающего через варистор. Таким образом, при помощи Е6-24 можно проводить проверку работоспособности ОПС1 с минимальными трудозатратами.

По результатам проведенных измерений классификационного напряжения были построены графики плотности вероятности значения классификационного напряжения для каждого типа ОПС1 (рис. 2). Различие в измеренных значениях классификационного напряжения двух приборов не превышает 1 процента и обусловливается погрешностями измерительного оборудования, входящего в состав приборов. Усредняя полученные данные и упрощая проведение проверки работоспособности ОПС1 для потребителя, можно принять следующие значения классификационного напряжения: ОПС1-В — 710 В, ОПС1-С — 670 В и ОПС1 — 420 В.

Что такое металлооксидный варистор? (с картинками)

`;

Алан Рэнкин

Дата последнего изменения: 12 декабря 2022 г.

Металлооксидный варистор (MOV) — это устройство, используемое в качестве компонента электрического оборудования. Слово варистор является сокращением от переменного резистора. Резистор — это цепь, которая плохо проводит электричество. Это полезно для контроля того, сколько электрического тока проходит к определенным частям электронных устройств. Варистор из оксида металла будет очень хорошо проводить небольшое количество электрического тока, но перестанет проводить, когда ток достигнет высокого уровня напряжения.

Варисторы защищают цепи от чрезмерного напряжения, действуя как искровые промежутки.

Это свойство металлооксидного варистора делает его идеальным для использования в устройствах защиты от перенапряжений. При нормальном уровне тока MOV просто передает электричество на устройства, подключенные к устройству защиты от перенапряжения. Однако в случае скачка напряжения MOV направит ток на себя, не давая ему достичь подключенных устройств. Это защитит чувствительные электронные компоненты, такие как компьютерные микросхемы, которые могут быть повреждены чрезмерно высоким напряжением. В случае внезапного скачка напряжения MOV может среагировать гораздо быстрее, чем аналогичные компоненты защиты от перенапряжения.

Варисторы бывают разных форм и размеров, и многие из них сделаны из оксида металла.

Металлооксидный варистор обычно изготавливается из оксида цинка или аналогичного вещества. Эти вещества придают варистору способность пропускать ток на обычных бытовых уровнях. Когда электрический ток достигает определенной точки, называемой точкой пробоя или напряжением пробоя, крошечные частицы оксида цинка начинают проводить ток только между собой. Это предотвращает попадание тока высокого напряжения на остальную часть устройства защиты от перенапряжения или подключенные к нему устройства.

Металлооксидный варистор не является идеальным решением для защиты от скачков напряжения. Они дешевы в производстве, а значит, часто используются в недорогих устройствах защиты от перенапряжений. Недостатком является то, что если они остановят скачок напряжения, они могут фактически сгореть, но пользователь может и не подозревать, что это произошло. Когда произойдет следующий скачок напряжения, подключенное оборудование будет незащищенным. Лучше, но дороже, сетевые фильтры будут иметь световой индикатор, отображающий состояние MOV.

Существует также риск возгорания, когда варистор из оксида металла поглощает высокое напряжение и сгорает. По этой причине Комиссия по безопасности потребительских товаров США и аналогичные агентства в других странах требуют защиты от перенапряжений. Именно поэтому производители компьютеров не просто размещают MOV в своих компьютерах. Лучшим решением является наличие устройства защиты от перенапряжения, состоящего из нескольких компонентов и предохранителей, последовательно соединенных с MOV. Если варистор выйдет из строя, другие компоненты по-прежнему будут защищать подключенные устройства от повреждений.

Варистор — это разновидность резистора — электронного компонента, который может снизить напряжение в цепи и поток электрического тока.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

A Устройство защиты от перенапряжения

Схемы и электроника составляют значительную часть нашей жизни и повседневной деятельности. К сожалению, скачки напряжения могут возникать по нескольким причинам и вызывать повреждения электронных систем. Однако вы можете использовать варисторы из оксида металла для защиты цепи. Эти варисторы не новы, потому что они появились в начале 70-х годов и стали предпочтительным методом защиты цепей.

MOV идеально подходят для различных применений, особенно на печатных платах. Вот все, что вам нужно знать об этом электронном компоненте.

 

Содержание

Что такое металлооксидные варисторы?

 

Проще говоря, металлооксидный варистор — это переменный резистор, но с небольшим поворотом. В отличие от потенциометра, он может изменять сопротивление в зависимости от входного напряжения. Увеличение напряжения уменьшает сопротивление, а уменьшение напряжения увеличивает сопротивление.

Благодаря этому электрическому свойству варистор пригодится в технологиях защиты цепей.

Как работает MOV?

 

Металлооксидные варисторы выпускаются с широким диапазоном колебаний напряжения от 10 В до более 1000 В переменного или постоянного тока. Поэтому выбрать или сконструировать его проще, если известно напряжение питания.

Например, если напряжение питания составляет 120 В, выберите кремниевый или оксидно-металлический варистор с немного более высоким среднеквадратичным напряжением, например 130 В. Если питание 230 В, выберите варистор со среднеквадратичным значением 260 В.

Помимо напряжения питания, также важно понимать переходный импульс мощности и импеданс источника. Выбрать правильный MOV для входящих линий и фазных переходных процессов сложно, поскольку характеристики источника питания неизвестны. Поэтому выбор варистора для защиты электрической цепи от всплесков и переходных процессов обычно является обоснованным предположением.

Однако при работе с током максимальный выброс, который может выдержать варистор, зависит от количества повторений импульса и длительности импульса переходного процесса.

Можно сделать предположение о длительности переходного импульса, которая обычно составляет 20–50 микросекунд.

Тем не менее, варистор может перегреться, если пиковый импульсный ток будет недостаточным. Следовательно, он должен быстро рассеять поглощенную импульсную энергию переходного процесса и вернуться в состояние до импульса, чтобы предотвратить катастрофический отказ.

MOV Construction

 

Металлооксидные варисторы содержат один основной компонент: керамический порошок оксида металла. Наиболее часто используемым материалом для варистора является оксид цинка (зерна ZnO), но также могут работать оксиды кобальта, висмута и марганца.

Два металлических электрода удерживают зерна ZnO на месте, и каждое зерно образует диодный переход с соседним. Таким образом, MOV похож на пары диодов, соединенных последовательно.

Небольшое напряжение на электродах приводит к обратному току утечки, но большое напряжение ослабляет и разрушает краевые переходы диода. Эта проблема возникает из-за лавинного пробоя и туннелирования электронов.

Тем не менее, варистор начинает работать только тогда, когда напряжение на соединительных проводах превышает пороговое значение. Таким образом, вы должны соединить их последовательно, если вы хотите получить высокое номинальное напряжение. Но если вы предпочитаете более эффективное управление энергией, подключайте их параллельно.

Электрические характеристики MOV

 

Чтобы понять свойства MOV, необходимо знать его электрические характеристики, в том числе следующие:  

Статическое сопротивление , сопротивление находится на пике при стандартном напряжении. Однако с ростом напряжения сопротивление уменьшается.

Кривая статического сопротивления

 

Этот график важен, потому что он помогает понять величину сопротивления MOV при различных напряжениях.

ВАХ

 

По закону Ома ВАХ линейного резистора представляет собой прямую линию. Но с варистором он образует две симметричные двунаправленные кривые. Кривая напоминает характеристики двух встречных стабилитронов.

 

В обесточенном состоянии варистор имеет высокое сопротивление и сохраняет это сопротивление примерно до 200 В. Однако, если диапазон напряжения составляет 200-250 В, сопротивление уменьшается, позволяя току проходить через устройство. Этот небольшой ток образует небольшие кривые на графике.

Однако, как только напряжение превышает 250 В (номинальное/зажимное напряжение), варисторное устройство обеспечивает лучшую электрическую проводимость, пропуская около 1 мА.

Сопротивление MOV значительно снижается, если скачки переходного напряжения равны или превышают напряжение фиксации. В этот момент лавинный эффект полупроводникового материала эффективно превращает варистор в проводник.

Емкость MOV

 

Поскольку MOV имеет два электрода, он действует как диэлектрическая среда и создает эффект конденсатора. Значение емкости зависит от площади, которая обратно пропорциональна толщине.

Тем не менее, допустимая емкость варистора не является проблемой в цепях постоянного тока, поскольку она остается постоянной до тех пор, пока диапазон рабочего напряжения постоянного тока устройства не сравняется с фиксирующим напряжением.

Однако в цепях переменного тока емкость может влиять на общее сопротивление тела, что приводит к току утечки. Поскольку MOV подключается к защищаемому устройству параллельно, сопротивление уменьшается по мере увеличения частоты. Такой сценарий увеличивает ток утечки, создавая непроводящую область утечки на кривой V-I.

Значение реактивного сопротивления MOV можно рассчитать по следующей формуле:

Xc = 1/2πfC

Xc — емкостное сопротивление, f — частота переменного тока, устройства, но их рабочие механизмы аналогичны MOV. Варисторы нелинейны и зависят от напряжения, их сопротивление изменяется автоматически в зависимости от источника питания.

 

Предохранитель А

 

Варисторы обеспечивают почти полную защиту от катастрофических отказов, а такие устройства, как варистор Littelfuse, обеспечивают самый широкий диапазон защиты цепи. Однако устройство может получить необратимое повреждение, если подавляемое им напряжение слишком велико.

Автоматические выключатели

 

Поскольку даже небольшие пики вызывают незначительные повреждения, устройство со временем становится медленнее, и производители обычно объясняют срок службы устройства с помощью диаграммы.

Энергетическая ценность также влияет на срок службы варистора. Высокая номинальная энергия изменяет переходные импульсы, с которыми может справиться устройство, что повышает фиксирующее напряжение при каждом кратковременном сбое.

Вы можете повысить производительность, подключив несколько MOV параллельно. Кроме того, вы можете повлиять на время отклика, изменив индуктивность выводов компонента и конструкцию монтажа.

Стоит отметить, что металлооксидный варистор может работать как при прямом, так и при обратном смещении.

Спецификации MOV

 

Прежде чем выбрать металлооксидный варистор, вам необходимо знать его параметры, которые включают следующее:

Максимальное рабочее напряжение варистора

где ток утечки ниже указанного значения.

Напряжение фиксации

 

Относится к напряжению, при котором варистор начинает работать, рассеивая импульсный ток.

Импульсный ток

 

Импульсный ток — это пиковый ток, который устройство может выдержать без каких-либо повреждений, и производители обычно выражают его как ток в течение заданного времени.

Варистор

 

Перенапряжение

 

Изменение напряжения после скачка переходного напряжения называется перенапряжением.

Поглощение энергии

 

Относится к максимальному количеству энергии, которое варистор может рассеять за указанный период времени. Стандартный переходный процесс x/y выражает эту энергию, где x представляет собой нарастание переходного процесса, а y представляет собой время для достижения половинного пикового значения. Вы можете определить это значение, запитав устройства в контролируемой цепи определенными значениями.

Время отклика

 

После выброса период, необходимый MOV для начала проведения, является временем отклика (обычно 100 нс).

Максимальное напряжение переменного тока

 

Также называемое максимальным среднеквадратичным напряжением сети, это значение обычно выше фактического среднеквадратичного напряжения сети. Пиковое напряжение и напряжение варистора не должны перекрываться, так как это может сократить срок службы электронных компонентов.

Ток утечки

 

Наконец, ток утечки протекает через варистор при работе ниже напряжения фиксации и без перенапряжения в цепи.

Как использовать MOV в вашей цепи?

 

В большинстве случаев MOV устанавливается параллельно с предохранителем в цепи, как показано ниже:  

MOV, подключенный параллельно.

 

Когда скачков напряжения нет, сопротивление в MOV-устройстве будет очень высоким, поэтому через него не будет протекать ток. Вместо этого все это течет в цепь.

Однако всплеск, превышающий диапазон переменного напряжения, происходит сразу на MOV, поскольку он параллелен источнику питания. Такие выбросы снижают значение электрического сопротивления в MOV, пропуская ток.

Поскольку сопротивление резко снижается, ток, протекающий через MOV, становится очень высоким, что выглядит как короткое замыкание. Этот поток перегорает связанный предохранитель и отключает подачу питания в цепь.

Однако скачки напряжения обычно не длятся достаточно долго, чтобы перегорел предохранитель, поэтому цепь возобновляет нормальную работу, не требуя замены предохранителя.

Но каждый всплеск напряжения оставляет след на варисторе, поэтому катастрофический отказ MOV означает, что он должен был подвергнуться множественным всплескам.

 

При проектировании схемы используйте следующие советы.

1. Определите постоянное рабочее напряжение, которое будет поступать на варистор. Не забудьте выбрать MOV с максимальным переменным/постоянным напряжением, которое соответствует приложенному напряжению или превышает его. В идеале оно должно быть на 10-15% больше сетевого напряжения. Однако, если вы хотите максимально минимизировать утечки, используйте варистор с высоким рабочим напряжением.
2. Определите поглощение энергии MOV-устройством в случае скачка напряжения. Выберите варистор, который рассеивает больше энергии, эквивалентной или немного превышающей требуемую мощность рассеивания энергии в цепи во время скачка напряжения.
3. Также определите импульсный ток через варистор. Лучше выбрать варистор с номинальным импульсным током, равным или превышающим требуемый номинальный ток для любого всплеска, который может возникнуть в цепи.

 

MOV на печатной плате

 

4. Аналогичным образом определите требуемую рассеиваемую мощность в цепи, затем выберите MOV с такой же или большей номинальной мощностью.
5. При работе с характеристиками энергии, перенапряжения и тока лучше всего выбирать варисторы с максимально возможными номиналами. Если нет, убедитесь, что они превышают то, что вы ожидаете в цепи.
6. Наконец, выберите MOV, который может обеспечить требуемое напряжение фиксации. Вы можете определить это значение на основе максимального значения напряжения, допустимого для входа/выхода во время всплеска.

 

Применение MOV

 

Применение варисторов включает следующее:

• Защита от перенапряжения, всплесков напряжения, межфазных перенапряжений, дугообразования и коммутации
• Защищает устройства от сбоев
• Предотвращает выход из строя коммутационных устройств, таких как транзисторы, МОП-транзисторы и тиристорные мосты

• Защита от перенапряжения для обычных электронных устройств, таких как mp3-плееры, цифровые камеры и т. д.
• Защита промышленных энергосистем, систем передачи данных, линий переменного и постоянного тока и т.