Обозначение варистора на плате: Как проверить варистор мультиметром: пошаговая инструкция

Содержание

Варистор маркировка на корпусе — Морской флот

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

Содержание

Изготовление [ править | править код ]

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

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

Свойства [ править | править код ]

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

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

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

где U – напряжение, I – ток варистора

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

Применение [ править | править код ]

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

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

Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения.

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

Материалы варисторов [ править | править код ]

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

Параметры [ править | править код ]

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

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

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

Варистор серии 07K, 10K, 14K, 20K – оксидно-цинковый защитный элемент, обладающий способностью мгновенного изменения собственного сопротивления под воздействием подаваемого напряжения. Характерные резко выраженные нелинейные и симметричные вольтамперные характеристики предоставляют возможность эксплуатации варисторов в цепях постоянного, переменного и импульсного тока.

Принцип работы варистора заключается в его способности в считанные наносекунды (до 25 нс) понижать собственное сопротивление до отметки в несколько Ом при воздействии напряжения, превышающего номинальное значение – напряжения срабатывания, ток срабатывания при этом может достигать 100А.

В обычном состоянии сопротивление варистора достигает нескольких сотен МОм, а поскольку подключают варисторы параллельно цепи, то ток через него не проходит и он выступает в роли диэлектрика. Импульсный скачок приводит варистор в действие, понижая его сопротивление – происходит короткое замыкание и перегорает плавкий предохранитель, который должен устанавливаться в обязательном порядке перед варистором, и цепь размыкается.

В момент срабатывания происходит шунтирование излишней нагрузки, поглощаемая энергия (до 282 Дж при импульсе тока 2,5 мс) рассеивается в виде теплового излучения. Габаритные размеры варистора при этом играют значительную роль – общая площадь поверхности варистора имеет пропорциональное влияние на возможность гашения импульса напряжения без разрушения самого устройства.

Варисторы серии 07K, 10K, 14K, 20K имеют форму диска (дисковые варисторы) различной толщины с однонаправленными проволочными выводами радиального типа. Изготавливаются представленные варисторы методом прессования порошкообразного оксида цинка (ZnO).

На корпусе варисторов нанесена маркировка с указанием номинального классификационного напряжения и соответствующего допуска по напряжению (±10%). На образцах варисторов импортного производства при маркировке допуска используют символьное обозначение, например, буква K обозначает допуск ±10%, буква M – допуск ±20%.

Устанавливаются варисторы параллельно защищаемому устройству с помощью пайки выводов. Для достижения максимального уровня защиты рекомендуется использование двух одинаковых варисторов, подключенных параллельно друг другу, и дополнительного плавкого предохранителя, устанавливаемого последовательно перед варисторами.

Применяются предоставленные варисторы 07K, 10K, 14K, 20K для защиты элементов от перенапряжения в источниках и системах электропитания, бытовой и военной технике, телекоммуникационном и измерительном оборудовании.

Подробные характеристики, расшифровка маркировки, габаритные размеры, общее устройство варисторов 07K, 10K, 14K, 20K указаны ниже. Наша компания гарантирует качество и работу варисторов в течение 2 лет с момента их приобретения; предоставляются сертификаты качества.

Окончательная цена на оксидно-цинковые варисторы 07K, 10K, 14K, 20K зависит от количества, сроков поставки и формы оплаты.

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.

Проверка варистора на исправность мультиметром и без тестера

Электроника чувствительна к качеству электропитания. При скачках напряжения в сети компоненты выходят из строя. Чтобы снизить вероятность такого исхода — используют варисторы. Это компоненты с нелинейным сопротивлением, которое в нормальном состоянии очень большое, а под воздействием импульса высокого напряжения резко снижается. В результате устройство поглощает всю энергию импульса. В этой статье мы расскажем, как проверить варистор на исправность и отличить сгоревший от целого.

Причины неисправности

Варисторы устанавливают параллельно защищаемой цепи, а последовательно с ним ставят предохранитель. Это нужно для того, чтобы, когда варистор сгорит, при слишком сильном импульсе перенапряжения сгорел предохранитель, а не дорожки печатной платы.

Единственной причиной выхода из строя варистора является резкий и сильный скачок напряжения в сети. Если энергия этого скачка большая, чем может рассеять варистор — он выйдет из строя. Максимальная рассеиваемая энергия зависит от габаритов компонента. Они отличаются диаметром и толщиной, то есть, чем они больше — тем больше энергии способен рассеять варистор.

Скачки напряжения могут возникать при авариях на ЛЭП, во время грозы, при коммутации мощных приборов, особенно индуктивной нагрузки.

Способы проверки

Любой ремонт электроники и электрооборудования начинается с внешнего осмотра, а потом переходят к измерениям. Такой подход позволяет локализовать большую часть неисправностей. Чтобы найти варистор на плате посмотрите на рисунок ниже — так выглядят варисторы. Иногда их можно перепутать с конденсаторами, но можно отличить по маркировке.

Если элемент сгорел и маркировку прочесть невозможно — посмотрите эту информацию на схеме устройства. На плате и в схеме он может обозначаться буквами RU. Условное графическое обозначение выглядит так.

Есть три способа проверить варистор быстро и просто:

  1. Визуальный осмотр.
  2. Прозвонить. Это можно сделать муьтиметром или любым другим прибором, где есть функция прозвонки цепи.
  3. Измерением сопротивления. Это можно сделать омметром с большим пределом измерений, мультиметром или мегомметром.

Варистор выходит из строя, когда через него проходит большой или длительный ток. Тогда энергия рассеивается в виде тепла, и если её количество больше определённого конструкцией — элемент сгорает. Корпус этих компонентов выполняется из твердого диэлектрического материала, типа керамики или эпоксидного покрытия. Поэтому при выходе из строя чаще всего повреждается целостность наружного покрытия.

Можно визуально проверить варистор на работоспособность — на нем не должно быть трещин, как на фото:

Следующий способ — проверка варистора тестером в режиме прозвонки. Сделать это в схеме нельзя, потому что прозвонка может сработать через параллельно подключенные элементы. Поэтому нужно выпаять хотя бы одну его ножку из платы.

Важно: не стоит проверять элементы на исправность не выпаивая из платы – это может дать ложные показания измерительных приборов.

Так как в нормальном состоянии (без приложенного к выводам напряжения) сопротивление варистора большое — он не должен прозваниваться. Прозвонку выполняют в обоих направлениях, то есть два раза меняя местами щупы мультиметра.

На большинстве мультиметров режим прозвонки совмещен с режимом проверки диодов. Его можно найти по значку диода на шкале селектора режимов. Если рядом с ним есть знак звуковой индикации — в нем наверняка есть и прозвонка.

Другой способ проверки варистора на пробой мультиметром является измерение сопротивления. Нужно установить прибор на максимальный предел измерения, в большинстве приборов это 2 МОма (мегаомы, обозначается как 2М или 2000К). Сопротивление должно быть равным бесконечности. На практике оно может быть ниже, в пределах 1-2 МОм.

Интересно! То же самое можно сделать мегаомметром, но он есть далеко не у каждого. Стоит отметить, что напряжение на выводах мегаомметра не должно превышать классификационное напряжение проверяемого компонента.

На этом заканчиваются доступные способы проверки варистора. В этот раз мультиметр поможет радиолюбителю найти неисправный элемент, как и в большом количестве других случаев. Хотя на практике мультиметр в этом деле не всегда нужен, потому что дело редко заходит дальше визуального осмотра. Заменяйте сгоревший элемент новым, рассчитанным на напряжение и диаметром не меньше чем был сгоревший, иначе он сгорит еще быстрее предыдущего.

Материалы по теме:

Металлооксидные варисторы(MOV) традиционно используются для защиты от скачков сетевого напряжения в различных применениях.

Полная версия статьи в формате .doc

Металлооксидные варисторы (MOV) традиционно используются для защиты от скачков сетевого напряжения в различных применениях. Грозовые импульсы, коммутация индуктивных или емкостных нагрузок могут вызвать резкие выбросы напряжения, с которыми и призван бороться варистор. Однако, в условиях продолжительной перегрузки и неограниченности тока, незащищенный варистор сначала снижает сопротивление до нескольких Ом, а затем, вследствие большого значения энергии он скорее разрушится, чем выполнит защитную функцию.

Разработка Tyco Electronics – устройство AC2Pro объединяет в себе PolySwitch (ППТК — полимерный элемент защиты по току с положительным температурным коэффициентом) и металлооксидный варистор(MOV). Такое сочетание позволяет получить самовосстанавливающуюся защиту, реагирующую на перегревы (сохраняет поверхностную температуру варистора на уровне менее 150°C, с ограничением нежелательных токов и фиксацией допустимого напряжения. Комплексное решение из одного устройства позволяет оборудованию соответствовать требованиям безопасности (таким, как IEC61000-4-5 и IEC60950), снизить количество используемых элементов и повысить надежность.

Одним из популярных применений устройства является защита источников питания светодиодных светильников.

Рис.1. Пример использования устройства AC2Pro(150мА) для маломощного AC/DC преобразователя

Как работает защита?

При нормальных рабочих условиях переменное сетевое напряжение, приложенное к металлооксидному варистору, не превышает значения максимально допустимого напряжения продолжительной работы (VAC RMS). Вместе с тем, возникающие нежелательные импульсы большого напряжения, значительно превосходят это значение. Сочетая в себе ППТК-технологию с металлооксидным варистором, AC2Pro помогает осуществлять усиленную защиту по напряжению/от перегрева там, где одиночный варистор оказался бы уязвимым в условиях продолжительного состояния перенапряжения, превышающего его допустимые нормы. Во время прохождения большого импульса ППТК-элемент устройства AC2Pro нагревается и переходит в высокоомное состояние, позволяя снизить риск разрушения варистора.

 

В качестве примера работы приведем отклик элемента на случай потери нейтрали в виде графика.

Рис.2. Характеристики работы устройства AC2Pro в случае потери нейтрали

Как можно увидеть из графика, вследствие разогрева и срабатывания ППТК-элемент переходит в состояние с высоким сопротивлением, чем резко снижает ток и помогает избежать риска повреждения варистора.

Электрические характеристики элементов AC2Pro

Параметры защиты по току при 20°C

Наименование

IHOLD, A

ITRIP, A

Сопротивление, Ом

Время срабатывания при 1А, с

Rmin

Rmax

R1max

Typ

Max

AC2Pro(150мА)

0.15

0.30

6.5

14.0

16.0

0.9

3

AC2Pro(350мА)  

0.35

0.75

1.4

2.2

2.8

0.5

2.0

Параметры защиты по напряжению

Наименование

Напряжение варистора
при 1мА, В

Сопротивление на постоянном токе
при 100В,

Максимальное напряжение
удержания при 25А,

Номинальная мощность,

DC (В)

разброс

MОм

В

Вт

AC2Pro(150мА)

430

±10%

>10

710

0.25

AC2Pro(350мА)

430

±10%

>10

710

0.6

 

Преимущества

Формфактор 2-в-1 небольшого размера позволяет снизить количество компонент и сэкономить площадь на печатной плате.

  • Осуществляет безопасную защиту варистора в случае больших нагрузок, на которые он не рассчитан
  • Снижает возвраты по гарантии
  • Позволяет оборудованию соответствовать UL/IEC 60950/IEC60335
  • Помогает проходить следующие тесты:

IEC61000-4-5 - Тест на устойчивость к импульсам
IEC61000-4-4 — Тест на быстрый переходный режим
IEC61000-4-2 — Тест на устойчивость к электростатическому разряду

 

Характеристики

  • Единая защита по току/напряжению/температуре/к электростатическим разрядам
  • Самовосстанавливающаяся защита по току
  • Помогает защищать варистор и другие компоненты от ущерба, вызванного потерей нейтрали или некорректными входными напряжениями
  • Нормальный режим работы: универсальный диапазон входных напряжений: от ~85В до ~265В
  • Максимальный входной ток при 20°C: 150 мА, либо 350 мА
  • Диапазон мощности: до 30Вт при входном напряжении ~230В и 20°C
  • Высокие значения прерываемой мощности: ~415В/40A
  • Ограничитель бросков пускового тока (ёмкостная нагрузка)
  • RoHS-совместим


Применения

  • Светодиодные линии освещения
  • PLC-оборудование (передача Fast Ethernet, хDSL по электросети)
  • Зарядные устройства сотовых телефонов
  • Иточники питания AC/DC:
    — 30Вт входной мощности при напряжении сети ~220-240В
    — 15Вт входной мощности при напряжении сети ~120В
  • Источники питания модемов
  • Электросчетчики
  • Устройства бытовой и промышленной электроники

По материалам сайта www.circuitprotection.ru

Чип Варисторы защиты CAN 12-24В 220ВАС Многослойные SMD нелинейные резисторы для ограничения напряжений

Варисторы для защиты низковольтных цепей питания

Маркировка варистора Рабочее напряжение перем, (В) Рабочее напряжение пост, (В) Напряжение пробоя варистора, при токе 1мА (В) Макс. пиковый ток 8/20 (А) Напряжение. фиксации, (В) При токе, (А) Погл. Энергия 10/1000, (Дж) Типовая емкость варистора, (Пф) ПДФ Склад Заказ
SFI2220ML180C 11 14 18(15,3~20,7) 1200 30 10 5,4 17700
SFI2220ML240CLF 14 18 24(21,7~27) 1200 39 10 5,8 13600
SFI2220ML330C-LF 20 26 33(29,7~36,3) 1200 54 10 7,8 10500
Цены в формате  .pdf,  .xls Купить
Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 500 штук чип варисторов типоразмера 2220

Варисторы металлооксидные для входных цепей 220В — 250ВАС

Маркировка варистора Рабочее напряжение перем, (В) Рабочее напряжение пост, (В) Напряжение
пробоя варистора при токе 1 мА, (В)
Ток утечки, (мкА) Напряжение. фиксации, (В) При токе, (А) Макс. пиковый ток 8/20 (А) ПДФ Склад Заказ
VS2825D431K 275 370 387~473 50 745 5 400
VS2825D471K 300 385 423~517 50 810 5 400
Цены в формате  .pdf,  .xls Купить
Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 1000 штук чип варисторов.

Варистор для защиты CAN шины SMD 0603

Цены в формате  .pdf,  .xls Купить
Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 5000 штук чип варисторов SFI 0603EA240MSP

Варисторы для защиты 12В и 24 В автомобильных цепей с подавлением pulse 5 по ISO7637

Цены в формате  .pdf,  .xls Купить
Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 500 штук чип варисторов типоразмера 2220

Характеристика варистора для защиты входных цепей 220В


Размеры варисторов в SMD исполнении

ТипоразмерL (мм)W (мм)H (мм)a (мм)
06031,6 ±0,20,8 ±0,20,9 max
Серия VS28257,2 ±0,26,4 ±0,24,2 ±0,31,1 ±0,3
22205,7 ±0,25,0 ±0,22,5 max0,5 +0,3/-0,1

Чип варисторы — нелинейные резисторы имеют симметричную вольтамперную характеристику, включаются параллельно защищаемому устройству и выполняют функцию ограничителя пернапряжений . Важное свойство варистора, обеспечивающее безопасность защищаемых электрических цепей от импульсных перенапряжений и помех от быстрых переходных процессов — его быстродействие. Используются для защиты электрооборудования от перенапряжений, возникающих от индуктивных потребителей. Совместно с газоразрядниками и полупроводниковыми диодами супрессорами обеспечивают молниезащиту электрических схем от статического электричества. Варисторы обладают значительно меньшим, чем газоразрядники, временем реакции — от 25 до 0,5 нс (для многослойных варисторов в SMD-исполнении). Варисторы рекомендуются к применению для защиты сигнальных и цепей питания автомобильной электроники.

Схема защиты CAN варисторами

Технические характеристики и маркировка SMD варисторов 12 и 24 В

Технические характеристики и маркировка SMD варисторов автомобильные

Технические характеристики и маркировка SMD варисторов CAN

Технические характеристики и маркировка SMD варисторов для 220В AC

Международный стандарт ISO7637 pulse 5 о подавлении пятого импульса стр. 21

Технические характеристики варисторов

Корзина

Корзина пуста

S10 k275 как проверить

Причины неисправности

Варисторы устанавливают параллельно защищаемой цепи, а последовательно с ним ставят предохранитель. Это нужно для того, чтобы, когда варистор сгорит, при слишком сильном импульсе перенапряжения сгорел предохранитель, а не дорожки печатной платы.

Единственной причиной выхода из строя варистора является резкий и сильный скачок напряжения в сети. Если энергия этого скачка большая, чем может рассеять варистор — он выйдет из строя. Максимальная рассеиваемая энергия зависит от габаритов компонента. Они отличаются диаметром и толщиной, то есть, чем они больше — тем больше энергии способен рассеять варистор.

Скачки напряжения могут возникать при авариях на ЛЭП, во время грозы, при коммутации мощных приборов, особенно индуктивной нагрузки.

Способы проверки

Любой ремонт электроники и электрооборудования начинается с внешнего осмотра, а потом переходят к измерениям. Такой подход позволяет локализовать большую часть неисправностей. Чтобы найти варистор на плате посмотрите на рисунок ниже — так выглядят варисторы. Иногда их можно перепутать с конденсаторами, но можно отличить по маркировке.

Если элемент сгорел и маркировку прочесть невозможно — посмотрите эту информацию на схеме устройства. На плате и в схеме он может обозначаться буквами RU. Условное графическое обозначение выглядит так.

Есть три способа проверить варистор быстро и просто:

  1. Визуальный осмотр.
  2. Прозвонить. Это можно сделать муьтиметром или любым другим прибором, где есть функция прозвонки цепи.
  3. Измерением сопротивления. Это можно сделать омметром с большим пределом измерений, мультиметром или мегомметром.

Варистор выходит из строя, когда через него проходит большой или длительный ток. Тогда энергия рассеивается в виде тепла, и если её количество больше определённого конструкцией — элемент сгорает. Корпус этих компонентов выполняется из твердого диэлектрического материала, типа керамики или эпоксидного покрытия. Поэтому при выходе из строя чаще всего повреждается целостность наружного покрытия.

Можно визуально проверить варистор на работоспособность — на нем не должно быть трещин, как на фото:

Следующий способ — проверка варистора тестером в режиме прозвонки. Сделать это в схеме нельзя, потому что прозвонка может сработать через параллельно подключенные элементы. Поэтому нужно выпаять хотя бы одну его ножку из платы.

Важно: не стоит проверять элементы на исправность не выпаивая из платы – это может дать ложные показания измерительных приборов.

Так как в нормальном состоянии (без приложенного к выводам напряжения) сопротивление варистора большое — он не должен прозваниваться. Прозвонку выполняют в обоих направлениях, то есть два раза меняя местами щупы мультиметра.

На большинстве мультиметров режим прозвонки совмещен с режимом проверки диодов. Его можно найти по значку диода на шкале селектора режимов. Если рядом с ним есть знак звуковой индикации — в нем наверняка есть и прозвонка.

Другой способ проверки варистора на пробой мультиметром является измерение сопротивления. Нужно установить прибор на максимальный предел измерения, в большинстве приборов это 2 МОма (мегаомы, обозначается как 2М или 2000К). Сопротивление должно быть равным бесконечности. На практике оно может быть ниже, в пределах 1-2 МОм.

Интересно! То же самое можно сделать мегаомметром, но он есть далеко не у каждого. Стоит отметить, что напряжение на выводах мегаомметра не должно превышать классификационное напряжение проверяемого компонента.

На этом заканчиваются доступные способы проверки варистора. В этот раз мультиметр поможет радиолюбителю найти неисправный элемент, как и в большом количестве других случаев. Хотя на практике мультиметр в этом деле не всегда нужен, потому что дело редко заходит дальше визуального осмотра. Заменяйте сгоревший элемент новым, рассчитанным на напряжение и диаметром не меньше чем был сгоревший, иначе он сгорит еще быстрее предыдущего.

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.

Дата: 21.11.2015 // 0 Комментариев

Любой ремонт техники связан с проверкой различных радиодеталей. Сегодня в статье мы расскажем о том, как проверить варистор, а также о его назначении в схеме.

Назначение варистора

Варистор представляет собой резистор, который способен резко изменить свое сопротивление в зависимости от напряжения. Имея нелинейную характеристику, варистор очень быстро изменяет свое сопротивление от сотен МОм до десятков Ом. Такое свойство применяется для поглощения коротких всплесков напряжения, а при более длительных всплесках варистор уже взрывается с громким хлопком и кучей дыма. Включение варистора производиться после предохранителя параллельно напряжению сети. При коротком скачке – варистор поглощает энергию импульса, а при длительном – сопротивление варистора станет настолько малым, что сработает предохранитель.

Как проверить варистор?

Первым делом производится осмотр варистора на плате, ищем наличие на нем сколов и трещин, почернения, следов нагара. При выявлении внешних дефектов варистор необходимо заменить, можно на некоторое время его выпаять из основной платы, схема будет работать и без него. Но в таком случае необходимо помнить, что при всплеске напряжения будут выходить из строя уже другие компоненты схемы и это повлечет за собой более дорогой ремонт.

Если внешний осмотр дефектов не выявил, в таком случае необходима проверка варистора мультиметром.

Наглядно покажем, как проверить варистор k275 мультиметром.

Тестер переключаем в режим измерения максимального сопротивления. В нашем случае сопротивление варистора значительно больше, чем диапазон измерения мультиметра. На этом проверка варистора тестером окончена.

Буквенное обозначение сопротивления. Обозначение резисторов. Виды резисторов

В данной статье мы наглядно посмотрим основные виды резисторов и их обозначения на схеме. Резисторы бывают постоянными, переменными, подстроечными, термисторы, варисторы, фоторезисторы.

Самый распространенный вид, используемый в электронике.

Обозначаются на схеме следующим образом:

Выглядят постоянные резисторы так:


Данные элементы могут отличаться мощностью, которая на схеме тоже может быть указана следующим образом:


Вот наглядные примеры резисторов различной мощности:


На 0.125 Вт резисторы у нас не продают в городе, так как они в корпусе 0.25 Вт и с виду их не различить. Привожу пример зарубежных резисторов, так как, элементы времен СССР уже в большинстве случаев не применяются. Резисторы могут быть и более 2 Ватт, и 10, и 25 Ватт, вот например на 7 Ватт:



Данные сопротивления я использовал для измерения мощности импульсного блока питания.

Пример постоянных сопротивлений на плате:


Высокоточные сопротивления, с погрешностью 0.25%:


Также есть чип резисторы, еще их называют SMD резисторами, они применяются в поверхностном монтаже. Они различаются по размерам и рассеиваемой мощностью.



Переменные резисторы. Резисторы, изменяющие свое сопротивление, при вращении рукоятки называются переменными. На схеме они отображаются следующим образом:

Так же переменники могут выполнять две роли, роль реостата и потенциометра, все зависит от соединения:

В роли потенциометра, резистор работает как делитель напряжения, а в роли реостата как делитель тока.

Выглядят переменные резисторы вот так:


Подстроечные резисторы. Они похожи на переменные, могут быть потенциометрами, либо реостатами. Отличаются размерами и тем, что у подстроечных резисторов вместо рукояти пазы под отвертку, шестигранник и так далее. Хотя есть и с рукоятью, но с пазом под отвертку.

На схеме обозначаются следующим образом:

Выглядят так:



Варистор. Является полупроводниковым резистором, который изменяет свое сопротивление от приложенного к нему напряжения. Изменение сопротивления происходит нелинейно. Например, варистор, рассчитанный на напряжение 275 Вольт, при скачке напряжение более 275 Вольт, сопротивление варистора будет резко (нелинейно) уменьшаться, от сотни МОм до нескольких Ом.

Обозначаются на схеме варисторы следующим образом:

Выглядят так:


Применяются варисторы в основном для защиты цепей от перенапряжения. Варистор ставят параллельно в цепь, а до варистора в цепи ставят последовательно предохранитель. При скачке напряжения, сопротивление варистора падает до десятков Ом, тем самым варистор замыкает цепь, вследствие короткого замыкания (К.З.), сгорает предохранитель.


Термистор. Также является резистором на основе полупроводниковых материалов, сопротивление которого зависит от температуры полупроводника. Одним из важных параметров термисторов является- тепловой коэффициент сопротивления (ТКС). ТКС может быть положительным и отрицательным. У термисторов с отрицательным ТКС, при увеличении температуры, сопротивление падает, называют такие термисторы – термисторами. У термисторов с положительным ТКС, при увеличении температуры, сопротивление увеличивается и такие термисторы называют – позисторами.

Термисторы NTC (Negative Temperature Coefficient) и позисторы PTC (Positive Temperature Coefficient) на схеме обозначаются следующим образом:

Выглядит термистор так:



Фоторезистор. Является полупроводниковым элементом, который изменяет свое сопротивление при попадании на него лучей света, в том числе искусственных. Фоторезисторы можно увидеть в видеокамерах с инфракрасной подсветкой, среди инфракрасных светодиодов стоит один фоторезистор, который является датчиком света, управляющий реле. Реле в свою очередь включает подсветку, когда видеокамера в темноте.

Так же фоторезистор может использоваться в автоматах ночного освещения, регуляторах мощности фар автомобиля, фотоэлектронном контроле оборотов, датчиках дыма и других электронных устройствах.

На схеме отображаются следующим образом:

Внешне выглядят так:


Резисторная сборка. Это сборка из нескольких постоянных резисторов. Вот пример резисторной сборки на 15 кОм с общим выводом:

Теперь вы имеете представление о том, как выглядят различные сопротивления.

При создании технических схем необходимы детали. Резисторы являются одними из самых важных. Сложно представить схему даже на пять деталей, где бы они ни нашли своего применения.

Что такое резистор

Этот термин был создан благодаря латинскому «resisto», что можно перевести как «сопротивляюсь». Основным параметром данных элементов, который и предоставляет интерес, является номинальное сопротивление. Оно измеряется в Омах (количестве Ом). Номинальные значения указывают на корпусе устройств. Но реальный показатель может быть несколько другим. Обычно этот нюанс предусматривают с помощью классов и допусков точности. Их мы сейчас и рассмотрим. Если вам будет что-то непонятно про виды резисторов, фото помогут исправить это.

Классы и допуски точности

В общем случае наибольший интерес представляют классы. Их существует три:

  1. Первый. Предусматривает наличие отклонений в размере до пяти процентов от указанного номинала.
  2. Второй. Предусматривает наличие отклонений, которые могут достигать десяти процентов от номинального значения.
  3. Третий. Сюда относят устройства, у которых размер отклонений может достичь двадцати процентов от номинала.

А что делать, если такие большие отклонения недопустимы? Существуют прецизионные резисторы, виды которых предоставляют такой максимум разницы:

  1. 0,01%.
  2. 0,02%.
  3. 0,05%.
  4. 0,1%.
  5. 0,2%.

Другие параметры

Значительную важность при выборе элемента для схемы имеют показатели предельного рабочего напряжения, номинальной мощности рассеивания и Последний показатель показывает, насколько изменения градусной шкалы будут влиять на работу устройства. В зависимости от применяемого при производстве материала этот показатель может увеличиваться или уменьшаться. рассеивания показывает границы использования элемента. Если подаваемая характеристика будет большей, чем может быть обработано, то резистор может попросту перегореть. Под предельным рабочим напряжением понимают такой показатель, при котором будет обеспечена надежная работа устройства.

Основные виды резисторов

Их выделяют четыре:

1. Нерегулируемые:

а) постоянные.

2. Нерегулируемые:

а) подстроечные;

б) переменные.

3. Терморезисторы.

4. Фоторезисторы.

Нерегулируемые постоянные резисторы дополнительно делятся на не/проволочные. На последний тип дополнительно наматывают проволоку, чтобы они обладали большим Изображаются постоянные резисторы в виде прямоугольников, от которых идут специальные выводы. Величина допустимой рассеиваемой мощности указывается внутри геометрической фигуры. Если величина сопротивления находится в диапазоне от 0 до 999 Ом, то единицы измерения обычно не указываются. Но если этот показатель больше тысячи или миллиона, то применяются обозначения кОм и МОм, соответственно. Если данный показатель указан только приблизительно или он может измениться во время настройки, то добавляют *. Благодаря этому виды резисторов разных параметров с легкостью отличаются между собой.

Переменные элементы

Продолжаем рассматривать виды резисторов. Этот вид устройств может ещё называться регулируемым. В них сопротивление может меняться в диапазоне от нуля до номинала. Они также могут быть не/проволочными. Первый вид является токопроводящим покрытием, что наносится на диэлектрическую пластинку как дуга, где перемещается пружинящий контакт, что крепится на ось. При желании изменить величину сопротивления осуществляется его перемещение. В зависимости от целого ряда особенностей этот параметр может меняться по таким зависимостям:

  1. Линейной.
  2. Логарифмической.
  3. Показательной.

Подстроечные резисторы

Они не обладают выступающей оси. Изменение параметров данного вида резисторов возможно исключительно с помощью отвертки или автоматического/механического устройства, которое может выполнять её функции. Этот и предыдущий виды резисторов используются в случаях, когда человек должен регулировать их мощность, например, в звуковых колонках.

Терморезисторы

Так называют полупроводниковые элементы, при включении которых в электрическую цепь такой показатель, как сопротивление, меняется от температуры. При её увеличении он понижается. Если температура уменьшается, то сопротивление растёт. Если кривая процессов двигается в одну сторону (при увеличении возрастает), то такой элемент называется позистором.

Фоторезисторы

Так называют элементы, у которых показатель параметра меняется под воздействием светового (а в некоторых случаях и электромагнитного) излучения. Как правило, используются фоторезисторы, обладающие положительным фотоэффектом. У них сопротивление уменьшается, когда на них падает свет. Фоторезисторы имеют простую конструкцию, малые габариты и высокую чувствительность, что позволяет их применять в фотореле, счетчиках, системах контроля, устройствах регулирования и управления, датчиках и многих других устройствах.

Заключение


Вот такие бывают резисторы, виды, назначение, принцип работы данных устройств.

Основные элементы электрических цепей

Электрической цепью называются совокупность устройств, предназначенных для взаимного преобразования, передачи и распределения электрической и других видов энергии и информации (в виде электрических сигналов), если процессы в устройствах можно описать при помощи понятий о токе, напряжении и электродвижущей силе (ЭДС).

К основным элементам электрической цепи относятся источники электрической энергии (источники питания), приемники электрической энергии или потребители, устройства для передачи энергии от источников к приемникам.

Источниками электрической энергии служат устройства, в которых происходит преобразование различных видов энергии в электромагнитную, или, как говорят сокращенно, в электрическую (на производстве и в быту говорят еще короче – электроэнергия). В качестве источников энергии применяются преимущественно электрические генераторы, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую, первичные (гальванические) элементы и аккумуляторы, в которых химическая энергия преобразуется в электрическую, термоэлементы, фотоэлементы и солнечные батареи, преобразующие соответственно тепловую и световую энергию в электрическую, магнитогидродинамические генераторы, в которых тепловая энергия превращается в энергию движения плазмы, а затем в электрическую, атомные реакторы, в которых ядерная энергия преобразуется в тепловую.

Приемники электрической энергии преобразуют электрическую энергию в другие виды энергии, например, электродвигатели — в механическую, электрические печи и нагревательные приборы — в световую и тепловую; электролитические ванны — в химическую.

Устройствами для передачи электрической энергии от источников к приемникам являются линии передачи, электрические сети и просто провода. Проводом называется металлическая проволока, изолированная или неизолированная (голая). Провода выполняются из меди, алюминия или стали.

Токопровод электрической цепи, т. е. путь, по которому проходит электрический ток, на всем протяжении должен иметь изоляцию, устраняющую возможность прохождения тока по каким-либо побочным путям. Изоляция, кроме того, ограждает людей от прикосновения к участкам токопровода, находящимся под потенциалом, отличным от потенциала земли.

Как указывалось, провода, а также и все другие элементы цепи оказывают сопротивление электрическому току или, как обычно говорят, обладают сопротивлением.

Кроме рассмотренных основных элементов электрические цепи содержат и другие необходимые для их эксплуатации элементы; к ним относятся коммутационная аппаратура, предназначенная для включения и отключения.

Понятие резистора, принцип работы, виды резисторов, применение

Резистор — это пассивный элемент радиоэлектронной аппаратуры, предназначенный для создания в электрической цепи требуемой величины электрического сопротивления, и обеспечивающий перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.

[ напряжение на резисторе ] = [ сопротивление резистора ] * [ ток через резистор ]. [ сопротивление резистора

Резистор обладает следующим свойством, на основе которого он применяется в схемах:

[ напряжение на резисторе ] = [ сопротивление резистора ] * [ ток через резистор ]. [ сопротивление резистора ] — некая величина, характеризующая резистор. Изображенная формула еще называется законом Ома.

Основные характеристики резистора

    • номинальное, т. е. указанное на его корпусе сопротивление;
  • номинальная мощность рассеяния;
    • наибольшее возможное отклонение действительного сопротивления от номинального (ук азы ваемое в процентах).

    Так, мощностью рассеяния называют ту наибольшую мощность тока,выдерживаемую и рассе иваемую резистором длительное время в виде тепла без ущерба для его работы. Если, например, через резистор сопротивлением 100 Ом течет ток 0,1 А, то он рассеивает мощность 1 Вт.

    Обозначение резистора на схемах

    Зарубежное изображение Отечественное изображение

    резистора резистора

    Принцип работы резистора

    Действие реостатов основано на зависимости сопротивления проводника от его длины. Конструкция реостатов позволяет изменять длину участка, по которому идет ток. При увеличении этой длины сопротивление реостата возрастает, при уменьшении убывает.

    Различают рычажные и ползунковые реостаты:


    Использование рычажного реостата: передвигая рычаг реостата от одного контакта к другому, можно вводить большее или меньшее число проволочных спиралей, и тем самым скачком (ступенчато) изменять сопротивление в цепи.

    Применяя ползунковый реостат, можно плавно изменять цепное сопротивление. Для этого реостат снабжен скользящим контактом (ползунком). Перемещая его, мы включаем меньшую (большую) часть обмотки реостата, и его сопротивление плавно изменяется.

    Разновидности резисторов

    Резисторы, в зависимости от сопротивления , разделяют на:

      Проволочные ( Это резисторы сравнительно небольших сопротивлений, рассчитанных на токи в несколько десятков миллиампер; Для их изготовления используют тонкую проволоку из никелина, нихрома и некоторых других металлических сплавов) ;

      Непроволочные (металлопленочные) (Это резисторы больших сопротивлений, рассчитанных на сравнительно небольшие токи; При их изготовлении используют различные сплавы металлов и углерод, которые тонкими слоями наносят на изоляционные материалы.

    Как проволочные, так и непроволочные резисторы могут быть

    постоянными , т.е. с неизменными сопротивлениями, и переменными , сопротивления которых в процессе работы можно изменять от минимальных до их максимальных значений.

    В нашей стране выпускаются постоянные и переменные резисторы разных конструкций и номиналов: от нескольких Ом до десятков и сотен Мегаом. Среди постоянных наиболее распространены металлопленочные резисторы МЛТ (Металлизованные Лакированные Теплостойкие) . Их основу составляет керамическая трубка , на поверхность которой нанесен слой специального сплава ,образующего токопроводящую пленку толщиной 0,1 мкм (рис. а ).

    У высокоомных резисторов этот слой может иметь форму спирали. На концы стержня с токопроводящим покрытием напрессованы

    металлические колпачки, к которым приварены контактные выводы резистора. Сверху корпус резистора покрыт влагостойкой цветной эмалью . Резисторы МЛТ изготовляют на мощности рассеяния 2, 1, 0,5, 0,25 и 0,125 Вт (рис в .). Их обозначения: МЛТ-2, МЛТ-1, МЛТ-0,5, МЛТ-0,25 и МЛТ-0,125 (рис .б) (соответственно).

    Фото — резисторы;

    представляют собой полупроводниковые резисторы, омические сопротивления которых определяются с тепенью освещенности. т.е. их сопротивление зависит от освещённости;

    Терморезисторы ; представляют собой полупроводниковые резисторы, сопротивление которых значительно изменяется с изменением температуры.

    Цветовая маркировка резисторов

    Тип маркировки, при котором на корпус резистора наносится краска в виде цветных колец или точек, называют цветовым кодом . Каждому цвету соответствует определенное цифровое значение. Цветовая маркировка на резисторах сдвинута к одному из выводов и читается слева направо . Если из-за малого размера резистора цветовую маркировку нельзя разместить у одного из выводов, то первый знак делается полосой шириной в два раза больше, чем остальные. Номинал сопротивления определяют первые три кольца (две цифры и множитель). Четвертое кольцо содержит информацию о допустимом отклонении сопротивления от номинального значения в процентах.

    Понятие диода, принцип работы, виды диодов, применение

    Полупроводниковый диод — самый простейший по устройству в славном семействе полупроводниковых приборов. В широком смысле — электронный прибор, изготовленный из

    полупроводникового материала, имеющий два электрических вывода (электрода). В более узком смысле — полупроводниковый прибор, во внутренней структур е которого сформирован один или несколько p-n-переходов.

    Принцип работы диода:

    если взять пластинку полупроводника, например германия, и в его левую половину ввести акцепторную примесь, а в правую донорную, то с одной стороны получится полупроводник p-типа, соответственно с другой стороны — полупроводник n-типа. В середине кристалла получится так называемый P-N переход .

    Условное обозначение диода на схемах: вывод катода (отрицательный электрод) очень похож на знак «-». Так проще запомнить.

    Всего в таком кристалле две зоны с различной проводимостью, от которых выходят два вывода, поэтому полученный прибор получил название диод , поскольку приставка «ди» означает два.

    Механизм P-N перехода

    Даже если P-N переход, в данном случае диод, никуда не подключен, все равно внутри него происходят интересные физические процессы, которые показаны на рисунке.

    В области N имеется избыток электронов, она несет в себе отрицательный заряд, а в области P заряд положительный. Вместе эти заряды образуют электрическое поле. Поскольку разноименные заряды имеют свойство притягиваться, электроны из зоны N проникают в положительно заряженную зону P, заполняя собой некоторые дырки. В результате такого движения внутри полупроводника возникает, хоть и очень маленький, но все-таки ток.

    В результате такого движения возрастает плотность вещества на стороне P, но до определенного предела. Частицы обычно стремятся распространяться равномерно по всему объему вещества, подобно тому, как запах духов распространяется на всю комнату (диффузия), поэтому, рано или поздно, электроны возвращаются обратно в зону N.

    Если для большинства потребителей электроэнергии направление тока роли не играет, — лампочка светится, плитка греется, то для диода направление тока играет огромную роль. Основная функция диода проводить ток в одном направлении. Именно это свойство и обеспечивается P-N переходом. Если к полупроводниковому диоду подключить источник питания, как показано на рисунке, то есть в обратном направлении, то ток через P-N переход не пройдет.

    Как видно на рисунке, к области N подключен положительный полюс источника питания, а к области P – отрицательный. В результате электроны из области N устремляются к положительному полюсу источника. В свою очередь положительные заряды (дырки) в области P притягиваются отрицательным полюсом источника питания. Поэтому в области P-N перехода, как видно на рисунке, образуется пустота, ток проводить просто нечем, нет носителей заряда.

    Включение диода в прямом направлении

    Теперь изменим полярность включения источника: мин

    ус подключим к области N (катоду), а плюс к области P (аноду). При таком включении в области N электроны будут отталкиваться от минуса батареи, и двигаться в сторону P-N перехода. В области P произойдет отталкивание положительно заряженных дырок от плюсового вывода батареи. Электроны и дырки устремляются навстречу друг другу.

    Заряженные частицы с разной полярностью собираются около P-N перехода, между ними возникает электрическое поле. Поэтому электроны преодолевают P-N переход и продолжают движение через зону P. При этом часть из них рекомбинирует с дырками, но большая часть устремляется к плюсу батарейки, через диод пошел ток Id.

    Этот ток называется прямым током . Он ограничивается техническими данными диода, некоторым максимальным значением. Если это значение будет превышено, то возникает опасность выхода диода из строя. Следует, однако, заметить, что направление прямого тока на рисунке совпадает с общепринятым, обратным движению электронов.

    Можно также сказать, что при прямом направлении включения электрическое сопротивление диода сравнительно небольшое. При обратном включении это сопротивление будет во много раз больше, ток через диод не идет (незначительный обратный ток здесь в расчет не принимается). Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что

    диод ведет себя подобно обычному механическому вентилю: повернул в одну сторону — вода течет, повернул в другую — поток прекратился . За это свойство диод получил название полупроводникового вентиля .

    Виды диодов

      Выпрямительные диоды

      — диоды, в которых используется такое свойство p-n перехода, как односторонняя проводимость (прямая проводимость в тысячи раз больше обратной). Применяются для выпрямления переменного тока.

      Стабилитроны — диоды с участком резко выраженного электрического пробоя при обратном напряжении. Применяются для стабилизации напряжения.

      Варикапы — диоды, емкость которых изменяется в зависимости от приложенного напряжения. Применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью.

      Обращенные диоды

      — это туннельные диоды без участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением и имеющие инверсную вольтамперную характеристику с точки зрения выпрямительных диодов, то есть высокую проводимость при приложенном обратном напряжении и малую при прямом. Высокая нелинейность вольтамперной характеристики при малых напряжениях вблизи нуля (порядка микровольт) позволяет использовать обращенные диоды для детектирования слабых сигналов в СВЧ-технике.

      Туннельные диоды

      — диоды, имеющие вольтамперную характеристику с участком отрицательной проводимости, на котором с ростом прямого напряжения прямой ток уменьшается.

      Светодиоды — диоды, к оторые при пропускании прямог о тока излучают фотоны в видимой или инфракрасной области спектра

    • Фотодиоды — диоды, которые при большой освещенности могут служить источниками электрической энергии.

    Транзисторы

    Транзистор — это полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов, а также коммутации электрических цепей.

    Отличительной особенностью транзистора является способность усиливать напряжение и ток — действующие на входе транзистора напряжения и токи приводят к появлению на его выходе напряжений и токов значительно большей величины.

    С распространением цифровой электроники и импульсных схем основным свойством транзистора является его способность находиться в открытом и закрытом состояниях под действием управляющего сигнала. Транзистор позволяет регулировать ток в цепи от нуля до максимального значения.

    Классификация транзисторов:

    По принципу действия: полевые (униполярные), биполярные, комбинированные.

    По значению рассеиваемой мощности: малой, средней и большой.

    По значению предельной частоты: низко-, средне-, высоко- и сверхвысокочастотные.

    По значению рабочего напряжения: низко- и высоковольтные.

    По функциональному назначению: универсальные, усилительные, ключевые и др.

    По конструктивному исполнению: бескорпусные и в корпусном исполнении, с жесткими и гибкими выводами.

    Наиболее часто используемая классификация транзисторов

    Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается полевого транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.

    Биполярный транзистор состоит из трех областей: эмиттера, базы и коллектора, на каждую из которых подается напряжение.

    Эти три электрода образуют два p-n перехода: между базой и коллектором — коллекторный, а между базой и эмиттером — эмиттерный. Как и обычный выключатель, транзистор может находиться в двух состояниях — во «включенном» и «выключенном», переключаются они из выключенного состояния во включенное и обратно с помощью электрических сигналов.

    В зависимости от типа проводимости областей транзистора, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы. На схемах они обычно отображаются так:

    Между эмиттером и коллектором течет сильный ток (ток коллектора), а между эмиттером и базой — слабый управляющий ток (ток базы).

    В зависимости от того, в каких состояниях находятся переходы транзистора, различают режимы его работы. Поскольку в транзисторе имеется два перехода (эмиттерный и коллекторный), и каждый из них может находиться в двух состояниях: открытом и закрытом. Различают четыре режима работы транзистора. Основным режимом является активный режим, при котором коллекторный переход находится в закрытом состоянии, а эмиттерный – в открытом. Транзисторы, работающие в активном режиме, используются в усилительных схемах. Помимо активного, выделяют инверсный режим, при котором эмиттерный переход закрыт, а коллекторный — открыт, режим насыщения, при котором оба перехода открыты, и режим отсечки, при котором оба перехода закрыты.

    При работе транзистора с сигналами высокой частоты время протекания основных процессов (время перемещения носителей от эмиттера к коллектору) становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала. В результате способность транзистора усиливать электрические сигналы с ростом частоты ухудшается.

    Полевой транзистор — это полупроводниковый прибор, регулирующий ток в цепи за счет изменения сечения проводящего канала. Три контакта полевых транзисторов называются исток (источник носителей тока), затвор (управляющий электрод) и сток (электрод, куда стекают носители).

    Различают полевые транзисторы с затвором в виде p-n перехода и с изолированным затвором (МДП-транзистор) .

    В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированной подложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.

    Транзисторы применяются в схемах роботов для усиления сигналов от датчиков, для управления моторами, на транзисторах можно собрать логические элементы, которые реализуют операции логического отрицания,логического умножения и логического сложения. Транзисторы являются основой практически всех современных микросхем.

    Интегральная микросхема выполняет определенные функции обработки (преобразования) информации, заданной в виде электрических сигналов: напряжений или токов. Электрические сигналы могут представлять информацию в непрерывной (аналоговой), дискретной и цифровой форме.

    Аналоговые и дискретные сигналы обрабатываются аналоговыми или линейными микросхемами, цифровые сигналы – цифровыми микросхемами. Существует целый класс устройств и соответственно микросхем называемых аналого-цифровыми или цифро-аналоговыми и, служащих для преобразования сигналов из одной формы в другую.

    Аналоговый сигнал — описывается непрерывной или кусочно-непрерывной функцией, причем и аргумент и сама функция могут принимать любые значения из некоторых интервалов.

    Как видно из приведенных диаграмм значения дискретного и аналогового сигналов в однозначных временных точках абсолютно совпадают.

    , принимающий лишь ряд дискретных значений – уровней квантования, а независимая переменная n принимает значения 0, 1,

    Нелинейная функция Q к – задает значения уровней квантования в двоичном коде. Число K уровней квантования и число S разрядов соответствующих кодов связаны зависимостью

    .

    Технологический процесс создания микросхем

    Применение микросхем

    У понятия интегральная схема есть несколько синонимов: микросхема, микрочип, чип. Несмотря на некоторую особенность определения этих терминов и разницу между ними, в обиходе все они применяются для обозначения интегральной схемы. В современных электронных устройствах самых различных сфер применения, начиная от бытовых приборов и заканчивая сложными медицинскими и научными электроприборами, сложно найти прибор, в котором бы не применялись интегральные схемы. Иногда одна микросхема выполняет практически все функции в электронном приборе. Интегральные схемы делятся на группы по нескольким критериям. По степени интеграции – количеству элементов, размещенных на кристалле. По типу обрабатываемого сигнала: цифровые, аналоговые и аналого-цифровые. По технологии их производства и используемых материалов – полупроводниковые, пленочные и т.д.

    Широкое внедрение цифровой техники в радиолюбительское творчество связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габариты и массу, ненадежно работали из-за большого количества элементов и особенно паяных соединений. Интегральные микросхемы, содержащие в своем составе десятки, сотни, тысячи, а в последнее время многие десятки и сотни тысяч и даже миллионы компонентов, позволили по-новому подойти к проектированию и изготовлению цифровых устройств. Надежность отдельной микросхемы мало зависит от количества элементов и близка к надежности одиночного транзистора, а потребляемая мощность в пересчете на отдельный компонент резко уменьшается по мере повышения степени интеграции.

    В результате на интегральных микросхемах стало возможным собирать сложнейшие устройства, изготовить которые в радиолюбительских условиях без применения микросхем было бы совершенно невозможно.

    Сферы применения интегральных схем

    На сегодняшний день уровень развития технологий при производстве интегральных схем находится на очень высоком уровне. Повышения степени интеграции, улучшение параметров интегральных схем тормозится не технологическими ограничениями, а процессами, происходящими на молекулярном уровне в используемых для производства материалах (обычно полупроводниках). Поэтому исследования производителей и разработчиков микрочипов ведутся в направлении поиска новых материалов, которые смогли бы заменить полупроводники.

    Понятие микроконтроллера, примеры, применение

    Микро контроллер — микросхема, предназначенная для управления электроннымиустройствами. Типи чный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийн ых у стройств, содержит ОЗУ и (или) ПЗУ. Другими словами, это однокристальный компьютер , способный в ыпо лнять относительно простые задачи.

    Плата котла Ariston Clas 24FF — назначение и функции реле — StopTest.ru

    В данной публикации приведена схема соединений реле котла Ariston Clas 24FF и входных цепей питания (220 В). Рассказывается о назначении того или иного реле, типах используемых реле, возможной их замене. Описаны коды ошибок, которые могут возникнуть при неисправностях реле, показано  расположение реле на электронной плате котла. 

    В котле Ariston Clas 24FF для управления исполнительными устройствами используется шесть реле. Исполнительных устройств четыре: циркуляционный насос, вентилятор принудительной тяги, газовый клапан с устройством розжига, сервопривод трехходового клапана. Схема соединений исполнительных устройств и релейной коммутации показана ниже.

     Схема соединений исполнительных устройств и релейной коммутации котла Ariston Clas 24FF 

    На фото показано расположение реле на электронной плате.

    Расположение реле на плате котла Ariston Clas 24FF

    В таблице приведены типы реле, их обозначение на схеме и коммутируемые ими цепи.

    Обозначение
    контактов
    реле на схеме
    Коммутируемая цепьТип реле
    (возможная замена)
    RL01Цепь 220 В.
    Питание вентилятора
    принудительной тяги
    (вкл/выкл)
    F3AA024E FUJITSU
    (G5NB-1A-E OMRON)
    (JZC-43F HONGFA)
    RL02.1Цепь 220 В.
    Переключение состояния
    электропривода трехходового
    клапана (горячее водоснабжение
    или отопление)
    JW2SN Panasonic
    (RT424024 TYKO)
    RL02.2В данной модификации
    котла не используется
    JW2SN Panasonic
    (RT424024 TYKO)
    RL03Цепь 220 В.
    Переключение скорости
    циркуляционного насоса
    JS24-K FUJITSU
    (RY611024 TYKO)
    RL04Цепь 220 В.
    Питание циркуляционного
    насоса (вкл/выкл)
    F3AA024E FUJITSU
    (G5NB-1A-E OMRON)
    (JZC-43F HONGFA)
    RL05Цепь 220 В.
    Питание на блок розжига
    и газовый клапан
    F3AA024E FUJITSU
    (G5NB-1A-E OMRON)
    (JZC-43F HONGFA)
    RL06Цепь 220 В.
    Питание на блок розжига
    и газовый клапан
    F3AA024E FUJITSU
    (G5NB-1A-E OMRON)
    (JZC-43F HONGFA)

    В третьем столбце таблицы в скобках приведены аналоги реле по размерам корпуса и электрическим характеристикам.  Конечно, при возникновении неисправности лучше устанавливать оригинальные реле, ну или те, в надежности которых вы уверены. Например, мой Ariston Clas отработал уже около 10 лет, за все это время ни одно реле не вышло из строя. Необходимо обратить внимание на расположение выводов реле F3AA024E, оно отличается по расположению выводов от своих аналогов. На плате предусмотрена установка этих реле с двумя вариантами расположения выводов (предусмотрены дополнительные отверстия). Если на плате этого не предусмотрено, то установка реле с другим расположением выводов может оказаться проблематичной.

    Немного о входных цепях питания котла Ariston Clas 24FF.  Как видно из схемы в разрыв фазной цепи включен предохранитель F01 на 2 А. После предохранителя включен варистор VR04 для защиты от бросков напряжения в сети питания. При «срабатывании» варистора перегорает предохранитель F01, тем самым защищая электронную плату от перенапряжения.  Теоретически, при возникновении такой ситуации, замена предохранителя должна восстановить работу котла.  При этом необходимо заменить и варистор. На плате установлен еще один предохранитель F02 номиналом 1,25 А в цепи управления газовым клапаном. При перегорании указанного предохранителя газовый клапан не откроется и газ в камеру сгорания поступать не будет, на дисплее появится ошибка 501.  Последовательно с первичной обмоткой основного трансформатора питания (TR1) включен терморезистор PC01. Его сопротивление в холодном состоянии около 26 Ом. При нагреве его сопротивление уменьшается. На схеме, возле обмоток трансформатора, указаны напряжения в соответствии с обозначениями на трансформаторе, в скобках я указал реально измеренные напряжения. По рекомендации производителя фазный и нулевой провода питания (220 В) должны быть подключены в соответствии со схемой (или в соответствии с обозначениями на плате). Котел должен быть заземлен. 

    Последствия неисправности реле в котле Ariston Clas 24FF

    У любого реле могут быть два вида неисправности:

    1. При подаче питания реле не срабатывает, то-есть смена состояния контактов не происходит. Это может быть вызвано неисправностью катушки (обрыв), или обгоранием или повреждением контактной группы.
    2. Так называемое «залипание» контактов. Процесс подобен точечной сварке — реле срабатывает, контакты соединяются, происходит разогрев контактной группы сверх допустимых значений и контакты привариваются друг к другу. После обесточивания реле контакты остаются в соединенном состоянии. Недопустимый разогрев контактов может произойти по разным причинам, например, в следствии износа контактов и последующего увеличения их сопротивления.

    В моей практике чаще встречался первый вид неисправности.

    И так, смоделируем неисправности реле и узнаем, что при этом может происходить с котлом Ariston Clas 24FF. Обозначения реле соответствуют обозначениям на плате.

    1. RL01 — управление вентилятором принудительной тяги (одна группа контактов на замыкание) 

    • При «залипании» контактов (замкнулись и не размыкаются) наблюдается постоянная работа вентилятора принудительной тяги, даже если котел выключить кнопкой «питание». Вентилятор будет прекращать работать только при полном обесточивании котла выключением соответствующего автомата или отключением вилки от розетки (зависит от вида подключения). На дисплее будет высвечиваться ошибка 607.
    • При отсутствии контакта вентилятор не сможет включаться. При этом котел будет блокироваться с выдачей ошибки 6Р1.

    2. RL02 — управление сервоприводом трехходового клапана (две группы контактов на переключение, одна из которых не используется)

    • При «залипании» контактов трехходовый клапан будет всегда находиться в положении «Отопление».  При открытии крана с горячей водой котел включится, теплоноситель начнет циркулировать по системе отопления вместо того, чтобы проходить через вторичный теплообменник, нагрев воды для горячего водоснабжения (ГВС) будет отсутствовать. При этом каких-либо ошибок на дисплее не отображается.
    • И наоборот, если при подаче питания на реле для переключения трехходового клапана в режим «Отопление» оно не сработает, то теплоноситель начнет циркулировать через вторичный теплообменник, а не через радиаторы. При этом отбора тепла происходить не будет и котел отключится примерно через минуту из-за быстрого нагрева теплоносителя до установленной температуры. Выждав определенную паузу, котел снова включится и по достижении заданной температуры теплоносителя выключится. Далее циклы будут повторяться.
    • При полном обрыве цепи через контакты трехходовый клапан может остаться в одном из положений, которое было до обрыва цепи, то-есть либо в режиме ГВС, либо в режиме отопление. Если обрыв (перегорание) контактов произойдет в момент работы сервопривода трехходового клапана, то он может остаться в промежуточном состоянии, при этом часть теплоносителя будет проходить через вторичный теплообменник ГВС, а часть через систему отопления.

    3. RL03 — переключение скорости циркуляционного насоса (одна группа контактов на переключение)

    • Если реле не будет срабатывать, то насос котла будет работать только на низкой скорости.
    • При «залипании» контактов насос котла будет работать только на высокой скорости.

    При неисправности RL03 ошибок на дисплее не будет, поэтому данную неисправность заметить сложно.  Рассмотрим вариант, когда насос будет работать постоянно на низкой скорости. Скорость потока теплоносителя (расход теплоносителя) может оказаться недостаточной для равномерного прогрева всей системы отопления, в частности, радиаторы отопления могут нагреваться не полностью. Кроме того, может наблюдаться частое включение/выключение котла из-за перегрева. Для контроля скорости потока теплоносителя рекомендуется устанавливать расходомеры. Я установил себе расходомер теплоносителя собственной разработки. Теперь я знаю, что если скорость потока уменьшилась, значит в системе отопления что-то пошло не так. Как правило, причиной уменьшения скорости потока является засорение фильтров.

    4. RL04 — вкл/выкл циркуляционного насоса (одна группа контактов на замыкание) 

    • При «залипании» контактов насос будет работать постоянно.  Ошибки на дисплее не будет.
    • Если реле не сработает, то насос не включится и циркуляции теплоносителя в системе не будет. На дисплее могут быть ошибки из ряда 103 — 107, что будет означать «Недостаточная циркуляция». Возможен перегрев первичного теплообменника с выдачей ошибки 101.

    5. RL05 — подача напряжения на газовый клапан и блок розжига (одна группа контактов на замыкание) 

    • Если реле не сработает, будет отсутствовать подача питания на блок розжига, в результате зажигания газа не произойдет. Котел заблокируется с указанием ошибки 501, которая означает «Нет пламени на горелке». Предполагаю, что газовый клапан при этом будет закрыт.
    • Ситуация с «залипанием» контактов не моделировалась. Можно предположить, что постоянно будет включен режим зажигания (искра для розжига).

    6. RL06 — подача напряжения на газовый клапан и блок розжига (одна группа контактов на замыкание) 

    • Если реле не сработает, газовый клапан останется в закрытом состоянии, газ в камеру сгорания поступать не будет, блок розжига сработает и выполнит несколько попыток зажигания (воспринимается на слух), после чего котел заблокируется с указанием ошибки 501.
    • Ситуация с «залипанием» контактов не моделировалась.

    В следующей публикации будут рассмотрены ошибки котла Ariston Class 24FF и причины их возникновения.

    Поделиться ссылкой:

    GuiYang Hi-Tec YiGe Electronic Co., Ltd.

    Специальный производитель MOV для SPD и бортового SPD

    Главный разработчик китайского национального стандарта по варисторам

    Вице-председатель и заместитель генерального секретаря Китайского комитета по варисторным технологиям

    История компании GuiYang High-Tec . YiGe Electronic Co., Ltd.

    2000 Основание компании Guizhou Flyboat Electronic Co., Ltd.

    2004 Построена новая производственная линия, прошедшая сертификацию системы обеспечения качества ISO9001.

    2005 Участвовал в разработке национальных стандартов. Компоненты для низковольтных устройств защиты от импульсных перенапряжений: Спецификация на металлооксидный варистор (MOV).

    2008 Предложена концепция концентрации точки пробоя диска силового тока посередине.

    2009 Самостоятельно созданная технология очагового концентрирования совершила прорыв и нашла применение в производстве.

    2010 Создание компании GuiYang High-Tec. YiGe Electronic Co., Ltd.

    2011 Будучи первой в мире компанией, которая достигла точки разрыва промышленной частоты MOV серии 34S, зафиксированной в центре кристалла с радиусом 1 см, точка разрыва частоты MOV от случайной до контролируемой.

    2012 Запуск независимых прав интеллектуальной собственности, которая имеет безопасные молниевые варисторы с самозащитой (Safe Metal Oxside Varistor)

    2014 Участвовал в пересмотре международного стандарта IEC 61643-331

    2016 Участвовал в разработке отрасли стандарты Технологическая спецификация металлооксидного варистора (MOV) устройства защиты от перенапряжения (SPD).

    2015 Годовое производство MOV достигло более 6 миллионов, в то время как SMOV и SPD достигли более 2 миллионов.

    2016 Лаборатория молниезащиты с испытательным стендом для моделирования молнии 120 кА 8/20 мкс, 15 кА 10/350 мкс, испытательной машиной для испытания на стойкость к энергии прямоугольной волны 800A2 мс, испытательным стендом для имитации перенапряжения при коротком замыкании промышленной частоты, испытательным стендом для испытания на старение при высоких температурах, влажностью Изготовлен бокс для испытания на термостойкость и другое профессиональное оборудование для обнаружения.

    2017 Получите сертификат UL

    2018 Получите сертификат TÜV

    2020 Построен стандартизированный цех 9000㎡ с годовой производительностью 15 миллионов MOV и 3 миллиона бортовых SPD.

    Компания GuiYang Hi-Tec YiGe Electronic Co., Ltd была основана в октябре 2010 года. Более 20 лет мы занимаемся металлооксидным варистором (MOV), устройствами защиты от перенапряжения (SPD) и сопутствующими технологическими услугами. Как национальное высокотехнологичное предприятие, мы обладаем сильным потенциалом в области исследований и разработок (НИОКР) и конкурентоспособными технологическими достижениями. Кроме того, мы поддерживаем долгосрочное тесное сотрудничество с Университетом Гуйчжоу и получаем патенты на многие выдающиеся изобретения.

    Юридическое лицо г.Цзихао Фэй — известный эксперт по варисторным технологиям, проработавший 5 лет в Международной электротехнической комиссии (IEC) SC37B и в Китайском институте электроники (CIE) в течение 15 лет. Он участвовал в разработке международного стандарта: IEC61643-331.2017: Компоненты для низковольтных устройств защиты от импульсных перенапряжений. Часть 331: Требования к рабочим характеристикам и методы испытаний металлооксидных варисторов (MOV). Кроме того, г-н Цзихао Фэй также является основным разработчиком национального стандарта: GB18802.331.2020: Компоненты для низковольтных устройств защиты от перенапряжения, Часть 331: Требования к характеристикам и методы испытаний для металлооксидных варисторов (MOV).

    Благодаря поддержке различных специальных фондов НИОКР, производительность наших продуктов достигла высочайшего уровня в Китае и признана ведущими китайскими производителями, большинство наших продуктов имеют сертификаты UL и TUV. Кроме того, наша компания получила сертификат системы менеджмента качества ISO 9001: 2018. Наша хорошо функционирующая операционная система обеспечивает постоянство и стабильность работы наших продуктов, что, в свою очередь, создает устойчивую конкурентоспособность на рынке.

    Мы построили современный стандартный цех площадью 9000 квадратных метров, наняли более 100 квалифицированных сотрудников и создали три современные производственные линии с годовой производительностью 15 миллионов стандартных MOV 34S и 3 миллиона бортовых SPD. У нас также есть полный список испытательного оборудования, в том числе молниезащитный тестер 120 кА 8/20 мкс и 15 кА 10/350 мкс, прямоугольный импульсный тестер 2 мс, тестер временного перенапряжения промышленной частоты (TOV), испытательная камера на старение при высоких температурах, камера с постоянной температурой и влажностью, что эффективно гарантирует безопасность и надежность работы нашей продукции.Мы решили множество сложных задач в производстве MOV и SPD. Мы также помогли нашим клиентам решить множество сложных проблем, связанных с технологическими приложениями, и создали большую ценность для наших клиентов.

    Все продукты | Schneider Electric, Филиппины

  • Доступ к энергии

  • Автоматизация и управление зданиями

  • Критическая мощность, охлаждение и стойки

  • Промышленная автоматизация и управление

  • Низковольтные изделия и системы

  • Распределение среднего напряжения и автоматизация сетей

  • Жилой и малый бизнес

  • Солнечные батареи и накопители энергии

  • Деградация варистора из оксида металла — журнал IAEI

    Цель этого документа — предоставить обзор процесса деградации, который может происходить в металлооксидных варисторах (MOV).MOV — это переменные резисторы, состоящие в основном из оксида цинка (ZnO) и предназначенные для ограничения или отвода скачков напряжения при переходных процессах. MOV обладают относительно высокой способностью поглощать энергию, что важно для долговременной стабильности устройства. Растущий спрос на варисторы из ZnO обусловлен нелинейными характеристиками, а также диапазоном напряжения и тока, в котором они могут использоваться. Этот диапазон намного превосходит устройства, состоящие из других материалов, которые использовались до разработки MOV.1

    Если MOV используются в пределах их четко определенных спецификаций, ухудшение характеристик из-за окружающей среды маловероятно. Однако среда, в которой используются MOV, четко не определена. Низковольтные сети переменного тока подвержены ударам молнии, коммутационным процессам, скачкам / провалам напряжения, временным перенапряжениям (TOV) и другим подобным помехам. Из-за разнообразия помех, которым подвержены MOV, во многих приложениях возможны ухудшение характеристик или отказ.

    MOV надежно выполняют свои функции и имеют низкую интенсивность отказов при использовании в установленных пределах.Чтобы MOV работал без сбоев или деградации, он должен быстро рассеивать поглощенную энергию и возвращаться к своей рабочей температуре в режиме ожидания. Способность рассеивать энергию в окружающую среду будет зависеть от конструкции самой среды — окружающей температуры, вентиляции, теплоотвода, плотности и плотности других компонентов, близости источников тепла, веса проводников печатных плат, наличия устройств тепловой защиты и т. Д. • Деградация и катастрофические отказы могут произойти, если MOV подвергается переходным скачкам, превышающим его номинальные значения энергии и пикового тока.

    Срок службы MOV определяется как время, необходимое для достижения состояния теплового разгона. Связь между температурой окружающей среды и сроком службы MOV может быть выражена уравнением скорости Аррениуса,

    t = t 0 exp [E a -f (V)] / RT

    где:

    (t) = время до теплового разгона,

    т 0 = константа,

    R = постоянная,

    E a = энергия активации,

    T = температура в Кельвинах,

    и f (В) = приложенное напряжение.

    Большинство скоростных моделей Аррениуса предполагают повышенное напряжение и / или повышенную температуру для ускорения скорости реакции (т. Е. Деградации или времени до теплового разгона) и не учитывают в достаточной мере пагубные последствия предыстории помпажа.2 История помпажа, особенно кратковременные скачки выше номинальных максимумов , возможно, вносят наибольший вклад в снижение напряжения варистора, увеличение тока утечки в режиме ожидания и окончательный тепловой пробой. Когда повышенное напряжение применяется в течение более чем микросекунд, физические и химические изменения происходят во многих пограничных слоях многопереходного MOV-устройства.Как и в случае с однопереходными полупроводниковыми приборами, эти изменения происходят на электронном и атомном уровнях со скоростью, определяемой скоростью диффузии структурных дефектов — электронов, электронных дырок, межузельных вакансий и ионов. Джоулевое нагревание MOV быстро увеличивается и превышает способность MOV рассеивать тепло, вызывая состояние теплового разгона и прекращая эффективный срок службы MOV.

    Металлооксидные варисторы Описание

    MOV

    — это биполярные керамические полупроводниковые устройства, которые работают как нелинейные резисторы, когда напряжение превышает максимальное непрерывное рабочее напряжение (MCOV).Термин варистор — это общее название резистора с переменным напряжением. Сопротивление MOV уменьшается с увеличением величины напряжения. MOV действует как разомкнутая цепь при нормальных рабочих напряжениях и проводит ток во время переходных процессов напряжения или повышения напряжения выше номинального MCOV.

    Современные MOV разработаны с использованием оксида цинка из-за их нелинейных характеристик, а полезный диапазон напряжения и тока намного превосходит варисторы из карбида кремния. Характерной особенностью варисторов из оксида цинка является экспоненциальное изменение тока в узком диапазоне приложенного напряжения.В пределах полезного диапазона напряжений варистора соотношение напряжение-ток аппроксимируется выражением: 2

    где:

    I = ток в амперах,

    В = напряжение,

    A = материальная постоянная, а

    a = показатель степени, определяющий степень нелинейности.

    MOV Отказы

    MOV

    обладают большой, но ограниченной способностью поглощать энергию, и в результате они периодически выходят из строя. К значительным механизмам отказа MOV относятся: электрический пробой, термическое растрескивание и тепловой разгон, все в результате чрезмерного нагрева, в частности, из-за неравномерного нагрева.Неравномерный джоулевый нагрев возникает в MOV в результате электрических свойств, которые возникают либо в процессе изготовления варистора, либо в статистических флуктуациях свойств, которые обычно возникают в поликристаллических материалах.6

    Существует три основных режима отказа для MOV, используемых в устройствах защиты от перенапряжения.3

    1. MOV выходит из строя из-за короткого замыкания.

    2. MOV выходит из строя из-за разрыва цепи.

    3. MOV не работает как линейное сопротивление.

    Примечание: MOV малого диаметра, которые изначально выходят из строя из-за короткого замыкания, скорее всего, выйдут из строя как разомкнутая цепь из-за поглощения большого продолжительного тока внутри MOV.

    Отказ из-за короткого замыкания MOV обычно ограничивается местом прокола между двумя электродами на диске. Большой ток короткого замыкания может создать плазму внутри керамики с достаточно высокими температурами, чтобы расплавить керамику из оксида цинка. Этот режим отказа может быть вызван длительным перенапряжением, например переключением с реактивной нагрузки или тепловым разгоном MOV, подключенного к сети переменного тока.

    Отказы разомкнутой цепи возможны, если MOV работает в установившемся режиме выше его номинального напряжения.Экспоненциальное увеличение тока вызывает перегрев и возможное разделение провода и диска в месте паяного перехода.

    Деградация MOV

    Хорошо известно, что MOV ухудшаются из-за одиночных и множественных токовых импульсов. Результаты испытаний, задокументированные в Mardira, Saha и Sutton, показывают, что MOV могут ухудшаться из-за импульсного тока 8/20 мкс при 1,5-кратном номинальном импульсном токе MOV. 20-миллиметровый MOV с номинальным импульсным током 10 кА будет ухудшаться, если приложить одиночный импульсный ток 15 кА.5

    Когда MOV ухудшаются, они становятся более проводящими после того, как на них воздействует постоянный ток или импульсный ток. MOV обычно испытывают деградацию из-за чрезмерных скачков, превышающих номинальные значения MOV во время работы. Однако многие MOV не показывают признаков ухудшения при работе ниже заданного порогового напряжения. Деградация MOV в первую очередь зависит от их состава и изготовления, а также от их применения или режима работы.

    Было обнаружено, что

    деградированных MOV имеют меньший средний размер зерна и изменение положения дифракционного пика по сравнению с новым образцом.5 Неравномерное распределение температуры в материале происходит из-за развития локальных горячих пятен во время импульса тока и растворения в некоторых других фазах.

    В условиях сильного тока соединения оксида цинка в MOV начинают разрушаться, что приводит к более низкому измеренному MCOV или напряжению включения. По мере того как деградация продолжается, MCOV MOV продолжает падать до тех пор, пока не начнет работать непрерывно, замыкаясь или фрагментируясь в течение нескольких секунд.

    Одним из ключевых параметров, связанных с измерением деградации варистора, является ток утечки.Ток утечки в зоне перед пробоем MOV важен по двум причинам:

    1. Утечка определяет величину потерь мощности, которые, как ожидается, будет генерировать MOV при приложении номинального установившегося рабочего напряжения.

    2. Ток утечки определяет величину установившегося рабочего напряжения, которое MOV может принять без выделения чрезмерного количества тепла.

    Полный ток утечки складывается из резистивного и емкостного тока.Резистивная составляющая тока является термически стимулированной и является значительной, так как она отвечает за джоулев нагрев внутри устройства. Емкостной ток является функцией значения емкости MOV и приложенного переменного напряжения. Если MOV подвергается повышенному напряжению при определенной температуре, внутренний ток увеличивается со временем. И наоборот, если MOV подвергается повышенной температуре при определенном приложенном напряжении, внутренний ток увеличивается со временем. Это явление усугубляется повышенным рабочим напряжением и еще более усугубляется повышенными температурами.Срок службы MOV в первую очередь определяется величиной внутреннего тока и его повышением температуры, напряжения и времени. По мере увеличения тока количество тепла (если не дать ему рассеяться) может быстро повысить температуру устройства. Это состояние может привести к тепловому разгоне, который может вызвать разрушение MOV.

    Фотография 1. MOV 40 мм с номиналом MCOV 130 В переменного тока. Во время испытания было приложено 240 В переменного тока при 15 А, и MOV зажег.

    Испытания были проведены на предмет теплового разгона. Фото 1 — это 40-миллиметровый MOV с рейтингом MCOV 130 вольт переменного тока. Во время испытания было приложено 240 В переменного тока при 15 А, и MOV зажег.

    MOV

    демонстрируют большее рассеивание мощности при более высоких температурах при фиксированном напряжении. Эта характеристика может привести к тепловому разгоне. Если увеличение рассеиваемой мощности MOV происходит быстрее, чем MOV может передавать тепло в окружающую среду, температура MOV будет увеличиваться до тех пор, пока он не будет разрушен.

    MOV постепенно ухудшаются, когда они подвергаются импульсным токам, превышающим их номинальную мощность. Окончание срока службы обычно указывается, когда измеренное напряжение варистора (Vn) изменилось на + 10 процентов. 4 MOV обычно работают после окончания срока службы, как определено. Однако, если MOV испытывает последовательные всплески, каждое из которых вызывает дополнительное 10-процентное снижение Vn, MOV может вскоре достичь уровня Vn ниже пикового повторяющегося значения для приложенного Vrms. Когда это состояние достигается, MOV потребляет ток более 1 мА в течение каждого полупериода синусоидального напряжения, что равносильно тепловому разгоне.Практически во всех случаях значение Vn уменьшается при воздействии импульсных токов. Ухудшение проявляется в увеличении тока холостого хода при максимальном нормальном рабочем напряжении в системе. Чрезмерный ток холостого хода во время нормальной, установившейся работы вызовет нагрев варистора. Поскольку варистор имеет отрицательный температурный коэффициент, ток будет увеличиваться по мере того, как варистор нагревается. Может произойти тепловой пробой с последующим выходом из строя варистора.

    Littelfuse публикует кривые мощности импульсов варистора, которые показаны на рисунке 3.Кривые мощности импульса показывают зависимость максимального импульсного тока от длительности импульса в секундах. Следует отметить, что напряжения, превышающие указанные условия, могут привести к необратимому повреждению устройства.

    Номинальные параметры рассеиваемой мощности

    Если переходные процессы происходят в быстрой последовательности, средняя рассеиваемая мощность равна энергии (ватт-секунды) на импульс, умноженной на количество импульсов в секунду. Вырабатываемая мощность должна соответствовать характеристикам, указанным в таблице выше. Рабочие параметры должны быть снижены при высоких температурах, как показано на рисунке 2.Обратите внимание на быстрое падение номинального значения при температуре выше 85 ° C.

    Варисторы

    могут рассеивать относительно небольшое количество средней мощности по сравнению с импульсной мощностью и не подходят для повторяющихся применений, которые требуют значительного рассеивания мощности.

    В стандарте ANSI / IEEE C62.33 (1982) для устройств защиты от импульсных перенапряжений указано следующее: «Номинальные значения одиночного и долговечного импульсного тока являются подходящими тестами устойчивости варистора к импульсным перенапряжениям. При отсутствии специальных требований энергетические рейтинги рекомендуются для использования только в качестве дополнения к преобладающим номинальным токам и для решения прикладных проблем, которые более удобно рассматривать с точки зрения энергии.”7

    Среднее время до отказа (MTBF)

    Среднее время безотказной работы — это мера типичного количества часов, в течение которых варистор будет непрерывно работать при заданной температуре, прежде чем произойдет сбой. Методы ускоренного испытания на старение используются для понимания и минимизации процесса деградации MOV.

    Для получения значения MTBF используются методы ускоренного тестирования на старение, позволяющие получить необходимые данные точно и надежно за короткий период времени. Ниже приводится краткое объяснение того, как проводится испытание на ускоренное старение:

    1.Получите 60-90 MOV из одного и того же производственного цикла.

    2. Сначала проверьте напряжение варистора при 1 мА и ток утечки при номинальном рабочем напряжении постоянного тока.

    3. Поместите 20–30 варисторов в равном количестве в три отдельные температурные камеры, для которых установлена ​​температура 85 °, 105 ° C и 125 ° C.

    4. Подайте на устройства номинальное напряжение переменного тока.

    5. Каждые 100 часов удаляйте варисторы из испытательных камер и измеряйте напряжение варистора при 1 мА и ток утечки при номинальном рабочем напряжении постоянного тока.

    6. Если ток утечки превышает 100 мкА (произвольная точка отказа), снимите устройство с испытания и запишите количество часов до отказа.

    7. Продолжайте тестирование до тех пор, пока все устройства не выйдут из строя или не будет собрано достаточно данных для точного построения кривой данных.

    8. Введите данные в программу анализа данных и экстраполируйте время до отказа при других температурах.

    Время, необходимое для выполнения этого теста, может быть большим.Обычно Maida тестирует свои MOV в течение 10 000–15 000 часов (416–625 дней) до завершения теста. Критерии, используемые для обозначения сбоя или времени между тестами, произвольны. Значения, показанные в процедуре, — это то, что Maida использует для запуска своего теста. При необходимости для этих параметров можно использовать другие значения.

    Используя модель Аррениуса, собранные данные импортируются в электронную таблицу, а затем экспортируются в программу построения кривой. Используя уравнения модели Аррениуса, MTBF для заданной температуры строится и распечатывается.

    Ускоренное тестирование использовалось в моделях прогнозирования надежности. Ускоренное тестирование позволяет точно оценить надежность и частоту отказов за относительно короткий период времени. Интенсивность отказов, полученная в результате проведения электронных компонентов в условиях ускоренных испытаний, используется для оценки интенсивности отказов при нормальных условиях эксплуатации.

    Рисунок 1. Кривые мощности импульса

    Исследования показали, что выход из строя многих электронных компонентов, в частности варисторов, происходит из-за процессов химической деградации, которые ускоряются повышением температуры.Модель Аррениуса нашла широкое применение в технологии ускоренных испытаний. Модель Аррениуса применима, если:

    1. Наиболее значительные напряжения — термические.

    2. Ожидаемый средний срок службы логарифмически зависит от температуры.

    Модель обычно описывается следующим уравнением:

    ML = e A + B / T

    где:

    ML: Средняя продолжительность жизни

    A, B: Константы, полученные эмпирическим путем из данных испытаний на долговечность.Значения константы зависят от характеристик испытуемого материала и метода.

    T: Абсолютная температура в Кельвинах

    Ожидаемый средний срок службы (ML) варистора при нормальных рабочих температурах рассчитывается по приведенному выше уравнению. Константы A и B рассчитываются по графику (ML в зависимости от температуры), полученному в ходе эксперимента по ускоренному тестированию. Следующие два уравнения упрощают расчет A и B:

    B = (ln ML 1 / ML 2 ) (1 / T 1 — 1 / T 2 ) -1

    А,

    A = ln (ML I ) — B / T I

    T 1 и T 2 — высокие температуры, используемые во время ускоренного тестирования, а ML1 и ML2 — соответствующие средние сроки службы, полученные в ускоренном тесте.

    Варистор обычно работает при температуре ниже 40 ° C, токе в режиме ожидания менее 50 мкА и напряжении (10-15%) ниже MCOV.

    Средний срок службы электронного компонента — это ожидаемый средний или средний срок службы компонента. Средний срок службы оценивается путем тестирования выборки компонентов в течение определенного периода времени, затем:

    Число «часов варистора» при испытании в любое время можно вычислить, прибавив срок службы варисторов, вышедших из строя до момента оценки, в часах, к сроку службы в часах наблюдаемых варисторов. которые не потерпели неудачу.Чем больше количество часов элемента (время тестирования), тем больше уверенности в получаемых оценках среднего срока службы.

    Рис. 2. Кривая снижения номинальных значений тока, энергии и мощности

    На рис. 3 показан недавно завершенный анализ MTBF для варистора типа D69ZOV251RA72.

    Рис. 3. Пример недавно проведенного анализа наработки на отказ на отказ для варистора типа

    .

    Вертикальная ось (ML) — это метка, обозначающая средний срок службы (или среднее время до отказа) MOV, выраженный в часах.Горизонтальная ось (1 / TEMP IN K) представляет собой метку температуры, выраженную в обратной величине температуры в Кельвинах. Как читатель может видеть из примера, ML при 0,00299 -1 (61,5 ° C или 334,5 ° K) равняется 1e + 06 или 1 миллиону часов. ML при 0,0023 -1 (161,8 ° C или 434,8 ° K) равняется 100 часам.

    Заключение

    MOV

    обычно используются в широком спектре систем молниезащиты, в устройствах защиты от импульсных перенапряжений низкого напряжения, ограничителях импульсных перенапряжений (TVSS).MOV также включены в обычное бытовое оборудование, включая источники бесперебойного питания (ИБП), телевизоры и приемники объемного звука. Важно понимать производительность такого широко используемого устройства, поскольку эти знания могут помочь уменьшить количество отказов и повысить надежность энергосистемы.

    Благодарность

    Автор с благодарностью отмечает вклад Леона Брэндона, доктора философии, вице-президента по инженерным вопросам, Maida Development Corporation.

    Список литературы
    1 L.М. Левинсон (редактор): «Электронная керамика — свойства, устройства и приложения», Marcel Dekker, Inc.; Нью-Йорк; 1988

    2 Компания «Майда Девелопмент»: «Цинк-оксидные варисторы», каталог 2000-2001 гг., С. 5-7

    3 Д. Биррелл и Р. Б. Стендлер: «Отказы ограничителей перенапряжения в сети низкого напряжения», IEEE Transactions on Power Delivery, 1993, Vol. 8, № 1

    4 Р. Б. Стендлер: «Защита электронных схем от перенапряжений», John Wiley & Sons Inc. 1989, стр. 138

    5 к.П. Мардира, Т.К. Саха и Р. А. Саттон: «Влияние электрического разрушения на микроструктуру варистора из оксида металла», IEEE 0-7803-7285-9 / 01, 2001.

    6 М. Бартковяк: «Локализация тока, неоднородный нагрев и отказы варисторов из ZnO», Общество исследования материалов, 1998 г., Symp. Proc. Vol. 500.

    7 Littelfuse: «Варисторные продукты», 2002 г. Каталог, стр. 35-39

    V151HA32 datasheet — Varistor Products

    IRFR3711 : Один N-канальный силовой полевой МОП-транзистор с шестигранной головкой на 20 В в корпусе D-pak.Применения l Высокочастотные изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный с синхронным выпрямлением для телекоммуникационного и промышленного использования l Высокочастотные понижающие преобразователи для серверного процессора Синхронный полевой транзистор l Оптимизирован для синхронных понижающих преобразователей, включая преимущества емкостной невосприимчивости к индуцированному включению Сверхнизкое сопротивление затвора l Очень низкий RDS (вкл.) При 4.5V VGS l Полностью.

    TC74HCT139AFN : Серия TC74HCT. Функция = двойной декодер 2-в-4 строк ;; Контакты = 16.

    LA-6951 : внутрисхемный эмулятор для Renesas H8 / 300 и H8 / 500.Поддержка семейств 300, 300H и 500 Поддержка 5 В и 3,3 В Полная поддержка связи до 20 МГц Поддержка встроенного ПЗУ и эмуляции флэш-памяти Банковское дело 16 МБ (256 банков) Двухпортовая память Программно-совместимый интерфейс монитора ПЗУ со всеми компиляторами Поддержка ОСРВ Интерфейс инструмента CASE Windows9x, Интерфейс Windows NT и X TRACE32-ICEH8 поддерживает большинство членов семейства H8.

    699 : Двухрядные прецизионные сети с тонкопленочными резисторами. Двухрядные прецизионные сети из тонкопленочных резисторов Уникальное пассивирующее покрытие устраняет проблемы с влажностью и позволяет использовать в приложениях, традиционно ограниченных нитридом тантала. Превосходит другие материалы для тонкопленочных резисторов, обеспечивая отличные допуски, согласование соотношений, температурный коэффициент и отслеживание температуры. Улучшенные характеристики.

    337LMB350M2CH : + 105c 3000 часов Алюминиевые электролитические конденсаторы с защелкивающимся креплением. I Длительный срок службы (12000 часов + 85 ° C) I Высокие значения пульсаций тока I Доступны несколько размеров корпуса S 2, 3 и 4 провода I Бессвинцовые провода I Возможность монтажа на печатной плате Допуск емкости Диапазон рабочих температур Бросок напряжения WVDC SVDC WVDC Коэффициент рассеяния 120 Гц, 20C Емкость tan Время утечки: 3000 часов при 105 ° C с номинальным постоянным напряжением постоянного тока и током пульсаций.

    Mh26TCG : 8-контактный DIP, 3.Тактовый генератор на 3 или 5,0 вольт, Hcmos / ttl. Стандартный корпус на 8 DIP или версии на 5,0 В Доступна версия, совместимая с RoHs (-R) Вариант с трехсторонним режимом с низким уровнем джиттера Широкий диапазон рабочих температур MtronPTI оставляет за собой право вносить изменения в описанные здесь продукты и услуги без предварительного уведомления. Мы не несем ответственности за их использование или применение. Пожалуйста, посетите www.mtronpti.com, чтобы получить полную информацию.

    132372 : Разъемы RF SMA STRAIGHT END LAUNCH SURFACE MNT. Этот прецизионный сверхминиатюрный разъем A (SMA) от Amphenol Connex обеспечивает превосходные электрические характеристики в диапазоне от постоянного тока до 18 ГГц.Этот высокопроизводительный разъем SMA имеет компактные размеры, исключительную надежность и доступен в версиях со стандартной и обратной полярностью. Построен в соответствии с MIL-C-39012.

    2643801502 : ТВЕРДЫЙ КРУГЛЫЙ ЯДРО ПОДАВЛЕНИЯ ЭМИ. s: Импеданс: 87 Ом; Марка феррита: 43; Диапазон частот: от 25 МГц до 300 МГц; Макс. Сопротивление постоянному току: -; Номинальный ток постоянного тока: -; Крепление феррита: трубчатое; Тип ферритового корпуса: -; MSL: -.

    2N4117A : Транзистор. s: Тип транзистора: JFET; Напряжение пробоя Vbr: -40В; Idss тока стока нулевого напряжения затвора: -; Напряжение отсечки затвор-исток Vgs (выкл.) Макс .: -1.8В; Рассеиваемая мощность Pd: 300 мВт; Диапазон рабочих температур: от -55 ° C до + 175 ° C; Тип корпуса транзистора: TO-206AF; Количество контактов: 4.

    ECQ-B1h201KF : Радиальный пленочный конденсатор 100 пФ; КРЫШКА ПЛЕНКА 100PF 50VDC РАДИАЛЬНАЯ. s: Емкость: 100 пФ; Допуск: 10%; Диэлектрический материал: полиэстер; Упаковка / Корпус: Радиальный; Упаковка: навалом; Расстояние между выводами: 0,197 дюйма (5,00 мм); ESR (эквивалентное последовательное сопротивление): -; Тип монтажа: сквозное отверстие;: универсальное; статус бессвинца: бессвинцовый; статус RoHS: соответствует требованиям RoHS.

    171-GREY : Корпуса, коробки и кейсы 4,88X6,88X1,51 GY. s: Производитель: SERPAC; Категория продукта: Корпуса, коробки и корпуса; RoHS: подробности; Длина: 6,88 дюйма; Ширина: 4,88 дюйма; Высота: 1,51 дюйма; Материал: акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) пластик; Цвет: серый; : Таможня, цвета, обработка, формование и тампонная печать, стандартный дизайн из двух частей; Воспламеняемость.

    D38999 / 20KA98PN : нержавеющая сталь, пассивированный монтаж на панели, фланцевые круглые разъемы, соединительная розетка, штыревые контакты; CONN RCPT 3POS WALL MNT W / PINS.s: Тип разъема: Розетка, Штекерные контакты; Размер корпуса — Вставка: 9-98; Тип установки: на панель, фланец; Тип крепления: резьбовое; : -; Упаковка: навалом; Количество позиций: 3; Прекращение: обжим; Материал корпуса.

    FSFR1700US : Преобразователи постоянного тока Pmic — Ac, автономная интегральная схема коммутатора (ics) Трубка 9,6 В ~ 25 В; IC FPS POWER SWITCH 9-SIP. s: Упаковка: Туба; Упаковка / корпус: 9-SIP; Мощность (Вт): 200 Вт; Напряжение — Вход: 9,6 В ~ 25 В; Напряжение — Выход: 500 В; Частотный диапазон: 94 кГц ~ 106 кГц; Рабочая температура: -40 ° C ~ 130 ° C; Изоляция выхода: Изолированная; Бессвинцовый статус :.

    ERJ-S02F2551X : Чип резистор 2,55 кОм 0,1 Вт, 1/10 Вт — поверхностный монтаж; RES АНТИСЕРНЫЙ 2,55KOHM 1% 0402. s: Сопротивление (Ом): 2,55K; Мощность (Вт): 0,1 Вт, 1/10 Вт; Допуск: 1%; Упаковка: лента и катушка (TR); Состав: толстая пленка; Температурный коэффициент: 200 ppm / C; Статус без свинца: без свинца; Статус RoHS: Соответствует RoHS.

    IPB65R110CFDA : ПИТАНИЕ, FET.

    T492A104J050Dh5251 : КОНДЕНСАТОР, ТАНТАЛ, ТВЕРДЫЙ, ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ, 50 В, 0.1 мкФ, УСТАНОВКА НА ПОВЕРХНОСТИ, 1206. s: Конфигурация / Форм-фактор: Чип-конденсатор; Общие: поляризованные; Диапазон емкости: 0,1000 мкФ; Допуск емкости: 5 (+/-%); WVDC: 50 вольт; Ток утечки: 0,5000 мкА; Тип установки: технология поверхностного монтажа; Размер корпуса EIA: 1206; Рабочая Температура:.

    4831A02 : КНОПЧАТЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, SPST, АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ, С ПРОХОДНЫМ ОТВЕРСТИЕМ, ПРЯМО. s: Привод s: ПЛУНЖЕР; Функция переключателя: альтернативный контакт (Push-Push); Механизм переключения: однополюсный, односторонний (SPST); Максимальный номинальный ток: 6 ампер; Максимальное номинальное напряжение переменного тока: 125 вольт; Максимум.Механическая жизнь: 10000 Количество электрических операций; Тип клеммы: клеммы под пайку; : DustProof ,.

    Различение отказов металлооксидных варисторов, связанных с перенапряжениями и временными перенапряжениями, в конструкциях оборудования конечного использования

    Отказ оборудования, вызванный TOV, может быть уменьшен за счет надлежащей координации линейного предохранителя и MOV.

    Филип Ф. Киблер, Кермит О. Фиппс и Дони Настаси
    EPRI Solutions
    Ноксвилл, Техас, США

    В реальных электрических средах жилых, коммерческих и промышленных объектов наблюдается широкий спектр нарушений из-за пониженного и перенапряжения.Примеры нарушений пониженного напряжения включают провалы напряжения, кратковременные прерывания и длительные пониженные напряжения. Примеры нарушений перенапряжения включают скачки и временные перенапряжения (TOV). Существует также ряд подкатегорий помпажа — например, скачки кольцевой волны и скачки комбинированной волны. Кольцевые волны обычно не вызывают повреждения линейных предохранителей и металлооксидных варисторов (MOV). С другой стороны, выброс комбинированной волны обычно вызывает повреждение линейного предохранителя и MOV, а также выход из строя конечного оборудования.MOV предназначены для рассеивания энергии, возникающей в результате скачков напряжения. Эта энергия является продуктом напряжения ограничения и результирующего протекания импульсного тока, когда MOV фиксирует импульсное напряжение. При правильном согласовании линейного предохранителя и MOV оборудование может быть защищено от многократных вызывных и комбинированных скачков напряжения менее 4000 вольт. MOV не предназначены для защиты оборудования от TOV, но отказ оборудования в результате кратковременных и более низких значений TOV может быть уменьшен за счет надлежащей координации линейного предохранителя и MOV.В этой статье сначала обсуждаются отраслевые стандартные определения перенапряжения и TOV, а также описываются основные схемы защиты от перегрузки по току и перенапряжения, используемые в оборудовании конечного использования. Далее в статье описываются некоторые характеристики реальных отказов MOV, вызванных скачками напряжения и TOV, а также дается краткое обсуждение координации линейных предохранителей и MOV. Наконец, в статье представлен базовый подход к определению того, как сетевой предохранитель и MOV будут реагировать на скачки напряжения и TOV, с последующими фактическими данными испытаний.Эта информация может быть полезна проектировщикам оборудования при определении причины отказов линейного предохранителя и MOV, а также при определении размеров линейного предохранителя и MOV для обеспечения адекватной защиты от скачков напряжения и, таким образом, уменьшения нежелательных отказов оборудования, которые могут привести к увеличению стоимости ремонта и гарантийных претензий.

    ЧТО ТАКОЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ ПРОТИВ ВРЕМЕННОГО ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ?

    Поскольку TOV и скачки напряжения являются перенапряжениями и могут вызвать повреждение оборудования, начинающие проектировщики оборудования, только знакомые с различными типами электрических помех, связанных с перенапряжением, в области качества электроэнергии и проектирования совместимости систем могут спутать TOV с перенапряжением.Кроме того, дизайнеры могут быть не знакомы с ТОВ. ТОВ легко спутать с всплеском. Чтобы различать различия, давайте начнем с изучения отраслевых стандартных определений, разработанных IEEE как для скачков, так и для TOV.

    ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

    Поскольку скачки напряжения являются результатом естественного и искусственного электрического явления и присутствуют в различных типах силовых и сигнальных цепей в электрической среде, слово скачок определено в различных стандартах IEEE, связанных с перенапряжениями, поскольку оно применяется к конкретной электрической среде и / или оборудование.Примеры этих стандартов включают стандарты под эгидой IEEE Power Engineering Society (PES), а именно несколько стандартов C62 [включая недавно пересмотренную Trilogy, спонсируемую Комитетом по устройствам защиты от импульсных перенапряжений (SPD)], Стандарт IEEE 100-2000 — Авторитетный словарь терминов стандартов IEEE и Стандарт IEEE 1250-1995 (R2002) — Руководство IEEE по обслуживанию оборудования, чувствительного к кратковременным сбоям напряжения . Трилогия включает три документа:

    • Стандарт IEEE C62.41.1-2002 — Руководство IEEE по перенапряжениям в низковольтных (1000 В и менее) цепях переменного тока
    • Стандарт IEEE C62.41.2-2002 — Рекомендуемая практика IEEE по определению характеристик скачков в низковольтных (1000 В и менее) цепях переменного тока
    • Стандарт IEEE C62.45-2002 — Рекомендуемая практика IEEE по испытанию импульсных перенапряжений для оборудования, подключенного к низковольтным (1000 В и менее) цепям переменного тока

    Стандарт IEEE C62.41.1-2002 — это документ, который обеспечивает лучшее исчерпывающее техническое определение и описание скачков и TOV.

    Согласно стандарту IEEE C62.41.1-2002, слово «выброс» имеет следующее определение:

    • Определение 1: «Переходная волна тока, потенциала или мощности в электрической цепи. ПРИМЕЧАНИЕ. Использование этого термина для описания кратковременного перенапряжения, состоящего из простого увеличения сетевого напряжения на несколько циклов, не рекомендуется.

    Комментарий: Это обобщенное определение перенапряжения. Для энергосистем, скачок напряжения (также называемый переходным процессом) — это субцикловое перенапряжение с продолжительностью менее полупериода нормальной формы волны напряжения.Выброс может быть любой полярности, может быть аддитивным или вычитающим по отношению к нормальной форме волны напряжения и часто является затухающим осциллятором ». Стандарт IEEE C62.41.1-2002.

    Согласно стандарту IEEE Standard 100-2000, слово «выброс» имеет следующие определения:

    • Определение 2: «Переходное напряжение или ток, которые обычно быстро повышаются до пикового значения, а затем более медленно падают до нуля, возникающие в электрическом оборудовании или сетях в эксплуатации» (PE / PSIM1) 4-1995
    • Определение 3: «Переходная волна напряжения или тока.(Продолжительность всплеска точно не указана, но обычно она составляет менее нескольких миллисекунд.) »([T & D / PE / SPD2] 1250-1995, C62.34-1996, C62.48-1995)
    • Определение 4: «Переходная волна тока, потенциала или мощности в электронной схеме». ([SPD / PE3] C62.22-1997, C62.11-1999, C62.62-2000)

    Каждое из этих определений слова «всплеск» было разработано IEEE PES во время различных мероприятий по разработке стандартов. Определение 2 было разработано для контрольно-измерительной аппаратуры энергосистем и измерений в энергетике.Здесь скачки напряжения, возникающие в энергосистеме, могут повлиять на контрольно-измерительное оборудование, используемое в энергосистеме. Определение 3 было разработано для систем передачи и распределения в энергетике и приложениях SPD. Ранее упомянутый IEEE 1250-1995 (R2002) также принял это определение в отношении оборудования, чувствительного к сбоям напряжения. Определение 4 также было разработано с применением к УЗИП в энергетике. Определение 4 — это более новое определение слова «всплеск», разработанное комитетом IEEE SPD в рамках C62.41 и наиболее широко применяется для конечного оборудования. Это определение определяет скачок как переходную волну, которая может быть током, потенциалом или волной мощности. Это также описывается как событие перенапряжения субцикла с продолжительностью менее 1/2 цикла (т. Е. 8,33 миллисекунды для систем с частотой 60 Гц и 20 миллисекунд для систем с частотой 50 Гц).

    Рассматривая каждое из этих определений, можно увидеть, что скачок технически описывается как переходное (т. Е. Кратковременное нарушение) явление положительной или отрицательной полярности, которое может представлять быстро растущее напряжение, ток и / или мощность, и что скачок напряжения может произойти в энергосистеме, электрических сетях (например,g., энергосистемы объекта) и / или внутри оборудования (т. е. в устройствах конечного использования).

    ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

    Временные перенапряжения (TOV) лучше всего определены в стандарте IEEE Standard 100-2000 и в стандарте IEEE C62.41.1-2002. Согласно стандарту IEEE 100-2000, TOV определяется как:

    • Определение 1: «Колебательное перенапряжение между фазой и землей или между фазой и фазой, которое имеет место в заданном месте относительно большой продолжительности (секунды, даже минуты), незатухающее или слабо затухающее.Временные перенапряжения обычно возникают из-за операций переключения или неисправностей (например, сброс нагрузки, однофазное замыкание, короткое замыкание в заземленной или незаземленной системе с высоким сопротивлением) или из-за нелинейностей (эффекты феррорезонанса, гармоники), или и того, и другого. Они характеризуются амплитудой, частотой колебаний, общей длительностью или декрементом. ([C / PE4] 1313.1-1996, C57.12.80-1978r)
    • Определение 2: «Колебательное перенапряжение, связанное с переключением или неисправностями (например, сброс нагрузки, однофазные неисправности) и / или нелинейностями (эффекты феррорезонанса, гармоники) относительно большой продолжительности, незатухающие или слегка затухающие.([SPD / PE] C62.22-1997))
    Рис. 1. Основная взаимосвязь между величиной, продолжительностью, скоростью изменения и повреждением оборудования из-за нарушений напряжения.

    IEEE C62.41.1-2002 также определяет скачки и TOV графически на графике амплитуда-продолжительность в зависимости от продолжительности события (в миллисекундах) и величины события (в вольтах). Согласно этим определениям, скачки напряжения — это переходные процессы положительной и / или отрицательной полярности с продолжительностью менее 1/2 цикла (например, от нескольких микросекунд до нескольких миллисекунд), а TOV — это события положительной полярности с длительной продолжительностью от секунд до минут.На Рисунке 1 всплески охватывают более широкую область на графике амплитуды-продолжительности, чем TOV. Скачки напряжения, возникающие в оборудовании конечного использования (либо через вход питания переменного тока, либо через коммуникационные или сетевые кабели), могут повредить, вывести из строя или не повлиять на оборудование. TOV возникают только при подаче питания переменного тока на оборудование и обычно вызывают повреждение оборудования.

    Что касается амплитуды, скачки напряжения достигают гораздо более высоких значений в диапазоне нескольких тысяч вольт, при этом события более высокой амплитуды происходят в положительной области графика — выше нормального линейного напряжения.TOV достигают гораздо более низких значений в диапазоне перенапряжения в пределах нескольких сотен процентов от линейного напряжения, при этом события более высоких значений имеют меньшую продолжительность, чем события более низких значений, но часто с гораздо более высоким энергетическим эффектом.

    Рисунок 2. Базовая схема защиты входной мощности переменного тока для конечного оборудования.

    БАЗОВАЯ ЗАЩИТА ЦЕПЕЙ

    Рисунок 3. Базовая схема защиты от низкого напряжения для конечного оборудования.

    По своей конструкции MOV расположены в различных местах схем конечного оборудования для обеспечения защиты оборудования от скачков напряжения.Для защиты от скачков напряжения на входе переменного тока оборудования они расположены на входе переменного тока. Хотя большинство приложений MOV работают с входными цепями питания переменного тока, как показано на рисунке 2, они также могут использоваться в низковольтной управляющей проводке, например, в электрически активируемых спринклерных системах для газонов и на входах цепей регулирования яркости в электронных люминесцентных лампах и системах высокого напряжения. балласты осветительных балластов с интенсивным разрядом (HID), как показано на рисунке 3.

    MOV и другие SPD, расположенные на входах питания переменного тока и низковольтных цепях управления, уязвимы для выхода из строя.MOV предназначены для поглощения электрической энергии, содержащейся в скачках, чтобы предотвратить повреждение этой энергией активных и пассивных электронных компонентов, расположенных после линейного предохранителя и перед подключением к низковольтной цепи управления постоянного тока. Например, при активации импульсным напряжением, падающим на вход линии переменного тока, MOV эффективно снижают импульсное напряжение до уровней, которые не вызовут повреждения электронных компонентов. В процессе рассеивания энергии и уменьшения импульсного напряжения MOV нагреваются. В результате величина повышения температуры в MOV связана с количеством энергии, которое MOV должен поглотить из-за перенапряжения.Площадь под кривой результирующего сигнала импульсной мощности определяет, сколько энергии должен поглотить MOV. Скачки напряжения с большей величиной (например, 3,2 кВ) и меньшей продолжительностью (например, 50 микросекунд) вызовут меньший нагрев MOV, чем скачки с меньшей величиной напряжения (например, 1,3 кВ) и такой же продолжительности. Кроме того, MOV большего диаметра (например, 20 миллиметров) предназначены для обработки большей энергии скачков, чем MOV меньшего диаметра (например, 14 миллиметров).

    Рисунок 4. Категории местоположения A, B и C, определенные в стандарте IEEE C62.41.1-2002.

    При проектировании любого MOV в оборудование конечного использования, энергоемкость MOV является одним из критических факторов при выборе MOV для приложения. Для приложений конечного использования оборудования с более высоким воздействием скачков более высокой энергии, MOV с более высокой способностью обработки энергии прослужит дольше, чем MOV с более низкой способностью обработки энергии. Если предлагаемое место для оборудования подвергается сильному воздействию скачков более высокой энергии, например, Категория размещения C, где перенапряжения на объекте имеют более высокую величину, как показано на Рисунке 4, и если MOV имеет меньший размер, то MOV будет скорее всего потерпят неудачу.С другой стороны, если MOV имеет неподходящий размер для ожидаемого уровня воздействия скачков напряжения, так что он не рассеивает результирующую энергию, тогда оборудование все еще может подвергаться высокому риску, возникающему из-за возможной потери MOV. Можно ли в ходе судебно-медицинской экспертизы неисправного оборудования определить, был ли отказ MOV вызван скачками напряжения или TOV?

    ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТКАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ

    Отказы

    MOV возникают из-за неспособности MOV выдерживать электрическую энергию, приложенную к нему во время перенапряжения.Энергия, которую должен поглотить MOV, зависит от нескольких переменных, включая максимальное перенапряжение, возникающее в сети, и продолжительность перенапряжения. Энергетическая способность MOV является функцией номинальной энергии = MOV, которая является функцией диаметра и толщины MOV, и способности эффективно отводить тепло до того, как MOV получит необратимое повреждение.

    Независимо от того, является ли перенапряжение, возникающее в сети, скачком или TOV, MOV начнет проводить ток на некотором уровне напряжения.Ток, протекающий через MOV во время проводимости, определяется стандартом IEEE C62.41.1 как импульсный ток. Если MOV должен проводить ток в результате TOV, то возникающий начальный ток TOV, который течет, может повредить MOV. Как описано ранее для случая проводимости MOV, связанной с импульсными токами, повреждение MOV из-за проведения токов, инициированных TOV, будет зависеть от того, сколько энергии TOV должен рассеять MOV. Если способность MOV по обработке энергии превышена, то MOV откажет.

    После отказа MOV единственный способ определить, был ли отказ вызван скачком напряжения или TOV, — это физический осмотр MOV и линейного предохранителя. После выхода из строя MOV не будет обладать электрическими свойствами. Таким образом, использование цифрового омметра или тестера MOV будет практически бесполезным для определения причины отказа MOV после того, как он был удален из части оборудования.

    Физический осмотр потребует вскрытия оборудования для выявления схемы защиты на входной секции питания переменного тока.Осмотр линейного предохранителя также необходим, потому что предохранитель также может быть поврежден или не поврежден в результате перенапряжения или TOV. Наиболее важно то, что сработавший предохранитель может быть результатом отказа одного или нескольких силовых электронных компонентов в источнике питания оборудования или другой связанной с питанием цепи внутри оборудования без каких-либо скачков напряжения, TOV или MOV. После того, как предохранитель и MOV были обнаружены, следователь должен определить, открыт ли предохранитель. Если MOV не поврежден, его можно удалить и проверить с помощью тестера MOV.Если тест MOV приемлем, то вполне вероятно, что отказ оборудования не вызвал скачков напряжения, TOV или MOV. Однако при проверке предохранителя исследователю потребуется использовать омметр, чтобы определить, был ли элемент предохранителя поврежден и / или открылся. В большинстве случаев очевидно, что предохранитель поврежден, о чем свидетельствует распавшийся элемент предохранителя и / или обгоревшее стекло (если контейнер для предохранителя сделан из стекла). В случае некоторых предохранителей, особенно с присущей им выдержкой времени, повреждение элемента может быть «скрыто», и визуальный осмотр может не выявить повреждения (т.е.(например, предохранитель может показаться исправным, хотя на самом деле он плохой). При выходе из строя плавкого предохранителя также возможно, что элемент не был полностью поврежден (т.е. он имеет очень маленький, но измеримый импеданс). Чтобы определить, так ли это, полезно использовать миллиомметр.

    При вскрытии части оборудования можно обнаружить, что в большинстве случаев предохранитель и MOV будут располагаться сверху или снизу печатной платы на виду. Такое расположение упрощает визуальный осмотр предохранителя и MOV.Плавкий предохранитель и MOV должны располагаться рядом с точкой, где питание переменного тока подается на оборудование, и рядом с фильтром электромагнитных помех (EMI). Также можно обнаружить, что предохранитель и MOV не видны. Во все большем количестве конструкций оборудования, в которых используется композитный фильтр электромагнитных помех, предохранитель и MOV могут фактически находиться внутри металлического корпуса, который используется для размещения фильтра электромагнитных помех.

    Составной фильтр электромагнитных помех обычно включает линейный предохранитель, MOV, устройство защиты от перегрева и компоненты фильтра электромагнитных помех (т.е.е., конденсаторы и катушки индуктивности). Может возникнуть вопрос, почему линейный предохранитель и MOV включены в составной фильтр электромагнитных помех. Если фильтр электромагнитных помех включает в себя гнездовой разъем типа Международной электротехнической комиссии (МЭК) для сетевого шнура переменного тока, то предохранитель и MOV должны быть расположены внутри корпуса, чтобы предохранитель и MOV располагались перед входом в фильтр электромагнитных помех. . В других случаях может потребоваться экранировать фильтр электромагнитных помех от источников излучения, находящихся поблизости внутри оборудования. В этих случаях предохранитель и MOV также должны быть расположены внутри корпуса фильтра, чтобы сохранить электромагнитную целостность входа линии переменного тока.

    Самое главное, обратите внимание на то, что емкость фильтра может быть заполнена каким-либо герметизирующим материалом. Использование заливочного материала помогает уменьшить искрение между дорожками компонентов на печатной плате фильтра электромагнитных помех и между поверхностями компонентов и заземленным корпусом фильтра электромагнитных помех. Заливочный материал также помогает улучшить рассеивание тепла предохранителем, MOV и фильтрующими элементами внутри емкости. Отвод тепла в этом случае особенно важен для отвода тепла от MOV, когда он пропускает импульсный ток.Рассеивание тепла через заливочный материал также поможет уменьшить количество отказов MOV, вызванных кратковременными TOV. При проведении исследований неисправностей предохранителей и MOV необходимо удалить герметизирующий материал, чтобы обнажить поверхности предохранителя и MOV. Удаление заливочного материала должно выполняться таким образом, чтобы не допустить дальнейшего повреждения предохранителя и MOV. Лучшим методом является механическое удаление заливочного материала.

    Еще одно преимущество композитного фильтра электромагнитных помех состоит в том, что он может обеспечивать противопожарный барьер против горячего и расплавленного материала, который может быть вытеснен из предохранителя и / или MOV во время отказа.В случаях, когда предохранитель и MOV находятся внутри контейнера с фильтром, следователю придется открыть контейнер, чтобы осмотреть предохранитель и MOV.

    Рис. 5. Отказ цепей, соединяющих линейный предохранитель с MOV внутри фильтра EMI.

    На рисунке 5 показаны три примера того, как TOV могут повредить MOV (в центре) и другие электронные компоненты, такие как электролитический конденсатор (слева) и катушка индуктивности (справа), используемые в импульсном источнике питания. Повреждение дорожек на печатных платах может также произойти, если сетевой предохранитель и MOV неправильно скоординированы.Следы могут подниматься с платы из-за сил, возникающих при протекании высоких токов. Эти случаи важно проиллюстрировать, поскольку отказы, связанные с входными цепями линии переменного тока, иногда не приводят к отказу других компонентов, помимо предохранителей и MOV.

    Рисунок 6. MOV, частично залитый заливочным материалом; MOV разделен
    в результате TOV (предохранитель также открыт, но здесь не показан).

    На рисунке 6 показан пример отказа MOV в оборудовании конечного использования. Этот MOV частично залит, а линейный предохранитель полностью залит (не показан).Синие конденсаторы под MOV и синфазная катушка индуктивности над MOV являются частью фильтра электромагнитных помех для этого оборудования. Этот MOV отказал в результате инцидента TOV на входе линии переменного тока. Заливочный материал помог поглощать тепло от MOV и помог предотвратить распад MOV. Отказ MOV привел к тому, что эпоксидное покрытие MOV отодвинулось от материала, поглощающего скачки напряжения. Этот предохранитель и выход из строя MOV привели к полному отказу оборудования, что привело к необходимости его возврата производителю.

    Рисунок 7. Отказ MOV, вызванный тепловым разгоном и внутренним возгоранием оборудования
    в устройстве защиты от импульсных перенапряжений. Рисунок 8. Отказ MOV, вызванный тепловым разгоном и внутренним возгоранием оборудования
    в другом устройстве защиты от импульсных перенапряжений.

    При визуальном осмотре отказов MOV тепловой пробой может также произойти, если MOV со слишком низким или максимальным постоянным рабочим напряжением (MCOV) применяется в оборудовании конечного использования. В таком случае воздействие на MOV долговременного перенапряжения может быть выше, чем максимально допустимое напряжение для MOV, и тепловой разгон MOV может произойти без сгорания линейного предохранителя.На рисунках 7 и 8 показаны два примера MOV в устройствах защиты от перенапряжения, которые вышли из строя в результате теплового разгона MOV. В обоих примерах MOV загорелся, и значительная часть материала MOV сгорела в результате пожара, вызванного его собственным тепловым разгоном. Если исследователь обнаруживает этот тип отказа MOV в окружении другой сгоревшей изоляции и электронных компонентов, то можно заподозрить тепловой пробой.

    КООРДИНАЦИЯ ВАРИСТРОВ ОКСИДА МЕТАЛЛОВ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ДОЛЖНЫМ УРОВНЕМ ЗАЩИТЫ

    Требования к конструкции, предъявляемые Underwriters Laboratories (UL), требуют, чтобы предохранитель располагался перед MOV.В приложениях MOV, где требуется защищенность оборудования от скачков напряжения, возникающих от линии к нейтрали, требуется требование расположения предохранителей, налагаемое UL, поскольку MOV подключается от источника питания (т. Е. Линии) к нейтрали. То же самое верно для MOV, подключенных от линии к земле, когда требуется устойчивость к импульсным перенапряжениям от линии к земле. Электродвигатели, подключенные от нейтрали к земле, не требуют защиты плавкими предохранителями. Предохранитель MOV снижает вероятность возгорания MOV в результате сильных импульсных токов, протекающих через MOV.MOV между нейтралью и землей должен иметь такой же рейтинг MCOV при выборе MOV. Кроме того, хорошей практикой проектирования является термическая защита MOV, чтобы предотвратить потенциальную опасность пожара из-за потери нейтрали в системах электропроводки объекта.

    Некоторые производители, не имеющие большого опыта в проектировании устройств защиты от перенапряжения, попытаются разместить MOV перед предохранителем в конструкции своего оборудования. Без базового понимания защиты оборудования от пожара, вызванного отказами MOV, изначально больше внимания уделяется либо защите каждого компонента (включая линейный предохранитель) от скачков напряжения, либо уменьшению количества ложных отказов оборудования, вызванных открытыми плавкими предохранителями.Размещение MOV перед предохранителем уменьшит количество отказов оборудования, но также нарушит требования UL. Таким образом, эта практика не разрешена UL или рекомендована сообществом специалистов по качеству электроэнергии по очевидным причинам. Отказы мешающего оборудования (вызванные открытыми предохранителями и неисправными MOV) можно избежать, и может быть обеспечена адекватная защита от скачков напряжения, если защита от перегрузки по току, обеспечиваемая предохранителем, и защита от перенапряжения, предлагаемая MOV, рассчитаны и скоординированы надлежащим образом.

    Рисунок 9. Расположение MOV с тепловым отключением (TCO) с одним MOV
    , удаленным из цепи (чтобы показать TCO) (адаптировано из
    Littlefuse, Inc.). Рисунок 10. Прекращение отказа MOV, вызванное прерыванием проводимости ток от внешнего TCO (адаптировано из Littlefuse, Inc.).

    Усовершенствованная конструкция MOV обеспечивает тепловую защиту MOV без использования координирующих предохранителей. Тепловая защита и предотвращение полного разрушения MOV обеспечивается встроенными термическими ограничителями (TCO), которые доступны при различных температурах открытия.Этот новый тип MOV называется TMOV. TCO должен быть расположен и ориентирован по отношению к MOV, если он должен эффективно обеспечивать тепловую защиту MOV. Под воздействием TOV, MOV могут закоротить в произвольной точке на диске и могут начать быстро саморазогреваться, когда ток проводимости поддерживается через MOV. На рисунке 9 показан пример типичного расположения MOV и TCO.

    Рис. 11. Прекращение отказа MOV, вызванное прерыванием тока проводимости внутренним TCO (адаптировано из Littlefuse, Inc.).

    При распознавании отказов MOV стоит проиллюстрировать предотвращение отказа MOV, который был вызван включением внешнего TCO рядом с MOV. Рисунок 10 иллюстрирует этот тип отказа.

    Также доступны

    TMOV с внутренними TCO. На рисунке 11 показано, как может выглядеть MOV, когда его ток проводимости прерывается внутренней по отношению к MOV TCO.

    Рис. 12. Расположение значений критического напряжения MOV на графике зависимости величины напряжения от продолжительности.

    Производители нередко получают неисправное оборудование с мест.При расследовании неисправностей производители часто обнаруживают, что сгорел только линейный предохранитель, не повредив другие компоненты, включая MOV. Производители знают, что существует ряд причин отказа линейного предохранителя, включая отказ внутренних компонентов, особенно связанных с источником питания. В других случаях производители могут обнаружить, что и предохранитель, и MOV были повреждены. Однако большинство производителей не думают о выходе из строя линейных предохранителей, вызванных условиями перегрузки по току в результате скачков напряжения, TOV и даже пусковых токов, которые возникают во время скачка или после восстановления сетевого напряжения после провала или кратковременного прерывания напряжения, соответственно.

    Отказ линейного предохранителя, связанный с импульсным перенапряжением и TOV, который рассматривается в этой статье, вызван проводимостью MOV по току. Эта проводимость является функцией номинального напряжения ограничения MOV. Если напряжение ограничения (подавления) MOV (CSV) выбрано слишком низким, то есть большая вероятность того, что MOV будет проводить в результате TOV, что может привести к повреждению линейного предохранителя и MOV.

    Максимальное непрерывное рабочее напряжение (MCOV) MOV также является еще одной важной спецификацией для MOV.Если MCOV выбран слишком низким (т. Е. Слишком близким к максимальному ожидаемому линейному напряжению, включая ожидаемое перенапряжение около 10%), то MOV будет проводить в результате высокого сетевого напряжения. На рисунке 12 показан пример значений CSV и MCOV по отношению к областям на графике зависимости величины напряжения от продолжительности, где обычно возникают скачки и TOV. В этой ситуации MOV, скорее всего, испытает тепловой разгон (см. Рисунки 7 и 8) и будет поврежден, что может вызвать пожар внутри оборудования.Таким образом, выбор MOV с высокими значениями CSV и MCOV поможет избежать сбоев линейного предохранителя и MOV, вызванных условиями высокого напряжения в сети и TOV. С другой стороны, разработчик оборудования должен выбрать достаточно низкое фиксирующее напряжение, чтобы зафиксировать скачки напряжения до того, как они повредят другие внутренние компоненты, такие как шумовые конденсаторы внутри фильтра электромагнитных помех и мостовой выпрямитель. В приложениях с напряжением 120 В достаточно выбрать MOV с CSV, равным 395, и MCOV, равным 150. В 277-вольтовых приложениях будет достаточно выбора MOV с CSV, равным 845, и MCOV, равным 320.

    ПРИМЕР ПОДХОДА И ДАННЫЕ ИСПЫТАНИЙ

    Пример подхода

    Можно провести хорошо спланированные лабораторные испытания на скачки напряжения и TOV для исследования отказов, связанных с скачками напряжения и TOV, и предотвращения отказов посредством согласования линейных предохранителей и MOV. Координационные исследования могут быть направлены на выявление координации существующих проектов со слишком большим количеством отказов предохранителей и / или MOV или на целевую координацию для новых проектов. Однолинейный предохранитель, соединенный последовательно с одним MOV, может подвергаться различным скачкам напряжения и TOV различной продолжительности, чтобы узнать больше о том, как распознавать отказы предохранителя и MOV.Для определения координации следует использовать конфигурацию испытательной цепи с одним предохранителем и одним MOV и сгруппированными предохранителями с MOV.

    Таблица 1. Подход к определению повреждений предохранителя и MOV в результате скачков напряжения и TOV.

    Таблица 1 иллюстрирует примерный подход к проведению испытаний на скачок напряжения и TOV (1) на последовательно соединенных однолинейных образцах MOV с плавкими предохранителями, (2) на последовательно соединенных линейных образцах MOV с плавкими предохранителями, соединенных параллельно, и (3) на образцах MOV, соединенных параллельно. конечное оборудование, содержащее линейный предохранитель и MOV. Выбранное количество (например, шесть в этих тестах) цепей с одним предохранителем и одним MOV может быть размещено параллельно на тестовой карте, чтобы исследовать, как комбинация предохранитель-MOV разделяет реальное состояние перегрузки по току, представленное перенапряжением или TOV.Эта конфигурация схемы имитирует конечное оборудование, питаемое от реальной ответвленной цепи на объекте. Количество («X» в третьем столбце таблицы 1) цепей с одним предохранителем и одним MOV, включенных в тестовую карту, может быть определено для конкретного приложения конечного оборудования путем определения количества единиц подобного оборудования, которое может быть размещенный, например, в одной 20-амперной ответвленной цепи. В приложении, где одна часть оборудования потребляет 1,3 оружия при 277 В, , среднеквадратичное значение , 12 единиц оборудования могут быть подключены к 20-амперной цепи (со снижением до 16 ампер).Таким образом, 12 последовательных цепей с одним предохранителем и одним MOV могут быть размещены параллельно на испытательной карте для лабораторных испытаний.

    Таблица 2. Сводка данных испытаний TOV для линейного предохранителя и MOV, испытанных в этом случае. Таблица 3. Сводка данных испытаний на импульсные перенапряжения для линейного предохранителя и MOV, испытанных в этом случае.

    Тестовые данные

    Рисунок 13. 3-амперный, инерционный плавкий предохранитель на 350 В и MOV на 510 В после одного 1,71 о.е. (473,4 В, , среднеквадратичное значение, ) Продолжительность 64 цикла TOV: распавшийся предохранитель и повреждение MOV (поверхность эпоксидной смолы приподнята).Рис. 14. Шесть параллельных схем 3-амперных плавких предохранителей с задержкой срабатывания, включенных последовательно с 510-вольтовыми MOV на тестовой карте после одной 1,71 о.е. (473,4 В, , среднеквадратичное значение, ) TOV, продолжительность 64 цикла: четыре из шести предохранителей сгорели, три из шести MOV повреждены (поверхность эпоксидной смолы поднята).

    Таблица 2 иллюстрирует сводку данных испытаний TOV для 3-амперного линейного плавкого предохранителя с задержкой срабатывания и 510-вольтового 20-миллиметрового MOV, испытанных в этом примере. Стрелки в таблицах показывают, как проводилось тестирование. Таблица 2 содержит данные испытаний для образца корпуса однолинейного плавкого предохранителя-MOV и для группы из шести последовательных образцов линейного плавкого предохранителя-MOV, включенных параллельно.В тестировании TOV, TOV от 1,0 о.е. (на единицу) до 2,0 о.е. планировались с шагом 0,1 о.е. с продолжительностью TOV от 2 циклов до 64 циклов с двойным шагом. В таблице 2 можно увидеть, что для обоих случаев (одиночный и сгруппированный линейный предохранитель и MOV) комбинация линейный предохранитель-MOV выдержала TOV в диапазоне от 1,0 о.е. за 2 цикла до 1,7 о.е. ТОВ на 32 цикла с выходом из строя предохранителя и МОВ на 1,7 о.е. при 64 циклах. На Рисунке 13 также видно, что линейный предохранитель был полностью разрушен, а корпус MOV, покрытый эпоксидной смолой, раскололся.(MOV не был полностью разрушен с точки зрения его физической структуры.) Рисунок 14 иллюстрирует результаты проведения этих испытаний на параллельно соединенных цепях линейного плавкого предохранителя-MOV. Четыре из шести предохранителей сгорели. На Рисунке 14 также показано, что предохранители, которые подверглись наибольшему разрушению, также поддерживали ток TOV, потребляемый MOV, которые подверглись наибольшему повреждению в результате события TOV. Четыре предохранителя, которым были нанесены физические повреждения их внешних корпусов, поддерживали ток TOV от четырех MOV, которые пострадали от раскола их эпоксидных корпусов.

    Рисунок 15. 3-амперный, инерционный, 350-вольтовый линейный предохранитель и 510-вольтный MOV после одного скачка напряжения 2,5 кВ: сработал предохранитель, нет повреждений MOV. Рисунок 16. Шесть параллельных схем 3-амперных, медленно срабатывающих сгорят предохранители последовательно с 510-вольтовыми MOV на испытательной карте после 39 скачков напряжения 5,5 кВ: пять из шести предохранителей сгорели без повреждения MOV.

    Таблица 3 иллюстрирует сводку данных импульсных испытаний для того же 3-амперного плавкого предохранителя с задержкой срабатывания и 510-вольтового 20-миллиметрового MOV, испытанных во второй части этого примера. Таблица 3 содержит данные испытаний для образца однолинейного плавкого предохранителя-MOV и для группы из шести последовательных линейных плавких предохранителей-MOV образцов, включенных параллельно.При испытании на импульсные перенапряжения были запланированы скачки напряжения от 500 до 6000 вольт с шагом 500 вольт с отсчетом скачков (количество скачков), начиная с 10 и доходя до 1000. Из таблицы 3 видно, что результаты испытаний для одиночный и групповой линейный корпуса предохранителей-МОВ. В случае однолинейного предохранителя-MOV, показанного на рисунке 15, комбинация линейного предохранителя-MOV выдержала скачки в диапазоне от 500 В при 10 скачках до 2500 В до 10 скачков с выходом из строя предохранителя при 2500 В при 10 скачках.В сгруппированном случае, когда линейные предохранители и MOV разделяют импульсный ток, пять из шести линейных предохранителей вышли из строя, когда они подверглись 40 скачкам напряжения 5500 вольт. В ходе этих испытаний не было повреждений ни одного из шести MOV. Из Рисунка 16 также видно, что линейные предохранители не пострадали от физических повреждений их внешних корпусов (только плавкий элемент был перегорел для пяти из шести предохранителей), и МОВ также не пострадали (раскол или разрушение) своих корпуса покрытые эпоксидной смолой.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Всплески напряжения и электрические помехи TOV — это два совершенно разных типа событий.Как указывалось ранее, преобразователи частоты разработаны специально для уменьшения перенапряжения, возникающего во входных и выходных цепях конечного оборудования. Когда импульсное напряжение снижается до приемлемого уровня, который не повредит внутреннюю электронику конечного использования, должны протекать импульсные токи в результате действия ограничения напряжения, предусмотренного в MOV. Однако MOV не предназначены для защиты оборудования конечного использования от событий TOV. Хотя события TOV относятся к событиям низкого напряжения, они намного дольше по продолжительности, чем скачки напряжения. При проектировании оборудования размер и тип предохранителя и MOV имеют значение при попытке согласовать предохранитель и MOV, когда целью является уменьшение преждевременного возврата вышедшего из строя оборудования, которое в противном случае продолжало бы работать.В результате, однако, когда предохранитель расположен ближе к MOV, что означает, что предохранитель способен выдерживать возникающий импульсный ток, трудно определить режим отказа (отказ, вызванный скачками напряжения или TOV).

    Однако очень ясно, что при наличии множественных отказов подобных частей конечного оборудования, такого как источники питания, и соответствующих катастрофических отказов предохранителей, весьма вероятно, что причина отказа оборудования связана с событиями TOV, внутренними или внешними по отношению к средство.В случаях, когда две единицы оборудования конечного использования из группы оборудования обнаружены с доброкачественным отказом предохранителя, но не катастрофическим, разумно сделать вывод, что отказ связан с событием перенапряжения, когда не определены никакие другие отказавшие компоненты.

    БИБЛИОГРАФИЯ

    [1] Влияние временного перенапряжения на бытовую продукцию, Часть II: Проект исследования совместимости систем. EPRI, Пало-Альто, Калифорния: 2005. 1010892.
    [2] Martzloff, F. D., and Leedy, T.F., «Выбор напряжения фиксации варистора: меньшее — не лучше!» Proceedings, International Zurich Symposium on EMC, 1989.
    [3] Фиппс, Кермит О. и Коннацер, Брэдфорд Р., «Понимание MOV для применения надежной защиты от скачков напряжения». Справочник EMC по технологиям помех и руководство по проектированию, 2005.
    [4] ] Трейнхэм, Пол У., «Использование термозащищенных MOV в TVSS или источниках питания» Littelfuse®, Inc., 2001.

    СНОСКИ

    1. PE / PSIM — Энергетика / Контрольно-измерительные приборы и измерения для электроэнергетических систем
    2.T & D / PE / SPD — это передача и распределение / Энергетика / Устройство защиты от перенапряжения
    3. SPD / PE — Устройство защиты от перенапряжения / Энергетика
    4. CE / PE / TR — Бытовая электроника / Силовая электроника

    ОБ АВТОРАХ

    Филип Ф. Киблер провел исследование совместимости систем на персональных компьютерах, освещении, медицинском оборудовании и оборудовании центров обработки данных в Интернете. Задачи по освещению были связаны с характеристиками электронных флуоресцентных и магнитных балластов HID, электронных флуоресцентных и балластных помех HID, электронных флуоресцентных ламп и отказов HID = ламп.Он разработал протоколы испытаний и критерии производительности для задач SCRP, связанных с PQ и EMC. Г-н Киблер также управляет группой по электромагнитной совместимости (EMC) в EPRI Solutions, где проводятся опросы EMC на объектах, устройства конечного использования тестируются на EMC, проводятся аудиты EMC и выявляются решения для проблем с электромагнитными помехами (EMI). Он завершил свою работу в качестве редактора, разработав новый стандарт ЭМС для сетевых фильтров, IEEE 1560.

    Кермит О.Phipps является сертифицированным инженером по электромагнитной совместимости NARTE и проводит тесты и оценки производительности оборудования в соответствии со стандартами ANSI / IEEE, IEC, U.S. Military и UL, а также с протоколами тестирования совместимости системы EPRI для решений EPRI. Он проводит исследования в области защиты от перенапряжения, сетевых фильтров, эффективности экранирования и электромагнитных помех. Г-н Фиппс является автором и соавтором планов испытаний, протоколов и исследовательских работ, представленных на международных конференциях по качеству электроэнергии и электромагнитной совместимости.Совсем недавно он завершил свою добровольную работу в качестве председателя по разработке нового стандарта ЭМС для сетевых фильтров, IEEE 1560.

    Дони Настаси отвечает за управление проектами, тестирование качества электроэнергии, полевые исследования, проектирование оборудования и обучение качеству электроэнергии. Присоединившись к EPRI Solutions в 1992 году, г-н Настаси разрабатывал электронные схемы и программное обеспечение для улучшения возможностей лабораторных испытаний. Он разработал автоматизированную систему измерения мерцания, провел исследования мерцания на объектах клиентов, а также провел тесты на мерцание ламп накаливания и люминесцентных балластов для проектов исследований совместимости систем EPRI.Он использовал портативное оборудование для испытания на провисание электроэнергии EPRI Solutions для проведения более 50 исследований качества электроэнергии на промышленных объектах. Он участвовал в корпоративных публикациях, таких как краткие обзоры качества электроэнергии, тематические исследования и приложения, а также был соавтором технических документов по таким темам, как провалы напряжения, скачки и мерцание.

    Защита частотно-регулируемого привода — металлооксидные варисторы

    Раньше мы говорили о том, как предохранители и автоматические выключатели защищают частотно-регулируемый привод от условий перегрузки по току, но как насчет перенапряжения? На основных линиях питания, идущих в привод, часто можно увидеть небольшой цветной диск, напоминающий конденсатор.Это металлооксидные варисторы, или MOV, и они служат для защиты устройства от перенапряжения.

    Что такое варистор?

    Слово варистор представляет собой комбинацию слов переменный и резистор. Этот термин немного сбивает с толку, поскольку, хотя сопротивление току действительно меняется в зависимости от напряжения, он не влияет на переменное регулирование сопротивления, как реостат или потенциометр. В любом случае, что делает варистор, так это то, что при номинальном напряжении варистор будет обеспечивать заданное сопротивление.По мере увеличения напряжения варистор будет обеспечивать все меньшее и меньшее сопротивление, пока либо не будет поглощено все напряжение, либо пока варистор не выйдет из строя по конструкции, что предотвратит большее повреждение цепи.

    От чего защищает варистор?

    Основное условие, от которого должен защищать варистор, — это наличие переходных напряжений. Переходные напряжения — это короткие быстрые всплески напряжения, которые могут исходить от множества разных источников. Такие вещи, как большое количество переключений, могут вызвать индукционные всплески в линии.Погодные явления, такие как удары молнии или ветер, вызывающие скачки напряжения, также могут вызывать переходные напряжения. Неисправность коммутационного устройства или неисправность трансформатора также могут создать это состояние.

    Специалисты по обслуживанию часто видят, что эти маленькие цветные диски сгорели или даже выглядят так, как будто они взорвались после сбоя диска. Хотя это может выглядеть плохо, это означает, что ребята сделали свое дело, и за это мы им благодарим. Присутствие металлооксидных варисторов часто означает, что привод подлежит ремонту.

    Если у вас возникнут проблемы с управлением любым из ваших двигателей, особенно из-за неожиданных скачков напряжения, позвоните нам! Также не забудьте посетить нас на сайте gesrepair.com или позвонить по телефону 1-877-249-1701, чтобы узнать больше о наших услугах. Мы с гордостью предлагаем излишки, полный ремонт и техническое обслуживание всех типов промышленной электроники, серводвигателей, двигателей переменного и постоянного тока, гидравлики и пневматики. Подпишитесь на нашу страницу на YouTube и поставьте нам лайк на Facebook! Спасибо!

    Выберите правильные варисторы для защиты цепей от перенапряжения

    Варисторы, также называемые металлооксидными варисторами (MOV), используются для защиты чувствительных цепей от различных условий перенапряжения.По сути, эти нелинейные устройства, зависящие от напряжения, имеют электрические характеристики, аналогичные соединенным друг с другом стабилитронам.

    Загрузить статью в формате .PDF

    Переходные процессы напряжения Варисторы обладают высокой долговечностью, которая необходима для выдерживания повторяющихся импульсных токов с высокой пиковой нагрузкой и переходных процессов с высокой энергией. Они также предлагают широкий диапазон напряжений, высокое энергопотребление и быструю реакцию на скачки напряжения. Пиковый ток составляет от 20 до 70000 А, а пиковая мощность — от 0.01 до 10 000 Дж.

    В этом контексте «переходные процессы напряжения» определяются как кратковременные скачки электрической энергии. В электрических или электронных схемах, которые варисторы призваны защищать, эта энергия может выделяться либо предсказуемым образом посредством контролируемых переключающих действий, либо случайным образом индуцироваться в цепи от внешних источников. Общие источники включают:

    Молния: Фактически, переходные процессы, вызванные молнией, не являются результатом прямого удара. Удар молнии создает магнитное поле, которое может вызвать переходные процессы большой величины в близлежащих электрических кабелях.Удар из облака в облако может повлиять как на воздушные, так и на проложенные кабели. Результат также непредсказуем — удар, который происходит на расстоянии мили, может генерировать 70 В в электрических кабелях, а другой может генерировать 10 кВ на расстоянии 160 ярдов.
    Коммутация индуктивной нагрузки: Генераторы, двигатели, реле и трансформаторы представляют собой типичные источники индуктивных переходных процессов. Включение и выключение индуктивных нагрузок может вызвать переходные процессы с высокой энергией, которые усиливаются по мере увеличения нагрузки.Когда индуктивная нагрузка отключена, коллапсирующее магнитное поле преобразуется в электрическую энергию, которая принимает форму двойного экспоненциального переходного процесса. В зависимости от источника эти переходные процессы могут достигать сотен вольт и сотен ампер с длительностью 400 мс. Из-за различных размеров нагрузки будет различаться форма волны, продолжительность, пиковый ток и пиковое напряжение переходных процессов. После того, как эти переменные будут приближены, разработчики схем смогут выбрать подходящий тип подавителя.
    Электростатический разряд (ESD): Эта энергия является результатом дисбаланса положительных и отрицательных зарядов между объектами. Он характеризуется очень быстрым временем нарастания и очень высокими пиковыми напряжениями и токами.

    Основы варистора

    Варисторы в основном состоят из массивов шариков из оксида цинка (ZnO), в которых ZnO был заменен небольшими количествами других оксидов металлов, таких как висмут, кобальт или марганец. В процессе производства MOV эти шарики спекаются (плавятся) в керамический полупроводник.Это создает кристаллическую микроструктуру, которая позволяет этим устройствам рассеивать очень высокие уровни переходной энергии по всей своей массе. После спекания поверхность металлизируется, а выводы крепятся пайкой.

    Благодаря высокому рассеиванию энергии MOV, они могут использоваться для подавления молний и других высокоэнергетических переходных процессов, которые встречаются в приложениях с линиями электропередач переменного тока. Они способны выдерживать большие количества энергии и отводить эту потенциально разрушительную энергию от чувствительной электроники, расположенной ниже по потоку.MOV, которые также используются в цепях постоянного тока, имеют различные форм-факторы (рис. 1) .


    1. Металлооксидные варисторы (MOV) доступны в различных форм-факторах и размерах для широкого диапазона приложений. Диск с радиальными выводами является наиболее распространенной версией.

    Многослойные варисторы

    Многослойные варисторы (MLV) обращаются к определенной части спектра переходных напряжений: среде печатной платы. Несмотря на меньшую энергию, переходные процессы от электростатического разряда, индуктивного переключения нагрузки и даже остатки грозовых перенапряжений в противном случае могут достичь чувствительных интегральных схем на плате.MLV также изготавливаются из материалов ZnO, но они изготавливаются с переплетенными слоями металлических электродов и производятся в керамических корпусах без свинца. Они предназначены для перехода из состояния с высоким импедансом в состояние проводимости при воздействии напряжений, превышающих их номинальное напряжение.

    MLV

    выпускаются с кристаллами разного размера и способны рассеивать значительную энергию всплесков для своего размера. Таким образом, они подходят как для систем подавления переходных процессов, так и для линий передачи данных и источников питания.

    Руководство по применению

    При выборе подходящего MOV для конкретного применения защиты от перенапряжения разработчик схемы должен сначала определить рабочие параметры защищаемой цепи, в том числе:

    • Условия цепи, такие как пиковое напряжение и ток во время выброса
    • Постоянное рабочее напряжение MOV (должно быть на 20% выше максимального напряжения системы при нормальных условиях)
    • Количество скачков, которое должен выдержать MOV
    • Допустимое допустимое отклонение — сквозное напряжение для защищаемой цепи
    • Любые стандарты безопасности, которым цепь должна соответствовать

    Для простоты в этом примере предположим, что целью является выбор низковольтного дискового MOV постоянного тока для следующих условий и требований схемы:

    • Цепь постоянного тока 24 В
    • Форма кривой тока для скачка напряжения 8 × 20 мкс; форма волны напряжения равна 1.2 × 50 мкс (это типичные стандартные формы сигналов)
    • Пиковый ток во время скачка = 1000 A
    • MOV должен выдерживать 40 скачков
    • Другие компоненты схемы (управляющая ИС и т. Д.) Должны быть рассчитаны на выдерживает 300 В максимум

    Шаг 1: Чтобы найти номинальное напряжение MOV, учтите запас в 20% для учета выбросов напряжения и допусков источника питания: 24 В постоянного тока × 1,2 = 28,8 В постоянного тока. Учитывая, что ни один варистор не имеет номинального напряжения ровно 28,8 В, проверьте спецификации для 31-В постоянного тока MOV.

    Шаг 2: Чтобы определить, какой размер диска MOV использовать, сначала определите серию MOV, которая минимально соответствует требованиям к перенапряжению 1000-A. Изучив приведенную выше таблицу, можно сделать вывод, что 20-мм MOV с максимальным номинальным постоянным напряжением 31 В постоянного тока (номер детали V20E25P) является возможным решением, отвечающим требованиям.

    Шаг 3: Используйте кривые номинальных значений импульсов (рис. 2) в той же таблице данных, чтобы определить возможности импульсов относительно 40 импульсов при требовании 1000-A.


    2. В таблице данных MOV будет представлена ​​кривая мощности импульсов; этот пример для 20-мм MOV.

    Шаг 4: Используйте кривую V-I (рис. 3) в таблице данных MOV, чтобы убедиться, что напряжение утечки будет меньше предельного значения 300 В.


    3. В таблице данных MOV также будет представлена ​​кривая зависимости напряжения от тока, такая как кривая максимального напряжения фиксации для 20-мм устройства на рис. 2.

    Защита MOV от теплового разгона

    Поглощение варистором переходной энергии во время скачка напряжения вызывает локальный нагрев внутри компонента, что в конечном итоге приводит к его ухудшению.Если оставить без защиты, деградация варистора может увеличить нагрев и тепловой пробой. Таким образом, все большее количество устройств защиты от перенапряжения на основе варисторов предлагают встроенную функцию теплового отключения. Он обеспечивает дополнительную защиту от катастрофических отказов и опасностей пожара, даже в экстремальных условиях, когда варистор выходит из строя или при длительном перенапряжении.

    MOV

    рассчитаны на определенные рабочие напряжения сети переменного тока. Превышение этих пределов путем применения устойчивого состояния аномального перенапряжения может привести к перегреву и повреждению MOV.

    MOV имеют тенденцию к постепенному ухудшению после большого всплеска или нескольких небольших всплесков. Это ухудшение приводит к увеличению тока утечки MOV; в свою очередь, это приводит к повышению температуры MOV даже при нормальных условиях, таких как рабочее напряжение 120 или 240 В переменного тока. Тепловой разъединитель, расположенный рядом с MOV (рис. 4) , можно использовать для определения повышения температуры MOV, пока он продолжает ухудшаться до состояния конца срока службы. В этот момент тепловой разъединитель размыкает цепь, удаляя неисправный MOV из цепи и тем самым предотвращая потенциальный катастрофический отказ.


    4. Тепловой разъединитель может размыкать цепь, предотвращая катастрофический отказ неисправного MOV.

    Драйверы светодиодов и освещения

    Как правило, большинство источников питания светодиодов являются источниками постоянного тока и часто называются драйверами светодиодов. Их можно приобрести в виде готовых сборок, содержащих MOV, для удовлетворения требований к перенапряжениям более низкого уровня.

    Обычно драйверы рассчитаны на перенапряжение в диапазоне от 1 до 4 кВ. Варистор диаметром от 7 до 14 мм обычно располагается после предохранителя в сети переменного тока.Однако, чтобы обеспечить более высокий уровень защиты от перенапряжения для освещения, установленного на открытом воздухе в условиях воздействия перенапряжения, OEM-производители наружного освещения могут захотеть добавить устройства защиты от перенапряжения (SPD) на входных линиях переменного тока своих светильников перед драйвером светодиода.

    Пример конструкции MOV: промышленные двигатели

    Одним из аспектов защиты электродвигателя переменного тока является способность самого электродвигателя выдерживать импульсные перенапряжения. Параграф 20.36.4 стандарта NEMA для двигателей-генераторов MG-1 определяет единичное значение перенапряжения как:

    u × V L-L (или 0.816 × V L-L )

    , где VL-L — линейное напряжение системы переменного тока.

    Для переходного времени нарастания от 0,1 до 0,2 мкс на обмотках статора требуется удвоенное значение импульсной способности. Когда время нарастания достигает 1,2 мкс или больше, указывается в 4,5 раза больше единицы. В случае внешних переходных процессов, таких как молния, это будет соответствовать допустимому импульсному напряжению 918 В PEAK для двигателя на 230 В (ток полной нагрузки = 12 А) в условиях высокого напряжения 250 В.(Удары молнии могут превышать эти значения, поэтому обмоткам статора также потребуется элемент подавления для защиты.)

    Загрузить статью в формате .PDF

    Рабочие температуры — еще одно соображение. Предположим, что рабочая температура окружающей среды для этого приложения находится в диапазоне от 0 до + 70 ° C. Это будет в пределах номинала MOV от -40 до + 85 ° C, и не будет необходимости в снижении номинальных значений импульсного тока или энергии в этом температурном диапазоне. Принимая во внимание допуск на высокое напряжение, MOV с номинальным напряжением 275 В переменного тока может быть выбранным для этого примера.При использовании однофазного двигателя среднего размера мощностью 2 л.с. требуемый импульсный ток MOV будет определяться пиковым током, наведенным в источнике питания двигателя. Если предположить, что двигатель обслуживается, а полное сопротивление линии равно 2 Ом, то было определено, что возможен удар молнии 3 кА.
    В этом случае в одном листе данных указано максимальное напряжение зажима 3 кА при 900 В, что ниже предполагаемой выдерживаемой способности обмотки статора 918 В. Если бы срок службы двигателя был оценен в 20 лет и определен как способный выдержать 80 переходных процессов молнии в течение срока службы, кривые импульсной характеристики в таблице данных подтвердили бы рейтинг 100+ скачков напряжения.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *