Что такое металлооксидные варисторы. Каковы основные характеристики варисторов серии Z420PA40C. Как моделируют реакцию высокочастотных варисторов на электромагнитные импульсы. Где применяются металлооксидные варисторы в электронике.
Металлооксидные варисторы: принцип работы и ключевые параметры
Металлооксидные варисторы (MOV) представляют собой полупроводниковые устройства с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Их основная функция — ограничение перенапряжений в электрических цепях. При нормальном рабочем напряжении варистор имеет высокое сопротивление, а при превышении порогового напряжения его сопротивление резко падает, шунтируя защищаемую цепь.
Ключевые параметры металлооксидных варисторов включают:
- Классификационное напряжение (ВН) — напряжение, при котором через варистор протекает ток 1 мА
- Максимальное рабочее напряжение (ВDC или ВRMS)
- Максимальный импульсный ток (IP)
- Энергетическая рассеиваемая мощность
- Емкость
- Время срабатывания
Характеристики варистора Z420PA40C компании CKE
Рассмотрим основные параметры варистора Z420PA40C из серии PA производства компании CKE:
- Максимальное рабочее напряжение переменного тока (ВRMS): 420 В
- Максимальное рабочее напряжение постоянного тока (ВDC): 560 В
- Классификационное напряжение (ВН) при токе 1 мА: 610-714 В
- Максимальная энергия импульса: 273 Дж (длительность 2 мс)
- Максимальный импульсный ток: 10000 А (для импульса 8×20 мкс)
- Емкость: 550 пФ на частоте 1 кГц
- Максимальная рассеиваемая мощность: 1 Вт
- Диапазон рабочих температур: от -55°C до +125°C
Время срабатывания варистора Z420PA40C составляет менее 15 наносекунд, что обеспечивает быструю защиту от перенапряжений.
Применение металлооксидных варисторов в электронных схемах
Металлооксидные варисторы широко используются для защиты электронного оборудования от перенапряжений в следующих областях:
- Защита бытовой электроники (телевизоры, компьютеры, аудиосистемы)
- Промышленное оборудование и системы автоматизации
- Телекоммуникационное оборудование
- Системы электроснабжения и распределительные щиты
- Автомобильная электроника
- Медицинское оборудование
Варисторы обеспечивают защиту от различных видов перенапряжений, включая:
- Атмосферные разряды (молнии)
- Коммутационные перенапряжения в электросетях
- Электростатические разряды
- Переходные процессы при включении/выключении мощных потребителей
Моделирование реакции высокочастотных варисторов на электромагнитные импульсы
Исследователи из Национальной лаборатории Сандия (США) провели моделирование отклика высокочастотного металлооксидного варистора на ранние электромагнитные импульсы. Цель исследования — улучшить понимание поведения варисторов в условиях быстрых электромагнитных воздействий.
Методы моделирования
Для моделирования использовались следующие подходы:
- Численное электромагнитное моделирование с использованием метода конечных элементов
- Разработка эквивалентных электрических схем варистора
- Анализ во временной и частотной областях
Ключевые результаты моделирования
Моделирование позволило получить следующие важные результаты:
- Определена зависимость времени срабатывания варистора от параметров воздействующего импульса
- Выявлены резонансные явления в высокочастотной области
- Оценено влияние паразитных параметров конструкции варистора на его характеристики
- Предложены способы оптимизации конструкции для улучшения быстродействия
Преимущества и недостатки металлооксидных варисторов
Металлооксидные варисторы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими устройствами защиты от перенапряжений:
- Высокая энергетическая емкость
- Малое время срабатывания (наносекунды)
- Способность выдерживать многократные воздействия
- Компактные размеры
- Низкая стоимость
Однако у варисторов есть и некоторые недостатки:
- Деградация характеристик при многократных воздействиях
- Наличие тока утечки в нормальном режиме
- Ограниченный срок службы
- Возможность катастрофического выхода из строя
Особенности выбора и применения металлооксидных варисторов
При выборе металлооксидного варистора для конкретного применения необходимо учитывать следующие факторы:
- Максимальное рабочее напряжение в защищаемой цепи
- Ожидаемые параметры импульсов перенапряжения (амплитуда, длительность, энергия)
- Требуемый уровень защиты (остаточное напряжение)
- Частотный диапазон работы оборудования
- Условия эксплуатации (температура, влажность, вибрации)
Рекомендации по применению варисторов:
- Устанавливать варистор как можно ближе к защищаемому устройству
- Использовать короткие и толстые выводы для минимизации паразитной индуктивности
- Применять дополнительные элементы (предохранители, термопредохранители) для предотвращения возгорания при отказе
- Обеспечивать адекватный теплоотвод
- Периодически проверять состояние варисторов в процессе эксплуатации
Перспективы развития технологии металлооксидных варисторов
Исследования в области металлооксидных варисторов продолжаются в следующих направлениях:
- Разработка новых составов керамики для улучшения характеристик
- Создание многослойных варисторных структур
- Интеграция варисторов в полупроводниковые устройства
- Улучшение стабильности параметров и увеличение срока службы
- Разработка «интеллектуальных» варисторов с функциями самодиагностики
Ожидается, что дальнейшее развитие технологии металлооксидных варисторов позволит создать более эффективные и надежные устройства защиты от перенапряжений для различных применений в электронике и энергетике.
Z420PA40C — Металлооксидные варисторы CKE
- Металлооксидные варисторы
- MOV с язычковым выводом
- Серия PA
Предыдущий Следующий
Технический паспорт серии
Предыдущий Следующий
| Спецификация | Условия | Значение |
|---|---|---|
| В СКЗ | 420 В | |
| В DC | 560 В | |
В Н(пост. ток) МИН | При 1 мА | 610 В |
| В Н(пост. ток) НОМ | При 1 мА | 680 В |
| В Н(пост. ток) МАКС. | При 1 мА | 714 В |
| Вт МАКС. | В 2 мс | 273 Дж |
| В С | В ИЦ | 1050 В |
| Я С | 100 А | |
| Я Р | Для импульса 8 x 20 мкс | 10000 А |
| С | На 1 кГц | 550 пф |
| Р Д МАКС | 1 Вт | |
Соч. Темп. | от -55 до 125 °С | |
| Хранить темп. | от -55 до 125 °С |
- Данные устройства взяты при 25 ° C.
- Типичное время отклика составляет менее 15 наносекунд.
Высокочастотный металлооксидный варистор, моделирующий реакцию на ранние электромагнитные импульсы. (Конференция)
Моделирование отклика высокочастотного металлооксидного варистора на ранние электромагнитные импульсы. (Конференция) | ОСТИ.GOVперейти к основному содержанию
- Полная запись
- Другое связанное исследование
Аннотация не предоставлена.
- Авторов:
- Боуман, Тайлер; Халлиган, Мэтью; Льянес, Родриго Элиас
- Дата публикации:
- Исследовательская организация:
- Национальная лаборатория Сандия. (SNL-NM), Альбукерке, Нью-Мексико (США)
- Организация-спонсор:
- Национальная администрация по ядерной безопасности Министерства сельского хозяйства США (NNSA)
- Идентификатор OSTI:
- 1783665
- Номер(а) отчета:
- ПЕСОК2020-5243К
686194
- Номер контракта Министерства энергетики:
- АК04-94АЛ85000
- Тип ресурса:
- Конференция
- Отношение ресурсов: Конференция
- : предложено для презентации на Международном симпозиуме IEEE по электромагнитной совместимости, целостности сигнала и целостности питания 2020 года, который состоится 27–31 июля 2020 года в Рино, штат Невада, США.
- Страна публикации:
- США
- Язык:
- Английский
Форматы цитирования
- MLA
- АПА
- Чикаго
- БибТекс
Боумен, Тайлер, Халлиган, Мэтью и Лланес, Родриго Элиас. Высокочастотный металлооксидный варистор, моделирующий реакцию на ранние электромагнитные импульсы. . США: Н. П., 2020.
Веб. Дои: 10.1109/EMCSI38923.2020.9191483.
Копировать в буфер обмена
Боумен, Тайлер, Халлиган, Мэтью и Льянес, Родриго Элиас. Высокочастотный металлооксидный варистор, моделирующий реакцию на ранние электромагнитные импульсы.
. Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1109/EMCSI38923.2020.9191483
Копировать в буфер обмена
Боумен, Тайлер, Халлиган, Мэтью и Лланес, Родриго Элиас. 2020.
«Моделирование реакции высокочастотного металлооксидного варистора на ранние электромагнитные импульсы». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.1109/EMCSI38923.2020.9191483. https://www.osti.gov/servlets/purl/1783665.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_1783665,
title = {Моделирование отклика высокочастотного металлооксидного варистора на ранние электромагнитные импульсы.},
автор = {Боумен, Тайлер и Халлиган, Мэтью и Льянес, Родриго Элиас},
abstractNote = {Аннотация не предоставлена.},
дои = {10.1109/EMCSI38923.2020.9191483},
URL-адрес = {https://www.osti.
