Проверка варистора: нахождение неисправности мультиметром
Ремонт и диагностика неисправностей радиоэлектронных устройств происходит путём нахождения вышедших из строя элементов с последующей их заменой. Визуально определить, какая радиодеталь неисправна, часто не представляется возможным, поэтому для выявления поломок используют измерительные приборы — тестеры. С их помощью проверить варистор обычно не составляет труда.
- Назначение и характеристики
- Основные параметры
- Виды устройств
- Маркировка элементов
- Методы проверки мультиметром
- Измерения стрелочным прибором
- Цифровой тестер
- Применение реостата
Назначение и характеристики
Варистор — это электронный прибор, имеющий два контакта и обладающий нелинейно-симметричной вольт-амперной характеристикой. Термин «варистор» произошёл от латинских слов variable — «изменяемый» и resisto — «резистор». По своей сути он является полупроводниковым резистором, способным изменять своё сопротивление в зависимости от приложенного к его выводам напряжения.
Изготавливаются такого типа резисторы путём спекания при высокой температуре полупроводника и связующего материала. В качестве полупроводника используется карбид кремния, находящийся в порошкообразном состоянии, или оксид цинка, а связующего вещества — стекло, лак, смола. Полученный после спекания элемент подвергается металлизации с дальнейшим формированием выводов. По своей конструкции приборы выполняются в форме, похожей на диск, таблетку, цилиндр, или плёночного вида.
Обладая свойством резко уменьшать своё сопротивление при возникновении на его выводах определённого напряжения, варистор применяется в электронных схемах в качестве защитного элемента. При возникновении броска напряжения определённой величины полупроводниковый прибор мгновенно снижает своё внутреннее сопротивление до десятков Ом, тем самым практически закорачивая цепь, не давая импульсу повредить остальные элементы схемы. Поэтому важным параметром варистора является значение напряжения, при котором наступает пробой устройства.
Принцип работы элемента подразумевает его включение параллельно цепи питания. После его срабатывания и уменьшения напряжения на входе он самовосстанавливается до первоначального значения. Из-за малой инерционности это происходит мгновенно.
Основные параметры
Перед тем как проверить варистор на исправность, необходимо понимать не только принцип его действия, но и знать, какими характеристиками он обладает. Как и любой электронный элемент, варистор имеет ряд характеристик, которые позволяют его использовать в различных схемах. Основным параметром является вольт-амперная характеристика (ВАХ). Она наглядно показывает, как меняется ток при той или иной величине напряжения. Изучая ВАХ, можно увидеть что варистор, обладая симметрично-двунаправленной характеристикой, работает как в прямой, так и обратной зоне синусоиды, напоминая стабилитрон.
Кроме ВАХ, при исследовании варистора отмечаются следующие характеристики:
- Um — наибольшее допустимое рабочее напряжение для тока переменной или постоянной величины.
- P — мощность, которую может рассеять на себе элемент без ухудшения своих параметров.
- W — допустимая энергия в джоулях, которую может поглотить радиоэлемент при воздействии одиночного импульса.
- Ipp — наибольшее значение импульсного тока, для которого определена форма импульса.
- Co — ёмкость, значение которой измеряется у варистора в нормальном состоянии.
Но на практике особое внимание уделяется в основном параметру Um. Эта характеристика показывает уровень напряжения, при котором происходит пробой элемента и начинает течь ток.
Виды устройств
Разнообразие встречаемых видов варисторов обусловлено тем, что производители стремятся в первую очередь повысить их быстродействие. Поэтому и используются SMD технологии безвыводного монтажа, что позволяет добиваться малого времени срабатывания при скачке входного напряжения. Типовое время срабатывания элементов с выводами находится в пределе 15−25 наносекунд, а SMD — 0,5 наносекунд.
Существует класс низковольтных варисторов и высоковольтных. Первые выпускаются с рабочим напряжением до двухсот вольт и силой тока до одного ампера. Вторые же имеют рабочее напряжение до двадцати киловольт. Маломощные элементы используются в качестве защиты от скачка напряжения, возникающего в бытовой сети, а мощные применяются на трансформаторных подстанциях и в системах защиты от грозы.
Маркировка элементов
Независимо от производителя существует стандарт маркировки варисторов. На сам элемент принято наносить цифробуквенный код, в котором зашифровываются основные параметры. Например, для дискового типа это обозначение выглядит как S6K210, где:
- S — материал, из которого изготовлен варистор;
- 6 — диаметр корпуса элемента, указывается в миллиметрах;
- K — величина допуска отклонения;
- 210 — значение рабочего напряжения, выраженное в вольтах.
Для планарного типа используется такая же маркировка, только первыми буквами ставится CN, обозначающая тип изделия.
На схемах радиоэлемент графически обозначается как перечёркнутый прямоугольник. На перечёркивающей палочке делается полочка, над которой ставится буква U. Подписывается на схемах элемент латинскими буквами RU.
Методы проверки мультиметром
Для проверки варистора, впрочем, как и любого другого радиоэлемента, проще всего использовать специально разработанные для этого приборы. В качестве таких устройств используются мультиметры. Основной параметр, который можно им померить — это внутреннее сопротивление элемента. Но перед тем как непосредственно приступить к проверке варистора, следует подготовиться.
Кроме мультиметра, понадобится:
- паяльник;
- припой;
- флюс;
- даташит.
Измерение сопротивления элемента можно проводить и без его выпаивания из схемы, но для получения достоверных данных следует отсоединить от платы хотя бы один его вывод. Вся подготовка сводится к тому, что полупроводниковый элемент сначала визуально осматривается на отсутствие: расколов, почернений, трещин.
Паяльник, флюс и припой понадобится для того, чтобы отпаять один из выводов элемента или даже снять его целиком, а после проверки при необходимости запаять обратно. Даташит на элемент представляет собой официальный документ, выпускаемый производителем. В нём указываются все основные данные и характеристики.
Даташит используется для того, чтобы точно знать, какое рабочее сопротивление в состоянии покоя у радиодетали. Если при замере мультиметром сопротивление варистора не отличается более чем на 10%, то он считается исправным. Если сопротивление значительно меньше указанного в даташите, то его понадобится заменить. Важно отметить, что в обычном состоянии сопротивление варистора достигает нескольких сотен мегаом, поэтому и тестер должен иметь возможность измерять в этом пределе.
Измерения стрелочным прибором
Такое устройство считается аналоговым.
В его конструкции используется электромеханическая головка. Она представляет собой рамку, помещаемую в магнитное поле. В зависимости от силы тока стрелка в рамке отклоняется, останавливаясь в определённом положении. Диапазон отклонения стрелки проградуирован числами, согласно которым и вычисляется сопротивление.
Перед тем как приступить к проверке варистора, стрелочный мультиметр понадобится настроить. Для этого выполняется его калибровка. Её суть сводится к выставлению нулевого положения стрелки путём вращения специальной ручки при замыкании щупов друг с другом.
Для этого кнопкой переключения выбирается режим работы, соответствующий значку «Ω», а галетный переключатель устанавливается на самый большой предел измерения сопротивления тестером. Чаще всего он обозначается как «х100», что соответствует мегаомам. Измерение сопротивления происходит от установленного в устройстве источника питания (батарейки). Поэтому, если выставить стрелку в ноль не получается, то батарейку понадобится заменить.
Проводя непосредственно измерения, одним щупом тестера дотрагиваются до одного вывода варистора, а другим — до другого. В итоге возможно три исхода:
- Стрелка отклонится до нуля или покажет сопротивление в районе килоомов. Делается вывод о неисправности элемента (пробой).
- Результат измерений лежит в пределах сотни мегаом. Такое показание указывает на исправность варистора.
- При прикасании к выводам радиоэлемента стрелка никак на это не реагирует. Возможные причины в следующем: диапазона работы прибора не хватает для измерения величины сопротивления варистора, неисправен прибор, неисправен радиоэлемент (обрыв).
Цифровой тестер
Используя цифровой мультиметр, проверить варистор на работоспособность будет немного проще, чем аналоговым. Это связано с тем, что цифровой тестер в своей конструкции имеет жк-дисплей, на котором наглядно отображается измеренное сопротивление.
В основе работы тестера такого тип лежит аналого-цифровой преобразователь, принцип работы которого построен на сравнение измеряемого сигнала с опорным.
Следует отметить, что, если при включении тестера на экране высвечивается значок мигающей батарейки, то элемент питания понадобится заменить. Порядок измерения сопротивления варистора можно представить в виде следующих действий:
- Переключателем устанавливается максимальный предел измерения сопротивления. Обычно этот предел указывается числом и буквой. Если написаны просто числа, то единица измерения — Ом, буква K после числа обозначает килоом, буква M — мегаом.
- Щупы фиксируются на двух выводах варистора, а обратные концы проводов со штекерами вставляются в гнёзда тестера, обозначенные Ω и СОМ. Так как полярность приложенного сигнала к варистору значения не имеет, то и неважно, какой провод подключается к тому или иному выводу элемента. Хотя принято, что в разъём СОМ вставляется шнур чёрного цвета.
- Устройство включается путём нажатия на тестере кнопки ON/OFF.
- Если на индикаторе высвечивается единица, то это обозначает, что выбран малый предел измерений.
- Если на экране отображаются цифры отличные от единицы, то это и есть величина измеряемого сопротивления.
При трактовке результата измерений следует учитывать ещё и допуск. Каждый радиоэлемент имеет свой показатель допуска. Например, если допуск составляет 10 процентов, а внутреннее сопротивление варистора указано как 100 МОм, то полученные результаты должны находиться в пределах от 90 до 110 МОм. Если выявляется, что измеренное сопротивление элемента находится ниже или выше этого диапазона, то его можно считать неисправным.
Применение реостата
Проверить варистор возможно не только путем измерения его внутреннего импеданса. Внутреннее значение сопротивления может соответствовать заявленной величине, но при этом пороговое напряжение варистора будет неверным. Для проверки значения пробоя используется мультиметр с лабораторным автотрансформатором или реостатом.
В тестовой схеме к одному из выводов варистора подключается подвижный контакт реостата, а к другому — плавкий предохранитель.
Щупы мультиметра фиксируются параллельно выводам полупроводникового элемента, а он сам переключается в режим измерения напряжений. На свободную пару контактов подаётся разность потенциалов, величина которой превышает значение пробоя компонента.
С помощью движимого контакта реостата плавно изменяется напряжение до момента срабатывания варистора. Этот момент определяется по вольтметру. Первоначально показания мультиметра будут расти, а после резко сбросятся до нуля. При этом предохранитель перегорит. Максимальное зафиксированное ненулевое значение и будет являться пороговым напряжением.
Важно отметить, что при измерении, особенно с помощью реостата, возможно поражение организма электрическим током. Поэтому нельзя забывать о технике безопасности, следует неуклонно её соблюдать.
Как проверить варистор мультиметром — [ Статья ]
Обновлена: 24 Ноября 2022 4874 0
Поделиться с друзьями
Содержание статьи
Варистор является разновидностью полупроводникового резистора с функцией предохранителя защищаемой цепи.
В штатном режиме варистор бездействует – он необходим при пиковых всплесках напряжения, которое может вывести из строя защищаемую схему. Рост разницы потенциалов приводит к протеканию тока через варистор, избыточная энергия выделяется прибором в тепловом виде. Внешне типичный варистор выглядит как таблетка с двумя усиками-выводами и похож на конденсатор, отличаясь от него по нанесенной маркировке. Основные параметры и маркировка варисторов
Данный тип полупроводниковых приборов выпускается в двух разновидностях. Низковольтные варисторы срабатывают на напряжение в диапазоне от 3 до 200 Вольт, они применяются в бытовой аппаратуре. Высоковольтные способны реагировать на напряжение до 20 000 Вольт и используются в промышленности.
По маркировке прибора можно понять не только его назначение (и отличить от конденсатора), но и получить представление об основных характеристиках. Например, варистор с надписью 20d421k имеет диаметр 20 миллиметров, пороговое напряжение открытия в 420 Вольт, а буква k обозначает допустимое отклонение данного напряжения, равное 10 %. То есть этот прибор может сработать уже при подаче 378 Вольт на его контакты (420 – 42). На электрических схемах варистор обозначается аббревиатурой znrX, где X – количество приборов на данном участке схемы. Проверка варистора – осмотр, омметр и мультиметрПри срабатывании данного полупроводникового прибора происходит значительное выделение тепла и варистор может сгореть. Это происходит при большом значении пикового напряжения, при его длительной подаче либо при сочетании обоих факторов.
Способов проверки варистора на дальнейшую работоспособность существует несколько:
На практике использование мультиметра для диагностики исправности варисторов встречается не столь часто, так как в большинстве случаев достаточно внешнего осмотра. При замене сгоревшего предохранителя следует обратить внимание на технические характеристики его предшественника, иначе новый варистор выйдет из строя значительно быстрее либо не выполнит свою шунтирующую функцию и допустит повреждение целого электронного блока. Была ли статья полезна?Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Другие материалы по темеАнатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. |
Принцип работы варистора основан на резком и быстром уменьшении его электрического сопротивления при повышении напряжения на контактах. Отсюда следует параллельный способ подключения прибора к тому участку схемы, который необходимо шунтировать.
Его не стоит отвергать, так как многие современные схемы плотно упакованы, и нарушение целостности внешней оболочки прибора легко не заметить. Любые трещины, вспучивания или потемнения на корпусе варистора сигнализируют о его выходе из строя.
Если прозванивать варистор мегаомметром, важно установить правильное значение напряжения на его выводах. В мощных измерительных приборах оно может быть выше, чем пороговое напряжение открытия варистора. Проще говоря, полупроводниковый предохранитель можно сжечь в процессе проверки.
Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.и его применение | Металлооксидный варистор
Описание
Введение
Варистор представляет собой набор переменных резисторов. Это пассивный нелинейный твердотельный полупроводниковый прибор с двумя выводами.
[adsense1]
Варистор обеспечивает защиту от перенапряжения для электрических и электронных цепей, в отличие от автоматических выключателей или предохранителей, которые обеспечивают защиту цепей от перегрузки по току. Варистор обеспечивает защиту с помощью метода ограничения напряжения, аналогичного тому, что используется в стабилитроне.
Несмотря на то, что название «варистор» происходит от термина «переменный резистор», сопротивление варистора нельзя изменять вручную, в отличие от потенциометра или реостата, где сопротивление можно изменять вручную между максимальным и минимальным значениями.
Варистор Сопротивление варистора изменяется в зависимости от приложенного к нему напряжения.
Изменение напряжения на варисторе приведет к изменению его сопротивления, что сделает его устройством, зависящим от напряжения. Отсюда варистор еще называют Резистор, зависящий от напряжения (VDR) .
Два стандартных обозначения варистора показаны ниже.
Стандартный символ IEEE для варистора
Стандартный символ IEC для варистора
Как правило, варисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов. Характеристики напряжения и тока варистора носят нелинейный характер. Кроме того, характеристики напряжения и тока варистора подходят как для источников постоянного, так и переменного тока.
[adsense2]
Физически варистор во многом похож на конденсатор. Из-за сходства варистор часто путают с конденсатором. Однако с точки зрения применения конденсатор не может предотвратить скачки напряжения, которые может предотвратить варистор.
Случайный выброс высокого напряжения в любой цепи может иметь катастрофические последствия.
Следовательно, использование варистора для защиты деликатных и чувствительных электрических или электронных цепей от скачков высокого напряжения и коммутационных пиков очень важно.
Сопротивление варистора
Несмотря на то, что целью варистора является обеспечение сопротивления, работа варистора отличается от потенциометра или реостата. Сопротивление варистора при нормальных условиях эксплуатации очень велико.
Функционал варистора аналогичен стабилитрону, поскольку он пропускает без изменений напряжения с более низким порогом.
Функциональные возможности варистора изменяются при t высоких рабочих напряжениях .Когда напряжение, приложенное к варистору, превышает его номинальное значение, эффективное сопротивление варистора резко падает и продолжает уменьшаться по мере увеличения приложенного к нему напряжения.
Кривая, представляющая статическое сопротивление варистора в зависимости от приложенного к нему напряжения, показана ниже.
ВАХ
В соответствии с законом Ома кривая вольт-амперной характеристики резистора представляет собой прямую линию при условии, что сопротивление резистора поддерживается постоянным. В этом случае ток, протекающий через резистор, прямо пропорционален напряжению, приложенному к концам резистора.
В случае варистора кривая ВАХ не является прямой линией. Это происходит из-за необычного поведения сопротивления варистора. В случае варистора небольшое изменение приложенного к нему напряжения вызовет достаточно большое изменение тока, протекающего через него.
Кривая вольтамперной характеристики варистора показана ниже.
Из приведенной выше кривой вольт-амперной характеристики видно, что варистор имеет двунаправленную симметричную характеристику. Это означает, что варистор может работать или функционировать в любом направлении или полярности синусоиды. Эта функция варистора аналогична функции встречно соединенных стабилитронов.
Кривая вольт-амперной характеристики варистора показывает линейную зависимость между током и напряжением, когда варистор не проводит ток .
Это связано с тем, что ток, протекающий через варистор, остается постоянным, а его значение очень низким.
Это ток утечки в варисторе, и значение этого тока порядка нескольких миллиампер. Причиной этого является высокое сопротивление варистора. Этот небольшой ток будет оставаться постоянным до тех пор, пока напряжение, приложенное к варистору, не достигнет номинального напряжения варистора.
Номинальное напряжение варистора также называется напряжением фиксации. Номинальное напряжение варистора — это напряжение на нем, которое измеряется при заданном постоянном токе 1 мА. Далее это можно объяснить тем, что постоянное напряжение, приложенное к клеммам варистора, позволяет протекать через него току в 1 миллиампер. .
Ток, протекающий через корпус варистора, зависит от материала, из которого изготовлен варистор. При этом номинальном уровне напряжения функциональность варистора начинает меняться.
До достижения номинального напряжения варистор действует как изолятор.
Если приложенное напряжение варистора достигает своего номинального напряжения, поведение варистора меняется с изолирующего состояния на проводящее.
Сопротивление варистора становится очень маленьким, когда переходное напряжение, приложенное к варистору, больше или равно номинальному напряжению варистора. Это происходит из-за явления, называемого лавинным пробоем в полупроводниковых материалах.
Лавинный пробой — это форма умножения тока, позволяющая пропускать большие токи в материалах, которые ранее действовали как изоляторы. Из-за этой ситуации небольшой ток, протекающий через варистор, который является током утечки, будет быстро возрастать.
Несмотря на то, что ток, протекающий через варистор, увеличивается, напряжение на нем ограничивается значением, близким к номинальному напряжению варистора. Это означает, что варистор действует как саморегулятор переходных напряжений, приложенных к нему, пропуская или позволяя большему току течь через варистор.
Следовательно, после пересечения номинального напряжения варистора вольтамперная характеристика становится крутой нелинейной кривой.
Благодаря этой функции варистор может пропускать сильно меняющиеся токи в очень узком диапазоне напряжений, отсекая любые пики напряжения.
Емкость в варисторе
Когда приложенное к варистору напряжение меньше номинального или фиксирующего напряжения, варистор действует как конденсатор, а не как резистор. Основанием для такого вывода является поведение основной проводящей области варистора как диэлектрика между двумя выводами варистора.
Две клеммы и диэлектрик образуют конденсатор. Это действительно до тех пор, пока напряжение не достигнет напряжения фиксации. Каждый варистор, изготовленный из полупроводникового материала, будет иметь значение емкости. Эта величина зависит от площади варистора и обратно пропорциональна его толщине.
Поведение конденсатора варистора отличается в цепях постоянного и переменного тока. В цепях постоянного тока емкость варистора существует, когда приложенное напряжение ниже номинального напряжения варистора, и резко уменьшается, когда приложенное напряжение близко к номинальному напряжению.
При использовании варистора в цепях переменного тока важную роль играет частота. В цепях переменного тока, когда варистор работает в непроводящей области утечки, емкость варистора будет влиять на сопротивление его корпуса.
Варисторы обычно подключаются параллельно электрическим или электронным устройствам для защиты их от перенапряжения.
Благодаря этому сопротивление утечки варистора падает с увеличением частоты. Зависимость между частотой и результирующим параллельным сопротивлением приблизительно линейна. Реактивное сопротивление переменного тока XC можно рассчитать по формуле
XC = 1 / (2 × π × f × C) = 1/(2 πfC)
Здесь C — емкость, а f — частота.
Следовательно, при увеличении частоты ток утечки также увеличивается.
Металлооксидный варистор (MOV)
Для преодоления ограничений полупроводниковых варисторов, таких как варисторы из карбида кремния, были разработаны металлооксидные варисторы (MOV). Металлооксидный варистор представляет собой резистор, зависящий от напряжения.
Это также нелинейное устройство, обеспечивающее очень хорошую защиту от скачков переходного напряжения.
Материал сопротивления в варисторе на основе оксида металла в основном состоит из зерен оксида цинка, спрессованных в виде керамической массы. Смесь состоит из 90% зерен оксида цинка, а остальные 10% состоят из оксидов других металлов, таких как кобальт, висмут и марганец.
Эта смесь помещается между двумя электродами (металлическими пластинами). Наполнитель действует как связующее вещество для зерен оксида цинка, так что компонент остается неповрежденным между двумя металлическими пластинами. Соединительные выводы металлооксидного варистора представляют собой радиальные выводы.
Металлооксидный варистор Металлооксидные варисторы являются наиболее часто используемыми компонентами, которые используются в качестве устройств ограничения напряжения для защиты небольших или тяжелых устройств от переходных скачков напряжения. Поскольку в его конструкции используется оксид металла, способность поглощать кратковременные переходные процессы напряжения и возможности управления энергией чрезвычайно высоки.
Работа варистора на основе оксида металла и варистора на основе карбида кремния очень похожа. Металлооксидный варистор начинает проводить ток при номинальном напряжении и останавливает проводимость, если приложенное напряжение ниже порогового значения.
Основное различие между варистором из карбида кремния и варистором из оксида металла заключается в величине тока утечки. Ток утечки в MOV очень мал при нормальных условиях эксплуатации.
Причину меньших токов утечки можно объяснить следующим образом. В варисторе из оксида металла два непосредственно соседних зерна цинка образуют диодный переход между своими границами.
Следовательно, металлооксидный варистор можно рассматривать как набор огромного количества диодов, соединенных параллельно. Из-за этого, когда между электродами приложено крошечное напряжение, обратный ток утечки, возникающий через диодный переход, очень мал.
Когда приложенное напряжение увеличивается и достигает напряжения фиксации, диодный переход разрывается из-за лавинного пробоя и туннелирования электронов и пропускает через него огромный ток.
Металлооксидные варисторы имеют высокие уровни нелинейных вольт-амперных характеристик.
Максимальный импульсный ток, который может выдержать варистор, зависит от ширины переходного импульса и количества повторений импульса. Типичная ширина переходного импульса находится в диапазоне от 20 микросекунд до 50 микросекунд.
Существует вероятность перегрева, если номинальный пиковый импульсный ток недостаточен. Следовательно, чтобы избежать перегрева схемы, важно быстро рассеивать энергию, поглощаемую переходным импульсом.
Защита от перенапряжения
Независимо от источника питания переменного или постоянного тока переходные скачки напряжения происходят из многих электрических источников и цепей независимо от источника питания. Это связано с тем, что переходные процессы генерируются в цепи или передаются из внешних источников в цепь.
Переходные процессы, возникающие в цепи, могут быстро нарастать и вызывать повышение напряжения до значения в несколько тысяч вольт.
Эти всплески напряжения могут вызвать серьезные проблемы с чувствительными электрическими или электронными устройствами, и, следовательно, необходимо предотвратить их появление на них.
Ниже приведены некоторые распространенные источники переходных процессов напряжения:
- Влияние напряжения L di / dt (Ldi/dt), возникающее в индуктивных цепях. Этот эффект обусловлен переключением катушек индуктивности и токов намагничивания в трансформаторах.
- Скачки питания.
- Переключение двигателя постоянного тока.
Варистор подключается к сети, чтобы избежать скачков напряжения. Это соединение может быть либо между фазой и нейтралью, либо между фазой и фазой в случае питания переменным током.
В случае питания постоянным током варистор подключается к источнику питания между положительной и отрицательной клеммами. В электронных схемах постоянного тока варистор можно использовать для стабилизации напряжения для защиты от импульсов перенапряжения.
Технические характеристики варистора
Ниже приведены технические характеристики типичного варистора.
Максимальное рабочее напряжение: Это пиковое установившееся постоянное напряжение или среднеквадратичное синусоидальное напряжение, которое можно прикладывать непрерывно при заданной температуре.
Напряжение варистора: Это напряжение между клеммами варистора при подаче определенного измеряемого постоянного тока.
Зажимное напряжение: Это напряжение между клеммами варистора с заданным импульсным током, применяемым для получения пикового напряжения.
Импульсный ток: Максимальный ток, протекающий через варистор.
Максимальная энергия: Максимальная энергия, которая рассеивается при приложении импульса переходного процесса.
Перенапряжение: Изменение напряжения после подачи импульсного тока.
Емкость : Измеряется, когда напряжение меньше напряжения варистора.
Ток утечки: Ток, протекающий через варистор, когда он находится в непроводящем состоянии.
Время отклика: Время между подачей номинального напряжения и переходом из непроводящего состояния в проводящее.
Применение варисторов
Варисторы используются почти во всех тяжелых электрических цепях для небольших электронных конструкций. Варисторы обеспечивают защиту от перенапряжения как в цепях переменного, так и постоянного тока.
Некоторые из приложений
- Для защиты электрических цепей от перенапряжения. На следующей схеме показано подключение металлооксидного варистора для обеспечения защиты однофазной линии от линии.
Следующая схема аналогична, за исключением того, что она также обеспечивает защиту линии от земли.
2. В электронных схемах устройства очень чувствительны к изменениям напряжения. Поэтому используется варистор. На следующей схеме показан типичный варистор, защищающий транзистор.
3. Для защиты от перенапряжения двигателей переменного или постоянного тока.
Ограничения варистора
Когда варистор используется в ограничителе переходных перенапряжений, он может не обеспечивать защиту питания устройства. Это связано с тем, что наличие варистора в данной ситуации вызовет проблемы с оборудованием и самим устройством.
Варистор не может обеспечить защиту от следующих
- Скачки тока при запуске устройства
- Ток от короткого замыкания.
- От провалов или провалов напряжения.
Что такое варистор? Определение, конструкция, работа, характеристики, преимущества, недостатки и применение варистора
Определение : Варистор представляет собой полупроводниковое устройство с двумя выводами, которое защищает электрические и электронные устройства от переходных процессов перенапряжения. Его сопротивление зависит от приложенного входного напряжения.
Слово варистор образовано путем объединения вари и резист стор .
Он также известен как резистор, зависящий от напряжения , VDR , сопротивление которого автоматически изменяется при соответствующем изменении напряжения на нем.
Всегда помещается в шунт с защищаемым устройством. В основном это делается для защиты схемы от скачков напряжения.
На рисунке ниже показано условное изображение варистора:
Они в основном используются для защиты цепи от высоких колебаний напряжения.
Конструкция варистора
Варисторы образуются при вдавливании кристаллов карбида кремния или оксидов металлов в керамический материал.
Затем производится спекание материала при высокой температуре после его высыхания. Электрические характеристики устройства зависят от температуры и атмосферных условий.
Для обеспечения хороших электрических контактов контакты материала металлизированы серебром или медью. Затем к контактам припаиваются выводы и комплектуются и кодируются варисторы.
На рисунке ниже показан варистор дискового типа:
В настоящее время это наиболее распространенные ограничители напряжения , которые можно использовать для широкого диапазона напряжений.
Это нелинейное устройство , которое поглощает разрушительную энергию и рассеивает ее в виде тепла, чтобы предотвратить повреждение системы.
Обычно в его производстве используется оксид цинка , , поэтому он также известен как варистор на основе оксида металла .
На рисунке ниже показана конструкция металлооксидного варистора:
Здесь варистор сформирован 90% из оксида цинка, а остальное составляет наполнитель , который образует соединение. Стандартный карбид кремния отличается от варистора на основе оксида металла тем, что MOV имеет меньший ток утечки и более высокую скорость работы.
Работа и характеристики варистора
Прежде чем приступить к его работе, давайте сначала разберемся с зависимостью между напряжением и сопротивлением варисторов.
На рисунке ниже показана кривая зависимости сопротивления от напряжения для варистора:
Варисторы проявляют необычное поведение в случае сопротивления.
Здесь, как мы видим, когда напряжение низкое, сопротивление на нем высокое. Но сопротивление быстро падает с увеличением напряжения выше номинального.
Давайте теперь подробно рассмотрим работу варистора:
Когда на устройство подается определенное низкое напряжение, оно создает высокое сопротивление, из-за чего через него протекает очень малый ток. Когда напряжение увеличивается и достигает напряжения фиксации, т. е. номинального напряжения, ток теперь увеличивается.
В это время замечено изменение работы варисторов. Итак, после этого напряжения устройство, которое до сих пор вело себя как изолятор, теперь начинает вести себя как проводник. Таким образом, после номинального напряжения предлагаемое им сопротивление станет очень низким, что позволит проходить через него очень высокому току.
Таким образом, говорят, что напряжение показывает нелинейную характеристику с током .
На рисунке ниже показана характеристика зависимости тока от напряжения для варистора:
Здесь, как мы видим, пока не будет достигнуто напряжение фиксации, устройство остается в непроводящем состоянии.
Таким образом, мы можем видеть линейную зависимость между напряжением и током. В это время через него протекает ток утечки очень малого значения. Из-за высокого сопротивления, предлагаемого им.
Однако, после этого конкретного уровня напряжения проводящее состояние достигается варисторами. Таким образом, мы видим, что сопротивление стало очень низким, и через него протекает большой ток даже после ограничения напряжения после номинального напряжения.
Преимущества варистора
- Обеспечивает превосходную защиту от перенапряжения.
- Так как не показывает полярный эффект , таким образом легко достигается двунаправленность.
Недостаток варистора
- Это дорогое устройство.
Применение варистора
Обнаружено широкое применение в защите устройств, таких как защита линий связи, защита микропроцессоров и источников питания. В защите переменного тока и защите от перенапряжения кабельного телевидения и т.