Варистор характеристики: принцип работы, типы и применение — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

варисторы параметры

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ВАРИСТОРОВ

Варистор[англ. varistor, от vari (able) — переменный и (resi) stor — резистор], полупроводниковый резистор, отличительной особенностью которых является резко выраженная зависимость электрического сопротивления(проводимости) от приложенного к ним напряжения. Сопротивлене иизменяется нелинейно и одинаково под действием как положительного, так и отрицательного напряжения. Варисторы используются для стабилизации и защиты от перенапряжения, преобразования частоты и напряжения, а также для регулирования усиления в системах автоматики, различных измерительных устройствах, источниках вторичного питания, в телевизионных приемниках для подстройки частоты гетеродинов, в генераторах переменного и импульсного пилообразного напряжения, в схемах размагничивания цветных кинескопов и др.

Номинальное напряжение, (Nominal Varistor Voltage), Vn — условный параметр, напряжение на варисторе,
при котором через него течет некий ток, называемый классификационным.
Для варисторов, применяемых в радиоэлектронике, классификационный ток обычно принимается равным 1 mA.
Иногда этот параметр называют классификационным напряжением Uкл. Классификационное напряжение не является рабочим эксплуатационным напряжением варистора. Рабочее напряжение выбирается исходя из допустимой мощности рассеяния и предельного значения амплитуды напряжения.
Максимальное непрерывное напряжение длительно подаваемое на варистор при температуре 25°С. Рабочее напряжение (Operating Voltage), В (Vdc — для постоянного тока и Vrms — для переменного) — данное напряжение должно быть превышено только при перенапряжениях.
Максимальное напряжение (Maximum Operating Voltage), Vm — напряжение, которое может
быть приложено к варистору на неопределенно длительное время.
Указывается среднеквадратическое значение.
Максимальное напряжение отсечки (Maximum Clamping Voltage), Vc
— максимальное напряжение,
измеренное на клеммах варистора при воздействии испытательного импульса 8/20 мкс
стандарта ITU 1Vc-Per IEC 61000-4-2 Level 4, .
Рабочий ток (Operating Current), А — диапазон — от 0,1 мА до 1 А
Максимальный импульсный ток, (Peak Current или Peak Surge Current) I_TM — максимальный импульсный ток,
не вызывающий повреждения варистора. Измеряется при помощи импульса 8/20 мкс.
Максимальная энергия импульса (Max. Energy Capability), W_TM — максимальное количество
энергии, поглощаемое варистором без деградации параметров, выражается в джоулях (Ватт-секундах)
и может быть выражена следующим образом:
W_TM=V_CIT где T время действия импульса.
Собственная емкость в неактивном режиме C_V — Емкость между выводами варистора,
измеряется на частоте 1 КГц или 1МГц. Емкостной фактор существенен только в отсутствии тока, проходящего через варистор, т.к. с увеличением приложенного напряжения емкость варистора падает (по нелинейному закону). При максимально допустимом падении напряжения на варисторе, его емкость близка к нулю.
Быстродействие (Response Time) — время перехода из непроводящего состояния в проводящее.
Поглощаемая энергия (Absorption energy), Дж
Коэффициент нелинейности — отношение статического сопротивления в данной точке вольтамперной характеристики к динамическому сопротивлению в той же точке.
Температурные коэффициенты (статич. сопротивления, напряжения, тока) — для всех типов варисторов не превышают 0,1% на градус

надежная защита от скачков напряжения

1 июля 2016

системы безопасноститерминалы продажавтомобильная электроникаучёт ресурсовуправление питаниемуправление двигателемпотребительская электроникаавтоматизацияответственные применениялабораторные приборыLittelfuseстатья

Варисторы – надежное средство для подавления скачков напряжения в первичных электрических цепях. Компания Littelfuse выпускает широкую линейку этих изделий, состоящую из нескольких серий, в числе которых – лидеры отрасли по рассеиваемой энергии, индустриальные варисторы серии C-III.

Чтобы быть уверенным в надежном функционировании разрабатываемого устройства, нужно уже на ранних этапах разработки продумать подавление скачков напряжения. Это может быть комплексной задачей, потому что электронные компоненты очень чувствительны к переходным процессам. Разработчик должен определить тип угрозы, из-за которой могут возникать скачки напряжения, и то, каким стандартам должно соответствовать устройство, исходя из области его применения. Варисторы чаще всего применяются для подавления скачков напряжения в первичных цепях. Компаний-производителей варисторов на рынке немало. Рассмотрим различные типы варисторов, остановимся на их физической сущности и сравним варисторы лидера рынка защитных компонентов – компании

Littelfuse – с варисторами других популярных производителей – Epcos и Fenghua.

Варистор – электронный прибор, сопротивление которого нелинейно меняется с изменением подаваемого на него напряжения, его вольт-амперная характеристика (ВАХ) схожа с ВАХ двунаправленных диодов Зенера. Варистор состоит, в основном, из оксида цинка ZNO с небольшим содержанием висмута, кобальта, магния и других элементов. Варистор из оксида металла (Metal Oxide Varistor или MOV) спекается в процессе производства в керамический полупроводник с кристаллической микроструктурой, которая позволяет рассеивать очень большие энергии, поэтому варисторы часто используются для защиты от скачков напряжения, вызванных ударами молний, связанных с переходными процессами, с индуктивными нагрузками, электростатическими разрядами в цепях переменного и постоянного тока, а также в промышленных линиях питания. Помимо этого, варисторы используются в сетях с постоянным напряжением, например, в низковольтных источниках питания или автомобильных цепях. Процесс производства варисторов позволяет придать им разнообразную форму. Однако наиболее распространенным форм-фактором варисторов является диск c радиальными выводами.

Характеристики варистора

Тело варистора представляет собой изотропную гранулярную структуру оксида цинка ZnO (рисунок 1).

Гранулы отделены друг от друга, и их граница разделения имеет ВАХ, схожую с p-n-переходом в полупроводниках. Эти границы при низких напряжениях имеют очень низкую проводимость, которая нелинейно увеличивается с увеличением напряжения на варисторе.

Рис. 1. Фотография гранулярной структуры варистора, сделанная с помощью электронного микроскопа

Симметричная ВАХ показана на рисунке 2. Благодаря ей варистор отлично справляется с подавлением скачков напряжения. Когда они появляются в цепи, сопротивление варистора уменьшается во множество раз: от почти непроводящего состояния до высокопроводящего, уменьшая импульс напряжения до безопасного для цепи значения. Таким образом, потенциально опасная для элементов цепи энергия входного импульса напряжения абсорбируется варистором и защищает компоненты, чувствительные к скачкам напряжения.

Рис. 2. Симметричная ВАХ варистора

В местах соприкосновения микрогранул варистора возникает эффект проводимости. Так как количество гранул в объеме варистора очень велико, абсорбируемая варистором энергия значительно превышает энергию, которая может пройти через единичный p-n переход в диодах Зенера. В процессе прохождения тока через варистор весь проходящий заряд равномерно распределяется по всему объему. Таким образом, количество энергии, которую может абсорбировать варистор, напрямую зависит от его объема. Величина рабочего напряжения варистора и максимального тока зависят от расстояния между электродами, между которыми находятся гранулы оксида цинка. Однако есть множество других технологических моментов, которые обуславливают эти электрические параметры: технология гранулирования и спекания, влияющая на размер гранул и их площадь соприкосновения, присоединение металлических выводов, покрытие варистора, легирующие добавки. Например, диапазон рабочих температур дисковых варисторов зависит от типа покрытия диска: у варисторов с эпоксидным покрытием диапазон -55…85°С, у фенолового покрытия, встречающегося у варисторов Littelfuse серии

C-III, этот диапазон расширен до 125°С. Также расширенный диапазон рабочих температур имеет большинство серий варисторов для поверхностного монтажа.

Рассмотрим подробнее принцип работы варистора.

В его корпусе между металлическими контактами находятся гранулы со средним размером d (рисунок 3).

Рис. 3. Схематическое изображение микроструктуры металл-оксидного варистора

Токопроводящие гранулы оксида цинка со средним размером гранулы d разделены между собой межгранулярными границами.

При разработке варистора для заданного номинального напряжения Vn основным параметром является количество гранул n, заключенных между контактами, что, в свою очередь, влияет на размер варистора. На практике его материал характеризуется градиентом напряжения В/мм, измеренном в коллинеарном направлении с нормалью к плоскости варистора. Для контроля состава и условий производства градиент должен быть постоянным. Так как физические размеры варистора имеют определенные пределы, то сочетание примесей в составе прибора позволяет достичь заданного размера гранул и нужного результата.

Фундаментальным свойством ZnO-варистора является его практически постоянное падение напряжения на границах гранул во всем объеме. Наблюдения показывают, что вне зависимости от вида варистора, падение напряжения на границе соприкосновения гранул всегда составляет 2…3 В. Падение напряжения на границах гранул не зависит и от размера самих гранул. Таким образом, если опустить разные способы производства и легирования оксида цинка, то напряжение варистора будет зависеть от его толщины и размера гранул. Эта зависимость может быть легко выражена в следующем виде (формула 1):

, (1)

где d – средний размер гранулы.

Учитывая

получаем данные, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Зависимость структурных параметров варистора от напряжения

Напряжение варистора Vn, В~	Средний размер гранулы, мкм	n	Градиент, В/мм при 1 мА	Толщина варистора, мм
150	20	75	150	1,5
25	80	12	39	1

Напряжение варистора Vn – это напряжение на вольт-амперной характеристике, где происходит переход из слабопроводящего состояния на линейном участке графика в нелинейный режим высокопроводящего состояния. По общей договоренности для стандартизации измерений был выбран ток 1 мА.

Несмотря на то, что варисторы могут за несколько микросекунд абсорбировать большое количество энергии, они не могут продолжительно находиться в проводящем состоянии. Поэтому в некоторых случаях, когда, например, напряжение в сети на продолжительное время увеличивается до уровня срабатывания, варистор начинается сильно греться. Его перегрев может закончиться возгоранием (рисунок 4). Для защиты от этого стали применяться термисторы. Варистор со встроенным термистором защищен от перегрева, что продлевает его срок службы и защищает устройство от возможного возгорания.

Рис. 4. Результат увеличения напряжения в сети на продолжительное время

Проведем сравнительный анализ наиболее популярных варисторов производства компаний Littelfuse, Epcos и Fenghua с рабочим напряжением 250 и 275 В (АС rms) и диаметром диска 10, 14 и 20 мм.

Как видно из таблицы 2, рассеиваемая варистором энергия зависит не только от его размеров, но и от технологии производства и материалов, которые использованы для выпуска серии. Заметим, что серия индустриального класса С-III производства компании Littelfuse вышла на первое место, серия UltraMOV тоже показала очень высокие характеристики, оказавшись на уровне конкурентов – серии Advanced производства Epcos. Также можно отметить, что варисторы C-III при меньшем габарите (D = 14 мм) имеют большую энергию рассеивания, чем стандартные серии конкурентов, имеющие большие размеры (D = 20 мм), а разница в рассеиваемой энергии между качественными варисторами в корпусе D = 20 мм и стандартными варисторами в корпусе D = 10 мм может отличаться на порядок.

Таблица 2. Сравнительный анализ наиболее популярных варисторов производства компаний Littelfuse, Epcos и Fenghua

Наименование	Производитель	Серия	D, мм	VRMS, В	Imax (8/20 мкс), А	Wmax (2 мс), Дж
V275LA40CP	Littelfuse	C-III	20	275	10000	320
V250LA40CP	Littelfuse	C-III	20	250	10000	300
B72220S2271K101, S20K275E2	Epcos	AdvanceD	20	275	10000	215
B72220S2251K101, S20K250E2	Epcos	AdvanceD	20	250	10000	195
V20E275P	Littelfuse	UltraMOV®	20	275	6500	190
V20E250P	Littelfuse	UltraMOV®	20	250	6500	170
B72220S0271K101, S20K275	Epcos	StandarD	20	275	8000	151
V275LA20CP	Littelfuse	C-III	14	275	6500	145
FNR-20K431	Fenghua	General	20	275	6500	140
B72220S0251K101, S20K250	Epcos	StandarD	20	250	8000	140
V250LA20CP	Littelfuse	C-III	14	250	6500	135
FNR-20K391	Fenghua	General	20	250	6500	130
B72214S2271K101, S14K275E2	Epcos	AdvanceD	14	275	6000	110
V14E275P	Littelfuse	UltraMOV®	14	275	4500	110
B72214S2251K101, S14K250E2	Epcos	AdvanceD	14	250	6000	100
V14E250P	Littelfuse	UltraMOV®	14	250	4500	100
FNR-14K431	Fenghua	General	14	275	4500	75
B72214S0271K101, S14K275	Epcos	StandarD	14	275	4500	71
FNR-14K391	Fenghua	General	14	250	4500	70
V275LA10CP	Littelfuse	C-III	10	275	3500	70
B72214S0251K101, S14K250	Epcos	StandarD	14	250	4500	65
V250LA10CP	Littelfuse	C-III	10	250	3500	60
B72210S2271K101, S10K275E2	Epcos	AdvanceD	10	275	3500	55
V10E275P	Littelfuse	UltraMOV®	10	275	2500	55
B72210S2251K101, S10K250E2	Epcos	AdvanceD	10	250	3500	50
V10E250P	Littelfuse	UltraMOV®	10	250	2500	50
FNR-10K431	Fenghua	General	10	275	2500	45
B72210S0271K101, S10K275	Epcos	StandarD	10	275	2500	43
FNR-10K391	Fenghua	General	10	250	2500	40
B72210S0251K101, S10K250	Epcos	StandarD	10	250	2500	38

Обзор варисторов производства компании Littelfuse c разбивкой на серии и области применения представлен в таблице 3.

Таблица 3. Области применения варисторов Littelfuse

Сегмент	Типовое применение и примеры	Серия	Технология	SMD-монтаж
Низковольтное оборудование, одноплатные устройства	Наладонные и портативные приборы, контроллеры, измерительное оборудование, компьютеры, дистанционные датчики, порты ввода/вывода и интерфейсы, медицинское оборудование	СН	MOV	+
		MA, ZA, RA, UltraMOV, CIII	MOV
		ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Электросети, сетевые фильтры	Источники бесперебойного питания, измерители мощности, источники питания переменного напряжения, LED-драйверы, блоки питания, промышленные источники питания, автоматы, сетевые фильтры, бытовая электроника, управление питанием	TMOV, UltraMOV, CIII, LA, HA, HB, HG, HF, DHB, TMOV34S, RA	MOV	–
Электросети, сетевые фильтры		SM20, SM7, CH	MOV	+
Автомобильная электроника	ABS, шины данных, контроллеры электродвигателей, сервоприводы, подушки безопасности, управление зеркалами, стеклоподъемниками, щетками	SM7, CH	MOV	–
		ZA, LV UltraMOV	MOV	–
		AUML, ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Телекоммуникационное оборудование	Сотовые и DECT-телефоны, роутеры, модемы, сетевые карты, защита абонентского оборудования, T1/E1/ISDN, защита шин данных	SM7, CH	MOV	–
		ZA, LV UltraMOV	MOV	–
		SM20, SM7, ML, MLE, MLN, MHS	MLV	+
Мощное индустриальное оборудование	Силовые реле, соленоиды, драйверы электродвигателей, источники питания, роботы, большие двигатели/насосы/компрессоры	DA/DB, BA/BB, CA, HA, HB, HC, HG, HF, DHB, TMOV34S, CIII, UltraMOV	MOV	–

Литература

http://www. littelfuse.com/.
Electronics Circuit Protection Product Selection Guide.
http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_product_selection_guide.pdf.pdf.
Metal-Oxide Varistors (MOVs).
http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_varistor_catalog.pdf.pdf.

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

•••

A Устройство защиты от перенапряжения

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

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

Что такое металлооксидные варисторы?

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

Благодаря этому электрическому свойству варистор пригодится в технологиях защиты цепей.

Как работает MOV?

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

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

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

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

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

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

Конструкция MOV

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

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

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

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

Электрические характеристики MOV

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

Статическое сопротивление

Когда вы строите график зависимости напряжения MOV от сопротивления, сопротивление находится на пике при стандартном напряжении. Однако с ростом напряжения сопротивление уменьшается.

Кривая статического сопротивления

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

ВАХ

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

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

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

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

Емкость MOV

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

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

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

Значение реактивного сопротивления MOV можно рассчитать по следующей формуле:

Xc = 1/2πfC

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

Предохранитель А

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

Автоматические выключатели

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

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

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

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

Технические характеристики MOV

Прежде чем выбрать металлооксидный варистор, необходимо знать его параметры, в том числе следующие:

Максимальное рабочее напряжение варистора ток ниже указанного значения.

Напряжение фиксации

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

Импульсный ток

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

Варистор

Сдвиг напряжения

Изменение напряжения после скачка переходного напряжения называется сдвигом напряжения.

Поглощение энергии

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

Время отклика

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

Максимальное напряжение сети переменного тока

Также называемое максимальным среднеквадратичным напряжением сети, это значение обычно превышает фактическое среднеквадратичное напряжение сети. Пиковое напряжение и напряжение варистора не должны перекрываться, так как это может сократить срок службы электронных компонентов.

Ток утечки

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

Как использовать MOV в вашей цепи?

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

MOV подключается параллельно.

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

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

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

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

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

При проектировании схемы используйте следующие советы.

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

MOV на печатной плате

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

Применение MOV

Применение варисторов включает следующее:

Защита от перенапряжения, скачков напряжения, междуфазных разрядов, дугообразования и коммутации
Защищает устройства от сбоев
Предотвращает отказы коммутационных устройств, таких как транзисторы, МОП-транзисторы и тиристорные мосты

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

Резюме

В заключение, MOV обладают уникальными электрическими свойствами, что делает их критически важными для электронных устройств. Это простой компонент с небольшим количеством варисторных материалов, но он очень удобен для защиты от скачков напряжения переменного тока. Если у вас есть какие-либо вопросы об этом устройстве, свяжитесь с нами для получения более подробной информации.

Цепь, работа и ее характеристики

Пассивное полупроводниковое устройство с двумя выводами, которое используется для защиты электронных и электрических цепей, называется варистор. Защищает от перенапряжения путем фиксации напряжения. Он также известен как резистор, зависящий от напряжения (VDR), или нелинейный резистор. Сопротивление варистора изменяется за счет изменения напряжения на нем. Варисторы представляют собой неомические переменные резисторы с симметричными характеристиками тока и напряжения, применимые как для приложений постоянного, так и переменного тока. При работе с переменным током они подключаются либо между фазами, либо между фазами и нейтралью. При работе на постоянном токе они подключаются к положительным или отрицательным клеммам для стабилизации постоянного тока, чтобы защитить всю электронную схему от перенапряжения. Варистор на основе оксида металла является одной из форм варистора, используемого в различных устройствах защиты от перенапряжения. В этой статье подробно описывается металлооксидный варистор (MOV).

Определение: Наиболее часто используемой формой варистора является металлооксидный варистор, который также представляет собой нелинейный резистор, зависящий от напряжения, подключенный к электрическим и электронным схемам для защиты от переключения, грозовых перенапряжений и достижения высокое подавление переходного напряжения.

Металлооксидный варистор

MOV состоит из оксидов цинка с оксидами металлов, таких как кобальт, висмут и марганец, вставленными между двумя металлическими пластинами, которые образуют два электрода. Сопротивление MOV можно варьировать, чтобы защитить цепь питания от скачков напряжения из-за высокого напряжения. Он всегда используется в качестве предохранителя в цепях, где питание напрямую берется из сети переменного тока.

Варистор из оксида металла содержит два электрода и физически выглядит как конденсатор. Он подключен к любому направлению, потому что для электродов, таких как резистор, нет полярности. Чтобы увеличить способность обработки энергии, MOV включен параллельно цепи, которая должна быть защищена. Производя более высокие номинальные напряжения в цепи, она подключается последовательно. Обязательно подключение MOV для защиты цепи от скачков высокого напряжения из-за прямого питания от сети. Основной символ варистора или варистора на основе оксида металла показан ниже.

Цепь металлооксидного варистора

Металлооксидный варистор размещается между сетью электропитания и цепью, которая должна быть защищена от скачков высокого напряжения, как показано ниже. Сопротивление MOV изменяется автоматически в зависимости от напряжения, подаваемого на цепь.

Цепь MOV

На приведенном выше рисунке MOV используется параллельно с цепью, которая должна быть защищена от всплесков. MOV начинает работать из-за напряжения, приложенного к его электродам, и прекращает работу из-за меньшего порогового напряжения (подаваемое напряжение ниже порогового напряжения). Эти типы варисторов доступны в различных формах, таких как диски, осевые устройства, винтовые и блочные устройства и радиальные устройства. Из-за смеси оксидов металлов, MOV представляет собой комбинацию ряда более №. диодов.

Работа металлооксидного варистора (MOV)

Работа металлооксидного варистора (MOV) зависит от приложенного напряжения. Когда приложенное напряжение находится в пределах указанного диапазона, то MOVA, подключенный параллельно цепи, будет иметь высокое сопротивление и через него не будет протекать ток. Из-за высокого сопротивления MOV ток протекает по цепи и работает в соответствии с приложением. При любых грозовых перенапряжениях или всплесках из-за перенапряжения в сети переменного тока сопротивление MOV уменьшается, и его значение становится низким и становится коротким.

Из-за высокого напряжения через MOV протекает большой ток, что приводит к перегоранию предохранителя и отключению цепи от сети. Как только происходит всплеск напряжения, высокое напряжение (перенапряжение) немедленно возвращается к своим нормальным значениям, и схема выполняет свою нормальную работу. В таких случаях протекающего тока будет недостаточно для перегорания предохранителя и продолжительность протекания также будет меньше.

Это означает, что при каждом скачке напряжения MOV автоматически отключает цепь, чтобы предотвратить повреждение от перенапряжения. Если MOV поврежден, то можно сделать вывод, что цепь прошла через различные скачки напряжения.

Фиксирующее напряжение металлооксидного варистора

Во время работы, когда цепь подвергается воздействию импульса высокого переходного напряжения, параллельно установленный MOV фиксирует уровень напряжения, чтобы избежать пиков и грозовых перенапряжений. Для защиты схемы и ее компонентов MOV поглощает потенциально разрушительную энергию и защищает схему от повреждений. А также MOV будет в непроводящем состоянии, когда он подключен как устройство шунтового режима при нормальной работе.

Следовательно, фиксирующее напряжение металлооксидного варистора представляет собой номинальное напряжение, измеренное на нем, при постоянном токе 1 мА. Это означает, что варистор пропускает через себя ток 1 мА, когда на него подается постоянное напряжение. Варистор работает как изолятор, пока не достигнет номинального напряжения.

Как только приложенное напряжение достигает своего номинального напряжения, он начинает проводить ток. Когда приложенное напряжение низкое, обратный ток утечки на электродах MOV также будет низким. Когда приложенное напряжение высокое, происходит лавинный пробой, и сопротивление MOV будет равно или больше его номинального напряжения. MOV отсекает пики высокого напряжения и выбросы, возникающие из-за внезапных высоких переходных напряжений, и действует как саморегулятор.