Варистор в схеме: используем мультиметр и другие способы

обозначение на схеме, таблица маркировок, характеристики, схема включения

Содержание

1. Для чего нужен варистор, где применяется
2. Характеристики и габаритные размеры
3. Виды, маркировка и обозначение на схеме
4. Проверка варистора

Резистор – электронный компонент, основной характеристикой которого является сопротивление. Резисторы бывают постоянными или переменными (управляемыми вручную), а также существуют компоненты, сопротивление которых зависит от внешних факторов (температуры, освещенности и т.п.). Одним из таких элементов является варистор (Variable Resistor) – его свойства зависят от приложенного напряжения.

Для чего нужен варистор, где применяется

Принцип работы этого прибора несложен. Если к нему приложено напряжение, не превышающее определенного порога, его сопротивление велико, ток через него определяется утечками и составляет порядка единиц или десятков микроампер. При увеличении приложенного напряжения варистор открывается и начинает проводить ток. Этот участок характеристики практически линеен и аналогичен резистору с небольшим сопротивлением. Если напряжение повышать далее, ток будет расти, и в итоге элемент выйдет из строя.

Вольт-амперная характеристика варистора.

Варистор работает при любой полярности напряжения, поэтому, при внимательном рассмотрении, его вольт-амперная характеристика подобна ВАХ двуханодного стабилитрона. Это означает, что резистор, управляемый напряжением, работает схожим образом – при превышении определенного уровня он стабилизирует напряжение на выводах. Это можно использовать для защиты от перенапряжений. ВАХ прибора симметрична, поэтому он работает как при постоянном, так и при переменном напряжении.

Характеристики и габаритные размеры

Одной из важнейших характеристик, указываемых не только в технической документации, но и входящей в обозначение и наносимой на корпус элемента, является классификационное напряжение. Распространено мнение, что эта величина является условной, и не несет практического характера. Это не так.

Характерные точки на ВАХ варистора.

Характеристика варистора в зоне защиты (зоне стабилизации) имеет наклон, и ток через него зависит от приложенного напряжения – чем больше напряжение. При определенном напряжении (которое называют напряжением открывания при постоянном токе) варистор начинает открываться, но происходит это постепенно. По мере открывания ток растет. Считается, что когда он достигнет уровня 1 мА, прибор полностью открылся, вышел на линейный участок характеристики и начал выполнять свою защитную функцию.

Так как варисторы часто применяются в цепях переменного тока, то напряжение открывания выражают в виде действующего (среднеквадратичного) значения напряжения – оно чаще применяется в качестве характеристики переменного напряжения. Этот параметр меньше напряжения открывания при постоянном токе примерно в 1,4 раза.

Также важными характеристиками являются максимальная мощность P (в ваттах) и поглощаемая энергия W (в джоулях). Первый параметр интуитивно понятен – это мощность, которую прибор способен рассеивать в открытом состоянии. А поглощаемая энергия характеризует время, в течение которого элемент может выдержать максимальную мощность. Этот период вычисляется, как t=W/P. Величина поглощаемой энергии определяется размером прибора, поэтому при наличии опыта можно достаточно точно определить эту характеристику на глаз (например, по диаметру для компонентов в дисковом исполнении)

Максимальное рабочее напряжение – граница, выше которой элемент выходит из строя. Параметры распространенных варисторов приведены в таблице.

Тип элемента	U классификационное, В	Uсраб, среднеквадрат., В	Uсраб, пост., В	Поглощаемая энергия, Дж / наибольшая мощность, Вт.	габариты, мм х мм/ Диаметр, мм
TVR 10471	470	300	385	70 Дж	10
TVR 14471	470	300	385	125 Дж	14
14N431K	430	275	350	132 Дж	14
7N471K	470	300	385	35 Дж	7
14D471K	470	300	385	125 Дж	14
S10K275	430	275	350	43 Дж	10
TVR 20471	470	300	385	220 Дж	20
TVR 10431	430	275	350	65 Дж	10

Виды, маркировка и обозначение на схеме

Чаще всего встречаются варисторы в виде дисков (похожих на конденсаторы). Но существуют приборы, внешне выглядящие подобно обычному резистору – таков, например, отечественный элемент СН1-1.

Единых требований к маркировке элементов нет, но определенным стандартом стал следующий вид:

AAAZZXXY, где:

• AAA – три литеры, определяющие код продукта;
• ZZ – диаметр диска в мм (или размеры для другого исполнения).
• XX– мантисса классификационного напряжения;
• Y – десятичный множитель классификационного напряжения (в большинстве случаев 0 или 1, что означает, что ZZ надо умножить на 1 или на 10.

Например, для элемента TVR 10471 по расшифровке можно определить, что:

• прибор относится к серии TVR – Thinking Varistor Resistance;
• он представляет собой диск диаметром 10 мм;
• приложенное напряжение в 47х10=470 вольт вызывает ток в 1 мА.

Некоторые производители укорачивают обозначение, не включая в него код продукта (например, 14N431K) или добавляют другие индексы, обозначающие серию элемента (литеры D и K у прибора 14D471K). Можно увидеть и упрощенный вариант маркировки варисторов. Так, элемент JVR10N431 может быть обозначен, как S10K275 или просто K275. Литера K означает класс точности (10%), а 275 – действующее напряжение срабатывания. Для практических целей такой вариант удобнее.

На схеме этот электронный компонент обозначается прямоугольным символом, аналогичным условно-графическому обозначению резистора, но с диагональной чертой, обозначающей непостоянство номинала (подобно терморезисторам и т.п.). Такое УГО обязательно содержит букву U – знак того, что сопротивление элемента зависит от приложенного напряжения. Это нужно, чтобы отличить варистор от других типов резисторов, чье сопротивление задает внешнее воздействие.

Два варианта условно-графического обозначения варистора.

Существует и другой вариант УГО, к символу сопротивления добавлено стилизованное изображение ВАХ защитного элемента. Это обозначение относится только к варисторам, поэтому литера U здесь не употребляется.

На схеме (и на плате) варисторы имеют индекс RU или RV (если их несколько, то RV1, RV2 и т. д.). В зарубежных изданиях встречаются обозначения на схеме с индексами MOV, ZNR и т.п.

Маркировка MOV на плате ИБП.

Принцип работы защиты варистором и схемы его включения

Фрагмент схемы входных цепей БП.

В большинстве случаев в схемах защиты варистор включается параллельно нагрузке – входным цепям блока питания, диодному мосту и т.п. Характерный пример – компьютерный блок питания. В нем варистор устанавливается до входного фильтра. При повышении напряжения выше точки срабатывания, элемент открывается и «срезает» излишний уровень.

Варианты схем защиты (Взято с www.joyta.ru).

Существуют и другие схемы включения защитного элемента. Кроме наиболее распространенного варианта А, защиту можно включить по схеме Б – в этом случае дополнительные элементы защитят схему при возникновении перенапряжений по отношению к земле. Также используется включение:

• по схеме В – для защиты транзистора от выбросов при коммутации индуктивной нагрузки;
• по схеме Г – для защиты контактов реле в схеме управления двигателем или другой индуктивной нагрузкой, где возможны опасные выбросы напряжения.

Существуют и другие варианты использования варистора, но они менее распространены.

Читайте также

Схемы защиты от короткого замыкания и перегрузок в блоке питания

 

Проверка варистора

Проверить исправность варистора с помощью мультиметра можно только на короткое замыкание («спекание»). Если при диагностике омметр показывает высокое сопротивление, это может означать как обрыв внутри элемента, так и его полную исправность. Тестовое напряжение мультиметра не может вывести варистор на участок стабилизации ВАХ.

Чтобы проверить варистор по полной программе, надо попытаться его открыть. Для этого надо подать на него соответствующее напряжение, что не так просто – оно превышает напряжение сети, и иногда значительно. Нужен регулируемый повышающий источник напряжения, и обычный ЛАТР, как выяснилось в результате экспериментов, не подойдет. Он способен выдать не более 265-270 вольт, что недостаточно для надежного открывания варистора.

Чтобы получить повышенное переменное напряжение, был собран стенд по следующей схеме (возможны и другие варианты).

Стенд для проверки варистора.

Последовательно с проверяемым элементов включена светодиодная лампа, рассчитанная на сетевое напряжение. Также последовательно в цепь включена схема вольтодобавки. Она состоит из первичной обмотки трансформатора 12/220 вольт. На вторичную обмотку подается сетевое напряжение от регулируемого автотрансформатора, при этом на первичке за счет обратной трансформации появляется повышенное напряжение. Таким образом, напряжение сети складывается с напряжением вольтодобавки и становится возможным получить уровень до 500 вольт. При первом включении в сеть ЛАТР выведен на минимум, напряжение на цепочке варистор-лампа равно сетевому, что недостаточно для срабатывания защитного элемента.

Стенд для проверки варистора.

При повышении напряжения от ЛАТР, удалось открыть варистор и зажечь лампу. При этом на варисторе оказалось около 500 вольт. Конечно, прибор начал открываться раньше, а при таком уровне ток через него уже достиг порога зажигания лампочки. Но цель – проверить работоспособность – была достигнута.

Зажигание лампы при открывании варистора.

Применение варистора защитными функциями не ограничивается. Их можно применять для генерации сигналов, для проведения вычисления в аналоговых вычислительных машинах и т.п. Но все же чаще всего эти компоненты применяются в качестве ограничителей перенапряжения, в этой области они используются очень широко.

Варистор — что это такое?

Содержание:

В статье изучим что такое варистор, узнаем принцип его действия, рассмотрим основные характеристики и параметры, которыми обладает данное полупроводниковое устройство.

Варистор – это полупроводниковый резистор, сопротивление которого зависит от подаваемого на него напряжения. Имеет нелинейную симметричную вольт-амперную характеристику. Изготавливается прессованием из таких полупроводников как оксид цинка(ZnO) или карбид кремния (SiC). Из-за своего ВАХ, варистор может применяться в цепях переменного и постоянного тока.

 

Свое название варистор получил от английского словосочетания Variable Resistor, что дословно переводиться как переменный резистор. От слова Variable взяли начало, а от Resistor – конец. В отличии от переменного резистора в привычном понимании, варистор обладает немного другими свойствами и путать их не стоит.

 

Корпус варистора обычно выполняется в виде дисков и таблеток. Но так же существуют корпуса стержнем и с подвижные контактом (подстроечные варисторы).

Варистор имеет условно графическое обозначение (УГО) как у резистора, но с наклонной чертой и буквой U. Буква U на УГО указывает на то, что сопротивление этого элемента цепи зависит от напряжения. На схемах и платах обозначается двумя буквами RU и цифрой (порядковый номер на схеме). А вот так выглядит нелинейная симметричная вольт-амперная характеристика варистора.

Нужны варисторы для защиты цепей от перенапряжения. В электронике и низковольтных сетях они служат для защиты от статического электричества. Варисторы можно найти почти во всех электронных устройствах – от блоков питания до электронного пускорегулирующего аппарата светильника люминесцентных ламп. Есть варисторы и в smd варианте, они очень похожи на диоды и сложно отличаемы в схемах.

Как работает варистор?

Принцип работы варистора достаточно прост. Рассмотрим ситуацию, когда варистор защищает от перенапряжения. В схему он включается параллельно защищаемой цепи. При нормальном режиме работы он имеет высокое сопротивление и протекающий через него ток очень мал. Он имеется свойства диэлектрика и не оказывает никакого влияния на работу схемы. При возникновении перенапряжения, варистор моментально меняет свое сопротивление с очень высокого, до очень низкого и шунтирует нагрузку. Известно, что ток идет по пути наименьшего сопротивления, поэтому варистор поглощает это перенапряжение и рассеивает эту энергию в атмосферу, в виде тепла. После того, как напряжение стабилизируется, сопротивление снова возрастает и варистор “запирается”. Надеюсь даже чайник понял принцип работы. Если что-то не ясно, рекомендуется ознакомиться с видео.

Если напряжение будет выше того, которое может выдержать и рассеять варистор, то он выйдет из строя. Корпус его треснет либо развалиться на части. В некоторых случаях он может взорваться. Поэтому, в целях защиты основной схемы, рекомендуется ограждать его от основных компонентов защитным экраном либо монтировать его вне корпуса, особенно для высоковольтных схем. Как проверить варистор мультиметром – узнаете тут.

Как говорилось выше, варистор подключается параллельно нагрузке:

• В цепях переменного тока – фаза – фаза, фаза – ноль;
• В цепях постоянного тока – плюс и минус.

Так как варистор закорачивает цепь питания, перед ним всегда монтируется плавкий предохранитель. Несколько примеров схем включения варистора:

Характеристики и параметры варисторов

• Классификационное напряжение (Varistor Voltage) – это величина напряжения, при котором ток в 1 мА протекает через варистор;
• Максимально допустимое переменное напряжение (Maximum Allowable Voltage – ACrms) – Это среднеквадратичное значение переменного напряжения (rms) в вольтах. Это та величина, при которой варистор “открывается” и понижается его сопротивление, тем самым он начинает выполнять свою задачу;
• Максимально допустимое постоянное напряжение (Maximum Allowable Voltage – DC) – Варистор можно использовать в цепях постоянного тока, этот параметр показывает напряжение “открытия”, но уже для постоянного напряжения. Указывается в вольтах. Обычно выше, чем величина для переменных цепей;
• Максимальное напряжение ограничения (Maximum Clamping Voltage) – максимальное напряжение в вольтах, которое может выдержать корпус варистора без выхода из строя. Обычно указывается для конкретной величины тока;
• Максимальная поглощаемая энергия – указывается в джоулях (Дж). Величина импульса, которую может рассеять варистор, не выходя из строя;
• Время срабатывания – обычны указывается в наносекундах (нс). Это время, которое требуется варистору для изменения величины сопротивления от очень высокого, до очень низкого;
• Допустимое отклонение (Varistor Voltage Tolerance) – это допустимое отклонение квалификационного напряжения варистора, указывается оно в процентах (%). Это фиксированные величины ±5%, ±10%, ±20% и т.д. В импортных варисторах величина отклонения, зашифрованна в определенную букву и указывается в маркировке варистора, каждая фирма может использовать свои маркировки. К примеру, для варисторов фирмы Joyin принято такое обозначение: K – ±10%, L – ±15%, M – ±20%, P – ±25%.

Подбор варисторов осуществляется по специальным справочникам на основе вышеописанных параметров. Узнаем значения своей цепи и защищаемого оборудования. На основе этого выбираем варистор, который нужно ставить.

Маркировка варисторов

Обычно на корпусе варистора написана очень длинна маркировка, сейчас на примере 20D471K расшифруем маркировку и узнаем его характеристики.

1. 20D – это диаметр варистора, в данном случае 20мм. Чем больше диаметр – тем больше энергии может рассеять варистор. По данному параметру можно косвенно судить о максимальной энергии, которую он может поглотить. Чем больше – тем лучше.
2. 47 – Классификационное напряжение варистора, 470 вольт.
3. 1K – допустимое отклонение квалификационного напряжения варистора, как было указано выше, K – это ±10%.

Обычно у производителей маркировки отличаются друг от друга, но незначительно. Примеры маркировки этого варистора, но от разных производителей: Epcos – S20K300, Fenghua – FNR-20K471, TVR -TVR20D471, CNR – CNR20D471, JVR – JVR-20N471K.

Как видим, у фирмы Epcos маркировка показывает на число 300, это уже не классификационное напряжение, а максимально допустимое переменное напряжение. В любом случае не рекомендуется гадать самому с маркировкой, если есть возможность, то лучше воспользоваться поисковиками либо справочником и получить всю подробнейшую информацию о нужном вам варисторе.

Заключение

Варистор – это достаточно надежный и дешевый компонент, такой себе простак и универсал. Может работать в разных условиях (переменные и постоянные цепи, высокие частоты), выдерживать большие перегрузки. Он нашел применение во всех нишах связанных с электричеством и не только как защитник от перенапряжения. Варистор используют как: регуляторы и стабилизаторы, в качестве ограничителей перенапряжения. Из недостатков: высокий шум на низких частотах, так же из-за внешних условий и старения, он может изменять свои параметры.

Предыдущая

РадиодеталиДиодный мост – что это такое?

Следующая

РадиодеталиЧто такое подстроечный резистор: описание устройства и область его применения

Конструкция, работа и ее применение

Резистор представляет собой электрический компонент, который используется для ограничения протекания тока в электрической цепи. В основном это резистивный компонент. Он имеет две клеммы и используется практически во всех электрических цепях. На него также можно подать в суд для регулировки уровней сигнала и завершения линий передачи. Доступны различные типы резисторов, каждый из которых предназначен для определенной цели. Варистор — это один из таких резисторов, используемый для изменения сопротивления в цепи путем изменения напряжения. Его конструкция почти аналогична конструкции конденсатора. Обычно они бывают двух типов: оксид металла и карбид кремния.

Варистор — это тип резистора, в котором мы можем изменять сопротивление, изменяя приложенное напряжение. Его также называют резистором, зависящим от напряжения. Это нелинейный полупроводниковый прибор. Слово происходит от слова переменный резистор. Обычно они используются в качестве защитных устройств для предотвращения избыточного переходного напряжения в цепи, чтобы компоненты цепей оставались защищенными. Он даже контролирует условия работы схемы. Конструкция этого компонента такая же, как и у обычного конденсатора.

Символ IEEE показан ниже.

Символ IEEE

Символ ICE показан ниже.

ice-symbol

Принцип работы варистора

Варистор не подчиняется закону Ома и, следовательно, не похож на омический резистор. По сути, это неомический резистор, который не подчиняется закону Ома, поэтому его также называют нелинейным резистором или резистором, зависящим от напряжения. Основное различие между обычным резистором и резистором, зависящим от напряжения, заключается в том, что сопротивление резистора можно изменить только вручную, но мы можем изменить сопротивление, изменив напряжение. Принцип его работы аналогичен принципу работы диода с PN-переходом при обратном смещении.

Конструкция варистора

В основном они бывают двух типов: оксид металла и карбид кремния. Тип оксида металла является наиболее распространенным типом варистора. Это устройство состоит из матрицы из оксида металла, содержащей керамическую массу из оксида цинка. Некоторые из обычно используемых металлов — висмут, кобальт и марганец.

варисторная конструкция

Слой оксида металла в основном содержит 90% оксида цинка и 10% других металлов. Слой оксида металла зажат между двумя металлическими электродами. Матрица действует как связующее вещество, так что гранулы оксида цинка могут оставаться неповрежденными между двумя металлическими электродами. Граничная поверхность ведет себя как переход полупроводникового диода.

Работа и характеристики варистора

В нормальных условиях он не проводит ток. Но когда приложенное напряжение пересекает обратное напряжение пробоя, диод начинает проводить электрический ток.

В нормальных условиях барристер имеет очень высокое напряжение. Однако, когда переходное напряжение в цепи начнет увеличиваться, тогда ее сопротивление начнет уменьшаться, так что переходное напряжение останется фиксированным на определенном уровне.

Сопротивление варистора

Работу варистора можно объяснить с помощью графика сопротивления. Это график зависимости сопротивления резистора от приложенного напряжения. График показывает, что в нормальных условиях сопротивление очень велико. Однако если приложенное напряжение превысит номинальное значение резистора, то его сопротивление начнет уменьшаться.

сопротивление варистора

ВАХ

Из графика ВАХ видно, что даже небольшое изменение величины приложенного напряжения может привести к огромному изменению величины тока в цепи. На графике V-I характеристик видно, что варистор действует так, как если бы два стабилитрона были соединены встречно-параллельно. Уровень напряжения, при котором начинает течь ток, составляет 1 мА.

В этом состоянии варистор превращается из изолятора в проводник. Это происходит из-за того, что приложенное напряжение становится больше или равно номинальному напряжению устройства. Это приводит к лавинному эффекту полупроводникового материала, превращая варистор из изолятора в проводник.

v-i-характеристики

Применение варистора

Применение:

1). Их можно использовать для защиты электрических цепей от чрезмерно высокого напряжения. На следующей схеме показано, как оксидно-металлический тип можно подключить к цепи для защиты от высокого напряжения.

оксид металла

2). Устройства, включенные в электронную цепь, чрезвычайно чувствительны к изменению напряжения. Поэтому мы используем этот компонент в цепи для защиты различных компонентов электрической цепи. Здесь мы видим, как это можно использовать для защиты транзистора в схеме.

варистор-защита-транзистор

3). Его также можно использовать для защиты от перенапряжения в двигателях переменного и постоянного тока.

варистор в двигателях постоянного и переменного тока

Преимущества

Преимущества варисторов:

• Их можно использовать для защиты электрических компонентов электрической цепи.
• Обеспечивает защиту от перенапряжения для двигателей переменного и постоянного тока.

Недостатки

Недостатки варисторов

• Не могут обеспечить защиту от тока при коротком замыкании.
• Не может обеспечить защиту от скачков тока при запуске устройства.
• Не может обеспечить защиту от провалов напряжения.

Часто задаваемые вопросы

1). У варистора есть полярность?

В случае варистора из оксида металла слой оксида цинка обычно помещается между двумя металлическими электродами. В результате нет полярности.

2). Что происходит, когда варистор выходит из строя?

Это может выйти из строя по двум причинам: деградация и катастрофический сбой. Катастрофический сбой в основном происходит, когда мы не ограничиваем большой выброс и величина энергии выше, чем значение, которое может выдержать конденсатор. В результате неисправности в контуре может возникнуть неравномерный джоулев нагрев.

3). Какое напряжение на варисторе?

Напряжение, генерируемое на клеммах варистора, когда через него проходит ток 1 мА, называется напряжением варистора. В основном это номинальное напряжение.

4). Как проверить металлооксидный варистор?

Металлооксидный тип можно проверить с помощью мультиметра. Один его щуп должен касаться свободного вывода варистора, а другой щуп должен касаться подключенного вывода.

5). В чем разница между варистором и термистором?

Варистор представляет собой электрический элемент с переменным сопротивлением, который может защитить электрическую цепь от скачков напряжения. Термистор, с другой стороны, представляет собой резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения температуры.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о сетевом фильтре.

Итак, это все обзор варистора, который может служить очень важным устройством в электрической цепи. Его основное применение заключается в том, что его можно использовать для защиты электрических цепей. Он также имеет различные другие применения. Как вы думаете, как варистор можно использовать в реальных проектах?

Металлооксидный варистор (MOV) — работа, применение, советы по проектированию и руководство по выбору Цепь

. Металлооксидный варистор можно рассматривать как еще один тип переменного резистора, который может изменять свое сопротивление в зависимости от приложенного к нему напряжения. Когда через MOV проходит большой ток, значение его сопротивления уменьшается и действует как короткое замыкание. Следовательно, MOV обычно используются параллельно с предохранителем для защиты цепей от скачков высокого напряжения. В этой статье мы узнаем больше о MOV Работа с и как использовать его в своих проектах для защиты ваших цепей от скачков напряжения . Мы также узнаем об электрических свойствах MOV и о том, как выбрать MOV в соответствии с вашими требованиями к конструкции, так что давайте приступим.

 

Что такое MOV (металлооксидный варистор)?

MOV — это просто переменный резистор, но, в отличие от потенциометров, MOV может изменять свое сопротивление в зависимости от приложенного напряжения . Если напряжение на нем увеличивается, сопротивление уменьшается, и наоборот. Это свойство полезно для защиты цепей от скачков высокого напряжения; следовательно, они в основном используются как УЗИП в электронной сети. На рисунке ниже показан простой MOV

 

Как работает MOV?

В нормальных рабочих условиях сопротивление MOV будет высоким, и они будут потреблять очень мало тока, но при скачке напряжения в сети напряжение поднимется выше колена или напряжения фиксации , и они будут потреблять больше тока , это рассеивает импульс и защищает оборудование. MOV можно использовать только в течение защита от коротких перенапряжений , они не могут справиться с длительными перенапряжениями. Если варисторы подвергаются повторным скачкам напряжения, их свойства могут немного ухудшиться. Всякий раз, когда они испытывают всплеск, напряжение фиксации падает немного ниже, что через некоторое время может даже привести к их разрушению. Чтобы избежать такого рода рисков, MOV в основном подключаются последовательно с тепловым выключателем / предохранителем, который может сработать, если потребляется большой ток. Давайте подробнее обсудим, как MOV работает в цепи.

 

Как использовать MOV в вашей схеме?

MOV, также известные как варисторы, обычно используются вместе с предохранителями параллельно защищаемой цепи. На изображении ниже показано, как использовать MOV в электронной схеме .

Когда напряжение находится в пределах номинальных значений, сопротивление MOV будет очень высоким, и, следовательно, весь ток протекает через цепь, а ток через MOV не течет. Но когда в основном напряжении возникает всплеск напряжения, он проявляется непосредственно на MOV, поскольку он подключен параллельно сети переменного тока. Это высокое напряжение уменьшит значение сопротивления MOV до очень низкого значения, что сделает его похожим на короткое замыкание.

 

Это приводит к протеканию большого тока через MOV, что может привести к перегоранию предохранителя и отключению цепи от сетевого напряжения. Во время скачков напряжения неисправное высокое напряжение вернется к нормальным значениям очень скоро, в этих случаях продолжительность протекания тока не будет достаточно большой, чтобы перегорел предохранитель, и цепь вернется в нормальный режим работы, когда напряжение станет нормальным. Но каждый раз, когда обнаруживается всплеск, MOV на мгновение отключает цепь, замыкая себя и каждый раз повреждая себя высоким током. Поэтому, если вы обнаружите, что MOV поврежден в какой-либо силовой цепи, возможно, это связано с тем, что в цепи было много скачков напряжения.

 

Конструкция MOV

Металлооксидный варистор — это резистор , зависящий от напряжения, , изготовленный из керамических порошков оксидов металлов, таких как оксид цинка, и некоторых других оксидов металлов, таких как оксиды кобальта, марганца, висмута и т. д. , MOV состоят примерно на 90% из оксида цинка и небольшого количества оксидов других металлов. Керамические порошки оксидов металлов остаются нетронутыми между двумя металлическими пластинами, называемыми электродами.

Зерна оксидов металлов создают диодный переход между каждым ближайшим соседом. Итак, MOV — это большое количество последовательно соединенных диодов. При подаче на электроды небольшого напряжения На переходах появляется обратный ток утечки . Первоначально генерируемый ток будет небольшим, но когда на MOV подается большое напряжение, краевые переходы диода разрушаются из-за туннелирования электронов и лавинного пробоя. Внутренняя структура MOV показана на рисунке ниже. Конструкция металлооксидного варистора

Варистор MOV начинает проводить ток, когда на соединительные провода подается определенное напряжение, и прекращает ток, когда напряжение падает ниже .0087 пороговое напряжение . MOV доступны в различных форматах, таких как формат диска, устройства с осевыми выводами, блоки и винтовые клеммы, а также устройства с радиальными выводами. MOV всегда должны подключаться параллельно для повышения мощности обработки энергии, и если вы хотите получить более высокое номинальное напряжение, вы должны подключать его последовательно.

 

Электрические характеристики MOV

Давайте рассмотрим различные электрические характеристики MOV, чтобы лучше понять Свойства MOV.

 

Статическое сопротивление

Кривая статического сопротивления MOV строится со значением сопротивления MOV по оси X и значением напряжения по оси Y.

Кривая статического сопротивления

Вышеприведенная кривая представляет собой кривую напряжения и сопротивления MOV, при нормальном напряжении сопротивление находится на пике, но по мере увеличения напряжения сопротивление варистора уменьшается. Эту кривую можно использовать, чтобы понять, какое сопротивление будет у вашего MOV при разных уровнях напряжения.

 

ВАХ

Согласно закону Ома кривая ВАХ линейного резистора всегда представляет собой прямую линию, чего нельзя ожидать от переменного резистора. Как вы можете видеть на изображении ниже, даже небольшое изменение напряжения приводит к значительному изменению тока.

MOV может работать в обоих направлениях, поэтому он имеет симметричные двунаправленные характеристики. Кривая будет похожа на характеристическую кривую двух стабилитронов, соединенных встречно-параллельно. Когда MOV не проводит ток, он имеет высокое сопротивление до определенного напряжения, скажем, 0-200 вольт. Кривая имеет линейную зависимость, когда ток, протекающий через варистор, почти равен нулю. Когда мы увеличиваем приложенное напряжение в диапазоне 200-250 В, сопротивление уменьшается, и варистор начинает проводить ток, и начинает течь ток в несколько микроампер, что не имеет большого значения на кривой.

Как только возрастающее напряжение достигает номинального или фиксирующего напряжения (250 В), варистор становится высокопроводящим, через варистор начинает протекать ток силой около 1 мА. Когда переходное напряжение на варисторе равно или превышает напряжение фиксации, сопротивление варистора становится небольшим, что превращает его в проводник из-за лавинного эффекта полупроводникового материала.

 

Емкость MOV 

Поскольку мы уже знаем, что MOV состоит из двух электродов, он действует как диэлектрическая среда и обладает эффектами конденсатора, которые могут повлиять на работу системы, если он не приняты к рассмотрению. Каждый полупроводниковый варистор будет иметь значение емкости, зависящее от площади, которая также обратно пропорциональна его толщине.

Значение емкости не имеет большого значения, когда речь идет о цепи постоянного тока, поскольку емкость будет оставаться почти постоянной, пока напряжение устройства не достигнет напряжения фиксации. Не будет эффекта емкости, когда напряжение достигнет напряжения фиксации, так как варистор начнет свою нормальную работу.

Когда речь идет о цепях переменного тока, емкость MOV может влиять на общее сопротивление корпуса MOV, что вызывает ток утечки . Поскольку варистор подключен параллельно защищаемому устройству, сопротивление утечки варистора быстро падает при увеличении частоты. Значение реактивного сопротивления MOV можно рассчитать по формуле

Xc=1/2πfC

Где Xc — емкостное реактивное сопротивление, а f — частота сети переменного тока. Если частота увеличивается, ток утечки также будет увеличиваться, как показано в области непроводящей утечки на кривой вольт-амперной характеристики, рассмотренной выше.

 

Выбор правильного MOV для защиты

Чтобы правильно выбрать MOV для своего оборудования, необходимо знать о различных параметрах MOV. Спецификация MOV зависит от следующих параметров:

• Максимальное рабочее напряжение: Это установившееся постоянное напряжение, при котором типичный ток утечки будет меньше указанного значения.
• Напряжение фиксации: Это напряжение, при котором MOV начинает проводить и рассеивать импульсный ток.
• Импульсный ток: Это максимальный пиковый ток, который может быть подан на устройство без его повреждения; это в основном выражается в «текущем для данного времени». Несмотря на то, что устройство может выдерживать импульсный ток, производители рекомендуют заменить устройство в случае возникновения импульсного тока.
• Surge Shift: Всякий раз, когда устройство испытывает скачок напряжения, номинальное ограничивающее напряжение уменьшается, изменение напряжения после скачка называется сдвигом скачка напряжения.
• Поглощение энергии: Максимальное количество энергии, которое MOV может рассеять за указанное пиковое время импульса определенной формы волны во время выброса. Это значение можно определить, запустив все устройства в определенной контролируемой цепи с определенными значениями. Энергия обычно выражается в стандартном переходном режиме x/y, где x — переходный подъем, а y — время достижения половины пикового значения.
• Время отклика: Это время, когда варистор начинает работать после возникновения перенапряжения, во многих случаях точное время отклика отсутствует. Типичное время отклика всегда составляет 100 нс.
• Максимальное напряжение переменного тока: Это максимальное среднеквадратичное напряжение сети, которое может постоянно подаваться на варистор, максимальное среднеквадратичное значение должно быть выбрано таким, чтобы оно было немного выше фактического среднеквадратичного напряжения сети. Пиковое напряжение синусоиды не должно перекрываться с минимальным напряжением варистора, иначе это может сократить срок службы компонентов. Производители указывают максимальное напряжение переменного тока, которое мы можем предоставить устройству, в самом описании продукта.
• Ток утечки: Это величина тока, потребляемого варистором, когда он работает ниже напряжения фиксации, то есть когда в сети нет перенапряжения. Обычно ток утечки указывается при заданном рабочем напряжении на устройстве.

 

Применение MOV

MOV могут использоваться для защиты различных типов оборудования от различных типов неисправностей. Их можно использовать для однофазной линейной защиты и однофазной линейной защиты и линейной защиты от земли в электрических цепях переменного/постоянного тока. Их можно использовать для полупроводниковой коммутационной защиты в транзисторах, полевых МОП-транзисторах или тиристорах, а также для защиты от искрения контактов в устройствах с электроприводом.

Когда дело доходит до применения, MOV можно использовать в цепях, где всегда существует риск скачков или скачков напряжения. MOV в основном используются в адаптерах и полосах с защитой от перенапряжения, источниках питания, подключенных к сети, телефонных и других линиях связи, защите промышленных линий переменного тока высокой мощности, системах данных или системах питания, защите общего электронного оборудования, такого как сотовые телефоны. , цифровые камеры, персональные цифровые помощники, MP3-плееры и ноутбуки.

MOV также используются в некоторых случаях, таких как микроволновые смесители, для модуляции, обнаружения, а также преобразования частоты, которые не являются наиболее известными приложениями MOV.

 

Схема защиты MOV – советы по проектированию

Теперь, когда мы обсудили, что такое MOV и как он используется для защиты цепи от скачков напряжения, давайте завершим статью несколькими советами по проектированию, которые пригодятся, когда вы разрабатываете свою схему.

1. Первым шагом при выборе MOV является определение постоянного рабочего напряжения, которое будет обеспечиваться через варистор. Вы должны выбрать варистор с максимальным переменным или постоянным напряжением, которое соответствует приложенному напряжению или немного превышает его. Выбор варистора, который имеет максимальное номинальное напряжение на 10-15% выше, чем фактическое напряжение сети, является обычным явлением, поскольку линии питания всегда имеют допуск отклонения напряжения.
   Это соотношение будет включено в их значения напряжения, в некоторых случаях, если вы предпочитаете достичь чрезвычайно низкого тока утечки, несмотря на самый низкий уровень защиты, вы можете использовать варистор с более высоким рабочим напряжением.
2. Узнайте количество энергии, поглощаемой варистором в случае скачка напряжения. Это можно определить, используя всю абсолютную максимальную нагрузку варистора во время перенапряжения в окружающей среде и спецификации, приведенные в техническом описании. Вы должны выбрать варистор, который может рассеивать больше энергии, что эквивалентно или немного больше, чем рассеивание энергии, необходимое во время перенапряжения, которое может произвести схема.
3. Рассчитайте пиковый переходный ток или импульсный ток через варистор. Вы должны выбрать варистор, у которого номинальный импульсный ток равен или немного превышает номинальный ток, требуемый событием, которое может вызвать цепь, чтобы убедиться, что она работает правильно.
4. Аналогично всем вышеперечисленным свойствам, вы также должны определить требуемую рассеиваемую мощность и выбрать варистор, который имеет эквивалентную номинальную мощность или, в идеале, превышает допустимую мощность, необходимую для события, которое может создать схема.