Kiekvieną prie tinklo prijungtą elektroninį prietaisą reikia apsaugoti nuo srovės ar įtampos ribų viršijimo. Apsaugai nuo srovės naudojami įvairūs saugikliai ir automatiniai jungikliai, tačiau varistoriai dažniausiai naudojami apsaugai nuo viršįtampių. Šiame straipsnyje apžvelgsime varistoriaus veikimo principą, jo savybes, privalumus ir trūkumus.
Turinys
Kas yra varistorius ir kur jis naudojamas
Varistorius - Varistorius - tai kietojo kūno kintamasis rezistorius, kurio elektrinė varža keičiasi priklausomai nuo į jį paduodamos įtampos.
Šio elektroninio komponento veikimo principas skiriasi nuo įprasto rezistoriaus ar potenciometro veikimo principo. Standartinis rezistorius rezistorius Potenciometro varža bet kuriuo metu yra pastovi, neatsižvelgiant į grandinės įtampą; potenciometro varžą galima keisti rankiniu būdu sukant valdymo rankenėlę. Kita vertus, varistorius turi netiesinę simetrinę simetrinę voltamperinę charakteristiką, o jo varža visiškai priklauso nuo grandinės įtampos.
Dėl šios savybės varistoriai plačiai ir efektyviai naudojami elektros tinklams, mašinoms ir įrenginiams, taip pat elektroniniams komponentams, plokštėms ir mikroschemoms apsaugoti nepriklausomai nuo įtampos tipo. Jų gamyba yra nebrangi, jie yra tvirti ir gali atlaikyti dideles apkrovas.
Varistoriai naudojami tiek aukštos įtampos iki 20 kV, tiek žemos įtampos nuo 3 V iki 200 V srityse kaip įtampos ribotuvai. Juos galima naudoti ir kintamosios, ir nuolatinės srovės grandinėse. Jie naudojami srovei ir įtampai reguliuoti ir stabilizuoti bei apsaugos nuo viršįtampių įtaisuose. Jie naudojami gaminant tinklo filtrus, maitinimo šaltinius, mobiliuosius telefonus, VIRŠĮTAMPIŲ APSAUGOS PRIEMONĖS ir kitus prietaisus.
Tipai ir veikimo principas
Įprastomis darbo sąlygomis varistorius turi didžiulę varžą, kuri gali sumažėti, kai įtampa pakyla virš slenkstinės vertės. Jei įtampa labai padidėja, varistorius pakeičia savo izoliacinę būseną į laidžią ir stabilizuoja įtampą, praleisdamas per jį didelę srovę dėl lavinos efekto puslaidininkyje.
Varistoriai gali veikti esant didelei ir mažai įtampai, todėl jie skirstomi į dvi prietaisų grupes, kurioms būdingas tas pats veikimo principas:
- Aukštos įtampos: gali veikti grandinėse, kurių srovės vertė siekia 20 kV (naudojami tinklo ir įrangos apsaugos sistemose, viršįtampių apsaugose).
- Žemos įtampos komponentai: šio tipo vardinės įtampos svyruoja nuo 3 V iki 200 V (naudojami elektroniniams prietaisams ir įrangos komponentams, kurių srovė yra nuo 0,1 iki 1 A ir kurie įrengti maitinimo šaltinio įėjime arba išėjime, apsaugoti).
Varistorių reakcijos laikas esant įtampos šuolis yra apie 25 ns, o tai puiki vertė, tačiau kai kuriais atvejais nepakankama. Todėl elektroninių komponentų gamintojai sukūrė technologiją, leidžiančią gaminti smd rezistorius, kurių atsako laikas yra 0,5 ns arba geresnis.
Visų tipų varistoriai gaminami iš silicio karbido arba cinko oksido sukepinant šią medžiagą su rišamąja medžiaga (derva, moliu, stiklu) aukštoje temperatūroje. Gavus puslaidininkinį elementą, jis metalizuojamas iš abiejų pusių ir sulituojami metaliniai jungiamieji gnybtai.
Ženklinimas, pagrindinės charakteristikos ir parametrai
Kiekvienas varistorių gamintojas ženklina savo gaminį tam tikru būdu, todėl yra daugybė ženklinimo variantų ir jų iššifravimo. Rusijoje labiausiai paplitę varistoriai yra K275, o populiarūs užsienio komponentai yra 7n471k, kl472m ir kiti.
CNR-10d751k varistoriaus žymėjimą galite iššifruoti taip: CNR - metalo oksido varistorius; d - reiškia, kad komponentas yra disko formos; 10 - yra disko skersmuo; 751 -tai prietaiso atsako įtampa (apskaičiuojama pirmuosius du skaitmenis padauginus iš 10 ir padauginus iš trečiojo skaitmens galios, t. y. 75 padauginus iš 10 ir padauginus iš 750 V galios); k - leistinas vardinės įtampos nuokrypis, kuris yra 10 % bet kuria kryptimi (l - 15 %, M - 20 %, P - 25 %).
Pagrindinės varistorių charakteristikos:
Klasifikacijos įtampa - Įtampa, kai varistoriumi teka tam tikros vertės srovė (ši vertė paprastai yra 1 mA). Šis parametras yra santykinis ir neturi įtakos prietaiso pasirinkimui;
didžiausia leistina įtampa - įtampos diapazonas (RMS arba rms.), kai varistorius pradeda mažinti savo varžą;
Didžiausia absorbcijos energija - charakteristika, rodanti, kiek energijos varistorius išsklaido ir nesugenda po vieno impulso (matuojamas džauliais);
Maksimali impulsinė srovė - normalizuoja srovės impulso kilimo laiką ir trukmę (matuojamas amperais);
Talpa - yra labai svarbus parametras, matuojamas esant uždarai būsenai ir tam tikram dažniui (nukrenta iki nulio, jei varistorių veikia didelė srovė.);
Leistinas nuokrypis - nuokrypis nuo vardinio potencialų skirtumo abiem kryptimis (pateikiama procentais.).
suveikimo laikas - Laikas, po kurio varistorius iš uždaro tampa atviru (Paprastai keliasdešimt nanosekundžių).
Varistorių privalumai ir trūkumai
Svarbūs netiesinio rezistoriaus (varistoriaus) privalumai - stabilus ir patikimas veikimas esant dideliems dažniams ir didelėms apkrovoms. Jis naudojamas daugelyje sričių, kuriose naudojama nuo 3 V iki 20 kV įtampa, yra palyginti paprastas ir pigus gaminti, o jo veikimas yra efektyvus. Papildomi svarbūs privalumai:
- didelis reakcijos greitis (nanosekundės);
- ilgas tarnavimo laikas;
- galimybė stebėti įtampos svyravimus (beinercinis metodas).
Nors šis elektroninis komponentas turi daug privalumų, jis turi ir trūkumų, kurie turi įtakos jo naudojimui įvairiose sistemose. Tai:
- žemo dažnio triukšmas veikimo metu;
- Komponento senėjimas (parametrų praradimas laikui bėgant);
- didelė talpa: ji priklauso nuo įtampos ir elemento tipo, yra nuo 70 iki 3200 pF ir turi įtakos prietaiso veikimui;
- esant maksimaliai įtampai neišsklaido galios - gerokai perkaista ir sugenda esant ilgesnei maksimaliai įtampai.
Varistoriaus pasirinkimas
Norint parinkti tinkamą varistorių konkrečiam įrenginiui, būtina žinoti jo maitinimo šaltinio charakteristikas: varžą ir pereinamąją galią. Didžiausią leistiną srovės vertę, be kita ko, lemia ekspozicijos laikas ir pakartojimų skaičius, todėl, jei varistorius įrengiamas su mažesne didžiausios srovės verte, jis gana greitai sugenda. Trumpai tariant, norint veiksmingai apsaugoti prietaisą, varistorių reikia parinkti su įtampa, kuri turi nedidelę vardinės įtampos atsargą.
Be to, norint, kad toks elektroninis komponentas veiktų be trikdžių, taip pat svarbu, kad absorbuota šiluminė energija būtų greitai išsklaidyta ir būtų galima greitai grįžti į normalią veikimo būseną.
Variistoriaus prijungimo schema ir prijungimo variantai
Per principinės schemos varistoriai paprastai yra nurodyta adresu .Kaip paprastas rezistorius, tik su U raide šalia pasvirusios brūkšnelio. Šis brūkšnelis schemose rodo, kad elemento varža priklauso nuo grandinės įtampos. Taip pat laidų schema šis komponentas žymimas dviem raidėmis R ir U, pridedant eilės numerį (RU1, RU2 ... ir t. t.).
Yra daug varistorių jungimo variantų, tačiau visiems būdams būdinga tai, kad šis komponentas jungiamas lygiagrečiai su maitinimo grandine. Todėl nesant pavojingų įtampos impulsų, per varistorių tekanti srovė yra maža (dėl jo didelės varžos) ir neturi jokios įtakos sistemos veikimui. Jei atsiranda viršįtampis, varistorius pakeičia savo varžą iki mažos vertės, apkrova apeinama, o sugerta energija išsklaidoma į aplinkinę erdvę.
Susiję straipsniai:
