Hvad er en varistor, og hvorfor er det nødvendigt?

Funktionsprincip

En varistor er en halvlederenhed med en symmetrisk ikke-lineær strømspændingsegenskab. I henhold til dens form kan vi konkludere, at varistor fungerer både i veksel- og jævnstrøm. Lad os overveje det mere detaljeret.

I normal tilstand kaldes strømmen gennem varistoren ekstremt lille lækage strøm. Det kan betragtes som en dielektrisk komponent med en bestemt elektrisk kapacitet, og vi kan sige, at den ikke passerer strøm. Men ved en bestemt spænding (på billedet er det + - 60 volt), begynder det at passere strøm.

Med andre ord ligner varistorns drift af beskyttelseskredsløb en gnistgap, kun i en halvlederindretning forekommer der ikke en lysbueudladning, men dens indre modstand ændres. Med et fald i modstand stiger strømmen fra enheder af mikroampe til hundreder eller tusinder af ampere.

Det betingede grafiske billede af varistoren i kredsløbene:

Betegnelsen på elementet på diagrammerne ligner en konventionel modstand, men krydses diagonalt af en linje, på hvilken bogstavet U kan påføres. For at finde dette element på tavlen eller i kredsløbet, skal du være opmærksom på underskrifterne, som oftest er de angivet som RU eller VA.

Varistorns udseende:

En varistor er installeret parallelt med kredsløbet for at beskytte det. Derfor, med en spændingspuls fra det beskyttede kredsløb, kommer energien ikke ind i enheden, men spredes i form af varme på varistoren. Hvis pulsenergien er for høj, vil varistoren brænde. Men konceptet brændes udvisket, der er to udviklingsmuligheder. Enten vil varistoren blot rive i stykker, eller dens krystal vil kollapse, og elektroderne kortsluttes. Dette vil føre til udbrænding af spor og ledere, eller der vil være brand i elementerne i huset og andre dele.

For at undgå dette foran varistoren installeres en sikring i serie med hele kredsløbet i signalet eller forsyningskablet. I tilfælde af en stærk spændingspuls og langvarig drift eller udbrænding af varistoren vil sikringen også brænde og bryde kredsløbet.

Kort sagt, hvorfor en sådan komponent er nødvendig - dens egenskaber beskytter det elektriske kredsløb mod destruktive bølger, der kan forekomme både på informationsledninger og på elektriske ledninger, for eksempel når der skiftes kraftfulde elektriske apparater. Vi vil diskutere dette spørgsmål lidt nedenfor.

enhed

Varistorer er arrangeret ganske enkelt - indeni er der en krystal af halvledermateriale, oftest er det zinkoxid (ZiO) eller siliciumcarbid (SiC). Det pressede pulver af disse materialer underkastes behandling ved høj temperatur (bages) og overtrækkes med en dielektrisk kappe.Der er enten versioner med aksiale terminaler til montering i huller på et printkort, såvel som i en SMD-kasse.

Figuren nedenfor viser tydelig den interne struktur i varistoren:

Nøgleparametre

For at vælge varistor korrekt, skal du kende dens vigtigste tekniske egenskaber:

1. Klassificeringsspænding, kan betegnes som Un. Dette er en sådan spænding, ved hvilken en strøm på 1 mA begynder at strømme gennem varistoren, med et yderligere overskud, stiger strømmen som et skred. Denne parameter er angivet i varistormarkeringen.
2. Nominel effektudledning P. Bestemmer, hvor meget et element kan spredes, mens dets egenskaber opretholdes.
3. Maksimal energi af en enkelt impuls W. Målt i Joules.
4. Maksimal Ipp-puls. Mens fronten vokser inden for 8 μs, og dens samlede varighed er 20 μs.
5. Lukket kapacitet - Co. Da varistor er i en lukket tilstand en slags kondensator, fordi dens elektroder er adskilt af et ikke-ledende materiale, så har den en vis kapacitans. Dette er vigtigt, når enheden bruges i højfrekvente kredsløb.

Der skelnes også mellem to typer stress:

• Um ~ er den maksimale effektive eller rms-variabel;
• Um = er den maksimale konstant.

Markering og valg af varistor

I praksis, for eksempel, når du reparerer en elektronisk enhed, er du nødt til at arbejde med varistormærkningen, normalt er den lavet i form:

20D 471K

Hvad er det, og hvordan forstå det? De første 20D-tegn er diameteren. Jo større og tykkere den er, jo mere energi kan varistoren spredes. Yderligere 471 er en klassificeringsspænding.

Andre ekstra tegn kan være til stede, hvilket normalt angiver komponentens producent eller funktion.

Lad os nu finde ud af, hvordan man vælger varistor korrekt, så den udfører sin funktion korrekt. For at vælge en komponent skal du vide i kredsløbet med hvilken spænding og strømtype den vil arbejde. For eksempel kan vi antage, at det til beskyttelse af enheder, der fungerer i et 220V-kredsløb, er nødvendigt at bruge en varistor med en klassifikationsspænding lidt højere (så den fungerer, når den nominelle værdi er markant overskredet), det vil sige 250-260V. Dette er grundlæggende forkert.

Faktum er, at i vekslingskredsløb er 220V den effektive værdi. Hvis du ikke går nærmere ind på detaljer, er amplituden af ​​sinusformet signal til roden 2 gange mere end den faktiske værdi, det vil sige 1,41 gange. Som et resultat er amplitudespændingen i vores udløb 300-310 V.

240 * 1,1 * 1,41 = 372 V.

Hvor 1,1 er sikkerhedsfaktoren.

I sådanne beregninger vil elementet begynde at arbejde, når den nuværende spænding springer mere end 240 volt, så dens klassificeringsspænding skal være mindst 370 volt.

Nedenfor er typiske klassificeringer af varistorer for AC-netværk med en spænding på:

• 100V (100 ~ 120) - 271k;
• 200V (180 ~ 220) - 431 k;
• 240V (210 ~ 250) - 471k;
• 240V (240 ~ 265) - 511 k.

Indenlands brug

Formålet med varistorer er at beskytte kredsløbet under pulser og overstrain på linjen. Denne egenskab gjorde det muligt for de betragtede elementer at finde deres anvendelse som beskyttelse:

• kommunikationslinjer;
• informationsindgange til elektroniske enheder;
• strømkredsløb.

De fleste billige strømforsyninger installerer ingen beskyttelse. Men i gode modeller installeres varistorer ved input.

Derudover ved alle, at computeren skal tilsluttes strøm via en speciel forlængerledning med en knap - overspændingsbeskytter. Det filtrerer ikke kun interferens, varistorer er også installeret i normale filterkredsløb.

Ofte anbefaler elektrikere at beskytte kinesiske LED-lamper ved at installere en varistor parallelt med patronen. Andre enheder beskytter også, nogle monterer varistoren i en stikkontakt eller i et stik for at beskytte det tilsluttede udstyr.

For at beskytte hele lejligheden - kan du installere varistor på en dyn-skinne, i gode enheder i tilfælde af er reelle kraftige varistorer med en knytnævediameter.Et eksempel på en sådan enhed er SPE-1, der er vist på billedet herunder:

Afslutningsvis vil jeg gerne bemærke, at varistorns formål er at beskytte ethvert elektrisk kredsløb. Funktionsprincippet er baseret på en ændring i modstanden i halvlederstrukturen under påvirkning af højspænding. Den spænding, ved hvilken en strøm på 1 mA begynder at strømme gennem elementet, kaldes klassificering. Dette og elementets diameter er de vigtigste parametre, når du vælger. Måske har vi klart forklaret, hvad en varistor er, og hvorfor den er nødvendig, still spørgsmål i kommentarerne, hvis du ikke forstår noget.

I sidste ende anbefaler vi, at du ser nyttige videoer om artiklets emne:

Du ved bestemt ikke:

• Hvilken slags interferens er der i lysnettet?
• SPD-princip for drift
• Hvordan man laver en gør-det-selv-overspændingsbeskytter
• Sådan testes en modstand derhjemme