Mikä on varistori ja miksi sitä tarvitaan?

Toimintaperiaate

Varistori on puolijohdelaite, jolla on symmetrinen epälineaarinen virta-jänniteominaisuus. Muodonsa mukaan voidaan päätellä, että varistori toimii sekä vaihto- että tasavirralla. Tarkastellaan sitä yksityiskohtaisemmin.

Normaalitilassa varistorin läpi kulkeva virta on erittäin pieni, sitä kutsutaan vuotovirta. Sitä voidaan pitää dielektrisenä komponenttina, jolla on tietty sähköinen kapasiteetti, ja voidaan sanoa, että se ei lähetä virtaa. Mutta tietyllä jännitteellä (kuvassa se on + - 60 volttia), se alkaa siirtää virtaa.

Toisin sanoen varistorin toimintaperiaate suojapiireissä muistuttaa kipinärakoa, vain puolijohdelaitteessa ei tapahdu kaaripurkausta, mutta sen sisäinen vastus muuttuu. Resistanssin pienentyessä mikroampeja yksiköistä tuleva virta kasvaa satoihin tai tuhansiin ampeereihin.

Varistorin ehdollista graafista kuvaa piireissä:

Elementin merkitseminen kaavioissa muistuttaa tavanomaista vastusta, mutta ylittää diagonaalisesti viivalla, johon voidaan käyttää kirjainta U.Haluatko löytää tämän elementin taululta tai piiristä, kiinnitä huomiota allekirjoituksiin, useimmiten ne on merkitty RU tai VA.

Varistorin ulkonäkö:

Varistori on asennettu piirin suuntaan sen suojaamiseksi. Siksi suojatun piirin jännitepulssilla energia ei tule laitteeseen, vaan kuluu lämmönä varistoriin. Jos pulssienergia on liian korkea, varistori palaa. Mutta konsepti palaa epäselväksi, on olemassa kaksi kehitysvaihtoehtoa. Joko varistori repii yksinkertaisesti kappaleiksi, tai sen kide romahtaa ja elektrodit oikosuljetaan. Tämä johtaa kiskojen ja johtimien palamiseen tai kotelon osiin ja muihin osiin tulee tulipalo.

Tämän välttämiseksi varistorin edessä on sulake asennettu sarjaan koko signaalin tai syöttöjohdon piirin kanssa. Silloin vahvan jännitepulssin ja varistorin pitkäaikaisen toiminnan tai palamisen yhteydessä myös sulake palaa, katkaiseen piirin.

Lyhyesti sanottuna, miksi tällaista komponenttia tarvitaan - sen ominaisuudet suojaavat sähköpiiriä tuhoisilta ylijännitteiltä, ​​joita voi tapahtua sekä tietojohdoissa että sähköjohdoissa, esimerkiksi vaihdettaessa voimakkaita sähkölaitteita. Keskustelemme tästä aiheesta hieman alla.

laite

Varistorit on järjestetty melko yksinkertaisesti - sisällä on puolijohdemateriaalikite, useimmiten se on sinkkioksidi (ZiO) tai piikarbidi (SiC). Näiden materiaalien puristettu jauhe käsitellään korkeassa lämpötilassa (paistetaan) ja päällystetään dielektrisellä vaipalla.On joko versioita, joissa on aksiaaliterminaalit reikien asentamiseen piirilevylle, samoin kuin SMD-kotelossa.

Alla oleva kuva osoittaa selvästi varistorin sisäisen rakenteen:

Keskeiset parametrit

Jotta varistori voidaan valita oikein, sinun on tiedettävä sen tärkeimmät tekniset ominaisuudet:

1. Luokittelujännite voidaan nimittää Un. Tämä on sellainen jännite, jolla 1 mA virta alkaa virtata varistorin läpi, kun ylimääräinen ylimäärä ylittää, virta kasvaa kuin lumivyöry. Tämä parametri ilmoitetaan varistorimerkinnässä.
2. Nimellinen tehonhukka P. Määrittää, kuinka paljon elementti voi hajota säilyttäen sen ominaisuudet.
3. Yhden impulssin suurin energia W. Mitattu džouleissa.
4. Suurin virran Ipp-pulssi. Vaikka etuosa kasvaa 8 μs: n sisällä, ja sen kokonaiskesto on 20 μs.
5. Suljettu kapasiteetti - Co. Koska suljetussa tilassa varistori on eräänlainen kondensaattori, koska sen elektrodit erotetaan johtamattomalla materiaalilla, niin sillä on tietty kapasitanssi. Tämä on tärkeää, kun laitetta käytetään suurtaajuuspiireissä.

Kahden tyyppiset jännitykset erotetaan myös:

• Um ~ on suurin efektiivinen tai rms muuttuja;
• Um = on suurin vakio.

Varistorin merkitseminen ja valinta

Käytännössä esimerkiksi sähköistä laitetta korjattaessa on työskenneltävä varistorimerkinnän kanssa, yleensä se tehdään muodossa:

20D 471K

Mikä se on ja kuinka ymmärtää sitä? Ensimmäiset 20D-merkit ovat halkaisijaa. Mitä suurempi ja paksumpi se on, sitä enemmän energiaa varistori voi hajottaa. Lisäksi 471 on luokittelujännite.

Muita lisämerkkejä voi olla läsnä, mikä yleensä ilmaisee komponentin valmistajan tai ominaisuuden.

Nyt selvitetään kuinka valita varistori oikein, jotta se suorittaa tehtävänsä oikein. Komponentin valitsemiseksi sinun on piirissä tiedettävä, minkä jännitteen ja virran tyypin kanssa se toimii. Voimme esimerkiksi olettaa, että 220 V: n piirissä toimivien laitteiden suojaamiseksi on käytettävä varistoria, jonka luokittelujännite on hiukan korkeampi (niin, että se toimii, kun nimellisarvo ylitetään merkittävästi), ts. 250 - 260 V. Tämä on täysin väärin.

Tosiasia, että vaihtovirtapiireissä 220V on efektiivinen arvo. Jos et mene yksityiskohtiin, niin sinimuotoisen signaalin amplitudi juureen on 2 kertaa suurempi kuin todellinen arvo, eli 1,41 kertaa. Seurauksena on, että amplitudijännite pistorasioissamme on 300-310 V.

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

Missä 1,1 on turvakerroin.

Tällaisissa laskelmissa elementti alkaa toimia, kun virtajännite hyppää yli 240 volttia, joten sen luokittelujännitteen on oltava vähintään 370 volttia.

Alla on tyypilliset variaattorien luokitukset vaihtovirtaverkoille, joiden jännite on:

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

Kotitalouskäyttöön

Varistorien tarkoituksena on suojata piiri pulssien ja liikarasitukseen linjalla. Tämä ominaisuus antoi tutkituille elementeille mahdollisuuden löytää sovellutuksensa suojana:

• viestintälinjat;
• elektronisten laitteiden tietolähteet;
• virtapiirit.

Useimmat halvat virtalähteet eivät asenna suojauksia. Mutta hyvissä malleissa varistorit asennetaan tuloon.

Lisäksi kaikki tietävät, että tietokone on kytkettävä virtaan erityisellä jatkojohdolla, jossa on painike - ylijännitesuoja. Se ei vain suodata häiriöitä, vaan varistorit asennetaan myös normaaleihin suodatinpiireihin.

Usein sähköasentajat suosittelevat kiinalaisten LED-lamppujen suojaamista asentamalla varistori patruunan suuntaisesti. Myös muut laitteet suojaavat. Jotkut asentavat varistorin pistorasiaan tai pistorasiaan kytketyn laitteen suojaamiseksi.

Koko asunnon suojelemiseksi - voit asentaa varistorin dyn-kiskoon, hyvissä laitteissa tapauksessa todelliset tehokkaat varistorit, joiden halkaisija on nyrkki.Esimerkki tällaisesta laitteesta on SPE-1, joka näkyy alla olevassa kuvassa:

Lopuksi haluaisin huomauttaa, että varistorin tarkoituksena on suojata kaikkia sähköpiirejä. Toimintaperiaate perustuu puolijohderakenteen vastuksen muutokseen korkeajännitteen vaikutuksesta. Jännitettä, jolla 1 mA virta alkaa virtaa elementin läpi, kutsutaan luokitukseksi. Tämä ja elementin halkaisija ovat pääparametreja valittaessa. Ehkä olemme selittäneet selvästi mitä varistori on ja miksi sitä tarvitaan, kysy kommentteissa kommentteja, jos et ymmärrä jotain.

Lopulta suosittelemme katsomaan hyödyllisiä videoita artikkelin aiheesta:

Et todellakaan tiedä:

• Millaisia ​​häiriöitä on verkossa?
• SPD: n toimintaperiaate
• Kuinka tehdä tee-se-itse-ylijännitesuoja
• Kuinka testata vastus kotona