Kas ir varistors un kāpēc tas ir vajadzīgs?

Darbības princips

Varistors ir pusvadītāju ierīce ar simetrisku nelineāru strāvas-sprieguma raksturlielumu. Atbilstoši tā formai mēs varam secināt, ka varistors darbojas gan maiņstrāvā, gan līdzstrāvā. Apsvērsim to sīkāk.

Normālā stāvoklī strāva caur varistoru ir ārkārtīgi maza, to sauc noplūdes strāva. To var uzskatīt par dielektrisku sastāvdaļu ar noteiktu elektrisko jaudu, un mēs varam teikt, ka tā neiztur strāvu. Bet pie noteikta sprieguma (attēlā tas ir + - 60 volti) tas sāk iziet caur strāvu.

Citiem vārdiem sakot, varistora darbības princips aizsargājošās ķēdēs atgādina dzirksteles spraugu, tikai pusvadītāju ierīcē loka izlāde nenotiek, bet mainās tā iekšējā pretestība. Samazinoties pretestībai, strāva no mikroampu vienībām palielinās līdz simtiem vai tūkstošiem ampēru.

Varistoru nosacītais grafiskais attēls shēmās:

Elementa apzīmējums diagrammās atgādina parasto rezistoru, bet diagonāli to pārsvītro ar līniju, uz kuras var pielietot burtu U.Lai atrastu šo elementu uz tāfeles vai shēmā, pievērsiet uzmanību parakstiem, visbiežāk tie tiek apzīmēti kā RU vai VA.

Varistora izskats:

Varistors ir uzstādīts paralēli ķēdei, lai to aizsargātu. Tāpēc ar aizsargātas ķēdes sprieguma impulsu enerģija neievadās ierīcē, bet gan tiek izkliedēta siltuma veidā uz varistora. Ja impulsa enerģija ir pārāk augsta, varistors deg. Bet koncepcija izdeg neskaidri, ir divas attīstības iespējas. Vai nu varistors vienkārši saplēš gabalus, vai arī tā kristāls sabruks, un elektrodiem būs īssavienojums. Tas novedīs pie sliežu ceļu un vadītāju izdegšanas, vai arī korpusa elementos un citās daļās būs izcēlies ugunsgrēks.

Lai no tā izvairītos varistora priekšā, ir uzstādīts drošinātājs virknē ar visu ķēdi signālā vai barošanas vadā. Tad spēcīga sprieguma impulsa gadījumā un varistora ilgstošas ​​darbības vai izdegšanas gadījumā arī sadedzināsies drošinātājs, pārtraucot ķēdi.

Īsāk sakot, kāpēc šāds komponents ir vajadzīgs - tā īpašības aizsargā elektrisko ķēdi no destruktīviem pārspriegumiem, kas var rasties gan informācijas līnijās, gan elektriskajās līnijās, piemēram, pārslēdzot jaudīgas elektroierīces. Par šo jautājumu mēs diskutēsim nedaudz zemāk.

Ierīce

Varistori ir sakārtoti diezgan vienkārši - iekšpusē ir pusvadītāju materiāla kristāls, visbiežāk tas ir cinka oksīds (ZiO) vai silīcija karbīds (SiC). Šo materiālu presēto pulveri apstrādā augstā temperatūrā (cep) un pārklāj ar dielektrisko apvalku.Ir vai nu versijas ar aksiāliem spailēm, kuras var uzstādīt caurumos uz iespiedshēmas plates, kā arī SMD gadījumā.

Zemāk redzamais attēls skaidri parāda varistora iekšējo struktūru:

Galvenie parametri

Lai pareizi izvēlētos varistoru, jums jāzina tā galvenie tehniskie parametri:

1. Klasifikācijas spriegumu var apzīmēt kā Un. Tas ir tāds spriegums, pie kura caur varistoru sāk plūst strāva 1 mA, ar vēl lielāku pārslodzi strāva palielinās kā lavīna. Šis parametrs ir norādīts varistora marķējumā.
2. Nominālā jaudas izkliede P. Nosaka, cik daudz elements var izkliedēt, saglabājot tā īpašības.
3. Viena impulsa maksimālā enerģija W. Mērīta džoulos.
4. Maksimālais strāvas Ipp impulss. Kamēr priekšpuse aug 8 μs robežās, un tās kopējais ilgums ir 20 μs.
5. Slēgtā kapacitāte - Co. Tā kā slēgtā stāvoklī varistors ir sava veida kondensators, jo tā elektrodus atdala nevadošs materiāls, tad tam ir noteikta kapacitāte. Tas ir svarīgi, ja ierīci izmanto augstas frekvences ķēdēs.

Izšķir arī divus spriegumu veidus:

• Um ~ ir maksimālais efektīvais vai vidējais kvadrātiskais mainīgais;
• Um = ir maksimālā konstante.

Varistora marķēšana un izvēle

Praksē, piemēram, labojot elektronisko ierīci, jums jāstrādā ar varistora marķējumu, parasti tas ir izgatavots šādā formā:

20D 471K

Kas tas ir un kā to saprast? Pirmās 20D rakstzīmes ir diametrs. Jo lielāks un biezāks tas ir, jo vairāk enerģijas varistors var izkliedēt. Tālāk 471 ir klasifikācijas spriegums.

Var būt arī citas papildu rakstzīmes, kas parasti norāda komponenta ražotāju vai īpašību.

Tagad izdomāsim, kā pareizi izvēlēties varistoru, lai tas pareizi veiktu savu funkciju. Lai izvēlētos komponentu, ķēdē jums jāzina, ar kādu spriegumu un strāvas veidu tas darbosies. Piemēram, mēs varam pieņemt, ka tādu ierīču aizsardzībai, kas darbojas 220 V ķēdē, ir nepieciešams izmantot varistoru ar klasifikācijas spriegumu, kas ir nedaudz lielāks (lai tas darbotos, ja nominālvērtība tiek ievērojami pārsniegta), tas ir, 250-260 V. Tas ir pilnīgi nepareizi.

Fakts ir tāds, ka maiņstrāvas ķēdēs efektīvā vērtība ir 220 V. Ja jums nav iedziļināties detaļās, tad sinusoidālā signāla amplitūda saknei ir 2 reizes lielāka nekā faktiskā vērtība, tas ir, 1,41 reizes. Tā rezultātā amplitūdas spriegums mūsu kontaktligzdās ir 300-310 V.

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

Kur 1,1 ir drošības koeficients.

Šādos aprēķinos elements sāks darboties, kad strāvas spriegums lec vairāk nekā 240 voltus, tāpēc tā klasifikācijas spriegumam jābūt vismaz 370 voltiem.

Zemāk ir raksturīgi mainīgie maiņstrāvas tīklu varistori ar spriegumu:

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

Sadzīves vajadzībām

Varistoru mērķis ir aizsargāt ķēdi impulsu un pārspriegums uz līnijas. Šis īpašums ļāva apskatītajiem elementiem atrast tos kā aizsardzību:

• sakaru līnijas;
• elektronisko ierīču informācijas ievade;
• strāvas ķēdes.

Lielākajai daļai lētu barošanas avotu nav instalētas nekādas aizsardzības. Bet labos modeļos varistori tiek uzstādīti pie ieejas.

Turklāt visi zina, ka datoram jābūt savienotam ar strāvu, izmantojot īpašu pagarinātāju ar pogu - pārsprieguma aizsargs. Tas ne tikai filtrē traucējumus, varistori tiek uzstādīti arī parastās filtru shēmās.

Bieži vien elektriķi iesaka aizsargāt ķīniešu LED lampas, paralēli kārtridžam uzstādot varistoru. Arī citas ierīces aizsargā, dažas varistoru ievieto kontaktligzdā vai kontaktdakšā, lai aizsargātu pievienoto aprīkojumu.

Lai aizsargātu visu dzīvokli - varistoru var uzstādīt uz dyn-sliedes, labās ierīcēs gadījumā ir īsti jaudīgi varistori ar dūres diametru.Šādas ierīces piemērs ir SPE-1, kas parādīts zemāk esošajā fotoattēlā:

Noslēgumā es vēlētos atzīmēt, ka varistora mērķis ir aizsargāt jebkuru elektrisko ķēdi. Darbības princips ir balstīts uz pusvadītāju struktūras pretestības izmaiņām augsta sprieguma ietekmē. Spriegumu, pie kura caur elementu sāk plūst strāva 1 mA, sauc par klasifikāciju. Tas un elementa diametrs ir galvenie parametri, izvēloties. Varbūt mēs esam skaidri izskaidrojuši, kas ir varistors un kāpēc tas ir vajadzīgs, uzdodiet jautājumus komentāros, ja kaut ko nesaprotat.

Noslēgumā mēs iesakām noskatīties noderīgus videoklipus par raksta tēmu:

Protams, jūs nezināt:

• Kāda veida traucējumus pastāv elektrotīklā?
• SPD darbības princips
• Kā padarīt pārsprieguma aizsargu “dari pats”
• Kā mājās pārbaudīt rezistoru