Hva er en varistor, og hvorfor trengs det?

Prinsipp for drift

En varistor er en halvlederenhet med en symmetrisk ikke-lineær strømspenningskarakteristikk. I henhold til dens form kan vi konkludere med at varistoren fungerer i både veksel- og likestrøm. La oss vurdere det mer detaljert.

I normal tilstand er strømmen gjennom varistoren ekstremt liten, heter det lekkasjestrøm. Det kan betraktes som en dielektrisk komponent med en viss elektrisk kapasitet, og vi kan si at den ikke passerer strøm. Men ved en viss spenning (på bildet er det + - 60 volt), begynner det å passere strøm.

Med andre ord, prinsippet om drift av varistor i beskyttelseskretser ligner et gnistgap, bare i en halvlederanordning oppstår ikke en lysbueutladning, men dens indre motstand endres. Med en reduksjon i motstand øker strømmen fra enheter med mikroamper til hundrevis eller tusenvis av ampere.

Det betingede grafiske bildet av varistoren i kretsene:

Betegnelsen på elementet på diagrammene ligner en konvensjonell motstand, men krysses diagonalt ut av en linje som bokstaven U kan brukes på. For å finne dette elementet på brettet eller i kretsen, vær oppmerksom på signaturene, oftest er de indikert som RU eller VA.

Utseendet til varistor:

En varistor er installert parallelt med kretsen for å beskytte den. Derfor, med en spenningspuls fra den beskyttede kretsen, kommer ikke energien inn i enheten, men blir spredt i form av varme på varistoren. Hvis pulsenergien er for høy, vil varistoren brenne. Men konseptet brenner ut uskarpt, det er to utviklingsalternativer. Enten vil varistoren ganske enkelt rive i stykker, eller så krystall den sammen, og elektrodene blir kortsluttet. Dette vil føre til utbrenthet av sporene og lederne, eller det vil være brann i huselementene og andre deler.

For å unngå dette foran varistoren er det installert en sikring i serie med hele kretsen i signalet eller tilførselsledningen. I tilfelle av sterk spenningspuls og langvarig drift eller utbrenthet av varistoren, vil sikringen også brenne, og bryte kretsløpet.

Kort sagt, hvorfor en slik komponent er nødvendig - dens egenskaper beskytter den elektriske kretsen mot ødeleggende bølger som kan oppstå både på informasjonslinjer og på elektriske ledninger, for eksempel når du bytter kraftige elektriske apparater. Vi vil diskutere dette problemet litt nedenfor.

enhet

Varistorer er ordnet ganske enkelt - inne i er det en krystall av halvledermateriale, oftest er det sinkoksid (ZiO) eller silisiumkarbid (SiC). Det pressede pulveret av disse materialene blir utsatt for høy temperaturbehandling (bakt) og belagt med et dielektrisk kappe.Det er enten versjoner med aksiale terminaler for montering i hull på et trykt kretskort, så vel som i et SMD-etui.

Figuren nedenfor viser tydelig den interne strukturen til varistoren:

Viktige parametere

For å velge varistor riktig, må du vite dens viktigste tekniske egenskaper:

1. Klassifiseringsspenning, kan betegnes som Un. Dette er en slik spenning hvor en strøm på 1 mA begynner å strømme gjennom varistoren, med et ytterligere overskudd øker strømmen som et skred. Denne parameteren er indikert i varistormarkeringen.
2. Nominell kraftspredning P. Bestemmer hvor mye et element kan spre mens det opprettholdes egenskaper.
3. Maksimal energi av en enkelt impuls W. Målt i Joules.
4. Maksimal Ipp-puls. Mens fronten vokser innen 8 μs, og den totale varigheten er 20 μs.
5. Closed Capacity - Co. Siden varistoren i lukket tilstand er en slags kondensator, fordi elektrodene er atskilt av et ikke-ledende materiale, har den en viss kapasitans. Dette er viktig når enheten brukes i høyfrekvente kretsløp.

To typer belastninger skilles også:

• Um ~ er den maksimale effektive eller rms-variabelen;
• Um = er den maksimale konstanten.

Merking og valg av varistor

I praksis, for eksempel når du reparerer en elektronisk enhet, må du jobbe med varistormarkeringen, vanligvis er den laget i formen:

20D 471K

Hva er det og hvordan forstå det? De første 20D-tegnene er diameteren. Jo større og tykkere den er, jo mer energi kan varistoren spre seg. Ytterligere 471 er en klassifiseringsspenning.

Andre tilleggstegn kan være til stede, som vanligvis indikerer produsenten eller funksjonen til komponenten.

La oss nå finne ut hvordan du velger varistor riktig, slik at den utfører sin funksjon riktig. For å velge en komponent, må du vite i kretsen med hvilken spenning og hvilken type strøm den vil fungere. For eksempel kan det antas at for å beskytte enheter som opererer i en 220V-krets, er det nødvendig å bruke en varistor med en klassifiseringsspenning litt høyere (slik at den fungerer når den nominelle verdien blir betydelig overskredet), det vil si 250-260V. Dette er grunnleggende galt.

Fakta er at i vekselstrømskretser er 220V den effektive verdien. Hvis du ikke går inn på detaljer, så er amplituden til sinusformet signal til roten 2 ganger mer enn den faktiske verdien, det vil si 1,41 ganger. Som et resultat er amplitudespenningen i våre uttak 300-310 V.

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

Hvor 1,1 er sikkerhetsfaktoren.

I slike beregninger vil elementet begynne å fungere når strømspenningen hopper mer enn 240 volt, så klassifiseringsspenningen må være minst 370 volt.

Nedenfor er typiske rangeringer av varistorer for AC-nettverk med en spenning på:

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

Innenlandsk bruk

Formålet med varistorene er å beskytte kretsløpet under pulser og anstrenge på linjen. Denne egenskapen tillot elementene som ble vurdert å finne deres anvendelse som beskyttelse:

• kommunikasjonslinjer;
• informasjonsinnganger til elektroniske enheter;
• strømkretser.

De fleste billige strømforsyninger installerer ingen beskyttelse. Men i gode modeller er varistorer installert ved inngangen.

I tillegg vet alle at datamaskinen må kobles til strøm via en spesiell skjøteledning med en knapp - overspenningsvern. Det filtrerer ikke bare interferens, varistorer er også installert i normale filterkretser.

Ofte anbefaler elektrikere å beskytte kinesiske LED-lamper ved å installere en varistor parallelt med kassetten. Andre enheter beskytter også, noen monterer varistoren i en stikkontakt eller i en plugg for å beskytte det tilkoblede utstyret.

For å beskytte hele leiligheten - du kan installere varistor på en dyn-skinne, i gode enheter i tilfelle er virkelig kraftige varistorer med en diameter på en knyttneve.Et eksempel på en slik enhet er SPE-1, som er vist på bildet nedenfor:

Avslutningsvis vil jeg merke at formålet med varistoren er å beskytte enhver elektrisk krets. Prinsippet for drift er basert på en endring i motstanden til halvlederstrukturen under påvirkning av høyspenning. Spenningen som en strøm på 1 mA begynner å strømme gjennom elementet kalles klassifisering. Dette og elementets diameter er hovedparametrene når du velger. Kanskje har vi tydelig forklart hva en varistor er og hvorfor den trengs, still spørsmål i kommentarene hvis du ikke forstår noe.

Til slutt anbefaler vi å se nyttige videoer om emnet i artikkelen:

Du vet absolutt ikke:

• Hva slags forstyrrelser er det i strømnettet?
• SPD-prinsippet for drift
• Hvordan lage en gjør-det-selv-overspenningsvern
• Hvordan teste en motstand hjemme