Шта је варистор и зашто је потребан?

У електроници се може разликовати група компоненти чији је задатак ограничити напонске пренапоне. Један такав елемент је варистор. Најчешће се овај уређај може наћи у већини добрих извора напајања. У овом чланку ћемо говорити о томе како варистори раде и где.

Садржај:

Принцип рада
Уређај
главни параметри
Означавање и избор варистора
Домаћа употреба

Принцип рада

Варистор је полуводички уређај са симетричном карактеристиком нелинеарног напона струје. По његовом облику можемо закључити да варистор делује и наизменичну и истосмјерну струју. Размотримо то детаљније.

У нормалном стању, струја кроз варистор је изузетно мала, назива се Струја цурења. Може се сматрати диелектричном компонентом одређеног електричног капацитета и можемо рећи да не пролази струја. Али, при одређеном напону (на слици је + - 60 Волти), почиње да пролази струја.

Другим речима, принцип рада варистора у заштитним круговима подсећа на варничку варницу, само што у полуводичком уређају не долази до лучног пражњења, већ се мења његов унутрашњи отпор. Са смањењем отпора, струја из јединица микроампера повећава се на стотине или хиљаде ампера.

Условна графичка слика варистора у склоповима:

Ознака елемента на дијаграмима подсећа на уобичајени отпорник, али прецртана дијагонално линијом на коју се може применити слово У. Да бисте тај елемент пронашли на плочи или у кругу, обратите пажњу на потписе, најчешће су означени као РУ или ВА.

Изглед варистора:

Варистор је инсталиран паралелно са кругом да би га заштитио. Због тога, напонским импулсом заштићеног круга, енергија не улази у уређај, већ се распршује као топлота на варистору. Ако је енергија пулса превелика, варистор ће се упалити. Али концепт сагорева нејасно, постоје две могућности развоја. Или ће се варистор једноставно распасти на комаде, или ће се његов кристал урушити, а електроде ће бити кратког споја. То ће довести до изгарања стаза и водича или ће доћи до пожара у елементима кућишта и других делова.

Да би се то избегло испред варистора, серијски се поставља осигурач са целим кругом у сигналном или доводном жицу. Тада, у случају снажног напонског импулса и дуготрајног рада или изгарања варистора, осигурач ће такође горјети, прекидајући круг.

Укратко, зашто је таква компонента потребна - његова својства штите електрични круг од деструктивних пренапона који се могу јавити како на информационим водовима, тако и на електричним водовима, на пример, приликом пребацивања моћних електричних уређаја. О овом питању ћемо расправљати мало у наставку.

Уређај

Варистори су распоређени прилично једноставно - унутра се налази кристал полуводичког материјала, најчешће цинков оксид (ЗиО) или силицијум карбид (СиЦ). Прешани прах ових материјала подвргава се високој температури (печен) и обложи диелектричним омотачем.Постоје или верзије са аксијалним прикључцима за уградњу у рупе на штампаној плочи, као и у кућишту СМД.

Доња слика јасно показује унутрашњу структуру варистора:

главни параметри

Да бисте правилно изабрали варистор, морате да знате његове главне техничке карактеристике:

Напон класификације може се означити као Ун. Ово је такав напон код кога струја од 1 мА почиње да тече кроз варистор, уз даљи вишак, струја расте као лавина. Овај параметар је наведен у ознаци варистора.
Номинална дисипација снаге П. Одређује колико елемент може да се расипа задржавајући своје карактеристике.
Максимална енергија једног импулса В. Мерена у џулима.
Максимални Ипп пулс струје. Док предња страна расте унутар 8 µс, а њено укупно трајање је 20 µс.
Затворени капацитет - Цо. Пошто је у затвореном стању варистор својеврсни кондензатор, јер су његове електроде раздвојене непреводним материјалом, тада има одређену капацитивност. Ово је важно када се уређај користи у високофреквентним круговима.

Такође се разликују две врсте напрезања:

Ум ~ је максимална ефективна или рмс варијабла;
Ум = је максимална константа.

Означавање и избор варистора

У пракси, на пример, приликом поправке електронског уређаја морате да радите са варисторском ознаком, обично је израђена у облику:

20Д 471К

Шта је то и како то разумети? Првих 20Д знакова су пречника. Што је већи и дебљи, варистор може више енергије да расипа. Даље 471 је класификацијски напон.

Могу бити присутни и други додатни знакови, који обично означавају произвођача или карактеристике компоненте.

Сада разјаснимо како правилно одабрати варистор, тако да правилно обавља своју функцију. Да бисте одабрали компоненту, морате у кругу да знате са којим напоном и врстом струје ће радити. На пример, може се претпоставити да је за заштиту уређаја који раде у 220В кругу потребно користити варистор са класификацијским напоном нешто вишим (тако да делује када је знатно прекорачена номинална вредност), односно 250-260В. Ово је у основи погрешно.

Чињеница је да је у АЦ круговима 220В ефективна вредност. Ако не улазите у детаље, тада је амплитуда синусоидног сигнала до корена 2 пута већа од стварне вредности, односно 1,41 пута. Као резултат, напон амплитуде у нашим продајним мјестима је 300-310 В.

240 * 1,1 * 1,41 = 372 В.

Где је 1,1 фактор сигурности.

У таквим прорачунима елемент ће почети радити када напон струје скочи више од 240 волта, тако да његов напон класификације мора бити најмање 370 волти.

Испод су типичне оцене варира за АЦ мреже са напоном:

100В (100 ~ 120) - 271к;
200В (180 ~ 220) - 431к;
240В (210 ~ 250) - 471к;
240В (240 ~ 265) - 511к.

Домаћа употреба

Намјена варистора је да заштити струјни круг током импулса и пренапонски напон на линији. Ово својство је омогућило елементима који се разматрају да нађу своју примјену као заштиту:

комуникационе линије;
информацијски улази електронских уређаја;
струјни кругови.

Већина јефтиних напајања не поставља никакву заштиту. Али у добрим моделима, на улазу су инсталирани варистори.

Поред тога, сви знају да рачунар мора бити повезан са напајањем преко посебног продужног кабла са дугметом - мрежни филтер. Не само да филтрира сметње, варистори су такође инсталирани у нормалним филтер круговима.

Често електричари препоручују заштиту кинеских ЛЕД лампи постављањем варистора паралелно са кертриџом. Други уређаји такође штите, неки постављају варистор у утичницу или утикач да би заштитили прикључену опрему.

Да бисте заштитили цео стан - варистор можете да поставите на ино-трачницу, у добрим уређајима су прави моћни варистори са пречником шаке.Пример таквог уређаја је СПЕ-1, који је приказан на слици испод:

Закључно желим напоменути да је сврха варистора заштитити било који електрични круг. Принцип рада заснован је на промени отпора полуводичке конструкције под утицајем високог напона. Напон код којег струја од 1 мА почиње тећи кроз елемент назива се класификација. Ово и пречник елемента су главни параметри при избору. Можда смо вам јасно објаснили шта је варистор и зашто је потребан, поставите питања у коментарима ако нешто не разумијете.

На крају, препоручујемо вам гледање корисних видео записа на тему чланка: