Какво е варистор и защо е необходим?

Принцип на работа

Варисторът е полупроводниково устройство със симетрична нелинейна характеристика на токово напрежение. Според неговата форма можем да заключим, че варисторът работи както с променлив, така и с постоянен ток. Нека го разгледаме по-подробно.

В нормално състояние токът през варистора е изключително малък, нарича се ток за изтичане, Може да се разглежда като диелектричен компонент с определен електрически капацитет и можем да кажем, че не преминава ток. Но при определено напрежение (на снимката е + - 60 волта), то започва да преминава ток.

С други думи, принципът на работа на варистора в защитните вериги наподобява искрата, само в полупроводниково устройство не се появява дъгов разряд, но вътрешното му съпротивление се променя. С намаляване на съпротивлението токът от единици микроампер се увеличава до стотици или хиляди ампера.

Условното графично изображение на варистора в схемите:

Обозначението на елемента върху диаграмите наподобява конвенционален резистор, но зачеркнат диагонално по линия, върху която може да се приложи буквата U. За да намерите този елемент на платката или във веригата, обърнете внимание на подписите, като най-често те са посочени като RU или VA.

Външен вид на варистора:

Паралелно на веригата е инсталиран варистор, за да го защити. Следователно, с импулс на напрежение на защитената верига, енергията не влиза в устройството, а се разсейва като топлина върху варистора. Ако енергията на пулса е твърде висока, варисторът ще изгори. Но концепцията изгаря замъглена, има две възможности за развитие. Или варисторът просто ще се разкъса на парчета, или кристалът му ще се срути, а електродите ще бъдат късо съединени. Това ще доведе до изгаряне на коловозите и проводниците или ще възникне пожар в елементите на корпуса и други части.

За да се избегне това пред варистора, серийно се инсталира предпазител с цялата верига в сигнала или захранващия проводник. Тогава, в случай на силен импулс на напрежение и продължителна работа или изгаряне на варистора, предпазителят също ще изгори, разкъсвайки веригата.

Накратко, защо е необходим такъв компонент - неговите свойства предпазват електрическата верига от разрушителни пренапрежения, които могат да възникнат както по информационни линии, така и по електрически линии, например при превключване на мощни електрически уреди. Ще обсъдим този въпрос малко по-долу.

приспособление

Варисторите са подредени доста просто - вътре има кристал от полупроводников материал, най-често това е цинков оксид (ZiO) или силициев карбид (SiC). Пресованият прах от тези материали се подлага на високотемпературна обработка (изпечен) и се покрива с диелектрична обвивка.Има или версии с аксиални клеми за монтиране в дупки на печатна платка, както и в SMD калъф.

Фигурата по-долу ясно показва вътрешната структура на варистора:

основни параметри

За да изберете правилно варистора, трябва да знаете основните му технически характеристики:

1. Класификационното напрежение, може да бъде обозначено като Un. Това е такова напрежение, при което през варистора започва да тече ток от 1 mA, с допълнителен излишък, токът нараства като лавина. Този параметър е посочен в маркировката на варистора.
2. Номинално разсейване на мощността P. Определя колко елемент може да се разсейва, като запазва характеристиките си.
3. Максимална енергия на единичен импулс W. Измерена в джаули.
4. Максимален ток Ipp импулс. Докато предната част нараства в рамките на 8 μs, а общата й продължителност е 20 μs.
5. Затворен капацитет - Co. Тъй като в затворено състояние варисторът е един вид кондензатор, тъй като неговите електроди са разделени от непроводим материал, той има определен капацитет. Това е важно, когато устройството се използва във високочестотни вериги.

Разграничават се и два вида напрежения:

• Um ~ е максималната ефективна или rms променлива;
• Um = е максималната константа.

Маркиране и избор на варистор

На практика, например, когато ремонтирате електронно устройство, трябва да работите с маркировката на варистора, обикновено тя е направена във формата:

20D 471K

Какво е това и как да го разберем? Първите 20D символи са диаметърът. Колкото е по-голям и по-дебел, толкова повече енергия варисторът може да се разсее. По-нататък 471 е класификационно напрежение.

Могат да присъстват и други допълнителни знаци, обикновено посочващи производителя или характеристиката на компонента.

Сега нека разберем как да изберем правилно варистора, така че той да изпълнява правилно функцията си. За да изберете компонент, трябва да знаете във веригата с какво напрежение и вид на тока ще работи. Например може да се предположи, че за да се защитят устройства, работещи във верига 220V, е необходимо да се използва варистор с класификационно напрежение малко по-високо (така че да работи, когато номиналната стойност е значително надвишена), тоест 250-260V. Това е коренно погрешно.

Факт е, че в променливотокови вериги 220V е ефективната стойност. Ако не навлизате в подробности, тогава амплитудата на синусоидалния сигнал към корена е 2 пъти повече от действителната стойност, тоест 1,41 пъти. В резултат на това амплитудното напрежение в нашите търговски обекти е 300-310 V.

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

Където 1,1 е коефициентът на безопасност.

При такива изчисления елементът ще започне да работи, когато текущото напрежение скочи повече от 240 волта, така че неговото класифициращо напрежение трябва да бъде най-малко 370 волта.

По-долу са типични оценки на варистори за променливотокови мрежи с напрежение:

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

Домашна употреба

Целта на варисторите е да защитават веригата по време на импулси и пренапрежение на линията. Това свойство позволи на разглежданите елементи да намерят приложението си като защита:

• комуникационни линии;
• информационни входове на електронни устройства;
• силови вериги.

Повечето евтини захранващи устройства не инсталират никакви защити. Но при добрите модели варисторите са инсталирани на входа.

Освен това всеки знае, че компютърът трябва да бъде свързан към захранването чрез специален удължителен кабел с бутон - мрежов филтър, Той не само филтрира смущения, варистори се инсталират и в нормални филтърни вериги.

Често електротехниците препоръчват да защитават китайските LED лампи, като инсталират варистор, успореден на патрона. Други устройства също защитават, някои монтират варистора в гнездо или в щепсел, за да защитят свързаното оборудване.

За да защитите целия апартамент - можете да инсталирате варистора върху дин-релса, в добри устройства в случая са истински мощни варистори с диаметър на юмрук.Пример за такова устройство е SPE-1, което е показано на снимката по-долу:

В заключение искам да отбележа, че целта на варистора е да защити всяка електрическа верига. Принципът на работа се основава на промяна в съпротивлението на полупроводниковата структура под въздействието на високо напрежение. Напрежението, при което ток от 1 mA започва да тече през елемента, се нарича класификация. Това и диаметърът на елемента са основните параметри при избора. Може би сме обяснили ясно какво е варистор и защо е необходимо, задайте въпроси в коментарите, ако не разбирате нещо.

В крайна сметка препоръчваме да гледате полезни видеоклипове по темата на статията:

Със сигурност не знаете:

• Каква намеса има в електрическата мрежа?
• SPD принцип на работа
• Как да си направите сам защитник от пренапрежение
• Как да проверите резистор у дома