Što je varistor i zašto je potreban?

Princip rada

Varistor je poluvodički uređaj s simetričnom karakteristikom nelinearnog strujnog napona. Prema njegovom obliku, možemo zaključiti da varistor djeluje i naizmjeničnu i istosmjernu struju. Razmotrimo to detaljnije.

U normalnom stanju struja kroz varistor je izuzetno mala, tako se zove struja propuštanja, Može se smatrati dielektričnom komponentom s određenim električnim kapacitetom i možemo reći da ne prolazi struja. Ali, na određenom naponu (na slici je + - 60 Volta), počinje prolaziti struja.

Drugim riječima, princip djelovanja varistora u zaštitnim krugovima nalikuje iskre iskre, samo što u poluvodičkom uređaju ne dolazi do lučnog pražnjenja, već se mijenja njegov unutarnji otpor. S padom otpora, struja iz jedinica mikroampera povećava se na stotine ili tisuće ampera.

Uvjetna grafička slika varistora u sklopovima:

Oznaka elementa na dijagramima nalikuje uobičajenom otporniku, ali dijagonalno je precrtana linijom na koju se može primijeniti slovo U. Da biste taj element pronašli na ploči ili u krugu, obratite pažnju na potpise, najčešće su označeni kao RU ili VA.

Izgled varistora:

Varistor je instaliran paralelno s krugom da bi ga zaštitio. Stoga, naponskim impulsom zaštićenog kruga, energija ne ulazi u uređaj, već se raspršuje kao toplina na varistoru. Ako je energija pulsa prevelika, varistor će izgorjeti. Ali koncept sagorijeva, postoje dvije mogućnosti razvoja. Ili će se varistor jednostavno raspasti na komade, ili će se njegov kristal urušiti, a elektrode će biti kratkog spoja. To će dovesti do izgaranja kolosijeka i vodiča ili će doći do požara u elementima kućišta i drugim dijelovima.

Da bi se to izbjeglo ispred varistora, osigurač se serijski ugrađuje s čitavim krugom u signalnom ili opskrbnom žicom. Tada će, u slučaju snažnog impulsnog napona i dugotrajnog rada ili izgaranja varistora, osigurač također gorjeti, razbijajući krug.

Ukratko, zašto je takva komponenta potrebna - njegova svojstva štite električni krug od fatalnih prenapona koji se mogu pojaviti kako na informacijskim vodovima, tako i na električnim vodovima, na primjer, pri prebacivanju moćnih električnih uređaja. O ovom ćemo problemu razgovarati malo u nastavku.

uređaj

Varistori su raspoređeni prilično jednostavno - unutra se nalazi kristal poluvodičkog materijala, najčešće je riječ o cinkovom oksidu (ZiO) ili silicijevom karbidu (SiC). Prešani prah ovih materijala podvrgnut je visokotemperaturnoj obradi (pečen) i obložen dielektričnom oblogom.Postoje ili verzije s aksijalnim priključcima za ugradnju u rupe na tiskanoj ploči, kao i u kućištu SMD.

Na slici ispod jasno je prikazana unutarnja struktura varistora:

Ključni parametri

Da biste pravilno odabrali varistor, morate znati njegove glavne tehničke karakteristike:

1. Napon klasifikacije može se označiti kao Un. To je takav napon pri kojem kroz varistor počinje teći struja od 1 mA, s daljnjim viškom, struja raste kao lavina. Ovaj je parametar označen u oznaci varistora.
2. Nominalna disipacija snage P. Određuje koliko se element može raspršiti zadržavajući svoje karakteristike.
3. Maksimalna energija pojedinačnog impulsa W. Mjereno u Joulesu.
4. Maksimalni Ipp puls struje. Dok prednja raste unutar 8 µs, njegovo ukupno trajanje je 20 µs.
5. Zatvoreni kapacitet - Co. Budući da je u zatvorenom stanju varistor svojevrsni kondenzator, jer su njegove elektrode odvojene neprevodnim materijalom, tada ima određenu kapacitivnost. To je važno kada se uređaj koristi u visokofrekventnim krugovima.

Također se razlikuju dvije vrste naprezanja:

• Um ~ je maksimalna efektivna ili rms varijabla;
• Um = je maksimalna konstanta.

Označavanje i odabir varistora

Na primjer, u praksi, kada popravljate elektronički uređaj, morate raditi s oznakom varistora, obično je izrađena u obliku:

20D 471K

Što je to i kako to razumjeti? Prvih 20D znakova su promjera. Što je veći i deblji, varistor može potrošiti više energije. Daljnjih 471 je klasifikacijski napon.

Ostali dodatni znakovi mogu biti prisutni, što obično ukazuje na proizvođača ili značajke sastavnog dijela.

Sad razjasnimo kako pravilno odabrati varistor, tako da pravilno obavlja svoju funkciju. Da biste odabrali komponentu, morate u krugu znati s kojim naponom i vrstom struje će raditi. Na primjer, možemo pretpostaviti da je za zaštitu uređaja koji rade u krugu 220V potrebno koristiti varistor s klasifikacijskim naponom nešto višim (tako da djeluje kada se znatno prekorači nazivna vrijednost), to jest 250-260V. Ovo je u osnovi pogrešno.

Činjenica je da je u izmjeničnim krugovima 220V efektivna vrijednost. Ako ne ulazite u detalje, tada je amplituda sinusoidnog signala korijenu 2 puta veća od stvarne vrijednosti, to jest 1,41 puta. Kao rezultat toga, napon amplitude u našim prodajnim mjestima je 300-310 V.

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

Gdje je 1,1 faktor sigurnosti.

U takvim proračunima element će početi djelovati kada strujni napon skoči više od 240 volta, tako da njegov napon klasifikacije mora biti najmanje 370 volti.

Ispod su tipične ocjene varistora za izmjenične mreže s naponom:

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

Kućna uporaba

Namjena varistora je zaštititi krug za vrijeme impulsa i prenapregnuti na liniji. Ovo svojstvo omogućilo je elementima koji se razmatraju da nađu svoju primjenu kao zaštitu:

• komunikacijske linije;
• informacijski ulazi elektroničkih uređaja;
• strujni krugovi.

Većina jeftinih napajanja ne ugrađuje zaštitu. Ali kod dobrih modela, na ulazu su instalirani varistori.

Uz to, svi znaju da se računalo mora na napajanje povezati posebnim produžnim kabelom s gumbom - zaštitnik od prenapona, Ne samo da filtrira smetnje, varistori su također instalirani u normalnim filter krugovima.

Često električari preporučuju zaštitu kineskih LED svjetiljki ugradnjom varistora paralelno s spremnikom. Ostali uređaji također štite, neki postavljaju varistor u utičnicu ili utikač kako bi zaštitili priključenu opremu.

Da biste zaštitili cijeli stan - možete instalirati varistor na dyn-rail, u dobrim uređajima u slučaju su pravi moćni varistori s promjerom šake.Primjer takvog uređaja je SPE-1, koji je prikazan na fotografiji ispod:

Zaključno, želim napomenuti da je svrha varistora zaštititi bilo koji električni krug. Princip rada temelji se na promjeni otpora strukture poluvodiča pod utjecajem visokog napona. Napon kod kojeg struja od 1 mA počinje teći kroz element naziva se klasifikacija. Ovo i promjer elementa su glavni parametri pri odabiru. Možda smo vam jasno objasnili što je varistor i zašto je potreban, postavite pitanja u komentarima ako nešto ne razumijete.

Na kraju, preporučujemo gledanje korisnih videozapisa na temu članka:

Sigurno ne znate:

• Kakve smetnje postoje u mreži?
• SPD princip rada
• Kako izraditi sam zaštitnik od prenapona
• Kako testirati otpornik kod kuće