วาริสเตอร์คืออะไรและทำไมจึงจำเป็น?
หลักการทำงาน
วาริสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าไม่เชิงเส้นแบบสมมาตร ตามรูปแบบของเราสามารถสรุปได้ว่า varistor ทำงานได้ทั้งในกระแสสลับและกระแสตรง ลองพิจารณาในรายละเอียดเพิ่มเติม
ในสถานะปกติกระแสไฟฟ้าผ่านวาริสเตอร์มีขนาดเล็กมากเรียกว่า กระแสไฟรั่ว. มันถือได้ว่าเป็นองค์ประกอบอิเล็กทริกที่มีความจุไฟฟ้าและเราสามารถพูดได้ว่ามันไม่ผ่านกระแส แต่ที่ระดับแรงดันไฟฟ้า (ในภาพคือ + - 60 โวลต์) จะเริ่มผ่านกระแสไฟฟ้า
กล่าวอีกนัยหนึ่งหลักการของการดำเนินงานของวาริสเตอร์ในวงจรป้องกันคล้ายกับช่องว่างประกายไฟเฉพาะในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไม่ได้เกิดการปลดปล่อยอาร์ค แต่การเปลี่ยนแปลงความต้านทานภายในของมัน ด้วยความต้านทานลดลงกระแสจากไมโครแอมป์จะเพิ่มเป็นร้อยหรือพันแอมแปร์
ภาพกราฟิกที่มีเงื่อนไขของวาริสเตอร์ในวงจร:
การกำหนดองค์ประกอบบนไดอะแกรมนั้นคล้ายคลึงกับตัวต้านทานแบบทั่วไป แต่มีเส้นทแยงมุมโดยเส้นที่สามารถใช้ตัวอักษร U ได้เพื่อหาองค์ประกอบนี้บนกระดานหรือในวงจรให้ความสนใจกับลายเซ็น
การปรากฏตัวของ varistor:
วาริสเตอร์ติดตั้งขนานกับวงจรเพื่อป้องกัน ดังนั้นด้วยพัลส์แรงดันไฟฟ้าของวงจรป้องกันพลังงานจะไม่เข้าสู่อุปกรณ์ แต่จะถูกกระจายไปเป็นความร้อนบนวาริสเตอร์ หากพลังงานชีพจรสูงเกินไปวาริสเตอร์จะเผาไหม้ แต่แนวคิดที่พร่ามัวเลือนลางมีสองตัวเลือกในการพัฒนา ทั้งวาริสเตอร์จะฉีกเป็นชิ้น ๆ หรือคริสตัลจะยุบตัวและขั้วไฟฟ้าจะลัดวงจร สิ่งนี้จะนำไปสู่ความเหนื่อยหน่ายของแทร็คและตัวนำหรือจะเกิดไฟไหม้ในองค์ประกอบของที่อยู่อาศัยและส่วนอื่น ๆ
เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ที่ด้านหน้าของวาริสเตอร์ฟิวส์จะถูกติดตั้งเป็นชุดพร้อมกับวงจรทั้งหมดในสัญญาณหรือสายไฟ จากนั้นในกรณีของพัลส์แรงดันไฟฟ้าที่แรงและการทำงานระยะยาวหรือความเหนื่อยหน่ายของวาริสเตอร์ฟิวส์จะเผาไหม้ทำลายวงจร
กล่าวโดยย่อว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องมีองค์ประกอบดังกล่าว - คุณสมบัติของมันป้องกันวงจรไฟฟ้าจากไฟกระชากที่อาจเกิดขึ้นได้ทั้งในสายข้อมูลและสายไฟฟ้าเช่นเมื่อเปลี่ยนเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทรงพลัง เราจะหารือเกี่ยวกับปัญหานี้เล็กน้อยด้านล่าง
เครื่อง
วาริสเตอร์จัดเรียงค่อนข้างง่าย - ภายในมีผลึกของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่มักจะเป็นซิงค์ออกไซด์ (ZiO) หรือซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) แป้งอัดของวัสดุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการแปรรูปที่อุณหภูมิสูง (อบ) และเคลือบด้วยฉนวนอิเล็กทริกมีทั้งรุ่นที่มีเทอร์มินัลแกนสำหรับการติดตั้งในรูบนแผงวงจรพิมพ์รวมทั้งในเคส SMD
ภาพด้านล่างแสดงโครงสร้างภายในของวาริสเตอร์อย่างชัดเจน:
พารามิเตอร์หลัก
ในการเลือก varistor อย่างถูกต้องคุณต้องรู้คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของมัน
- การจำแนกแรงดันไฟฟ้าอาจถูกกำหนดให้เป็น Un นี่คือแรงดันไฟฟ้าที่กระแส 1 mA เริ่มไหลผ่านวาริสเตอร์ด้วยกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเช่นกระแสหิมะถล่ม พารามิเตอร์นี้ถูกระบุในการทำเครื่องหมาย varistor
- การกระจายพลังงานที่กำหนด P. กำหนดจำนวนขององค์ประกอบที่สามารถกระจายไปในขณะที่ยังคงลักษณะของมัน
- พลังงานสูงสุดของแรงกระตุ้นเดี่ยว W. วัดในจูล
- ชีพจร Ipp สูงสุดในปัจจุบัน ในขณะที่ด้านหน้าเติบโตภายใน 8 μsและระยะเวลารวมของมันคือ 20 μs
- ความจุปิด - จำกัด เนื่องจากในสถานะปิดวาริสเตอร์เป็นตัวเก็บประจุชนิดหนึ่งเนื่องจากขั้วไฟฟ้าของมันถูกแยกด้วยวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าจึงมีความจุบางอย่าง สิ่งนี้มีความสำคัญเมื่อใช้อุปกรณ์ในวงจรความถี่สูง
ความเค้นสองประเภทก็มีความโดดเด่นเช่นกัน
- อืม ~ เป็นตัวแปรที่มีประสิทธิภาพหรือ rms สูงสุด
- อืม = เป็นค่าคงที่สูงสุด
การทำเครื่องหมายและการเลือก varistor
ในทางปฏิบัติตัวอย่างเช่นเมื่อซ่อมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คุณต้องทำงานกับการทำเครื่องหมาย varistor โดยปกติจะทำในรูปแบบ:
20D 471K
มันคืออะไรและจะเข้าใจได้อย่างไร อักขระ 20D แรกคือเส้นผ่านศูนย์กลาง ยิ่งมีขนาดใหญ่และหนาขึ้นเท่าไรวาริสเตอร์ก็จะกระจายพลังงานได้มากขึ้นเท่านั้น เพิ่มเติม 471 เป็นแรงดันการจำแนก
อาจมีอักขระเพิ่มเติมอื่น ๆ โดยปกติจะระบุผู้ผลิตหรือคุณสมบัติของส่วนประกอบ
ทีนี้ลองหาวิธีเลือก varistor ให้ถูกต้องเพื่อให้มันทำหน้าที่ได้อย่างถูกต้อง ในการเลือกส่วนประกอบคุณจำเป็นต้องรู้ในวงจรว่ามีแรงดันและประเภทของกระแสใดบ้างที่จะทำงาน ตัวอย่างเช่นสามารถสันนิษฐานได้ว่าเพื่อปกป้องอุปกรณ์ที่ทำงานในวงจร 220V จำเป็นต้องใช้วาริสเตอร์ที่มีแรงดันการจำแนกสูงขึ้นเล็กน้อย นี่เป็นความผิดขั้นพื้นฐาน
ความจริงก็คือว่าในวงจร AC 220V เป็นค่าที่มีประสิทธิภาพ หากคุณไม่ได้ลงรายละเอียดสัญญาณแอมพลิจูดของสัญญาณไซน์ถึงรากของค่าที่มากกว่า 2 เท่านั่นคือ 1.41 เท่า เป็นผลให้แรงดันแอมพลิจูดในร้านของเราคือ 300-310 V
240 * 1.1 * 1.41 = 372 V.
ที่ 1,1 เป็นปัจจัยด้านความปลอดภัย
ในการคำนวณเช่นนี้องค์ประกอบจะเริ่มทำงานเมื่อแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันกระโดดมากกว่า 240 โวลต์ดังนั้นแรงดันการจำแนกจะต้องมีอย่างน้อย 370 โวลต์
ด้านล่างนี้เป็นคะแนนทั่วไปของวาริสเตอร์สำหรับเครือข่าย AC ที่มีแรงดันไฟฟ้า:
- 100V (100 ~ 120) - 271k
- 200V (180 ~ 220) - 431k
- 240V (210 ~ 250) - 471k
- 240V (240 ~ 265) - 511k
ใช้ในประเทศ
วัตถุประสงค์ของวาริสเตอร์คือการป้องกันวงจรระหว่างพัลส์และ ไฟแรงดันสูง ในบรรทัด คุณสมบัตินี้อนุญาตให้องค์ประกอบที่อยู่ระหว่างการพิจารณาเพื่อค้นหาแอปพลิเคชันของพวกเขาเป็นการป้องกัน:
- สายการสื่อสาร
- อินพุตข้อมูลของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- วงจรไฟฟ้า
อุปกรณ์ไฟฟ้าราคาถูกส่วนใหญ่จะไม่ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันใด ๆ แต่ในรุ่นที่ดีจะมีการติดตั้งวาริสเตอร์ที่อินพุต
นอกจากนี้ทุกคนรู้ว่าคอมพิวเตอร์จะต้องเชื่อมต่อกับพลังงานผ่านสายต่อพิเศษพร้อมปุ่ม - ตัวกรองเครือข่าย. ไม่เพียง แต่กรองสัญญาณรบกวนเท่านั้นวาริสเตอร์ยังติดตั้งในวงจรตัวกรองปกติ
บ่อยครั้งที่ช่างไฟฟ้าแนะนำให้ป้องกันหลอดไฟ LED จีนโดยการติดตั้ง varistor แบบขนานกับตลับหมึก อุปกรณ์อื่น ๆ ยังป้องกันบางอย่างติดตั้งวาริสเตอร์ในซ็อกเก็ตหรือปลั๊กเพื่อป้องกันอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ
เพื่อปกป้องอพาร์ทเมนต์ทั้งหมด - คุณสามารถติดตั้ง varistor บน dyn-rail ได้ในอุปกรณ์ที่ดีในกรณีนี้คือวาริสเตอร์อันทรงพลังจริง ๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของกำปั้นตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ SPE-1 ซึ่งแสดงในภาพด้านล่าง:
โดยสรุปฉันต้องการทราบว่าจุดประสงค์ของวาริสเตอร์คือเพื่อป้องกันวงจรไฟฟ้า หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของโครงสร้างสารกึ่งตัวนำภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้าที่กระแส 1 mA เริ่มไหลผ่านองค์ประกอบเรียกว่าการจำแนกประเภท นี่และเส้นผ่านศูนย์กลางขององค์ประกอบเป็นพารามิเตอร์หลักเมื่อเลือก บางทีเราอาจอธิบายอย่างชัดเจนว่าวาริสเตอร์คืออะไรและทำไมจึงจำเป็นต้องถามคำถามในความคิดเห็นหากคุณไม่เข้าใจบางสิ่ง
ในท้ายที่สุดเราขอแนะนำให้ดูวิดีโอที่มีประโยชน์ในหัวข้อของบทความ:
แน่นอนคุณไม่ทราบ:
กำลังโหลด ...
ขอบคุณมากสำหรับบทความ!
ช่วยฉันหาไม่เจอ
เขาเป็นสีฟ้า