Принцип действия варистора, как подбирать аналоги, основные характеристики и проверка тестером

Варистор (дословный перевод с английского — резистор с переменным сопротивлением) — полупроводник с нелинейной вольт—амперной характеристикой (вах).

Все электроприборы рассчитаны на свое рабочее напряжение (в домах 220 В или 380В). Если произошел скачок напряжения (вместо 220 В подали 380В) — приборы могут сгореть. Тогда на помощь и придет варистор.

Содержание статьи

• 1 Принцип действия варисторов
• 2 Основные характеристики и параметры
• 3 Виды варисторов
• 4 Справочник и маркировка варисторов

Принцип действия варисторов

В обычном состоянии варистор имеет очень большое сопротивление (по разным источникам от сотен миллионов Ом до миллиардов Ом). Он почти не пропускает через себя ток. Стоит напряжению превысить допустимое значение, как прибор теряет свое сопротивление в тысячи, а то и в миллионы раз. После нормализации напряжения его сопротивление восстанавливается.

Если варистор подключить параллельно электроприбору, то при скачке напряжения вся нагрузка придется на него, а приборы останутся в безопасности.

Принцип работы варистора, если объяснять на пальцах, сводится к следующему. При скачке в электрической сети он выполняет роль клапана, пропуская через себя электрический ток в таком объеме, чтобы снизить потенциал до необходимого уровня. После того как напряжение стабилизируется этот «клапан» закрывается и наша электросхема продолжает работать в штатном расписании. В этом и состоит назначение варистора.

Основные характеристики и параметры

Надо отметить, что это универсальный прибор. Он способен работать сразу со всеми видами тока: постоянным, импульсным и переменным. Это происходит из-за того, что он сам не имеет полярности. При изготовлении используется большая температура, чтобы спаять порошок кремния или цинка.

Параметры, которые необходимо учитывать:

1. параметр условный, определяется при токе 1мА, В;
2. максимально допустимое переменное напряжение, В;
3. максимально допустимое постоянное напряжение, В;
4. средняя мощность рассеивания, Вт;
5. максимально импульсная поглощаемая энергия, Дж;
6. максимальный импульсный ток, А;
7. емкость прибора в нормальном состоянии, пФ;
8. время срабатывания, нс;
9. погрешность.

Чтобы правильно подобрать варистор иногда необходимо учитывать и емкость. Она сильно зависит от размера прибора. Так, tvr10431 имеет 160nF, tvr 14431 370nF. Но даже одинаковые по диаметру детали могут обладать разной емкостью, так S14K275 имеет 440nF.

Виды варисторов

По внешнему виду бывают:

• пленочные;
• в виде таблеток;
• стержневой;
• дисковый.

Стержневые могут снабжаться подвижным контактом. Выглядеть они будут соответственно названию. Кроме того, бывают низковольтные, 3—200 В и высоковольтные 20 кВ. У первых ток колеблется в пределах 0,0001—1 А. На обозначение по схеме это никак не влияет. В радиоаппаратуре, конечно, применяют низковольтные.

Чтобы проверить работоспособность варистора необходимо обратить внимание на внешний вид. Его можно найти на входе схемы (где подводится питание). Так как через него проходит очень большой ток — по сравнению с защищаемой схемой — это, как правило, сказывается на его корпусе (сколы, обгоревшие места, потемнение лакового покрытия). А также на самой плате: в месте пайки могут отслаиваться монтажные дорожки, потемнение платы. В этом случае его необходимо заменить.

Однако, даже если нет видимых признаков, варистор может быть неисправным. Чтобы проверить его исправность придется отпаять один его вывод, в противном случае будем проверять саму схему. Для прозвонки обычно используется мультиметр (хотя можно, конечно, и мегомметр попробовать, только необходимо учитывать напряжение, которое он создает, чтобы не спалить варистор). Прозвонить его несложно, подключение производится к контактам и измеряется его сопротивление. Тестер ставим на максимально возможный предел и смотрим, чтобы значение было не меньше несколько сотен Мом, при условии, что напряжение мультиметра не превышает напряжение срабатывания варистора.

Впрочем, бесконечно большое сопротивление, при условии, что омметр довольно мощный (если можно это слово использовать), это также говорит о неисправности. При проверке полупроводника необходимо помнить что это всё-таки проводник и он должен показать сопротивление, в противном случае мы имеем полностью сгоревшую деталь.

Справочник и маркировка варисторов

Если необходима замена, на помощь придет справочник варисторов. Для начала нам потребуется маркировка варистора, она находится на самом корпусе в виде латинских букв и цифр. Хотя этот элемент производится во многих странах, маркировка не имеет принципиальных отличий.

Разные изготовители и маркировка разная 14d471k и znr v14471u. Однако параметры одни и те же. Первые цифры «14» это диаметр в мм., второе число 471 — напряжение при котором происходит срабатывание (открытие). Отдельно про маркировку. Первые две цифры (47) это напряжение, следующая — коэффициент (1). Он показывает сколько нулей нужно ставить после числа 47, в этом случае 1. Получается что испытуемый прибор будет срабатывать при 470 В, плюс — минус погрешность, которая ставится рядом с этим числом. В нашем случае это буква «к» находится после и обозначает 10% т. е. 47 В.

Другая маркировка s10k275. Показатель погрешности стоит перед напряжением, само напряжение показано без коэффициента — 275 В. Из рассмотренных примеров видим, как можно определить маркировку: измеряем диаметр прибора, находим эти размеры на варисторе, другие цифры покажут напряжение. Если определить маркировку не удается, например, kl472m, нужно будет посмотреть в интернете.

Диаметр. Импортные tvr 10471 можно заменить на 10d471k, но быть осторожным с 7d471k, у последнего размер меньше. Чем больше значение, тем, грубо говоря, больше рассеиваемая мощность. Поставив прибор меньшего диаметра, рискуем его спалить. К примеру, серия 10d имеет рабочий ток 25А, а k1472m 50А.

Чтобы правильно выбрать нужный элемент необходимо учитывать не только напряжение питания. Производят множество расчетов, например, выходя из нужного быстродействия (срабатывания), или малое рабочее напряжение. В этом случае используют так называемые защитные диоды. К ним можно отнести bzw04. При его применении важно соблюдать полярность.

Помехоустойчивость. Одним из недостатков является создание помех. Для борьбы с ними используют конденсаторы, например, ac472m Подключают параллельно варистору.

На схеме варистор обозначается как резистор, пустой прямоугольник с перечеркивающей под 45 градусов линией и имеет букву u.

Аналоги варисторов разных производителей часть 2

Справочник

ГлавнаяСправочникЭнциклопедия радиоинженера

7 лет назад

Автор: Андрей Кашкаров (г. Санкт-Петербург)

Источник: Ремонт и сервис

Рекомендуем к данному материалу …

• Аналоги варисторов разных производителей (часть 1)|Справочник

Мнения читателей

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

защита от перенапряжения — Как выбрать правильный металлооксидный варистор (MOV)

Я хотел бы защитить вход трансформатора от скачков высокого напряжения, но я не понимаю, как мне выбрать правильный MOV, несмотря на то, что я читал пока о них.

Ниже показано, как я пытался сделать, чтобы выбрать правильный компонент.

^{смоделируйте эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

У меня есть источник питания 115 В / 60 Гц, и я питаю нагрузку 24 В постоянного тока через трансформатор 24 В / 52 ВА и правые фильтрующие конденсаторы. Показанные значения являются номинальными, но моя система может работать до 160 В (RMS) на входе трансформатора.

Я хочу защитить свою систему от скачков напряжения (макс. 1000 В). Я часто использовал диоды TVS в своих предыдущих схемах, но среда была другой (значение перенапряжения, постоянный ток …). Насколько я понял, MOV хорошо подходят для защиты системы от скачков напряжения в системе с питанием от переменного или постоянного тока. На самом деле я часто вижу их на входе трансформаторов, поэтому в этой конкретной схеме я хотел бы использовать MOV (плюс я научусь их использовать).

Так вот хотелось бы, чтобы даже при появлении броска 1000В напряжение на входе трансформатора не превышало 160В. Это что-то достижимое с MOV? Из того, что я читал, да. Из того, что я понял до сих пор, нет. Возможно, это не тот компонент, который нужно использовать.

Чтобы убедиться, что я не ошибаюсь, варистор — это резистор, зависящий от напряжения. Его электрическое сопротивление уменьшается с приложенным напряжением. Он имеет два функциональных режима работы: когда приложенное напряжение ниже напряжения фиксации, MOV не проводит ток (нормальная работа). Выше он становится проводящим, и напряжение на нем ограничивается значением чуть выше значения напряжения фиксации (из того, что я прочитал здесь).

Ну, просто я не понимаю. Для меня фиксирующее напряжение — это значение напряжения, от которого MOV станет проводящим, и, следовательно, напряжение на нем не будет превышать это значение (или совсем немного, как фактически стабилитрон). Но потом я прочитал этот пост. Этот разработчик заявляет, что его система может работать при максимальном входном напряжении 520 В (среднеквадратичное значение). Но в своих расчетах он выбирает MOV с фиксирующим напряжением 1500 В. Означает ли это, что если когда-либо в его системе возникнет скачок напряжения 1200В, этот скачок не будет подавлен и система его увидит? Или я должен думать по-другому и учитывать максимально допустимое напряжение, которое, по словам Питера Смита в этом посте, кажется обратным напряжением отключения? В этом случае означает ли это, что MOV начинает зажимать при 550 В (что немного больше, чем 520 В, требуемое OP), и напряжение на MOV может подняться до 1500 В? В этом случае, как MOV может претендовать на защиту оборудования?

Если я использую свой случай и думаю так же, как и другой пост ОП: номинальное напряжение на входе составляет 115 В (среднеквадратичное значение), но может достигать 160 В (среднеквадратичное значение). Если я использую эту таблицу данных, я думаю, мне нужно найти MOV с максимально допустимым напряжением, близким к 160 В (среднеквадратичное значение). Но как насчет максимального напряжения зажима?

Я что-то упускаю, я упускаю, как MOV может защитить оборудование от скачков напряжения. Вы можете мне помочь ?

Спасибо!

Расчет параметров варистора для защиты линии переменного тока

спросил 3 года, 1 месяц назад

Изменено 3 года, 1 месяц назад

Просмотрено 767 раз

\$\начало группы\$

Есть задача подобрать варистор для защиты цепи переменного тока, управляющей несколькими катушками магнитных пускателей.

Характеристики:

1. Напряжение сети 230-240 В переменного тока
2. Частота: 50 Гц
3. Пусковой ток катушек магнитных пускателей: не более 3А

Для этих целей хочу использовать варисторы серии LA от LittleFuse.

Модель: V275LA20AP

Характеристики:

1. Vm (AC): 275 В
2. Вм (постоянный ток): 369 В
3. Напряжение варистора: 387 В (мин.) — 473 В (макс.)
4. Напряжение фиксации: 710 В

Вопросы:

1. Vm (AC) — Это нормальное напряжение сети?
2. Нужно ли мне найти пиковую амплитуду напряжения, чтобы выбрать Vm (AC)?

Например:

Напряжение сети: 230 В

Я должен умножить это значение на √2 и добавить запас 10%. 230 * 1,41 = 324,3 В + 10% = 347,3 В

• варистор

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Варистор V275LA20AP рассчитан на среднеквадратичное напряжение до 275 вольт, и в спецификациях это хорошо увязывается при умножении 275 вольт приблизительно на \$\sqrt2\$, чтобы получить 287 вольт.