обозначение на схеме, таблица маркировок, характеристики, схема включения

Содержание

1. Для чего нужен варистор, где применяется
2. Характеристики и габаритные размеры
3. Виды, маркировка и обозначение на схеме
4. Проверка варистора

Резистор – электронный компонент, основной характеристикой которого является сопротивление. Резисторы бывают постоянными или переменными (управляемыми вручную), а также существуют компоненты, сопротивление которых зависит от внешних факторов (температуры, освещенности и т.п.). Одним из таких элементов является варистор (Variable Resistor) – его свойства зависят от приложенного напряжения.

Для чего нужен варистор, где применяется

Принцип работы этого прибора несложен. Если к нему приложено напряжение, не превышающее определенного порога, его сопротивление велико, ток через него определяется утечками и составляет порядка единиц или десятков микроампер. При увеличении приложенного напряжения варистор открывается и начинает проводить ток. Этот участок характеристики практически линеен и аналогичен резистору с небольшим сопротивлением. Если напряжение повышать далее, ток будет расти, и в итоге элемент выйдет из строя.

Вольт-амперная характеристика варистора.

Варистор работает при любой полярности напряжения, поэтому, при внимательном рассмотрении, его вольт-амперная характеристика подобна ВАХ двуханодного стабилитрона. Это означает, что резистор, управляемый напряжением, работает схожим образом – при превышении определенного уровня он стабилизирует напряжение на выводах. Это можно использовать для защиты от перенапряжений. ВАХ прибора симметрична, поэтому он работает как при постоянном, так и при переменном напряжении.

Характеристики и габаритные размеры

Одной из важнейших характеристик, указываемых не только в технической документации, но и входящей в обозначение и наносимой на корпус элемента, является классификационное напряжение. Распространено мнение, что эта величина является условной, и не несет практического характера. Это не так.

Характерные точки на ВАХ варистора.

Характеристика варистора в зоне защиты (зоне стабилизации) имеет наклон, и ток через него зависит от приложенного напряжения – чем больше напряжение. При определенном напряжении (которое называют напряжением открывания при постоянном токе) варистор начинает открываться, но происходит это постепенно. По мере открывания ток растет. Считается, что когда он достигнет уровня 1 мА, прибор полностью открылся, вышел на линейный участок характеристики и начал выполнять свою защитную функцию.

Так как варисторы часто применяются в цепях переменного тока, то напряжение открывания выражают в виде действующего (среднеквадратичного) значения напряжения – оно чаще применяется в качестве характеристики переменного напряжения. Этот параметр меньше напряжения открывания при постоянном токе примерно в 1,4 раза.

Также важными характеристиками являются максимальная мощность P (в ваттах) и поглощаемая энергия W (в джоулях). Первый параметр интуитивно понятен – это мощность, которую прибор способен рассеивать в открытом состоянии. А поглощаемая энергия характеризует время, в течение которого элемент может выдержать максимальную мощность. Этот период вычисляется, как t=W/P. Величина поглощаемой энергии определяется размером прибора, поэтому при наличии опыта можно достаточно точно определить эту характеристику на глаз (например, по диаметру для компонентов в дисковом исполнении)

Максимальное рабочее напряжение – граница, выше которой элемент выходит из строя. Параметры распространенных варисторов приведены в таблице.

Тип элемента	U классификационное, В	Uсраб, среднеквадрат., В	Uсраб, пост., В	Поглощаемая энергия, Дж / наибольшая мощность, Вт.	габариты, мм х мм/ Диаметр, мм
TVR 10471	470	300	385	70 Дж	10
TVR 14471	470	300	385	125 Дж	14
14N431K	430	275	350	132 Дж	14
7N471K	470	300	385	35 Дж	7
14D471K	470	300	385	125 Дж	14
S10K275	430	275	350	43 Дж	10
TVR 20471	470	300	385	220 Дж	20
TVR 10431	430	275	350	65 Дж	10

Виды, маркировка и обозначение на схеме

Чаще всего встречаются варисторы в виде дисков (похожих на конденсаторы). Но существуют приборы, внешне выглядящие подобно обычному резистору – таков, например, отечественный элемент СН1-1.

Единых требований к маркировке элементов нет, но определенным стандартом стал следующий вид:

AAAZZXXY, где:

• AAA – три литеры, определяющие код продукта;
• ZZ – диаметр диска в мм (или размеры для другого исполнения).
• XX– мантисса классификационного напряжения;
• Y – десятичный множитель классификационного напряжения (в большинстве случаев 0 или 1, что означает, что ZZ надо умножить на 1 или на 10.

Например, для элемента TVR 10471 по расшифровке можно определить, что:

• прибор относится к серии TVR – Thinking Varistor Resistance;
• он представляет собой диск диаметром 10 мм;
• приложенное напряжение в 47х10=470 вольт вызывает ток в 1 мА.

Некоторые производители укорачивают обозначение, не включая в него код продукта (например, 14N431K) или добавляют другие индексы, обозначающие серию элемента (литеры D и K у прибора 14D471K). Можно увидеть и упрощенный вариант маркировки варисторов. Так, элемент JVR10N431 может быть обозначен, как S10K275 или просто K275. Литера K означает класс точности (10%), а 275 – действующее напряжение срабатывания. Для практических целей такой вариант удобнее.

На схеме этот электронный компонент обозначается прямоугольным символом, аналогичным условно-графическому обозначению резистора, но с диагональной чертой, обозначающей непостоянство номинала (подобно терморезисторам и т.п.). Такое УГО обязательно содержит букву U – знак того, что сопротивление элемента зависит от приложенного напряжения. Это нужно, чтобы отличить варистор от других типов резисторов, чье сопротивление задает внешнее воздействие.

Два варианта условно-графического обозначения варистора.

Существует и другой вариант УГО, к символу сопротивления добавлено стилизованное изображение ВАХ защитного элемента. Это обозначение относится только к варисторам, поэтому литера U здесь не употребляется.

На схеме (и на плате) варисторы имеют индекс RU или RV (если их несколько, то RV1, RV2 и т. д.). В зарубежных изданиях встречаются обозначения на схеме с индексами MOV, ZNR и т.п.

Маркировка MOV на плате ИБП.

Принцип работы защиты варистором и схемы его включения

Фрагмент схемы входных цепей БП.

В большинстве случаев в схемах защиты варистор включается параллельно нагрузке – входным цепям блока питания, диодному мосту и т.п. Характерный пример – компьютерный блок питания. В нем варистор устанавливается до входного фильтра. При повышении напряжения выше точки срабатывания, элемент открывается и «срезает» излишний уровень.

Варианты схем защиты (Взято с www.joyta.ru).

Существуют и другие схемы включения защитного элемента. Кроме наиболее распространенного варианта А, защиту можно включить по схеме Б – в этом случае дополнительные элементы защитят схему при возникновении перенапряжений по отношению к земле. Также используется включение:

• по схеме В – для защиты транзистора от выбросов при коммутации индуктивной нагрузки;
• по схеме Г – для защиты контактов реле в схеме управления двигателем или другой индуктивной нагрузкой, где возможны опасные выбросы напряжения.

Существуют и другие варианты использования варистора, но они менее распространены.

Читайте также

Схемы защиты от короткого замыкания и перегрузок в блоке питания

 

Проверка варистора

Проверить исправность варистора с помощью мультиметра можно только на короткое замыкание («спекание»). Если при диагностике омметр показывает высокое сопротивление, это может означать как обрыв внутри элемента, так и его полную исправность. Тестовое напряжение мультиметра не может вывести варистор на участок стабилизации ВАХ.

Чтобы проверить варистор по полной программе, надо попытаться его открыть. Для этого надо подать на него соответствующее напряжение, что не так просто – оно превышает напряжение сети, и иногда значительно. Нужен регулируемый повышающий источник напряжения, и обычный ЛАТР, как выяснилось в результате экспериментов, не подойдет. Он способен выдать не более 265-270 вольт, что недостаточно для надежного открывания варистора.

Чтобы получить повышенное переменное напряжение, был собран стенд по следующей схеме (возможны и другие варианты).

Стенд для проверки варистора.

Последовательно с проверяемым элементов включена светодиодная лампа, рассчитанная на сетевое напряжение. Также последовательно в цепь включена схема вольтодобавки. Она состоит из первичной обмотки трансформатора 12/220 вольт. На вторичную обмотку подается сетевое напряжение от регулируемого автотрансформатора, при этом на первичке за счет обратной трансформации появляется повышенное напряжение. Таким образом, напряжение сети складывается с напряжением вольтодобавки и становится возможным получить уровень до 500 вольт. При первом включении в сеть ЛАТР выведен на минимум, напряжение на цепочке варистор-лампа равно сетевому, что недостаточно для срабатывания защитного элемента.

Стенд для проверки варистора.

При повышении напряжения от ЛАТР, удалось открыть варистор и зажечь лампу. При этом на варисторе оказалось около 500 вольт. Конечно, прибор начал открываться раньше, а при таком уровне ток через него уже достиг порога зажигания лампочки. Но цель – проверить работоспособность – была достигнута.

Зажигание лампы при открывании варистора.

Применение варистора защитными функциями не ограничивается. Их можно применять для генерации сигналов, для проведения вычисления в аналоговых вычислительных машинах и т.п. Но все же чаще всего эти компоненты применяются в качестве ограничителей перенапряжения, в этой области они используются очень широко.

Замена и проверка варистора на плате + видео

Если при ремонте кондиционера вы обнаружили на плате сгоревший предохранитель не спешите его тут же менять, вначале выясните причину по которой он сгорел.

Скорее всего это произошло из-за скачков напряжения в сети.

При измерении в сети напряжение питания оно постоянно колеблется,причём не всегда в пределах безопасных для кондиционеров.

Плюс к этому в сети всегда присутствуют короткие импульсы напряжением в несколько киловольт. Происходит это из-за постоянного отключения и включения индуктивной и ёмкостной нагрузки (электродвигатели,трансформаторы и т. д.), а также из-за атмосферного электричества.

Кондиционеры, как и любую другую электронную технику защищают на этот случай варисторами. Точнее электронную начинку кондиционера-плату управления.

---

Стандартная схема подключения варистора

параллельно защищаемой нагрузке подключают варистор VA1, а перед ним ставят предохранитель F1:

Принцип действия варистора

По сути варистор представляет собой нелинейный полупроводниковый резистор, проводимость которого зависит от приложенного к нему напряжения. При нормальном напряжении варистор пропускает через себя пренебрежительно малый ток, а при определённом пороговом напряжении он открывается и пропускает через себя весь ток.

Таким образом он фильтрует короткие импульсы, если же импульс будет более длинным, и ток идущий через варистор превысит номинальный ток срабатывания предохранителя, то он попросту сгорит, обесточив и защитив нагрузку.

Маркировка варисторов

Существует огромное количество варисторов разных производителей, с разным пороговым напряжение срабатывания и рассчитанные на разный ток. Узнать какой стоял варистор можно по его маркировке.

Например маркировка варисторов CNR:

CNR-07D390K, где:

• CNR-серия, полное название CeNtRa металлоксидные варисторы
• 07- диаметр 7мм
• D — дисковый
• 390 — напряжение срабатывания, рассчитываются умножением первых двух цифр на 10 в степени равной третьей цифре, то есть 39 умножаем на 10 в нулевой степени получатся 39 В, 271-270 В и т. д.
• K — допуск 10 %, то есть разброс напряжения может колебаться от номинального на 10 % в любую сторону.

Как же найти на плате варистор?

По схеме приведённой выше, видно что этот элемент находится рядом с предохранителем в месте прихода на плату проводов питания. Обычно это диск жёлтого или тёмно-зелёного цвета.

На фото варистор указан красной стрелкой. Можно было подумать что варистор это синяя деталь, покрытая чёрной копотью, но на увеличении видно трещины на корпусе варистора, от которого покрылись нагаром расположенные рядом детали.Хорошо это видно и с обратной стороны, где написаны условные обозначения. Даже если их не будет, распознать варистор можно, зная что он подсоединён параллельно нагрузке или по маркировке на его корпусе.

VA1- это варистор, а синяя деталь рядом это конденсатор-С70.

Не путайте их, по форме они одинаковые, так что ориентируйтесь на маркировку и условные обозначения на плате.

После того как вы нашли варистор, его нужно выпаять, чтобы потом на его место установить новый.Для выпаивания варисторов я обычно использую газовый паяльник, потому что не всегда в месте ремонта есть электропитание — на строящемся объекте, на крыше, например. Ещё очень удобно пользоваться оловоотсосом -разогреть место пайки и оловоотсосом удалить расплавившийся припой.

Но для этих целей вполне подойдёт пинцет или обычные плоскогубцы-нужно захватить ножку детали и вытянуть когда припой расплавится.Если у вас плохо плавится припой, то скорее всего он на плате высокотемпературный-так называемый бессвинцовый (может заметили на моей плате надпись PbF — плюмбум фри). В этом случае нужно или увеличить температуру жала паяльника или же капнуть сверху другого более низкотемпературного, место пайки расплавится и можно будет удалить деталь. После этого вставляем новый варистор и припаиваем его.

Для пайки очень удобно пользоваться припоем в виде проволоки у которого внутри уже есть флюс.

Ещё обратите внимание, что большинство плат — двусторонние, поэтому припаивать ножки детали нужно с обеих сторон платы, так как нередко бывает что ножка детали выполняет роль перемычки между дорожками с разных сторон платы.

После замены варистора остаётся только поставить новый предохранитель и установить плату на место.

Обычно в платах кондиционера стоят варисторы на напряжение 470 В, и предохранители номиналом от 0.5 А до 5 А. Поэтому рекомендую всегда иметь при себе небольшой запас этих деталей.

Для тех, кто хочет нагляднее увидеть процесс , выкладываю видео урок:

Для тех кому требуется отремонтировать плату, путём замены варистора, помогут наши сервисные специалисты, цены смотрите здесь.

Варисторы: определение, применение, типы, принцип работы, схема

Будучи формой резистора, варисторы представляют собой полупроводниковые компоненты с двумя выводами, которые защищают электрические и электронные устройства от переходных перенапряжений. Фактически, это слово происходит от термина «переменный» и «резистор», поэтому он также известен как резистор, зависящий от напряжения, VDR. Варисторы имеют нелинейное переменное сопротивление, зависящее от приложенного напряжения. Их основная функция заключается в защите переходного напряжения в цепи.

Сегодня вы познакомитесь с определением, применением, функциями, схемой, символом, техническими характеристиками, характеристиками, типами и работой варисторов.

Read more: Understanding resistors

Contents

Что такое варистор?

Варисторы считаются разновидностью резисторов, сопротивление которых значительно изменяется в результате приложенного напряжения. Они представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, VDR, а их сопротивление является переменным и зависит от приложенного напряжения, поэтому их название «переменный резистор». При увеличении напряжения их сопротивление уменьшается, а при чрезмерном увеличении напряжения их сопротивление резко падает. Следовательно, варисторы являются защитными электрическими устройствами, поскольку они подходят для защиты цепей во время скачков напряжения.

Итак, варистор можно определить как нелинейный двухэлементный полупроводник, сопротивление которого падает при увеличении напряжения. Они часто используются в качестве ограничителей перенапряжения для чувствительных цепей. Перенапряжения часто вызываются ударами молнии и электростатическими разрядами.

Подробнее: Знакомство с резисторами SMD (резисторы для поверхностного монтажа)

Применение варисторов

Как уже говорилось ранее, варисторы используются в качестве устройств защиты от перенапряжения из-за их нелинейных характеристик. Они также используются в удлинителях с защитой от перенапряжения для защиты от переходных процессов высокого напряжения, таких как удары молнии, электростатический разряд (ESD) или индуктивный разряд от двигателя или трансформаторов. Некоторые типы РДР предназначены для защиты линий связи с малой емкостью. Ниже приведены некоторые распространенные области применения варистора:

• Подавление переходных процессов в оборудовании радиосвязи.
• Устройства защиты от перенапряжений для систем кабельного телевидения.
• Удлинители для защиты от перенапряжения.
• Защита телефонных и других линий связи.
• Защита микропроцессора.
• Защита электронного оборудования.
• Промышленная защита от переменного тока высокой мощности.
• Защита электроники автомобиля.
• Защита от низкого напряжения на уровне платы.

Кроме того, при применении варисторов они могут обеспечить защиту электронных схем, которые могут подвергаться воздействию импульсов и скачков напряжения. Кроме того, они могут отводить энергию на землю и таким образом защищать оборудование. VDR используется во многих элементах, таких как розетки с защитой от перенапряжения и связанные с ними элементы. Наконец, в некоторых случаях они используются в качестве микроволновых смесителей для модуляции, обнаружения, а также преобразования частоты.

Что такое схематическая диаграмма? — Электро…

Пожалуйста, включите JavaScript

Что такое принципиальная схема? — Учебники по электрике и ПЛК

Подробнее: Знакомство с металлопленочным резистором

Символ варистора

Символ варисторной цепи очень похож на термистор. Он состоит из основного символа резистора в виде прямоугольника с диагональной линией, проходящей через него, которая имеет небольшую дополнительную секцию, параллельную телу символа резистора, что указывает на нелинейный характер варистора. Хотя могут использоваться и некоторые другие символы, показанный ниже является общепринятым. Он изображается в виде переменного резистора, зависящего от напряжения, U.

См. условное обозначение варистора ниже:

Характеристики

Ниже приведены основные характеристики варистора:

• Нелинейное переменное сопротивление
• Высокое пороговое сопротивление при номинальном напряжении или низкое сопротивление пробоя при напряжении
• превышен.
• Защита цепи от чрезмерных переходных напряжений.
• Варисторы проводят и фиксируют переходное напряжение до безопасного уровня, когда возникают переходные процессы высокого напряжения.
• Входящая импульсная энергия частично проводится и поглощается.
• Спеченная матрица зерна оксида цинка ZnO в конструкции металлооксидного варистора обеспечивает полупроводниковую характеристику P-N перехода.
• Небольшой ток при подаче низкого напряжения
• Варисторы обеспечивают защиту от короткого замыкания.
• Они не могут справиться с длительными перенапряжениями.
• Если энергия переходного процесса измеряется в джоулях Дж, превышены абсолютные максимальные значения, поэтому устройство может расплавиться, сгореть или взорваться.
• Некоторые параметры выбора включают фиксацию, напряжение, пиковый ток, максимальную энергию импульса, номинальное переменное/постоянное напряжение и ток в режиме ожидания.
• При использовании в линиях связи следует учитывать паразитную емкость.
• Высокая емкость действует как фильтр для высокочастотных сигналов или вызывает перекрестные помехи. Это ограничивает доступную полосу пропускания линии связи.
• Варисторы изнашиваются под воздействием повторяющихся скачков напряжения, и их фиксирующее напряжение уменьшается после каждого скачка напряжения.

Подробнее: Резистор из углеродистого состава

Технические характеристики

При выборе варистора для приложений необходимо учитывать несколько моментов. ниже приведены некоторые характеристики варисторов и их функции:

Напряжение фиксации – напряжение, при котором варистор начинает проявлять значительную проводимость.

Номинальное напряжение – указывается как переменное или постоянное напряжение и представляет собой максимальное напряжение, при котором может использоваться устройство. Обычно важно иметь хороший запас между номинальным напряжением и рабочим напряжением.

Пиковый ток — это максимальный ток, который может выдержать варистор. Это может быть выражено как ток для данного времени.

Максимальная энергия импульса – максимальная энергия импульса. Выражается в джоулях, что устройство может рассеивать.

Время отклика – это время, в течение которого варистор начинает проводить ток после подачи импульса. Хотя во многих случаях это не проблема.

Ёмкость – варистор на основе оксида металла имеет относительно высокую ёмкость в устройстве. Это не проблема для низкочастотных приложений, но могут возникнуть проблемы при использовании с линиями, передающими данные и т. д.

Ток в режиме ожидания – это уровень тока, потребляемого варистором, когда он работает ниже напряжения фиксации. хотя ток будет указан при заданном рабочем напряжении на устройстве.

Подпишитесь на наш информационный бюллетень

Подробнее: Обзор углеродно-пленочного резистора

Типы варисторов

Различные типы варисторов можно определить по материалу, из которого изготовлен их корпус. Двумя наиболее распространенными типами варисторов являются варистор на основе карбида кремния и варистор на основе оксида металла (MOV) 9.0003

Варистор из карбида кремния:

Как видно из названия, карбид кремния, корпус варистора изготовлен из карбида кремния (SIC). Это один из наиболее часто используемых в период до того, как MOV вышел на рынок. Однако они интенсивно используются в приложениях большой мощности и высокого напряжения. Одним из недостатков этих типов варисторов является значительный ток в режиме ожидания, который они потребляют, поэтому для ограничения потребляемой мощности в режиме ожидания требуется последовательный разрядник.

Металлооксидные варисторы (MOV):

Металлооксидные варисторы имеют преимущества перед варисторами из карбида кремния, поскольку они обеспечивают очень хорошую защиту от переходных процессов напряжения. Они довольно популярны, и их корпус сделан из оксида металла, часто из зерен оксида цинка. Материал прессуется в виде керамической массы, содержащей 90 % зерен оксида цинка и 10 % оксидов других металлов, таких как кобальт, висмут и марганец.

Затем он помещается между двумя металлическими пластинами. 10% оксидов металлов кобальта, висмута и марганца действуют как связующее вещество для зерен оксида цинка, так что он остается неповрежденным между двумя металлическими пластинами. Соединительные клеммы или провода подключаются к двум металлическим пластинам.

Подробнее: Понимание ультраконденсаторов

Принцип работы

Работа варистора менее сложна и ее легко понять. Как упоминалось ранее, они используются для защиты от перенапряжения во многих областях, где они размещаются поперек защищаемых линий или на землю от линии. Обычно устройство потребляет небольшой ток, но когда возникает всплеск, его напряжение поднимается выше колена или напряжения фиксации, и они потребляют ток, рассеивая таким образом всплеск и защищая оборудование. Фактический выброс частично поглощается варистором, а частично отводится.

Варисторы из оксида металла и карбида кремния воздействуют на границы зерен между зернами материала и действуют как PN-переходы. Компоненты действуют как большая масса маленьких диодов, соединенных последовательно и параллельно. Когда приложено низкое напряжение, протекает очень небольшой ток, потому что переходы смещены в обратном направлении, и единственным током является ток утечки. Когда в устройстве возникает скачок напряжения, превышающий напряжение фиксации, происходит лавинный пробой диодов, и через устройство может протекать большой ток.

Кроме того, варисторы подходят для кратковременных импульсов и не могут использоваться для обработки длительных перенапряжений. Размер устройства определяет количество энергии, которое они могут рассеивать. Превышение номинального периода или напряжения может привести к перегоранию или даже взрыву устройств. Вот почему они должны работать в пределах своих рейтингов.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе варисторов:

Подробнее: Знакомство с конденсатором

Заключение

Варисторы рассматриваются как форма резистора, сопротивление которого значительно изменяется в результате приложенного напряжения. Они представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, VDR, а их сопротивление является переменным и зависит от приложенного напряжения, поэтому их название «переменный резистор». Являясь формой резистора, они представляют собой полупроводниковые компоненты с двумя выводами, которые защищают электрические и электронные устройства от переходных процессов перенапряжения. Это все для этой статьи, где обсуждаются определение, применение, функции, схема, символ, спецификации, характеристики, типы и работа варисторов.

Надеюсь, вы многому научились, если да, поделитесь с другими учениками. Спасибо за чтение, увидимся!

Что такое металлооксидный варистор (MOV) и его применение

Металлооксидный варистор (MOV) находит применение во многих электрических и электронных устройствах. Я подробно объясню, что такое металлооксидный варистор и как им пользоваться. Я также объясню, откуда берется скачок напряжения и т. д. с помощью различных электрических схем.

Металлооксидный варистор (MOV) фирмы Bourns

Содержание этой статьи следующее:

Что такое варистор на основе оксида металла?

Металлооксидный варистор (MOV) представляет собой защитное устройство, защищающее электрооборудование от кратковременных скачков высокого напряжения. Это зависящее от напряжения нелинейное электрическое защитное устройство, которое подавляет скачки напряжения.

MOV не защищает от длительного перенапряжения . Это двухконтактный полупроводниковый прибор.

Имеют ли варисторы полярность?

Варисторы не имеют полярности. Таким образом, мы можем использовать их в цепи питания переменного тока. И он защитит как от положительного, так и от отрицательного напряжения в цепи.

Какие скачки напряжения он подавляет?

Переходные процессы высокого напряжения в электрической цепи могут быть двух типов

• Переходные процессы высокого напряжения – кратковременный выброс
• Постоянное высокое напряжение — Перенапряжение

См. рис. 1а. Он показывает переходный кратковременный всплеск высокого напряжения в сети переменного тока. Но такое высокое напряжение может поступать в сеть постоянного тока и в большой электрической системе. Форма сигнала показывает один цикл напряжения. Среднеквадратичное значение составляет 230 вольт (только для примера). Он имеет импульсное переходное напряжение порядка нескольких киловольт. Этот переходный процесс длится только короткое время в цикле.

Варистор из оксида металла подавляет переходные процессы такого рода. Он двунаправленный, поэтому защищает от переходных процессов напряжения с обеих сторон (плюс и минус).

Рисунок 1a – Всплеск переходного напряжения Рисунок 1b – Длительное перенапряжение переменного тока

Теперь обратитесь к рисунку 1b. Он показывает постоянное перенапряжение высокого напряжения. Осциллограмма красного цвета представляет собой один цикл нормального напряжения 230 вольт RMS.

В этом случае происходит перенапряжение около 260 вольт за полный цикл (осциллограмма синего цвета). Это перенапряжение может сохраняться в течение многих циклов.

Металлооксидный варистор не защищает оборудование от такого перенапряжения (согласно рис. 1б). Если на MOV попадает такое напряжение, а среднеквадратичное напряжение очень высокое, то MOV может выйти из строя.

Однако даже до того, как MOV выйдет из строя, ваша электроника может выйти из строя.

Далее см. рис. 1с. Варистор не полностью устраняет переходное напряжение в сети переменного тока. Вместо этого он просто ограничивает или фиксирует переходное напряжение до более безопасного предела.

Рис. 1c: Ограничение переходного напряжения варистором

Напряжение варистора и характеристики VI MOV

Пожалуйста, обратитесь к рисунку 2a для характеристик VI металлоксидного варистора MOV. При низком напряжении ток очень мал. При определенном напряжении ток в MOV увеличивается очень быстро. Это называется фиксирующим напряжением MOV. Он имеет симметричную характеристику как для положительного, так и для отрицательного напряжения. Однако точка напряжения фиксации не очень острая (рис. 2б).

Рисунок 2a: Кривая VI для MOVРисунок 2b: Расширенная кривая VI для MOV

См. рисунок 2b. Это показывает расширенную шкалу корреляции между напряжением и током в MOV типа 275 вольт переменного тока (среднеквадратичное значение).

При очень малом токе утечки протекает при низком напряжении. Ток выглядит большим при низком напряжении на рисунке, потому что вертикальная шкала представляет собой расширенную шкалу. Фактический ток очень меньше при низком напряжении.

Ток начал быстро расти примерно с 700 вольт (700 — это мгновенное напряжение, а не среднеквадратичное значение). Эти 700 вольт являются напряжением фиксации варистора.

Приведенный выше график относится к MOV типа 275 В RMS. Напряжение фиксации составляет около 700 В. Это означает, что если переходные процессы напряжения имеют пики в несколько кВ, то MOV ограничит напряжение только примерно до 700 вольт. Он не будет ограничивать напряжение до пикового значения 230 вольт (пиковое значение около 330 вольт).

Итак, варистор не подавляет полностью переходное напряжение. Вместо этого он просто снижает переходное напряжение до более безопасного предела.

Это означает, что наше оборудование должно выдерживать переходные процессы 700 вольт (даже если MOV подключен) в приведенном выше примере.

И все хорошее электрическое оборудование может нормально работать вплоть до этого переходного процесса.

Кроме того, внутри оборудования будут установлены другие фильтры переходных процессов напряжения, такие как индуктор, конденсатор, трансорб и т. д., для защиты электроники.

Преимущества металлооксидного варистора

Преимущества варистора MOV:

• Практически не протекает ток в варисторе при нормальном напряжении
• Обладает высокой пропускной способностью по току и энергии во время переходных процессов.
• Очень быстро
• Доступны различные номиналы напряжения и мощности
• Низкая стоимость

На рис. 3 показана схема подключения металлооксидного варистора для домашнего использования на одну фазу. Он просто подключается между линией и нейтралью. Он должен быть как можно ближе к нагрузке.

Рис. 3: Подключение варистора для однофазного питания

На Рис. 4 показано подключение варистора внутри расширительного блока для домашнего использования. Варистор напрямую подключается к 2 контактам электрической розетки.

Рис. 4: Подключение варистора внутри платы расширения

На Рис. 5 показано подключение варистора к одной фазе для промышленного использования. Подключено три устройства. 1-й находится между линией и нейтралью, 2-й прибор между линией и землей, а 3-й варистор подключается между нейтралью и землей.

Рис. 5: Соединение варистора для однофазной сети для промышленности

Вы также можете использовать соединение типа рис. 5 для дома, при условии, что заземление и проводка очень хорошие. Если заземление некачественное, прикосновение к заземляющему контакту оборудования также может привести к поражению электрическим током.

Как подключить и использовать варистор для трехфазной сети

На рис. 6 показан металлооксидный варистор для трехфазной четырехпроводной сети. Там 3 варистора. По одному между каждым линейным проводом и землей.

Рис. 6: Подключение варистора для 3-фазного питания

Если у нас есть только 3-проводная 3-фазная система, варистор на основе оксида металла должен быть подключен между всеми тремя линиями: красно-желтой, желто-синей и сине-красной. А вот напряжение варистора придется подбирать по линейному напряжению.

Что такое металлооксидный варистор 275/20 означает

Теперь обратимся к рисунку 7. Данные на приборе показывают 275/20. 275 — среднеквадратичное значение напряжения. А 20 это диаметр варистора в мм. Шкала на изображении измеряет диаметр устройства как 20 мм.

Рис. 7: Варистор размером 20 мм, 275 В переменного тока

Однако разные компании могут использовать разные методы написания спецификации варистора.

Какой варистор следует использовать дома?

У меня дома есть сеть переменного тока с напряжением 230 вольт (среднеквадратичное значение). Я использую тип 20 мм на 275 вольт, как показано на рисунках выше.

Вы также можете использовать небольшие размеры, такие как 14- или 10-миллиметровый оксидно-металлический варистор, но MOV 20-миллиметрового типа будет поглощать больше энергии. Кроме того, практически нет разницы в цене между размерами 20 мм и 10 мм.

Поэтому для домашнего использования всегда выбирайте варистор большей мощности, например, 20 мм.

Как подключить и использовать варистор в цепи

Мы можем подключить только один металлооксидный варистор для множества выключателей и розеток в сборе. Это поясняется на схеме подключения. Все переключатели в этой схеме после варистора. (подключение см. на рис. 8)

Рис. 8: Подключение одного варистора для многих розеток и многих цепей выключателей

Если есть только один выключатель для многих розеток, то варистор должен быть подключен между линией и нейтралью для любой одной розетки. На рис. 9 показана схема подключения.

Рис. 9: Подключение одного варистора для нескольких розеток и одной схемы выключателя

Варистор можно подключить к любой из розеток.

Как кратковременный скачок высокого напряжения может прийти на ПК в доме

Теперь посмотрим на рисунок 10. Это пример того, «Как кратковременный выброс высокого напряжения приходит на ПК в доме».

Буква «М» на схеме обозначает оборудование с двигателями, например, стиральную машину или водяной насос. Тот же источник переменного тока идет и на компьютер.

Рис. 10: пример перенапряжения в ПК

Переходный процесс переключения будет генерироваться во время включения двигателя. Мы также называем это импульсом переключения. Коммутационное импульсное напряжение, генерируемое двигателем, также поступает на ПК.

Этот коммутационный импульс также может составлять несколько кВ.

Все оборудование, подключенное к этому проводу, будет иметь проблемы. Металлооксидный варистор должен быть подключен ко входу (плате расширения) ноутбука для его защиты.

Переходное высокое напряжение из-за молнии (импульс молнии)

Теперь обратитесь к рисунку 11. На нем показано явление молнии вокруг облаков. Всякий раз, когда в облаке случается молния, тогда вокруг облака будет течь сильный ток. А мы знаем, что вокруг проводника с током возникает магнитный поток.

Итак, здесь также этот ток будет иметь поток вокруг этого тока. Этот поток также будет проходить через электрический провод в нашем доме.

Рис. 11: Скачок напряжения из-за облачной молнии

Затем из-за этого потока в электрическом проводе возникнет напряжение. Это индуцированное напряжение из-за этого потока есть не что иное, как переходное высокое напряжение. Мы также называем это напряжение световым импульсом.

В зависимости от интенсивности и местоположения этот импульс переключения может иметь разную величину напряжения.

Это переходное напряжение большой величины может повредить оборудование. Металлооксидный варистор может защитить оборудование от этих скачков напряжения.

Коммутационный импульс меньшей амплитуды ведет себя как электрический шум.

Типы скачков напряжения в электрической цепи

Эти переходные процессы напряжения бывают двух типов

• Произвольный тип
• Повторяющийся тип

Всплеск случайного типа иногда случается. Переходные процессы повторяющегося типа могут появляться много раз.

Далее на диаграмме на рис. 12 показана форма сигнала напряжения одного импульса переходных процессов напряжения.

Переходное высокое напряжение вначале быстро увеличивается со временем. Затем он некоторое время будет находиться на пиковом напряжении. Затем его значение напряжения начинает медленно уменьшаться.

Рис. 12: Зависимость напряжения от времени для скачка напряжения переходного процесса

Основанные на опыте знания о металлооксидном варисторе

Так как у меня была возможность спроектировать множество промышленных панелей для компании, в которой я работал. И я использовал варистор во многих случаях. Однако нам требуется дополнительная защита электронных схем.

Поэтому я использовал катушку индуктивности, конденсатор, стабилитрон , RC-фильтр, экран, правильную прокладку кабеля и Transorb в качестве дополнительной защиты цепей. Метод фильтрации и защиты зависит от приложений.

На самом деле, мы тестируем наши панели на такую ​​защиту от перенапряжения. Мы подаем всплески напряжения многих типов в соответствии со стандартом на все входы цепей с помощью генератора всплесков. Тогда мы видим, что все оборудование должно работать исправно.

Несколько раз мы наблюдали, что при подаче на цепь скачков высокого напряжения срабатывает множество реле. А также многие светодиоды начнут мигать. Это означает, что дизайн не соответствует требованиям и нуждается в доработке.

Дальше будет самая сложная работа по поиску проблем и решений.

Пример интересной задачи

Поделюсь с вами одной из самых трудоемких и интересных проблем ложного переключения реле из-за переходных процессов переключения напряжения. Я долго пытался решить эту проблему, но безуспешно. Даже если бы все устройства подавления переходных процессов и фильтры были на месте.

Через несколько месяцев нам помогла моя удача. Кстати, я коснулся особенно распространенного соединения проводов (из сотен проводов) в проводе питания постоянного тока. Это конкретное проводное соединение было ослаблено.

Это слабое соединение приводило к тому, что линия часто размыкала и замыкала переключатель.