Варистор. Что это такое? Принцип работы

в Справочник 1 Комментарий 3,206 Просмотров

Резистор можно охарактеризовать как пассивный элемент электрической цепи. Резисторы используются в основном для контроля электрических параметров (напряжения и тока) в электроцепи, используя физическое свойство резистора, называемое сопротивлением.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Существуют различные типы резисторов:

• резисторы с постоянным сопротивлением (углеродные, пленочные, металлопленочные, проволочные)
• резисторы с переменным сопротивлением (проволочные переменные резисторы, потенциометры, металлокерамические переменные резисторы, реостаты)
• особый тип резисторов, например, фоторезистор, варистор и так далее.

В этой статье подробно обсудим принцип работы варистора, схема подключения  и применение варистора на практике.

Но, в первую очередь мы должны знать, что же такое варистор.

Варистор. Что это такое?

Варистор — это особый тип резистора, сопротивление которого изменяется под действием приложенного к нему напряжения. Поэтому его еще называют вольта зависимый резистор (VDR).  Это нелинейный полупроводниковый элемент получил свое название от слова переменный резистор (VARiable resistor)

Эти варисторы используются в качестве защитного устройства для предотвращения кратковременных всплесков напряжения переходных процессов в электроцепи. По внешнему виду и размеру варистор схож с конденсатором, поэтому его часто путают с ним.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

Принцип работы варистора

В обычном рабочем состоянии варистор имеет высокое сопротивление. Всякий раз, когда переходное напряжение резко возрастает, сопротивление варистора тут же уменьшаться. Таким образом, он начитает проводить через себя ток, снижая тем самым напряжение до безопасного уровня.

Существуют различные типы исполнения, однако варистор на основе окиси металла является наиболее часто используемым в электронных устройствах. Как было сказано выше, основное назначение варистора в электронных схемах — защита цепи от чрезмерного всплеска напряжения переходных процессов. Эти переходные процессы обычно происходят из-за разряда статического электричества и грозовых перенапряжений.

Принцип работы варистора можно легко понять, взглянув на кривую зависимости сопротивления от приложенного напряжения.

На графике  выше видно, что во время нормального рабочего напряжения (скажем низкого напряжения) сопротивление его очень высоко  и если напряжение превышает номинальное значение варистора, то его сопротивление начинает уменьшаться.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) варистора  показанная на рисунке выше. Из рисунка видно, небольшое изменение напряжения вызывает значительное изменение тока.

Уровень напряжения (классификационное напряжение), при котором ток, протекающий через варистор составляет 1 мА, является уровнем, при котором варистор переходит из непроводящего состояния в проводящее. Это происходит потому, что, всякий раз, когда приложенное напряжение превышает или равно номинальному напряжению, происходит лавинный эффект, переводящий варистор в состояние электропроводности в результате снижения сопротивления.

Таким образом, даже, несмотря на быстрый рост малого тока утечки, напряжение будет чуть выше номинального значения. Следовательно, варистор будет регулировать напряжение переходных процессов относительно приложенного напряжения.

Применение варистора

На рисунке выше показаны примеры применения варистора в различных системах защиты электроснабжения. Рассмотрим каждый случай по отдельности.

Данная схема представляет собой защиту однофазной линии питания. Если напряжение переходных процессов поступает из сети на клеммы питания устройства, то данный всплеск уменьшит сопротивление варистора и таким образом произойдет защита электрической цепи.

Следующая схема представляет собой защиту однофазной линии с заземлением. В этом случае варистор подключен аналогично предыдущей схеме с дополнительным включением варисторов по линии заземления.

Третья схема предназначена для защиты полупроводниковых переключателей (транзистор, тиристор, симистор), которые коммутируют индуктивную нагрузку.

И последняя схема предназначена для защиты переключателя (контактов) от искрения   при включении электродвигателя.

Справочник по варисторам — скачать (10,0 MiB, скачано: 1 813)

Портативный паяльник TS80P

TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…

Подробнее

Варистор 2015-06-25

С тегами: Варистор

Компоненты и технологии — журнал об электронных компонентах, датчиках, микросхемах, микроконтроллерах, светодиодах, DSP

Нивелиры — это высокоточные оптические приборы, основной функцией которых является определение разницы высот между точками. Для обеспечения высокой точности такие средства измерений требуют периодической тщательной поверки и точного выполнения всех геометрических требований.

В статье кратко описаны кабельные вводы, электрические разъемы и гидравлические соединители китайской компании Beisit Electric Tech. Мы не поскупились на графические иллюстрации и надеемся, что материал поможет составить достаточно точное представление о продукции компании. Обратите внимание, что описанные компоненты предназначены для использования в промышленных приложениях, в том числе на тра…

В этом году на российском рынке устройств для гальванической развязки цепей появились новые оптопары производства китайской компании Hualian. О преимуществах этой продукции, принципах работы и планах компании расскажет Харви Шанг.

Интеграция в одной монолитной интегральной схеме фотоприемников и схем усилителей с использованием КМОП-технологии удобна как с точки зрения уменьшения размеров продукта, так и для пользователя, поскольку данными компонентами можно управлять с помощью цифровых шин. Статья посвящена технологии FILTRON от компании Vishay Semiconductor GmbH, которая использует выполненный непосредственно на фотоде…

Ежегодно журнал Information Display Magazine, издаваемый международным комитетом SID (Society Information Display), организует экспертный совет по присуждению премий за самые значительные достижения в области дисплейных технологий. В этом году выставка проходили в маленьком городке Сан-Хосе (Калифорния, США) параллельно с симпозиумом SID.

В данном материале предлагаем выдержки из интервью с Ребекой Сала, менеджером по маркетингу и продуктам Lovato Spain.

24 марта 2016 года в Москве состоялась конференция «Интеллект вещей и машин». Большинство докладчиков так или иначе затрагивали тему IoT. «Интернет вещей» неумолимо и настойчиво проникает во все области человеческого существования. В этой ситуации электронной промышленности отводится особая роль, она не может оставаться в стороне и игнорировать запросы рынка.

При разработке, отладке и тестировании электронных систем необходимо задавать полностью известные воздействия, чтобы по результатам измерения сигналов, прошедших через устройства системы, можно было судить о правильности функционирования того или иного прибора или всего решения в целом. Для формирования таких воздействий в программной среде Multisim предусмотрены виртуальные генераторы LabView,…

Основной продукцией высокотехнологичной китайской компании DWIN Technology являются дисплейные TFT ЖК-модули. Компания выпускает обширную номенклатуру таких устройств с различными функциональными возможностями. Ключевую продукцию DWIN Technology составляют сенсорные модули со встроенным графическим пользовательским интерфейсом, предназначенные для широкого сектора применений, таких как оператор…

В статье рассмотрены последовательные КИХ-фильтры, использующие в своей основе линии задержки на основе двухпортовой памяти и блоки умножения и накопления.

Страница 1 из 48012345…102030…»Последняя »

Варисторы — Как работают варисторы

Варисторы — Как работают варисторы

Магазин Варисторы

Варисторы — это нелинейные устройства, зависящие от напряжения, которые имеют электрические характеристики, подобные встречно-параллельным стабилитронам. Симметричные, острые характеристики пробоя (показаны на рисунке в конце этой страницы ресурсов) позволяют варистору обеспечивать превосходное подавление переходных процессов. При воздействии переходных процессов высокого напряжения импеданс варистора изменяется на много порядков от уровня, близкого к разомкнутой цепи, до уровня с высокой проводимостью, таким образом ограничивая переходное напряжение до безопасного уровня. Потенциально разрушительная энергия входящего переходного импульса поглощается варистором, тем самым защищая уязвимые компоненты схемы.

Различные типы варисторов

Доступны варисторы с рабочим напряжением переменного тока от 4 В до 2800 В. Более высокие напряжения ограничены только возможностями упаковки. Пиковый рабочий ток превышает 50 000 А, а энергоемкость превышает 6500 Дж для более крупных блоков. Стили корпусов включают серию осевых устройств для автоматической установки, а также линейку прочных устройств с высоким энергопотреблением.

Различные стили и типы варисторов можно найти как таковые:

• Осевой вывод
• Панельный монтаж
• Радиальный вывод
• Поверхностный монтаж

Конструкция варисторов

Варистор состоит в основном из оксида цинка с небольшими добавками висмута, кобальта, марганца и других оксидов металлов. Структура корпуса состоит из матрицы проводящих зерен оксида цинка, разделенных границами зерен, обеспечивающими полупроводниковые характеристики PN-перехода. Эти границы ответственны за блокирование проводимости при низких напряжениях и являются источником нелинейной электропроводности при более высоких напряжениях.

Поскольку электрическая проводимость фактически возникает между зернами оксида цинка, распределенными по всему объему устройства, варистор по своей природе более прочный, чем его аналоги с одним PN-переходом, такие как стабилитроны. В варисторе энергия поглощается равномерно по всему корпусу устройства, а результирующий нагрев равномерно распределяется по его объему. Электрические свойства внутри варистора контролируются в основном физическими размерами корпуса варистора, который обычно спекается в форме диска. Номинальная энергия определяется по объему, номинальное напряжение по толщине или длине пути прохождения тока, а допустимый ток по площади, измеренной перпендикулярно направлению тока.

На рисунке выше представлена ​​типичная ВАХ варистора.

Видео обзор варистора

(назад к варисторам)

Компоненты защиты контактов реле

Опубликовано 8 декабря 2021 г. автором Weschler Instruments

Многие цифровые панельные счетчики имеют электромеханические релейные выходы для управления внешними устройствами. Защита контактов реле от чрезмерного напряжения и тока важна для достижения длительного срока службы, на который рассчитаны цифровые приборы.

Двигатели, контакторы и приводы обычно имеют индуктивную нагрузку. Дугообразование возникает, когда контакты реле размыкаются из-за энергии, накопленной в магнитном поле нагрузки. Конденсатор на контактах подавляет всплеск напряжения и снижает импульсный ток через контакты. Резистор, включенный последовательно с конденсатором, ограничивает ток конденсатора при следующем замыкании контактов. RC-цепь также может уменьшить ухудшение контактов из-за дребезга контактов и вибрации. Резистор и конденсатор часто покупаются как одно двухпроводное устройство, называемое снаббером. Правильное значение R и C зависит от характеристик нагрузки и соответствующей проводки. Производители демпферов предлагают формулы для оценки значений, но предупреждают, что окончательные значения должны определяться тестированием. Неправильные значения компонентов могут фактически сократить срок службы реле. Поскольку производители счетчиков разрабатывают свое оборудование для широкого спектра применений, они обычно не включают в счетчик демпферы. Этот тип защиты должен быть реализован пользователем. Обратите внимание, что RC-цепочка на контактах реле вызовет небольшой ток утечки в цепях переменного тока, когда реле разомкнуто. Если это проблема в приложении, RC-цепь может быть размещена непосредственно на нагрузке. Дополнительным преимуществом этого является ограничение импульсного тока в проводах питания, что может уменьшить электромагнитные помехи.

Металлооксидный варистор (MOV) — еще один компонент, который можно использовать для защиты контактов реле. Популярным применением этого устройства являются устройства защиты от перенапряжения, используемые с домашним компьютерным оборудованием. MOV имеет высокое сопротивление ниже рабочего напряжения и значительно более низкое сопротивление выше этого напряжения. MOV используется для ограничения напряжения на контактах реле, поскольку они размыкаются и рассеивают часть энергии скачка тока. Выбор MOV основан на напряжении пробоя и номинальной мощности в Джоулях. Значение MOV меньше зависит от характеристик нагрузки, чем RC-цепь. Следовательно, это устройство может быть добавлено пользователем или включено производителем счетчика. Второй MOV может быть размещен параллельно с существующим MOV для дополнительной мощности поглощения энергии. MOV также можно разместить непосредственно на нагрузке вместо или в дополнение к одному на контактах.

Здесь изображены типичный демпфер и MOV. Снаббер имеет изолированные провода, которые можно напрямую подключить к клеммным колодкам или подключить к цепи с помощью проволочных гаек. Маленькие MOV имеют оголенные провода для легкого монтажа на печатной плате. Большие размеры могут иметь лепестковые клеммы.

Релейные контакты в цепях постоянного тока подвержены большему износу контактов при переключении, так как нет переходов через нуль напряжения, что помогает погасить искрение, возникающее при индуктивных нагрузках. Типичное реле, установленное на ПК, используемое в панельном измерителе, может быть рассчитано в цепи переменного тока на 10 А при 250 В с резистивной нагрузкой и 1/2 л.с. при 250 В при нагрузке двигателя, но в цепи постоянного тока оно может переключать только 6 А при 30 В с резистивной нагрузкой. . Следовательно, уровень защиты и значения компонентов будут меняться для приложений постоянного тока. Метод защиты также может измениться.

Использование только конденсатора на контактах реле не рекомендуется. Это уменьшит искрение при размыкании контактов. Однако энергия, накопленная в конденсаторе, быстро рассеивается в виде высокого тока (короткого замыкания) при замыкании контактов. Это приводит к чрезмерному износу контактов и часто к более короткому сроку службы реле, чем без конденсатора. Рекомендуемые методы защиты контактов в цепях постоянного тока включают как демпферы RC, так и варисторы, как описано выше. Расположение может быть как поперек нагрузки, так и по контактам.

Другим методом, часто используемым в цепях постоянного тока с индуктивными нагрузками, является диод с обратным смещением, подключенный непосредственно к нагрузке. Когда контакты реле размыкаются, энергия, накопленная в индуктивной нагрузке, проходит через диод и рассеивается обратно в нагрузке. На переключающих контактах не возникает скачков напряжения, и энергия дуги снижается. Однако отключение нагрузки происходит с задержкой, так как ток продолжает течь после размыкания контактов реле. Если это проблема в приложении, задержку можно уменьшить, добавив стабилитрон последовательно с диодом. Комбинация ограничивает напряжение на размыкающих контактах, сокращая продолжительность циркулирующего тока.

Многие приложения, такие как активные нагрузки, небольшие индуктивные нагрузки или цепи с низким энергопотреблением, не требуют защиты релейных выходов панельного измерителя. Другие приложения требуют знания характеристик нагрузки для правильной настройки защиты выхода. Поэтому в большинстве щитовых счетчиков общего назначения защита релейных выходов предоставляется пользователю. Специализированные счетчики, разработанные для конкретных приложений, где известны характеристики нагрузки, могут включать защиту от прикосновения. Если счетчик имеет соединение для заземления, высокий уровень защиты достигается за счет добавления MOV через контакты и от контактов к земле. Для реле формы C требуется 4 MOV на реле. Компоненты защиты в измерителе могут повлиять на проверку утечки, повышенного напряжения и перенапряжения на этих выходах. Тестирование Hipot с установленным слишком высоким пределом тока может даже повредить измеритель. Обесцвеченный или треснувший корпус указывает на перегрузку (неисправность) MOV.

Показанные здесь общие методы также можно использовать для защиты твердотельных реле, используемых в некоторых выходах счетчиков. Хотя полупроводниковые устройства не ограничены износом контактов, они могут быть более чувствительными, чем механические реле, к выходу из строя из-за переходных процессов и скачков напряжения.