Принцип действия варистора, как подбирать аналоги, основные характеристики и проверка тестером - Все об электрике

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

Содержание

Что такое варистор и где применяется

Варистор – это выполненный из полупроводникового материала переменный резистор, который способен изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от приложенного к нему напряжения.

Принцип действия у такого электронного компонента отличается от обычного резистора и потенциометра. Стандартный резистор имеет постоянное во величине сопротивление в любой промежуток времени вне зависимости от напряжения в цепи, потенциометр позволяет менять сопротивление вручную, поворачивая ручку управления. А вот варистор обладает нелинейной симметричной вольтамперной характеристикой и его сопротивление полностью зависит от напряжения в цепи.

Благодаря этому свойству, варисторы широко и эффективно применяют для защиты электрических сетей, машин и оборудования, а также радиоэлектронных компонентов, плат и микросхем вне зависимости от вида напряжения. Они имеют невысокую цену изготовления, надежны в использовании и способны выдерживать высокие нагрузки.

Читайте также:  Расчет количества точечных светильников для натяжных потолков

Что такое варистор, основные технические параметры, для чего используется

Варисторы применяются, как в высоковольтных установках до 20 кВ, так и в низковольтных от 3 до 200 В в качестве ограничителя напряжения. При этом они могут работать, как в сетях с переменным, так и с постоянным током. Их используют для регулировки и стабилизации тока и напряжения, а также в защитных устройствах от перенапряжения. Используются в конструкции сетевых фильтров, блоков питания, мобильных телефонов, УЗИП и других ОИН.

Принцип действия

Варистор — это полупроводниковый прибор с симметричной нелинейной вольтамперной характеристикой. По ее форме можно сделать вывод о том, что варистор работает и в переменном и в постоянном токе. Рассмотрим её подробнее.

В нормальном состоянии ток через варистор предельно мал, его называют током утечки. Его можно рассматривать как диэлектрический компонент с определенной электрической емкостью и можно говорить, что он не пропускает ток. Но, при определенном напряжении (на картинке это + — 60 Вольт) он начинает пропускать ток.

Другими словами, принцип работы варистора в защитных цепях напоминает разрядник, только в полупроводниковом приборе не возникает дугового разряда, а изменяется его внутреннее сопротивление. При уменьшении сопротивления, ток с единиц микроампер возрастает до сотен или тысяч Ампер.

Условное графическое изображение варистора в схемах:

Обозначение элемента на схемах напоминает обычный резистор, но перечеркнутый по диагонали линией, на которой может быть нанесена буква U. Чтобы найти на плате или в схеме этот элемент – обращайте внимание на подписи, чаще всего они обозначаются, как RU или VA.

Внешний вид варистора:

Варистор устанавливают параллельно цепи для ее защиты. Поэтому при импульсе напряжения защищаемой цепи — энергия поступает не в устройство, а рассеивается в виде тепла на варисторе. Если энергия импульса слишком велика — варистор сгорит. Но понятие сгорит размазано, варианта развития два. Либо варистор просто разорвет на части, либо его кристалл разрушится, а электроды замкнутся накоротко. Это приведет к тому, что выгорят дорожки и проводники, или произойдет возгорание элементов корпуса и других деталей.

Чтобы этого избежать перед варистором, последовательно со всей цепью на сигнальный или питающий провод устанавливают предохранитель. Тогда в случае сильного импульса напряжения и долговременного срабатывания или перегорания варистора сгорит и предохранитель, разорвав цепь.

Если сказать вкратце, для чего нужен такой компонент — его свойства позволяют защитить электрическую цепь от губительных всплесков напряжения, которые могут возникать как на информационных линиях, так и на электрических линиях, например, при коммутации мощных электроприборов. Мы обсудим этот вопрос немного ниже.

Читайте также:  Выбор и установка светодиодных светильников для гаража





Переходные формы волны переменного тока

Есть ли полярность у варистора

Варисторы подключены в цепях через сеть питания либо между фазой и нейтралью, либо между фазами для работы от переменного тока, либо с положительного на отрицательный для работы от постоянного тока, и имеют номинальное напряжение, соответствующее их применению. Варистор также можно использовать для стабилизации напряжения постоянного тока и особенно для защиты электронных цепей от импульсов перенапряжения.

Свойства

Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния (или иного полупроводника). При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.

Один из основных параметров варистора — коэффициент нелинейности λ — определяется отношением его статического сопротивления R к динамическому сопротивлению Rd:

,

где U — напряжение, I — ток варистора

Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) варистора — отрицательная величина.

Это интересно: Регулировка оборотов асинхронного двигателя — способы и схемы

Конструкции и принцип действия варисторов

Для изготовления варисторов используют оксид цинка (ZnO) с дополнительными присадками из оксидов других металлов, например, висмута, кобальта, магния и прочих. Изначально ZnO находится в состоянии пудры, но при спекании образует гранулы с четко выраженными границами, которые можно без проблем увидеть с помощью микроскопа (рисунок 2). Главной особенностью гранул является их вольт-амперная характеристика (ВАХ), которая напоминает ВАХ стабилитрона. При увеличении напряжения выше напряжения пробоя динамическое сопротивление такой ячейки падает, и она переходит в проводящее состояние. Интересно, что напряжение пробоя каждой гранулы оказывается равным 2…3 В и не зависит от ее размера. Таким образом, напряжение ограничения варисторов зависит от числа гранул, уместившихся между электродами. То есть, изменяя толщину слоя ZnO, можно изменять и напряжение ограничения. С другой стороны, уменьшая размер гранул, можно снизить и толщину слоя при сохранении того же рабочего напряжения.

Самым распространенным типом варисторов являются однослойные MOV-варисторы с одной парой электродов (рисунок 2). Такой варистор по своим характеристикам эквивалентен множеству включенных параллельно стабилитронов. В этом-то и заключается большое преимущество варисторов перед TVS-диодами. Если в TVS-диодах, работающих в режиме ограничения помехи, энергия рассеивается на одном единственном p-n-переходе, то в варисторе энергия практически равномерно распределяется по объему компонента. Именно по этой причине варисторы обладают устойчивостью к импульсам тока до десятков кА и способны поглощать очень мощные помехи.

Рис. 2. Конструкция MOV-варистора

Традиционные MOV-варисторы, как правило, имеют дисковую форму. Чем больше геометрические размеры диска, тем выше может быть рассеиваемая энергия и тем выше может быть рабочее напряжение. Однако в современных приложениях требуются компактные защитные компоненты и дисковые варисторы для этих целей не подходят. Чтобы обеспечить высокое рабочее напряжение и сохранить компактные размеры были созданы многослойные MLV-варисторы (рисунок 3). Конструктивно они напоминают многослойные керамические конденсаторы. Такая структура обеспечивает значительную эффективную площадь варистора.

Рис. 3. Конструкция MLV-варистора

Рис. 3. Конструкция MLV-варистора

Подробнее о конструкциях и принципе действия варисторов можно ознакомиться в других источниках, например, здесь [1, 3].

Маркировка, основные характеристики и параметры

Каждый производитель варисторов маркирует свой продукт определенным образом, поэтому существует достаточно большое количество вариантов обозначений и их расшифровок. Наиболее распространенным российским варистором является К275, а популярными компонентами иностранного производства являются 7n471k, kl472m и другие.

Расшифровать обозначение варистора CNR-10d751k можно следующим образом: CNR – металлооксидный варистор; d – означает, что компонент в форме диска; 10 – это диаметр диска; 751 –напряжение срабатывания для данного устройства (расчёт происходит путём умножения первых двух цифр на 10 в степени равной третьей цифре, то есть 75 умножаем на 10 в первой степени получатся 750 В); k – допустимое отклонение номинального напряжения, которое равно 10 % в любую сторону (l – 15%, M – 20%, P – 25 %).

Отрицательные стороны

К основным отрицательным сторонам относятся:

  • повышение шума на низких частотах;
  • другие недостатки, проявляющиеся в зависимости от индивидуальных характеристик элемента.

Правильная разводка проводов в щитке

Сборка электрощита
Электропровода <хедер class="entry-хедер">

Применение в быту

Назначение варисторов — защита цепи при импульсах и перенапряжениях на линии. Это свойство позволило рассматриваемым элементам найти свое применение в качестве защиты:

Читайте также:  Как правильно пользоваться уровнем строительным?

  • линий связи;
  • информационных входов электронных устройств;
  • силовых цепей.
  • В большинстве дешевых блоков питания не устанавливают никаких защит. А вот в хороших моделях по входу устанавливают варисторы.

    Варисторы виды и маркировка

    Кроме того, все знают, что компьютер нужно подключать к питанию через специальный удлинитель с кнопкой — сетевой фильтр. Он не только фильтрует помехи, в схемах нормальных фильтров также устанавливают варисторы.

    Варисторы виды и маркировка

    Часто электрики рекомендуют защитить китайские светодиодные лампы, установив варистор параллельно патрону. Также защищают и другие устройства, некоторые монтируют варистор в розетку или в вилку, чтобы обезопасить подключаемую технику.

    Чтобы защитить всю квартиру — вы можете установить варистор на дин-рейку, в хороших устройствах в корпусе расположены настоящие мощные варисторы диаметром с кулак. Примером такого устройства является ОИН-1, который изображен на фото ниже:

    Варисторы виды и маркировка

    В заключение хотелось бы отметить, что назначение варистора – защитить какую-либо электрическую цепь. Принцип работы основан на изменении сопротивления полупроводниковой структуры под воздействием высокого напряжения. Напряжение, при котором через элемент начинает течь ток силой 1 мА называют классификационным. Это и диаметр элемента есть основными параметрами при выборе. Пожалуй, мы доступно объяснили, что такое варистор и для чего он нужен, задавайте вопросы в комментариях, если вам что-то непонятно.

    Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

    Наверняка вы не знаете:

    В настоящее время промышленностью изготовляются варисторы согласно ГОСТ 13453-68, ГОСТ 17598-72. Маркировка варисторов состоит из букв и цифр.

    первый элемент—

    буквы
    СН (сопротивление нелинейное),
    второй элемент—

    цифра, обозначающая тип используемого материала (1 — карбид кремния);

    третий элемент—

    Читайте также:  Способы проверки светодиодов на исправность

    цифра, обозначающая вид конструкции (1 — стержневые; 2 – дисковые,);
    четвертый элемент—
    число — номинальное напряжение (в вольтах);

    пятый элемент—

    число — допускаемое отклонение от номинального напряжения (в процентах).

    Применение варисторов.Варисторы подсоединяют параллельно нагрузке, и при броске входного напряжения основной ток помехи протекает через них, а не через аппаратуру. Таким образом, варисторы рассеивают энергию помехи в виде тепла. Так же, как и газоразрядник, варистор является элементом многократного действия, но значительно быстрее восстанавливает свое высокое сопротивление после снятия напряжения.

    Достоинством варисторов, по сравнению с газрядниками, являются:

    § безынерционное отслеживание перепадов напряжений;

    § широкий диапазон рабочих напряжений (от 12 до 1800 В);

    § длительный срок эксплуатации;

    § имеют более низкую стоимость.

    Они применяются в промышленном оборудовании и приборах бытового назначения:

    § для защиты электронных приборов: тиристоров, транзисторов, диодов;

    § для электростатической защиты входов радиоаппаратуры;

    § для защиты от электромагнитных всплесков в мощных индуктивных элементах;

    § как элемент искрогашения в электромоторах и переключателях.

    Типовое значение времени срабатывания варисторов при воздействии перенапряжения составляет не более 25 не, но для защиты некоторых видов оборудования его может оказаться недостаточно (для электростатической защиты необходимо не более 1 не). Поэтому совершенствование технологии изготовления варисторов во всем мире направлено на повышение их быстродействия. Так, например, фирме “S+M Epcos”, благодаря применению при изготовлении варисторов многослойной структуры SIOV-CN и их SMD-исполнения (безвыводная конструкция для поверхностного монтажа), удается добиться времени срабатывания менее 0,5 не (при расположении таких элементов на печатной плате для получения указанного быстродействия уже необходимо минимизировать индуктивности внешних соединительных проводников). В дисковой конструкции варисторов за счет индуктивности выводов время срабатывания увеличивается до нескольких наносекунд.

    Малое время срабатывания, высокая надежность, отличные пиковые электрические характеристики в широком диапазоне рабочей температуры при малых размерах ставят многослойные варисторы на первое место при выборе элементов защиты от статических зарядов.

    Например, в области производства сотовых телефонов многослойные варисторы можно считать уже стандартом в защите от статического электричества. CN-варисторы могут надежно защищать от статических разрядов: клавиатуры, разъемы для подключения факса и модема, соединители зарядных устройств, входы интегральных аналоговых микросхем, выводы микропроцессоров.

    Для применения рабочее напряжение у варисторов выбирается исходя из допустимой энергии рассеяния и максимально допустимой амплитуды напряжения. Напряжение ограничения примерно равно квалификационному напряжению (Un) варистора. Для ориентировочных расчетов рекомендуется, чтобы на переменном напряжении оно не превышало Uвх

    Читать также: Делаем меч своими руками

    Для сети с действующим напряжением 220 В (50 Гц) обычно устанавливают варисторы с классификационным напряжением не ниже 380. 430 В. Для варистора с классификационным напряжением 430 В при импульсе тока 100 А напряжение будет ограничено на уровне около 600 В.

    Для повышения рассеиваемой мощности варисторы можно включать последовательно (или параллельно, если подбирать их по идентичным параметрам). Размеры варисторов зависят от мощности, но так как такие элементы работают при импульсной перегрузке, чаще указывают рассеиваемую энергию в джоулях:

    Максимально допустимое значение рассеиваемой энергии у примененного варистора должно превышать эту величину.

    Так как перегрев варистора приводит к его повреждению, выпускаются такие элементы и с уникальными свойствами, например, имеющие температурную защиту — размыкающий механический контакт в защищаемой цепи, что значительно повышает надежность работы узла.

    Суть его заключается в том, что отечественные производители выпускают компоненты по техническим параметрам не хуже, чем это делают за рубежом (правда, приобрести их радиолюбителю намного сложней — в продаже чаще можно встретить импортные).

    В качестве основного недостатка варистора можно отметить его большую собственную емкость, которая вносится в цепь. В зависимости от конструкции, типа и номинального напряжения эта емкость может составлять от 80 до 30000 пФ. Впрочем, для некоторых применений большая емкость может быть и достоинством, например в фильтре, совмещающем в себе функцию ограничения напряжения (для таких применений можно заказать изготовление варисторов с повышенной емкостью). Вторым недостатком является меньшая максимальная допустимая рассеиваемая мощность по сравнению с разрядниками (для увеличения мощности рассеивания изготовители увеличивают размеры корпуса варистора).

    Читайте также:  Когти для лазания по столбам и деревьям

    Схемы включения.Для защиты оборудования от импульсных напряжений любого вида признано использование варисторов. Варисторы — это нелинейные резисторы , у которых сопротивление изменяется в зависимости от прикладываемого напряжения.. Они имеют двухстороннюю, симметричную вольт-амперную характеристику. За счет этого варисторы позволяют просто и эффективно решать задачи защиты различных устройств от импульсных напряжений. Принцип действия варистора прост. Варистор включается параллельно защищаемому оборудованию, т.е. при нормальной эксплуатации он находится под действием рабочего напряжения защищаемого устройства. В рабочем режиме (при отсутствии импульсных напряжений) ток через варистор пренебрежимо мал, и поэтому варистор в этих условиях представляет собой изолятор. При возникновении импульса напряжения варистор в силу нелинейности своей характеристики резко уменьшает свое сопротивление до долей Ома и шунтирует нагрузку, защищая ее, и рассеивая поглощенную энергию в виде тепла. В этом случае через варистор кратковременно может протекать ток, достигающий нескольких тысяч ампер. Так как варистор практически безинерционен, то после гашения импульса напряжения он вновь приобретает очень большое сопротивление. Таким образом, включение варистора параллельно электрооборудованию не влияет на его работу в нормальных условиях, но шунтирует помеховые импульсы.

    Фоторезистор—

    полупроводниковый прибор, проводимость которого меняется под действием света.

    В основе принципа действия фоторезисторов лежит явление фотопроводимости полупроводников. Фотопроводимость — увеличение электрической проводимости полупроводника под действием света. Причина фотопроводимости — увеличение концентрации носителей заряда — электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. Светочувствительный слой полупроводникового материала в таких сопротивлениях помещен между двумя токопроводящими электродами. Под воздействием светового потока электрическое сопротивление слоя меняется в несколько раз (у некоторых типов фотосопротивлений оно уменьшается на два-три порядка). В зависимости от применяемого слоя полупроводникового материала фотосопротивления подразделяются на сернисто-свинцовые, сернисто-кадмиевые, сернисто-висмутовые и поликристаллические селено-кадмиевые. Фотосопротивления обладают высокой чувствительностью, стабильностью, они экономичны и надежны в эксплуатации. В целом ряде случаев они с успехом заменяют вакуумные и газонаполненные фотоэлементы.

    Принцип роботы. При освещении фоторезистора энергия фотонов расходуется на перевод электронов в зону проводимости.

    Рис. 2.12.. Включение фоторезистора в цепь постоянного тока

    Количество свободных электронно-дырочных пар возрастает, сопротивление фоторезистора падает, и через него течет световой ток, обусловленный формулой:

    Если фоторезистор включен последовательно с источником напряжения (рис. 2.12.) и не освещен, то в его цепи будет протекать темновой ток Іт :

    где Е — ЭДС источника питания; RT — величина электрического сопротивления фоторезистора в темноте, называемая темновым сопротивлением; RH — сопротивление нагрузки.

    Разность между световым и темновым током дает значение тока 1ф, получившего название первичного фототока проводимости

    Когда лучистый поток мал, первичный фототок проводимости практически безынерционен и изменяется прямо пропорционально величине лучистого потока, падающего на фоторезистор. По мере возрастания величины лучистого потока увеличивается число электронов проводимости. Двигаясь внутри вещества, электроны сталкиваются с атомами, ионизируют их и создают дополнительный поток электрических зарядов, получивший название вторичного фототока проводимости. Увеличение числа ионизированных атомов тормозит движение электронов проводимости. В результате этого изменения фототока запаздывают во времени относительно изменений светового потока, что определяет некоторую инерционность фоторезистора.

    Конструкция.Основу фоторезистора составляет слой (или плёнка) полупроводникового материала на подложке (или без неё) с нанесёнными на него электродами, посредством которых фоторезистора подключается к электрической цепи. Фоторезистивный слой получается прессованием порошка или распылением водно-спиртовой суспензии полупроводникового материала непосредственно на поверхности подложки, химическим осаждением, эпитаксией, напылением. Полученные таким образом слои (плёнки) могут подвергаться отжигу. В зависимости от назначения фоторезисторы могут быть одно- и многоэлементные (мозаичные), с охлаждением и без, открытые и герметизированные, выполненные в виде отд. изделия или в составе интегральных схем. Для расширения функцией, возможностей фоторезистор дополняют фильтрами, линзами, растрами (оптическими модуляторами), предварительными усилителями (в микроминиатюрном исполнении), термостатами, подсветкой, системами охлаждения и др.

    Рис. 2.13. Охлаждаемый фоторезистор: 1 — входное окно; 2 — фоточувствительный элемент; 3 — контактная колодка;4— предусилитель; 5 – теплоотвод;6— электрическиевыводы; 7-основание;8-терморезистор;9— термоэлектрический охладитель.

    В качестве материалов для фоторезисторов широко используются сульфиды, селениды и теллуриды различных элементов, а также соединения типа AlMBv. В инфракрасной области могут быть использованы фоторезисторы на основе PbS, PbSe, PbTe, InSb, в области видимого света и ближнего спектра ультрафиолета — CdS.

    Дата добавления: 2015-06-12 ; ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

    Пример реализации защиты

    На рисунке 4 показан фрагмент принципиальной схемы БП компьютера, на котором наглядно показано типовое подключение варистора (выделено красным).

    Варистор в блоке питания АТХ
    Рисунок 4. Варистор в блоке питания АТХ

    Судя по рисунку, в схеме используется элемент TVR 10471К, используем его в качестве примера расшифровки маркировки:

    • первые три буквы обозначают тип, в нашем случае это серия TVR;
    • последующие две цифры указывают диаметр корпуса в миллиметрах, соответственно, у нашей детали диаметр 10 мм;
    • далее идут три цифры, которые указывают действующее напряжение для данного элемента. Расшифровывается следующим образом: XXY = XX*10y, в нашем случае это 47*101, то есть 470 вольт;
    • последняя буква указывает класс точности, «К» соответствует 10%.

    Можно встретить и более простую маркировку, например, К275, в этом случае К – это класс точности (10%), последующие три цифры обозначают величину действующего напряжения, то есть, 275 вольт.

    Виды и принцип работы

    Полупроводниковые резисторы классифицируются по напряжению, поскольку от этого зависит их сфера применения. Их всего 2 вида:

    1. Высоковольтные с рабочим напряжением до 20 кВ.
    2. Низковольтные, напряжение которых находится в диапазоне от 3 до 200 В.

    Все они применяются для защиты цепей от перегрузок: первые — для защиты электросетей, электрических машин и установок; вторые служат для защиты радиокомпонентов в низковольтных цепях. Принцип работы варисторов одинаков и не зависит от его вида.

    Низковольтные варисторы
    В исходном состоянии он обладает высоким сопротивлением, но при превышении номинального значения напряжения оно падает. В результате этого, по закону Ома для участка цепи, значение силы тока возрастает при уменьшении величины сопротивления. Варистор при этом работает в режиме стабилитрона. При проектировании устройства и для корректной его работы следует учитывать емкость варистора, значение которой прямо пропорционально площади и обратно пропорционально его толщине.

    Для того чтобы правильно подобрать элемент для защиты от перегрузок в цепях питания устройства, следует знать величину сопротивления источника на входе, а также мощность импульсов, образующихся при коммутации. Максимальное значение силы тока, пропускаемое варистором, определяет величину длительности и периода повторений выбросов амплитудных значений напряжения.

    Плюсы использования варистора

    Варистор – он как автомат калашникова. Прост, надежен, дешев. И распространен повсеместно. Он всегда сработает и не подведет. Область его применения огромна. Как мы выше писали от 20кВ до 3В. Ну и про время срабатывания забывать не стоит. 25нс у среднего варистора – весьма неплохо. А есть экземпляры, со скоростью срабатывания ниже 0,5 не.

    Плюсы варистора
    Плюсы варистора

    Но, как и у всего в этом мире, у варистора есть и недостатки.
    К таковым относится низкочастотных шум во время работы, большая емкость варистора (от 70 до 3000 пФ) и склонность материалов варистора к устареванию.
    Плюсы варистора превалируют над минусами. Именно поэтому он получил столь широкое распространение. Как и автомат калашникова.

    П О П У Л Я Р Н О Е:

    • КОНДЕНСАТОРЫ. Классификация. Обозначения. Параметры.

    КЛАССИФИКАЦИЯ

    Конденсаторы. Классификация. Обозначения. Параметры.

    В основу классификации конденсаторов положено деление их на группы по виду применяемого диэлектрика и по конструктивным особенностям, определяющим использование их в конкретных цепях аппаратуры (табл. 14). Вид диэлектрика определяет основные элект­рические параметры конденсаторов: сопротивление изо­ляции, стабильность емкости, потери и др. Подробнее…

  • Распиновка всех разъёмов компьютера
  • Цоколёвка внутренних и внешних разъёмов персонального компьютера, ноутбука.

    В компьютере есть много разных разъёмов для подключения множества различных устройств: клавиатуры, мышь, принтеры, модемы, монитор, игровой джойстик и тд.

    В таблицах, ниже приведены цоколёвка и распиновка внутренних и внешних разъёмов персонального компьютера.

    Подробнее…

  • Схемы включения операционных усилителей
  • Схемы включения операционных усилителей

    Принцип действия, обозначение на схеме, варианты применения

    Внешне варистор очень похож на конденсатор, но его внутреннее устройство, как видно из рисунка 3, совершенное иное.

    Варисторы в блоках питания
    Рисунок 3. Конструкция варистора (1) и его обозначение на схемах (2)

    Обозначения:

    • А – два металлических электрода в форме диска;
    • В – вкрапления оксида цинка (размер кристаллов не соблюден);
    • С – оболочка полупроводника, сделанная на основе синтетических отвердителей (эпоксидов);
    • D – керамический изолятор;
    • Е – выводы.

    Читать также: Маркировка провода для электропроводки по цвету

    Помимо конструкции, на рисунке 3 показано обозначение элемента на принципиальных схемах (2).

    Содержание оксида цинка в керамическом изоляционном слое определяет порог срабатывания варистора, как только напряжение станет выше допустимого, сопротивление резко снижается и проходящий через полупроводник ток увеличивается. Вырабатывающаяся в результате этого процесса тепловая энергия рассеивается в воздухе.

    Такой принцип действия позволяет не допустить выход из строя электронных устройств при краткосрочном перепаде напряжения. Длительный импульс вызовет перегрев и разрушение варистора, но на этот процесс требуется время. Хоть оно исчисляется долями секунды, в большинстве случаев, этого достаточно для срабатывания плавкого предохранителя.

    Именно поэтому после замены предохранителя необходимо проверять варистор (внешний осмотр и тестирование мультиметром). В противном случае, следующий перепад напряжения, с большой долей вероятности, приведет к разрушению компонентов электронного устройства.



    Диагностика

    Чтобы проверить данное электронное устройство, используют специальное оборудование, которое называется тестером. Итак, для проведения испытания понадобится варистор, принцип работы которого заключается в изменении параметров сопротивления, и тестирующее устройство. Перед его началом необходимо включить устройство и переключить в режим сопротивления. Только тогда аппарат будет отвечать всем необходимым техническим требованиям, и величина сопротивления будет огромной.

    Перед началом проведения испытаний необходимо проверить техническое состояние прибора. В первую очередь следует посмотреть на его внешний вид. На приборе не должно быть трещин, а также признаков того, что он сгорел. Не стоит относиться к осмотру аппарата халатно, так как любая небольшая поломка может привести к возникновению неприятных обстоятельств.

    Преимущества и недостатки варисторов

    Важными преимуществами нелинейного резистора (варистора) является его стабильная и надежная работа с высокими частотами и большими нагрузками. Он применяется во многих устройствах, работающих с напряжениями от 3 В до 20 кВ, относительно прост и дешёв в производстве и эффективен в эксплуатации. Дополнительными важными преимуществами являются:

    • высокая скорость срабатывания (наносекунды);
    • длительный срок службы;
    • возможность отслеживания перепадов напряжения (безынерционный метод).

    Что такое варистор, основные технические параметры, для чего используется

    Несмотря на то, что данный электронный компонент имеет достаточно много преимуществ, он имеет и недостатки, которые влияют на его применение в различных системах. К ним можно отнести:

    • низкочастотный шум при работе;
    • старение компонента (утрата параметров со временем);
    • большая емкость: зависит от напряжения и типа элемента, находится в диапазоне от 70 до 3200 пФ и влияет на работоспособность устройства;
    • при максимальных значениях напряжения мощность не рассеивается – значительно перегревается и выходит из строя при длительных максимальных значениях напряжения.




    Значения емкостного сопротивления

    Поскольку основная проводящая область варистора между двумя его выводами ведет себя как диэлектрик, ниже его напряжения зажима варистор действует как конденсатор, а не как резистор. Каждый полупроводниковый варистор имеет значение емкости, которое напрямую зависит от его площади и обратно пропорционально его толщине.

    При использовании в цепях постоянного тока емкость варистора остается более или менее постоянной при условии, что приложенное напряжение не увеличивается выше уровня напряжения зажима и резко падает вблизи своего максимального номинального постоянного напряжения постоянного тока.

    Читать также: Как сделать диодный мост на 220 вольт

    Однако в цепях переменного тока эта емкость может влиять на сопротивление корпуса устройства в области непроводящей утечки его характеристик IV. Поскольку они обычно соединены параллельно с электрическим устройством для защиты от перенапряжения, сопротивление утечки варисторов быстро падает с увеличением частоты.

    Это соотношение приблизительно линейно с частотой, и полученное в результате параллельное сопротивление, его реактивное сопротивление переменного тока Xc может быть рассчитано с использованием обычного 1 / (2πƒC), как для обычного конденсатора. Затем, когда частота увеличивается, увеличивается и ток утечки.

    Читайте также:  Производственное освещение – виды и критерии выбора

    Но наряду с варисторами на основе кремниевых полупроводников были разработаны варисторы на основе оксидов металлов, чтобы преодолеть некоторые ограничения, связанные с их кузенами из карбида кремния.

    Сетевой шуруповерт: устройство, виды, выбор прибора

    Как выбрать сетевой шуруповерт
    приборы/инструменты <хедер class="entry-хедер">

    Декоративные лампы Эдисона в интерьере

    Edisons - ретро лампы
    Освещение <хедер class="entry-хедер">

    Подбор варистора

    Чтобы правильно подобрать варистор для определенного устройства необходимо знать характеристики его источника питания: сопротивление и мощность импульсов переходных процессов. Максимально допустимое значение тока определяется в том числе длительностью его воздействия и количеством повторений, поэтому при установке варистора с заниженным значением пикового тока, он достаточно быстро выйдет из строя. Если говорить кратко, то для эффективной защиты прибора необходимо выбирать варистор с напряжением, имеющим небольшой запас к номинальному.

    Также для безотказной работы такого электронного компонента очень важна скорость рассеивания поглощенной тепловой энергии и возможность быстро возвращаться в состояние нормальной работы.

    Изготовление

    Изготавливают варисторы спеканием при температуре около 1700 °C полупроводника, преимущественно порошкообразного карбида кремния (SiC) или оксида цинка (ZnO), и связующего вещества (например, глина, жидкое стекло, лаки, смолы). Далее две поверхности полученного элемента металлизируют (обычно электроды имеют форму дисков) и припаивают к ним металлические проволочные выводы.

    Конструктивно варисторы выполняются обычно в виде дисков, таблеток, стержней; существуют бусинковые и плёночные варисторы. Широкое распространение получили стержневые подстроечные варисторы с подвижным контактом.

    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.

    Как найти варистор на плате

    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.

    Условное обозначение варистора

    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.

    Выпаять варистор

    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.

    Впаять варистор

    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.

    Варисторы и конденсаторы

    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.

    Высота розеток от пола: стандарты

    Высота розеток от пола
    Электропровода <хедер class="entry-хедер">

    Как проверить варистор?

    Вот 3 способа, доступных практически каждому:

    1. Осмотр
    2. Проверить варистор мультиметром
    3. Прозвонить цепь.

    Начнем с самого простого способа – посмотреть на варистор

    Для доступа к нему придется разобрать бытовой прибор и очистить его от пыли. Тут вам понадобится отвертка и щеточка. Запыленность – основная проблема блоков питания.
    Поврежденный варистор можно обнаружить по трещинам на корпусе, вздутиям, явным признакам воздействия высоких температур. (Как минимум немного оплавленный корпус, как максимум – следы короткого замыкания).

    Глаза и варистор
    Глаза и варистор
    Варистор покрыт снаружи, как правило, керамикой или эпоксидным покрытием. При перегревании варистора – покрытие трескается.

    Мультиметр

    Проверить варистор мультиметром довольно просто. Выставляем на мультиметре предел измерения. Выкручиваем его на максимум, как правило это 2 мегаОма (2МОм, 2М, реже 2000К). При измерении, мультиметр должен показывать сопротивление ближе к бесконечности. Зачастую, он показывает 1-2 мегаома.

    Мультиметр
    Мультиметр



    Касаться варистора руками при измерении нельзя! В таком случае мультиметр покажет вам сопротивление вашего тела, а не варистора.

    Прозвон

    При прозвоне придется отпаять одну из ножек варистора из цепи. Прозвон, следует осуществлять с разных направлений. Рабочий варистор не прозванивается, что понятно. Ток через него не идет. Сопротивление не позволяет.

    Европейская и американская розетка: стандарты


    Освещение <хедер class="entry-хедер">

    Устройство

    Варисторы устроены достаточно просто – внутри есть кристалл полупроводникового материала, чаще всего это Оксид Цинка (ZiO) или Карбид Кремния (SiC). Прессованный порошок этих материалов подвергают высокотемпературной обработке (запекают) и покрывают диэлектрической оболочкой. Встречаются либо в исполнении с аксиальными выводами, для монтажа в отверстия на печатной плате, а также в SMD-корпусе.

    Защитные аппараты

    На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:

    Конструкция

    Рекомендации к установке

    Если появилась необходимость во включении варистора в электрическую сеть, необходимо помнить о таких важных моментах:

    • Всегда следует иметь в виду, что данный прибор не вечен, и наступят такие условия, которые приведут к его взрыву. Чтобы этого не произошло, необходимо использовать специальные защитные экраны, в которые можно поместить весь варистор.
    • Следует отметить, что кремневые технические приспособления существенно уступают по своим характеристикам оксидным аналогам. Поэтому лучше всего использовать именно этот вид варистора.
    Источники

    • https://RadioLisky.ru/dom/kak-rabotaet-varistor.html
    • https://SumkiVTrende.ru/tehosnastka/varistor-princip-raboty.html
    • https://grand-electro.ru/elektrooborudovanie/varistor.html
    • https://BurForum.ru/osnastka/vdr-07d471k.html
    • https://pauk.top/varistor-chto-eto-takoe.html
    • https://rusenergetics.ru/praktika/princip-raboty-varistora
    • https://www.RusElectronic.com/varistor/
    • http://www.MasterVintik.ru/importnye-varistory-oboznacheniya-klassifikaciya-xarakteristiki/
    • https://NiceSpb.ru/zapchasti/dlya-chego-nuzhen-varistor.html
    • https://lightika.com/raznoe/varistor-princip-deystviya-proverka-i-podklyuchenie.html
    • https://samelectrik.ru/chto-takoe-varistor.html

    [свернуть]

    Related Posts