Varistor Giới thiệu
Các varistor là một thiết bị bán dẫn trạng thái rắn hai đầu cuối thụ động được sử dụng để cung cấp bảo vệ cho mạch điện và điện tử. Không giống như các cầu chì hoặc ngắt mạch trong đó cung cấp bảo vệ quá dòng, các varistor cung cấp quá điện áp bảo vệ bằng các phương tiện điện áp kẹp trong một cách tương tự như diode zener.
Từ "Varistor" là một từ viết tắt, và là một sự kết hợp của các từ Vari -able trú Stor dùng để mô tả phương thức hoạt động trở lại trong ngày đầu phát triển đó là một chút sai lầm từ một varistor không thể được tự đa dạng như một Potentiometer hoặc biến trở.
Một Varistor
Nhưng không giống như một biến trở có giá trị điện trở có thể được tự thay đổi giữa mức tối thiểu và tối đa các giá trị, các varistor thay đổi giá trị điện trở của nó tự động với sự thay đổi điện áp trên nó làm cho nó một điện áp phụ thuộc vào, điện trở phi tuyến hay VDR cho ngắn.
Ngày nay, cơ thể trở của một varistor được làm từ vật liệu bán dẫn làm cho nó một loại điện trở bán dẫn với một điện áp đối xứng không ohmic và đặc điểm hiện tại phù hợp cho cả AC và ứng dụng điện áp DC.
Trong nhiều cách varistor trông tương tự như kích thước và thiết kế với một tụ điện và thường bị nhầm lẫn như là một. Tuy nhiên, một tụ điện không thể ngăn chặn điện áp tăng vọt trong cùng một cách một varistor có thể. Khi một sự đột biến điện áp cao được áp dụng cho một mạch, kết quả là thường thảm họa cho các mạch, do đó các varistor đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các mạch điện tử tinh vi từ gai và chuyển mạch trên điện áp quá độ.
Dâng thoáng qua bắt nguồn từ một loạt các mạch điện và các nguồn cho dù họ hoạt động từ một AC hoặc DC cung cấp như chúng thường được tạo ra trong bản thân mạch hoặc truyền vào mạch từ các nguồn bên ngoài. Quá độ trong một mạch có thể tăng lên nhanh chóng gia tăng điện áp đến vài ngàn volts, và đó là những đột biến điện áp cần phải ngăn chặn từ xuất hiện trên các mạch điện tử tinh vi và linh kiện.
Một trong những nguồn phổ biến nhất của điện áp quá độ là L (di / dt) gây ra bởi sự chuyển đổi của cuộn cảm và biến áp dòng từ hóa, động cơ DC chuyển đổi các ứng dụng và nước dâng từ sự chuyển đổi-on của mạch ánh sáng huỳnh quang hoặc cung ứng khác dâng.
AC Waveform quá độ
Varistors được kết nối trong mạch trên một nguồn cung cấp điện hoặc pha-trung tính, pha-pha cho hoạt động AC, hoặc tích cực đến tiêu cực cho hoạt động DC và có một đánh giá điện áp cho phù hợp với ứng dụng của họ. Một varistor cũng có thể được sử dụng để ổn định điện áp DC và đặc biệt là để bảo vệ mạch điện tử với hơn xung điện áp.
Varistor tĩnh Resistance
Đang hoạt động bình thường các varistor có một sức đề kháng rất cao, do đó một phần của tên gọi của nó, hoạt động trong một cách tương tự như diode zener bằng cách cho phép điện áp ngưỡng thấp hơn để vượt qua không bị ảnh hưởng.
Tuy nhiên, khi điện áp trên các varistor (hoặc phân cực) vượt quá varistor đánh giá giá trị, hiệu quả của nó giảm sức đề kháng mạnh mẽ với một điện áp tăng như thể hiện.
Chúng tôi biết từ Luật Ohms rằng hiện nay áp (IV) đặc điểm của một điện trở cố định là một đường thẳng với điềuR được giữ ổn định. Sau đó, hiện nay là tỷ lệ thuận với sự khác biệt tiềm năng trên các đầu của điện trở.
Nhưng những đường cong IV của một varistor không phải là một đường thẳng như một sự thay đổi nhỏ của điện áp gây ra một sự thay đổi đáng kể trong hiện tại. Một điện áp bình thường so với những đặc điểm điển hình hiện đường cong cho một varistor tiêu chuẩn được đưa ra dưới đây.
Đặc Varistor cong
Chúng ta có thể nhìn thấy từ trên, mà các varistor có đặc điểm bi-directional đối xứng, đó là các varistor hoạt động trong cả hai hướng (góc phần tư Ι và ΙΙΙ ) của một dạng sóng hình sin hành xử theo một cách tương tự như hai điốt zener kết nối back-to-back. Khi không được tiến hành, các đường cong IV cho thấy một mối quan hệ tuyến tính như hiện nay chảy qua các varistor vẫn không đổi và thấp, chỉ một vài micro-ampe của "rò rỉ" hiện nay. Điều này là do sức đề kháng cao của nó hoạt động như một mạch mở và vẫn không đổi cho đến khi điện áp trên các varistor (hoặc phân cực) đạt đến một đặc biệt "đánh giá điện áp".
Điện áp định mức hoặc kẹp này là điện áp trên các varistor đo với các quy định hiện hành của DC 1mA. Đó là, các cấp điện áp DC được áp dụng trên thiết bị đầu cuối của nó cho phép một hiện tại của 1mA chảy qua các varistor điện trở cơ thể mà chính nó là phụ thuộc vào vật liệu sử dụng trong xây dựng. Ở cấp điện áp này, các varistor bắt đầu thay đổi từ trạng thái cách điện của nó vào trạng thái hoạt của nó.
Khi điện áp thoáng qua varistor là bằng hoặc lớn hơn giá trị đánh giá, sức đề kháng của thiết bị đột nhiên trở nên rất nhỏ biến varistor vào một dây dẫn do hiệu ứng tuyết lở của vật liệu bán dẫn của nó.Các dòng rò nhỏ chảy qua các varistor nhanh chóng tăng lên nhưng điện áp trên nó là hạn chế đến mức ngay trên điện áp varistor. Nói cách khác, các varistor tự điều chỉnh điện áp thoáng qua nó bằng cách cho phép nhiều hơn hiện tại chảy qua nó và vì đường cong phi tuyến IV dốc của nó, nó có thể vượt qua các dòng khác nhau rộng rãi trên một phạm vi điện áp cắt-off bất kỳ đột biến điện áp hẹp.
Varistor dung
Kể từ khi khu vực tiến hành chính của một varistor giữa hai thiết bị đầu cuối của nó hoạt động như một chất điện môi, bên dưới điện áp kẹp của các varistor hoạt động như một tụ điện thay vì điện trở.Mỗi varistor bán dẫn có giá trị điện dung mà phụ thuộc trực tiếp vào khu vực của mình và thay đổi tỷ lệ nghịch với độ dày của nó.
Khi được sử dụng trong các mạch DC, điện dung của varistor vẫn còn ít nhiều liên tục với điều kiện điện áp không tăng cao hơn mức điện áp kẹp, và giảm đi đột ngột gần về phía tối đa đánh giá liên tục điện áp DC của nó.
Tuy nhiên, trong mạch AC, dung này có thể ảnh hưởng đến sức đề kháng cơ thể của thiết bị trong khu vực rò rỉ không dẫn nhiệt của các đặc điểm IV của nó. Khi họ thường kết nối song song với một thiết bị điện để bảo vệ nó chống lại hơn điện áp, các varistor kháng rò rỉ giảm nhanh chóng với sự gia tăng tần số.
Mối quan hệ này được xấp xỉ tuyến tính với tần số và kết quả kháng song song, điện kháng AC của nó, Xc có thể được tính toán bằng cách sử dụng thông thường 1 / 2piƒC như đối với một tụ điện thông thường. Sau đó, khi tăng tần số như vậy để làm rò rỉ hiện tại của nó.
Nhưng cũng như các chất bán dẫn silicon dựa varistor, varistor oxit kim loại đã được phát triển để khắc phục một số hạn chế gắn với người anh em họ carbide silicon của họ.
Metal Oxide Varistor
The Metal Oxide Varistor hoặc MOV cho ngắn, là một điện trở phụ thuộc vào điện áp trong đó vật liệu kháng là một oxit kim loại, chủ yếu là kẽm oxit (ZnO) ép thành một sứ như vật chất. Varistor oxit kim loại bao gồm khoảng 90% oxit kẽm như một cơ sở vật chất gốm cộng với vật liệu phụ khác cho sự hình thành của các mối nối giữa các hạt oxit kẽm.
Varistor oxit kim loại hiện nay là loại phổ biến nhất của các thiết bị điện áp kẹp và có sẵn để sử dụng tại một loạt các điện áp và dòng. Việc sử dụng một oxit kim loại trong xây dựng của họ có nghĩa là MOV là cực kỳ hiệu quả trong việc hấp thụ quá độ điện áp ngắn hạn và có khả năng xử lý năng lượng cao hơn.
Như với các varistor bình thường, các varistor oxit kim loại bắt đầu dẫn tại một điện áp cụ thể và dừng dẫn khi điện áp giảm xuống dưới một điện áp ngưỡng. Sự khác biệt chính giữa một carbide silicon tiêu chuẩn (SiC) varistor và một loại MOV varistor là sự rò rỉ hiện nay thông qua các tài liệu kẽm oxit của MOV là rất nhỏ hiện tại ở điều kiện hoạt động bình thường và tốc độ hoạt động của nó trong quá độ kẹp là nhanh hơn nhiều.
MOV của thường có dẫn hướng tâm và một lớp phủ epoxy màu xanh hoặc màu đen bên ngoài khó mà giống với đĩa gốm tụ và có thể được thể chất được gắn trên bo mạch và của PCB trong một cách tương tự. Việc xây dựng một varistor oxit kim loại điển hình được đưa ra như:
Xây dựng Metal Oxide Varistor
Để chọn MOV chính xác cho một ứng dụng cụ thể, đó là mong muốn có một số kiến thức về các nguồn trở kháng và điện xung có thể của quá độ. Đối với dòng gửi đến hoặc giai đoạn quá độ chịu, việc lựa chọn các MOV đúng là một chút khó khăn hơn là nói chung các đặc điểm của các nguồn cung cấp năng lượng chưa được biết. Nói chung, lựa chọn MOV để bảo vệ điện của mạch từ quá độ cung cấp điện và gai thường pha thêm chút so với một giáo dục đoán.
Tuy nhiên, varistor oxit kim loại có sẵn trong một loạt các điện áp varistor, từ khoảng 10 volts đến hơn 1.000 volt AC hoặc DC, vì vậy lựa chọn có thể được giúp đỡ bằng cách biết các nguồn cung cấp điện áp. Ví dụ, chọn một MOV hoặc silicon varistor cho rằng vấn đề, đối với điện áp, giá tối đa rms liên tục điện áp của nó nên được ngay trên điện áp cung cấp dự kiến cao nhất, nói 130 volt rms cho một nguồn cung cấp 120 volt, 260 volt và rms cho một volt 230 cung ứng.
Giá trị hiện tại tăng tối đa mà một varistor sẽ phụ thuộc vào độ rộng xung thoáng qua và số lần lặp lại xung. Giả định có thể được thực hiện khi có các chiều rộng của một xung thoáng qua mà thường 20-50 micro giây (uS) dài. Nếu xung đỉnh Đánh giá hiện tại là không đủ, sau đó các varistor có thể bị quá nóng và trở nên hư hỏng. Vì vậy, đối với một varistor để hoạt động mà không có bất kỳ sự thất bại hoặc thoái hóa, nó phải có khả năng để nhanh chóng tiêu tan năng lượng hấp thụ của xung thoáng qua và trở về an toàn với tình trạng trước khi xung của nó.
Ứng dụng Varistor
Varistors có nhiều lợi thế và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau cho sự đàn áp của nguồn điện sinh quá độ từ thiết bị trong nước và ánh sáng để thiết bị công nghiệp trên cả AC hoặc DC đường dây điện. Varistors có thể được kết nối trực tiếp qua điện nguồn cung cấp và qua công tắc bán dẫn cho bảo vệ của bóng bán dẫn, MOSFET và cầu thyristor.
Ứng dụng Varistor
Varistor Summary
Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã thấy rằng các chức năng cơ bản của một điện áp Phụ thuộc điện trở , hay VDR, là để bảo vệ các thiết bị điện tử và mạch điện chống lại điện áp dâng và gai, chẳng hạn như những người tạo ra bởi quá độ chuyển đổi quy nạp.
Như varistor như được sử dụng trong các mạch điện tử nhạy cảm để đảm bảo rằng nếu điện áp không đột nhiên vượt quá một giá trị được xác định trước, các varistor có hiệu quả sẽ trở thành một mạch ngắn để bảo vệ các mạch mà nó shunts từ điện áp quá mức vì chúng có khả năng chịu được dòng điện đỉnh cao của hàng trăm của ampe.
Varistors là một loại điện trở với một phi tuyến tính, phi ohmic điện áp hiện đặc trưng và là một phương tiện đáng tin cậy và kinh tế của việc cung cấp bảo vệ chống lại hơn quá độ điện áp và nước dâng.
Họ đạt được điều này bằng cách hoạt động như một kháng cao ngăn chặn thiết bị ở điện áp thấp hơn và là một sức đề kháng tốt thấp tiến hành thiết bị ở điện áp cao hơn. Hiệu quả của một biến trở trong việc bảo vệ mạch điện hoặc điện tử phụ thuộc vào sự lựa chọn đúng đắn của các varistor có liên quan đến tản điện áp, dòng điện và năng lượng.
Metal Oxide Varistors, hoặc MOV của thường được làm từ vật liệu kim loại kẽm đĩa nhỏ hình oxide.Họ có sẵn trong nhiều giá trị cho các phạm vi điện áp cụ thể. Đánh giá điện áp của một MOV, được gọi là "varistor điện áp" là điện áp trên một varistor khi một hiện tại của 1mA được đưa qua thiết bị. Cấp điện áp varistor này chủ yếu là các điểm trên đường cong đặc trưng IV khi điện thoại bắt đầu tiến hành. Varistor oxit kim loại cũng có thể được kết nối trong loạt tăng giá điện áp kẹp.
Trong khi varistor oxit kim loại được sử dụng rộng rãi trong nhiều mạch điện AC điện tử để bảo vệ chống lại thoáng qua điện áp, cũng có các loại thiết bị điện áp ức chế trạng thái rắn như điốt, điốt zener và triệt mà tất cả có thể được sử dụng trong một số AC hoặc DC điện áp ứng dụng ức chế cùng với Varistors .
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét