Varistors (назва утворена від двох слів Variable Resistors - змінюються опору) - це напівпровідникові (металооксидних або оксідноцінковие) резистори, що володіють властивістю різко зменшувати свій опір від 1000 МОм до десятків Ом при збільшенні на них напруги вище порогової величини. У цьому випадку опір стає тим менше, чим більше діє напруга. Типова вольт-амперна характеристика варістора має різко виражену нелінійну симетричну форму (рис. 1.4), т. Е. Він може працювати і на змінній напрузі.
Мал. 1.4. Вольт-амперна характеристика варістора
Варистори під'єднують паралельно навантаженні, і при кидку вхідної напруги основний струм перешкоди протікає через них, а не через апаратуру.
Таким чином, варистори розсіюють енергію перешкоди у вигляді тепла. Так само, як і газоразряднік, варістор є елементом багаторазового дії, але значно швидше відновлює своє високе опір після зняття напруги.
Перевагою варисторів. в порівнянні з газряднікамі, є:
+ безінерційною відстеження перепадів напруги;
+ випускаються на більш широкий діапазон робочих напруг (від 12 до 1800 В); про тривалий термін експлуатації;
+ мають більш низьку вартість.
Вони широко застосовуються в промисловому обладнанні і приладах побутового призначення:
а) для захисту напівпровідникових приладів: тиристорів, сімісторов, транзисторів, діодів, стабілітронів;
б) для електростатичного захисту входів радіоапаратури;
в) для захисту від електромагнітних сплесків в потужних індуктивних елементах;
г) як елемент іскрогасіння в електромоторах і перемикачах.
Типове значення часу спрацьовування варисторів при впливі перенапруги становить не більше 25 ні, але для захисту деяких видів обладнання його може виявитися недостатньо (для електростатичного захисту необхідно не більше 1 ні). Тому вдосконалення технології виготовлення варисторів в усьому світі направлено на підвищення їх швидкодії. Так, наприклад, фірмі "S + M Epcos", завдяки застосуванню при виготовленні варисторів багатошарової структури SIOV-CN і їх SMD-виконання (безвиводние конструкція для поверхневого монтажу), вдається домогтися часу спрацьовування менше 0,5 ні (при розташуванні таких елементів на друкованої плати для отримання зазначеного швидкодії вже необхідно мінімізувати індуктивності зовнішніх сполучних провідників). В дискової конструкції варисторів за рахунок індуктивності висновків час спрацьовування збільшується до декількох наносекунд.
Малий час спрацювання, висока надійність, відмінні пікові електричні характеристики в широкому діапазоні робочої температури при малих розмірах ставлять багатошарові варистори на перше місце при виборі елементів захисту від статичних зарядів.
Мал. 1.5. Зовнішній вигляд варисторів
Основними параметрами, які використовують при описі характеристик варисторів, є:
Un - класифікаційне напруга, зазвичай вимірюється при струмі 1 мА, - це умовний параметр, який вказується при маркуванні елементів;
Um - максимально допустимий чинне змінне
Um = - максимально допустимий постійна напруга;
Р - номінальна середня розсіює потужність, це та, яку варістор може розсіювати протягом всього терміну служби при збереженні параметрів у встановлених межах;
W - максимальна допустима енергія, що поглинається в джоулях (Дж), при впливі одиночного імпульсу. Від цієї величини залежить, як довго може діяти перевантаження (з максимальною потужністю Рт) без небезпеки пошкодити варістор, т. Е .:
Ipp - максимальний імпульсний струм, для якого час наростання / тривалість імпульсу: 8/20 мкс;
Со - ємність, виміряна в закритому стані, при роботі її значення залежить від прикладеної напруги, і коли вари-стор пропускає через себе великий струм, вона падає до нуля.
Для застосування робоча напруга в варисторов вибирається виходячи з допустимої енергії розсіювання і максимально допустимої амплітуди напруги. Напруга обмеження приблизно дорівнює кваліфікаційним напрузі (Un) варістора. Для орієнтовних розрахунків рекомендується, щоб на змінній напрузі воно не перевищувало Uвх <= 0,6Un, а на постоянном — Uвх <0,85Un.
Для мережі з чинним напругою 220 В (50 Гц) зазвичай встановлюють варистори з класифікаційними напругою не нижче 380 ... 430 В. Для варістора з класифікаційними напругою 430 В при імпульсі струму 100 А напруга буде обмежена на рівні близько 600 В.
У Росії найбільшим виробником варисторів (СН2-1, BP-1, СН2-2) є завод «Прогрес» (м Ухта). Параметри деяких з них наведені в табл. 1.2.
Таблиця 1.2. Основні параметри варисторів вітчизняного виробництва
Для підвищення потужності, що розсіюється варистори можна включати послідовно (або паралельно, якщо підбирати їх по ідентичним параметрам). Розміри варисторів залежать від потужності, але так як такі елементи працюють при імпульсної перевантаження, частіше вказують рассеиваемую енергію в джоулях:
яка пов'язана з потужністю співвідношенням:
Для вибору варистора з необхідною енергією розсіювання для захисту навантажень, які споживають потужність більше 1 ... 2 кВт, в практичних розрахунках можна скористатися наведеною в [21] формулою:
де W - максимальна миттєва енергія в джоулях;
Р - номінальна потужність навантаження, що припадає на одну фазу, Вт;
а - коефіцієнт нелінійності варістора;
f - частота змінної напруги, Гц;
n - ККД захищається навантаження.
Максимально допустиме значення розсіюваною енергії у застосованого варістора має перевищувати цю величину.
Так як перегрів варистора призводить до його пошкодження, випускаються такі елементи і з унікальними властивостями, наприклад, мають температурний захист - розмикаючими механічний контакт в захищається ланцюга, що значно підвищує надійність роботи вузла.
Порівняння основних характеристик варисторів різних типів можна знайти в Інтернет [Л 12]. Суть його полягає в тому, що вітчизняні виробники випускають компоненти за технічними параметрами не гірше, ніж це роблять за кордоном (правда, придбати їх радіоаматори набагато складніше - у продажу частіше можна зустріти імпортні).
Як основний недолік варістора можна відзначити його велику власну ємність, яка вноситься в ланцюг. Залежно від конструкції, типу і номінального напруги ця ємність може становити від 80 до 30000 пФ. Втім, для деяких застосувань велика ємність може бути і гідністю, наприклад в фільтрі, який суміщає в собі функцію обмеження напруги (для таких застосувань можна замовити виготовлення варисторів з підвищеною ємністю). Другим недоліком є менша максимальна допустима розсіює потужність в порівнянні з розрядниками (для збільшення потужності розсіювання виробники збільшують розміри корпусу варістора).
література:
Радіоаматорам: корисні схеми, Книга 5. Шелестов І.П.
Рекомендації по використанню частот, список частот
Американські радіоаматори використовують такі викличні частоти для DX-експедицій (в кГц): 1828.5, 3505, 7005, 7065,10110, 14025, 14195, 18075, 18145, 21025, 21295, 24895, 24945, 28025, 28495 -і викличні частоти для QRP -станцій (в .......
Вибір дроти для трансформатора по струму в навантаженні
У домашніх умовах для харчування зібраної конструкції нерідко потрібен мережевий знижує напругу трансформатор. Коли не вдається знайти відповідний за параметрами серед уніфіці- Номінальний діаметр (d) дроти (по міді), мм .......
Визначення вихідної потужності по таблиці
Одним з найважливіших параметрів радіоапаратури є вихідна потужність (P = UI). Для визначення потужності часто буває зручніше вимірювати тільки напруга на навантаженні і, знаючи опір використовуваної навантаження, виконувати розрахунок за формулою: Як .......
Харчування електронної апаратури від акумуляторів
Для радіоприймачів і інших радіоелектронних пристроїв часто використовують акумулятори. Акумулятори виробляють електричний струм в результаті окислювально-відновної реакції. У них під дією зовнішнього джерела постійного струму відбуваються оборотні процеси, в результаті .......
Мікро перемикачі типу МП - параметри, розміри
Мікро перемикачі типу МП широко використовувалися і до сих пір використовуються в електронній техніка завдяки їх широкому поширенню ще з часів СРСР. Тут наведені основні характеристики мікропереключателей типу МП, їх .......