Varistor
Varistorul este o componentă electronică care servește la protejarea celorlalte componente ale unui dispozitiv electronic de fenomene de supratensiune tranzitorie. [1] Comportamentul său poate fi reprezentat de un rezistor (neliniar) care, odată ce tensiunea caracteristică pentru care este proiectată este depășită, își reduce brusc rezistența, astfel încât perturbarea să fie puternic atenuată (ele sunt de fapt numite și VDR, abrevierea lui Voltage Dependent Resistor : rezistor variabil cu tensiune) descărcându-l la sol . Comportamentul varistorilor este simetric : aceleași caracteristici se aplică atât la tensiunile pozitive, cât și la cele negative. Comportamentul lor seamănă cu cel al două diode zener din serie (două diode zener în serie, dar conectate cu polaritate opusă).
Materialele semiconductoare precum carbură de siliciu (SiC) , seleniu (Se) , oxid de zinc (ZnO) și siliciu (Si) pot fi utilizate la fabricarea varistorilor.
Cel mai comun tip de varistor este fabricat din oxid de zinc. Carbura de siliciu, utilizată în trecut, are o caracteristică mai puțin eficientă, după cum se poate vedea din diagramele de tensiune / curent (oxidul de zinc conferă curbei de răspuns a varistorului la tensiune o formă mai pătrată: aceasta permite determinarea mai precisă a pragului de tensiune la care varistorul trebuie să intervină pentru a bloca un impuls de supratensiune).
În circuitele electronice este conectat întotdeauna în paralel cu tensiunea de rețea și este întotdeauna situat la începutul circuitului, imediat după siguranță și orice elemente de filtrare ale tensiunii de rețea.
Varistori de oxid metalic
Cel mai comun tip, pentru puteri mici, varistorul este în oxidul metalic (Metal Oxide Varistor. Acronim: MOV) și în special oxidul de zinc cu cantități mici de alți oxizi metalici ( bismut , cobalt , mangan ). Se compune dintr-o masă ceramică de granule de oxid de zinc comprimate între două suprafețe metalice circulare ( electrozii la care sunt lipiți cablurile de conectare). Suprafața de contact dintre fiecare bob și cel adiacent formează o diodă de joncțiune (vezi intrarea Diodă și în special paragraful diodă Zener ) care permite curentului să curgă într-o singură direcție (joncțiune direct polarizată). Setul de boabe aranjate aleatoriu este echivalent cu o rețea electrică de diode conectate în antiserie și fiecare pereche conectată în paralel cu multe alte perechi de diode. Când se aplică o tensiune joasă între electrozi, se obține un curent moderat datorită paralelei diodelor conectate cu polaritate inversă. Atunci când se aplică o tensiune ridicată, diode polarizată invers deveni puternic conductor (un fenomen numit pauză în jos sau avalanșă efect ) și curentul care curge între electrozi devine intensă. Prin urmare, MOV prezintă rezistență ridicată de joasă tensiune și rezistență joasă de înaltă tensiune.
Varistorul conectat între bornele liniei care trebuie protejată (de exemplu sursa de alimentare a unui dispozitiv electronic) rămâne inactiv atâta timp cât tensiunea din acesta rămâne sub tensiunea de prindere . Când această tensiune este depășită, datorită prezenței unui tranzitor de supratensiune, varistorul intervine blocând perturbarea fără a fi deteriorat de suprasarcină, atâta timp cât rămâne în limitele caracteristicilor definite Evaluări maxime absolute raportate în fișa tehnică a componentelor.
Parametri caracteristici pentru dispozitivele cu putere redusă
| In engleza | Clarificări |
|---|---|
| (Absolut) Evaluări maxime (T a = 25 ° C ) | Caracteristicile maxime (care nu trebuie depășite) și temperatura ambiantă a dispozitivului pentru care sunt valabile (pentru temperaturi mai ridicate, deseori numite diagrame de reducere, care limitează în continuare aceste valori pe măsură ce temperatura crește) |
| Continuu | Caracteristici „continue” („continue” în sensul că dispozitivul le poate rezista permanent) |
| Tensiune RMS (volt) Vm ( AC ) | Valoarea RMS a tensiunii alternative alternative de declanșare |
| Tensiune DC (volt) Vm (DC) | Valoarea maximă a tensiunii continue fără declanșare |
| Tranzitoriu | Caracteristicile tranzitorului (tranzitorilor) suportat (e) fără daune |
| Energie (10/1000 µs ) (Jouli) | Energia tranzitorie maximă în jouli . Puls exponențial de 10 µs de creștere și 1000 µs de coborâre |
| Curent de vârf (8/20 µs) (amperi) | Vârful maxim de curent în amperi |
| Caracteristici | Caracteristici tipice |
| Tensiunea varistorului nominal @ 1mA Curent de testare DC (volt) | Tensiunea tipică în volți la care varistorul începe să intervină (punctul „genunchiului”; vezi diagrama tensiune-curent, în care curentul crește la 1 mA) |
| Tensiune maximă de prindere, VC @ Curent de testare (8 / 20µs) (volți) | Tensiunea maximă de prindere măsurată cu un curent exponențial de 8 µs de creștere și 20 µs de coborâre |
| Disipare de putere tranzitorie (wați) | Zgomot maxim de putere în wați |
| C tip (1 kHz) pF | Capacitatea tipică pe care o are componenta între cabluri la o frecvență de 1 k Hz |
| Diametrul recipientului | Diametrul discului (și orice alte caracteristici mecanice) |
Deseori datele sunt completate de diagrame ale speranței de viață care raportează curentul, timpul și numărul impulsurilor de intervenție tranzitorii.
Tipuri de zgomot electric
Pe baza metodelor de cuplare, perturbările sunt clasificate în:
- Tulburări longitudinale sau în modul comun atunci când conductorii au aceleași cuplaje cu sursa perturbației și se generează o supratensiune între conductori și pământ (tensiunea dintre ei rămâne neschimbată);
- Perturbări ale modului transversal sau diferențial atunci când conductorii prezintă o cuplare diferită cu sursa și se stabilește o supratensiune între conductori înșiși.
În general, tulburările longitudinale sunt cele mai distructive, deoarece sunt în mod normal asociate cu un conținut de energie mai mare.
Pe liniile de transmisie a datelor, protecția este deseori necesară și împotriva supracurentelor nedorite de natură persistentă. Protecțiile trebuie instalate cât mai aproape posibil de echipamentul sau sistemul de protejat. În plus, trebuie realizată o conexiune bună, cu conductori de secțiune adecvată, cu sistemul de împământare.
MOV în condiții de suprasarcină
Atunci când impulsul tranzitoriu este prea mare și se află în afara „(Absolute) Maximum Ratings”, MOV se poate degrada într-un mod nedetectabil (de obicei, cu o lărgire a tensiunii de prindere). Dacă tranzitorul are o energie mult peste caracteristicile extreme așteptate, pot apărea daune grave și periculoase: topirea componentelor, pornirea focului etc.
Din acest motiv, pe lângă alegerea unei componente cu caracteristici care iau în considerare perturbațiile reale prezente în circuitul de protejat, este recomandabil să furnizați o siguranță (sau un dispozitiv similar) dimensionat astfel încât să intervină în siguranță înainte ca MOV să sufere orice deteriora.
Compararea varistoarelor și a altor supresoare tranzitorii
| Tip | Capacitate de protecție (tipică) | Durata de viață - numărul de impulsuri | Timp de raspuns | Capacitatea dintre conductori | Curent de scurgere (aproximativ) |
|---|---|---|---|---|---|
| Varistor de oxid metalic (MOV) | Până la 70.000 A. | @ 100 A, impuls de 8x20 µs: 1000 impulsuri | Sub nanosecunda (Nota 1) | De obicei: 100 ÷ 1000 pF (Nota 2) | 10 uA |
| Diodă de avalanșă | 50 A | @ 50 A, impuls de 8x20 µs: infinit | Sub nanosecunda | 50 pF | 10 uA |
| Tub de evacuare a gazului | > 20.000 A. | @ 500 A, impuls de 8x20 µs: 200 impulsuri | <5 µs | <1 pF | ≈ pA |
Notă 1: Timpul de răspuns al MOV-urilor este destul de ambiguu, deoarece un standard de măsurare nu este definit. Declarația „Sub nanosecundă” se bazează pe răspunsul la un tranzitor cu un timp de creștere de 8 µs și astfel permite dispozitivului un timp mare de activare. Dacă este supus unor tranzitori foarte rapizi (cu timpi de creștere mai mici de o nanosecundă), timpul de răspuns variază între 40 și 60 ns .
Nota 2: capacitatea tipică a varistoarelor de disc utilizate în mod obișnuit (diametrul între 7 și 20 mm ) variază între 100 și 1000 pF. Varistori mai mici cu capacitate de ordinul pF sunt disponibili pentru a proteja telefoanele mobile, de exemplu. Cu toate acestea, protecția pe care o pot oferi (în termeni de energie și curent tranzitoriu) este mai limitată datorită dimensiunilor lor mici.
Notă
- ^ Varistor , în enciclopedia italiană , Institutul enciclopediei italiene.
Bibliografie
- General Electric, Supresia tranzitorilor de tensiune , Jackson Publishing Group, 1983, ISBN 88-7056-112-7 .
- (EN) Jaroszewski, M.; Wieczorek, K.; Bretuj, W.; Kostyla, P.; Modificări ale capacității în varistori de oxid de metal degradat , Solid Dielectrics, 2004. ICSD 2004. Lucrările Conferinței Internaționale IEEE 2004 privind volumul 2, 5-9 iulie 2004 Pagina (paginile): 736 - 738 Vol.2
- (EN) Jaroszewski M., Pospieszna J., O evaluare a îmbătrânirii varistorilor de oxid expuși la pericolele pulsului utilizând spectroscopie dielectrică, Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Solid Dielectrics. ICSD 2004, Toulouse, Franța, 5-9 iulie 2004. Vol. 2.
- ( RO ) Mod de protecție prin prindere Transil ™ ( PDF ) (notă de aplicație ST : comparație între Transil și Varistor).
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Varistor
linkuri externe
- ( EN ) Varistor , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
- ( EN ) Deteriorarea caracteristicilor în MOV-uri , pe iaei.org . Adus la 1 ianuarie 2008 (arhivat din original la 1 ianuarie 2008) .
- Protecție la supratensiune (10/23) , pe elektro.it .
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh85142336 · GND (DE) 4136137-4 · NDL (EN, JA) 00.560.527 |
|---|
