Демистифицируем варисторы: объяснение функций, работы и тестирования

Опубликовано: 2023-09-08

Варисторы являются важными компонентами современной электроники, защищающими от скачков напряжения и переходных процессов. Эта статья погружается в сложный мирваристоров , раскрывая их функции, принцип работы и методы, используемые для проверки их эффективности.

Введение

В мире электроники защита от колебаний напряжения имеет первостепенное значение. Варисторы , которые представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, или VDR, играют жизненно важную роль в защите чувствительных компонентов от временных скачков напряжения.Цель этой статьи — демистифицироватьваристоры , исследуя их функции, принцип работы, методы тестирования и многое другое.

Что такое варисторы?

Электронные варисторыQuarktwin имеют различное сопротивление в зависимости от приложенного напряжения. Они в первую очередь защищают электронные схемы и компоненты от скачков напряжения, отводя чрезмерный ток от чувствительных частей.Варисторы действуют как фиксаторы напряжения, ограничивая напряжение в цепи в безопасном диапазоне.

Как работают варисторы?

Варисторы функционируют на основе нелинейной вольтамперной характеристики.При низком напряжении они проявляют высокое сопротивление, предотвращая протекание значительного тока. Однако, когда напряжение превышает определенный порог, сопротивление варистора резко уменьшается, позволяя избыточному току проходить и рассеивать энергию в виде тепла.

Понимание принципа работы

Принцип работы варисторов основан на способности полупроводника переходить между изолирующим и проводящим состояниями.Варисторы обычно изготавливаются из керамики с использованием в основном оксида цинка (ZnO). Зерна ZnO образуют кристаллы, а границы между этими зернами действуют как соединения. Когда происходит всплеск напряжения, эти соединения переходят, что приводит к внезапному падению сопротивления.

Типы варисторов

Варисторы бывают различных типов, каждый из которых предназначен для конкретного применения.Некоторые распространенные типы включают в себя:

  1. Металлооксидные варисторы (MOV): это наиболее распространенный тип варисторов, имеющий керамический корпус со слоем оксида металла.MOV универсальны и широко используются для общей защиты от перенапряжений.
  2. Полупроводниковые варисторы: они изготовлены с использованием полупроводниковых материалов и часто реагируют быстрее, чем MOV.Они находят применение в быстродействующих схемах защиты.
  3. Многослойные варисторы (MLV): MLV — это компоненты для поверхностного монтажа, известные своими компактными размерами и пригодностью для высокочастотных применений.
  4. Диоды подавления переходных напряжений (TVS): Хотя TVS-диоды и не являются традиционными варисторами, они служат той же цели, быстро отводя избыточное напряжение от чувствительных компонентов.

Преимущества использования варисторов

Использование варисторов дает несколько ключевых преимуществ:

  • Подавление скачков напряжения: варисторыэффективно подавляют скачки напряжения, предотвращая повреждение чувствительной электроники.
  • Быстрое время отклика: варисторыимеют быстрое время отклика, практически мгновенно реагируя на колебания напряжения.
  • Надежность: варисторыимеют длительный срок эксплуатации и могут выдерживать многочисленные переходные процессы без ухудшения качества.
  • Экономическая эффективность: использование варисторовможет снизить потребность в более сложных схемах защиты, что делает их экономически эффективным решением.

Применение варисторов

Варисторы находят применение в различных отраслях промышленности и устройствах, в том числе:

  • Источники питания: Варисторызащищают источники питания от скачков напряжения, обеспечивая стабильную и безопасную работу.
  • Телекоммуникации: они защищают оборудование связи от скачков напряжения, вызванных молнией, и других переходных процессов.
  • Бытовая электроника: Варисторызащищают бытовую электронику, такую ​​как телевизоры, компьютеры и аудиосистемы, от колебаний напряжения.
  • Промышленное оборудование: Промышленное оборудование и системы автоматизации выигрывают от возможностей защиты от перенапряжения, предлагаемых варисторами.

Факторы, влияющие на производительность варистора

На производительность варисторов могут влиять такие факторы, как:

    • Рабочее напряжение: Правильный варистор с соответствующим напряжением фиксации имеет решающее значение для адекватной защиты.
    • Время отклика. Для чувствительного оборудования необходимо более быстрое время отклика.
    • Способность поглощения энергии: Варисторыдолжны быть способны поглощать и рассеивать энергию переходных процессов.
  • Условия окружающей среды: Экстремальные температуры и влажность могут повлиять на работу варистора.
  • Проверка варисторов: значение и методы

Регулярные испытания варисторов жизненно важны для обеспечения их надежности и эффективности.Выявив неисправныеваристоры , можно предотвратить потенциальное повреждение оборудования.Существует два основных метода проверкиваристоров :

Внутрисхемное тестирование и стендовое тестирование

Внутрисхемное тестирование включает тестирование варисторов , пока они еще подключены к цепи.Этот метод обеспечивает реальные условия, но не может точно определить исправность варистора. С другой стороны, стендовые испытания требуют отключения варистора и его испытания в контролируемых условиях.

Пошаговое руководство по тестированию варисторов

  1. Меры предосторожности: Обеспечьте надлежащие меры безопасности, такие как отключение источников питания.
  2. Удаление варистора. При проведении стендовых испытаний осторожно извлеките варистор из схемы.
  3. Измерение сопротивления: используйте мультиметр для измерения сопротивления варистора при определенном напряжении.
  4. Проверка напряжения фиксации: подавайте на варистор возрастающее напряжение до тех пор, пока оно не достигнет напряжения фиксации, наблюдая за его реакцией.
  5. Проверка времени отклика: примените быстрый скачок напряжения и измерьте время отклика варистора.
  6. Тест на поглощение энергии: подайте импульс и рассчитайте энергию, поглощаемую варистором.
  7. Сравните результаты: сравните результаты испытаний со спецификациями варистора, чтобы определить его исправность.

Распространенные проблемы тестирования варисторов

Во время тестирования варисторов может возникнуть несколько проблем:

  • Деградация варисторов. Варисторымогут со временем деградировать, что приводит к неточным результатам испытаний.
  • Внутрисхемные помехи. Внутрисхемные испытания могут давать искаженные результаты из-за влияния других компонентов.
  • Ограниченный доступ. Стендовые испытания могут быть затруднены из-за ограниченного доступа к варистору.

Замена и обслуживание варистора

Если варистор неисправен, решающее значение имеет своевременная замена. Кроме того, регулярные проверки и испытания варисторов могут предотвратить непредвиденные сбои и обеспечить непрерывную защиту.

Выбор подходящего варистора для вашего применения

Выбор подходящего варистора включает в себя рассмотрение рабочего напряжения, времени отклика и способности поглощения энергии. Просмотр технических характеристик варисторов и обращение за советом к эксперту могут помочь принять обоснованное решение.

Заключение

Электронные варисторы Quarktwin— незамеченные герои в электронике, защищающие хрупкие схемы от непредсказуемых скачков напряжения. Их способность быстро реагировать на кратковременные события делает их бесценным активом в различных отраслях. Понимая их функцию, принцип работы и методы тестирования, вы можете использовать защитную силуваристоров для защиты своих электронных инвестиций.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Могу ли я повторно использовать варистор после того, как он поглотил перенапряжение?

О: В большинстве случаев варисторымогут выдерживать несколько переходных процессов и продолжать функционировать. Однако замена варистора рекомендуется, если в нем произошел значительный скачок напряжения.

В2: Подходят ли варисторыдля наружного применения?

О: Да, доступны варисторы, предназначенные для использования вне помещений. Этиваристоры созданы для того, чтобы выдерживать суровые условия окружающей среды.

В3: Могу ли я проверить варистор, не отключая его от цепи?

О: Внутрисхемное тестирование возможно, но оно не может дать столь точные результаты, как стендовые испытания, при которых варистор изолируется от других компонентов.

Вопрос 4: Каков типичный срок службы варистора?

Ответ: Варисторымогут иметь длительный срок эксплуатации, часто выдерживая тысячи переходных процессов, прежде чем потребуется замена.

Вопрос 5: Чем варисторыотличаются от устройств защиты от перенапряжений, таких как TVS-диоды?

Ответ: Хотя варисторыи TVS-диоды обеспечивают защиту от перенапряжения, время их срабатывания и применение могут различаться. Варисторы идеально подходят для более медленных и значительных скачков напряжения, тогда как TVS-диоды лучше подходят для более быстрых переходных процессов.