Варистор – это электрический элемент, сопротивление которого может изменяться в зависимости от того, какое напряжение на него поступает.
Показать только новинки
Показать только продукты в наличии на складе
На листе показать позиций
Что такое варисторы. Принцип работы варистора.
Одним из подвидов резисторов являются варисторы, изменяющие своё сопротивление при увеличении напряжения. Применение
варисторов очевидно: защита электронных схем от скачков напряжения. Варисторы чаще всего используются во входных цепях
блоков питания, в фильтрах электронных устройств. Варисторы являются полупроводниковыми приборами с нелинейной
зависимостью. Внешне варистор немного смахивает на дисковый высоковольтный конденсатор.
Основные характеристики
Объясняется все это устройством варистора. Состоит варистор из полупроводника и различных материалов для связывания. Распространена такая связка – карбид кремния и эпоксидная смола. Их сплавляют при высоких температурах. Затем, поверхность варистора покрывается металлом и припаиваются выходы.
Способность проводить большое напряжение через себя варистором обеспечивается материалом – кремнием. При нагревании кристаллы карбида кремния значительно уменьшают свое сопротивление. И ток может спокойно проходить по ним.
Однако, все большее распространение получают варисторы из оксида цинка. Они проще в изготовление и могут пропускать через себя более высоковольтные импульсы. Техника их производства схожа с производством керамических варисторов.
Варисторы бывают различных форм – колбочки, палочки, диски. Все зависит от производителя.
Разные формы варисторов
Чтобы эффективно и гарантированно защитить вашу технику, к выбору варистора необходимо подойти с умом. Как правило, для защиты бытовой техники используют варисторы с пороговым значением напряжения от 275 до 430 В. Особо углубляться в подбор варисторов с учетом других значений (емкость и т.п) мы вдаваться не будем. Тут есть множество нюансов, которые в формате этой статьи просто не удастся рассмотреть. Для более точного подбора варистора можем посоветовать использование справочников по варисторам. В них указаны все характеристики, которыми обладает тот или иной варистор. Что позволит вам выбрать наиболее подходящий для ваших целей и задач.
Еще одним важным параметром при выборе варистора является скорость срабатывания. Как правило, у большинства варисторов она составляет около 25 нс. Но не всегда этого хватает.
Тогда вам подойдут варисторы с меньшим временем срабатывания. Недостижимым идеалом по скорости срабатывания являются варисторы, изготовленные по технологии многослойной структуры SIOV-CN. Их скорость срабатывания может составлять менее 1 не.
Такие варисторы необходимы для защиты от статического электричества. В бытовой технике, такие варисторы практически не применяются.
Гарантом жизни вашей техники при любых скачках напряжения, может послужить варистор, установленный на нуле. Естественно, с учетом того, что он установлен и на фазе тоже.
Слышали, наверно, про случаи, когда сразу у множества людей сгорала электроника? Это происходит как раз из-за того, что по проводам идет только фаза. Варистор предохраняет и от этого.
Варисторы применяются в большинстве бытовой электроники по всему миру. Их можно встретить практически в любой электронике. Они есть и в автомобильной электронике, в сотовой технике и бытовой, сетевых фильтрах и компьютерном железе. Кстати говоря, хороший блок питания, от китайского отличается наличием варистора у первого. Поэтому, хороший блок питания куда более живуч и ремонтопригоден.
Варистор в блоке питания
Умельцы, при сборе своих подделок из светодиодных ламп также используют варисторы. А особые умельцы умудряются размещать их в розетках и вилках. Что только не придумаешь для обеспечения защиты своей электроники, если в доме проблема со скачками напряжения. Сфера их применения обширна. Это могут быть и установки с напряжением 20кВ и с напряжением в 3В. Это может быть сеть с переменным током, а может быть и с постоянным. Воистину, варисторы можно встретить практически везде.
Так какие же варистор характеристики имеет?
Как правило, для описания варистора используют вот такие параметры:
Емкость варистора в закрытом состоянии. Во время работы её значение может меняться. При особенно большом токе – уменьшается практически до нуля. Обозначается как Со.
Максимальная энергия в Джоулях, которую может поглотить варистор за один импульс. Обозначается W. Максимальное значение импульсного тока, при 8/20мс. Обозначается как Iрр. Среднее квадратичное значение переменного напряжения в цепи. Обозначается как Um. Предельное напряжение при постоянном токе. Обозначается как Um=. Для приблизительных расчетов рабочего напряжения советуем использовать значение Un не больше 0,6 с переменным током и 0,8 с постоянным.
В сетях 220В используют варисторы с минимальным классификационным напряжением (Un) от 380 до 430 В. Не следует забывать и о емкости варистора при подборе. Как правило, она зависит от размера варистора. Так, варистор TVR 20 431 имеет емкость 900пФ, а TVR 05 431 – 80 пФ. Эти величины всегда можно подглядеть в справочном материале.
На схемах варистор обозначается следующим образом
RU – это обозначение самого варистора. Цифра рядом с RU – номер по порядку. То есть, какое это по счету варистор в цепи. Буква U снизу слева у косой, проходящей через варистор, означает, что данный элемент имеет способность менять напряжение. Также, зачастую на схемах указывается маркировка варистора. О маркировке и её расшифровке мы поговорим ниже.
Так обозначают варистор на схемах
Если же ваш варистор вышел из строя, то для его замены нам здорово поможет знание маркировки варистора. Сама маркировка располагается на корпусе и представляет собой набор латинских букв и цифр. Несмотря на разных производителей, в большинстве своем, маркировка на варисторах не сильно отличается и её вполне возможно прочитать.
В качестве примера, приведем 2 разных варистора от разных производителей:
Первая цифра 12 – обозначает диаметр варистора в миллиметрах. Вторая цифра – 182К напряжение открытия. 18 – напряжение, 2- коэффициент. CNR же – обозначение материала варистора. В данном конкретном примере, варистор изготовлен из оксидов металлов.
K – используется для обозначения класса точности. То есть, если написано на корпусе варистора – 275К, то К – точность 10%, а 275 – напряжение открытия. И напряжение открытия рассчитывается так – 275 +- 27,5. То есть, например, наш варистор 20D471K можно заменить варистором TVR20471. Или любым другим аналогом варистора. Например – SAS471D20. Нужно лишь знать основные принципы маркировки.
Правда, с отечественными варисторами так не получится. Придется воспользоваться справочными материалами. Наши варисторы обозначаются так – СН2-1, ВР-1 и СН2-2. Например: CН-2 – оксидо цинковые варисторы. Но узнать это можно только из справочных материалов.
Несмотря на вышеописанные принципы маркировки, настоятельно рекомендуем пользоваться справочной литературой при выборе варистора. В ней указываются все необходимые характеристики варистора, в том числе и те, которые не узнать по маркировке.
Что делать, если у вашего варистора стерта маркировка?
Узнать, на какое напряжение рассчитан ваш варистор вам поможет мегомметр. Чтобы проверить варистор, надо подключить его к мегомметру и прогонять его по пределам. То есть, если варистор на 470В, то проверять его стоит на 500В.
Есть способ, с использованием блока питания. Правда, для этого нужен блок питания, с регулируемым напряжением и максимальной силой тока. Силу тока нужна выставить такую, чтобы варистор не сгорел. А как мы писали выше, они имеют тенденцию взрываться.
Варистор со стёртой маркировкой
Соответственно, перед подключением его следует визуально осмотреть. Если на корпусе варистора имеются трещины, вздутия, визуально видно, что он плавился – то такой варистор точно не рабочий. Но зачастую – это трещины. Материал варисторов склонен к старению, об этом всегда следует помнить. Варисторы, с такими повреждениями, можно не проверять. Они не рабочие.
Множество варисторов по хорошим ценам на алиэкспресс — кликай.
Каждый электронный прибор, который включен в сеть нуждается в защите от превышения пороговых значений тока или напряжения. Для защиты по току применяют различные плавкие предохранители и автоматические выключатели, а вот для предохранения устройства от перенапряжения чаще всего применяют варисторы. В данной статье мы рассмотрим принцип работы варистора, его характеристики, достоинства и недостатки этого электронного компонента.
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.
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.
Обзор варисторов
Компания Littelfuse выпускает широкую номенклатуру варисторов (рисунок 9). Их можно условно разделить на пять сегментов (таблица 4):
Рис. 9. Варисторы Littelfuse
Таблица 4. Обзор варисторов производства Littelfuse
Варисторы для поверхностного монтажа (SMD)
Традиционные выводные варисторы не всегда могут быть использованы в компактных приложениях из-за недостатка свободного места. Кроме того, производители электроники стараются уйти от выводного монтажа и максимально использовать поверхностный монтаж там, где это возможно. Решить эту задачу помогают SMD-варисторы. Большая часть SMD-варисторов использует многослойную MLV-конструкцию, но в номенклатуре Littelfuse также присутствуют и однослойные SMD-варисторы. SMD-варисторы производства компании Littelfuse перекрывают широкий диапазон рабочих напряжений от единиц до сотен В и способны выдерживать пиковые токи до нескольких тысяч А. Рассмотрим некоторые линейки из данного сегмента (рисунок 10).
Рис. 10. Примеры SMD-варисторов Littelfuse
Серия AUML – еще одна серия MLV-варисторов для автомобильных приложений, имеющая квалификацию AEQ-Q200. В отличие от серий, рассмотренных выше, варисторы AUML имеют только пять вариантов рабочего напряжения: 16, 18, 24, 48, 68 В. Среди преимуществ варисторов данной серии стоит отметить компактные типоразмеры 1206/1210/1812/2220 и устойчивость к мощным импульсным помехам. В частности, варисторы AUML способны выдерживать более 10 импульсов, в соответствии с SAE J1113.
MOV-варисторы с радиальными выводами
Это наиболее представительная группа варисторов в линейке Littelfuse, которая объединяет традиционные выводные варисторы с различными характеристиками. Рассмотрим некоторые конкретные серии.
Рис. 11. Внешний вид MOV-варисторов с радиальными выводами
Промышленные MOV-варисторы с большой энергией рассеяния
Это особая группа варисторов, которая предназначена для поглощения сверхмощных помех с пиковым током до 70 кА и пиковой энергией до 10 кДж. Внешний вид таких варисторов сильно отличается от внешнего вида привычных дисковых компонентов (рисунок 12). Как правило, мощные варисторы имеют либо клеммные выводы, либо выводы с винтовыми креплениями.
Рис. 12. Внешний вид MOV-варисторов серии DA/DB производства Littelfuse
Специализированные варисторы Littelfuse
Данная группа варисторов имеет специфические особенности, востребованные в различных приложениях. Например, представители серии RA разрабатывались для приложений, работающих в условиях сильных вибраций. Серия MA предназначена для защиты от маломощных помех и имеет аксиальное расположение выводов. Серия High Reliability Varistors обеспечивают максимальную надежность и отвечает требованиям военных стандартов MIL-STD-19500, MIL-STD-202.
MOV-варисторы с дополнительной тепловой защитой
После срабатывания варистор переходит в режим ограничения напряжения. При этом мощность помехи рассеивается непосредственно на варисторе, что приводит к его разогреву. Если энергия помехи оказывается слишком высокой, варистор может перегреться и даже взорваться. Чтобы решить эту проблему и повысить уровень безопасности, были созданы варисторы со встроенным терморазмыкателем (рисунок 13).
Рис. 13. Варисторы TMOV 25S со встроенным терморазмыкателем имеют сразу три вывода
На рисунке 14 изображена структура и простейшая схема включения MOV-варистора со встроенным терморазмыкателем на примере TMOV25S. Дополнительный вывод используется для индикации состояния терморазмыкателя.
Рис. 14. Структура и простейшая схема включения варистора TMOV 25S
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 %).
Маркировка варисторов, обозначения
На корпусе каждого элемента имеется маркировка из букв и цифр, расшифровка которых поведает о характеристиках электронного элемента.
Первые буквы в маркировке означают вид элемента: СН – сопротивление нелинейное.
Цифра, следующая далее, говорит о материале, из которого изготовлен элемент, к примеру, 1 означает, что материал изготовления – карбид кремния.
Цифра в маркировке между двух дефисов – тип конструкции: 1 – стержневая, 2- дисковая.
Последующие цифры в ряду маркировки означают номинальное напряжение и допустимое отклонение в процентах.
Исправен ли варистор, как проверить?
Исправность элемента можно проверить несколькими способами:
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:
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:
Как маркируется варистор?
На сегодняшний день можно встретить разные обозначения этих приборов. Каждый производитель вправе устанавливать ее самостоятельно. Маркировки различаются, потому что технические характеристики варисторов отличаются друг от друга. Примерами могут служить такие показатели, как допустимое напряжение или необходимый уровень тока.
В настоящее время каждый производитель устанавливает свою маркировку на эти типы приборов. Это объясняется тем, что производимые приборы имеют разные технические характеристики. Например, предельно допустимое напряжение или необходимый для функционирования уровень тока. Наиболее популярная маркировка – CNR, к которой прикрепляется такое обозначение, как 07D390K. Что же это значит? Итак, само обозначение CNR указывает на вид прибора. В этом случае варистор является металлооксидным.
Далее, 07 – это размер устройства в диаметре, то есть равный 7 мм. D – дисковое устройство, и 390 – максимально допустимый показатель напряжения.
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.
Маркировка и выбор варистора
На практике, например, при ремонте электронного устройства приходится работать с маркировкой варистора, обычно она выполнена в виде:
Что это такое и как понять? Первые символы 20D — это диаметр. Чем он больше и чем толще — тем большую энергию может рассеять варистор. Далее 471 — это классификационное напряжение.
Могут присутствовать и другие дополнительные символы, обычно указывают на производителя или особенность компонента.
Теперь давайте разберемся как правильно выбрать варистор, чтобы он верно выполнял свою функцию. Чтобы подобрать компонент, нужно знать в цепи с каким напряжением и родом тока он будет работать. Например, можно предположить, что для защиты устройств, работающих в цепи 220В нужно применять варистор с классификационным напряжением немного выше (чтобы срабатывал при значительных превышениях номинала), то есть 250-260В. Это в корне не верно.
Дело в том, что в цепях переменного тока 220В — это действующее значение. Если не углубляться в подробности, то амплитуда синусоидального сигнала в корень из 2 раз больше чем действующее значение, то есть в 1,41 раза. В результате амплитудное напряжение в наших розетках равняется 300-310 В.
Где 1,1 – коэффициент запаса.
При таких расчетах элемент начнет срабатывание при скачке действующего напряжения больше 240 Вольт, значит его классификационное напряжение должно быть не менее 370 Вольт.
Ниже приведены типовые номиналы варисторов для сетей переменного тока с напряжением в:
Обозначение на схеме и варианты подключения варистора
Существует большое количество вариантов подключения варисторов, но общее для всех способов – это то, что данный компонент подключается параллельно цепи питания. Поэтому при отсутствии опасных значений импульсов напряжения, ток, который протекает через варистор имеет малую величину (ввиду больших значений сопротивления) и никак не влияет на работоспособность системы. При возникновении перенапряжения, варистор изменяет сопротивление до малых величин, нагрузка шунтируется, и поглощенная энергия рассеивается в окружающее пространство.
Принцип действия варисторов
Если варистор подключить параллельно электроприбору, то при скачке напряжения вся нагрузка придется на него, а приборы останутся в безопасности.
Принцип работы варистора, если объяснять на пальцах, сводится к следующему. При скачке в электрической сети он выполняет роль клапана, пропуская через себя электрический ток в таком объеме, чтобы снизить потенциал до необходимого уровня. После того как напряжение стабилизируется этот «клапан» закрывается и наша электросхема продолжает работать в штатном расписании. В этом и состоит назначение варистора.
Элементная база блоков питания
В блоках питания помимо использования обыкновенных резисторов используются два типа специализированных резисторов — Варистор и Термистор. Также, кроме обыкновенных конденсаторов используются специализированные помехоподавляющие конденсаторы: конденсаторы типа Y и конденсаторы типа X (их еще называют конденсаторы класса защиты X/Y)
В качестве примера приведем кусок реальной схемы до выпрямительного мостика, хочется повторится – схема реальная, хотя впечатление такое, что этот шедевр — сборище пассивных элементов защиты от ВЧ помех со страниц какого то учебника по борьбе с помехами.
Рис. Пример реального участка схемы блока питания — фильтра от ВЧ помех.
Варистор – полупроводниковый резистор, сопротивление которого изменяется при изменении приложенного напряжения. Основная задача варистора в блоках питания – защита цепей от перенапряжения.
Рис. Принцип работы варистора в блоках питания, увеличение скорости срабатывания предохранителя или защита от импульсных бросков напряжения.
Варистор включается параллельно входному напряжению 220В, и фактически постоянно находится под этим напряжением, однако ток в этом состоянии через варистор очень мал. В случае возникновения выброса по напряжению, сопротивление варистора резко падает и шунтирует защищаемые цепи, ток в этом состоянии может достигать нескольких тысяч ампер. Несмотря на свою эффективность варистор в блоках питания АТХ довольно редкий гость, чаще его можно увидеть в сетевых фильтрах или в некомпьютерных блоках питания.
Рис. Для увеличения скорости срабатывания защиты, предохранитель и варистор объеденяют вместе.
Обозначение варистора на плате.
Обозначение варистора на схеме.
Рис. Условное обозначение варистора на схеме
Особенности применения варисторов.
Терморезистор – полупроводниковый резистор, сопротивление которого изменяется при изменении температуры. Различают два вида терморезисторов Термистор (NTC-термистор) — сопротивление терморезистора с повышением температуры уменьшается. Позистор (PTC-позистор) — сопротивление терморезистора с повышением температуры увеличивается Применение терморезисторов в блоках питания
Рис. Принцип работы NTC-термистора в блоках питания, мягкий пуск. Основная задача термистора в блоках питания — ограничение пускового тока. При включении блока питания термистор имеет температуру окружающей среды и сопротивление в несколько Ом. Конденсатор выпрямителя в момент включения представляет из себя короткозамкнутую нагрузку, в цепи происходит скачок тока, но термистор не даёт ему подняться выше предела, зависящего от сопротивления термистора. При прохождении тока через термистор, последний разогревается и его сопротивление падает почти до десятых долей Ома, и далее он не влияет на работу устройства. Происходит так называемый мягкий пуск.
Обозначение термистора на плате.
Обозначение термистора на схеме.
Рис. Условное обозначение терморезистора на схеме
На практике может встречаться комбинация состоящая, из двух или более приведенных обозначений.
Рис. Пример комбинации при обозначении терморезистора
Особенности применения термисторов.
Помехоподавляющие конденсаторы делятся на два типа X и Y, для подавления синфазной и противофазной составляющей помехи. Каждый тип для своего типа помехи.
Как практик, могу сказать, название помехи не играет большой роли на принцип борьбы с помехой. Как теоретик, лично я, всегда путаю термины синфазной и противофазной помехи между собой, поэтому дальше обе помехи мы будем разделять по принципу возникновения.
Конденсатор X типа
Конденсатор X типа – конденсатор для подавления помехи возникающей между фазой и нулем (не путать с заземлением). Задача Х конденсатора не пропускать помеху из внешней сети в блок питания, а так же не выпускать помеху созданную блоком питания во внешнюю сеть.
Рис. Принцип работы Х конденсатора.
Обозначение X конденсатора на плате.
Обозначение X конденсатора на схеме.
Обосначается как обычный конденсатор, с суффиксом x, например Cx
Рис. Обозначение Х конденсатора на схеме .
Особенности применения Х конденсаторов.
Конденсатор Y типа
Конденсатор Y типа – конденсатор для подавления помехи возникающей между
Рис. Принцип работы Y конденсатора.
Обозначение Y конденсатора на плате.
Обозначение Y конденсатора на схеме.
Обозначается как обычный конденсатор, с суффиксом Y, например Cy рядом с номиналом может стоять напряжение.
Рис. Обозначение Y конденсатора на схеме .
Особенности применения Y конденсаторов.
В блоках питания используются два типа выпрямительных диодов – общего назначения и импульсные. Импульсные диоды можно отнести к быстродействующим.
Например FR107 1000в, 1А 0,500мкс
Проверка на исправность
Проверку варисторов следует начинать с внешнего осмотра. Любые сколы, трещины, почернения говорят о неисправности
прибора. Следующий этап — проверка мультиметром. Щупы прикладывают к выводам и мерят сопротивление варистора.
Сопротивление должно быть бесконечно высоким. Любые показания говорят о том, что прибор неисправен. Во время измерения
не касайтесь руками выводов измеряемого прибора и мультиметра, иначе показания будут неверны.
Можно измерить ёмкость варистора она приблизительно составляет 300 – 500pF. Можно также подать на варистор напряжение,
на которое он рассчитан, и замерить протекающий через него ток.
Как проверить варистор?
Вот 3 способа, доступных практически каждому:
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).
Варистор покрыт снаружи, как правило, керамикой или эпоксидным покрытием. При перегревании варистора – покрытие трескается.
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.
Касаться варистора руками при измерении нельзя! В таком случае мультиметр покажет вам сопротивление вашего тела, а не варистора.
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.
Обозначение и подключение
На схемах варисторы обозначают как постоянный резистор, перечёркнутый наклонной линией. Обозначают на схемах и монтажных платах как RU.
В импульсных блоках питания варисторы подключаются параллельно питающей сети. В коммутирующих цепях с индуктивной
нагрузкой подключение варисторов производят параллельно элементам коммутации. Если транзистор коммутирует мощный
электромагнит, его подключают параллельно транзистору. Если в коммутации участвует реле, то подключение происходит
параллельно контактам.
Сопротивление варистора зависит от того, какое напряжение на него поступает. Как правило, до порогового значения, сопротивление варистора велико (более 1-2 мегаОм). При переходе порогового значения напряжение, сопротивление варистора стремительно снижается. Эта особенность варистора отлично помогает в защите электроники от импульсных скачков высокого напряжения. Ведь ток импульса в таком случае идет через варистор и рассеивается в виде тепла. Однако, если пороговое значение напряжения поддерживается длительное время, то варистор перегревается и “сгорает”.
“Сгорает” в кавычках, так как варистор зачастую взрывается. Или его коротит, и тогда может произойти воспламенение. Для этого и ставят предохранитель перед варистором.
Кстати, при замене плавкого предохранителя, советуем заодно проверить и варистор. Очень часто, что выходом из строя предохранителя бывает умерший варистор. Если этого не сделать, при следующем же скачке напряжения вы рискуете большим, чем варистор и предохранитель.
Для избежания случаев возгорания в варисторы начали впаивать термисторы. Термистор поглощает излишнюю тепловую энергию, что дополнительно предохраняет вашу технику от сгорания. Такие варисторы продаются сразу в сборе.
Маркировка элементов
Варисторы бывают для поверхностного монтажа или SMD и для впаивания в отверстия печатных плат. Маркируются варисторы
по-разному, всё зависит от производителя. Например:
Может быть и такая маркировка, например: S6K210
Маркировка варисторов SMD фирмы Epcos немного отличаются от приведённой выше. На SMD приборах вместо диаметра диска
указывается типоразмер.
Маркировка радиоэлемента в прямоугольном корпусе, с маркировкой CN1210M8 можно расшифровать так:
Некоторые фирмы могут наносить маркировку, немного отличающуюся от приведённой, например, первые буквы могут
отсутствовать. Но основное сходство маркировок остаётся.
Если входное напряжение в норме, сопротивление варистора высокое. Оно не оказывает влияния на работу схемы.
При превышении напряжения варистор скачкообразно уменьшает своё сопротивление. Причём, чем выше скачок напряжения,
тем меньше становиться сопротивление прибора. В питающей сети скачок напряжения может достигать нескольких киловольт.
Утешением является то, что длительность импульса составляет микросекунды.
Давайте закрепим принцип работы на примере из жизни.
Допустим, произошел скачок напряжения в питающей сети. На входе блока питания телевизора, повысилось напряжение.
Сопротивление варистора резко снизилось, что повлекло за собой увеличение через него тока (вспоминаем закон Ома).
Энергия, поглощённая варистором, рассеется в тепло. После чего, произойдёт уменьшение амплитуды импульса напряжения
или перегорание плавких вставок (предохранителей). Варисторы могут работать в цепях переменного и постоянного тока.
Защита варистором техники
Варисторная защита применяется в бытовых приборах. Они могут быть припаянными в саму плату, или же выведены и закреплены отдельными проводами. Варисторы необходимо подключать параллельно. Подключать их последовательно просто не имеет смысла. Ток по цепи в таком случае проходить просто не будет.
Как работает варисторная защита?
Например, рядом с вашим домом ударила молния. Или она могла попасть в ЛЭП. В сети происходит скачек напряжения. Варистор его поглощает и, если импульс слишком сильный/продолжительный – варистор умирает. То есть, варистор гарантия того, что ваша чувствительная электроника не сгорит от скачка напряжения. Однако, следует помнить, что варистор может стать точкой короткого замыкания, во время длительной работы при максимальном напряжении.
Выше мы описали несколько способов как этого избежать. Брать варисторы с термисторами или же включать в цепь предохранители. Если все максимально упростить: при низком напряжении варистор – блокирующее устройство, при высоком – проводящее.
Рекомендации по использованию
При замене неисправного варистора нужно учитывать следующее. Ставить варистор нужно того же диаметра, что и стоял, в
некоторых случаях диаметр можно увеличить, например: вместо 14D471K можно поставить 20D471K. В этом случае он рассеит
больше тепла и прослужит дольше.
Чтобы вы без проблем могли разобраться в характеристиках варистора, приведу выдержку из даташита и разберу некоторые
наименования:
Выбор варистора для однофазных сетей переменного тока производится следующим образом. Допустим, у вас в сети действующее
напряжение 250 вольт. Тогда амплитудное будет 250*1,42 = 355 вольт. Прибавим ещё 10% погрешности 355*1,1 = 390 вольт,
выбираем варистор на это напряжение. Если варистор предполагается использовать в схемах постоянного тока, то расчёт
выполняется так: Udc*1,2.
При разработке устройств следует учитывать, что варисторы обладают индуктивной и ёмкостной составляющей.
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.
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.
No comment