Что такое металлооксидный варистор?
Термин «варистор» — это сокращенная форма переменного резистора. Следовательно, номиналы резисторов могут изменяться в зависимости от внешних условий.
Металлооксидные варисторы представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, сопротивление которых падает с увеличением напряжения на них. Варистор образован из двух слов: переменная и резистор. Однако эти типы переменных резисторов нельзя изменять вручную. Варисторы изменяют свое сопротивление автоматически при повышении напряжения.
Конструкция металлооксидных варисторов
Варисторы состоят из двух металлических электродов и соединений оксидов металлов в порошкообразной форме, таких как оксид цинка или оксид кобальта и так далее. Зерна оксидов металлов действуют как PN-переходы полупроводниковых материалов друг с другом. Когда напряжение прикладывается к электродам, варисторы начинают проводить ток, а проводимость прекращается, как только внешнее напряжение снимается с электродов.
Принцип действия металлооксидных варисторов
Когда скачки электрического напряжения или электрическая мощность в сети мгновенно изменяются в электрической цепи, эти помехи называются переходными процессами. Величина напряжения за короткий промежуток времени подскакивает до нескольких тысяч вольт и может серьезно повредить электрическую цепь. Переходные процессы в сигнале переменного тока показаны ниже:
Варисторы уменьшают свое сопротивление, как только напряжение повышается, и, следовательно, обеспечивают альтернативный путь минимального сопротивления для скачка напряжения. Единственным ограничением в случае MOV является то, что они подходят для кратковременных переходных процессов. Они не рассчитаны на длительные переходные процессы и ухудшают свои характеристики при воздействии повторяющихся или длительных переходных процессов.
Кривая статического сопротивления варистора
Металлооксидные варисторы имеют обратную зависимость от приложенного напряжения. Сопротивление уменьшается с увеличением напряжения. Когда напряжение достигает максимального значения, сопротивление достигает минимального значения.
Кривая характеристик варистора VI
Линейные резисторы имеют прямолинейную структуру, но варисторы не демонстрируют линейного поведения, поскольку их сопротивление падает с увеличением напряжения.
Характеристические кривые показывают двунаправленное поведение варисторов и напоминают характеристики двух стабилитронов, включенных спина к спине. Когда варисторы прекращают проводимость, кривая в выключенном состоянии переходит к линейному тренду. Во время проводимости кривая демонстрирует нелинейное поведение.
Емкость варистора и напряжение ограничения
Два электрода вместе с промежуточной металлооксидной средой варистора напоминают конденсатор. Среда становится диэлектриком, а варисторы в непроводящем режиме действуют как конденсаторы.
MOV переходят в режим проводимости выше значений напряжения ограничения и не проводят ток ниже напряжения ограничения. Напряжение фиксации можно определить как уровень постоянного напряжения, при котором ток силой 1 мА может протекать через корпус варистора. Этот уровень напряжения ограничения определяет режим проводимости варисторов.
При постоянном напряжении эффект емкости не оказывает большого влияния и остается в пределах ниже уровня напряжения ограничения. Но в случаях с переменным напряжением возникает явление тока утечки. Реактивное сопротивление рассеяния падает с увеличением частоты и выражается, как в случае с конденсатором ниже:
Применение варисторов
Варисторы можно использовать в любой электрической цепи, подверженной скачкам напряжения. Его добавляют параллельно с защищаемой электрической цепью. Ниже приведены некоторые основные области применения варисторов:
Заключение
Варисторы защищают электрооборудование от скачков напряжения. Они защищают деликатные электрические сети от переходных процессов так же, как автоматические выключатели и предохранители от перегрузок по току. Они доступны в исполнении с напряжением от 10 до 1000 В, как для переменного, так и для постоянного тока.