Варисторы маркировка: Варистор: принцип действия, проверка и подключение

Варистор: принцип действия, проверка и подключение

Варистор (дословный перевод с английского — резистор с переменным сопротивлением) — полупроводник с нелинейной вольт—амперной характеристикой (вах).

Все электроприборы рассчитаны на свое рабочее напряжение (в домах 220 В или 380В). Если произошел скачок напряжения (вместо 220 В подали 380В) — приборы могут сгореть. Тогда на помощь и придет варистор.

Принцип действия варисторов

В обычном состоянии варистор имеет очень большое сопротивление (по разным источникам от сотен миллионов Ом до миллиардов Ом). Он почти не пропускает через себя ток. Стоит напряжению превысить допустимое значение, как прибор теряет свое сопротивление в тысячи, а то и в миллионы раз. После нормализации напряжения его сопротивление восстанавливается.

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.

Основные характеристики и параметры

Надо отметить, что это универсальный прибор. Он способен работать сразу со всеми видами тока: постоянным, импульсным и переменным. Это происходит из-за того, что он сам не имеет полярности. При изготовлении используется большая температура, чтобы спаять порошок кремния или цинка.

Параметры, которые необходимо учитывать:

1. параметр условный, определяется при токе 1мА, В;
2. максимально допустимое переменное напряжение, В;
3. максимально допустимое постоянное напряжение, В;
4. средняя мощность рассеивания, Вт;
5. максимально импульсная поглощаемая энергия, Дж;
6. максимальный импульсный ток, А;
7. емкость прибора в нормальном состоянии, пФ;
8. время срабатывания, нс;
9. погрешность.

Чтобы правильно подобрать варистор иногда необходимо учитывать и емкость. Она сильно зависит от размера прибора. Так, tvr10431 имеет 160nF, tvr 14431 370nF. Но даже одинаковые по диаметру детали могут обладать разной емкостью, так S14K275 имеет 440nF.

Виды варисторов

По внешнему виду бывают:

• пленочные;
• в виде таблеток;
• стержневой;
• дисковый.

Стержневые могут снабжаться подвижным контактом. Выглядеть они будут соответственно названию. Кроме того, бывают низковольтные, 3—200 В и высоковольтные 20 кВ. У первых ток колеблется в пределах 0,0001—1 А. На обозначение по схеме это никак не влияет. В радиоаппаратуре, конечно, применяют низковольтные.

Чтобы проверить работоспособность варистора необходимо обратить внимание на внешний вид. Его можно найти на входе схемы (где подводится питание). Так как через него проходит очень большой ток — по сравнению с защищаемой схемой — это, как правило, сказывается на его корпусе (сколы, обгоревшие места, потемнение лакового покрытия). А также на самой плате: в месте пайки могут отслаиваться монтажные дорожки, потемнение платы. В этом случае его необходимо заменить.

Однако, даже если нет видимых признаков, варистор может быть неисправным. Чтобы проверить его исправность придется отпаять один его вывод, в противном случае будем проверять саму схему. Для прозвонки обычно используется мультиметр (хотя можно, конечно, и мегомметр попробовать, только необходимо учитывать напряжение, которое он создает, чтобы не спалить варистор). Прозвонить его несложно, подключение производится к контактам и измеряется его сопротивление. Тестер ставим на максимально возможный предел и смотрим, чтобы значение было не меньше несколько сотен Мом, при условии, что напряжение мультиметра не превышает напряжение срабатывания варистора.

Впрочем, бесконечно большое сопротивление, при условии, что омметр довольно мощный (если можно это слово использовать), это также говорит о неисправности. При проверке полупроводника необходимо помнить что это всё-таки проводник и он должен показать сопротивление, в противном случае мы имеем полностью сгоревшую деталь.

Справочник и маркировка варисторов

Если необходима замена, на помощь придет справочник варисторов. Для начала нам потребуется маркировка варистора, она находится на самом корпусе в виде латинских букв и цифр. Хотя этот элемент производится во многих странах, маркировка не имеет принципиальных отличий.

Разные изготовители и маркировка разная 14d471k и znr v14471u. Однако параметры одни и те же. Первые цифры «14» это диаметр в мм., второе число 471 — напряжение при котором происходит срабатывание (открытие). Отдельно про маркировку. Первые две цифры (47) это напряжение, следующая — коэффициент (1). Он показывает сколько нулей нужно ставить после числа 47, в этом случае 1. Получается что испытуемый прибор будет срабатывать при 470 В, плюс — минус погрешность, которая ставится рядом с этим числом. В нашем случае это буква «к» находится после и обозначает 10% т. е. 47 В.

Другая маркировка s10k275. Показатель погрешности стоит перед напряжением, само напряжение показано без коэффициента — 275 В. Из рассмотренных примеров видим, как можно определить маркировку: измеряем диаметр прибора, находим эти размеры на варисторе, другие цифры покажут напряжение. Если определить маркировку не удается, например, kl472m, нужно будет посмотреть в интернете.

Диаметр. Импортные tvr 10471 можно заменить на 10d471k, но быть осторожным с 7d471k, у последнего размер меньше. Чем больше значение, тем, грубо говоря, больше рассеиваемая мощность. Поставив прибор меньшего диаметра, рискуем его спалить. К примеру, серия 10d имеет рабочий ток 25А, а k1472m 50А.

Чтобы правильно выбрать нужный элемент необходимо учитывать не только напряжение питания. Производят множество расчетов, например, выходя из нужного быстродействия (срабатывания), или малое рабочее напряжение. В этом случае используют так называемые защитные диоды. К ним можно отнести bzw04. При его применении важно соблюдать полярность.

Помехоустойчивость. Одним из недостатков является создание помех. Для борьбы с ними используют конденсаторы, например, ac472m Подключают параллельно варистору.

На схеме варистор обозначается как резистор, пустой прямоугольник с перечеркивающей под 45 градусов линией и имеет букву u.

Что такое варистор и для чего он нужен?

Рассмотрение конструкции, принципа работы и назначения варисторов. Как выбрать варистор и какие характеристики у этого защитного элемента.

В электронике можно выделить группу компонентов, задача которых ограничение всплесков напряжения. Один из таких элементов — варистор. Чаще всего данный аппарат можно встретить в большинстве хороших блоков питания. В этой статье мы поговорим о том, как работают и где применяются варисторы. Содержание:

Принцип действия

Варистор — это полупроводниковый прибор с симметричной нелинейной вольтамперной характеристикой. По ее форме можно сделать вывод о том, что варистор работает и в переменном и в постоянном токе. Рассмотрим её подробнее.

В нормальном состоянии ток через варистор предельно мал, его называют током утечки. Его можно рассматривать как диэлектрический компонент с определенной электрической емкостью и можно говорить, что он не пропускает ток. Но, при определенном напряжении (на картинке это + — 60 Вольт) он начинает пропускать ток.

Другими словами, принцип работы варистора в защитных цепях напоминает разрядник, только в полупроводниковом приборе не возникает дугового разряда, а изменяется его внутреннее сопротивление. При уменьшении сопротивления, ток с единиц микроампер возрастает до сотен или тысяч Ампер.

Условное графическое изображение варистора в схемах:

Обозначение элемента на схемах напоминает обычный резистор, но перечеркнутый по диагонали линией, на которой может быть нанесена буква U. Чтобы найти на плате или в схеме этот элемент – обращайте внимание на подписи, чаще всего они обозначаются, как RU или VA.

Внешний вид варистора:

Варистор устанавливают параллельно цепи для ее защиты. Поэтому при импульсе напряжения защищаемой цепи — энергия поступает не в устройство, а рассеивается в виде тепла на варисторе. Если энергия импульса слишком велика — варистор сгорит. Но понятие сгорит размазано, варианта развития два. Либо варистор просто разорвет на части, либо его кристалл разрушится, а электроды замкнутся накоротко. Это приведет к тому, что выгорят дорожки и проводники, или произойдет возгорание элементов корпуса и других деталей.

Чтобы этого избежать перед варистором, последовательно со всей цепью на сигнальный или питающий провод устанавливают предохранитель. Тогда в случае сильного импульса напряжения и долговременного срабатывания или перегорания варистора сгорит и предохранитель, разорвав цепь.

Если сказать вкратце, для чего нужен такой компонент — его свойства позволяют защитить электрическую цепь от губительных всплесков напряжения, которые могут возникать как на информационных линиях, так и на электрических линиях, например, при коммутации мощных электроприборов. Мы обсудим этот вопрос немного ниже.

Устройство

Варисторы устроены достаточно просто — внутри есть кристалл полупроводникового материала, чаще всего это Оксид Цинка (ZiO) или Карбид Кремния (SiC). Прессованный порошок этих материалов подвергают высокотемпературной обработке (запекают) и покрывают диэлектрической оболочкой. Встречаются либо в исполнении с аксиальными выводами, для монтажа в отверстия на печатной плате, а также в SMD-корпусе.

На рисунке ниже наглядно изображено внутреннее устройство варистора:

Основные параметры

Чтобы правильно подобрать варистор, нужно знать его основные технические характеристики:

1. Классификационное напряжение, может обозначаться как Un. Это такое напряжение, при котором через варистор начинает протекать ток силой в 1 мА, при дальнейшем превышении ток лавинообразно увеличивается. Именно этот параметр указывают в маркировке варистора.
2. Номинальная рассеиваемая мощность P. Определяет, сколько может рассеять элемент с сохранением своих характеристик.
3. Максимальная энергия одиночного импульса W. Измеряется в Джоулях.
4. Максимальный ток Ipp импульса. При том что фронт нарастает в течении 8 мкс, а общая его длительность — 20 мкс.
5. Емкость в закрытом состоянии — Co. Так как в закрытом состоянии варистор представляет собой подобие конденсатора, ведь его электроды разделены непроводящим материалом, то у него есть определенная емкость. Это важно, когда устройство применяется в высокочастотных цепях.

Также выделяют и два вида напряжений:

• Um~ — максимальное действующее или среднеквадратичное переменное;
• Um= — максимальное постоянное.

Маркировка и выбор варистора

На практике, например, при ремонте электронного устройства приходится работать с маркировкой варистора, обычно она выполнена в виде:

20D 471K

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.

240*1,1*1,41=372 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:

• 100В (100~120)– 271k;
• 200В (180~220) – 431k;
• 240В (210~250) – 471k;
• 240В (240~265) – 511k.

Применение в быту

Назначение варисторов — защита цепи при импульсах и перенапряжениях на линии. Это свойство позволило рассматриваемым элементам найти свое применение в качестве защиты:

• линий связи;
• информационных входов электронных устройств;
• силовых цепей.

В большинстве дешевых блоков питания не устанавливают никаких защит. А вот в хороших моделях по входу устанавливают варисторы.

Кроме того, все знают, что компьютер нужно подключать к питанию через специальный удлинитель с кнопкой — сетевой фильтр. Он не только фильтрует помехи, в схемах нормальных фильтров также устанавливают варисторы.

Часто электрики рекомендуют защитить китайские светодиодные лампы, установив варистор параллельно патрону. Также защищают и другие устройства, некоторые монтируют варистор в розетку или в вилку, чтобы обезопасить подключаемую технику.

Чтобы защитить всю квартиру — вы можете установить варистор на дин-рейку, в хороших устройствах в корпусе расположены настоящие мощные варисторы диаметром с кулак. Примером такого устройства является ОИН-1, который изображен на фото ниже:

В заключение хотелось бы отметить, что назначение варистора – защитить какую-либо электрическую цепь. Принцип работы основан на изменении сопротивления полупроводниковой структуры под воздействием высокого напряжения. Напряжение, при котором через элемент начинает течь ток силой 1 мА называют классификационным. Это и диаметр элемента есть основными параметрами при выборе. Пожалуй, мы доступно объяснили, что такое варистор и для чего он нужен, задавайте вопросы в комментариях, если вам что-то непонятно.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

Наверняка вы не знаете:

• Какие бывают помехи в электросети
• Принцип работы УЗИП
• Как сделать сетевой фильтр своими руками
• Как проверить резистор в домашних условиях

Нравится0)Не нравится0)

Замена и проверка варистора на плате + видео

Если при ремонте кондиционера вы обнаружили на плате сгоревший предохранитель не спешите его тут же менять, вначале выясните причину по которой он сгорел.

Скорее всего это произошло из-за скачков напряжения в сети.

При измерении в сети напряжение питания оно постоянно колеблется,причём не всегда в пределах безопасных для кондиционеров.

Плюс к этому в сети всегда присутствуют короткие импульсы напряжением в несколько киловольт. Происходит это из-за постоянного отключения и включения индуктивной и ёмкостной нагрузки (электродвигатели,трансформаторы и т. д.), а также из-за атмосферного электричества.

Кондиционеры, как и любую другую электронную технику защищают на этот случай варисторами. Точнее электронную начинку кондиционера-плату управления.

---

 

Стандартная схема подключения варистора

 

параллельно защищаемой нагрузке подключают варистор VA1, а перед ним ставят предохранитель F1:

 

Принцип действия варистора

 

По сути варистор представляет собой нелинейный полупроводниковый резистор, проводимость которого зависит от приложенного к нему напряжения. При нормальном напряжении варистор пропускает через себя пренебрежительно малый ток, а при определённом пороговом напряжении он открывается и пропускает через себя весь ток.

Таким образом он фильтрует короткие импульсы, если же импульс будет более длинным, и ток идущий через варистор превысит номинальный ток срабатывания предохранителя, то он попросту сгорит, обесточив и защитив нагрузку.

Маркировка варисторов

 

Существует огромное количество варисторов разных производителей, с разным пороговым напряжение срабатывания и рассчитанные на разный ток. Узнать какой стоял варистор можно по его маркировке.

Например маркировка варисторов CNR:

 

CNR-07D390K, где:

• CNR-серия, полное название CeNtRa металлоксидные варисторы
• 07- диаметр 7мм
• D — дисковый
• 390 — напряжение срабатывания, рассчитываются умножением первых двух цифр на 10 в степени равной третьей цифре, то есть 39 умножаем на 10 в нулевой степени получатся 39 В, 271-270 В и т. д.
• K — допуск 10 %, то есть разброс напряжения может колебаться от номинального на 10 % в любую сторону.

 

Как же найти на плате варистор?

 

По схеме приведённой выше, видно что этот элемент находится рядом с предохранителем в месте прихода на плату проводов питания. Обычно это диск жёлтого или тёмно-зелёного цвета.

 

На фото варистор указан красной стрелкой. Можно было подумать что варистор это синяя деталь, покрытая чёрной копотью, но на увеличении видно трещины на корпусе варистора, от которого покрылись нагаром расположенные рядом детали.Хорошо это видно и с обратной стороны, где написаны условные обозначения. Даже если их не будет, распознать варистор можно, зная что он подсоединён параллельно нагрузке или по маркировке на его корпусе.

VA1- это варистор, а синяя деталь рядом это конденсатор-С70.

Не путайте их, по форме они одинаковые, так что ориентируйтесь на маркировку и условные обозначения на плате.

После того как вы нашли варистор, его нужно выпаять, чтобы потом на его место установить новый.Для выпаивания варисторов я обычно использую газовый паяльник, потому что не всегда в месте ремонта есть электропитание — на строящемся объекте, на крыше, например. Ещё очень удобно пользоваться оловоотсосом -разогреть место пайки и оловоотсосом удалить расплавившийся припой.

Но для этих целей вполне подойдёт пинцет или обычные плоскогубцы-нужно захватить ножку детали и вытянуть когда припой расплавится.Если у вас плохо плавится припой, то скорее всего он на плате высокотемпературный-так называемый бессвинцовый (может заметили на моей плате надпись PbF — плюмбум фри). В этом случае нужно или увеличить температуру жала паяльника или же капнуть сверху другого более низкотемпературного, место пайки расплавится и можно будет удалить деталь. После этого вставляем новый варистор и припаиваем его.

Для пайки очень удобно пользоваться припоем в виде проволоки у которого внутри уже есть флюс.

Ещё обратите внимание, что большинство плат — двусторонние, поэтому припаивать ножки детали нужно с обеих сторон платы, так как нередко бывает что ножка детали выполняет роль перемычки между дорожками с разных сторон платы.

После замены варистора остаётся только поставить новый предохранитель и установить плату на место.

 

Обычно в платах кондиционера стоят варисторы на напряжение 470 В, и предохранители номиналом от 0.5 А до 5 А. Поэтому рекомендую всегда иметь при себе небольшой запас этих деталей.

 

Для тех, кто хочет нагляднее увидеть процесс , выкладываю видео урок:

 

Для тех кому требуется отремонтировать плату, путём замены варистора, помогут наши сервисные специалисты, цены смотрите здесь.

Как подобрать аналог варистора

В предыдущей статье, посвящённой варисторам, мы рассказали как именно заменить варистор и маркировку варисторов.

Но очень часто нам задают вопрос, каким варистором заменить сгоревший, как подобрать аналог и у всех-ли варисторов одинаковая маркировка.

Подбирать варисторы для замены логичней не по фирме производителю и не по цвету, а по:

• напряжению 
• диаметру.

Диаметр соответствует способности варистора поглотить определённую мощность импульса, поэтому следует заменять на такой же, или больше.

Напряжение срабатывания можно узнать по маркировке — из таблицы и по нему подобрать аналог из имеющихся.

 Если маркировка не сохранилась, то подобрать можно по:

• функциональному назначению
• по электронной схеме

К примеру, если он стоит на входе прибора работающего от переменной сети 220 В, то как правило, он рассчитан на классификационное напряжение — 470 В, 560 В реже 430 В.

Это соответствует среднеквадратичному значению переменного напряжения 300 В, 350 В и 275 В соответственно. В подавляющем большинстве случаев ставят на напряжение 470 В, тогда исключаются частые сгорания предохранителя и радиоэлементы платы защищены надёжней.

 

Параметры и маркировка варисторов разных производителей

 

 

Как измерить параметры варистора

 

Если у вас есть варистор со стёртой маркировкой или такой нет в таблице аналогов, то вполне возможно измерить напряжение срабатывания варистора.

Для этого достаточно подключить его к блоку питания, который может обеспечить необходимое напряжение и у которого можно ограничить максимальный ток, чтобы варистор не разрушился (полярность подключения не имеет значения)

У меня к сожалению такого под рукой не оказалось, поэтому я выбрал другой способ. Я подключил варистор к мегомметру, который измеряет сопротивление высоким напряжением, у данного прибора три предела 250 В, 500 В и 1000 В, что оказалось вполне достаточно.

Я проверял два варистора — на 470 В и на 680 В, первый на пределе 500 В, второй 1000 В.

Как видно на фото, параметры вполне укладываются в допуск 10%.

Перед измерением обязательно прочтите инструкцию к прибору и убедитесь, что данная операция не повредит его, а также соблюдайте все требования по технике безопасности при работе с высоким напряжением.

Варисторы маркировка и параметры — Мастер Фломастер

Среди радиолюбителей большой популярностью пользуются варисторы. Они применяются практически во всех электронных устройствах и позволяют усовершенствовать некоторые приборы. Для использования в схемах следует понять принцип работы варистора, а также знать его основные характеристики. Кроме того он, как и любая деталь, обладает своими достоинствами и недостатками, которые нужно учитывать при построении и расчете электрических схем.

Общие сведения

Варистор (varistor) является полупроводниковым резистором, уменьшающим величину своего сопротивления при увеличении напряжения. Условное графическое обозначение (УГО) представлено на рисунке 1, на котором изображена зависимость сопротивления радиокомпонента от величины напряжения. На схемах обозначается znr. Если их больше одного, то обозначается в следующем виде: znr1, znr2 и т. д.

Рисунок 1 — УГО варистора.

Многие начинающие радиолюбители путают переменный резистор и варистор. Принцип действия, основные характеристики и параметры этого элемента отличаются от переменного резистора. Кроме того, распространенной ошибкой составления электрических принципиальных схем является неверное его УГО. Варистор выглядит как конденсатор и распознается только по маркировке.

Виды и принцип работы

Полупроводниковые резисторы классифицируются по напряжению, поскольку от этого зависит их сфера применения. Их всего 2 вида:

1. Высоковольтные с рабочим напряжением до 20 кВ.
2. Низковольтные, напряжение которых находится в диапазоне от 3 до 200 В.

Все они применяются для защиты цепей от перегрузок: первые — для защиты электросетей, электрических машин и установок; вторые служат для защиты радиокомпонентов в низковольтных цепях. Принцип работы варисторов одинаков и не зависит от его вида.

В исходном состоянии он обладает высоким сопротивлением, но при превышении номинального значения напряжения оно падает. В результате этого, по закону Ома для участка цепи, значение силы тока возрастает при уменьшении величины сопротивления. Варистор при этом работает в режиме стабилитрона. При проектировании устройства и для корректной его работы следует учитывать емкость варистора, значение которой прямо пропорционально площади и обратно пропорционально его толщине.

Для того чтобы правильно подобрать элемент для защиты от перегрузок в цепях питания устройства, следует знать величину сопротивления источника на входе, а также мощность импульсов, образующихся при коммутации. Максимальное значение силы тока, пропускаемое варистором, определяет величину длительности и периода повторений выбросов амплитудных значений напряжения.

Маркировка и основные параметры

Маркировка варисторов отличается, поскольку каждый производитель этих радиокомпонентов имеет право устанавливать ее самостоятельно. Это, прежде всего, связано с его техническими характеристиками. Например, различия по напряжениям и необходимым уровням тока для его работы.

Среди отечественных наиболее распространенным является К275, а среди импортных — 7n471k, 14d471k, kl472m и ac472m. Наибольшей популярностью пользуется варистор, маркировка которого — CNR (бывают еще hel, vdr, jvr). Кроме того, к ней прикрепляется цифробуквенный индекс 14d471k, и расшифровывается этот вид обозначения следующим образом:

1. CNR — металлооксидный тип.
2. 14 — диаметр прибора, равный 14 мм.
3. D — радиокомпонент в форме диска.
4. 471 — максимальное значение напряжения, на которое он рассчитан.
5. К — допустимое отклонения классификационного напряжения, равное 10%.

Существуют технические характеристики, необходимые для применения в схеме. Это связано с тем, что для защиты различных элементов цепи следует использовать различный тип полупроводникового сопротивления.

Их основные характеристики:

1. Напряжение классификации — значение разности потенциалов, взятое с учетом того, что сила тока, равная 1 мА, протекает через варистор.
2. Максимальная величина переменного напряжения — является среднеквадратичным значением, при котором он открывается и, следовательно, величина его сопротивления понижается.
3. Значение постоянного максимального напряжения, при котором варистор открывается в цепи постоянного тока. Как правило, оно больше предыдущего параметра для тока переменной амплитуды.
4. Допустимое напряжение (напряжение ограничения) является величиной, при превышении которой происходит выход элемента из строя. Указывается для определенной величины силы тока.
5. Поглощаемая максимальная энергия измеряется в Дж (джоулях). Эта характеристика показывает величину энергии импульса, которую может рассеять варистор и при этом не выйти из строя.
6. Время реагирования (единица измерения — наносекунды, нс) — величина, требуемая для перехода из одного состояния в другое, т. е. изменение величины сопротивления с высокой величины на низкую.
7. Погрешность напряжения классификации — отклонение от номинального его значения в обе стороны, которое указывается в % (для импортных моделей: К = 10%, L = 15%, M = 20% и Р = 25%).

После описания принципа работы, особенностей маркировки и основных характеристик следует рассмотреть сферы применения варисторов.

Применение приборов

Варисторы применяются для защиты электронных устройств от скачкообразного напряжения, амплитуда которого превышает номинальное значение питания. Благодаря применению в блоках питания полупроводникового резистора, появляется возможность избежать множества поломок, которые могут вывести электронику из строя. Широкое применение варистор получил и в схеме балласта, который применяется в элементах освещения.

В некоторых стабилизаторах величин напряжения и тока также используются специализированные полупроводниковые резисторы, а варисторы-разрядники с напряжением более 20 кВ применяются для стабилизации питания в линиях электропередач. Его можно подключить также и в схему проводки (схема 1), защитив ее от перегрузок и недопустимых амплитудных значений тока и напряжения. При перегрузке проводки происходит ее нагрев, который может привести к пожару.

Схема 1 — Подключение варистора для сети 220В.

Низковольтные варисторы работают в диапазоне напряжения от 3 В до 200 В с силой тока от 0,1 до 1 А. Они применяются в различной аппаратуре и ставятся преимущественно на входе или выходе источника питания. Время их срабатывания составляет менее 25 нс, однако этой величины для некоторых приборов недостаточно и в этом случае применяются дополнительные схемы защиты.

Однако технология их изготовления не стоит на месте, поскольку фирма «S+М Eрсоs» создала радиоэлемент с временем срабатывания менее 0,5 нс. Этот полупроводниковый резистор изготовлен по smd-технологии. Конструкции дискового исполнения обладают более высоким временем срабатывания. Многослойные варисторы (CN) являются надежной защитой от статического электричества, которое может вывести из строя различную электронику. Примером использования является производство мобильных телефонов, которые подвержены воздействию статических разрядов. Этот тип варисторов также получили широкое применение в области компьютерной технике, а также в высокочувствительной аппаратуре.

Достоинства и недостатки

Для использования варистора следует ознакомиться с его положительными и отрицательными сторонами, поскольку от этого зависит защита электроники. К положительным качествам следует отнести следующие:

1. Высокое время срабатывания.
2. Отслеживание перепадов при помощи безинерционного метода.
3. Широкий диапазон напряжений: от 12 В до 1,8 кВ.
4. Длительный срок службы.
5. Низкая стоимость.

У варистора, кроме его достоинств, существуют серьезные недостатки, на которые следует обратить внимание при разработке какого-либо устройства. К ним относятся:

1. Большая емкость.
2. Не рассеивают мощность при максимальном значении напряжения.

Емкость полупроводникового прибора находится в пределах от 70 до 3200 пФ и, следовательно, существенно влияет на работу схемы. Эта величина зависит от конструкции и типа прибора, а также от напряжения. Однако в некоторых случаях этот недостаток является достоинством при использовании его в фильтрах. Значение большей емкости ограничивает величину напряжения.

При максимальных значениях напряжения для рассеивания мощности следует применять варисторы-разрядники, поскольку обыкновенный полупроводниковый прибор перегреется и выйдет из строя. Каждому радиолюбителю следует знать алгоритм проверки варистора, поскольку при обращении в сервисные центры существует вероятность заплатить за ремонт больше, чем он стоит в действительности.

Проверка на исправность

Для поиска неисправностей необходима схема устройства. Для примера следует обратиться к схеме 2, в которой применяется варистор. В ней будет рассмотрен только вариант выхода из строя полупроводникового резистора. Основным этапом поиска неисправностей является подготовка рабочего места и инструмента, которая позволяет сосредоточиться на выполнении ремонта и произвести его качественно. Для ремонтных работ потребуется следующий инструмент:

1. Отвертка.
2. Щетка, которая нужна для очистки платы от пыли. Следует производить очистку постоянно, поскольку она является проводником электричества. В результате этого может произойти выход из строя определенного элемента схемы или короткое замыкание.
3. Паяльник, олово и канифоль.
4. Мультиметр для диагностики радиокомпонентов.
5. Увеличительное стекло для просмотра маркировки.

После подготовки рабочего места и инструмента следует аккуратно разобрать сетевой фильтр, а затем при необходимости произвести очистку от пыли и мусора.

Схема 2 — Схема электрическая принципиальная сетевого фильтра на 220 вольт и его доработка.

Найти варистор и произвести его визуальный осмотр. Корпус должен быть целым и без трещин. Если было обнаружено нарушение целостности корпуса, то его необходимо выпаять и произвести замену на такой же или выбрать аналог. Необходимо отметить, что полярность подключения варистора в цепь не имеет значения. Если механические повреждения не обнаружены, то следует перейти к его диагностике, которая производится двумя способами:

1. Измерение сопротивления.
2. Поиск неисправности, исходя из технических характеристик элемента.

В первом случае деталь выпаивается из платы и замеряется значение ее сопротивления при помощи мультиметра. Переключатель ставится в положение максимального диапазона измерений (2 МОм достаточно). При замере не следует касаться руками варистора, поскольку прибор покажет сопротивление тела. Если мультиметр показывает высокие значения, то радиокомпонент исправен, а при других значениях его следует заменить. После замены следует собрать корпус и произвести включение сетевого фильтра.

Существует и другой способ выявления неисправного варистора, основанный на анализе характеристик элемента. Его, как правило, используют в том случае, если замер величины сопротивления не дал необходимых результатов. Для этого следует обратиться к техническим характеристикам варистора, согласно которым можно выявить его неисправность.

Следует проверить силу тока, при которой он работает, поскольку ее значение может быть меньше необходимой. В этом случае он не будет работать. Также нужно проверить величину напряжения, на которую он рассчитан. Если по каким-либо причинам эти показатели меньше допустимых, то полупроводниковый резистор не откроется.

Таким образом, варистор получил широкое применение в различных устройствах защиты от перепадов напряжения и блоках питания, а также статического электричества. Современные технологии позволяют получить низкие показатели времени срабатывания, благодаря которому сферы применения этого радиоэлемента расширяются.

Варистором называется нелинейный резистор, который применяется в радиоэлектронных цепях и обеспечивает защиту включенных в сеть приборов от перенапряжения. Его отличительной чертой является нелинейная вольт-амперная характеристика. В зависимости от величины воздействующего на деталь напряжения ее сопротивление может колебаться в значительных пределах – от нескольких десятков до сотен миллионов Ом. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен варистор, каков его принцип действия и как производится его подключение и проверка детали на исправность.

Как работает варистор?

На схеме варистор обозначается значком резистора, перечеркнутого по диагонали, что указывает на его нелинейность.

Когда нелинейный резистор функционирует в обычном режиме, его сопротивление велико. Однако оно сильно снижается при возрастании напряжения выше номинальной величины, что приводит к значительному повышению тока. Таким образом, разность потенциалов удерживается на уровне, несколько превышающем номинал. Варистор, работающий в этом режиме, выполняет функцию стабилизации напряжения.

Нелинейный резистор, будучи подключенным на входе электроцепи, добавляет к ее емкости собственную. Для устойчивой работы защищаемых приборов это необходимо учесть при проектировании линии.

На рисунке представлена стандартная схема подключения варистора.

Для правильного подбора защитного элемента важно знать мощность импульсов, имеющих место при переходных процессах, а также величину выходного сопротивления источника.

От максимальной силы тока, которую нелинейный резистор способен пропустить через себя, зависит частота повторений выбросов напряжения, а также их длительность. Если она слишком мала для конкретной цепи, защитный элемент быстро придет в негодность из-за перегрева. Поэтому, чтобы варистор работал безотказно в течение длительного времени, он должен обеспечивать эффективное рассеивание импульсной энергии при переходном процессе. Затем деталь должна быстро возвращаться в исходное состояние.

Преимущества и недостатки варисторов

Основными преимуществами нелинейного резистора является:

· возможность работы под значительными нагрузками, а также на высокой частоте;

· большой спектр применения;

Недостатком элемента является низкочастотный шум, создаваемый им при работе. Кроме того, его вольт-амперная характеристика в высокой степени зависит от температуры.

Варисторы: характеристики и параметры

Нелинейные резисторы, как и любые другие радиотехнические детали, обладают рядом отличительных характеристик. Основные параметры варисторов таковы:

· классификационное номинальное напряжение. Это рабочее напряжение элемента, при котором он пропускает ток величиной 1 мА;

· максимальное напряжение ограничения. Так называется напряжение, которое деталь способна выдержать без вреда для себя. Если этот показатель будет превышен, защитный элемент выйдет из строя;

· максимальное постоянное напряжение. Это показатель постоянного напряжения, при достижении которого происходит резкое возрастание проходящего через деталь тока, и она выполняет стабилизирующую функцию;

· максимальное переменное напряжение. Так называется показатель переменного напряжения, по достижении которого включается защитный режим нелинейного резистора;

· допустимое отклонение. Этим термином обозначается выраженное в процентах отклонение разности потенциалов от величины классификационного напряжения.

· время срабатывания. Это время, которое требуется находящемуся в высокоомном состоянии на переход в низкоомное;

· максимальная поглощаемая энергия. Так обозначается максимальная величина импульсной энергии, которая может быть преобразована в тепловую без вреда для варистора.

Разобравшись с принципом работы нелинейного резистора и его основными параметрами, перейдем к заключительному вопросу – как можно проверить его исправность?

Как проверить варистор?

Существует 2 способа проверки работоспособности этого элемента:

· визуальный осмотр корпуса;

· измерение сопротивления специальным прибором.

При внешнем осмотре корпусной части можно увидеть потемнения, трещины или следы подгорания, по которым можно сделать вывод о том, что деталь непригодна к эксплуатации. Если визуально недостатков не заметно, но исправность элемента вызывает сомнения, придется воспользоваться тестером (мультиметром) или омметром. Разберемся, как проверить варистор мультиметром. Главным критерием здесь является сопротивление детали – чем оно больше, тем лучше. Элемент с низким сопротивлением подлежит замене. Стоит отметить, что пробитый варистор, как правило, легко определить путем визуального осмотра, даже не пользуясь тестером. Кроме того, когда поврежденная радиодеталь находится в цепи, предохранитель постоянно выбивает.

Для проверки необходимо:

· отпаять один из выводов проверяемой детали. В противном случае прозвонка, скорее всего, не даст достоверного результата, так как пойдет по другим участкам цепи;

· поставить переключатель тестера в режим замера сопротивления на максимум;

· прикоснуться щупами прибора к выводам проверяемой детали;

· снять показания индикатора (шкалы).

Измерять сопротивление нужно два раза, меняя полярность подключения тестера.

Проверка мультиметром позволяет точно определить, когда варистор находится в обрыве – в ходе измерения прибор будет показывать бесконечное сопротивление.

В интернет-магазине DIP8.RU можно приобрести по доступной цене различные радиодетали и элементы высокого качества, в том числе и варисторы. Весь товар сертифицирован. По всем вопросам, касающимся характеристик деталей и оформления заказа, вы можете обратиться по телефону, указанному в разделе «Контакты».

Варисторы: как работают, основные характеристики и параметры, схема подключения

Варистором называется нелинейный резистор, который применяется в радиоэлектронных цепях и обеспечивает защиту включенных в сеть приборов от перенапряжения. Его отличительной чертой является нелинейная вольт-амперная характеристика. В зависимости от величины воздействующего на деталь напряжения ее сопротивление может колебаться в значительных пределах – от нескольких десятков до сотен миллионов Ом. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен варистор, каков его принцип действия и как производится его подключение и проверка детали на исправность.

Как работает варистор?

На схеме варистор обозначается значком резистора, перечеркнутого по диагонали, что указывает на его нелинейность.

Когда нелинейный резистор функционирует в обычном режиме, его сопротивление велико. Однако оно сильно снижается при возрастании напряжения выше номинальной величины, что приводит к значительному повышению тока. Таким образом, разность потенциалов удерживается на уровне, несколько превышающем номинал. Варистор, работающий в этом режиме, выполняет функцию стабилизации напряжения.

Нелинейный резистор, будучи подключенным на входе электроцепи, добавляет к ее емкости собственную. Для устойчивой работы защищаемых приборов это необходимо учесть при проектировании линии.

На рисунке представлена стандартная схема подключения варистора.

Для правильного подбора защитного элемента важно знать мощность импульсов, имеющих место при переходных процессах, а также величину выходного сопротивления источника.

От максимальной силы тока, которую нелинейный резистор способен пропустить через себя, зависит частота повторений выбросов напряжения, а также их длительность. Если она слишком мала для конкретной цепи, защитный элемент быстро придет в негодность из-за перегрева. Поэтому, чтобы варистор работал безотказно в течение длительного времени, он должен обеспечивать эффективное рассеивание импульсной энергии при переходном процессе. Затем деталь должна быстро возвращаться в исходное состояние.

Преимущества и недостатки варисторов

Основными преимуществами нелинейного резистора является:

· возможность работы под значительными нагрузками, а также на высокой частоте;

· большой спектр применения;

Недостатком элемента является низкочастотный шум, создаваемый им при работе. Кроме того, его вольт-амперная характеристика в высокой степени зависит от температуры.

Варисторы: характеристики и параметры

Нелинейные резисторы, как и любые другие радиотехнические детали, обладают рядом отличительных характеристик. Основные параметры варисторов таковы:

· классификационное номинальное напряжение. Это рабочее напряжение элемента, при котором он пропускает ток величиной 1 мА;

· максимальное напряжение ограничения. Так называется напряжение, которое деталь способна выдержать без вреда для себя. Если этот показатель будет превышен, защитный элемент выйдет из строя;

· максимальное постоянное напряжение. Это показатель постоянного напряжения, при достижении которого происходит резкое возрастание проходящего через деталь тока, и она выполняет стабилизирующую функцию;

· максимальное переменное напряжение. Так называется показатель переменного напряжения, по достижении которого включается защитный режим нелинейного резистора;

· допустимое отклонение. Этим термином обозначается выраженное в процентах отклонение разности потенциалов от величины классификационного напряжения.

· время срабатывания. Это время, которое требуется находящемуся в высокоомном состоянии на переход в низкоомное;

· максимальная поглощаемая энергия. Так обозначается максимальная величина импульсной энергии, которая может быть преобразована в тепловую без вреда для варистора.

Разобравшись с принципом работы нелинейного резистора и его основными параметрами, перейдем к заключительному вопросу – как можно проверить его исправность?

Как проверить варистор?

Существует 2 способа проверки работоспособности этого элемента:

· визуальный осмотр корпуса;

· измерение сопротивления специальным прибором.

При внешнем осмотре корпусной части можно увидеть потемнения, трещины или следы подгорания, по которым можно сделать вывод о том, что деталь непригодна к эксплуатации. Если визуально недостатков не заметно, но исправность элемента вызывает сомнения, придется воспользоваться тестером (мультиметром) или омметром. Разберемся, как проверить варистор мультиметром. Главным критерием здесь является сопротивление детали – чем оно больше, тем лучше. Элемент с низким сопротивлением подлежит замене. Стоит отметить, что пробитый варистор, как правило, легко определить путем визуального осмотра, даже не пользуясь тестером. Кроме того, когда поврежденная радиодеталь находится в цепи, предохранитель постоянно выбивает.

Для проверки необходимо:

· отпаять один из выводов проверяемой детали. В противном случае прозвонка, скорее всего, не даст достоверного результата, так как пойдет по другим участкам цепи;

· поставить переключатель тестера в режим замера сопротивления на максимум;

· прикоснуться щупами прибора к выводам проверяемой детали;

· снять показания индикатора (шкалы).

Измерять сопротивление нужно два раза, меняя полярность подключения тестера.

Проверка мультиметром позволяет точно определить, когда варистор находится в обрыве – в ходе измерения прибор будет показывать бесконечное сопротивление.

В интернет-магазине DIP8.RU можно приобрести по доступной цене различные радиодетали и элементы высокого качества, в том числе и варисторы. Весь товар сертифицирован. По всем вопросам, касающимся характеристик деталей и оформления заказа, вы можете обратиться по телефону, указанному в разделе «Контакты».

Варистор (дословный перевод с английского — резистор с переменным сопротивлением) — полупроводник с нелинейной вольт—амперной характеристикой (вах).

Все электроприборы рассчитаны на свое рабочее напряжение (в домах 220 В или 380В). Если произошел скачок напряжения (вместо 220 В подали 380В) — приборы могут сгореть. Тогда на помощь и придет варистор.

Принцип действия варисторов

В обычном состоянии варистор имеет очень большое сопротивление (по разным источникам от сотен миллионов Ом до миллиардов Ом). Он почти не пропускает через себя ток. Стоит напряжению превысить допустимое значение, как прибор теряет свое сопротивление в тысячи, а то и в миллионы раз. После нормализации напряжения его сопротивление восстанавливается.

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.

Основные характеристики и параметры

Надо отметить, что это универсальный прибор. Он способен работать сразу со всеми видами тока: постоянным, импульсным и переменным. Это происходит из-за того, что он сам не имеет полярности. При изготовлении используется большая температура, чтобы спаять порошок кремния или цинка.

Параметры, которые необходимо учитывать:

1. параметр условный, определяется при токе 1мА, В;
2. максимально допустимое переменное напряжение, В;
3. максимально допустимое постоянное напряжение, В;
4. средняя мощность рассеивания, Вт;
5. максимально импульсная поглощаемая энергия, Дж;
6. максимальный импульсный ток, А;
7. емкость прибора в нормальном состоянии, пФ;
8. время срабатывания, нс;
9. погрешность.

Чтобы правильно подобрать варистор иногда необходимо учитывать и емкость. Она сильно зависит от размера прибора. Так, tvr10431 имеет 160nF, tvr 14431 370nF. Но даже одинаковые по диаметру детали могут обладать разной емкостью, так S14K275 имеет 440nF.

Виды варисторов

По внешнему виду бывают:

• пленочные;
• в виде таблеток;
• стержневой;
• дисковый.

Стержневые могут снабжаться подвижным контактом. Выглядеть они будут соответственно названию. Кроме того, бывают низковольтные, 3—200 В и высоковольтные 20 кВ. У первых ток колеблется в пределах 0,0001—1 А. На обозначение по схеме это никак не влияет. В радиоаппаратуре, конечно, применяют низковольтные.

Чтобы проверить работоспособность варистора необходимо обратить внимание на внешний вид. Его можно найти на входе схемы (где подводится питание). Так как через него проходит очень большой ток — по сравнению с защищаемой схемой — это, как правило, сказывается на его корпусе (сколы, обгоревшие места, потемнение лакового покрытия). А также на самой плате: в месте пайки могут отслаиваться монтажные дорожки, потемнение платы. В этом случае его необходимо заменить.

Однако, даже если нет видимых признаков, варистор может быть неисправным. Чтобы проверить его исправность придется отпаять один его вывод, в противном случае будем проверять саму схему. Для прозвонки обычно используется мультиметр (хотя можно, конечно, и мегомметр попробовать, только необходимо учитывать напряжение, которое он создает, чтобы не спалить варистор). Прозвонить его несложно, подключение производится к контактам и измеряется его сопротивление. Тестер ставим на максимально возможный предел и смотрим, чтобы значение было не меньше несколько сотен Мом, при условии, что напряжение мультиметра не превышает напряжение срабатывания варистора.

Впрочем, бесконечно большое сопротивление, при условии, что омметр довольно мощный (если можно это слово использовать), это также говорит о неисправности. При проверке полупроводника необходимо помнить что это всё-таки проводник и он должен показать сопротивление, в противном случае мы имеем полностью сгоревшую деталь.

Справочник и маркировка варисторов

Если необходима замена, на помощь придет справочник варисторов. Для начала нам потребуется маркировка варистора, она находится на самом корпусе в виде латинских букв и цифр. Хотя этот элемент производится во многих странах, маркировка не имеет принципиальных отличий.

Разные изготовители и маркировка разная 14d471k и znr v14471u. Однако параметры одни и те же. Первые цифры «14» это диаметр в мм., второе число 471 — напряжение при котором происходит срабатывание (открытие). Отдельно про маркировку. Первые две цифры (47) это напряжение, следующая — коэффициент (1). Он показывает сколько нулей нужно ставить после числа 47, в этом случае 1. Получается что испытуемый прибор будет срабатывать при 470 В, плюс — минус погрешность, которая ставится рядом с этим числом. В нашем случае это буква «к» находится после и обозначает 10% т. е. 47 В.

Другая маркировка s10k275. Показатель погрешности стоит перед напряжением, само напряжение показано без коэффициента — 275 В. Из рассмотренных примеров видим, как можно определить маркировку: измеряем диаметр прибора, находим эти размеры на варисторе, другие цифры покажут напряжение. Если определить маркировку не удается, например, kl472m, нужно будет посмотреть в интернете.

Диаметр. Импортные tvr 10471 можно заменить на 10d471k, но быть осторожным с 7d471k, у последнего размер меньше. Чем больше значение, тем, грубо говоря, больше рассеиваемая мощность. Поставив прибор меньшего диаметра, рискуем его спалить. К примеру, серия 10d имеет рабочий ток 25А, а k1472m 50А.

Чтобы правильно выбрать нужный элемент необходимо учитывать не только напряжение питания. Производят множество расчетов, например, выходя из нужного быстродействия (срабатывания), или малое рабочее напряжение. В этом случае используют так называемые защитные диоды. К ним можно отнести bzw04. При его применении важно соблюдать полярность.

Помехоустойчивость. Одним из недостатков является создание помех. Для борьбы с ними используют конденсаторы, например, ac472m Подключают параллельно варистору.

На схеме варистор обозначается как резистор, пустой прямоугольник с перечеркивающей под 45 градусов линией и имеет букву u.

Варисторы Littelfuse: обзор, новинки, нюансы подбора

11 октября 2019

Вячеслав Гавриков (г. Смоленск)

Варисторы являются одним из наиболее популярных инструментов для защиты электронных устройств от воздействия мощных помех. Возможность работы с высокими пиковыми токами, привлекательная цена и компактные размеры позволяют применять их в широком спектре приложений – от промышленного оборудования до бытовой техники. Обширная линейка варисторов производства компании Littelfuse позволяет показать преимущества этих изделий и дать некоторые рекомендации по их выбору.

Электронные устройства в процессе работы неизбежно сталкиваются с электромагнитными помехами. Источниками помех могут быть электростатические разряды, коммутации электродвигателей, молнии, высокочастотные коммутации импульсных преобразователей и так далее.

Помехи характеризуются рядом параметров, в частности – амплитудой напряжения и тока, скоростью нарастания, длительностью и формой импульса. Примеры некоторых видов помех представлены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры различных видов помех (типовые значения) [1]

Вид воздействия	Напряжение	Ток	Фронт	Длительность
Молния	25 кВ	20 кА	10 мкс	1 мс
Коммутация	600 В	500 A	50 мкс	500 мс
ESD	15 кВ	30 A	<1 нс	100 нс

Цифры из таблицы 1, конечно же, впечатляют: 25 кВ, 15 кВ и так далее. Однако это всего лишь типовые значения. Например, пройдя по синтетическому ковру, человек может «зарядиться» и до 35 кВ при условии низкой влажности (RH 20%). В то же время устойчивость большинства электронных компонентов к электромагнитным помехам оказывается гораздо ниже (таблица 2).

Из таблицы 2 видно, что даже импульсы напряжения 7 кВ оказываются смертельными для большинства компонентов. Таким образом, защищать электронику от помех нужно в обязательном порядке. В некоторых случаях это жизненно необходимо, например, когда рядом с чувствительным электронным узлом работает мощный электромотор или электромагнитный клапан.

Таблица 2. Устойчивость электронных компонентов к перенапряжениям [1]

Тип	Максимальное напряжение, В
VMOS	30…1800
MOSFET	100…200
GaAsFET	100…300
EPROM	100
JFET	140…7000
CMOS	250…3000
Диоды Шоттки	300…2500
Биполярные транзисторы	380…7000
SCR	680…1000

Как правило, для определения степени устойчивости оборудования к помехам используют различные стандарты электромагнитной совместимости (ЭМС). Стандарты ЭМС бывают общими и отраслевыми, такими как автомобильные, медицинские и так далее. Чаще всего в качестве общих стандартов ЭМС используются стандарты группы IEC 61000-4. Например, стандарт IEC 61000-4-2 устанавливает требования устойчивости технических средств к электростатическим разрядам. В РФ этот стандарт актуализирован под названием ГОСТ 30804.4.2-2013. ГОСТ 30804.4.2-2013 (IEC 61000-4-2) устанавливает типовую форму тока разряда и его параметры, степени жесткости испытаний, состав и характеристики испытательного оборудования, методы проведения испытаний, организацию рабочего места и прочее. В качестве примера на рисунке 1 представлена форма испытательного импульса согласно IEC 61000-4-2.

Рис. 1. Форма испытательного импульса IEC 61000-4-2

Заявленные в техническом задании требования к ЭМС (с указанием конкретных стандартов) становятся отправной точкой при разработке цепей защиты. Однако на этом этапе возникает проблема выбора защитных компонентов. Дело в том, что для защиты от мощных помех применяют различные компоненты [2]:

• металл-оксидные варисторы (Metal Oxide Varistor, MOV, [3]), многослойные варисторы (Multi-Layer Varistor MLV, [4], и варисторные сборки [5];
• тиристоры, например, SIDACtor производства компании Littelfuse [6];
• TVS-диоды (Transient Voltage Suppression) [7, 8];
• газовые разрядники (Gas Discharge Tube, GDT, [9]) и другие.

Защитные компоненты отличаются как по характеристикам, так и по принципу работы. Например, газовые разрядники и тиристоры работают по принципу короткого замыкания. При срабатывании они переходят в состояние, близкое к КЗ (с минимальным собственным падением напряжения) и практически полностью переключают ток помехи на себя. Варисторы и TVS-диоды при возникновении помехи работают в режиме ограничения. После срабатывания их сопротивление уменьшается и часть тока отводится от нагрузки, тем самым уменьшая напряжение. При этом энергия помехи рассеивается, преимущественно, на защитном компоненте.

Разумеется, у всех защитных компонентов есть достоинства и недостатки. Это хорошо демонстрирует таблица 3, в которой сравниваются характеристики защитных компонентов производства Littelfuse. Таким образом, выбор того или иного компонента (или решение об их совместном использовании) является не такой уж простой задачей и ложится на плечи разработчика.

Таблица 3. Характеристики защитных компонентов от Littelfuse

Параметр	Газовые разрядники	Защитные тиристоры SIDACtor®	Варисторы	TVS
Механизм работы	Пробой (КЗ)	Пробой (КЗ)	Ограничение	Ограничение
Уровень пиковых токов	Высокий	Средний	Высокий	Средний
Время срабатывания	Более 1 мкс	Менее 1 нс	Диапазон нс	Диапазон нс
Пиковый ток, кА	20	5	70	15
Минимальное напряжение включения	75	8	6	6
Точность напряжения включения	Низкая	Высокая	Низкая	Высокая
Эффективность ограничения выбросов напряжения	Средняя	Высокая	Низкая	Высокая
Типовая емкость, пФ	~1	~30	~1400	~100
Напряжение в режиме ограничения, В	~30	~3	VC	VC
Уровень выживаемости	Хороший	Отличный	Ограниченный	Хороший
Соотношение габариты/пиковый ток	Низкое	Среднее	Высокое	Среднее

В настоящее время варисторы являются одним из наиболее популярных типов защитных компонентов. Среди их основных достоинств можно отметить высокий уровень пиковых токов, отличное соотношение габаритов и рассеиваемой мощности, более привлекательную стоимость по сравнению с другими защитными компонентами.

В этой статье мы последовательно рассмотрим конструкцию варисторов, принцип их действия, ВАХ и эквивалентную схему замещения, электрические параметры. Выполним обзор номенклатуры варисторов производства компании Littelfuse, дадим пошаговую инструкцию по выбору оптимального варистора, а также рассмотрим некоторые области их применения.

Конструкции и принцип действия варисторов

Для изготовления варисторов используют оксид цинка (ZnO) с дополнительными присадками из оксидов других металлов, например, висмута, кобальта, магния и прочих. Изначально ZnO находится в состоянии пудры, но при спекании образует гранулы с четко выраженными границами, которые можно без проблем увидеть с помощью микроскопа (рисунок 2). Главной особенностью гранул является их вольт-амперная характеристика (ВАХ), которая напоминает ВАХ стабилитрона. При увеличении напряжения выше напряжения пробоя динамическое сопротивление такой ячейки падает, и она переходит в проводящее состояние. Интересно, что напряжение пробоя каждой гранулы оказывается равным 2…3 В и не зависит от ее размера. Таким образом, напряжение ограничения варисторов зависит от числа гранул, уместившихся между электродами. То есть, изменяя толщину слоя ZnO, можно изменять и напряжение ограничения. С другой стороны, уменьшая размер гранул, можно снизить и толщину слоя при сохранении того же рабочего напряжения.

Самым распространенным типом варисторов являются однослойные MOV-варисторы с одной парой электродов (рисунок 2). Такой варистор по своим характеристикам эквивалентен множеству включенных параллельно стабилитронов. В этом-то и заключается большое преимущество варисторов перед TVS-диодами. Если в TVS-диодах, работающих в режиме ограничения помехи, энергия рассеивается на одном единственном p-n-переходе, то в варисторе энергия практически равномерно распределяется по объему компонента. Именно по этой причине варисторы обладают устойчивостью к импульсам тока до десятков кА и способны поглощать очень мощные помехи.

Рис. 2. Конструкция MOV-варистора

Традиционные MOV-варисторы, как правило, имеют дисковую форму. Чем больше геометрические размеры диска, тем выше может быть рассеиваемая энергия и тем выше может быть рабочее напряжение. Однако в современных приложениях требуются компактные защитные компоненты и дисковые варисторы для этих целей не подходят. Чтобы обеспечить высокое рабочее напряжение и сохранить компактные размеры были созданы многослойные MLV-варисторы (рисунок 3). Конструктивно они напоминают многослойные керамические конденсаторы. Такая структура обеспечивает значительную эффективную площадь варистора.

Рис. 3. Конструкция MLV-варистора

Подробнее о конструкциях и принципе действия варисторов можно ознакомиться в других источниках, например, здесь [1, 3].

ВАХ, схема замещения и параметры варисторов

Обычно ВАХ варисторов в документации изображают в логарифмическом масштабе (рисунок 4). При этом на ней можно отметить три характерных области: область токов утечки, область нормальной работы и критическая область. В области токов утечки характеристика имеет линейный вид, а изменение напряжения в широких пределах слабо влияет на величину тока. В области нормальной работы происходит открытие варистора: даже незначительное увеличение напряжения приводит к изменению тока на несколько порядков. Критическая область характеризует работу варистора на пределе его возможностей.

Рис. 4. ВАХ варистора в логарифмическом масштабе

Для того чтобы воспроизвести ВАХ варистора, можно использовать упрощенную схему замещения (рисунок 5). Roff имеет большое сопротивление (сотни МОм) и характеризует сопротивление варистора в режиме малых токов (область токов утечки). R_off достаточно сильно зависит от температуры, поэтому в этой области также явно проявляется температурная зависимость тока утечки. R_x – переменное нелинейное сопротивление с диапазоном значений 0…∞ Ом. В режиме малых токов величиной R_x можно пренебречь, зато в режиме ограничения это сопротивление шунтирует R_off и, по сути, определяет сопротивление варистора. Сопротивление Ron характеризует сопротивление варистора при максимальных токах в критических режимах работы. Индуктивность L характеризует паразитную индуктивность выводов. Паразитная емкость С наравне с паразитной индуктивностью определяет динамические свойства варисторов.

Рис. 5. Эквивалентная схема замещения варистора

Собственные динамические свойства варистора оказываются замечательными. Например, на рисунке 6 представлены диаграммы импульса напряжения на нагрузке без варистора и с параллельно включенным варистором. Скорость срабатывания варистора столь высока, что он практически без задержки реагирует на перенапряжение фронтом всего 500 пс. К сожалению, в данном случае в качестве варистора выступает пластина ZnO, подключенная напрямую к коаксиальной линии. В реальности выводные варисторы имеют огромную паразитную индуктивность, которая практически полностью сводит на нет реальное быстродействие ZnO.

Рис. 6. Собственное быстродействие варистора очень высоко

Паразитная индуктивность вносит задержку, которая выражается в небольшом начальном перенапряжении. Чем выше скорость нарастания импульса, тем выше перенапряжение. На рисунке 7 демонстрируется увеличение напряжения включения варистора при увеличении скорости нарастания импульса.

Что такое варистор? Определение, конструкция, работа, характеристики, преимущества, недостатки и применение варистора

Определение : Варистор — это 2-контактный полупроводниковый прибор, который защищает электрические и электронные устройства от переходных процессов перенапряжения. Его сопротивление зависит от приложенного входного напряжения.

Слово варистор формируется путем объединения переменных и resi stor . Он также известен как резистор, зависящий от напряжения , VDR , сопротивление которого изменяется автоматически при соответствующем изменении напряжения на нем.

Он всегда подключается к защищаемому устройству. В основном это делается для защиты схемы от скачков напряжения.

На рисунке ниже показано символическое изображение варистора:

Они в основном используются для защиты схемы от колебаний высокого напряжения.

Конструкция варистора

Варисторы образуются при вдавливании кристаллов карбида кремния или оксидов металлов в керамический материал.

После высыхания материала производится спекание при высокой температуре.Электрические характеристики устройства зависят от температуры и атмосферных условий.

Для обеспечения хороших электрических контактов контакты материала металлизируются серебром или медью. Затем к контактам припаиваются выводы, комплектуются и кодируются варисторы.

На рисунке ниже показан варистор дискового типа:

В настоящее время это самые распространенные фиксаторы напряжения , которые можно использовать в широком диапазоне напряжений. Это нелинейное устройство , которое поглощает разрушительную энергию и рассеивает ее в виде тепла, чтобы предотвратить повреждение системы.

Обычно при его производстве используется оксид цинка , , поэтому он также известен как варистор на основе оксида металла .

На рисунке ниже показана структура металлооксидного варистора:

Здесь варистор на 90% состоит из оксида цинка, а остальное — из присадочного материала , образующего переход. Стандартный карбид кремния отличается от варистора на основе оксида металла тем, что MOV имеет меньший ток утечки и его рабочая скорость выше.

Работа и характеристики варистора

Прежде чем приступить к работе, давайте сначала поймем взаимосвязь между напряжением и сопротивлением варисторов.

На рисунке ниже показана кривая зависимости сопротивления от напряжения для варистора:

Варисторы проявляют необычное поведение в случае сопротивления. Здесь мы видим, что когда напряжение низкое, сопротивление на нем высокое. Но сопротивление быстро падает с увеличением напряжения выше номинального.

Давайте теперь посмотрим на подробное описание работы варистора:

Когда на устройство подается определенное низкое напряжение, оно создает высокое сопротивление, из-за чего через него проходит очень низкий ток. Когда напряжение увеличивается и достигает напряжения фиксации, то есть номинального напряжения, ток увеличивается.

Именно в это время замечается изменение в работе варисторов. Таким образом, после этого напряжения устройство, которое до сих пор работало как изолятор, теперь начинает вести себя как проводник.Таким образом, после номинального напряжения сопротивление, предлагаемое им, станет очень низким, позволяя проходить через него очень сильному току.

Таким образом, говорят, что напряжение имеет нелинейную характеристику с током .

На рисунке ниже показана вольт-амперная характеристика варистора:

Здесь, как мы видим, пока не будет достигнуто напряжение фиксации, устройство остается в непроводящем состоянии. Таким образом, мы можем видеть линейную зависимость между напряжением и током.В это время через него протекает очень небольшой ток утечки. Из-за оказываемого им высокого сопротивления.

Однако, после этого конкретного уровня напряжения, проводящее состояние достигается варисторами. Таким образом, мы видим, что сопротивление стало очень низким и через него проходит большой ток даже после того, как напряжение ограничено после номинального напряжения.

Преимущества варистора

• Обеспечивает отличную защиту от перенапряжения.
• Поскольку не показывает полярного эффекта , двунаправленность достигается легко.

Недостаток варистора

Применение варистора

Он показывает широкое применение в защите устройств, таких как защита линии связи, микропроцессора и защиты источников питания. В защите переменного тока, защите от перенапряжения кабельного телевидения и т. Д.

Что такое варистор против диода TVS? Как выбрать лучший варистор для защиты вашей схемы

Что такое варистор против диода TVS? Как выбрать лучший варистор для защиты вашей схемы

Варистор — это устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от напряжения на его выводах, но в нелинейной зависимости.Некоторые электрические устройства демонстрируют такое поведение, но термин «варистор» зарезервирован для компонентов, которые рассеивают энергию в твердом материале, а не в переходах.

В нормальных условиях эксплуатации варистор действует как разомкнутая цепь с высоким импедансом. Преимущество нелинейной зависимости между сопротивлением и напряжением становится очевидным при наличии высокого переходного напряжения. Сопротивление варистора уменьшается с увеличением напряжения, и он ограничивает напряжение до безопасного уровня, эффективно защищая параллельные компоненты в цепи.

Варистор против диода TVS

Способность защищать чувствительные части схемы от высоких переходных напряжений — это та же функция, что и TVS-диод. Есть заметные различия при сравнении варистора и TVS-диода, которые мы рассмотрим.

Варисторы — это двунаправленные компоненты, подходящие как для цепей переменного, так и для постоянного тока. Они бывают разного дизайна. Самая популярная конструкция — радиальный диск — очень напоминает конденсатор, но не следует путать с ним.

Какие типы варисторов использовать?

Варисторы могут изготавливаться из разных материалов. Их состав определяет их электрические свойства. Изучение и сравнение характеристик различных варисторов позволяет проводить интересные эксперименты и исследования. Коммерческие производственные компании даже создали собственные смеси.

Отношение тока к напряжению варистора можно выразить с помощью следующего соотношения:

I =

кВ

Где K и — постоянные варистора.K является функцией геометрии варистора и определяет степень нелинейности сопротивления, испытываемого устройством. Высокое значение обычно означает лучший зажим. Для идеального резистора с линейным соотношением V-I это 1.

Самый распространенный тип варистора на рынке сегодня — это металлооксидный варистор, MOV.

Ищете металлооксидные варисторы? В магазине MDE Semiconductor представлен широкий ассортимент варисторов, тиристоров, TVS-диодов

Однако до того, как были представлены MOV, предпочтительным варистором был карбид кремния SiC.Варисторы из SiC производятся путем сплавления зерен SiC вместе для образования керамической основы и объединения добавок, таких как графит, различные соли и оксиды, для улучшения свойств конечного материала. Недостатком варисторов на основе SiC, и почему MOV в значительной степени их заменили, является значительное количество электрического тока, который они потребляют в режиме ожидания. Варисторы на основе SiC имеют типичную мощность в диапазоне 3-7.

С другой стороны, MOV имеют более высокие значения по сравнению с варисторами SiC, между 20-50. В процессе производства оксиды металлов, а именно оксид цинка (ZnO), сплавлены в керамическую основу и объединены с такими добавками, как оксиды висмута, марганца или кобальта.Типичное распределение — 90% ZnO и 10% добавок. Полученный материал имеет поликристаллическую микроструктуру, которая может рассеивать большое количество энергии по всей своей массе. Затем материал помещается между металлическими электродами.

В оставшейся части этой статьи варисторы будут относиться к MOV.

Как варисторы защищают схемы от высоких переходных напряжений на уровне микроструктуры

Переходные напряжения — это временные скачки напряжения, которые могут возникнуть в результате колебаний источника питания, ударов молнии, переключения индуктивной нагрузки, электростатического разряда и т. Д.Последствия этих переходных процессов могут варьироваться от незначительных до катастрофических, отсюда и необходимость защиты от их возникновения.

Кристаллическая структура MOV состоит из случайно ориентированных зерен оксида металла, которые являются проводниками, разделенными резистивной межзеренной границей. Эти границы демонстрируют полупроводниковые характеристики P-N-перехода.

В цепи, работающей нормально и испытывающей низкое напряжение, в варисторе течет лишь небольшая величина тока, вызванная обратной утечкой через переходы.Когда прикладывается высокое переходное напряжение, которое превышает напряжение пробоя варистора, на переходах происходит лавинный пробой, и варистор становится проводником (варистор ограничивает напряжение до безопасного уровня, когда он проводит).

Важно отметить, что варисторы не могут обеспечить защиту от непрерывного скачка напряжения, даже если величина напряжения значительно ниже, чем переходные напряжения, для которых он предназначен. В этом случае разработчик схем должен рассмотреть другие варианты между варистором и TVS-диодом.

Технические характеристики, которые необходимо знать перед выбором варистора

Длительный срок службы варистора и его эффективность при обеспечении требуемого уровня защиты зависит от использования варистора в правильной цепи и соблюдения спецификаций производителя.

Ниже приведены типовые характеристики, включенные в листы технических данных, предоставленные производителями. Кроме того, предоставляются кривые номинальных значений импульсов или диаграммы возможностей повторяющихся скачков напряжения, которые рисуют картину типов событий, которые могут выдерживать варисторы.

Номинальное напряжение: Максимальное продолжительное напряжение постоянного или синусоидального среднеквадратичного значения, которое может быть приложено.

• • Ограничивающее напряжение: напряжение на выводах варистора, при котором он замыкается.

• Импульсный ток: Максимальный пиковый ток данной формы сигнала для указанной длительности импульса, который может быть приложен к варистору без его выхода из строя.

• Ток утечки (ток в режиме ожидания): ток, протекающий через варистор, когда он находится в разомкнутом выключателе (непроводящее состояние ниже напряжения ограничения).Ток указан для данного напряжения на варисторе.

• Максимальное поглощение энергии: максимальное количество энергии, которое варистор может рассеять за заданную длительность импульса заданной формы волны
• Емкость: Типичный диапазон от 100 до 1000 пФ
• Время отклика: время, за которое варистор переходит из непроводящего состояния в проводящее состояние после подачи номинального напряжения. То есть продолжительность, в течение которой схема подвергается воздействию переходного напряжения до тех пор, пока варистор не снизит напряжение.

Процедура выбора лучшего варистора для вашей схемы

Приведенные ниже шаги представляют собой быстрое и приблизительное руководство по выбору лучшего варистора для вашей конструкции.

Ищете металлооксидные варисторы? В магазине MDE Semiconductor представлен широкий ассортимент варисторов, тиристоров, TVS-диодов

1. Понимание нормальных условий работы схемы для определения рабочего напряжения варистора

Максимально допустимое рабочее напряжение выбранного варистора должно быть равно или немного превышать рабочее напряжение (переменное или постоянное) цепи.Допустимо увеличение на 10-15%.

2. Приблизительное значение энергии, поглощаемой варистором во время переходного процесса

Номинальная мощность варистора — это мера максимально допустимой энергии для указанного импульса и продолжительности тока при приложении постоянного напряжения.

Если переходный процесс вызван разрядом индуктивности (например, трансформатора), энергию источника можно легко вычислить. Выберите варистор с показателем поглощения энергии, который равен или немного превышает значения энергии, связанные с событием, которое может возникнуть в цепи.Однако если переходное напряжение вызвано внешним событием, величина энергии источника неизвестна. В этом сценарии должна выполняться процедура аппроксимации для оценки энергии с использованием имеющейся в вашем распоряжении информации (тестирование, математическое приближение или графическая итерация).

3. Определите пиковый переходной ток через варистор (импульсный ток)

Если переходной процесс вызван индуктивностью, пиковый ток не будет превышать ток катушки индуктивности во время переключения.Рабочее напряжение, определенное на шаге 1, сузило выбор варисторов до полезного диапазона моделей. Графический анализ также может быть выполнен для определения переходного тока из характеристических кривых V-I, зная переходное напряжение и полное сопротивление источника.

4. Определите требования к средней рассеиваемой мощности варистора

Требуемая рассеиваемая мощность — это энергия, генерируемая за импульс, умноженная на количество импульсов в секунду.Номинальная мощность выбранного варистора должна быть эквивалентной или превышать это значение. Напомним, что варисторы не являются устройствами регулирования мощности и не подходят там, где периодически возникают переходные процессы.

5. Выберите модель с требуемой характеристикой ограничения напряжения

Ограничивающее напряжение выбранного варистора должно приблизительно соответствовать максимальному напряжению, которое должны испытывать компоненты, расположенные ниже по сети.

Варисторные применения

Желательные свойства варисторов делают их полезными для подавления переходных процессов как в бытовых, так и в промышленном оборудовании.Некоторые примеры практического использования:

• Защита телекоммуникационных линий и оборудования: смартфоны, блоки питания, зарядные устройства
• Protect Промышленное контрольное оборудование: системы дистанционного управления, управление машинами, системы сигнализации, бесконтактные переключатели, ЖК-дисплеи
• Защита силовой электроники: мостовые выпрямители, электросварка, импульсное питание, мощные преобразователи тока, преобразователи постоянного / переменного тока, силовые полупроводники
• Защита энергетического оборудования: трансформаторы, обмотки двигателя и генератора, индукторы, счетчик электроэнергии
• Защита автомобильного электрооборудования: блоки управления двигателя, выпрямители генератора, системы центрального замка, бортовые компьютеры, двигатели стеклоочистителей, светофор, светофоры
• Медицинское оборудование Protect: Диагностическое оборудование, терапевтическое оборудование, блоки питания
• Защита бытовой электроники и микропроцессоров: телевизоры, компьютеры, устройства управления стиральными машинами, диммеры, лампы, термостаты, удлинители для защиты от перенапряжения

При выходе из строя варисторов: их ограничения

Варисторы

имеют несколько ограничений, связанных с их конструкцией и способом поглощения переходной энергии.После многих крупных переходных процессов варисторы разрушаются (разрушается керамический слой). В их ухудшенном состоянии величина тока утечки через варистор увеличивается, что приводит к повышению температуры, даже когда цепь работает нормально. Если варистор не защищен, повышенный нагрев может привести к тепловому разгоне.

Так зачем нам продолжать использовать варисторы, учитывая эту хорошо известную и опасную неизбежность? Ответ кроется в варисторах современного поколения со встроенной функцией теплового отключения.Тепловой разъединитель обнаруживает повышение температуры MOV по мере ее ухудшения. Когда срок службы варистора истечет, тепловой выключатель размыкает цепь, защищая от возгорания.

Варистор против диода TVS

Подобно варисторам, TVS-диоды являются устройствами подавления переходных напряжений, которые используются для защиты электронных компонентов. Какой из них выбрать, зависит от того, какой реакции вы хотите добиться в своей цепи. В целом лучшая защита будет иметь быстрое время отклика, низкое напряжение зажима, низкий ток в режиме ожидания, не забывая о физических факторах, таких как механизм отказа, стоимость, место на плате и надежность.Вот их сравнение:

TVS диоды

• Зажим для пониженного напряжения
• Не деградировать со временем
• Имеют низкую емкость, подходят везде, где чувствительность сигнала имеет высокий приоритет, например USB-порты
• Дороже

Варисторы (MOV)

• Напряжение зажима выше
• Со временем ухудшается, даже если используется в соответствии со спецификацией, и становится более проводящим
• Более эффективен для защиты цепей, требующих высокой емкости
• Имеют большую устойчивость к высокой энергии / температурам, используемым в средах с высоким напряжением, например.г., электросеть
• Более экономично

Ищете металлооксидные варисторы? В магазине MDE Semiconductor представлен широкий ассортимент варисторов, тиристоров, TVS-диодов

% PDF-1.3 % 456 0 объект > endobj xref 456 85 0000000016 00000 н. 0000002051 00000 н. 0000002181 00000 п. 0000002237 00000 н. 0000002268 00000 н. 0000002316 00000 н. 0000003073 00000 н. 0000003315 00000 н. 0000003434 00000 н. 0000003553 00000 н. 0000003674 00000 н. 0000003790 00000 н. 0000003908 00000 н. 0000004026 00000 н. 0000004143 00000 п. 0000004261 00000 н. 0000004381 ​​00000 п. 0000004499 00000 н. 0000004618 00000 н. 0000004738 00000 н. 0000004857 00000 н. 0000004976 00000 н. 0000005094 00000 н. 0000005213 00000 н. 0000005331 00000 п. 0000005450 00000 н. 0000005568 00000 н. 0000005687 00000 н. 0000005805 00000 н. 0000005924 00000 н. 0000006042 00000 н. 0000006162 00000 п. 0000006280 00000 н. 0000006399 00000 н. 0000006518 00000 н. 0000006635 00000 н. 0000006753 00000 н. 0000006870 00000 н. 0000007155 00000 н. 0000008013 00000 н. 0000008461 00000 п. 0000008533 00000 н. 0000008589 00000 н. 0000008770 00000 н. 0000008793 00000 н. 0000010623 00000 п. 0000010646 00000 п. 0000012168 00000 п. 0000012239 00000 п. 0000012262 00000 п. 0000013768 00000 п. 0000014260 00000 п. 0000015054 00000 п. 0000015700 00000 п. 0000016559 00000 п. 0000016582 00000 п. 0000018135 00000 п. 0000018992 00000 п. 0000019432 00000 п. 0000019455 00000 п. 0000021232 00000 п. 0000021255 00000 п. 0000022946 00000 п. 0000023196 00000 п. 0000023586 00000 п. 0000024377 00000 п. 0000024777 00000 п. 0000026822 00000 н. 0000027163 00000 п. 0000027367 00000 п. 0000027390 00000 н. 0000028747 00000 п. 0000028770 00000 п. 0000030253 00000 п. 0000034391 00000 п. 0000035288 00000 п. 0000035379 00000 п. 0000040852 00000 п. 0000045428 00000 п. 0000049662 00000 п. 0000053586 00000 п. 0000054403 00000 п. 0000054466 00000 п. 0000002357 00000 н. 0000003051 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 457 0 объект > endobj 458 0 объект > endobj 459 0 объект [ 460 0 руб. ] endobj 460 0 объект > endobj 461 0 объект > endobj 539 0 объект > поток Hb«a`4e`g`ba @

% PDF-1.5 % 116 0 объект > endobj xref 116 167 0000000016 00000 н. 0000004449 00000 н. 0000004563 00000 н. 0000006133 00000 п. 0000006200 00000 н. 0000006339 00000 н. 0000006478 00000 н. 0000006617 00000 н. 0000006756 00000 н. 0000006895 00000 н. 0000007034 00000 п. 0000008222 00000 п. 0000008474 00000 н. 0000009669 00000 н. 0000010865 00000 п. 0000012639 00000 п. 0000013981 00000 п. 0000016076 00000 п. 0000016113 00000 п. 0000016279 00000 н. 0000016372 00000 п. 0000017707 00000 п. 0000017821 00000 п. 0000017933 00000 п. 0000018023 00000 п. 0000018107 00000 п. 0000019438 00000 п. 0000021238 00000 п. 0000024403 00000 п. 0000024518 00000 п. 0000027295 00000 п. 0000030492 00000 п. 0000031695 00000 п. 0000031962 00000 п. 0000035012 00000 п. 0000036333 00000 п. 0000037536 00000 п. 0000037702 00000 п. 0000039510 00000 п. 0000041915 00000 п. 0000044472 00000 п. 0000046748 00000 п. 0000047304 00000 п. 0000061407 00000 п. 0000063981 00000 п. 0000078136 00000 п. 0000092229 00000 п. 0000117341 00000 н. 0000131375 00000 н. 0000163519 00000 н. 0000163558 00000 н. 0000166207 00000 н. 0000182863 00000 н. 0000184066 00000 н. 0000200225 00000 н. 0000202319 00000 н. 0000203640 00000 н. 0000204839 00000 н. 0000206160 00000 н. 0000207356 00000 н. 0000207395 00000 н. 0000207418 00000 н. 0000207496 00000 н. 0000207572 00000 н. 0000207649 00000 н. 0000207770 00000 н. 0000207919 00000 н. 0000208266 00000 н. 0000208332 00000 н. 0000208448 00000 н. 0000208471 00000 н. 0000208549 00000 н. 0000208670 00000 н. 0000208819 00000 н. 0000209168 00000 н. 0000209234 00000 н. 0000209350 00000 н. 0000209373 00000 н. 0000209451 00000 н. 0000209526 00000 н. 0000209602 00000 н. 0000209723 00000 н. 0000209872 00000 н. 0000210219 00000 п. 0000210285 00000 н. 0000210401 00000 п. 0000210424 00000 н. 0000210502 00000 н. 0000210851 00000 п. 0000210917 00000 п. 0000211033 00000 н. 0000211056 00000 н. 0000211134 00000 п. 0000211482 00000 н. 0000211548 00000 н. 0000211664 00000 н. 0000211687 00000 н. 0000211765 00000 н. 0000212114 00000 п. 0000212180 00000 н. 0000212296 00000 н. 0000213142 00000 п. 0000213399 00000 н. 0000237139 00000 н. 0000237178 00000 н. 0000259601 00000 н. 0000259640 00000 н. 0000295547 00000 н. 0000295586 00000 н. 0000332560 00000 н. 0000332599 00000 н. 0000368534 00000 н. 0000368573 00000 н. 0000404480 00000 н. 0000404519 00000 н. 0000441493 00000 н. 0000441532 00000 н. 0000446109 00000 н. 0000446148 00000 н. 0000450725 00000 н. 0000450764 00000 н. 0000470269 00000 н. 0000470308 00000 п. 0000472766 00000 н. 0000472805 00000 н. 0000475263 00000 п. 0000475302 00000 н. 0000494807 00000 н. 0000494846 00000 н. 0000516154 00000 н. 0000516193 00000 н. 0000552128 00000 н. 0000552167 00000 н. 0000552554 00000 н. 0000552941 00000 н. 0000553062 00000 н. 0000553208 00000 н. 0000553324 00000 н. 0000553470 00000 н. 0000553700 00000 н. 0000553821 00000 н. 0000553967 00000 н. 0000554088 00000 н. 0000554234 00000 п. 0000554621 00000 н. 0000555008 00000 н. 0000555129 00000 н. 0000555275 00000 н. 0000555662 00000 н. 0000556049 00000 н. 0000556170 00000 н. 0000556316 00000 н. 0000556392 00000 н. 0000556513 00000 н. 0000556659 00000 н. 0000556805 00000 н. 0000560012 00000 н. 0000584031 00000 н. 0000585874 00000 н. 0000587765 00000 н. 0000587886 00000 н. 0000588033 00000 н. 0000588173 00000 н. 0000588293 00000 п. 0000588439 00000 н. 0000588578 00000 н. 0000003636 00000 н. трейлер ] / Назад 1040617 >> startxref 0 %% EOF 282 0 объект > поток ч ތ KLQ-2Ng } ڦ B [D #) qlLFX @ Lhq! D | qG;]; L; -Dc

% PDF-1.5 % 151 0 объект > endobj xref 151 162 0000000016 00000 н. 0000004494 00000 н. 0000004627 00000 н. 0000006210 00000 н. 0000006253 00000 н. 0000006391 00000 п. 0000006530 00000 н. 0000006669 00000 н. 0000008000 00000 н. 0000009188 00000 п. 0000010383 00000 п. 0000011579 00000 п. 0000011694 00000 п. 0000011806 00000 п. 0000013143 00000 п. 0000014952 00000 п. 0000015042 00000 п. 0000016373 00000 п. 0000016410 00000 п. 0000016576 00000 п. 0000016690 00000 н. 0000018490 00000 п. 0000021350 00000 п. 0000021434 00000 п. 0000021590 00000 н. 0000021842 00000 п. 0000023041 00000 п. 0000025451 00000 п. 0000025582 00000 п. 0000026918 00000 п. 0000027010 00000 п. 0000028201 00000 п. 0000029999 00000 н. 0000031823 00000 п. 0000034635 00000 п. 0000034902 00000 п. 0000037773 00000 п. 0000038976 00000 п. 0000041064 00000 п. 0000042267 00000 п. 0000042433 00000 п. 0000044235 00000 п. 0000045556 00000 п. 0000047667 00000 п. 0000048228 00000 н. 0000062343 00000 п. 0000064521 00000 п. 0000081177 00000 п. 0000095211 00000 п. 0000120323 00000 н. 0000120362 00000 н. 0000152506 00000 н. 0000152545 00000 н. 0000168704 00000 н. 0000171353 00000 н. 0000172556 00000 н. 0000173877 00000 н. 0000175076 00000 н. 0000176397 00000 н. 0000177593 00000 н. 0000178914 00000 н. 0000180118 00000 п. 0000194211 00000 н. 0000194242 00000 н. 0000194317 00000 н. 0000202672 00000 н. 0000203004 00000 н. 0000203070 00000 н. 0000203186 00000 н. 0000203209 00000 н. 0000203287 00000 н. 0000203363 00000 н. 0000203440 00000 н. 0000203561 00000 н. 0000203710 00000 н. 0000204058 00000 н. 0000204124 00000 н. 0000204240 00000 н. 0000204263 00000 н. 0000204341 00000 н. 0000204462 00000 н. 0000204611 00000 н. 0000204962 00000 н. 0000205028 00000 н. 0000205144 00000 н. 0000205167 00000 н. 0000205245 00000 н. 0000205320 00000 н. 0000205396 00000 н. 0000205517 00000 н. 0000205666 00000 н. 0000206014 00000 н. 0000206080 00000 н. 0000206196 00000 н. 0000206266 00000 н. 0000206350 00000 н. 0000209419 00000 н. 0000209680 00000 н. 0000209841 00000 н. 0000209868 00000 н. 0000210168 00000 н. 0000225432 00000 н. 0000227539 00000 н. 0000228870 00000 н. 0000229744 00000 н. 0000230005 00000 н. 0000230852 00000 н. 0000231109 00000 н. 0000235686 00000 н. 0000235725 00000 н. 0000271462 00000 н. 0000271501 00000 н. 0000294213 00000 н. 0000294252 00000 н. 0000318277 00000 н. 0000318316 00000 н. 0000339916 00000 н. 0000339955 00000 н. 0000375692 00000 н. 0000375731 00000 н. 0000380308 00000 н. 0000380347 00000 н. 0000416282 00000 н. 0000416321 00000 н. 0000452228 00000 н. 0000452267 00000 н. 0000489241 00000 н. 0000489280 00000 н. 0000489667 00000 н. 00004

00000 н. 00004

00000 н. 00004

00000 н. 00004

00000 п. 0000490583 00000 п. 0000490813 00000 п. 0000490934 00000 п. 0000491080 00000 н. 0000491201 00000 н. 0000491347 00000 н. 0000491734 00000 н. 0000492121 00000 п. 0000492242 00000 н. 0000492388 00000 н. 0000492775 00000 н. 0000493162 00000 п. 0000493283 00000 н. 0000493429 00000 н. 0000493505 00000 н. 0000493626 00000 н. 0000493772 00000 н. 0000493918 00000 н. 0000493993 00000 н. 0000494118 00000 п. 0000494419 00000 н. 0000497158 00000 н. 0000499419 00000 п. 0000502518 00000 н. 0000523821 00000 н. 0000523976 00000 п. 0000524116 00000 н. 0000524249 00000 н. 0000003536 00000 н. трейлер ] / Назад 1926482 >> startxref 0 %% EOF 312 0 объект > поток h ޔ T] lU0wv3] `; I6 [wvNEP0JB> H% Bjbh6 * Ŗ =` Fhsg & $ 339 ޹

Как использовать устройства защиты от электростатического разряда / перенапряжения: Варисторы SMD | Технические примечания | Чип-варисторы / керамические ограничители переходных процессов

О многослойных варисторах SMD

Варисторы

SMD — это устройства защиты от перенапряжения, в которых используются свойства полупроводниковой керамики.Когда напряжение на варисторе превышает определенное значение, сопротивление падает до низкого значения и позволяет протекать току, обеспечивая защиту от перенапряжения электронных устройств, которые подключены параллельно варистору.
Ниже приведены несколько примеров эффективной защиты от электростатического разряда и перенапряжения с использованием варисторов SMD.

Содержание

• Поиск по характеристикам
• Поиск продуктов по характерным значениям, например по их применению, форме и напряжению варистора.

Пример применения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для блоков ввода / вывода, таких как переключатели, клавиши, кнопки, соединительные клеммы и т. Д.

Поскольку мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты, являются портативными устройствами, электростатические разряды (ESD) от человеческого тела могут повредить ИС. Контрмеры требуются особенно для блоков ввода / вывода, таких как переключатели, клавиши, кнопки и соединительные клеммы, где присутствует электростатический разряд. Эффективное подавление электростатического разряда может быть достигнуто наряду с экономией места за счет подключения варисторов SMD параллельно с блоком ввода-вывода.

Рисунок 1 Переключатели / клавиши

Кнопки с цифрой 2

Пример применения: защита от электростатического разряда / перенапряжения для аудио (голосовых) линий

Динамики и микрофоны смартфонов — это интерфейсы, которые выполняют ввод-вывод аудиосигналов на электронные устройства. Поскольку они обычно размещаются вне устройств, они легко подвержены воздействию электростатического разряда, что может привести к поломке или неисправности. Гнезда наушников и гарнитур, которые вставляются и вынимаются очень часто, представляют опасность электростатического разряда.Электростатический разряд, возникающий при вставке заряженной штыревой вилки, с высокой вероятностью разряжается внутри устройства, и, следовательно, для этого требуются контрмеры с использованием защитных устройств.

Варисторы

SMD имеют преимущества в применении перед диодами TVS. Если при использовании небольших TVS-диодов невозможно получить достаточную емкость, MLCC должны быть подключены параллельно. Однако для выполнения этой функции достаточно одного SMD-варистора, что сокращает необходимую площадь для монтажа.

Рисунок 3 Переключатели / клавиши Аудио (голосовые) линии: динамик и микрофон

Рисунок 4 Аудио (голосовые) линии: гарнитура

Ферритовые бусины на принципиальных схемах представляют собой компоненты для подавления шума, которые вставляются для подавления радиочастотных частот.Фильтры подавления шума TDK для звуковых линий способны уменьшить шумовые искажения, возникающие при вставке этих шариков, тем самым повышая их эффективность.

Пример приложения: защита от электростатического разряда / перенапряжения для интерфейсов ввода / вывода [RS-232C / RS-423]

RS-232C и RS-423 — это стандарты интерфейса для последовательных портов, используемых для подключения ПК (хоста) к периферийным устройствам. Поскольку электростатический разряд возникает при вставке и удалении разъемов, варисторы SMD подключаются к каждому контакту ввода / вывода в качестве меры противодействия.Для компактной защиты от электростатического разряда доступны варисторы SMD матричного типа.

Рисунок 5 Интерфейс ввода / вывода: RS-232C / RS-423

Пример приложения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для интерфейсов ввода / вывода [RS-422 / RS-485]

RS-422 и RS-485 — это интерфейсы для систем дифференциальной передачи, в которых используется витая пара и которые обеспечивают передачу на большие расстояния на расстояние 1 км и более. Однако на кабели с витой парой могут влиять электромагнитные искажения вдоль обоих кабелей.Это известно как синфазный шум, и для него требуются синфазные фильтры в дополнение к варисторам.…

Рисунок 6 Интерфейс ввода / вывода: RS-422

Рисунок 7 Интерфейс ввода / вывода: RS-485

Пример приложения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для интерфейсов ввода-вывода [USB 2.0 / USB SS]

USB SS (SuperSpeed) — это стандарт, который выше, чем USB 2.0, и используется для USB 3.0, USB 3.1 и т. Д. Скорость передачи данных до 5 Гбит / с в 10 раз выше, чем у USB 2.0.
Примеры использования варисторов SMD, включая варисторы матричного типа, в приложениях USB 2.0 и USB 3.0 показаны ниже. Монтажную площадь можно уменьшить, используя матричные варисторы в нескольких портах.

Рисунок 8 Интерфейс ввода / вывода: схемы USB 2.0

Рисунок 9 Интерфейс: USB 2.0 (с варистором микросхемы матричного типа)

Рисунок 10 Интерфейс ввода / вывода: USB SS

Пример приложения: защита от электростатических разрядов / перенапряжения для интерфейсов ввода-вывода [HDMI / LVDS]

HDMI — это высокоскоростной дифференциальный интерфейс для подключения двух аудио-видео устройств, таких как телевизор и DVD-рекордер, а LVDS — это высокоскоростной дифференциальный интерфейс, соединяющий две печатные платы внутри электронного устройства.Поскольку эти интерфейсы имеют много линий, компактный варистор SMD типа массива эффективен для уменьшения монтажной площади.

Рисунок 11 Интерфейс ввода / вывода: HDMI / LDVS

Пример приложения: Подавление выбросов / шумов интерфейса автомобильной LAN [LIN / CXPI, CAN / CAN-FD]

Автомобильные электронные устройства подключаются к общему стандарту интерфейса через автомобильную шинную систему, которая представляет собой бортовую сеть. Используются несколько шинных систем для разных скоростей передачи данных:

LIN и CAN — это стандарты для автомобильной LAN, устанавливаемые на такие компоненты кузова, как зеркала с электроприводом и сиденья с электроприводом, а CXPI — это новый стандарт, разработанный на основе LIN.В обоих случаях варисторы на микросхеме используются для подавления перенапряжения.

LIN / CXPI — это односторонние интерфейсы передачи, а катушки / бусины, соединенные последовательно, предназначены для подавления шума дифференциального режима (нормального режима). Поскольку CAN является интерфейсом дифференциальной передачи, для подавления синфазных помех установлены фильтры синфазных помех. CAN-FD — это новый стандарт с улучшенными характеристиками связи CAN.

Рисунок 12 Интерфейс автомобильной ЛВС: Подавление перенапряжения / шума LIN / CXPI

Рисунок 13 Интерфейс автомобильной ЛВС: CAN / CAN-FD шумоподавление

Пример приложения: Подавление перенапряжения / шума для автомобильных интерфейсов LAN [MOST50]

MOST — это автомобильная локальная сеть, используемая для подключения к сети бортовых мультимедийных устройств аудио и видео.MOST50 широко используется, поскольку позволяет использовать недорогие и легкие кабели UTP (неэкранированная витая пара).

Рисунок 14 Интерфейс автомобильной ЛВС: подавление перенапряжения / шума MOST50

Пример приложения: Подавление перенапряжения / шума для автомобильных интерфейсов LAN [автомобильный Ethernet (100Base-T1)]

Наблюдается стремительный рост автомобильных приложений Ethernet, включая подключение бортовых камер, которые снимают изображения вокруг автомобиля и используют их для обеспечения безопасности и комфорта вождения.100Base-T1 относится к автомобильному Ethernet с использованием кабелей UTP (неэкранированная витая пара) для достижения полнодуплексной связи со скоростью передачи данных 100 Мбит / с.

Рисунок 15 Интерфейс автомобильной ЛВС: автомобильный Ethernet (100Base-T1) подавление скачков напряжения / шума

Ссылки по теме

• ■ Руководство по выбору устройств защиты от электростатического разряда

  Найдите оптимальные варисторы для микросхем и многослойные защитные устройства для микросхем промышленного и автомобильного класса в зависимости от области применения, внешних размеров и напряжения в цепи.