Varistorius: pagrindinis komponentas schemų apsaugoje

Metalinio oksido varistorių (MOVs) apžvalga

A Varistoris iš metalo oksido (MOV) yra netiesinis semikonductorinis prietaisas, pagrįstas metalo oksido medžiagomis, paprastai dingo oksidu (ZnO). Jis greitai reaguoja abnormaliai aukštais įtampais, kintant varžymui, taip apribodamas įtampos lygį ir sugriautą energiją sergant. Kai pritaikoma įtampa yra žemesnė nei suolis riba, MOV rodo aukštą varžymą megaomų diapazone su nesvarbiais šluosties srove. Kai įtampa viršija suolis ribą, varžymas greičiausia sumažėja iki omų lygio, leidžiant MOV perdavti didelius šluosties sroves ir apsaugoti toliau esančią schemą nuo perdidžio įtampos pažeidimų. Populiariausi MOV dalies numeriai apima LCRR07D391K , LCRR10D561K , ir LCRR14D471K .

Veikimo principas ir V-I charakteristikos

MOV elektros įtampa-šaltis (V-I) kreivis dažniausiai padalintas į tris sritys:

1. Sijūno srovės zona

Taip pat vadinama ankstyvu pjovimo regionu. Šioje zonoje, MOV galvos įtampa yra žemesnė už jo apribavimo įtampą. Elektrinės laidumo formavimas valdomas termiškai aktyvuotais elektronais, ir MOV elgsiasi kaip izoliatorius su rezistencija virš 10 MΩ (Rb ≫ Rg). Srovė yra mikroamperų diapazone, ir MOV atrodo kaip atviras grandynas – tai yra jo normalus veikimo būsena.

2. Pjovimo (darbo) zona

Taip pat vadinama sustojimo regionu. Kai yra taikomas gretas virš sustojimo lygio, kondukcija vyksta per tuneliniu mechanizmu (Rb ≈ Rg). MOV rodo stipriai nelygiasis elektros laidumo savybes pagal galios dėsnį: I = C × V^α
Kur:

I yra srovė per MOV

V yra gretas tarp MOV

C yra konstanta, kurios reikšmė priklauso nuo proceso parametrų

α yra nelyginio koeficientas (dažniausiai tarp 30 ir 50), pagrindinė MOV kokybės rodiklio

Šioje srityje maži įtampos pokyčiai sukelia didelius srovės pokyčius, leidžiant MOV efektyviai sunaikinti įtampos smūgius ir sugauti arba persiųsti susijusią energiją.

3. Kilimo zona

Kai smūgio srovė viršija ~100 A/cm², V-I charakteristika yra nustatyta ZnO dalelių varžymu. MOV elgsena yra tiesinė:
I = V / Rg
Šioje zonoje MOV gali pradėti degoti ir prarasti savo viršijimo įrangos apsaugos galimybę.

Reakcijos laikas ir pagrindiniai parametrai

Tipiškas MOV reakcijos laikas yra 20–25 ns , priklauso nuo jo ambalažavimo ir medžiagos technologijos. nors lėtesnis nei TVS diodas (<1 ns), jis yra pakankamai veiksmingas elektros ir variklių sistemoms. Kuo tinkamesčiau jie yra pasirinkti, MOV suteikia puikų laikinųjų viršspriegimo sunaikinimą, apsaugodamas grandinius nuo pažeidimų.

MOV pagrindinės funkcijos

Apsauga nuo viršįtampio :

Apriboja spriegimo smūgius, sukeltus perkabams, tinklo svyravimais arjungimo veiksmais, užtikrinant jautrių komponentų, tokių kaip integriniai kableliai ir jutikliai, apsaugą.

Šuolis sušlėpimas :

Naudojamas įgalvotose energijos arba ryšių linijose, kad supressintų standartinius 8/20 μs bangos šūvius. Šuolio esamumo talpa kinta nuo 1 iki 10 kA, priklausomai nuo MOV skersmens (pvz., 7D, 10D, 14D, 20D) ir proceso.

Energijos išnykimas :

Absorbuoja šuolio energiją ir ją konvertuoja į šilumą per vidinę granulinių ribų kondukciją.

Dvejetakio apsauga :

DID yra neelektrinės ir gali simetriškai reaguoti į abiems poligiams nukrypimus, idealu AC/DC apsaugai.

Taikymo scenarijai

1. Energinės sistemos

AC įėjimas : Montuojami tarp L/N ir PE linijų greitųjų nukrypimų nuo perkamas apsaugai

Deklinis išėjimas : Apsaugo jungtinis reguliatorius nuo pernelyg jautrus dėl apkrovos kintenčių ar trumpujų jungčių

2. Elektroniniai prietaisai

Komunikacijos įrenginiai : Absorbuoja bendrosios ir skirtuminių būdų triukšmą RS-485, Ethernet, ir kt.

Vartotojų elektronika : Integravimas į krūvininkus ir adaptorius, kad apsaugotų lietinius akus ir pagrindinius valdiklius

3. Pramoniniai valdymo sistemos

Variklių varikliai : Sumažina voltinius spūdus VFD įvestyse, ilgesniu laikotarpiumi pratęsiant įrenginių gyvavimo trukmę

Sensorių apsauga : Saugo nuo Esd ir ELEKTROMAGNETINĖS branduolio interferencijos pramoninėse aplinkose

4. Nauji energijos sistemos

Fotovoltinės sistemos : Sužadina petrelį inverterių DC pusėse, atitinka UL 1449

Elektros transporto priemonės : Patobulina EMC apsaugą, saugodamas įkrovimo stotis ir baterijų valdymo sistemas

Išvada

Dėl jų puikios kainos ir našumo proporcijos, didelio petrelio talpybės bei plačios suderinamumo srities, MOVs žaisti svarbų vaidmenį nuo virškinimo apsaugos elektronikoje, jėgos sistemose, automobilių pramonei ir atnaujinos energijos sektoriuose. Pasirinkus tinkamą MOV ir sujungiant jį su kitais įrenginiais, pvz., TVS diodai ir dujinių išmetimo trubos (GDT) , galima esminio pobūdžio pagerinti viso sistemos imunitetą prieš perkaminį ir perjūgį grėsmes.