Čo je to metaloxidový varistor?
Termín „varistor“ je krátka forma premenlivého odporu. Preto sa hodnoty rezistorov budú meniť v závislosti od vonkajších podmienok.
Varistory z oxidu kovu sú napäťovo závislé odpory, ktorých odpor klesá so zvyšujúcim sa napätím na nich. Varistor je tvorený dvoma slovami: premenný a rezistor. Tieto typy premenných rezistorov však nemožno meniť manuálne. Varistory menia svoje odpory automaticky so zvyšujúcim sa napätím.
Konštrukcia metaloxidových varistorov
Varistory pozostávajú z dvoch kovových elektród a zlúčenín oxidu kovu v práškovej forme, ako je oxid zinočnatý alebo oxid kobaltu atď. Zrná oxidu kovu pôsobia navzájom ako PN prechody polovodičových materiálov. Keď sa na elektródy privedie napätie, varistory začnú viesť prúd a vedenie sa zastaví, len čo sa z elektród odstráni vonkajšie napätie.
Princíp činnosti varistorov na báze oxidu kovu
Keď sa elektrické napätie zvýši alebo sa elektrická energia v sieti okamžite zmení v elektrickom obvode, tieto poruchy sú známe ako prechodné javy. Veľkosť napätia v krátkom intervale vyskočí na niekoľko tisíc voltov a môže vážne poškodiť elektrický obvod. Prechodné javy v AC signále sú zobrazené nižšie:
Varistory znižujú svoj odpor, akonáhle napätie stúpa, a preto pôsobia tak, že poskytujú alternatívnu dráhu minimálneho odporu pre napäťovú špičku. Jediným obmedzením v prípade MOV je, že sú vhodné pre prechody s krátkym intervalom. Nie sú určené na dlhé trvanie prechodných javov a zhoršujú ich vlastnosti, keď sú vystavené opakovanému alebo dlhému trvaniu prechodných javov.
Krivka statického odporu varistora
Varistory z oxidov kovov vykazujú inverzný vzťah s aplikovaným napätím. Odpor klesá so zvyšujúcim sa napätím. Keď napätie dosiahne maximálnu hodnotu, odpor dosiahne minimálnu hodnotu.
Varistor V-I Charakteristická krivka
Lineárne rezistory sledujú lineárny vzor, ale varistory nevykazujú lineárne správanie, pretože ich odpor klesá so zvyšujúcim sa napätím.
Charakteristické krivky znázorňujú obojsmerné správanie varistorov a krivka pripomína charakteristiky dvoch Zenerových diód pripojených zozadu k sebe. Keď varistory zastavia vedenie, krivka sa posunie do lineárneho trendu vo vypnutom stave. Počas vedenia krivka vykazuje nelineárne správanie.
Varistorová kapacita a upínacie napätia
Dve elektródy spolu so stredným médiom oxidu kovu varistora pripomínajú kondenzátor. Médium sa stáva dielektrikom a varistory vo svojich nevodivých režimoch fungujú ako kondenzátory.
MOV vstupujú do režimu vedenia nad hodnotami upínacieho napätia a nevedú pod upínacím napätím. Upínacie napätie môže byť definované ako úroveň jednosmerného napätia, ktorá by umožnila tok prúdu 1 mA cez teleso varistora. Táto úroveň upínacieho napätia rozhoduje o režime vedenia varistorov.
Pri jednosmernom napätí kapacitný efekt príliš neovplyvňuje a zostáva v medziach pod úrovňou upínacieho napätia. Ale v prípadoch striedavého napätia je to jav unikajúceho prúdu. Zvodová reaktancia klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou a je vyjadrená ako v prípade kondenzátora nižšie:
Varistorové aplikácie
Varistory je možné použiť v akomkoľvek elektrickom obvode, ktorý je vystavený napäťovým špičkám. Pridáva sa paralelne s chráneným elektrickým obvodom. Nižšie sú uvedené niektoré z hlavných aplikácií varistorov:
Záver
Varistory chránia elektrické zariadenia pred prepätím. Chránia citlivé elektrické siete pred prechodovými javmi, rovnako ako ističe a poistky, ktoré chránia pred nadprúdmi. Sú dostupné v rozsahu 10 až 1000 voltov pre napájanie AC aj DC.