Mi az a fémoxid-varisztor?
A 'varistor' kifejezés a változó ellenállás rövid formája. Ezért az ellenállások értéke a külső körülmények hatására változhat.
A fémoxid varisztorok feszültségfüggő ellenállások, amelyek ellenállása a feszültség növekedésével csökken. A varisztor két szóból áll: változó és ellenállás. Az ilyen típusú változó ellenállások azonban nem változtathatók manuálisan. A varisztorok a feszültség növekedésével automatikusan változtatják az ellenállásukat.
Fémoxid-varisztorok felépítése
A varisztorok két fémelektródából és por alakú fém-oxid-vegyületekből állnak, például cink-oxidból vagy kobalt-oxidból és így tovább. A fém-oxid szemcsék félvezető anyagok PN átmeneteiként működnek egymással. Ha feszültséget kapcsolunk az elektródákra, a varisztorok elkezdenek áramot vezetni, és a vezetés leáll, amint a külső feszültséget eltávolítják az elektródákról.
Fémoxid-varisztorok működési elve
Amikor az elektromos feszültségek tüskéje vagy az elektromos teljesítmény azonnal megváltozik egy elektromos áramkörben, ezeket a zavarokat tranzienseknek nevezzük. A feszültség nagysága rövid időn belül több ezer voltra ugrik, és súlyosan károsíthatja az elektromos áramkört. Az alábbiakban láthatók a tranziens váltakozó áramú jelek:
A varisztorok csökkentik ellenállásukat, amint a feszültség emelkedik, és ezért úgy működnek, hogy alternatív minimális ellenállási utat biztosítanak a feszültségcsúcs számára. A MOV-ok esetében az egyetlen korlát, hogy alkalmasak rövid intervallumú tranziensekre. Nem hosszú távú tranziensekre tervezték, és rontják jellemzőiket, ha ismétlődő vagy hosszú időtartamú tranzienseknek vannak kitéve.
Varisztor statikus ellenállási görbe
A fém-oxid varisztorok fordított összefüggést mutatnak az alkalmazott feszültséggel. Az ellenállás a feszültség növekedésével csökken. Amikor a feszültség eléri a maximális értéket, az ellenállás eléri a minimális értéket.
Varisztor V-I jellemzői görbe
A lineáris ellenállások egyenes vonalú mintát követnek, de a varisztorok nem mutatják a lineáris viselkedést, mivel ellenállásuk a feszültség növekedésével csökken.
A karakterisztikus görbék a varisztorok kétirányú viselkedését mutatják, és a görbe hasonlít két egymás mellé kapcsolt Zener-dióda jellemzőire. Amikor a varisztorok leállítják a vezetést, a görbe kikapcsolt állapotban lineáris trendre tolódik el. Vezetés közben a görbe nemlineáris viselkedést mutat.
Varisztor kapacitás és szorítófeszültségek
A két elektróda a varisztor köztes fém-oxid közegével együtt egy kondenzátorra hasonlít. A közeg dielektromossá válik, és a varisztorok kondenzátorként működnek nem vezető módukban.
A MOV-ok vezetési módba lépnek a szorítófeszültség értéke felett, és nem vezetnek a szorítófeszültség alatt. A szorítófeszültséget úgy határozhatjuk meg, mint az egyenáramú feszültségszintet, amely 1 mA áramot tesz lehetővé a varisztor testen keresztül. Ez a szorítófeszültség szintje határozza meg a varisztorok vezetési módját.
Egyenáramú feszültségben a kapacitáshatás nem sokat befolyásol, és a szorítófeszültség szintje alatt marad. De AC feszültség esetén a szivárgó áram jelensége. A szivárgási reaktancia a frekvencia növekedésével csökken, és az alábbi kondenzátor esetében van kifejezve:
Varisztor alkalmazások
A varisztorok minden olyan elektromos áramkörben használhatók, amely feszültségcsúcsoknak van kitéve. Párhuzamos elrendezésben adják hozzá a védett elektromos áramkörrel. Az alábbiakban bemutatjuk a varisztorok főbb alkalmazási területeit:
Következtetés
A varisztorok védik az elektromos berendezéseket a túlfeszültség-csúcsoktól. Megvédik a kényes elektromos hálózatokat a tranziensektől, akárcsak a megszakítók és a túláram elleni biztosítékok. 10-1000 voltos kivitelben kaphatók AC és DC tápellátáshoz egyaránt.