Varistor
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 25 januari 2021; kontroller kräver 4 redigeringar .Varistor (eng. vari (able) - variabel (resi) stor - resistor) - halvledarmotstånd , vars elektriska resistans ( konduktivitet ) beror olinjärt på den applicerade spänningen , det vill säga den har en icke-linjär symmetrisk ström-spänningskarakteristik och har två utgångar. Den har egenskapen att kraftigt minska sitt motstånd från miljarder till tiotals ohm med en ökning av spänningen som appliceras på den över tröskelvärdet [1]. Med ytterligare spänningsökning minskar motståndet ännu mer. På grund av frånvaron av följströmmar under plötsliga förändringar i den applicerade spänningen är varistorer huvudelementet för produktion av överspänningsskyddsanordningar (SPD).
Tillverkning
Varistorer tillverkas genom sintring vid en temperatur av cirka 1700 ° C en halvledare, huvudsakligen pulveriserad kiselkarbid (SiC) eller zinkoxid (ZnO), och ett bindemedel (till exempel lera , flytande glas , lack , harts ). Därefter metalliseras två ytor av det resulterande elementet (vanligtvis är elektroderna i form av skivor) och metalltrådsledningar löds fast på dem.
Strukturellt tillverkas varistorer vanligtvis i form av skivor, tabletter, stavar; Det finns pärl- och filmvaristorer. Stångavstämningsvaristorer med rörlig kontakt används ofta.
Egenskaper
Icke-linjäriteten hos varistorernas egenskaper beror på den lokala uppvärmningen av kontaktytorna hos ett flertal kristaller av kiselkarbid (eller annan halvledare). Med en lokal temperaturökning vid kristallernas gränser reduceras motståndet hos de senare avsevärt, vilket leder till en minskning av varistorernas totala motstånd.
En av varistorns huvudparametrar - olinjäritetskoefficienten λ - bestäms av förhållandet mellan dess statiska motstånd R och det dynamiska motståndet Rd :
,
där U är spänning, I är varistorström
Icke-linearitetskoefficienten är i intervallet 2-10 för SiC-varistorer och 20-100 för ZnO-varistorer.
Temperaturkoefficienten för motstånd (TCR) för varistorn är ett negativt värde.
Applikation
Lågspänningsvaristorer är gjorda för driftspänning från 3 till 200 V och ström från 0,0001 till 1 A ; högspänningsvaristorer - för driftspänning upp till 20 kV .
Varistorer används för att stabilisera och reglera lågfrekventa strömmar och spänningar, i analoga datorer - för att exponentiera, extrahera rötter och andra matematiska operationer, i överspänningsskyddskretsar ( till exempel högspänningsledningar , kommunikationsledningar, elektriska apparater), etc. .
Högspänningsvaristorer används för tillverkning av överspänningsavledare .
Som elektroniska komponenter är varistorer billiga och pålitliga, klarar av betydande elektriska överbelastningar och kan arbeta vid höga frekvenser (upp till 500 kHz ). Bland nackdelarna är betydande lågfrekvent buller och åldrande - förändringen av parametrar över tid och med temperaturfluktuationer.
Varistor material
Tirit , vilite , latin , silite är halvledarmaterial baserade på kiselkarbid med olika bindningar. Zinkoxid är ett nytt material för varistorer.
Alternativ
När man beskriver egenskaperna hos varistorer används huvudsakligen följande parametrar [1] :
- Klassificeringsspänning U n - spänning vid en viss ström (vanligtvis 1 mA), en villkorlig parameter för märkning av produkter;
- Den maximalt tillåtna spänningen U m för likström och för växelström (rms eller effektivt värde), sträcker sig - från flera V till flera tiotals kV; kan endast överskridas vid överspänningar;
- Nominell genomsnittlig effektförlust P är den effekt i watt (W) som varistorn kan förbruka under hela sin livslängd samtidigt som parametrarna bibehålls inom de specificerade gränserna;
- Maximal pulsström I pp ( Peak Surge Current ) i ampere (A), för vilken stigtid och pulslängd är normaliserade;
- Maximalt tillåten absorberad energi W ( Absorptionsenergi ) i joule (J), när den utsätts för en enda puls;
- Kapacitans Co mätt i stängt tillstånd vid en given frekvens; beror på den applicerade spänningen - när varistorn passerar en stor ström genom sig själv sjunker den till noll.
Driftspänningen för varistorn väljs baserat på den tillåtna förlustenergin och den maximala spänningsamplituden. Det rekommenderas att den vid växelspänning inte överstiger 0,6 U n och vid konstant spänning - 0,85 U n . Till exempel, i ett nätverk med en effektiv spänning på 220 V (50 Hz), installeras vanligtvis varistorer med en klassificeringsspänning på minst 380 ... 430 V.
Se även
Anteckningar
- ↑ 1 2 Shelestov, 2002 .
Litteratur
- V. G. Gerasimov, O. M. Knyazkov, A. E. Krasnopolsky, V. V. Sukhorukov. Fundamentals of Industrial Electronics: Textbook for High Schools / Ed. V. G. Gerasimova. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - M . : Högre skola, 1978.
- Elektronik: Encyclopedic Dictionary / V. G. Kolesnikov (chefredaktör). - 1:a uppl. - M . : Sov. Encyclopedia, 1991. - S. 54 . - ISBN 5-85270-062-2 .
- I. P. Shelestov. Användbara diagram. Bok 5 . - M. : SOLON-R, 2002. - 240 sid. - (Radioamatörer). - 7000 exemplar. — ISBN 5-93455-167-1 .