Оглавление
- Защита варистором техники
- Обозначение на схеме и варианты подключения варистора
- Характеристики варистора
- Кодовая маркировка, дополнение
- ВАХ, схема замещения и параметры варисторов
- Маркировка варистора
- Изготовление варистора
- Зачем палладий конденсаторам?
- Применение приборов
- Подбор варистора
- Варисторы 07К…20К
- Конструкции и принцип действия варисторов
- Как узнать в какой стране сделана стиральная машина Bosch/Siemens/Gaggenau
Защита варистором техники
Варисторная защита применяется в бытовых приборах. Они могут быть припаянными в саму плату, или же выведены и закреплены отдельными проводами. Варисторы необходимо подключать параллельно. Подключать их последовательно просто не имеет смысла. Ток по цепи в таком случае проходить просто не будет.
Как работает варисторная защита?
Например, рядом с вашим домом ударила молния. Или она могла попасть в ЛЭП. В сети происходит скачек напряжения. Варистор его поглощает и, если импульс слишком сильный/продолжительный – варистор умирает.
То есть, варистор гарантия того, что ваша чувствительная электроника не сгорит от скачка напряжения. Однако, следует помнить, что варистор может стать точкой короткого замыкания, во время длительной работы при максимальном напряжении.
Выше мы описали несколько способов как этого избежать. Брать варисторы с термисторами или же включать в цепь предохранители.
Если все максимально упростить: при низком напряжении варистор – блокирующее устройство, при высоком – проводящее.
Обозначение на схеме и варианты подключения варистора
На схемах варистор обычно обозначается, как обычный резистор, но с добавлением буквы U рядом с наклонной чертой. Эта черта и указывает в схемах на то, что данный элемент имеет зависимость сопротивления от напряжения в цепи. Также на электрической схеме этот элемент маркируется двумя буквами R и U с добавлением порядкового номера (RU1, RU2 … и т.д.).
Существует большое количество вариантов подключения варисторов, но общее для всех способов – это то, что данный компонент подключается параллельно цепи питания. Поэтому при отсутствии опасных значений импульсов напряжения, ток, который протекает через варистор имеет малую величину (ввиду больших значений сопротивления) и никак не влияет на работоспособность системы. При возникновении перенапряжения, варистор изменяет сопротивление до малых величин, нагрузка шунтируется, и поглощенная энергия рассеивается в окружающее пространство.
Характеристики варистора
Тело варистора представляет собой изотропную гранулярную структуру оксида цинка ZnO (рисунок 1). Гранулы отделены друг от друга, и их граница разделения имеет ВАХ, схожую с p-n-переходом в полупроводниках. Эти границы при низких напряжениях имеют очень низкую проводимость, которая нелинейно увеличивается с увеличением напряжения на варисторе.
Рис. 1. Фотография гранулярной структуры варистора, сделанная с помощью электронного микроскопа
Симметричная ВАХ показана на рисунке 2. Благодаря ей варистор отлично справляется с подавлением скачков напряжения. Когда они появляются в цепи, сопротивление варистора уменьшается во множество раз: от почти непроводящего состояния до высокопроводящего, уменьшая импульс напряжения до безопасного для цепи значения. Таким образом, потенциально опасная для элементов цепи энергия входного импульса напряжения абсорбируется варистором и защищает компоненты, чувствительные к скачкам напряжения.
Рис. 2. Симметричная ВАХ варистора
Рассмотрим подробнее принцип работы варистора.
В его корпусе между металлическими контактами находятся гранулы со средним размером d (рисунок 3).
Рис. 3. Схематическое изображение микроструктуры металл-оксидного варистора
Токопроводящие гранулы оксида цинка со средним размером гранулы d разделены между собой межгранулярными границами.
, (1)
где d – средний размер гранулы.
,
получаем данные, представленные в таблице 1.
Таблица 1. Зависимость структурных параметров варистора от напряжения
Напряжение варистора Vn – это напряжение на вольт-амперной характеристике, где происходит переход из слабопроводящего состояния на линейном участке графика в нелинейный режим высокопроводящего состояния. По общей договоренности для стандартизации измерений был выбран ток 1 мА.
Рис. 4. Результат увеличения напряжения в сети на продолжительное время
Проведем сравнительный анализ наиболее популярных варисторов производства компаний Littelfuse, Epcos и Fenghua с рабочим напряжением 250 и 275 В (АС rms) и диаметром диска 10, 14 и 20 мм.
Таблица 2. Сравнительный анализ наиболее популярных варисторов производства компаний Littelfuse, Epcos и Fenghua
Обзор варисторов производства компании Littelfuse c разбивкой на серии и области применения представлен в таблице 3.
Таблица 3. Области применения варисторов Littelfuse
Применение варистора играет важную роль в системе защиты чувствительных электронных схем от скачков напряжения и высоковольтных переходных процессов. Принцип работы этих элементов основан на изменении сопротивления полупроводниковой структуры под воздействием высокого напряжения.
Серия VDR имеет стандартное значение времени срабатывания варисторов при воздействии перенапряжения, которое составляет не более 25 нc. Диапазон напряжения срабатывания от 12 В до 1800 В. Диапазон рабочей температуры -40°С
Область применения варисторов:
- промышленное оборудование;
- источники питания;
- фотоэлектрические приборы;
- бытовая электроника;
- телекоммуникации;
- инверторы.
Кодовая маркировка, дополнение
В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.
А. Маркировка 3 цифрами
Первые две цифры указывают на значение емкости в пигофарадах (пф), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пф.
Код | Емкость | Емкость | Емкость |
109 | 1,0 | 0,001 | 0,000001 |
159 | 1,5 | 0,0015 | 0,000001 |
229 | 2,2 | 0,0022 | 0,000001 |
339 | 3,3 | 0,0033 | 0,000001 |
479 | 4,7 | 0,0047 | 0,000001 |
689 | 6,8 | 0,0068 | 0,000001 |
100* | 10 | 0,01 | 0,00001 |
150 | 15 | 0,015 | 0,000015 |
220 | 22 | 0,022 | 0,000022 |
330 | 33 | 0,033 | 0,000033 |
470 | 47 | 0,047 | 0,000047 |
680 | 68 | 0,068 | 0,000068 |
101 | 100 | 0,1 | 0,0001 |
151 | 150 | 0,15 | 0,00015 |
221 | 220 | 0,22 | 0,00022 |
331 | 330 | 0,33 | 0,00033 |
471 | 470 | 0,47 | 0,00047 |
681 | 680 | 0,68 | 0,00068 |
102 | 1000 | 1,0 | 0,001 |
152 | 1500 | 1,5 | 0,0015 |
222 | 2200 | 2,2 | 0,0022 |
332 | 3300 | 3,3 | 0,0033 |
472 | 4700 | 4,7 | 0,0047 |
682 | 6800 | 6,8 | 0,0068 |
103 | 10000 | 10 | 0,01 |
153 | 15000 | 15 | 0,015 |
223 | 22000 | 22 | 0,022 |
333 | 33000 | 33 | 0,033 |
473 | 47000 | 47 | 0,047 |
683 | 68000 | 68 | 0,068 |
104 | 100000 | 100 | 0,1 |
154 | 150000 | 150 | 0,15 |
224 | 220000 | 220 | 0,22 |
334 | 330000 | 330 | 0,33 |
474 | 470000 | 470 | 0,47 |
684 | 680000 | 680 | 0,68 |
105 | 1000000 | 1000 | 1,0 |
* Иногда последний ноль не указывают.
В. Маркировка 4 цифрами
Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах.
Код | Емкость | Емкость | Емкость |
1622 | 16200 | 16,2 | 0,0162 |
4753 | 475000 | 475 | 0,475 |
Рис. 6
С. Маркировка емкости в микрофарадах
Вместо десятичной точки может ставиться буква R.
Код | Емкость |
R1 | 0,1 |
R47 | 0,47 |
1 | 1,0 |
4R7 | 4,7 |
10 | 10 |
100 | 100 |
D. Смешанная буквенно-цифровая маркировка емкости, допуска, ТКЕ, рабочего напряжения
В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.
Код | Емкость |
p10 | 0,1 пФ |
Ip5 | 1,5 пФ |
332p | 332 пФ |
1НО или 1nО | 1,0 нФ |
15Н или 15n | 15 нФ |
33H2 или 33n2 | 33,2 нФ |
590H или 590n | 590 нФ |
m15 | 0,15мкФ |
1m5 | 1,5 мкФ |
33m2 | 33,2 мкФ |
330m | 330 мкФ |
1mO | 1 мФ или 1000 мкФ |
10m | 10 мФ |
Кодовая маркировка электролетических конденсаторов для поверхностного монтажа
Приведенные ниже принципы кодовой маркировки применяются такими известными фирмами, как «Panasonic», «Hitachi» и др. Различают три основных способа кодирования
А. Маркировка 2 или 3 символами
Код содержит два или три знака (буквы или цифры), обозначающие рабочее напряжение и номинальную емкость. Причем буквы обозначают напряжение и емкость, а цифра указывает множитель. В случае двухзначного обозначения не указывается код рабочего напряжения.
Код | Емкость | Напряжение |
А6 | 1,0 | 16/35 |
А7 | 10 | 4 |
АА7 | 10 | 10 |
АЕ7 | 15 | 10 |
AJ6 | 2,2 | 10 |
AJ7 | 22 | 10 |
AN6 | 3,3 | 10 |
AN7 | 33 | 10 |
AS6 | 4,7 | 10 |
AW6 | 6,8 | 10 |
СА7 | 10 | 16 |
СЕ6 | 1,5 | 16 |
СЕ7 | 15 | 16 |
CJ6 | 2,2 | 16 |
CN6 | 3,3 | 16 |
CS6 | 4,7 | 16 |
CW6 | 6,8 | 16 |
DA6 | 1,0 | 20 |
DA7 | 10 | 20 |
DE6 | 1,5 | 20 |
DJ6 | 2,2 | 20 |
DN6 | 3,3 | 20 |
DS6 | 4,7 | 20 |
DW6 | 6,8 | 20 |
Е6 | 1,5 | 10/25 |
ЕА6 | 1,0 | 25 |
ЕЕ6 | 1,5 | 25 |
EJ6 | 2,2 | 25 |
EN6 | 3,3 | 25 |
ES6 | 4,7 | 25 |
EW5 | 0,68 | 25 |
GA7 | 10 | 4 |
GE7 | 15 | 4 |
GJ7 | 22 | 4 |
GN7 | 33 | 4 |
GS6 | 4,7 | 4 |
GS7 | 47 | 4 |
GW6 | 6,8 | 4 |
GW7 | 68 | 4 |
J6 | 2,2 | 6,3/7/20 |
JA7 | 10 | 6,3/7 |
JE7 | 15 | 6,3/7 |
JJ7 | 22 | 6,3/7 |
JN6 | 3,3 | 6,3/7 |
JN7 | 33 | 6,3/7 |
JS6 | 4,7 | 6,3/7 |
JS7 | 47 | 6,3/7 |
JW6 | 6,8 | 6,3/7 |
N5 | 0,33 | 35 |
N6 | 3,3 | 4/16 |
S5 | 0,47 | 25/35 |
VA6 | 1,0 | 35 |
VE6 | 1,5 | 35 |
VJ6 | 2,2 | 35 |
VN6 | 3,3 | 35 |
VS5 | 0,47 | 35 |
VW5 | 0,68 | 35 |
W5 | 0,68 | 20/35 |
В. Маркировка 4 символами
Код содержит четыре знака (буквы и цифры), обозначающие емкость и рабочее напряжение. Буква, стоящая вначале, обозначает рабочее напряжение, последующие знаки — номинальную емкость в пикофарадах (пФ), а последняя цифра — количество нулей. Возможны 2 варианта кодировки емкости: а) первые две цифры указывают номинал в пикофарадах, третья — количество нулей; б) емкость указывают в микрофарадах, знак m выполняет функцию десятичной запятой. Ниже приведены примеры маркировки конденсаторов емкостью 4.7 мкФ и рабочим напряжением 10 В.
С. Маркировка в две строки
Если величина корпуса позволяет, то код располагается в две строки: на верхней строке указывается номинал емкости, на второй строке — рабочее напряжение. Емкость может указываться непосредственно в микрофарадах (мкФ) или в пикофарадах (пф) с указанием количества нулей (см. способ В). Например, первая строка — 15, вторая строка — 35V — означает, что конденсатор имеет емкость 15 мкФ и рабочее напряжение 35 В.
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). Roff достаточно сильно зависит от температуры, поэтому в этой области также явно проявляется температурная зависимость тока утечки. Rx – переменное нелинейное сопротивление с диапазоном значений 0…∞ Ом. В режиме малых токов величиной Rx можно пренебречь, зато в режиме ограничения это сопротивление шунтирует Roff 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.
Рис. 7. Напряжение включения варистора зависит от формы импульса
Варисторы имеют значительную паразитную емкость, которая негативно влияет на работу быстродействующих цепей. Это одна из причин, по которой варисторы не используют для защиты сигнальных линий высокочастотных интерфейсов. Очевидно, что чем больше диаметр диска варистора, тем больше будет его паразитная емкость.
Еще одним важным параметром варисторов является ток утечки. Во многих приложениях, например, в измерительных схемах, высокий ток утечки может существенно ухудшить метрологические характеристики. Кроме того, ток утечки негативно сказывается на общем потреблении схемы, что критично для малопотребляющих устройств.
При выборе варисторов необходимо учитывать различные температурные зависимости. Мы уже отмечали, что в области токов утечки наблюдается сильная зависимость сопротивления варистора от температуры. Кроме того, следует помнить о дерейтинге – уменьшении предельной рассеиваемой мощности при увеличении температуры окружающей среды (рисунок 8).
Рис. 8. Снижение предельной рассеиваемой мощности при увеличении температуры (дерейтинг)
Одним из крупнейших производителей варисторов является компания Littelfuse. Рассмотрим номенклатуру варисторов производства этой компании подробнее.
Маркировка варистора
Если же ваш варистор вышел из строя, то для его замены нам здорово поможет знание маркировки варистора. Сама маркировка располагается на корпусе и представляет собой набор латинских букв и цифр. Несмотря на разных производителей, в большинстве своем, маркировка на варисторах не сильно отличается и её вполне возможно прочитать.
В качестве примера, приведем 2 разных варистора от разных производителей:
- CNR -12D182K
- ZNR V12182U.
Первая цифра 12 – обозначает диаметр варистора в миллиметрах. Вторая цифра – 182К напряжение открытия. 18 – напряжение, 2- коэффициент. CNR же – обозначение материала варистора. В данном конкретном примере, варистор изготовлен из оксидов металлов.
K – используется для обозначения класса точности. То есть, если написано на корпусе варистора – 275К, то К – точность 10%, а 275 – напряжение открытия. И напряжение открытия рассчитывается так – 275 +- 27,5.
То есть, например, наш варистор 20D471K можно заменить варистором TVR20471. Или любым другим аналогом варистора. Например – SAS471D20. Нужно лишь знать основные принципы маркировки.
Правда, с отечественными варисторами так не получится. Придется воспользоваться справочными материалами. Наши варисторы обозначаются так – СН2-1, ВР-1 и СН2-2. Например: CН-2 – оксидо цинковые варисторы. Но узнать это можно только из справочных материалов.
Несмотря на вышеописанные принципы маркировки, настоятельно рекомендуем пользоваться справочной литературой при выборе варистора. В ней указываются все необходимые характеристики варистора, в том числе и те, которые не узнать по маркировке.
Что делать, если у вашего варистора стерта маркировка?
Узнать, на какое напряжение рассчитан ваш варистор вам поможет мегомметр. Чтобы проверить варистор, надо подключить его к мегомметру и прогонять его по пределам. То есть, если варистор на 470В, то проверять его стоит на 500В.
Есть способ, с использованием блока питания. Правда, для этого нужен блок питания, с регулируемым напряжением и максимальной силой тока. Силу тока нужна выставить такую, чтобы варистор не сгорел. А как мы писали выше, они имеют тенденцию взрываться.
Варистор со стёртой маркировкой
Соответственно, перед подключением его следует визуально осмотреть. Если на корпусе варистора имеются трещины, вздутия, визуально видно, что он плавился – то такой варистор точно не рабочий. Но зачастую – это трещины. Материал варисторов склонен к старению, об этом всегда следует помнить. Варисторы, с такими повреждениями, можно не проверять. Они не рабочие.
Подробнее о варисторах в видео:
Изготовление варистора
Объясняется все это устройством варистора. Состоит варистор из полупроводника и различных материалов для связывания. Распространена такая связка – карбид кремния и эпоксидная смола. Их сплавляют при высоких температурах. Затем, поверхность варистора покрывается металлом и припаиваются выходы.
Конструкция варистора
Способность проводить большое напряжение через себя варистором обеспечивается материалом – кремнием. При нагревании кристаллы карбида кремния значительно уменьшают свое сопротивление. И ток может спокойно проходить по ним.
Однако, все большее распространение получают варисторы из оксида цинка. Они проще в изготовление и могут пропускать через себя более высоковольтные импульсы. Техника их производства схожа с производством керамических варисторов.
Варисторы бывают различных форм – колбочки, палочки, диски. Все зависит от производителя.
Разные формы варисторов
Зачем палладий конденсаторам?
Драгоценные металлы всегда ценились серьезным образом, кроме палладия. Он и раньше стоил копейки, как и пять лет назад. В наше время из-за спекулятивных игр на биржах цена палладия выросла настолько сильно, что этот металл стал стоить в полтора раза дороже золота.
Пару слов о конденсаторах
Эта парадоксальная ситуация продлиться недолго, так считаются эксперты. Ведь и криптовалюты стоили лет десять назад копейки, но в наше время они стоят крайне дорого. Вот и с палладием получилась та же интересная ситуация, что и с криптовалютами – внезапный рост.
Но в советские времена палладий применялся част опри производстве конденсаторов, ведь тогда этот металл стоил крайне недорого. Он имел стоимость примерно такую же, как и медь. Но из-за недостаточно хороших физических свойств палладий не любили применять активно при производстве радиодеталей – не слишком сильно он повышал срок службы радиодеталей.
Не стоит забывать, что драгметаллы в радиодеталях применялись для продления срока службы устройств. Ими покрывали медные контакты, тем самым повышая их срок службы. Не было бы покрытий из драгметаллов, конденсаторы бы служили предельно малый срок.
Пару слов о конденсаторах
Если в старых статьях о конденсаторах и покоящихся в них драгметаллах в первую очередь говорилось о золоте, то сейчас куда важнее наличие палладия. Не во всех конденсаторах палладий присутствовал в больших количествах, но он практически во всех радиодеталях имел место быть.
Например, стоит сказать о таком важном конденсаторе, как К10-28, в котором на тысячу штук имеется 33 грамма палладия по факту. Конденсатор марки К10-43В также очень богат на палладий и из тысячи штук можно получить 68 граммов чистого металла
Но это не рекорд, так как в конденсаторах марки К10-54 имеется 79 граммов палладия на тысячу штук и за этой маркой конденсаторов охотятся многие скупщики радиодеталей. Стоит сказать и то, что радиодетали с драгметаллами использовались повсеместно, только в электронике массового производства драгметаллов имело меньшее количество, чем в аппаратуре специального назначения
Конденсатор марки К10-43В также очень богат на палладий и из тысячи штук можно получить 68 граммов чистого металла. Но это не рекорд, так как в конденсаторах марки К10-54 имеется 79 граммов палладия на тысячу штук и за этой маркой конденсаторов охотятся многие скупщики радиодеталей. Стоит сказать и то, что радиодетали с драгметаллами использовались повсеместно, только в электронике массового производства драгметаллов имело меньшее количество, чем в аппаратуре специального назначения.
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.
Вам это будет интересно Математическая запись закона Джоуля-Ленца и его применение
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 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.
Подбор варистора
Чтобы правильно подобрать варистор для определенного устройства необходимо знать характеристики его источника питания: сопротивление и мощность импульсов переходных процессов. Максимально допустимое значение тока определяется в том числе длительностью его воздействия и количеством повторений, поэтому при установке варистора с заниженным значением пикового тока, он достаточно быстро выйдет из строя. Если говорить кратко, то для эффективной защиты прибора необходимо выбирать варистор с напряжением, имеющим небольшой запас к номинальному.
Также для безотказной работы такого электронного компонента очень важна скорость рассеивания поглощенной тепловой энергии и возможность быстро возвращаться в состояние нормальной работы.
Варисторы 07К…20К
Варистор серии 07K, 10K, 14K, 20K – оксидно-цинковый защитный элемент, обладающий способностью мгновенного изменения собственного сопротивления под воздействием подаваемого напряжения. Характерные резко выраженные нелинейные и симметричные вольтамперные характеристики предоставляют возможность эксплуатации варисторов в цепях постоянного, переменного и импульсного тока.
Принцип работы варистора заключается в его способности в считанные наносекунды (до 25 нс) понижать собственное сопротивление до отметки в несколько Ом при воздействии напряжения, превышающего номинальное значение – напряжения срабатывания, ток срабатывания при этом может достигать 100А.
В обычном состоянии сопротивление варистора достигает нескольких сотен МОм, а поскольку подключают варисторы параллельно цепи, то ток через него не проходит и он выступает в роли диэлектрика. Импульсный скачок приводит варистор в действие, понижая его сопротивление – происходит короткое замыкание и перегорает плавкий предохранитель, который должен устанавливаться в обязательном порядке перед варистором, и цепь размыкается.
В момент срабатывания происходит шунтирование излишней нагрузки, поглощаемая энергия (до 282 Дж при импульсе тока 2,5 мс) рассеивается в виде теплового излучения. Габаритные размеры варистора при этом играют значительную роль – общая площадь поверхности варистора имеет пропорциональное влияние на возможность гашения импульса напряжения без разрушения самого устройства.
Варисторы серии 07K, 10K, 14K, 20K имеют форму диска (дисковые варисторы) различной толщины с однонаправленными проволочными выводами радиального типа. Изготавливаются представленные варисторы методом прессования порошкообразного оксида цинка (ZnO).
На корпусе варисторов нанесена маркировка с указанием номинального классификационного напряжения и соответствующего допуска по напряжению (±10%). На образцах варисторов импортного производства при маркировке допуска используют символьное обозначение, например, буква K обозначает допуск ±10%, буква M – допуск ±20%.
Устанавливаются варисторы параллельно защищаемому устройству с помощью пайки выводов. Для достижения максимального уровня защиты рекомендуется использование двух одинаковых варисторов, подключенных параллельно друг другу, и дополнительного плавкого предохранителя, устанавливаемого последовательно перед варисторами.
Применяются предоставленные варисторы 07K, 10K, 14K, 20K для защиты элементов от перенапряжения в источниках и системах электропитания, бытовой и военной технике, телекоммуникационном и измерительном оборудовании.
Подробные характеристики, расшифровка маркировки, габаритные размеры, общее устройство варисторов 07K, 10K, 14K, 20K указаны ниже. Наша компания гарантирует качество и работу варисторов в течение 2 лет с момента их приобретения; предоставляются сертификаты качества.
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 .
Как узнать в какой стране сделана стиральная машина Bosch/Siemens/Gaggenau
-
48 — это код завода, где была собрана стиральная машина. Заводу, на котором собираются стиральные машины, присваивается индивидуальный код. С помощью этого кода вы можете узнать, в какой стране была собрана стиральная машина.
- 40 — Германия
- 41 — Польша
- 42 — Германия
- 43 — Турция
- 45 — Германия
- 48 — Германия
- 84 — Таиланд
- 85 — США
- 87 — Китай
- 88 — Россия
- 99 — Германия
- 9 — год изготовления, по последнему году в десятилетии. Дату изготовления подробно можно узнать из FD номера.
- 07 — месяц изготовления.
- 0250386 — внутренний код производителя в котором находиться служебная информация, например о поставщиках комплектующих.
- 00430 — номер стиральной машины
- 3 — контрольный код серийного номера, служит для проверки правильности серийного номера.