Ein varistor ist ein elektronischer Bestandteil mit einer "einer Diode ähnlichen" nichtlinearen Strom-Spannungseigenschaft. Der Name ist ein Handkoffer des variablen Widerstands. Varistors werden häufig verwendet, um Stromkreise gegen übermäßige vergängliche Stromspannungen durch das Verbinden von ihnen in den Stromkreis auf solche Art und Weise zu schützen, dass, wenn ausgelöst, sie den Strom beiseite schieben werden, der durch die Hochspannung weg von den empfindlichen Bestandteilen geschaffen ist. Ein varistor ist auch bekannt als Stromspannungsabhängiger-Widerstand oder VDR. Eine Funktion eines varistor ist, bedeutsam vergrößerten Strom zu führen, wenn Stromspannung übermäßig ist.

Zeichen: Nur Non-Ohmic-Variable-Widerstände werden gewöhnlich varistors genannt. Anderer, ohmic Typen des variablen Widerstands schließen den potentiometer und den Rheostat ein.

Hintergrund

Der allgemeinste Typ von varistor ist Metalloxyd varistor (MOV). Das enthält eine keramische Masse von Zinkoxydkörnern, in einer Matrix anderer Metalloxyde (wie kleine Beträge des Wismuts, Kobalt, Mangans) eingeschoben zwischen zwei Metalltellern (die Elektroden). Die Grenze zwischen jedem Korn und seinem Nachbar bildet einen Diode-Verbindungspunkt, der Strom erlaubt, in nur einer Richtung zu fließen. Die Masse zufällig orientierter Körner ist zu einem Netz von zurück zum Rücken Diode-Paaren, jedem Paar in der Parallele mit vielen anderen Paaren elektrisch gleichwertig. Wenn eine kleine oder gemäßigte Stromspannung über die Elektroden angewandt wird, fließt nur ein winzige Strom, verursacht durch die Rückleckage durch die Diode-Verbindungspunkte. Wenn eine große Stromspannung angewandt wird, bricht der Diode-Verbindungspunkt wegen einer Kombination der thermionischen Emission und des Elektrons tunneling zusammen, und ein großer Strom fließt. Das Ergebnis dieses Verhaltens ist eine hoch nichtlineare Strom-Spannungseigenschaft, in der der MOV einen hohen Widerstand an niedrigen Stromspannungen und einen niedrigen Widerstand an Hochspannungen hat.

Ein varistor bleibt nichtleitend als ein Gerät der Rangieren-Weise während der normalen Operation, wenn die Stromspannung darüber ganz unter seiner "Festklemmen-Stromspannung" bleibt, so werden varistors normalerweise verwendet, um Linienstromspannungswogen zu unterdrücken. Jedoch kann ein varistor nicht im Stande sein, eine sehr große Woge von einem Ereignis wie ein Blitzschlag erfolgreich zu beschränken, wo die beteiligte Energie viele größere Größenordnungen ist, als es behandeln kann. Der Durchziehen-Strom infolge eines Schlags kann übermäßigen Strom erzeugen, der völlig den varistor zerstört. Kleinere Wogen erniedrigen es noch jedoch. Degradierung wird durch die Lebenserwartungskarten des Herstellers definiert, die Strom, Zeit und Zahl von vergänglichen Pulsen verbinden. Der Hauptparameter, der varistor Lebenserwartung betrifft, ist seine Energie (Joule) Schätzung. Als die Energieschätzung zunimmt, nimmt seine Lebenserwartung normalerweise exponential, die Zahl von vergänglichen Pulsen zu, dass es Zunahmen und die "Festklemmen-Stromspannung" anpassen kann, es stellt während jedes Übergangsprozesses Abnahmen zur Verfügung. Die Wahrscheinlichkeit des katastrophalen Misserfolgs kann durch die Erhöhung der Schätzung, entweder durch das Verwenden eines einzelnen varistor der höheren Schätzung oder durch das Anschließen von mehr Geräten in der Parallele reduziert werden. Wie man normalerweise hält, wird ein varistor völlig erniedrigt, als sich seine "Festklemmen-Stromspannung" um 10 % geändert hat. In dieser Bedingung wird es nicht sichtbar beschädigt, und es bleibt funktionell (kein katastrophaler Misserfolg).

Im Allgemeinen wird der primäre Fall der varistor Depression lokalisiert, verursacht als eine Wirkung des Thermalausreißers heizend. Das ist wegen eines Mangels an der Anpassung in individuellen mit dem Korngrenzverbindungspunkten, die zum Misserfolg von dominierenden aktuellen Pfaden unter Thermalbetonung führt. Wenn die Energie in einem vergänglichen Puls (normalerweise gemessen in Joule) zu hoch ist, kann das Gerät schmelzen, brennen, verdampfen, oder wird sonst beschädigt oder zerstört. Dieser (katastrophale) Misserfolg kommt vor, wenn "Absolute Maximale Einschaltquoten" in der Datenplatte des Herstellers bedeutsam überschritten werden.

Wichtige Rahmen sind die Energie des varistor, die in Joule, Betriebsstromspannung, Ansprechzeit, maximaler Strom und Depression (das Festklemmen) Stromspannung gilt. Energieschätzung wird häufig mit standardisierten Übergangsprozessen wie 8/20-Mikrosekunden oder 10/1000 Mikrosekunden definiert, wo 8 Mikrosekunden die Vorderzeit des Übergangsprozesses sind und 20 Mikrosekunden die Zeit zur Hälfte des Werts ist. Um Kommunikationslinien (wie Telefonverbindungen) zu schützen, werden vergängliche Unterdrückungsgeräte wie 3 mil Kohlenstoff-Blöcke (IEEE C62.32), ultraniedrige Kapazität varistors oder Lawine-Dioden verwendet. Für höhere Frequenzen wie Radionachrichtenausrüstung kann eine Gasentladungstube (GDT) verwertet werden. Ein typischer Woge-Beschützer-Macht-Streifen wird mit MOVs gebaut. Eine preiswerteste Art kann gerade einen varistor, vom heißen (lebend, aktiv) zum neutralen verwenden. Ein besserer Beschützer würde mindestens drei varistors enthalten; ein über jedes der drei Paare von Leitern (heiß-neutral, heißer Boden, neutraler Boden). Ein Macht-Streifen-Beschützer in den Vereinigten Staaten sollte eine UL1449 3. Ausgabe-Billigung haben, so dass katastrophaler MOV Misserfolg keine Brandgefahr schaffen würde.

Spezifizierungen

Die Ansprechzeit des MOV ist größtenteils zweideutig, weil kein Standard offiziell definiert worden ist. Die Subnanosekunde basiert MOV Ansprechanspruch auf der inneren Ansprechzeit des Materials, aber wird durch andere Faktoren wie die Induktanz des Bestandteils verlangsamt führt und die steigende Methode. Diese Ansprechzeit wird auch als unbedeutend wenn im Vergleich dazu qualifiziert, 8 µs mit dem Anstieg malig, dadurch erlaubende reichlich Zeit für das Gerät vergänglich zu haben, um sich langsam zu drehen. Wenn unterworfen, einem sehr schnellen,

Die typische Kapazität für den verbraucher-großen (7-20-Mm-Diameter) varistors ist im Rahmen 100-1.000 pF. Kleiner ist niedrigere Kapazität varistors mit der Kapazität von ~1 pF für den mikroelektronischen Schutz, solcher als in Autotelefonen verfügbar. Diese niedrige Kapazität varistors sind jedoch, unfähig, großen Woge-Strömen einfach wegen ihrer Kompakt-PCB-Gestell-Größe zu widerstehen.

MOVs werden in der Stromspannungsreihe angegeben, der sie widerstehen können.

Gefahren

Während ein MOV entworfen wird, um bedeutende Macht für sehr kurze Dauern (ungefähr 8 bis 20 Mikrosekunden), solcher, wie verursacht, durch Blitzschläge zu führen, hat es normalerweise die Kapazität nicht, gestützte Energie zu führen. Unter normalen Dienstprogramm-Stromspannungsbedingungen ist das nicht ein Problem. Jedoch können bestimmte Typen von Schulden auf dem Dienstprogramm-Macht-Bratrost auf anhaltende Überspannungsbedingungen hinauslaufen. Beispiele schließen einen Verlust eines Nullleiters oder shorted Linien auf dem Hochspannungssystem ein. Die Anwendung der anhaltenden Überspannung zu einem MOV kann hohe Verschwendung verursachen, potenziell auf das MOV anziehende Gerät-Feuer hinauslaufend. National Fire Protection Association (NFPA) hat viele Fälle von katastrophalen Feuern dokumentiert, die durch MOV Geräte in Woge-Entstörgeräten verursacht worden sind, und Meldungen auf dem Problem ausgegeben hat.

Eine Reihe hat in Verbindung gestanden Thermalsicherung ist eine Lösung des katastrophalen MOV Misserfolgs. Varistors mit dem inneren Thermalschutz sind auch verfügbar.

Es gibt mehrere Probleme, die bezüglich des Verhaltens von vergänglichen Stromspannungswoge-Entstörgeräten (TVSS) zu bemerken sind, die MOVs unter Überspannungsbedingungen vereinigen. Je nachdem das Niveau der geführten aktuellen, ausschweifenden Hitze ungenügend sein kann, um Misserfolg zu verursachen, aber das MOV Gerät erniedrigen und seine Lebenserwartung reduzieren kann. Wenn übermäßiger Strom durch einen MOV geführt wird, kann er katastrophal scheitern, die Last verbunden, aber jetzt ohne jeden Woge-Schutz haltend. Ein Benutzer kann keine Anzeige haben, als das Woge-Entstörgerät gescheitert hat. Unter den richtigen Bedingungen der Überspannung und des Linienscheinwiderstands kann es möglich sein, den MOV zu veranlassen, in Flammen, die Wurzelursache von vielen Feuern und dem Hauptgrund für die Sorge von NFPA auszubrechen, die auf UL1449 1986 und nachfolgende Revisionen 1998 und 2009 hinausläuft. Richtig entworfene TVSS Geräte müssen katastrophal nicht scheitern, auf die Öffnung einer Thermalsicherung oder etwas Gleichwertigen hinauslaufend, das nur MOV Geräte trennt.

Was varistors nicht tun

Ein MOV innerhalb eines TVSS Geräts versorgt Ausrüstung mit dem ganzen Macht-Schutz nicht. Insbesondere ein MOV Gerät stellt keinen Schutz für die verbundene Ausrüstung von anhaltenden Überspannungen zur Verfügung, die auf Schaden an dieser Ausrüstung sowie am Beschützer-Gerät hinauslaufen können. Andere anhaltende und schädliche Überspannungen können niedriger und deshalb durch ein MOV Gerät ignoriert sein.

Ein varistor stellt keinen Ausrüstungsschutz vor Einströmen-Strom-Wogen (während des Ausrüstungsanlaufs), vom Überstrom (geschaffen durch einen kurzen Stromkreis), oder vom Stromspannungsabsacken (auch bekannt als ein Spannungsabfall) zur Verfügung; es weder Sinne noch betrifft solche Ereignisse. Die Empfänglichkeit der elektronischen Ausrüstung zu diesen anderen Macht-Störungen wird durch andere Aspekte des Systemdesigns, entweder innerhalb der Ausrüstung selbst oder äußerlich durch Mittel wie eine USV, ein Stromspannungsgangregler oder ein Woge-Beschützer mit dem eingebauten Überspannungsschutz definiert (der normalerweise aus einem Stromspannung fühlenden Stromkreis und einem Relais besteht, für den AC-Eingang zu trennen, wenn die Stromspannung eine Gefahrenschwelle erreicht).

Varistors im Vergleich zu anderen vergänglichen Entstörgeräten

Eine andere Methode, um Stromspannungsspitzen zu unterdrücken, ist die vergängliche Stromspannungsunterdrückungsdiode (TVS). Obwohl Dioden so viel Kapazität nicht haben, große Wogen zu führen, wie MOVs, werden Dioden durch kleinere Wogen nicht erniedrigt und können mit einer niedrigeren "Festklemmen-Stromspannung" durchgeführt werden. MOVs bauen sich von der wiederholten Aussetzung bis Wogen ab und haben allgemein eine höhere "Festklemmen-Stromspannung", so dass Leckage den MOV nicht erniedrigt. Beide Typen sind über eine breite Reihe von Stromspannungen verfügbar. MOVs neigen dazu, für höhere Stromspannungen passender zu sein, weil sie die höheren verbundenen Energien an weniger Kosten führen können.

Ein anderer Typ des vergänglichen Entstörgeräts ist das Gastube-Entstörgerät. Das ist ein Typ der Funken-Lücke, die Luft oder eine träge Gasmischung und häufig, ein kleiner Betrag des radioaktiven Materials wie Ni-63 verwenden kann, um eine konsequentere Durchbruchsstromspannung zur Verfügung zu stellen und Ansprechzeit zu reduzieren. Leider können diese Geräte höhere Durchbruchsstromspannungen und längere Ansprechzeiten haben als varistors. Jedoch können sie bedeutsam höhere Schuld-Ströme behandeln und vielfachen Hochspannungserfolgen (zum Beispiel, vom Blitz) ohne bedeutende Degradierung widerstehen.

Siehe auch

• Woge-Beschützer
• Elektronische Bestandteile
• Vergängliche Stromspannungsunterdrückungsdiode
• Transil
• Trisil
• Mehrschicht varistor
• Polyschalter, ein mit dem Strom empfindlicher (aber nicht mit der Stromspannung empfindlich) Gerät
• Gasentladungstube
• Potentiometer, ein manueller variabler Widerstand

Referenzen

Links

• Abc von MOVs - Anwendung bemerken von der Gesellschaft von Littelfuse
• Prüfung von Varistor von der Gesellschaft von Littelfuse