Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Фонд держмайна назвав об’єкти, які планує продати у 2018 році
17.10.2017р.

Окрім загальновідомого «Одеського припортового...

Стів ВОЗНЯК: Я б віддав усі гроші і владу, щоб залишатися справжнім
17.10.2017р.

Бізнес-партнер Стіва Джобса і конструктор одного із...

Партнери зі створення найбільшої фабрики з виробництва акумуляторів
17.10.2017р.

Компанії «АББ» і «Northvolt» підписали Меморандум про...

Мегасховища енергії
13.10.2017р.

У Великобританії в місті Шеффілді днями почало...

Схвалення проектів тарифів та інвестиційних програм
13.10.2017р.

Міністр енергетики та вугільної промисловості Ігор...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

3670
27.08.2007р. |
Варистори EPCOS – захист від перенапруг

Частою причиною виходу з ладу устаткування, наприклад блоків живлення, є наявність у мережі імпульсів перенапруги. Вони можуть бути спричинені різними електромагнітними перешкодами, які є наслідком перехідних процесів, пов'язаних з грозовими розрядами, комутацією і розрядженням індуктивних і ємнісних елементів кола.
"Електротема" № 3 (59) 2005 року

Для захисту елементів кола від імпульсних перенапруг використовують RC та LC-фільтри, а також спеціальні пристрої – розрядники. Розрядники – це нелінійні резистори з високим опором у нормальному (робочий, відкритий) стані і різко зменшеним після прикладення імпульсної напруги. Зазвичай розрядники підключаються паралельно до устаткування, яке вони захищають. Розрядники поділяються на:

- газонаповнені (іскрові) розрядники (Surge Arresters);

- кремнієві лавинні (обмежувальні) діоди. Наприклад, стабілітрони (Zener diodes) чи, так звані, високошвидкісні обмежники напруги (Transient Voltage Suppressors, TVS);

- варистори.

Газонаповнені розрядники характеризуються найбільш широким діапазоном напруг спрацьовування. Однак, до їхніх недоліків варто віднести:

1) неприпустимо велике падіння напруги на розряднику, що може виникати перед його спрацьовуванням і призводити до ушкодження елемента, що захищається;

2) у деяких випадках, через малу напругу горіння газорозрядника, у колах постійного струму він не гаситься. Тому можливий тепловий перегрів і руйнування розрядника за рахунок залишкового струму.

Кремнієві обмежувальні діоди зазвичай мають властивість однополярності. Їхня вольт-амперна характеристика (ВАХ), хоча і має велику крутість, але не є симетричною щодо напруги. Звичайно, допускається можливість зустрічного включення двох діодів (у комбінації з резисторами для обмеження струму через діод, і конденсатором для фільтрації), однак альтернативний варіант з одним варистором є більш дешевим (через низьку вартість варисторів) і більш простим конструктивно (з урахуванням малих розмірів варисторів). Відповідно, заощаджується необхідна площа монтажу на платі, витрати на монтаж і знижується загальна імовірність збоїв у даному вузлі схеми. З іншого боку, малий об’єм p-n переходу обмежувального діода значно обмежує величину допустимого імпульсного струму.

Варистори за рахунок розсіювання струму в об’ємі кристала допускають великі струми (вимірювані в кА). Через зазначені недоліки інших розрядників, часто найбільш доцільним рішенням є використання варисторів. Варистор - резистивний елемент із різко вираженою нелінійною ВАХ і полікристалічною структурою. Симетричність ВАХ варистора є однією з його переваг перед обмежувальними діодами.

Варистори фірми EPCOS за конструктивним виконанням корпуса можна розділити на 4 основні групи: поверхневого монтажу (SMD); дискові вивідні (плоский круглий чи прямокутний корпус з виводами); силові (різних типів), наприклад, так називаного блокового типу, розраховані на велику потужність; гібридні (варисторні розрядники)

Важлива властивість варистора, який захищає об`єкти, від імпульсних перешкод і швидких перехідних процесів, - його швидкодія (безінерційність). Час спрацьовування варистора, наприклад, істотно менший від постійної часу термісторів (яка виміряється в одиницях секунд). Високу швидкодію варистора можна реалізувати, тільки забезпечивши досить малу індуктивність виводів виробу. Найменшою індуктивністю володіють безвивідні варистори. Час спрацьовування варисторів EPCOS:

- дискових вивідних стандартних серій – дуже низький (25 нс);

- SMD-варисторів - винятково низький (від 0,5 нс до одиниць нс).

Будучи розрядником, варистор, у найпростішому випадку, встановлюється паралельно схемі, що захищається, послідовно з внутрішнім опором джерела перешкод (опір лінії передачі даних з урахуванням омічного імпедансу кабелю). За відсутності перенапруги струм через варистор дуже малий.

Принцип захисту схеми варистором (див. мал.) полягає в різкому зменшенні його внутрішнього опору до часток Ом при виникненні імпульсу напруги, після чого відбувається шунтування об`єкта, що захищається. Результатом є різке збільшення струму, що протікає через варистор.

Щоб загалом охарактеризувати варистор EPCOS, достатньо знати такі параметри:

1. номінальну (робочу) напругу Vn (постійну VDC чи змінну VRMS). Номінальна напруга – це максимальне значення напруги, що прикладається до варистора у робочому (постійному) режимі. Вона може бути перевищена тільки (короткочасним) імпульсом перенапруги;

2. струм перевантаження (імпульсний) I max чи енергію абсорбції Wmax. Величина струму перевантаження характеризує амплітуду, тривалість і кількість імпульсів струму стандартної форми, що можуть бути прикладені до варистора протягом усього його терміну експлуатації. Енергія абсорбції (поглинання) – це енергія, що поглинається (розсіюється) варистором при протіканні через нього імпульсу струму прямокутної форми тривалістю 2 мс.;

3. середню розсіювану потужність Pmax. Параметр Pmax необхідно враховувати, коли варистор не встигає розсіювати тепло в проміжках між прикладеними імпульсами струму і значно нагрівається. Pmax, переважно, визначається геометричними розмірами варистора і конструкцією виводів. В інших випадках для вибору варистора досить знати Vn;

4. максимальну напругу обмеження V (Maximum Clamping Voltage) - максимальну короткочасну (граничну) напругу (тобто перенапругу), що може бути прикладена до варистора.

Здебільшого, вибір конкретного варистора здійснюють таким чином:

- за номінальною (робочою) напругою кола визначають VRMS (чи VDC), з урахуванням допуску напруги мережі (+10% до номінальної);

- уточнюють необхідну енергію абсорбції Wmaxваристора;

-вибирають максимальну напругу обмеження V варистора (величину перенапруги). Вибір завищеного значення перенапруги V спричиняє збільшення струму витоку варистора.

Хоча варистори EPCOS мають широкий діапазон номінальних напруг з малим кроком, на практиці точний підбір напруги може бути забезпечений комбінованим з`єднанням варисторів (результат - більш надійний захист схеми при відомій робочій напрузі). Досить легко розрахувати режим роботи варисторів при їхньому послідовному включенні: спадання напруги на кожнім варисторі пропорційне його опору (приблизно - пропорційно номінальній напрузі). Енергія, що поглинається, передуває в тій же пропорції. Наприклад, необхідно тримати номінальну (змінну) робочу напругу 350 В для варистора EPCOS з діаметром диска 14 мм. Найближчі моделі EPCOS: S14K320 (номінальна напруга 320 В) і S14K320385В (385 В). Тому варто використовувати послідовно два варистори S14K320175В (175 В). При паралельному включенні варисторів необхідно забезпечити збіг їх ВАХ.

Недоліком варистора є його зазвичай висока власна ємність, що обмежує можливість застосування виробів на високих частотах (через відповідне шунтування лінії малим імпедансом). У лініях передачі даних варистори використовують тоді, коли їхня ємність істотно не впливає на передану інформацію. Ємність Ctyp кожного варистора EPCOS зазначена у каталогу (для частоти 1кГц) і становить:

- від сотень пф до 20 000 пф (дискові варистори: ємність росте зі збільшенням діаметра диска, але зменшується з підвищенням рівня максимальної напруги обмеження);

- від десятків пф до декількох тисяч пф (SMD варистори).

Ємнісний фактор є істотним тільки за відсутності струму через варистор, тому що зі збільшенням прикладеної напруги ємність варистора падає (за нелінійним законом). При максимально припустимому падінні напруги на варисторі, його ємність близька до нуля.

Застосування варисторів EPCOS у складі захисного (по перенапрузі) устаткування дозволяє: забезпечити необхідну захищеність від електромагнітних перешкод (ЕМП); ефективно і просто реалізувати функції захисту; скоротити габаритні розміри пристрою загалом; забезпечити малий пусковий струм і втрати потужності; у результаті забезпечити довгий гарантований термін експлуатації устаткування без збоїв у роботі.

Підготував Борис ПЕТЬКОВ.

Теги та ключові фрази
энергия абсорбции варистора, захист електромережі від перенапруги, Властивості і застосування варисторів, Властивості і застосування варисторів., варистор epcos украина, Epcos, варистори, захист від перенапруги, Варистор двойной EPCO в Украине, номінальна напруга варистора
Більше статей за тегами


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.