Варисторы

Обобщение

Варисторы – это полупроводниковые устройства, используемые для защиты электронных систем от перенапряжений, таких как скачки напряжения в сети, молнии или электростатические разряды. Они обладают нелинейной вольт-амперной характеристикой, что позволяет им эффективно ограничивать напряжение, превышающее допустимый уровень. Варисторы широко применяются в энергетике, телекоммуникациях, бытовой электронике и промышленных системах благодаря своей простоте, надёжности и способности выдерживать значительные импульсы энергии.

Характеристика

Варисторы отличаются высокой энергоёмкостью и способностью быстро реагировать на перенапряжения. В нормальном режиме работы они имеют высокое сопротивление и практически не проводят ток, минимизируя потери энергии. При превышении порогового напряжения их сопротивление резко уменьшается, что позволяет отводить избыточный ток и ограничивать напряжение на защищаемом участке. Основные параметры варисторов включают рабочее напряжение, напряжение пробоя, максимальный импульсный ток, энергоёмкость и время срабатывания. Они устойчивы к многократным импульсам, хотя их характеристики могут деградировать при длительном воздействии высоких нагрузок. Варисторы компактны, доступны по цене и просты в использовании.

Перечисление и их свойства

Основные типы варисторов и их свойства:  

Металлооксидные варисторы (MOV) – наиболее распространённый тип, обеспечивают высокую энергоёмкость, подходят для защиты от молний, устойчивы к мощным импульсам.  

Низковольтные варисторы – применяются в чувствительных схемах, таких как электроника, имеют низкое напряжение пробоя, подходят для защиты от электростатических разрядов.  

Высоковольтные варисторы – используются в энергосетях, обеспечивают защиту от импульсов до 10 кВ, имеют высокую энергоёмкость, устойчивы к длительным перегрузкам.  

Миниатюрные варисторы – компактны, подходят для портативных устройств, имеют низкую ёмкость, минимизируют влияние на сигнал, устойчивы к умеренным импульсам.  

Варисторы с высокой скоростью срабатывания – применяются в высокоскоростных системах, срабатывают за наносекунды, подходят для защиты линий передачи данных, имеют низкую ёмкость.  

Схема

Схема подключения варистора предполагает его параллельное соединение с защищаемой цепью или нагрузкой. В нормальном режиме работы варистор находится в состоянии высокого сопротивления и не влияет на функционирование схемы. При возникновении перенапряжения его сопротивление резко уменьшается, что позволяет отводить избыточный ток на землю или через защитный контур, ограничивая напряжение на защищаемом участке. После исчезновения импульса варистор возвращается в состояние высокого сопротивления. Для повышения эффективности в схемах могут использоваться дополнительные элементы, такие как предохранители или резисторы, которые ограничивают ток через варистор и предотвращают его повреждение.

Интересные факты

Металлооксидные варисторы (MOV) способны выдерживать импульсы мощностью до нескольких килоджоулей, что делает их незаменимыми в системах, подверженных ударам молнии.  

В бытовой электронике варисторы часто используются в сетевых фильтрах и удлинителях для защиты от скачков напряжения в сети.  

Варисторы могут деградировать при многократных мощных импульсах, что требует их периодической замены в критически важных системах.  

В энергосетях варисторы применяются для защиты трансформаторов и линий электропередач от перенапряжений, вызванных молниями или переключениями.  

Некоторые миниатюрные варисторы настолько малы, что их размеры составляют всего 1x1 мм, что делает их идеальными для интеграции в компактные устройства, такие как смартфоны.