Hvad er Metal Oxide Varistor?
Udtrykket 'varistor' er en kort form for variabel modstand. Derfor vil modstandsværdier være genstand for ændringer med eksterne forhold.
Metaloxidvaristorer er spændingsafhængige modstande, hvis modstand falder med stigning i spænding over dem. Varistor er dannet af to ord: variabel og modstand. Disse typer af variable modstande kan dog ikke varieres manuelt. Varistorer ændrer deres modstande automatisk med en stigning i spændingen.
Konstruktion af metaloxidvaristorer
Varistorer består af to metalliske elektroder og metalliske oxidforbindelser i pulverform såsom zinkoxid eller koboltoxid og så videre. De metalliske oxidkorn fungerer som PN-forbindelser af halvledermaterialer med hinanden. Når spænding påføres over elektroder, begynder varistorer at lede strøm, og ledning stopper, så snart den eksterne spænding fjernes fra elektroderne.
Driftsprincip for metaloxidvaristorer
Når elektriske spændinger stiger eller elektrisk strøm i et netværk ændres øjeblikkeligt i et elektrisk kredsløb, er disse forstyrrelser kendt som transienter. Spændingsstørrelsen springer til flere tusinde volt i et kort interval og kan alvorligt beskadige et elektrisk kredsløb. Transient i AC-signal er vist nedenfor:
Varistorer reducerer deres modstand, så snart spændingen stiger, og virker derfor til at give en alternativ minimumsmodstandsvej for spændingsspidsen. Den eneste begrænsning i tilfælde af MOV'er er, at de er egnede til kortintervaltransienter. De er ikke designet til langvarige transienter og forringer deres egenskaber, når de udsættes for gentagne eller langvarige transienter.
Varistor statisk modstandskurve
Metaloxidvaristorer viser omvendt forhold til påført spænding. Modstanden falder, når spændingen stiger. Når spændingen når maksimumværdien, når modstanden minimumsværdien.
Varistor V-I Karakteristikkurve
Lineære modstande følger et retlinet mønster, men varistorer viser ikke den lineære opførsel, da deres modstand falder med stigning i spænding.
De karakteristiske kurver viser tovejs opførsel af varistorer, og kurven ligner karakteristika for to Zener-dioder forbundet fra ryg til ryg. Når varistorer stopper ledning, skifter kurven til lineær trend i off-tilstand. Under ledning viser kurven ikke-lineær adfærd.
Varistor Kapacitans & Klemmespændinger
De to elektroder sammen med det mellemliggende metaloxidmedium i varistoren ligner en kondensator. Mediet bliver dielektrisk, og varistorer fungerer som kondensatorer i deres ikke-ledende tilstande.
MOV'er går i ledningstilstand over spændingsspændingsværdier og leder ikke under spændingsspændinger. Spændingsspændingen kan defineres som det jævnspændingsniveau, der ville tillade en strøm på 1mA gennem varistorlegemet. Dette klemspændingsniveau bestemmer varistors ledningstilstand.
I DC-spænding påvirker kapacitanseffekten ikke meget, og den forbliver inden for grænserne under klemspændingsniveauet. Men i AC spænding tilfælde, et fænomen af lækstrøm. Lækagereaktansen falder med stigning i frekvens og udtrykkes som i kondensatortilfælde nedenfor:
Varistor applikationer
Varistorer kan bruges i ethvert elektrisk kredsløb, der er udsat for spændingsspidser. Det tilføjes parallelt, hvor det elektriske kredsløb er beskyttet. Nedenfor er nogle af de vigtigste anvendelser af varistorer:
Konklusion
Varistorer beskytter elektrisk udstyr mod overspændingsspidser. De beskytter sarte elektriske netværk mod transienter, ligesom afbrydere og sikringer, der beskytter mod overstrøm. De fås i en række af 10 til 1000 volts design, både til AC- og DC-forsyninger.