กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

วาริสเตอร์

วาริ สเตอร์ (หรือ ที่เรียกว่าตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (VDR) ) เป็น ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ป้องกันไฟกระชาก ที่มี ความต้านทานไฟฟ้า แปรผันตามแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย [ 2 ] มี...

วาริสเตอร์

วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ ผลิตโดยบริษัท Siemens & Halske AG
สัญลักษณ์แผนผังวาริสเตอร์สมัยใหม่ ซึ่งเหมือนกับสัญลักษณ์เทอร์มิสเตอร์[ 1 ]

วาริสเตอร์ (หรือที่เรียกว่าตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (VDR) ) เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ป้องกันไฟกระชาก ที่มีความต้านทานไฟฟ้าแปรผันตามแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย[ 2 ]มีลักษณะกระแส-แรงดัน ที่ไม่เป็น เชิงเส้นและไม่เป็นไป ตามกฎโอห์ม ซึ่งคล้ายกับไดโอดอย่างไรก็ตาม ต่างจากไดโอดตรงที่มีลักษณะเดียวกันสำหรับทิศทางการไหลของกระแสทั้งสองทิศทาง ตามธรรมเนียมแล้ว วาริสเตอร์ถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อตัวเรียงกระแส สองตัว เช่น ตัวเรียงกระแสออกไซด์ทองแดงหรือออกไซด์เจอร์มาเนียมใน รูปแบบ ขนานกลับด้าน ที่แรงดันต่ำ วาริสเตอร์จะมีความต้านทานไฟฟ้าสูง ซึ่งจะลดลงเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น วาริสเตอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ทำจาก วัสดุโลหะ ออกไซด์เซรามิกเผาผนึก ซึ่งแสดงพฤติกรรมแบบมีทิศทางเฉพาะในระดับจุลภาคเท่านั้น ประเภทนี้มักเรียกว่าวาริสเตอร์โลหะออกไซด์ ( MOV )

วาริสเตอร์ถูกใช้เป็นองค์ประกอบควบคุมหรือชดเชยในวงจรเพื่อให้ได้สภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุด หรือเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้า ชั่วขณะที่สูงเกินไป เมื่อใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกัน วาริสเตอร์จะเบี่ยงเบนกระแสที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปออกจากส่วนประกอบที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าเมื่อถูกกระตุ้น

ชื่อวาริสเตอร์ (varistor)มาจากการรวมคำว่าตัวต้านทานแปรผัน (variing resistor ) คำนี้ใช้เฉพาะกับตัวต้านทานแปรผันที่ไม่เป็นไปตามกฎโอห์มเท่านั้นตัวต้านทานแปรผันเช่นโพเทนชิโอมิเตอร์และรีโอสแตตมีคุณสมบัติเป็นไป ตามกฎโอห์ม

ประวัติศาสตร์

การพัฒนาวาริสเตอร์ในรูปแบบของตัวเรียงกระแส ชนิดใหม่ ที่ใช้ ชั้น คิวปรัสออกไซด์ (Cu 2 O) บนทองแดง มีต้นกำเนิดมาจากงานของ LO Grondahl และ PH Geiger ในปี พ.ศ. 2460 [ 3 ]

วาริสเตอร์ทองแดงออกไซด์แสดงความต้านทานที่แปรผันตามขั้วและขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้[ 4 ]สร้างขึ้นจากแผ่นทองแดงขนาดเล็ก โดยด้านหนึ่งมีชั้นคิวปรัสออกไซด์เกิดขึ้น การจัดเรียงนี้ให้ความต้านทานต่ำต่อกระแสที่ไหลจากออกไซด์กึ่งตัวนำไปยังด้านทองแดง แต่มีความต้านทานสูงต่อกระแสในทิศทางตรงกันข้าม โดยความต้านทานทันทีจะแปรผันอย่างต่อเนื่องตามแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

ในช่วงทศวรรษ 1930 ชุดประกอบวาริสเตอร์หลายตัวขนาดเล็กที่มีขนาดสูงสุดน้อยกว่าหนึ่งนิ้วและดูเหมือนว่าจะมีอายุการใช้งานที่ไม่มีที่สิ้นสุด ได้ถูกนำไปใช้ในการแทนที่วงจรหลอดอิเล็กตรอนขนาดใหญ่ในฐานะตัวปรับสัญญาณและตัวถอดรหัสสัญญาณในระบบกระแสพาหะสำหรับการส่งสัญญาณโทรศัพท์[ 4 ]

การใช้งานอื่นๆ ของวาริสเตอร์ในระบบโทรศัพท์ ได้แก่ การป้องกันวงจรจากแรงดันไฟกระชากและสัญญาณรบกวน รวมถึงการลดเสียงคลิกบนอุปกรณ์รับสัญญาณ ( หูฟัง ) เพื่อป้องกันเสียงดังป๊อปเมื่อผู้ใช้สลับวงจร วาริสเตอร์เหล่านี้สร้างขึ้นโดยการวางแผ่นวงจรเรียงซ้อนกันเป็นจำนวนคู่ และเชื่อมต่อปลายขั้วและจุดศูนย์กลางในลักษณะขนานกลับด้าน ดังแสดงในภาพถ่ายของ วาริสเตอร์ Western Electric Type 3B เดือนมิถุนายน ปี 1952 (ด้านล่าง)

โทรศัพท์ Western Electric รุ่น 500 ปีพ.ศ. 2492 ได้นำวงจรปรับสมดุลลูปแบบไดนามิกมาใช้ โดยใช้วาริสเตอร์ที่ต่อขนานกับกระแสลูประดับสูงในลูปสำนักงานกลางที่สั้น เพื่อปรับระดับสัญญาณการส่งและรับโดยอัตโนมัติ ในลูปที่ยาว วาริสเตอร์จะรักษาความต้านทานที่ค่อนข้างสูงและไม่เปลี่ยนแปลงสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญ[ 7 ]

วาริสเตอร์อีกประเภทหนึ่งถูกสร้างขึ้นจากซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) โดย RO Grisdale ในช่วงต้นทศวรรษ 1930 มันถูกใช้เพื่อป้องกันไม่ให้สายโทรศัพท์ถูกฟ้าผ่า[ 8 ]

ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 นักวิจัยชาวญี่ปุ่นได้ตระหนักถึงคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของสารกึ่งตัวนำของซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ว่ามีประโยชน์ในฐานะวาริสเตอร์ชนิดใหม่ใน กระบวนการเผาผนึก เซรามิก ซึ่งแสดงฟังก์ชันแรงดัน-กระแสที่คล้ายกับ ไดโอดซีเนอร์แบบต่อกลับสองตัว[ 9 ] [ 10 ]อุปกรณ์ประเภทนี้กลายเป็นวิธีการที่นิยมใช้ในการป้องกันวงจรจากไฟกระชากและการรบกวนทางไฟฟ้าที่เป็นอันตรายอื่นๆ และกลายเป็นที่รู้จักโดยทั่วไปในชื่อวาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (MOV) การเรียงตัวแบบสุ่มของเม็ด ZnO ในเนื้อวัสดุนี้ทำให้มีลักษณะแรงดัน-กระแสที่เหมือนกันสำหรับทิศทางการไหลของกระแสทั้งสองทิศทาง

องค์ประกอบ คุณสมบัติ และการทำงานของวาริสเตอร์โลหะออกไซด์

กราฟกระแส-แรงดันเทียบกับค่าความต้านทานของวาริสเตอร์ สำหรับอุปกรณ์ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) และซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

วาริสเตอร์ชนิดสมัยใหม่ที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดคือ วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (MOV) วาริสเตอร์ชนิดนี้ประกอบด้วย มวล เซรามิกของ เม็ด ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ในเมทริกซ์ของโลหะออกไซด์อื่นๆ เช่น บิสมัท โคบอลต์ แมงกานีสออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งประกบอยู่ระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่นที่ประกอบเป็นอิเล็กโทรดของอุปกรณ์ ขอบเขตระหว่างเม็ดแต่ละเม็ดกับเม็ดข้างเคียงก่อให้เกิด จุดเชื่อม ต่อไดโอดซึ่งทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น การสะสมของเม็ดที่วางตัวแบบสุ่มนั้นเทียบเท่าทางไฟฟ้ากับเครือข่ายของคู่ไดโอดแบบกลับด้าน โดยแต่ละคู่ขนานกับคู่อื่นๆ อีกมากมาย[ 11 ]

เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าต่ำไปยังขั้วไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะไหลเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งเกิดจากการรั่วไหลย้อนกลับผ่านรอยต่อของไดโอด แต่เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูง รอยต่อของไดโอดจะเสียหายเนื่องจากการรวมกันของการปล่อยความร้อนและการทะลุผ่านของอิเล็กตรอนส่งผลให้กระแสไฟฟ้าไหลมาก ผลลัพธ์ของพฤติกรรมนี้คือลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เป็นเชิงเส้น โดยที่ MOV จะมีความต้านทานสูงที่แรงดันต่ำและมีความต้านทานต่ำที่แรงดันสูง

คุณลักษณะทางไฟฟ้า

วาริสเตอร์จะไม่นำไฟฟ้าในฐานะ อุปกรณ์โหมด ขนานในระหว่างการทำงานปกติ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมยังคงต่ำกว่า "แรงดันหน่วง" ของมันมาก ดังนั้นวาริสเตอร์จึงมักใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้ากระชากในสายส่ง วาริสเตอร์อาจเสียหายได้จากสองสาเหตุ

ความล้มเหลวร้ายแรงเกิดขึ้นจากการไม่สามารถจำกัดกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่จากเหตุการณ์เช่นฟ้าผ่าได้สำเร็จซึ่งพลังงานที่เกี่ยวข้องนั้นมากกว่าที่วาริสเตอร์จะรับมือได้หลายเท่า กระแสไฟที่ตามมาจากฟ้าผ่าอาจทำให้วาริสเตอร์ละลาย ไหม้ หรือแม้กระทั่งระเหยกลายเป็นไอได้การเกิดภาวะความร้อนสูง เกินนี้ เกิดจากความไม่สอดคล้องกันในจุดเชื่อมต่อขอบเกรนแต่ละจุด ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของเส้นทางกระแสไฟฟ้าหลักภายใต้ความเครียดจากความร้อนเมื่อพลังงานใน พัลส์ ชั่วคราว (โดยปกติวัดเป็นจูล ) สูงเกินไป (เช่น เกิน "พิกัดสูงสุดสัมบูรณ์" ของผู้ผลิตอย่างมาก) ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวร้ายแรงสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มพิกัด หรือใช้ MOV ที่เลือกเป็นพิเศษแบบขนาน[ 12 ]

การเสื่อมสภาพสะสมเกิดขึ้นเมื่อเกิดกระแสไฟกระชากมากขึ้น ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ MOV จำนวนมากได้รับการกำหนดสเปคไม่ถูกต้อง ทำให้กระแสไฟกระชากบ่อยครั้งส่งผลให้ความจุลดลงด้วย[ 13 ] ในสภาวะนี้ วาริสเตอร์จะไม่เสียหายให้เห็นและภายนอกดูเหมือนจะยังใช้งานได้ (ไม่มีความล้มเหลวร้ายแรง) แต่จะไม่สามารถป้องกันได้อีกต่อไป[ 14 ]ในที่สุด มันจะเข้าสู่สภาวะลัดวงจรเนื่องจากการปล่อยพลังงานทำให้เกิดช่องทางนำไฟฟ้าผ่านออกไซด์

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของวาริสเตอร์คือค่าพลังงาน (จูล) การเพิ่มค่าพลังงานจะเพิ่มจำนวนพัลส์ชั่วขณะ (ขนาดสูงสุดที่กำหนดไว้) ที่วาริสเตอร์สามารถรองรับได้แบบทวีคูณ รวมถึงผลรวมของพลังงานจากการหน่วงพัลส์ขนาดเล็กกว่าด้วย เมื่อพัลส์เหล่านี้เกิดขึ้น "แรงดันหน่วง" ที่วาริสเตอร์ให้ในแต่ละครั้งจะลดลง และโดยทั่วไปแล้ววาริสเตอร์จะถือว่าเสื่อมสภาพเมื่อ "แรงดันหน่วง" เปลี่ยนแปลงไป 10% ตารางอายุการใช้งานของผู้ผลิตจะเชื่อมโยงกระแสความรุนแรง และจำนวนพัลส์ชั่วขณะ เพื่อคาดการณ์ความล้มเหลวโดยอิงจากพลังงานทั้งหมดที่สูญเสียไปตลอดอายุการใช้งานของชิ้นส่วน

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค โดยเฉพาะอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากขนาดของวาริสเตอร์ MOV ที่ใช้มีขนาดเล็กพอที่จะคาดว่าจะเกิดความล้มเหลวในที่สุด[ 15 ]การใช้งานอื่นๆ เช่น การส่งกำลังไฟฟ้า ใช้ VDR ที่มีโครงสร้างแตกต่างกันในหลายรูปแบบที่ออกแบบมาเพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนาน[ 16 ]

ระดับแรงดันไฟฟ้า

วาริสเตอร์แรงดันสูง

MOV (ตัวต้านทานปรับค่าได้แบบหลายสถานะ) ถูกกำหนดคุณสมบัติตามช่วงแรงดันไฟฟ้าที่สามารถทนได้โดยไม่เกิดความเสียหายพารามิเตอร์ สำคัญอื่นๆ ได้แก่ ค่าพลังงานของวาริสเตอร์ในหน่วยจูล แรงดันไฟฟ้าในการทำงาน เวลาตอบสนอง กระแสสูงสุด และแรงดันไฟฟ้าพังทลาย (แรงดันหน่วง) ค่าพลังงานมักถูกกำหนดโดยใช้ค่าชั่วขณะ มาตรฐาน เช่น 8/20 ไมโครวินาที หรือ 10/1000 ไมโครวินาที โดยที่ 8 ไมโครวินาทีคือเวลาด้านหน้าของค่าชั่วขณะ และ 20 ไมโครวินาทีคือเวลาที่ค่าลดลงครึ่งหนึ่ง

ความจุ

โดยทั่วไปแล้ว วาริสเตอร์ขนาดที่ใช้กับผู้บริโภคทั่วไป (เส้นผ่านศูนย์กลาง 7–20 มม.) จะมีค่าความจุอยู่ในช่วง 100–2,500 pF นอกจากนี้ยังมีวาริสเตอร์ขนาดเล็กกว่าและมีค่าความจุต่ำกว่า โดยมีค่าความจุประมาณ 1 pF สำหรับใช้ป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น ในโทรศัพท์มือถือ อย่างไรก็ตาม วาริสเตอร์ที่มีค่าความจุต่ำเหล่านี้ไม่สามารถทนต่อกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่ได้ เนื่องจากขนาดที่กะทัดรัดสำหรับการติดตั้งบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

เวลาตอบสนอง

เวลาตอบสนองของ MOV ไม่ได้รับการกำหนดมาตรฐาน การอ้างว่า MOV มีเวลาตอบสนองต่ำกว่านาโนวินาทีนั้นขึ้นอยู่กับเวลาตอบสนองโดยธรรมชาติของวัสดุ แต่จะช้าลงเนื่องจากปัจจัยอื่นๆ เช่น ค่าความเหนี่ยวนำของขาของส่วนประกอบและวิธีการติดตั้ง[ 17 ]เวลาตอบสนองนั้นถือว่าไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสัญญาณชั่วคราวที่มีเวลาเพิ่มขึ้น 8 µs ซึ่งทำให้มีเวลาเพียงพอสำหรับอุปกรณ์ที่จะค่อยๆ เปิดใช้งาน เมื่อได้รับสัญญาณชั่วคราวที่มีเวลาเพิ่มขึ้นเร็วมาก (<1 ns) เวลาตอบสนองของ MOV จะอยู่ในช่วง 40–60 ns [ 18 ]

แอปพลิเคชัน

ชุดปลั๊กพร้อมวงจรป้องกันไฟกระชาก

รางปลั๊กไฟป้องกันไฟกระชาก ทั่วไปสร้างขึ้นโดยใช้ MOV รุ่นราคาประหยัดอาจใช้วาริสเตอร์เพียงตัวเดียวจากตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้า (สายร้อน สายแอคทีฟ) ไปยังตัวนำไฟฟ้าที่เป็นกลาง อุปกรณ์ป้องกันที่ดีกว่าจะมีวาริสเตอร์อย่างน้อยสามตัว โดยแต่ละตัวต่อคร่อมตัวนำไฟฟ้าทั้งสามคู่ มาตรฐานบางอย่างกำหนดให้ใช้ระบบวาริสเตอร์สามตัวเพื่อป้องกันไม่ให้ MOV เสียหายอย่างรุนแรงจนก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้[ 19 ] [ 20 ]

อันตราย

แม้ว่า MOV จะได้รับการออกแบบมาให้สามารถนำพลังงานจำนวนมากได้ในช่วงเวลาสั้นมาก (ประมาณ 8 ถึง 20 ไมโครวินาที) เช่นที่เกิดจากฟ้าผ่า แต่โดยทั่วไปแล้วมันไม่มีความสามารถในการนำพลังงานอย่างต่อเนื่อง ภายใต้สภาวะแรงดันไฟฟ้าปกติของระบบสาธารณูปโภค นี่ไม่ใช่ปัญหา อย่างไรก็ตาม ความผิดพลาดบางประเภทในโครงข่ายไฟฟ้าของระบบสาธารณูปโภคอาจส่งผลให้เกิดสภาวะแรงดันไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น การสูญเสียตัวนำกลางหรือสายลัดวงจรในระบบแรงดันสูง การใช้แรงดันไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่องกับ MOV อาจทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานสูง ซึ่งอาจส่งผลให้ MOV เกิดไฟไหม้ได้สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติ (NFPA) ได้บันทึกกรณีไฟไหม้ร้ายแรงหลายกรณีที่เกิดจากอุปกรณ์ MOV ในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก และได้ออกประกาศเกี่ยวกับปัญหานี้[ 21 ]

ตัวต้านทานปรับค่าได้ (MOV) ขนาด 130 โวลต์ 150 จูล เกิดความเสียหายอย่างรุนแรง ซึ่งคาดว่าเกิดจากฟ้าผ่า โดยมีร่องรอยความร้อนและควัน ฟิวส์แบบขาดเร็วขนาด 3 แอมป์ที่อยู่ด้านหน้าตัวต้านทานปรับค่าได้ก็ขาดในเหตุการณ์เดียวกันด้วย

ฟิวส์ความร้อนแบบอนุกรมเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาความเสียหายร้ายแรงของ MOV นอกจากนี้ยังมีวาริสเตอร์ที่มีระบบป้องกันความร้อนภายในให้เลือกใช้ด้วย

มีประเด็นสำคัญหลายประการที่ควรพิจารณาเกี่ยวกับพฤติกรรมของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชั่วคราว (TVSS) ที่ใช้ MOV ภายใต้สภาวะแรงดันเกิน ขึ้นอยู่กับระดับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน ความร้อนที่เกิดขึ้นอาจไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดความเสียหาย แต่ก็อาจทำให้ประสิทธิภาพของ MOV ลดลงและลดอายุการใช้งานลงได้ หากกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน MOV มากเกินไป อาจทำให้ MOV เสียหายอย่างรุนแรงจนเกิดวงจรเปิด ทำให้โหลดเชื่อมต่ออยู่แต่ไม่มีการป้องกันไฟกระชาก ผู้ใช้อาจไม่ได้รับสัญญาณใดๆ ว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเสียหาย

ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมของแรงดันเกินและความต้านทานสาย อาจทำให้ MOV เกิดการลุกไหม้ได้[ 22 ] ซึ่ง เป็นสาเหตุหลักของการเกิดไฟไหม้หลายครั้ง[ 23 ]ซึ่งเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้ NFPA กังวล ส่งผลให้มี UL1449 ในปี 1986 และการแก้ไขเพิ่มเติมในภายหลังในปี 1998 และ 2009 อุปกรณ์ TVSS ที่ออกแบบอย่างเหมาะสมจะต้องไม่ล้มเหลวอย่างร้ายแรง แต่จะส่งผลให้ฟิวส์ความร้อนหรือสิ่งที่เทียบเท่าเปิดออก ซึ่งจะตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ MOV เท่านั้น

ข้อจำกัด

MOV ที่อยู่ภายในอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ชั่วขณะ (TVSS) ไม่ได้ให้การป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันไม่สามารถป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินต่อเนื่องที่อาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์นั้นๆ รวมถึงตัวอุปกรณ์ป้องกันด้วย แรงดันไฟฟ้าเกินต่อเนื่องและเป็นอันตรายอื่นๆ อาจมีระดับต่ำกว่าและจึงถูกมองข้ามโดยอุปกรณ์ MOV

วาริสเตอร์ไม่ได้ให้การป้องกันอุปกรณ์จาก กระแส ไฟกระชาก (ระหว่างการเริ่มต้นทำงานของอุปกรณ์) จากกระแสไฟเกิน (ที่เกิดจากไฟฟ้าลัดวงจร) หรือจากแรงดันไฟตก ( ไฟดับบางส่วน ) เนื่องจากมันไม่สามารถตรวจจับหรือส่งผลกระทบต่อเหตุการณ์เหล่านี้ได้ ความไวต่อความผิดปกติของพลังงานไฟฟ้าเหล่านี้ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นถูกกำหนดโดยแง่มุมอื่นๆ ของการออกแบบระบบ ไม่ว่าจะเป็นภายในตัวอุปกรณ์เองหรือภายนอกโดยวิธีการต่างๆ เช่น UPS, ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า หรืออุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากที่มีระบบป้องกันแรงดันไฟเกินในตัว (ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยวงจรตรวจจับแรงดันไฟฟ้าและรีเลย์สำหรับตัดการเชื่อมต่ออินพุต AC เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงระดับอันตราย)

เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ระงับสัญญาณชั่วคราวอื่นๆ

อีกวิธีหนึ่งในการระงับแรงดันไฟกระชากคือไดโอดระงับแรงดันไฟกระชากชั่วคราว (TVS) แม้ว่าไดโอดจะไม่มีความสามารถในการนำกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่ได้มากเท่ากับ MOV แต่ไดโอดจะไม่เสื่อมสภาพจากกระแสไฟกระชากขนาดเล็กและสามารถนำไปใช้ได้ด้วย "แรงดันหน่วง" ที่ต่ำกว่า MOV จะเสื่อมสภาพจากการสัมผัสกับกระแสไฟกระชากซ้ำๆ[ 24 ]และโดยทั่วไปจะมี "แรงดันหน่วง" ที่สูงกว่าเพื่อป้องกันไม่ให้การรั่วไหลทำให้ MOV เสื่อมสภาพ ทั้งสองประเภทมีให้เลือกใช้ในช่วงแรงดันที่กว้าง MOV มักจะเหมาะสมกว่าสำหรับแรงดันที่สูงกว่า เนื่องจากสามารถนำพลังงานที่เกี่ยวข้องที่สูงกว่าได้ในราคาที่ถูกกว่า[ 25 ]

อุปกรณ์ลดแรงดันเกินแบบชั่วคราวอีกประเภทหนึ่งคือ อุปกรณ์ลด แรงดันเกินแบบหลอดแก๊ส อุปกรณ์ชนิดนี้เป็นช่องว่างประกายไฟที่อาจใช้อากาศหรือ ส่วนผสม ของก๊าซเฉื่อย และมักจะใช้สาร กัมมันตรังสีในปริมาณเล็กน้อยเช่นนิกเกล-63 เพื่อให้ได้แรงดันพังทลายที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้นและลดเวลาตอบสนอง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เหล่านี้อาจมีแรงดัน พังทลาย สูงกว่า และเวลาตอบสนองนานกว่าวาริสเตอร์ แต่สามารถรับมือกับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่สูงกว่ามากและทนต่อแรงดันสูงหลายครั้ง (เช่น จากฟ้าผ่า ) โดยไม่เสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญ

วาริสเตอร์หลายชั้น

อุปกรณ์วาริสเตอร์แบบหลายชั้น (MLV) ให้การป้องกัน การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตแก่วงจรอิเล็กทรอนิกส์จาก กระแสไฟฟ้าชั่วขณะที่มี พลังงานต่ำถึงปานกลางในอุปกรณ์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า กระแสตรง 0–120 โวลต์ โดยมีพิกัด กระแสสูงสุดประมาณ 20 ถึง 500 แอมแปร์ และพิกัดพลังงานสูงสุดตั้งแต่ 0.05 ถึง 2.5 จูล

ดูเพิ่มเติม

  • หลักการพื้นฐานของไฟล์ MOV (เก็บถาวรเมื่อวันที่ 5 มกราคม 2011 ใน Wayback Machine)  — บันทึกการใช้งานจากบริษัท Littelfuse
  • การทดสอบวาริสเตอร์เก็บถาวรเมื่อวันที่ 5 มกราคม 2011 ในWayback Machineจากบริษัท Littelfuse
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Varistor&oldid=1337405180 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ วาริสเตอร์

วาริ สเตอร์ (หรือ ที่เรียกว่าตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (VDR) ) เป็น ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ป้องกันไฟกระชาก ที่มี ความต้านทานไฟฟ้า แปรผันตามแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย [ 2 ] มี...

ประวัติศาสตร์

การพัฒนาวาริสเตอร์ในรูปแบบของ ตัวเรียงกระแส ชนิดใหม่ ที่ใช้ ชั้น คิวปรัสออกไซด์ (Cu 2 O) บนทองแดง มีต้นกำเนิดมาจากงานของ LO Grondahl และ PH Geiger ในปี พ.ศ. 2460 [ 3 ]

องค์ประกอบ คุณสมบัติ และการทำงานของวาริสเตอร์โลหะออกไซด์

วาริสเตอร์ชนิดสมัยใหม่ที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดคือ วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (MOV) วาริสเตอร์ชนิดนี้ประกอบด้วย มวล เซรา มิกของ เม็ด ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ในเมทริกซ์ของโลหะออกไซด์อื่นๆ เช่น บิสมัท โคบอลต์ แมงกานีสออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อย...

คุณลักษณะทางไฟฟ้า

วาริสเตอร์จะไม่นำไฟฟ้าในฐานะ อุปกรณ์โหมด ขนาน ในระหว่างการทำงานปกติ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมยังคงต่ำกว่า "แรงดันหน่วง" ของมันมาก ดังนั้นวาริสเตอร์จึงมักใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้ากระชากในสายส่ง วาริสเตอร์อาจเสียหายได้จากสองสาเหตุ