Varistor επισκόπηση

Varistor επισκόπηση 

 

Για να βεβαιώσει την αξιόπιστη λειτουργία, η παροδική καταστολή τάσης πρέπει να θεωρηθεί στα πρώτα στάδια της διαδικασίας σχεδίου. Αυτό μπορεί να είναι ένας σύνθετος στόχος δεδομένου ότι τα ηλεκτρονικά συστατικά είναι όλο και περισσότερο ευαίσθητα στους περιπλανώμενους ηλεκτρικούς επιβάτες. Ο σχεδιαστής πρέπει να καθορίσει τους τύπους παροδικών απειλών και να καθορίσει ποιες εφαρμογές απαιτούνται ανταποκριμένος στους κανόνες και τα πρότυπα αντιπροσωπειών προϊόντων.

Varistors χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο ως λύση πρώτης γραμμής για την παροδική προστασία κύματος. Το Littelfuse παρέχει την πείρα στο σχεδιαστή και προσφέρει την ευρύτερη σειρά των τεχνολογιών προστασίας κυκλωμάτων για να επιλέξει από.

Varistors Littelfuse είναι διαθέσιμα με ποικίλες μορφές για να εξυπηρετήσουν ένα ευρύ φάσμα των εφαρμογών. Οι επιλογές περιλαμβάνουν την εξαιρετικά μικρή επιφάνεια τοποθετούν τις πολυστρωματικές συσκευές καταπιεστών (MLV) για τις μικρές εφαρμογές ηλεκτρονικής, και παραδοσιακά μεσαία varistors μεταλλικών οξειδίων το (MOVs) και αξονικά varistors μεταλλικών οξειδίων για την προστασία των μικρών μηχανημάτων, των πηγών ισχύος και των συστατικών. Το Littelfuse προσφέρει επίσης το μεγαλύτερο τερματικό τοποθετεί MOVs για τις βιομηχανικές εφαρμογές.

Μια πιό πρόσφατη καινοτομία στη γραμμή παραγωγής Littelfuse, MLVs εξετάζει ένα συγκεκριμένο μέρος του παροδικού φάσματος τάσης – το περιβάλλον επιπέδων πινάκων κυκλωμάτων όπου, αν και χαμηλότερα στην ενέργεια, επιβάτες από το ESD, την επαγωγική μετατροπή φορτίων, και ακόμη και την αστραπή τα υπόλοιπα κύματος ειδάλλως θα έφθαναν στα ευαίσθητα ολοκληρωμένα κυκλώματα. Κάθε ένα από αυτά τα γεγονότα μπορεί να αφορά την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα το (EMC) ενός προϊόντος, ή την ασυλία του στους επιβάτες που θα μπορούσαν να προκαλέσουν τη ζημία ή τη δυσλειτουργία.

Το Littelfuse προσφέρει πέντε ευδιάκριτες εκδόσεις MLVs συμπεριλαμβανομένου του καταπιεστή σειράς ESD MHS για τα υψηλά ποσοστά στοιχείων, η σειρά μιλ. που υποστηρίζει την ευρύτερη σειρά εφαρμογής, η σειρά MLE προοριζόμενη για το ESD παρέχοντας τις λειτουργίες φίλτρων, η σειρά τετραγώνων σειράς MLN τσιπ 1206 & 0805 και η σειρά AUML που χαρακτηρίζεται για τους συγκεκριμένους επιβάτες που βρίσκονται στα αυτοκίνητα ηλεκτρονικά συστήματα.

Οι mountable MOV (Varistor μεταλλικών οξειδίων) συσκευές επιφάνειας διευκολύνουν το τελωνείο στη διαδικασία συνελεύσεων SMT και επιλύουν το διαστημικό ζήτημα περιορισμού PCB. Είναι επανακυκλοφορία και κύμα solderable και περιλαμβάνουν τη σειρά CH, SM7, SM20, MLE, MHS, μιλ., και MLN.

Οι παραδοσιακές ακτινωτές συσκευές μέσω-τρυπών MOV (Varistor μεταλλικών οξειδίων) είναι διαθέσιμες στις διαμέτρους 5mm, 7mm, 10mm, 14mm, 20mm και 25mm. Είναι κατάλληλοι για την παροχή της προστασίας κύματος τάσης για μια ευρεία ποικιλία των εφαρμογών και περιλαμβάνουν τη σειρά CIII, iTMOV, Λα, TMOV, RA, UltraMOV, UltraMOV25S, και ZA.

Γυμνά varistors δίσκων είναι βιομηχανικά υψηλής ενέργειας στοιχεία. Σχεδιάζονται για τις ειδικές εφαρμογές που απαιτούν τη μοναδική ηλεκτρική επαφή ή που συσκευάζουν τις μεθόδους που ρωτιούνται για από τους πελάτες. Οι σειρές ασβεστίου παροδικών καταπιεστών κύματος είναι βιομηχανικά υψηλής ενέργειας varistors δίσκων (MOVs) προοριζόμενα για τις ειδικές εφαρμογές που απαιτούν τη μοναδική ηλεκτρική επαφή ή που συσκευάζουν τις μεθόδους που παρέχονται από τον πελάτη.

Θερμικά προστατευτικά Varistors μεταλλικών οξειδίων (TMOVs) σχεδιάζονται για να καλύψουν τις ανώμαλες overvoltage απαιτήσεις UL 1449. Να είναι κύμα που συγκολλάται μπορούν χωρίς οποιαδήποτε ανάγκη για τις ειδικές ή ακριβές διαδικασίες συνελεύσεων και να περιλάβουν τη σειρά iTMOV, TMOV, TMOV25S, και TMOV34S.

Βιομηχανικά υψηλής ενέργειας varistors παρέχουν μια πολύ υψηλότερη εκτίμηση κύματος και ενέργειας από κανονικό MOVs (Varistors μεταλλικών οξειδίων) και κατέχουν επίσης τα διάφορα τερματικά για να ανταποκριθούν στα διαφορετικούς αιτήματα ή τους όρους συνελεύσεων. Περιλαμβάνουν το BA, το BB, το ασβέστιο, τη DA, το εκτάριο, HB34, HC, HF34, HG34, TMOV34S, UltraMOV25S, CIII, τη σειρά FBMOV, και TMOV25S.

Η ειδικότητα MOVs (Varistors μεταλλικών οξειδίων) είναι διαθέσιμη στις μοναδικές τακτοποιήσεις μορφής και κατέχει τις διάφορες ικανότητες σειράς και κύματος τάσης. Περιλαμβάνουν το CIII, τη σειρά FBMOV, μΑ, και RA.

Ενσωματωμένα varistors αποτελούνται από μια varistor 40kA δομική μονάδα (MOV) με ένα ακέραιο θερμικά ενεργοποιημένο στοιχείο. Αυτές οι συσκευές αναγνωρίζονται ως ανεξάρτητος τύπος - 1 SPD από UL.

Προστατευμένο και τεμαχίζοντας μη varistor σειράς Littelfuse FBMOV θερμικά αντιπροσωπεύει μια νέα ανάπτυξη στην προστασία κυκλωμάτων. Αποτελείται από μια varistor 40kA δομική μονάδα (MOV) με ένα ακέραιο θερμικά ενεργοποιημένο στοιχείο με σκοπό να ανοίξει σε περίπτωση υπερθέρμανσης λόγω ανώμαλο over-voltage, περιορισμένοι τρέχοντες όροι.

Οι εγκαταστάσεις Littelfuse για τις συσκευές PolySwitch είναι ISO/TS 16949:2009 και ο ISO 9001:2008 επικυρωμένο.

 

 

 

Εισαγωγή Overvoltage στην καταστολή

 

Οι επιβάτες τάσης ορίζονται ως τα σύντομα κύματα διάρκειας της ηλεκτρικής ενέργειας και είναι το αποτέλεσμα της ξαφνικής απελευθέρωσης της ενέργειας που αποθηκεύτηκε προηγουμένως, ή προκλήθηκε από τα άλλα μέσα, όπως τα βαριές επαγωγικές φορτία ή οι απεργίες αστραπής. Στα ηλεκτρικά ή ηλεκτρονικά κυκλώματα, αυτή η ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί κατά τρόπο προβλέψιμο μέσω των ελεγχόμενων ενεργειών αλλαγής, ή να προκληθεί τυχαία σε ένα κύκλωμα από τις εξωτερικές πηγές.

Οι επαναλαμβανόμενοι επιβάτες προκαλούνται συχνά από τη λειτουργία των μηχανών, των γεννητριών, ή της μετατροπής των αντιδραστικών τμημάτων κυκλωμάτων. Οι τυχαίοι επιβάτες, αφ' ετέρου, προκαλούνται συχνά από την αστραπή (σχήμα 1) και την ηλεκτροστατική απαλλαγή το (ESD) (σχήμα 2). Η αστραπή και το ESD εμφανίζονται γενικά απρόβλεπτα, και μπορούν να απαιτήσουν τον επιμελημένο έλεγχο για να μετρηθούν ακριβώς, ειδικά εάν προκαλείται στο επίπεδο πινάκων κυκλωμάτων. Οι πολυάριθμες ομάδες προτύπων ηλεκτρονικής έχουν αναλύσει τα παροδικά περιστατικά τάσης χρησιμοποιώντας τις αποδεκτές ελεγκτικές ή εξεταστικές μεθόδους. Τα βασικά χαρακτηριστικά διάφορων επιβατών παρουσιάζονται κατωτέρω στον πίνακα 1.

Σχήμα 1. Παροδικό κυματοειδές αστραπής

	ΤΑΣΗ	ΤΡΕΧΩΝ	RISE-TIME	ΔΙΑΡΚΕΙΑ
Φωτισμός	25kV	20kA	10µs	1ms
Μετατροπή	600V	500A	50µs	500ms
EMP	1kV	10A	20ns	1ms
ESD	15kV	30A	<1ns>	100ns

Πίνακας 1. Παραδείγματα των παροδικών πηγών και του μεγέθους

Χαρακτηριστικά των παροδικών ακίδων τάσης

Οι παροδικές ακίδες τάσης εκθέτουν γενικά μια «διπλή εκθετική» μορφή κυμάτων, που παρουσιάζεται στο σχήμα 1 για την αστραπή και λογαριάζουν 2 για το ESD. Ο εκθετικός χρόνος ανόδου της αστραπής είναι στη σειρά 1.2µs σε 10µs (ουσιαστικά 10% σε 90%) και η διάρκεια είναι στη σειρά 50µs σε 1000µs (50% των τιμών κορυφής). Το ESD αφ' ετέρου, είναι ένα πολύ πιό σύντομο γεγονός διάρκειας. Ο χρόνος ανόδου έχει χαρακτηριστεί σε λιγότερο από 1 NS. Η γενική διάρκεια είναι περίπου 100ns.

Σχήμα 2. Κυματοειδές δοκιμής ESD

Γιατί είναι οι επιβάτες αυξανόμενης ανησυχίας;

Η συστατική μικρογράφηση έχει οδηγήσει στην αυξανόμενη ευαισθησία στις ηλεκτρικές πιέσεις. Οι μικροεπεξεργαστές παραδείγματος χάριν, έχουν τις δομές και τις αγώγιμες πορείες που είναι ανίκανες να χειριστούν τα υψηλά ρεύματα από τους επιβάτες ESD. Τέτοια συστατικά λειτουργούν στις πολύ χαμηλές τάσεις, έτσι οι διαταραχές τάσης πρέπει να ελεγχθούν για να αποτρέψουν τη διακοπή συσκευών και τις λανθάνουσες ή καταστροφικές αποτυχίες. Οι ευαίσθητες συσκευές όπως οι μικροεπεξεργαστές υιοθετούνται σε ένα εκθετικό ποσοστό. Οι μικροεπεξεργαστές αρχίζουν να εκτελούν τις διαφανείς διαδικασίες ποτέ πριν από φαντασμένος. Όλα από τις εγχώριες συσκευές, όπως τα πλυντήρια πιάτων, στους βιομηχανικούς ελέγχους και ακόμη και τα παιχνίδια, έχουν αυξήσει τη χρήση των μικροεπεξεργαστών για να βελτιώσουν τη λειτουργία και την αποδοτικότητα.

Τα οχήματα χρησιμοποιούν τώρα πολλά συστήματα ηλεκτρονικής για να ελέγξουν τη μηχανή, το κλίμα, τα φρενάροντας και, σε ορισμένες περιπτώσεις, οδηγώντας συστήματα. Μερικές από τις καινοτομίες έχουν ως σκοπό να βελτιώσουν την αποδοτικότητα, αλλά πολλές είναι ασφάλεια σχετική, όπως τα ABS και τα συστήματα ελέγχου έλξης. Πολλά από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα στις συσκευές και τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν τις ενότητες που παρουσιάζουν τις παροδικές απειλές (όπως οι ηλεκτρικοί κινητήρες). Όχι μόνο είναι το γενικό περιβάλλον εχθρικό, αλλά ο εξοπλισμός ή η συσκευή μπορεί επίσης να είναι πηγές απειλών. Για το λόγο αυτό, το προσεκτικό σχέδιο κυκλωμάτων και η σωστή χρήση overvoltage της τεχνολογίας προστασίας θα βελτιώσουν πολύ την αξιοπιστία και την ασφάλεια της εφαρμογής τελών. Ο πίνακας 2 παρουσιάζει την ευπάθεια των διάφορων συστατικών τεχνολογιών.

Τύπος συσκευών	Ευπάθεια (βολτ)
VMOS	30-1800
MOSFET	100-200
GaAsFET	100-300
EPROM	100
JFET	140-7000
CMOS	250-3000
Δίοδοι Schottky	300-2500
Διπολικές κρυσταλλολυχνίες	380-7000
SCR	680-1000

ΠΙΝΑΚΑΣ 2. ΣΕΙΡΑ ΤΗΣ ΕΥΠΑΘΕΙΑΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ.

Παροδικά σενάρια τάσης

ESD (ηλεκτροστατική απαλλαγή)

Η ηλεκτροστατική απαλλαγή χαρακτηρίζεται από τους πολύ γρήγορους χρόνους ανόδου και τα πολύ υψηλά μέγιστα τάσεις και ρεύματα. Αυτή η ενέργεια είναι το αποτέλεσμα μιας δυσαναλογίας των θετικών και αρνητικών δαπανών μεταξύ των αντικειμένων.

Κατωτέρω είναι μερικά παραδείγματα των τάσεων που μπορούν να παραχθούν, ανάλογα με τη σχετική υγρασία το (RH):

• Περπάτημα πέρα από έναν τάπητα:
  35kV @ RH = 20% 1.5kV @ RH = 65%
   
• Περπάτημα πέρα από ένα βινυλίου πάτωμα:
  12kV @ RH = 20% 250V @ RH = 65%
   
• Εργαζόμενος σε έναν πάγκο:
  6kV @ RH = 20% 100V @ RH = 65%
   
• Βινυλίου φάκελοι:
  7kV @ RH = 20% 600V @ RH = 65%
   
• Τσάντα που παίρνεται πολυ από το γραφείο:
  20kV @ RH = 20% 1.2kV @ RH = 65%

Αναφερόμενο στον πίνακα 2 στην προηγούμενη σελίδα, μπορεί να δει εκείνο το ESD που παράγεται από τις καθημερινές δραστηριότητες μπορεί μακριά να ξεπεράσει το κατώτατο όριο ευπάθειας των τυποποιημένων τεχνολογιών ημιαγωγών. Το σχήμα 2 παρουσιάζει κυματοειδές ESD όπως καθορίζεται στην προδιαγραφή δοκιμής IEC 61000-4-2.

Επαγωγική μετατροπή φορτίων

Η μετατροπή των επαγωγικών φορτίων παράγει τους υψηλής ενέργειας επιβάτες που αυξάνονται στο μέγεθος με τα όλο και περισσότερο βαριά φορτία. Όταν το επαγωγικό φορτίο σβήνεται, το καταρρέοντας μαγνητικό πεδίο μετατρέπεται στην ηλεκτρική ενέργεια που λαμβάνει τη μορφή ενός διπλού εκθετικού επιβάτη. Ανάλογα με την πηγή, αυτοί οι επιβάτες μπορούν να είναι τόσο μεγάλοι όσο οι εκατοντάδες των βολτ και τις εκατοντάδες Amps, με τους χρόνους διάρκειας 400ms.

Οι χαρακτηριστικές πηγές επαγωγικών επιβατών είναι:

• Γεννήτρια
• Μηχανή
• Ηλεκτρονόμος
• Μετασχηματιστής

Αυτά τα παραδείγματα είναι εξαιρετικά κοινά στα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά συστήματα. Επειδή τα μεγέθη των φορτίων ποικίλλουν σύμφωνα με την εφαρμογή, η μορφή κυμάτων, η διάρκεια, το μέγιστο ρεύμα και η μέγιστη τάση είναι όλες οι μεταβλητές που υπάρχουν στους επιβάτες πραγματικών κόσμων. Μόλις μπορούν να προσεγγιστούν αυτές οι μεταβλητές, μια κατάλληλη τεχνολογία καταπιεστών μπορεί να επιλεχτεί.

Σχήμα 3. Αυτοκίνητη απόρριψη φορτίων

Προκληθε'ντες αστραπή επιβάτες

Ακόμα κι αν μια άμεση απεργία είναι σαφώς καταστρεπτική, οι επιβάτες που προκαλούνται από την αστραπή δεν είναι το αποτέλεσμα μιας άμεσης απεργίας. Όταν μια απεργία αστραπής εμφανίζεται, το γεγονός δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που μπορεί να προκαλέσει τους επιβάτες του μεγάλου μεγέθους στα κοντινά ηλεκτρικά καλώδια.

Το σχήμα 4, επιδεικνύει πώς μια απεργία σύννεφο--σύννεφων θα επηρεάσει όχι μόνο ove τα καλώδια RHead, αλλά και τα θαμμένα καλώδια. Ακόμη και μια απεργία 1 μίλι απόμακρη (1.6km) μπορεί να παραγάγει 70V στα ηλεκτρικά καλώδια.

Σχήμα 4. Απεργία αστραπής σύννεφο--σύννεφων

Το σχήμα 5, στην ακόλουθη σελίδα, παρουσιάζει την επίδραση μιας σύννεφο--επίγειας απεργίας: η παροδικός-παράγοντας επίδραση είναι πολύ μεγαλύτερη.

Σχήμα 5. Απεργία σύννεφο--επίγειας αστραπής

Το σχήμα 6, παρουσιάζει χαρακτηριστικό τρέχον κυματοειδές για τις προκληθείσες διαταραχές αστραπής.

Σχήμα 6. Μέγιστο κυματοειδές δοκιμής σφυγμού τρέχον

Τεχνολογικές λύσεις για τις παροδικές απειλές

Λόγω των διάφορων τύπων επιβατών και εφαρμογών, είναι σημαντικό σωστά να ταιριαχτεί με η λύση καταστολής τις διαφορετικές εφαρμογές. Το Littelfuse προσφέρει την ευρύτερη σειρά των τεχνολογιών προστασίας κυκλωμάτων για να εξασφαλίσει ότι παίρνετε την κατάλληλη λύση για την αίτησή σας. Παρακαλώ συμβουλευθείτε τη σε απευθείας σύνδεση βιβλιοθήκη μας σημειώσεων εφαρμογής και σημειώσεων σχεδίου για περισσότερες πληροφορίες τα κοινά ζητήματα σχεδίου που αντιμετωπίζονται για στο http://www.littelfuse.com.

Varistors μεταλλικών οξειδίων και πολυστρωματικά Varistors

Varistors είναι εξαρτώμενες, μη γραμμικές συσκευές τάσης που έχουν τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά παρόμοια με τις πλάτη με πλάτη διόδους Zener. Αποτελούνται πρώτιστα από το Ζ_αριθ. με τις μικρές προσθήκες άλλων μεταλλικών οξειδίων όπως το βισμούθιο, το κοβάλτιο, Magnese και άλλα. Varistor μεταλλικών οξειδίων ή το «MOV» είναι συμπυκνωμένο κατά τη διάρκεια της λειτουργίας κατασκευής σε έναν κεραμικό ημιαγωγό και οδηγεί σε μια κρυστάλλινη μικροδομή που επιτρέπει σε MOVs για να διαλύσει πολύ τα υψηλά επίπεδα της παροδικής ενέργειας πέρα από τον ολόκληρο όγκο της συσκευής. Επομένως, MOVs χρησιμοποιείται χαρακτηριστικά την καταστολή της αστραπής και άλλους υψηλής ενέργειας επιβάτες που βρίσκονται για στις εφαρμογές βιομηχανικών ή γραμμών εναλλασσόμενου ρεύματος. Επιπλέον, MOVs χρησιμοποιείται στα ΣΥΝΕΧΗ κυκλώματα όπως οι παροχές ηλεκτρικού ρεύματος χαμηλής τάσης και οι αυτοκινητικές εφαρμογές. Η διαδικασία παραγωγής τους επιτρέπει πολλούς διαφορετικούς τύπους με τον ακτινωτό μολυβδούχο δίσκο που είναι η πιό κοινή.

Πολυστρωματικό Varistors ή MLVs κατασκευάζονται του Ζ που_ΚΑΝΈΝΑ υλικό παρόμοιο με τυποποιημένο MOVs, εντούτοις, κατασκευάζονται με τα αναμειγμένα στρώματα των ηλεκτροδίων μετάλλων και δεν παρέχονται στις χωρίς μόλυβδο κεραμικές συσκευασίες. Όπως με τυποποιημένο MOVs, μετάβαση Multilayers από μια υψηλή σύνθετη αντίσταση σε ένα κράτος διεξαγωγής όταν υποβάλλεται στις τάσεις που υπερβαίνουν την ονομαστική εκτίμηση τάσης τους. Το MLVs κατασκευάζεται στα διάφορα μεγέθη μορφής τσιπ και είναι ικανό της σημαντικής ενέργειας κύματος για το φυσικό μέγεθός τους. Κατά συνέπεια, η γραμμή στοιχείων και η καταστολή παροχής ηλεκτρικού ρεύματος επιτυγχάνονται με μια τεχνολογία.

Οι ακόλουθες παράμετροι ισχύουν για Varistors ή/και πολυστρωματικά Varistors και πρέπει να γίνουν κατανοητοί από το σχεδιαστή κυκλωμάτων για να επιλέξουν κατάλληλα μια συσκευή για μια δεδομένη εφαρμογή.

 

 

Εισαγωγή Varistor στην τεχνολογία

Η varistor δομή σωμάτων αποτελείται από μια μήτρα του αγώγιμου Ζ_ΚΑΝΈΝΑ σιτάρι που χωρίζεται από τα όρια σιταριού που παρέχουν τα χαρακτηριστικά ημιαγωγών συνδέσεων PN. Αυτά τα όρια είναι αρμόδια για το φράξιμο της διεξαγωγής στις χαμηλές τάσεις και είναι η πηγή της μη γραμμικής ηλεκτρικής διεξαγωγής στις υψηλότερες τάσεις.

 

ΣΧΗΜΑ 1. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ VARISTOR VI ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ

 

Τα συμμετρικά, αιχμηρά χαρακτηριστικά διακοπής που παρουσιάζονται στο σχήμα 1, επιτρέπουν varistor για να παρέχουν την άριστη παροδική απόδοση καταστολής. Όταν εκτίθεται στους επιβάτες υψηλής τάσης η varistor σύνθετη αντίσταση αλλάζει πολλά μεγέθη από ένα κοντινό ανοικτό κύκλωμα σε ένα ιδιαίτερα αγώγιμο επίπεδο, στερεώνοντας κατά συνέπεια την παροδική τάση σε ένα ασφαλές επίπεδο. Η ενδεχομένως καταστρεπτική ενέργεια του εισερχόμενου παροδικού σφυγμού απορροφάται από varistor, με αυτόν τον τρόπο προστατεύοντας τα τρωτά τμήματα κυκλωμάτων.

Δεδομένου ότι η ηλεκτρική διεξαγωγή εμφανίζεται, στην πραγματικότητα, μεταξύ του Ζ_ΚΑΝΈΝΑ σιτάρι δεν διένειμε σε όλο τον όγκο της συσκευής, Varistor Littelfuse είναι εγγενώς πιό τραχύ από τα ενιαία αντίστοιχα συνδέσεων PN του, όπως οι δίοδοι Zener. Varistor, η ενέργεια απορροφάται ομοιόμορφα σε όλο το σώμα της συσκευής με την επακόλουθη θέρμανση που διαδίδεται ομοιόμορφα μέσω του όγκου της. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες ελέγχονται κυρίως από τις φυσικές διαστάσεις του varistor σώματος που είναι συμπυκνωμένο στους διάφορους τύπους όπως οι δίσκοι, τα τσιπ και οι σωλήνες. Η ενεργειακή εκτίμηση καθορίζεται από τον όγκο, εκτίμηση τάσης από το πάχος ή το τρέχον μήκος πορειών ροής, και την τρέχουσα ικανότητα από την περιοχή που μετριέται κανονική στην κατεύθυνση της τρέχουσας ροής.

 

Σωματικές ιδιότητες

Το MOVs έχει ως σκοπό να προστατεύσει τα ευαίσθητα κυκλώματα από τους εξωτερικούς επιβάτες (αστραπή) και τους εσωτερικούς επιβάτες (επαγωγική μετατροπή φορτίων, μετατροπή ηλεκτρονόμων και απαλλαγές πυκνωτών). Και άλλοι υψηλού επιπέδου επιβάτες που βρίσκονται στην εφαρμογή βιομηχανικών, γραμμών εναλλασσόμενου ρεύματος ή τους χαμηλότερους επιβάτες επιπέδων που βρίσκεται στις αυτοκίνητες εφαρμογές ΣΥΝΕΧΏΝ γραμμών με την εκτίμηση μέγιστων ρευμάτων που κυμαίνονται από 20A ως 500A και τη μέγιστη ενεργειακή εκτίμηση από 0.05J - 2.5J.

Μια ελκυστική ιδιοκτησία του MOV είναι ότι τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά συσχετίζονται με τον όγκο της συσκευής. Κάθε σιτάρι ZnO των κεραμικών πράξεων σαν έχει μια σύνδεση ημιαγωγών στο όριο σιταριού. Μια διατομή του υλικού παρουσιάζεται στο σχήμα 2, το οποίο επεξηγεί την κεραμική μικροδομή. Varistors κατασκευάζονται με τη διαμόρφωση και τη συμπύκνωση οξείδιο-βασισμένων στον των στον ψευδάργυρο σκονών στα κεραμικά μέρη. Αυτά τα μέρη είναι έπειτα με είτε το με παχιά μεμβράνη ασήμι είτε το τόξο/ψεκασμένο το φλόγα μέταλλο.

Τα όρια σιταριού ZnO μπορούν να παρατηρηθούν σαφώς. Δεδομένου ότι η μη γραμμική ηλεκτρική συμπεριφορά εμφανίζεται στο όριο κάθε ημιαγωγικού σιταριού ZnO, varistor μπορεί να θεωρηθεί συσκευή «πολυ-συνδέσεων» που αποτελείται από πολλές σειρές και παράλληλες συνδέσεις των ορίων σιταριού. Η συμπεριφορά συσκευών μπορεί να αναλυθεί όσον αφορά τις λεπτομέρειες της κεραμικής μικροδομής. Σημάνετε το παιχνίδι διανομής μεγέθους σιταριού και μεγέθους σιταριού ένας κύριος ρόλος στην ηλεκτρική συμπεριφορά.

ΣΧΗΜΑ 2. ΟΠΤΙΚΟΣ ΦΩΤΟΜΙΚΡΟΓΡΑΦΟΣ ΕΝΌΣ ΓΥΑΛΙΣΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΧΑΡΑΓΜΕΝΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ VARISTOR

 

Varistor μικροδομή

Ο όγκος varistor μεταξύ των επαφών αποτελείται από τα σιτάρια ZnO ενός μέσου μεγέθους «δ» όπως φαίνεται στο σχηματικό πρότυπο του σχήματος 3. Η ειδική αντίσταση του ZnO είναι <0>

ΣΧΗΜΑ 3. ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΗΣ ΜΙΚΡΟΔΟΜΗΣ ΤΟΥ Α
VARISTOR ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΟΞΕΙΔΊΩΝ, ΣΙΤΑΡΙΑ της ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ZnO (ΜΕΣΟΣ ΌΡΟΣ
ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ Δ) ΧΩΡΊΖΕΤΑΙ ΑΠΌ ΤΑ??????????? ΌΡΙΑ.

Ο σχεδιασμός varistor για μια δεδομένη ονομαστική varistor τάση, (Β_Ν), είναι βασικά ένα θέμα το πάχος συσκευών έτσι ώστε ο κατάλληλος αριθμός σιταριών, (ν), είναι σωρηδόν μεταξύ των ηλεκτροδίων. Στην πράξη, το varistor υλικό χαρακτηρίζεται από μια κλίση τάσης που μετριέται πέρα από το πάχος του από μια συγκεκριμένη αξία volts/mm. Με τον έλεγχο της σύνθεσης και την κατασκευή των όρων η κλίση παραμένει σταθερή. Επειδή υπάρχουν πρακτικά όρια στη σειρά των παχών επιτεύξιμων, περισσότερες από μια αξίες κλίσης τάσης επιδιώκονται. Με την αλλαγή της σύνθεσης των πρόσθετων ουσιών μεταλλικών οξειδίων είναι δυνατό να αλλαχτεί το μέγεθος σιταριού «δ» και να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Μια θεμελιώδης ιδιοκτησία varistor ZnO είναι ότι η πτώση τάσης πέρα από μια ενιαία διεπαφή «σύνδεση» μεταξύ των σιταριών είναι σχεδόν σταθερή. Οι παρατηρήσεις πέρα από μια σειρά των συνθετικών παραλλαγών και των όρων επεξεργασίας παρουσιάζουν σταθερή πτώση τάσης περίπου 2V-3V ανά σύνδεση ορίου σιταριού. Επίσης, η πτώση τάσης δεν ποικίλλει για τα σιτάρια των διαφορετικών μεγεθών. Ακολουθεί, κατόπιν, ότι η varistor τάση θα καθοριστεί από το πάχος του υλικού και το μέγεθος των σιταριών ZnO. Η σχέση μπορεί να δηλωθεί πολύ απλά ως εξής:

Η varistor τάση, (Β_Ν), ορίζεται ως η τάση πέρα από varistor στο σημείο σε VI χαρακτηριστικό της όπου η μετάβαση (β) είναι πλήρης από τη χαμηλού επιπέδου γραμμική περιοχή στην ιδιαίτερα μη γραμμική περιοχή. Για τυποποιημένους λόγους μέτρησης, ορίζεται αυθαίρετα ως η τάση σε ένα ρεύμα 1mA. Μερικές χαρακτηριστικές τιμές των διαστάσεων για Varistors Littelfuse δίνονται στον πίνακα 1.

ΠΙΝΑΚΑΣ 1.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Διατύπωση χαμηλής τάσης.

 

Θεωρία της λειτουργίας

Λόγω της πολυκρυσταλλικής φύσης varistors ημιαγωγών μεταλλικών οξειδίων, η φυσική λειτουργία της συσκευής είναι πιό σύνθετη από αυτή των συμβατικών ημιαγωγών. Η εντατική μέτρηση έχει καθορίσει πολλά από τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της συσκευής, και πολλή προσπάθεια συνεχίζει να καθορίζει καλύτερα τη varistor λειτουργία. Εντούτοις από την άποψη του χρήστη, αυτό δεν είναι σχεδόν τόσο σημαντικό όπως καταλαβαίνοντας τις βασικές ηλεκτρικές ιδιότητες όπως αφορούν την κατασκευή συσκευών.

Το κλειδί για την εξήγηση varistor μεταλλικών οξειδίων της λειτουργίας βρίσκεται στην κατανόηση των ηλεκτρονικών φαινομένων που εμφανίζονται κοντά στα όρια σιταριού, ή τις συνδέσεις μεταξύ του Ζ_ΚΑΝΈΝΑ σιτάρι. Ενώ μερικές από την πρόωρη θεωρία υπέθεσαν εκείνο το ηλεκτρονικό να ανοίξει εμφανίστηκε μέσω ενός στρώματος φάσης μόνωσης δεύτερου στα όρια σιταριού, varistor η λειτουργία πιθανώς καλύτερα περιγράφεται από μια παραλλήλων σειρών ρύθμιση των ημιαγωγικών διόδων. Σε αυτό το πρότυπο, τα όρια σιταριού περιέχουν τα κράτη ατέλειας που παγιδεύουν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια από τον ν-τύπο ημιαγωγικό Ζ_ΚΑΝΈΝΑ σιτάρι, διαμορφώνοντας κατά συνέπεια ένα διαστημικό στρώμα μείωσης δαπανών στα σιτάρια ZnO στην περιοχή δίπλα στα όρια σιταριού. (Δείτε τις σημειώσεις αναφοράς στην τελευταία σελίδα αυτού του τμήματος).

Τα στοιχεία για τα στρώματα μείωσης varistor παρουσιάζονται στο σχήμα 4, όπου το αντίστροφο της ικανότητας ανά όριο που τακτοποιείται σχεδιάζεται ενάντια στην εφαρμοσμένη τάση ανά όριο. Αυτό είναι ο ίδιος τύπος παρατηρηθείσας συμπεριφορά συγκέντρωσης μεταφορέων, Ν, καθορίστηκε για να είναι περίπου 2 X 1017 ανά εκατ.³. Επιπλέον, το πλάτος του στρώματος μείωσης υπολογίστηκε για να είναι περίπου 1000 μονάδες Angstrom. Οι ενιαίες μελέτες συνδέσεων υποστηρίζουν επίσης το πρότυπο διόδων.

Είναι αυτά τα στρώματα μείωσης που εμποδίζουν τη ελεύθερη ροή των μεταφορέων και είναι αρμόδια για τη συμπεριφορά μόνωσης χαμηλής τάσης στην περιοχή διαρροής όπως απεικονίζεται στο σχήμα 5. _ο διαρροή ρεύμα είμαι οφειλόμενος ο ελεύθερη ροή μεταφορέας πέρα από ο τομέας χαμηλώνω εμπόδιο, και είμαι θερμικά ενεργοποιώ, τουλάχιστον ανωτέρω για 25°C. Για τις απότομες PN διόδους συνδέσεων ημιαγωγών. Η σχέση είναι:

Όπου:
(Β_β) = τάση εμποδίων,
(β) = εφαρμοσμένη τάση,
(π) = δαπάνη ηλεκτρονίων,
(ES) = permittivity ημιαγωγών και
(ν) = συγκέντρωση μεταφορέων.
Από αυτήν την σχέση η συγκέντρωση μεταφορέων ZnO, Ν, καθορίστηκε να είναι περίπου 2 X 10¹⁷ ανά εκατ.³.

Επιπλέον, το πλάτος του στρώματος μείωσης υπολογίστηκε για να είναι περίπου 1000 μονάδες Angstrom. Οι ενιαίες μελέτες συνδέσεων υποστηρίζουν επίσης το πρότυπο διόδων.

ΣΧΗΜΑ 4. ΙΚΑΝΌΤΗΤΑ-ΤΑΣΗ Η ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ VARISTOR ΜΟΙΑΖΕΙ ΜΕ
ΜΙΑ ΑΠΌΤΟΜΟΣ-ΣΥΝΔΕΣΗ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΠΟΥ ΑΝΤΙΣΤΡΕΦΕΤΑΙ
ΠΡΟΚΑΤΕΙΛΗΜΜΕΝΟ ND/cm3 ˜ 2 X 10 ΔΙΟΔΩΝ¹⁷

Το σχήμα 5, παρουσιάζει διάγραμμα ενεργειακών ζωνών για μια σύνδεση όριο-ZnO znO-σιταριού. Το αριστερό σιτάρι είναι προς τα εμπρός προκατειλημμένο, Β_Λ, και η δεξιά πλευρά είναι αντίστροφη προκατειλημμένη _toVR. Τα πλάτη στρώματος μείωσης είναι Χ_Λ και Χ_Ρ, και τα αντίστοιχα ύψη εμποδίων είναι φ_Λ και η ΟΔΓ. Το μηδέν προκατειλημμένο ύψος εμποδίων είναι φ_Ο. Δεδομένου ότι η προκατάληψη τάσης αυξάνεται, το φ_Λ μειώνεται και η ΟΔΓ αυξάνεται, οδηγώντας σε ένα χαμήλωμα του εμποδίου και μια αύξηση στη διεξαγωγή.

Το ύψος φ_Λ εμποδίων varistor χαμηλής τάσης μετρήθηκε ως λειτουργία της εφαρμοσμένης τάσης, και παρουσιάζεται στο σχήμα 6. Η γρήγορη μείωση στο εμπόδιο στην υψηλή τάση αντιπροσωπεύει την αρχή της μη γραμμικής διεξαγωγής.

ΣΧΗΜΑ 5. ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΖΩΝΩΝ μιας ΣΥΝΔΕΣΗΣ znO-GRAINBOUNDARY-ZnO

 

ΣΧΗΜΑ 6. ΘΕΡΜΙΚΟ ΕΜΠΟΔΙΟ ΕΝΑΝΤΊΟΝ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΤΑΣΗΣ

Οι μηχανισμοί μεταφορών στη μη γραμμική περιοχή είναι πολύ περίπλοκοι και αποτελούν ακόμα το αντικείμενο της ενεργού έρευνας. Οι περισσότερες θεωρίες σύρουν την έμπνευσή τους από τη θεωρία μεταφορών ημιαγωγών και δεν καλύπτονται λεπτομερώς στο παρόν έγγραφο.

 

Varistor κατασκευή

Η διαδικασία Varistor Littelfuse είναι διευκρινισμένη στο διάγραμμα ροής του σχήματος 7. Το αρχικό υλικό μπορεί να διαφέρει στη σύσταση των πρόσθετων οξειδίων, προκειμένου να καλυφθεί η σειρά τάσης του προϊόντος.

ΣΧΗΜΑ 7. ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ VARISTOR LITTELFUSE ΤΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΊΑΣ

Τα χαρακτηριστικά συσκευών καθορίζονται στην πιέζοντας λειτουργία. Η σκόνη πιέζεται σε μια μορφή προκαθορισμένου πάχους προκειμένου να ληφθεί μια επιθυμητή αξία της ονομαστικής τάσης. Για να λάβουν τις επιθυμητές εκτιμήσεις της ικανότητας μέγιστων ρευμάτων και ενέργειας, η περιοχή ηλεκτροδίων και η μάζα της συσκευής είναι ποικίλες. Η σειρά των διαμέτρων αποκτήσιμων στις προσφορές προϊόντων δίσκων παρατίθεται εδώ:

 

Φυσικά, άλλες μορφές, όπως τα ορθογώνια, είναι επίσης δυνατές με απλά να αλλάξουν τους κύβους Τύπου. Άλλες κεραμικές τεχνικές επεξεργασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν τις διαφορετικές μορφές. Παραδείγματος χάριν, οι ράβδοι ή οι σωλήνες γίνονται με την εξώθηση και την κοπή στο μήκος. Μετά από να διαμορφώσει, ο πράσινος (δηλ.,) μέρη τοποθετείται σε έναν κλίβανο και συμπυκνώνεται στις μέγιστες θερμοκρασίες παραπάνω από 1200°C. Το οξείδιο Β ismuth είναι λειωμένο επάνω από 825°C, βοηθώντας στο αρχικό densification πολυκρυσταλλικού του κεραμικού. Στις υψηλότερες θερμοκρασίες, η αύξηση σιταριού εμφανίζεται, διαμορφώνοντας μια δομή με το ελεγχόμενο μέγεθος σιταριού.

Το Electroding ολοκληρώνεται, για τις ακτινωτές και συσκευές τσιπ, με τη βοήθεια του με παχιά μεμβράνη ασημιού που βάζεται φωτιά επάνω στην κεραμική επιφάνεια. Οι μόλυβδοι καλωδίων ή τα τερματικά λουριών είναι έπειτα συγκολλημένοι σε ισχύ. Αγώγιμος ένας εποξικός χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των μολύβδων με τους αξονικούς δίσκους 3mm. Για τις μεγαλύτερες βιομηχανικές συσκευές (δίσκοι διαμέτρων 40mm και 60mm) το υλικό επαφών είναι ψεκασμένο τόξο αργίλιο, με υπερψεκάστε του χαλκού για να δώσετε εάν είναι απαραίτητο μια solderable επιφάνεια.

Πολλές τεχνικές ενθυλάκωσης χρησιμοποιούνται στη συνέλευση των διάφορων Varistor Littelfuse συσκευασιών. Τα περισσότερα radials και μερικές βιομηχανικές συσκευές (σειρά εκταρίου) είναι εποξικά που ντύνονται ρευστοποιημένη - κρεβάτι, ενώ εποξικό «περιστρέφονται» επάνω στην αξονική συσκευή.

Το Radials είναι επίσης διαθέσιμο με τα φαινολικά επιστρώματα που εφαρμόζονται που χρησιμοποιούν μια υγρή διαδικασία. Η συσκευασία σειράς PA αποτελείται από το πλαστικό που φορμάρεται γύρω από ένα υποσυγκρότημα δίσκων 20mm. Οι συσκευές είναι όλες σειράς RA, DA και DB παρόμοιες δεδομένου ότι όλες αποτελούνται από τους δίσκους ή τα τσιπ, με τις ετικέττες ή τους μολύβδους, που περιβάλλονται σε ένα φορμαρισμένο πλαστικό κοχύλι που γεμίζουν με εποξικό. Οι διαφορετικές μορφές συσκευασίας επιτρέπουν την παραλλαγή στις ενεργειακές εκτιμήσεις, καθώς επίσης και στο μηχανικό μοντάρισμα.

ΠΙΝΑΚΑΣ 2. ΑΠΌ-ΤΥΠΟΣ ΚΕΡΑΜΙΚΕΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ

 

Το σχήμα 9A, 9B και 9C (κατωτέρω) παρουσιάζει λεπτομέρειες κατασκευής μερικών varistor Littelfuse συσκευασιών. Οι διαστάσεις του κεραμικού, από τον τύπο συσκευασίας, είναι ανωτέρω στον πίνακα 2.