Jak správně zkontrolovat varistor?

Varistor je druh polovodičového rezistoru s funkcí pojistky pro chráněný obvod. Princip činnosti varistoru je založen na prudkém a rychlém poklesu jeho elektrického odporu, když se napětí na kontaktech zvyšuje. To znamená paralelní způsob připojení zařízení k části obvodu, kterou je třeba obejít.

V normálním režimu je varistor neaktivní – je potřeba při špičkových napěťových rázech, které mohou poškodit chráněný obvod. Zvýšení potenciálového rozdílu vede k toku proudu přes varistor a přebytečná energie je zařízením uvolňována v tepelné formě. Navenek typický varistor vypadá jako tablet se dvěma anténními vodiči a je podobný kondenzátoru, liší se od něj použitým značením.

Základní parametry a značení varistorů

Tento typ polovodičových součástek je k dispozici ve dvou variantách. Nízkonapěťové varistory pracují při napětí v rozsahu od 3 do 200 Voltů, používají se v domácích zařízeních. Vysokonapěťové jsou schopné reagovat na napětí až 20 000 Voltů a používají se v průmyslu.

Označením zařízení můžete pochopit nejen jeho účel (a odlišit jej od kondenzátoru), ale také získat představu o hlavních charakteristikách.

Například varistor označený 20d421k má průměr 20 milimetrů, prahové otevírací napětí 420 voltů a písmeno k označuje přípustnou odchylku tohoto napětí rovnou 10 %. To znamená, že toto zařízení může pracovat již tehdy, když je na jeho kontakty (378 – 420) přivedeno napětí 42 voltů.

Na elektrických schématech je varistor označen zkratkou znrX, kde X je počet zařízení v daném úseku obvodu.

Kontrola varistoru – kontrola, ohmmetr a multimetr

Když je toto polovodičové zařízení spuštěno, uvolňuje se značné teplo a varistor může shořet. K tomu dochází, když je špičkové napětí vysoké, když je aplikováno po dlouhou dobu, nebo když dojde ke kombinaci obou faktorů.

Existuje několik způsobů, jak zkontrolovat další výkon varistoru:

• Vnější kontrola. Nemělo by být odmítnuto, protože mnoho moderních obvodů je pevně zabaleno a narušení integrity vnějšího pláště zařízení lze snadno přehlédnout. Případné praskliny, bobtnání nebo ztmavnutí na tělese varistoru svědčí o jeho selhání.
• Vytočte pomocí multimetru. Spolehlivě zkontrolovat funkčnost varistoru multimetrem přímo na desce nelze – budete muset připájet alespoň jeden kontakt. Důležité je měřit v obou směrech vzájemnou záměnou sond. Volič režimu multimetru musí být nastaven na buňku „kontrola diody“, obvykle je vedle ní symbol diody a ikona akustické indikace. Celý varistor díky svému výraznému odporu nezvoní.
• Měření ohmmetrem nebo megaohmmetrem. Ohmmetr by měl být nastaven na maximální hodnotu u většiny domácích spotřebičů to jsou 2 megaohmy. Na stupnici mohou být označeny jako 2000K nebo 2M. Teoreticky by měl být naměřený odpor nekonečný, v praxi může ohmmetr ukázat hodnotu odporu pracovního varistoru 1,5. 2 MegaOhm. Pokud testujete varistor megohmetrem, je důležité nastavit správnou hodnotu napětí na jeho svorkách. U výkonných měřicích přístrojů může být vyšší než prahové napětí pro otevření varistoru. Jednoduše řečeno, během testovacího procesu může dojít k spálení polovodičové pojistky.

V praxi není použití multimetru k diagnostice zdraví varistorů tak běžné, protože ve většině případů postačí externí vyšetření. Při výměně spálené pojistky byste měli věnovat pozornost technickým vlastnostem jejího předchůdce, jinak nový varistor selže mnohem rychleji nebo nebude plnit svou bočníkovou funkci a poškodí celou elektronickou jednotku.

Varistor je elektrický prvek, jehož odpor se může měnit v závislosti na dodávaném napětí.

Princip činnosti varistoru

Odpor varistoru závisí na napětí, které je k němu přiváděno. Odpor varistoru je zpravidla až do prahové hodnoty vysoký (více než 1-2 megaohmy). Při překročení prahové hodnoty napětí se odpor varistoru rychle snižuje. Tato vlastnost varistoru je vynikající při ochraně elektroniky před přepětím vysokého napětí. Koneckonců, pulzní proud v tomto případě prochází varistorem a je rozptýlen ve formě tepla.
Pokud je však prahová hodnota napětí udržována po dlouhou dobu, varistor se přehřívá a „shoří“.

„Hoří“ v uvozovkách, protože varistor často exploduje. Nebo se zkratuje a pak může dojít ke vznícení. Za tímto účelem je před varistor umístěna pojistka.

Mimochodem, při výměně pojistky doporučujeme zároveň zkontrolovat varistor. Je velmi běžné, že pojistka selže kvůli vybitému varistoru. Pokud to neuděláte, při příštím přepětí riskujete více než varistor a pojistku. Aby se předešlo požárům, termistory se začaly pájet do varistorů. Termistor absorbuje přebytečnou tepelnou energii, což dále chrání vaše zařízení před spalováním. Takové varistory se prodávají okamžitě smontované.

Výroba varistoru

To vše vysvětluje zařízení varistoru. Varistor se skládá z polovodiče a různých spojovacích materiálů. Běžnou kombinací je karbid křemíku a epoxidová pryskyřice. Jsou roztaveny při vysokých teplotách. Poté je povrch varistoru potažen kovem a výstupy jsou připájeny. Schopnost varistoru vést přes sebe vysoké napětí zajišťuje materiál – křemík. Krystaly karbidu křemíku při zahřívání výrazně snižují svůj odpor. A proud jimi může snadno procházet. Stále běžnější jsou však varistory z oxidu zinečnatého. Jsou jednodušší na výrobu a mohou jimi procházet impulsy vyššího napětí. Technika jejich výroby je podobná jako při výrobě keramických varistorů. Varistory se dodávají v různých podobách – kužely, tyče, disky. Vše záleží na výrobci.

Применение варистора

Varistory se používají ve většině spotřební elektroniky po celém světě. Lze je nalézt téměř v každé elektronice. Nacházejí se také v automobilové elektronice, mobilních a domácích spotřebičích, síťových filtrech a počítačovém hardwaru.
Mimochodem, dobrý zdroj se od čínského liší tím, že první má varistor. Proto je dobrý napájecí zdroj mnohem odolnější a opravitelný. Řemeslníci také používají varistory při montáži svých padělků z LED lamp. A speciální řemeslníci je zvládají umístit do zásuvek a zástrček. Pokud máte doma problém s přepětím, můžete vymyslet mnoho, jak ochránit svou elektroniku.
Rozsah jejich použití je široký. Může se jednat o instalace s napětím 20 kV a s napětím 3V. Může se jednat o síť se střídavým proudem nebo se stejnosměrným proudem. Varistory lze nalézt skutečně téměř všude.

Jaké vlastnosti tedy varistor má?

Pro popis varistoru se zpravidla používají následující parametry: Kapacita varistoru v sepnutém stavu. Během provozu se jeho hodnota může změnit. Při zvláště vysokém proudu klesá téměř na nulu. Označeno jako Co. Maximální energie v joulech, kterou může varistor absorbovat v jednom pulzu. Označený W.
Maximální hodnota pulzního proudu při 8/20 ms. Označeno jako Ipp.
Střední kvadratická hodnota střídavého napětí v obvodu. Označeno jako Um.
Mezní napětí při stejnosměrném proudu. Označeno jako Um=.
Pro přibližné výpočty provozního napětí doporučujeme použít hodnotu Un maximálně 0,6 se střídavým proudem a 0,8 se stejnosměrným proudem. V sítích 220V se používají varistory s minimálním klasifikačním napětím (Un) od 380 do 430 V.
Při výběru bychom neměli zapomínat na kapacitu varistoru. Zpravidla záleží na velikosti varistoru. Varistor TVR 20 431 má tedy kapacitu 900 pF a TVR 05 431 – 80 pF. Tyto hodnoty lze vždy nalézt v referenčním materiálu.

Ve schématech je varistor označen následovně:

RU je označení samotného varistoru. Číslo vedle RU je pořadové číslo. To znamená, jaký počet varistorů je v obvodu? Písmeno U vlevo dole na šikmém procházejícím varistorem znamená, že tento prvek má schopnost měnit napětí. Na schématech jsou také často vyznačeny varistorové značky. O značení a jeho dekódování si povíme níže.

Varistorová ochrana zařízení

Varistorová ochrana se používá v domácích spotřebičích. Mohou být zapájeny do samotné desky nebo vyvedeny a zajištěny samostatnými dráty. Varistory musí být zapojeny paralelně. Zapojovat je do série prostě nedává smysl. V tomto případě proud jednoduše neprotéká obvodem.

Jak funguje varistorová ochrana?

Například blízko vašeho domu udeřil blesk. Nebo se mohla zachytit do elektrického vedení. V síti došlo k přepětí. Varistor jej pohltí a pokud je pulz příliš silný/dlouhý, varistor odumírá.
To znamená, že varistor zaručuje, že vaše citlivá elektronika nespálí přepětím. Je však třeba pamatovat na to, že varistor se může stát zkratovým bodem během dlouhodobého provozu při maximálním napětí. Výše jsme popsali několik způsobů, jak se tomu vyhnout. Použijte varistory s termistory nebo zapojte do obvodu pojistky.
Abychom vše co nejvíce zjednodušili: při nízkém napětí je varistor blokovací zařízení, při vysokém napětí je to vodivé zařízení.

Výběr varistoru

Chcete-li účinně a spolehlivě chránit své zařízení, musíte si vybrat varistor moudře.
K ochraně domácích spotřebičů se zpravidla používají varistory s prahovou hodnotou napětí od 275 do 430 V Při výběru varistorů se nebudeme podrobně zabývat jinými hodnotami (kapacita atd.). Je zde mnoho nuancí, které jednoduše nelze vzít v úvahu ve formátu tohoto článku. Pro přesnější výběr varistoru můžeme doporučit použití referenčních knih o varistorech. Označují všechny vlastnosti, které má konkrétní varistor. To vám umožní vybrat si ten nejvhodnější pro vaše cíle a záměry. Dalším důležitým parametrem při výběru varistoru je rychlost odezvy. Zpravidla je to u většiny varistorů asi 25 ns. Ne vždy to ale stačí. Pak jsou pro vás vhodné varistory s kratší dobou odezvy. Nedosažitelným ideálem z hlediska rychlosti odezvy jsou varistory vyráběné technologií vícevrstvé struktury SIOV-CN. Jejich rychlost odezvy může být menší než 1 ns. Takové varistory jsou nezbytné pro ochranu před statickou elektřinou. V domácích spotřebičích se takové varistory prakticky nepoužívají.

Varistor nastavený na nulu může sloužit jako záruka životnosti vašeho zařízení při jakémkoliv přepětí. Samozřejmě s přihlédnutím k tomu, že je instalován i na fázi.

Slyšeli jste pravděpodobně o případech, kdy mnoha lidem vyhořela elektronika najednou? To se děje právě díky tomu, že vodiči prochází pouze fáze. Proti tomu chrání i varistor.

Výhody použití varistoru

Varistor je jako útočná puška Kalašnikov. Jednoduché, spolehlivé, levné. A všude rozšířený. Vždy to bude fungovat a nezklame vás. Rozsah jeho aplikace je obrovský. Jak jsme psali výše, od 20 kV do 3V. No, nezapomeňte na dobu odezvy. 25ns pro průměrný varistor je docela dobrý. A existují případy s rychlostí odezvy pod 0,5 ns. Ale jako všechno na tomto světě má varistor také své nevýhody.
Patří mezi ně nízkofrekvenční hluk během provozu, velká kapacita varistoru (od 70 do 3000 pF) a tendence materiálů varistorů zastarávat.
Výhody varistoru převažují nad nevýhodami. Proto se tak rozšířil. Stejně jako útočná puška Kalašnikov.

Jak zkontrolovat varistor?

1. Inspekce
2. Zkontrolujte varistor multimetrem
3. Zazvoňte na řetěz.

Začněme tím nejjednodušším způsobem – podívejte se na varistor

Abyste se k němu dostali, budete muset domácí spotřebič rozebrat a vyčistit jej od prachu. Zde budete potřebovat šroubovák a kartáč. Hlavním problémem napájecích zdrojů je prach.
Poškozený varistor lze rozpoznat podle prasklin v pouzdře, bobtnání a zjevných známek vystavení vysokým teplotám. (Minimálně mírně roztavené tělo, maximálně – stopy zkratu).

Varistor je z vnější strany potažen, obvykle keramickým nebo epoxidovým povlakem. Při přehřátí varistoru povlak praskne.

Multimetr

Testování varistoru pomocí multimetru je celkem jednoduché. Na multimetru jsme nastavili limit měření. Točíme na maximum, obvykle 2 megaohmy (2MOhm, 2M, méně často 2000K). Při měření by měl multimetr ukazovat odpor blíže k nekonečnu. Často ukazuje 1-2 megaohmy.

Při měření se varistoru nedotýkejte rukama! V tomto případě vám multimetr ukáže odpor vašeho těla, nikoli varistor.

Zvonění

Při zvonění budete muset odpájet jednu z nožiček varistoru z obvodu. Volání by mělo probíhat z různých směrů. Pracovní varistor nezvoní, což je pochopitelné. Neprotéká jím žádný proud. Odpor to nedovoluje.

Varistorové značení

Pokud je váš varistor vadný, znalost označení varistoru vám velmi pomůže při jeho výměně. Samotné označení je umístěno na pouzdru a je to soubor latinských písmen a číslic. Navzdory různým výrobcům se označení varistorů většinou příliš neliší a jsou celkem dobře čitelné.

Jako příklad uvádíme 2 různé varistory od různých výrobců:

• CNR-12D182K
• ZNR V12182U.

První číslo 12 udává průměr varistoru v milimetrech. Druhé číslo je 182K otevírací napětí. 18 – napětí, 2 – koeficient. CNR je označení materiálu varistoru. V tomto konkrétním příkladu je varistor vyroben z oxidů kovů.

K – používá se k označení třídy přesnosti. To znamená, že pokud je na těle varistoru napsáno – 275K, pak K je přesnost 10% a 275 je otevírací napětí. A otevírací napětí se vypočítá následovně – 275 + – 27,5.
To znamená, že například náš varistor 20D471K lze nahradit varistorem TVR20471. Nebo jakýkoli jiný analog varistoru. Například – SAS471D20. Stačí znát základní principy označování.

Pravda, s domácími varistory to nepůjde. Budete muset použít referenční materiály. Naše varistory jsou označeny následovně: CH2-1, VR-1 a CH2-2. Například: CH-2 – varistory z oxidu zinečnatého. Ale to lze zjistit pouze z referenčních materiálů.

Co dělat, když jsou značky na varistoru vymazány?

Megaohmetr vám pomůže zjistit, pro jaké napětí je váš varistor navržen. Chcete-li zkontrolovat varistor, musíte jej připojit k meggeru a spustit jej v rámci limitů. To znamená, že pokud je varistor 470V, měl by být zkontrolován na 500V.

Existuje způsob použití napájecího zdroje. Je pravda, že to vyžaduje napájecí zdroj s nastavitelným napětím a maximálním proudem. Síla proudu musí být nastavena tak, aby se varistor nespálil. A jak jsme psali výše, mají tendenci explodovat.

Proto by měl být před připojením vizuálně zkontrolován. Pokud jsou na tělese varistoru praskliny, otoky a vizuálně je vidět, že se roztavilo, tak takový varistor rozhodně nefunguje. Často se ale jedná o trhliny. Materiál varistorů je náchylný ke stárnutí, to je třeba mít stále na paměti. Takto poškozené varistory se nesmí kontrolovat. Nejsou to dělníci.