วิธีทำความเข้าใจเกี่ยวกับวาริสเตอร์และวาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์

วาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์คืออะไร?

คำว่า 'วาริสเตอร์' เป็นรูปแบบสั้น ๆ ของตัวต้านทานแบบแปรผัน ดังนั้นค่าตัวต้านทานอาจมีการเปลี่ยนแปลงตามสภาวะภายนอก

วาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์เป็นตัวต้านทานที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าซึ่งมีความต้านทานลดลงตามแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นที่พาดผ่าน วาริสเตอร์เกิดจากคำสองคำ: ตัวแปรและตัวต้านทาน อย่างไรก็ตาม ตัวต้านทานแบบแปรผันประเภทนี้ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงด้วยตนเองได้ วาริสเตอร์จะเปลี่ยนความต้านทานโดยอัตโนมัติเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

การสร้างวาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์

วาริสเตอร์ประกอบด้วยอิเล็กโทรดโลหะ 2 อิเล็กโทรดและสารประกอบเมทัลลิกออกไซด์ในรูปแบบผง เช่น ซิงค์ออกไซด์หรือโคบอลต์ออกไซด์ และอื่นๆ เม็ดโลหะออกไซด์ทำหน้าที่เหมือนรอยต่อ PN ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งกันและกัน เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปทั่วอิเล็กโทรด วาริสเตอร์จะเริ่มนำกระแสและการนำไฟฟ้าจะหยุดทันทีที่แรงดันไฟฟ้าภายนอกถูกถอดออกจากอิเล็กโทรด

หลักการทำงานของวาริสเตอร์ออกไซด์ของโลหะ

เมื่อแรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นหรือกำลังไฟฟ้าในเครือข่ายเปลี่ยนแปลงทันทีในวงจรไฟฟ้า การรบกวนเหล่านี้เรียกว่าภาวะชั่วคราว ขนาดแรงดันไฟฟ้ากระโดดไปที่หลายพันโวลต์ในช่วงเวลาสั้น ๆ และอาจสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงต่อวงจรไฟฟ้าได้ ภาวะชั่วคราวในสัญญาณ AC แสดงไว้ด้านล่าง:

วาริสเตอร์จะลดความต้านทานลงทันทีที่แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และดังนั้นจึงทำหน้าที่เป็นทางเลือกทางเลือกสำหรับเส้นทางความต้านทานขั้นต่ำสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวในกรณีของ MOV คือว่า เหมาะสำหรับช่วงเวลาสั้นๆ พวกมันไม่ได้ถูกออกแบบมาสำหรับช่วงเวลาชั่วคราวที่ยาวนาน และลดคุณลักษณะลงเมื่อสัมผัสกับช่วงเวลาชั่วคราวที่เกิดซ้ำหรือยาวนาน

เส้นโค้งความต้านทานคงที่ของวาริสเตอร์

วาริสเตอร์ของโลหะออกไซด์แสดงความสัมพันธ์ผกผันกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ความต้านทานลดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงค่าสูงสุด ความต้านทานจะได้ค่าต่ำสุด

เส้นโค้งลักษณะเฉพาะของวาริสเตอร์ V-I

ตัวต้านทานเชิงเส้นมีรูปแบบเป็นเส้นตรง แต่วาริสเตอร์จะไม่แสดงพฤติกรรมเชิงเส้น เนื่องจากความต้านทานลดลงตามแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น

เส้นโค้งลักษณะเฉพาะแสดงพฤติกรรมแบบสองทิศทางของวาริสเตอร์ และเส้นโค้งมีลักษณะคล้ายกับลักษณะของไดโอดซีเนอร์สองตัวที่เชื่อมต่อจากด้านหลังไปด้านหลัง เมื่อวาริสเตอร์หยุดการนำ เส้นโค้งจะเปลี่ยนเป็นแนวโน้มเชิงเส้นในสถานะปิด ในระหว่างการนำ เส้นโค้งจะแสดงพฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้น

ความจุของวาริสเตอร์และแรงดันแคลมป์

อิเล็กโทรดทั้งสองพร้อมกับตัวกลางของโลหะออกไซด์ที่อยู่ตรงกลางของวาริสเตอร์มีลักษณะคล้ายกับตัวเก็บประจุ ตัวกลางจะกลายเป็นไดอิเล็กตริกและวาริสเตอร์ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุในโหมดไม่นำไฟฟ้า

MOV เข้าสู่โหมดการนำไฟฟ้าเหนือค่าแรงดันแคลมป์ และจะไม่ดำเนินการต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าแคลมป์ แรงดันไฟฟ้าในการจับยึดสามารถกำหนดเป็นระดับแรงดันไฟฟ้า dc ที่จะยอมให้มีกระแส 1mA ไหลผ่านตัววาริสเตอร์ ระดับแรงดันไฟฟ้าในการจับยึดนี้จะกำหนดโหมดการนำไฟฟ้าของวาริสเตอร์

ในแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ผลกระทบของความจุไฟฟ้าจะไม่ส่งผลกระทบมากนัก และยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดที่ต่ำกว่าระดับแรงดันแคลมป์ แต่ในกรณีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับทำให้เกิดปรากฏการณ์กระแสไฟรั่ว รีแอคแทนซ์การรั่วไหลจะลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น และแสดงในกรณีตัวเก็บประจุด้านล่าง:

การประยุกต์ใช้งานของวาริสเตอร์

วาริสเตอร์สามารถใช้ได้ในวงจรไฟฟ้าใดๆ ก็ตามที่ต้องสัมผัสกับแรงดันไฟกระชาก เพิ่มในลักษณะขนานโดยมีการป้องกันวงจรไฟฟ้า ด้านล่างนี้คือการใช้งานวาริสเตอร์หลักบางส่วน:

บทสรุป

วาริสเตอร์ช่วยปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าจากแรงดันไฟเกิน โดยจะปกป้องเครือข่ายไฟฟ้าที่ละเอียดอ่อนจากภาวะชั่วครู่ เช่นเดียวกับเซอร์กิตเบรกเกอร์และฟิวส์ที่ป้องกันกระแสเกิน มีจำหน่ายในช่วง 10 ถึง 1,000 โวลต์ ทั้งสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง