وریستور یک مقاومت وابسته به ولتاژ (VDR) است. مقاومت وریستور متغیر است و به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد. این کلمه از قسمت هایی از کلمات “مقاومت متغیر” تشکیل شده است. مقاومت آن ها با افزایش ولتاژ کاهش می یابد. در صورت افزایش بیش از حد ولتاژ، مقاومت آن ها به شدت کاهش می یابد. این رفتار آن ها را برای محافظت از مدارها در هنگام نوسانات ولتاژ مناسب می کند. رایج ترین نوع VDR، وریستور اکسید فلزی یا MOV است. در این مقاله به بررسی انواع وریستور و این که وریستور چیست و چه کاربردی دارد می پردازیم.
وریستور چیست؟
وریستور یک دستگاه نیمه رسانا است که برای قطع کردن “صدای نویز” از ولتاژ AC استفاده می شود. وریستور از دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی در برابر ولتاژهای گذرا محافظت می کند.
این یک دستگاه نیمه هادی دو ترمینالی است و مقاومت آن به ولتاژ ورودی آن بستگی دارد. وریستور محافظت در برابر ولتاژ اضافی را با بستن ولتاژ فراهم می کند.
مقاومت آن به ولتاژ ورودی اعمال شده بستگی دارد.
کلمه وریستور از ترکیب متغیر و مقاومت تشکیل شده است. هم چنین به عنوان مقاومت وابسته به ولتاژ شناخته می شود، VDR که مقاومت آن به طور خودکار با تغییر متناظر در ولتاژ روی آن تغییر می کند.
همیشه با محافظت از دستگاه در شنت قرار می گیرد. این اساساً برای محافظت از مدار در برابر نوسانات ولتاژ انجام می شود.
شکل زیر نمایش نمادین یک وریستور را نشان می دهد:
این ها اساساً برای محافظت از مدار در برابر نوسانات ولتاژ بالا استفاده می شوند.
ساخت وریستور
وریستورها زمانی تشکیل می شوند که کریستال های کاربید سیلیکون یا اکسیدهای فلزی در یک ماده سرامیکی فشرده می شوند.
سپس زینترینگ مواد پس از خشک شدن در دمای بالا انجام می شود. مشخصات الکتریکی دستگاه به دمای ارائه شده و شرایط جوی بستگی دارد.
برای داشتن تماس های الکتریکی خوب، کنتاکت های مواد را با نقره یا مس متالیز می کنند. سپس سرب ها به اتصالات لحیم شده و وریستورها کدگذاری می شوند.
وریستور چگونه کار می کند؟
وریستور یک مقاومت وابسته به ولتاژ است که مقاومت وریستور متغیر است و بستگی به ولتاژ اعمالی دارد که با افزایش ولتاژ مقاومت آن ها کاهش می یابد. بنابراین در صورت افزایش ولتاژ، مقاومت آن ها کاهش می یابد و به دلیل این رفتار، برای محافظت از مدارها در هنگام نوسانات ولتاژ مناسب هستند. افزایش ولتاژ می تواند در اثر برخورد صاعقه و تخلیه الکترواستاتیک ایجاد شود. واریستورها با تغییر سریع از مقاومت در حالت آماده به کار بالا به مقاومت رسانایی کم، مدار را از ولتاژهای گذرا با انرژی بالا محافظت می کنند.
عملکرد و ویژگی های وریستور
قبل از شروع به کار آن، اجازه دهید ابتدا رابطه بین ولتاژ و مقاومت وریستورها را درک کنیم.
شکل زیر منحنی مقاومت در برابر ولتاژ یک وریستور را نشان می دهد:
وریستورها در صورت مقاومت رفتار غیرعادی از خود نشان می دهند. در این جا همان طور که می بینیم وقتی ولتاژ کم است مقاومت در سراسر آن زیاد است. اما با افزایش ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامی، مقاومت به سرعت کاهش می یابد.
اجازه دهید اکنون به عملکرد دقیق وریستور نگاهی بیندازیم:
هنگامی که یک ولتاژ پایین معین در سراسر دستگاه اعمال می شود، مقاومت بالایی ارائه می دهد که به دلیل آن جریان بسیار کمی از آن عبور می کند. با افزایش ولتاژ و رسیدن به ولتاژ گیره یعنی ولتاژ نامی، جریان افزایش می یابد.
در این زمان خاص، تغییر در عملکرد وریستورها مشاهده می شود. بنابراین، پس از این ولتاژ، دستگاهی که تاکنون به عنوان یک عایق عمل می کرد، اکنون به عنوان یک رسانا عمل می کند. بنابراین، پس از ولتاژ نامی، مقاومت ارائه شده توسط آن بسیار کم می شود و اجازه می دهد جریان بسیار بالایی از آن عبور کند.
بنابراین گفته می شود که ولتاژ با جریان مشخصه غیرخطی را نشان می دهد.
در این جا همان طور که می بینیم تا زمانی که به ولتاژ گیره برسد، دستگاه در حالت نارسانا باقی می ماند. بنابراین ما می توانیم یک رابطه خطی بین ولتاژ و جریان را ببینیم. در این زمان یک جریان نشتی با مقدار بسیار کم از آن عبور می کند. به دلیل مقاومت بالایی که توسط آن ارائه می شود.
با این حال، پس از این سطح ولتاژ خاص، حالت رسانایی توسط وریستورها به دست می آید. بنابراین می بینیم که مقاومت بسیار کم شده است و حتی پس از محدود شدن ولتاژ پس از ولتاژ نامی، جریان زیادی از آن عبور می کند.
انواع وریستور چیست؟
وریستور اکسید فلز (MOV)
وریستور اکسید فلز رایج ترین نوع وریستور است که حاوی توده سرامیکی از دانه های اکسید روی در ماتریسی از اکسیدهای فلزی دیگر است که بین دو صفحه فلزی ساندویچ شده است. مرز بین هر دانه و همسایه اش یک اتصال دیودی را تشکیل می دهد که اجازه می دهد جریان در یک جهت جریان یابد. جرم دانه‌هایی که به‌طور تصادفی منشأ می‌گیرند، از نظر الکتریکی معادل شبکه‌ای از جفت‌های دیود پشت سر هم است که هر جفت به موازات بسیاری از جفت‌های دیگر است. هنگامی که یک ولتاژ کوچک در سراسر الکترودها اعمال می شود، تنها یک جریان کوچک جریان می یابد و این ناشی از نشت معکوس از طریق اتصالات دیود است. هنگامی که یک ولتاژ زیاد اعمال می شود، اتصال دیود به دلیل ترکیبی از انتشار ترمیونی و تونل زنی الکترون و جریان زیاد می شکند. نتیجه این رفتار یک مشخصه جریان-ولتاژ بسیار غیر خطی است که در آن MOV مقاومت بالایی در ولتاژهای پایین و مقاومت پایینی در ولتاژهای بالا دارد.
وریستور کاربید سیلیکون
قبل از این که وریستور اکسید فلزی وارد بازار شود، این متداول ترین وریستور مورد استفاده بود که این اجزا از کاربید سیلیکون استفاده می کردند. آن ها به شدت در کاربردهای توان بالا و ولتاژ بالا مورد استفاده قرار گرفته اند. عیب اصلی این دستگاه این است که جریان آماده به کار قابل توجهی را می کشند، بنابراین یک فاصله سری برای محدود کردن مصرف برق در حالت آماده به کار لازم است.
مزایای وریستور
- محافظت عالی در برابر ولتاژ اضافی را فراهم می کند.
- از آن جایی که اثر قطبی را نشان نمی دهد، بنابراین دو جهتی به راحتی به دست می آید.
معایب وریستور
این دستگاه پرهزینه است.
کاربردهای وریستور
مشخصه غیر خطی وریستور آن ها را برای استفاده به عنوان محافظ برق ایده آل می کند. منابع گذرای ولتاژ بالا می تواند شامل صاعقه، تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) یا تخلیه القایی از موتورها یا ترانسفورماتورها باشد. بنابراین، وریستورها اغلب در نوارهای برق محافظ برق استفاده می شوند. انواع ویژه با ظرفیت کم از خطوط ارتباطی محافظت می کند. این VDR ها برای طیف گسترده ای از برنامه ها مفید هستند که می تواند شامل موارد زیر باشد:
- حفاظت از تلفن و سایر خطوط ارتباطی
- سرکوب گذرا تجهیزات ارتباط رادیویی
- نوارهای برق محافظ موج
- محافظ برق سیستم تلویزیون کابلی
- حفاظت از منبع تغذیه
- حفاظت از ریزپردازنده
- حفاظت از تجهیزات الکترونیکی
- حفاظت از سطح برد ولتاژ پایین
- سرکوبگر ولتاژ گذرا (TVSS)
- حفاظت از الکترونیک خودرو
- حفاظت صنعتی AC با انرژی بالا
در هنگام استفاده از وریستور چه اقدامات احتیاطی باید رعایت شود؟
- از وریستورها در مکان هایی که دمای آن ها به دلیل نور مستقیم خورشید یا جسم گرمایشی بیش تر از دمای کاری نامی آن ها است استفاده نکنید.
- نباید در مکانی مرطوب که مستقیماً در معرض آب و هوا یا جریان است استفاده شود.
- وریستورها نباید در مکان هایی که پر از گرد و غبار، غبار نمکی یا گازهای خورنده هستند استفاده شوند.
- از حلال هایی مانند تینر و استون که باعث حل شدن یا خراب شدن پوشش بیرونی وریستورها می شود، استفاده نکنید.
- وریستورها را در معرض ارتعاشات، ضربه یا فشار شدید قرار ندهید که باعث ترک خوردن پوشش بیرونی یا عنصر داخلی می شود.
- جریان پیک بیش از حداکثر انرژی نامی را اعمال نکنید.
- وریستورها نباید در مدارهایی که فرکانس آن ها بیش از 1 کیلوهرتز است استفاده شود زیرا ممکن است در اثر تولید گرما به دلیل تلفات دی الکتریک به عناصر آن ها آسیب برساند.
- وریستورها را در مکان های نزدیک به مواد قابل اشتعال نصب نکنید.
ما را در اینستاگرام دنبال کنید.
