नेटवर्कमध्ये समाविष्ट असलेल्या प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक डिव्हाइसला वर्तमान किंवा व्होल्टेजच्या थ्रेशोल्ड मूल्यांपेक्षा संरक्षण आवश्यक आहे. वर्तमान संरक्षणासाठी विविध फ्यूज आणि सर्किट ब्रेकर्स वापरले जातात, परंतु व्हेरिस्टर बहुतेकदा डिव्हाइसला ओव्हरव्होल्टेजपासून संरक्षित करण्यासाठी वापरले जातात. या लेखात, आम्ही व्हॅरिस्टरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत, त्याची वैशिष्ट्ये, या इलेक्ट्रॉनिक घटकाचे फायदे आणि तोटे यावर विचार करू.
सामग्री
व्हॅरिस्टर म्हणजे काय आणि ते कुठे वापरले जाते
वरिस्टर - हा सेमीकंडक्टर मटेरियलपासून बनलेला एक व्हेरिएबल रेझिस्टर आहे, जो त्यावर लागू केलेल्या व्होल्टेजवर अवलंबून त्याचे विद्युतीय प्रतिकार बदलण्यास सक्षम आहे.
अशा इलेक्ट्रॉनिक घटकाच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत पारंपारिक रेझिस्टर आणि पोटेंशियोमीटरपेक्षा वेगळे आहे. मानक रेझिस्टर सर्किटमधील व्होल्टेजची पर्वा न करता, कोणत्याही वेळी प्रतिरोधनाचे स्थिर मूल्य असते, पोटेंटिओमीटर आपल्याला नियंत्रण नॉब फिरवून मॅन्युअली प्रतिकार बदलण्याची परवानगी देतो. परंतु व्हॅरिस्टरमध्ये नॉन-रेखीय सममितीय वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य आहे आणि त्याचा प्रतिकार पूर्णपणे सर्किटमधील व्होल्टेजवर अवलंबून असतो.
या मालमत्तेमुळे, व्होल्टेजच्या प्रकाराकडे दुर्लक्ष करून, इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्स, मशीन्स आणि उपकरणे तसेच इलेक्ट्रॉनिक घटक, बोर्ड आणि मायक्रोसर्किटचे संरक्षण करण्यासाठी व्हेरिस्टर मोठ्या प्रमाणावर आणि प्रभावीपणे वापरले जातात. त्यांच्याकडे उत्पादन खर्च कमी आहे, ते वापरात विश्वासार्ह आहेत आणि उच्च भार सहन करण्यास सक्षम आहेत.
व्हॅरिस्टरचा वापर 20 kV पर्यंतच्या उच्च-व्होल्टेज प्रतिष्ठापनांमध्ये आणि 3 ते 200 V पर्यंतच्या कमी-व्होल्टेजच्या स्थापनेत व्होल्टेज लिमिटर म्हणून केला जातो. त्याच वेळी, ते पर्यायी करंट आणि डायरेक्ट करंटसह दोन्ही नेटवर्कमध्ये कार्य करू शकतात. ते वर्तमान आणि व्होल्टेजचे नियमन आणि स्थिर करण्यासाठी तसेच लाट संरक्षणात्मक उपकरणांमध्ये वापरले जातात. नेटवर्क फिल्टर्स, पॉवर सप्लाय, मोबाईल फोन्सच्या डिझाइनमध्ये वापरले जाते. एसपीडी आणि इतर SPEs.
ऑपरेशनचे प्रकार आणि तत्त्व
सामान्य परिस्थितीत कार्यरत असताना, व्हॅरिस्टरमध्ये प्रचंड प्रतिकार असतो, जो व्होल्टेज थ्रेशोल्ड मूल्यापेक्षा जास्त असेल तेव्हा कमी होऊ शकतो. म्हणजेच, सर्किटमधील व्होल्टेज लक्षणीयरीत्या वाढल्यास, व्हॅरिस्टर इन्सुलेट अवस्थेतून विद्युत प्रवाहक अवस्थेत जातो आणि सेमीकंडक्टरमधील हिमस्खलनाच्या प्रभावामुळे, स्वतःमधून मोठा प्रवाह पार करून व्होल्टेज स्थिर करतो.
व्हॅरिस्टर उच्च आणि कमी व्होल्टेजसह कार्य करू शकतात आणि त्यानुसार, ऑपरेशनचे समान तत्त्व असलेल्या उपकरणांच्या दोन गटांमध्ये विभागले गेले आहेत:
- उच्च-व्होल्टेज: 20 केव्ही पर्यंतच्या वर्तमान मूल्यांसह सर्किटमध्ये कार्य करण्यास सक्षम (नेटवर्क आणि उपकरणांच्या संरक्षणात्मक प्रणालींमध्ये, लाट संरक्षण उपकरणांमध्ये वापरले जाते).
- कमी व्होल्टेज: या प्रकारच्या घटकांसाठी रेट केलेले व्होल्टेज 3 ते 200 V पर्यंत बदलते (इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आणि उपकरणे 0.1 - 1A च्या करंटसह संरक्षित करण्यासाठी वापरले जातात आणि उर्जा स्त्रोताच्या इनपुट किंवा आउटपुटवर स्थापित केले जातात).
Varistor प्रतिसाद वेळ येथे शक्ती लाट सुमारे 25 एनएस आहे, जे एक उत्कृष्ट मूल्य आहे, परंतु काही प्रकरणांमध्ये अपुरे आहे. म्हणून, इलेक्ट्रॉनिक घटकांच्या उत्पादकांनी smd रेझिस्टर तयार करण्यासाठी तंत्रज्ञान विकसित केले आहे, ज्याचा प्रतिसाद वेळ 0.5 ns आहे.
सर्व प्रकारचे व्हेरिस्टर सिलिकॉन कार्बाइड किंवा झिंक ऑक्साईडचे उच्च तापमानावर बाईंडर (राळ, चिकणमाती, काच) सह सिंटरिंग करून बनवले जातात. सेमीकंडक्टर घटक प्राप्त केल्यानंतर, कनेक्शनसाठी सोल्डरिंग मेटल लीड्ससह दोन्ही बाजूंनी मेटालाइझ केले जाते.
चिन्हांकन, मुख्य वैशिष्ट्ये आणि पॅरामीटर्स
व्हेरिस्टरचा प्रत्येक निर्माता त्याच्या उत्पादनास विशिष्ट प्रकारे लेबल करतो, म्हणून तेथे मोठ्या संख्येने पदनाम पर्याय आणि त्यांचे स्पष्टीकरण आहेत. सर्वात सामान्य रशियन varistor K275 आहे, आणि लोकप्रिय परदेशी-निर्मित घटक 7n471k, kl472m आणि इतर आहेत.
CNR-10d751k varistor चे पदनाम खालीलप्रमाणे उलगडले जाऊ शकते: CNR - मेटल ऑक्साईड व्हॅरिस्टर; d - म्हणजे घटक डिस्कच्या स्वरूपात आहे; 10 डिस्कचा व्यास आहे; 751 - या डिव्हाइससाठी प्रतिसाद व्होल्टेज (गणना पहिल्या दोन अंकांना 10 ने गुणाकार करून तिसऱ्या अंकाच्या बरोबरीच्या पॉवरमध्ये होते, म्हणजेच, पहिल्या अंशापर्यंत 75 गुणिले 10, आम्हाला 750 V मिळते); k - रेटेड व्होल्टेजचे अनुज्ञेय विचलन, जे कोणत्याही दिशेने 10% आहे (l - 15%, M - 20%, P - 25%).
व्हेरिस्टरची मुख्य वैशिष्ट्ये खालील पॅरामीटर्स आहेत:
वर्गीकरण व्होल्टेज - व्हॅरिस्टरमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या विशिष्ट मूल्यांवर व्होल्टेज (सामान्यतः हे मूल्य 1mA असते). ही सेटिंग सशर्त आहे आणि डिव्हाइस निवडीवर परिणाम करत नाही;
कमाल स्वीकार्य व्होल्टेज - व्होल्टेज श्रेणी (RMS किंवा RMS), ज्यावर varistor त्याचा प्रतिकार कमी करण्यास सुरवात करतो;
जास्तीत जास्त शोषण ऊर्जा - एका नाडीच्या संपर्कात आल्यावर वॅरिस्टर विसर्जित होणारी आणि निकामी होत नाही अशा ऊर्जेचे मूल्य दर्शविणारे वैशिष्ट्य (ज्युलमध्ये मोजले जाते);
कमाल लाट वर्तमान - वर्तमान नाडीची वाढ वेळ आणि कालावधी सामान्य करते (अँपिअरमध्ये मोजले);
क्षमता एक अतिशय महत्त्वाचा पॅरामीटर आहे, जो बंद स्थिती आणि दिलेल्या वारंवारतेने मोजला जातो (व्हॅरिस्टरवर मोठा प्रवाह लावल्यास शून्यावर घसरते);
सहिष्णुता - दोन्ही दिशांमधील नाममात्र संभाव्य फरकापासून विचलन (टक्केवारी म्हणून सूचित केले आहे).
प्रतिसाद वेळ - वेळ मध्यांतर ज्यासाठी वेरिस्टर बंद स्थितीतून उघड्यावर जातो (सामान्यतः काही दहापट नॅनोसेकंद).
व्हेरिस्टरचे फायदे आणि तोटे
नॉन-लीनियर रेझिस्टर (व्हॅरिस्टर) चा एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे उच्च फ्रिक्वेन्सी आणि जड भारांवर त्याचे स्थिर आणि विश्वासार्ह ऑपरेशन. हे 3 V ते 20 kV पर्यंतच्या व्होल्टेजसह कार्य करणार्या अनेक उपकरणांमध्ये वापरले जाते, ते तुलनेने सोपे आणि स्वस्त आहे आणि ऑपरेशनमध्ये कार्यक्षम आहे. अतिरिक्त महत्वाचे फायदे आहेत:
- उच्च प्रतिसाद गती (नॅनोसेकंद);
- दीर्घ सेवा जीवन;
- व्होल्टेज ड्रॉप्सचे निरीक्षण करण्याची क्षमता (जडत्वहीन पद्धत).
या इलेक्ट्रॉनिक घटकाचे बरेच फायदे असूनही, त्याचे तोटे देखील आहेत जे विविध प्रणालींमध्ये त्याचा वापर प्रभावित करतात. यात समाविष्ट:
- ऑपरेशन दरम्यान कमी-वारंवारता आवाज;
- घटक वृद्धत्व (कालांतराने पॅरामीटर्सचे नुकसान);
- मोठे कॅपेसिटन्स: व्होल्टेज आणि घटकाच्या प्रकारावर अवलंबून असते, 70 ते 3200 pF च्या श्रेणीत असते आणि डिव्हाइसच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करते;
- कमाल व्होल्टेज व्हॅल्यूजवर, पॉवर नष्ट होत नाही - ती लक्षणीयरीत्या जास्त गरम होते आणि दीर्घकालीन कमाल व्होल्टेज व्हॅल्यूजवर अपयशी ठरते.
व्हॅरिस्टर निवड
एखाद्या विशिष्ट उपकरणासाठी योग्य वेरिस्टर निवडण्यासाठी, आपल्याला त्याच्या उर्जा स्त्रोताची वैशिष्ट्ये माहित असणे आवश्यक आहे: प्रतिकार आणि क्षणिक डाळींची शक्ती. जास्तीत जास्त स्वीकार्य वर्तमान मूल्य इतर गोष्टींबरोबरच, त्याच्या प्रदर्शनाचा कालावधी आणि पुनरावृत्तीच्या संख्येनुसार निर्धारित केले जाते, म्हणून, कमी अंदाजित पीक वर्तमान मूल्यासह व्हॅरिस्टर स्थापित करताना, ते त्वरीत अयशस्वी होईल.थोडक्यात, डिव्हाइसच्या प्रभावी संरक्षणासाठी, व्होल्टेजसह व्हॅरिस्टर निवडणे आवश्यक आहे ज्यामध्ये नाममात्रापेक्षा लहान फरक आहे.
तसेच, अशा इलेक्ट्रॉनिक घटकाच्या त्रास-मुक्त ऑपरेशनसाठी, शोषलेल्या थर्मल उर्जेच्या विघटनाचा दर आणि त्वरीत सामान्य ऑपरेशनच्या स्थितीत परत येण्याची क्षमता खूप महत्वाची आहे.
आकृतीवरील पदनाम आणि व्हॅरिस्टर कनेक्ट करण्यासाठी पर्याय
वर योजना varistor सहसा दर्शविले, नेहमीच्या रेझिस्टर प्रमाणे, परंतु स्लॅशच्या पुढे U जोडलेले आहे. हे वैशिष्ट्य रेखाचित्रांमध्ये सूचित करते की या घटकाचे सर्किटमधील व्होल्टेजवर प्रतिरोधक अवलंबन आहे. वर देखील वायरिंग आकृती हा घटक अनुक्रमांक (RU1, RU2 ... इत्यादी) जोडून दोन अक्षरे R आणि U सह चिन्हांकित केला आहे.
व्हेरिस्टर कनेक्ट करण्यासाठी मोठ्या संख्येने पर्याय आहेत, परंतु सर्व पद्धतींसाठी सामान्य गोष्ट अशी आहे की हा घटक पॉवर सर्किटसह समांतर जोडलेला आहे. म्हणून, व्होल्टेज डाळींच्या धोकादायक मूल्यांच्या अनुपस्थितीत, व्हॅरिस्टरमधून वाहणार्या प्रवाहाचे मूल्य लहान असते (मोठ्या प्रतिरोधक मूल्यांमुळे) आणि कोणत्याही प्रकारे सिस्टम कार्यक्षमतेवर परिणाम करत नाही. जेव्हा ओव्हरव्होल्टेज उद्भवते, तेव्हा व्हॅरिस्टर लहान मूल्यांमध्ये प्रतिकार बदलतो, भार कमी केला जातो आणि शोषलेली ऊर्जा आसपासच्या जागेत विसर्जित केली जाते.
तत्सम लेख:
