Что такое варистор и области его применения

Варистор (Variable Resistores – изменяющееся сопротивление) – это полупроводниковый прибор, изменяющий свое сопротивление в соответствии с приложенным к нему напряжением. Его основное функциональное назначение – защита электросетей, машин, аппаратов, в которых он установлен, от перенапряжения.

Принцип работы варисторов

При эксплуатации при напряжении со значением ниже пороговой величины полупроводниковый элемент имеет высокое сопротивление. При значительном скачке напряжения варистор переходит в открытое состояние, то есть сопротивление падает и из изолирующего состояния элемент переходит в электропроводящее. Стабилизация напряжения осуществляется за счет пропускания через полупроводник высокоамперного тока.

Виды варисторов

В зависимости от уровня напряжения, на которое они рассчитаны, эти полупроводниковые приборы разделяют на высоковольтные и низковольтные.

• Высоковольтные. Служат для защиты от импульсного перенапряжения электросетей и электрооборудования, эксплуатируемых в цепях напряжением до 20 кВ.
• Низковольтные. Предназначены для защиты аппаратов с током 0,1-1,0 А, работающих под напряжением 3-200 В.

Варисторы общего применения показывают время срабатывания – 25 нс. При необходимости более высокого быстродействия используют smd-варисторы, у которых этот важный параметр составляет всего 0,5 нс.

Основные параметры варисторов

При выборе этих полупроводниковых элементов учитывают следующие параметры:

• максимально допустимое напряжение – действующее или среднеквадратичное, при котором варистор начинает изменять сопротивление;
• максимальное значение энергии поглощения – характеризует величину энергии, которую элемент может рассеивать без потери рабочих свойств;
• максимальная величина импульсного тока;
• емкость варистора – значение, измеряемое в закрытом состоянии, при приложении большого тока эта величина стремится к нулю;
• время срабатывания – важная характеристика, обозначающая временной промежуток, за который варистор переходит из нерабочего состояния в открытое.

Преимущества и недостатки варисторов

Плюсы использования этих полупроводниковых элементов:

• относительно невысокая стоимость;
• простота эксплуатации, длительный рабочий период;
• стабильность и надежность при токах высокой частоты и значительных нагрузках;
• высокая скорость срабатывания.

Минусы:

• низкочастотные шумы при работе;
• старение – процесс, при котором элемент постепенно утрачивает рабочие характеристики;
• при длительном воздействии напряжений критической величины – рассеивание мощности прекращается, а сам полупроводниковый элемент перегревается и выходит из строя.

Области применения варисторов

Сферы использования этих полупроводниковых приборов определяются его рабочими характеристиками.

Где применяют варисторы:

• миниатюрные многослойные приборы используются в мобильных телефонах, компьютерных разъемах, выводах микропроцессоров для их защиты от статического электричества;
• в электронике, устанавливаемой на автомобильном транспорте, телекоммуникационном оборудовании;
• во входных электроцепях блоков электропитания;
• для защиты электрогенераторов от импульсных скачков напряжения.