Descripción del varistor

Descripción del varistor 

 

Para asegurar la operación confiable, la supresión transitoria del voltaje se debe considerar en los primeros tiempos del proceso de diseño. Esto puede ser una tarea compleja pues los componentes electrónicos son cada vez más sensibles a los transeúntes eléctricos perdidos. El diseñador debe definir los tipos de amenazas transitorias y determinar qué usos son necesarios mientras que cumplen las normas y los estándares de la agencia del producto.

Los varistores se utilizan cada vez más como la solución de primera línea para la protección contra sobrecargas transitoria. Littelfuse proporciona experiencia al diseñador y ofrece la gama más amplia de tecnologías de la protección de circuito para elegir de.

Los varistores de Littelfuse están disponibles en una variedad de formas servir una amplia gama de usos. Las opciones incluyen los dispositivos de múltiples capas del supresor del soporte superficial ultra pequeño (MLV) para los pequeños usos de la electrónica, y los varistores tradicionales del alcance medio (MOVs) y los varistores axiales para la protección de la pequeña maquinaria, de las fuentes de energía y de los componentes. Littelfuse también ofrece un soporte terminal más grande MOVs para los usos industriales.

Una innovación más reciente el línea de productos de Littelfuse, dirección de MLVs a la parte específica del espectro transitorio del voltaje – el ambiente del nivel de placa de circuito donde, aunque sea bajo en energía, transeúntes del ESD, la transferencia de la carga inductiva, e incluso remanente de la oleada de relámpago alcanzaría de otra manera los circuitos integrados sensibles. Cada uno de estos acontecimientos puede relacionarse con la compatibilidad electromágnetica (EMC) de un producto, o su inmunidad con los transeúntes que podrían causar daño o el malfuncionamiento.

Funciona Littelfuse ofrece cinco versiones distintas de MLVs incluyendo el supresor para las altas tarifas de datos, la serie del ESD de la serie del MHS del ml que soporta la gama más amplia del uso, la serie de MLE prevista para el ESD mientras que proporciona el filtro, el arsenal del patio de la serie de MLN en un 1206 y 0805 saltan y la serie de AUML caracterizada para los transeúntes específicos encontró en sistemas electrónicos automotrices.

Los dispositivos aumentables superficiales de los MOVIMIENTOS (varistor) facilitan aduanas en proceso de asamblea de SMT y resuelven el problema de la limitación del espacio del PWB. Son flujo y agitan solderable e incluyen la serie del CH, de SM7, de SM20, de MLE, del MHS, del ml, y de MLN.

Los dispositivos radiales tradicionales de los MOVIMIENTOS del por-agujero (varistor) están disponibles en diámetros de 5m m, 7m m, 10m m, 14m m, 20m m y 25m m. Se caben para proporcionar la protección contra sobrecargas del voltaje para una amplia variedad de usos e incluyen el C-III, el iTMOV, la serie del LA, de TMOV, del RA, de UltraMOV, de UltraMOV25S, y de ZA.

Los varistores desnudos del disco son elementos de alta energía industriales. Se diseñan para los usos especiales que requieren el contacto eléctrico único o que empaquetan los métodos pedidos por clientes. Las series de CA de amortiguadores de onda transitorias son varistores de alta energía industriales del disco (MOVs) previstos para los usos especiales que requieren el contacto eléctrico único o que empaquetan los métodos proporcionados por el cliente.

Los varistores protectores termales (TMOVs) se diseñan para cumplir requisitos anormales de la sobretensión de UL 1449. Pueden ser onda soldada sin ninguna necesidad de procesos de asamblea especiales o costosos e incluir el iTMOV, la serie de TMOV, de TMOV25S, y de TMOV34S.

Los varistores industriales de la alta energía proporcionan un grado mucho más alto de la oleada y de la energía que MOVs regular (varistores) y también poseen los diversos terminales para caber diversas peticiones o condiciones de la asamblea. Incluyen la serie de los VAGOS, del BB, de CA, de DA, de la ha, de HB34, de HC, de HF34, de HG34, de TMOV34S, de UltraMOV25S, de C-III, de FBMOV, y de TMOV25S.

La especialidad MOVs (varistores) está disponible en ajustes únicos de la forma y posee diversas capacidades de la gama y de oleada del voltaje. Incluyen la serie de C-III, de FBMOV, del mA, y del RA.

Los varistores integrados consisten en una unidad de creación del varistor 40kA (MOVIMIENTO) con un elemento termalmente activado del integral. Estos dispositivos son reconocidos como tipo 1 independiente SPD por la UL.

La serie de Littelfuse FBMOV protegida termalmente y no que hace fragmentos del varistor representa una novedad en la protección de circuito. Consiste en una unidad de creación del varistor 40kA (MOVIMIENTO) con un elemento termalmente activado del integral diseñado para abrirse en caso de recalentamiento debido a la sobretensión anormal, condiciones actuales limitadas.

Las plantas de Littelfuse para los dispositivos de PolySwitch son 16949:2009 de ISO/TS y 9001:2008 del ISO certificado.

 

 

 

Introducción a la supresión de la sobretensión

 

Los transeúntes del voltaje se definen como oleadas de la duración corta de la energía eléctrica y son el resultado del lanzamiento de la energía súbito que fue almacenada previamente, o inducida por otros medios, tales como cargas inductivas o rayos pesados. En circuitos eléctricos o electrónicos, esta energía se puede liberar de una manera fiable vía acciones controladas de la transferencia, o inducir aleatoriamente en un circuito de fuentes externas.

Los transeúntes repetibles son causados con frecuencia por la operación de motores, de generadores, o de la transferencia de los componentes de circuito reactivos. Los transeúntes al azar, por otra parte, son causados a menudo por el relámpago (cuadro 1) y descarga electrostática (ESD) (cuadro 2). El relámpago y el ESD ocurren generalmente imprevisible, y pueden requerir la supervisión elaborada ser medido exactamente, especialmente si está inducido en el nivel de placa de circuito. Los grupos numerosos de los estándares de la electrónica han analizado acontecimientos transitorios del voltaje usando métodos aceptados de la supervisión o de pruebas. Las características dominantes de varios transeúntes se muestran abajo en el cuadro 1.

Cuadro 1. forma de onda del transeúnte del relámpago

	VOLTAJE	ACTUAL	TIEMPO DE FORMACIÓN	DURACIÓN
Iluminación	25kV	20kA	10µs	1ms
El cambiar	600V	500A	50µs	500ms
EMP	1kV	10A	20ns	1ms
ESD	15kV	30A	<1ns>	100ns

Cuadro 1. Ejemplos de fuentes y de la magnitud transitorias

Características de los puntos de voltaje transitorios

Los puntos de voltaje transitorios exhiben generalmente una forma de onda “exponencial” doble, mostrada en el cuadro 1 para el relámpago y el cuadro 2 para el ESD. La época de subida exponencial del relámpago está en la gama 1.2µs a 10µs (esencialmente el 10% al 90%) y la duración está en el rango de 50µs a 1000µs (el 50% de valores máximos). El ESD por otra parte, es un acontecimiento de una duración mucho más corta. El tiempo de subida se ha caracterizado en menos de 1 ns. La duración total es aproximadamente 100ns.

Cuadro 2. forma de onda de la prueba del ESD

¿Por qué están los transeúntes de creciente preocupación?

La miniaturización componente ha dado lugar a sensibilidad creciente a las tensiones eléctricas. Los microprocesadores por ejemplo, tienen las estructuras y trayectorias conductoras que no pueden manejar altas corrientes de transeúntes del ESD. Tales componentes actúan en las tensiones muy bajas, así que los disturbios del voltaje se deben controlar para prevenir la interrupción del dispositivo y fracasos latentes o catastróficos. Los dispositivos sensibles tales como microprocesadores se están adoptando a una tarifa exponencial. Los microprocesadores están comenzando nunca a realizar operaciones transparentes antes de imaginado. Todo de los aparatos electrodomésticos, tales como lavaplatos, a los controles industriales e incluso a los juguetes, ha aumentado el uso de microprocesadores de mejorar función y eficacia.

Los vehículos ahora emplean muchos sistemas de la electrónica para controlar los sistemas del motor, del clima, del frenado y, en algunos casos, de dirección. Algunas de las innovaciones se diseñan para mejorar eficacia, pero muchas son relativas a la seguridad, por ejemplo sistemas del ABS y de control de la tracción. Muchas de las características en dispositivos y automóviles utilizan los módulos que presentan amenazas transitorias (tales como motores eléctricos). No sólo es el ambiente general hostil, pero el equipo o el dispositivo puede también ser fuentes de amenazas. Por este motivo, el diseño de circuito cuidadoso y el uso correcto de la tecnología de la protección de la sobretensión mejorarán grandemente la confiabilidad y la seguridad del uso del final. El cuadro 2 muestra la vulnerabilidad de diversas tecnologías componentes.

Tipo de dispositivo	Vulnerabilidad (voltios)
VMOS	30-1800
MOSFET	100-200
GaAsFET	100-300
EPROM	100
JFET	140-7000
Cmos	250-3000
Diodos de Schottky	300-2500
Transistores bipolares	380-7000
SCR	680-1000

GAMA DEL CUADRO 2. DE VULNERABILIDAD DEL DISPOSITIVO.

Escenarios transitorios del voltaje

ESD (descarga electrostática)

La descarga electrostática se caracteriza por tiempos de subida muy rápidos y los voltajes máximos muy altos y las corrientes. Esta energía es el resultado de un desequilibrio de cargas positivas y negativas entre los objetos.

Abajo están algunos ejemplos de los voltajes que pueden ser generados, dependiendo de la humedad relativa (RH):

• El caminar a través de una alfombra:
  35kV @ DERECHO el = 20%; 1.5kV @ DERECHO el = 65%
   
• El caminar a través de un piso del vinilo:
  12kV @ DERECHO el = 20%; 250V @ DERECHO el = 65%
   
• Trabajador en un banco:
  6kV @ DERECHO el = 20%; 100V @ DERECHO el = 65%
   
• Sobres del vinilo:
  7kV @ DERECHO el = 20%; 600V @ DERECHO el = 65%
   
• La bolsa de poliéster escogida para arriba del escritorio:
  20kV @ DERECHO el = 20%; 1.2kV @ DERECHO el = 65%

Refiriendo al cuadro 2 en la página anterior, puede ser visto que el ESD que es generado por actividades diarias puede superar lejos el umbral de la vulnerabilidad de las tecnologías de semiconductor estándar. El cuadro 2 muestra la forma de onda del ESD según lo definido en la especificación de prueba del IEC 61000-4-2.

Transferencia de la carga inductiva

La transferencia de cargas inductivas genera los transeúntes de la alta energía que aumentan de magnitud con las cargas cada vez más pesadas. Cuando se apaga la carga inductiva, el campo magnético que se derrumba se convierte en la energía eléctrica que toma la forma de un transeúnte exponencial doble. Dependiendo de la fuente, estos transeúntes pueden ser tan grandes como centenares de voltios y centenares de amperios, con tiempos de la duración de 400ms.

Las fuentes típicas de transeúntes inductivos son:

• Generador
• Motor
• Retransmisión
• Transformador

Estos ejemplos son extremadamente comunes en sistemas eléctricos y electrónicos. Porque los tamaños de las cargas varían según el uso, la dimensión de onda, la duración, la corriente máxima y el voltaje máximo son todas las variables que existen en transeúntes del mundo real. Una vez que estas variables pueden ser aproximadas, una tecnología conveniente del supresor puede ser seleccionada.

Cuadro 3. descarga automotriz de la carga

Transeúntes inducidos relámpago

Aunque una huelga directa es claramente destructiva, los transeúntes inducidos por el relámpago no son el resultado de una huelga directa. Cuando ocurre un rayo, el acontecimiento crea un campo magnético que pueda inducir transeúntes de inmenso en cables eléctricos próximos.

Cuadro 4, demostraciones cómo una huelga de la nube-a-nube efectuará no sólo los cables de RHead del ove, pero cables también enterrados. Incluso una huelga 1 milla de distante (el 1.6km) puede generar 70V en cables eléctricos.

Cuadro 4. rayo de la Nube-a-nube

Cuadro 5, en la página siguiente, demostraciones el efecto de una huelga de la nube-a-tierra: el efecto de transitorio-generación es lejos mayor.

Cuadro 5. rayo de la Nube-a-tierra

Cuadro 6, demostraciones una forma de onda actual típica para los disturbios inducidos del relámpago.

Cuadro 6. forma de onda actual de la prueba del pulso máximo

Soluciones tecnológicas para las amenazas transitorias

Debido a los diversos tipos de transeúntes y de usos, es importante hacer juego correctamente la solución de la supresión a los diversos usos. Littelfuse ofrece la gama más amplia de tecnologías de la protección de circuito para asegurarse de que usted consigue la solución apropiada para su uso. Consulte por favor nuestra biblioteca en línea de las notas de uso y de las notas del diseño para más información sobre los problemas de diseño comunes encontrados en http://www.littelfuse.com.

Varistores y varistores de varias capas

Los varistores son voltaje dependiente, los dispositivos no lineales que tienen características eléctricas similares a los diodos Zener continuos. Se componen sobre todo de Z_NO con las pequeñas adiciones de otros óxidos metálicos tales como bismuto, cobalto, Magnese y otros. El varistor o el “MOVIMIENTO” se sinteriza durante la operación de fabricación en un semiconductor de cerámica y resultados en una microestructura cristalina que permita que MOVs disipe mismo niveles de la energía transitoria a través del bulto entero del dispositivo. Por lo tanto, MOVs se utiliza típicamente para la supresión del relámpago y otros transeúntes de la alta energía encontraron en la línea industrial o de la CA usos. Además, MOVs se utiliza en los circuitos de DC tales como fuentes de baja tensión y usos del automóvil. Su proceso de fabricación permite muchos diversos factores de forma con el disco plomado radial que es el más común.

Los varistores de múltiples capas o MLVs se construyen de Z_NINGÚN material similar a MOVs estándar, sin embargo, se fabrican con capas entretejidas de electrodos del metal y se suministran en paquetes de cerámica sin plomo. Como con MOVs estándar, transición de Multilayers de una alta impedancia a un estado de la conducción cuando está sujetado a los voltajes que exceden su grado del voltaje nominal. MLVs se construye en diversos tamaños de forma del microprocesador y es capaz de la energía significativa de la oleada para su tamaño físico. Así, la línea de datos y la supresión de la fuente de alimentación se alcanzan con una tecnología.

Los parámetros siguientes se aplican a los varistores y/o a los varistores de múltiples capas y se deben entender por el diseñador del circuito para seleccionar correctamente un dispositivo para un uso dado.

 

 

Introducción a la tecnología del varistor

La estructura corporal del varistor consiste en una matriz de conductor_NINGUNOS granos de Z se separó por los límites de grano que proporcionan características del semiconductor del empalme del P-N. Estos límites son responsables de bloquear la conducción en las bajas tensiones y son la fuente de la conducción eléctrica no lineal en voltajes más altos.

 

CUADRO 1. CARACTERÍSTICA TÍPICA DEL VARISTOR VI

 

Las características simétricas, agudas de la avería mostradas en el cuadro 1, permiten al varistor proporcionar funcionamiento transitorio excelente de la supresión. Cuando está expuesta a los transeúntes de alto voltaje la impedancia del varistor cambia muchos órdenes de magnitud de un circuito abierto cercano a un nivel altamente conductor, así afianzando el voltaje con abrazadera transitorio a un nivel seguro. La energía potencialmente destructiva del pulso transitorio entrante es absorbida por el varistor, de tal modo protegiendo componentes de circuito vulnerables.

Puesto que la conducción eléctrica ocurre, en efecto, entre Z_NINGUNOS granos distribuidos en el bulto del dispositivo, el varistor de Littelfuse es intrínsecamente más rugoso que sus solas contrapartes del empalme del P-N, tales como diodos Zener. En el varistor, la energía se absorbe uniformemente en el cuerpo del dispositivo con la calefacción resultante separada uniformemente a través de su volumen. Las propiedades eléctricas son controladas principalmente por las dimensiones físicas del cuerpo del varistor que se sinteriza en diversos factores de forma tales como discos, microprocesadores y tubos. El grado de la energía es determinado por el volumen, el grado del voltaje por grueso o longitud de trayectoria actual del flujo, y la capacidad actual por normal medido área a la dirección del flujo actual.

 

Propiedades físicas

MOVs se diseña para proteger los circuitos sensibles contra los transeúntes externos (relámpago) y los transeúntes internos (transferencia de la carga inductiva, transferencia de la retransmisión y descargas del condensador). Y otros transeúntes de alto nivel encontrados en la línea industrial, de la CA uso o los transeúntes del nivel inferior encontrados en DC automotriz alinean usos con el grado de la corriente máxima que se extiende de 20A a 500A y el grado máximo de la energía de 0.05J - 2.5J.

Una propiedad atractiva de los MOVIMIENTOS es que las características eléctricas están relacionadas con el bulto del dispositivo. Cada grano de ZnO de los actos de cerámica como si tenga un empalme de semiconductor en el límite de grano. Un corte transversal del material se muestra en el cuadro 2, que ilustra la microestructura de cerámica. Los varistores son fabricados formando y sinterizando polvos Óxido-basados cinc en piezas de cerámica. Estas piezas entonces electroded con plata de la película gruesa o el arco/el metal rociado con llamas.

Los límites de grano de ZnO pueden ser observados claramente. Puesto que el comportamiento eléctrico no lineal ocurre en el límite de cada grano semiconductor de ZnO, el varistor se puede considerar un dispositivo del “multi-empalme” integrado por mucha serie y conexiones paralelas de los límites de grano. El comportamiento del dispositivo se puede analizar en cuanto a los detalles de la microestructura de cerámica. El tamaño de grano malo y la distribución dimensional de grano desempeñan un papel principal en comportamiento eléctrico.

CUADRO 2. FOTOMICROGRAFÍA ÓPTICA DE UNA SECCIÓN PULIDA Y GRABADA AL AGUA FUERTE DE UN VARISTOR

 

Microestructura del varistor

El bulto del varistor entre los contactos se comprende de los granos de ZnO de un tamaño medio “d” tal y como se muestra en del modelo esquemático del cuadro 3. resistencia del ZnO es <0>

CUADRO 3. PINTURA DEL DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE LA MICROESTRUCTURA DE A
VARISTOR DE ÓXIDO METÁLICO, GRANOS de CONDUCIR ZnO (MEDIA
El TAMAÑO d) ES SEPARADO POR LÍMITES INTERGRANULARES.

El diseño de un varistor para un voltaje nominal dado del varistor, (V_N), es básicamente una cuestión de seleccionar el grueso del dispositivo tales que el número apropiado de granos, (n), está en serie entre los electrodos. En la práctica, el material del varistor es caracterizado por una pendiente del voltaje medida a través de su grueso por un valor específico de volts/mm. Controlando la composición y fabricando condiciones la pendiente sigue siendo fija. Porque hay límites prácticos a la gama de gruesos realizables, se desea más de un valor de la pendiente del voltaje. Alterando la composición de los añadidos del óxido de metal es posible cambiar el tamaño de grano “d” y alcanzar el resultado deseado.

Una propiedad fundamental del varistor de ZnO es que la caída de voltaje a través de un solo interfaz “empalme” entre los granos es casi constante. Las observaciones sobre una gama de variaciones y de condiciones de proceso compositivas muestran un descenso de tensión fija alrededor de 2V-3V por el empalme del límite de grano. También, la caída de voltaje no varía para los granos de diversos tamaños. Sigue, después, que el voltaje del varistor será determinado por el grueso del material y el tamaño de los granos de ZnO. La relación se puede indicar muy simplemente como sigue:

El voltaje del varistor, (V_N), se define como el voltaje a través de un varistor en el punto en su característica VI donde está completa la transición (v) de la región linear de bajo nivel a la región altamente no lineal. Para los propósitos estándar de la medida, se define arbitrariamente como el voltaje en una corriente de 1mA. Algunos valores típicos de las dimensiones para los varistores de Littelfuse se dan en el cuadro 1.

CUADRO 1.

NOTA: Formulación de la baja tensión.

 

Teoría de la operación

Debido a la naturaleza policristalina de los varistores del semiconductor de óxido metálico, la operación física del dispositivo es más compleja que la de semiconductores convencionales. La medida intensiva ha determinado muchas de las características eléctricas del dispositivo, y mucho esfuerzo continúa definiendo mejor la operación del varistor. Sin embargo del punto de vista del usuario, esto no es casi tan importante como entendiendo las propiedades eléctricas básicas pues se relacionan con la construcción del dispositivo.

La llave a explicar la operación de óxido metálico del varistor miente en la comprensión de los fenómenos electrónicos que ocurren cerca de los límites de grano, o empalmes entre el Z_NINGUNOS granos. Mientras que algo de la teoría temprana supuso que el hacer un túnel electrónico ocurrido con una segunda capa aislador en los límites de grano, operación de la fase del varistor es probablemente mejor descrito por un arreglo serie-paralelo de diodos semiconductores. En este modelo, los límites de grano contienen los estados del defecto que atrapan electrones libres del n-tipo Z semiconductor_NINGUNOS granos, así formando una capa de agotamiento de la carga de espacio en los granos de ZnO en la región adyacente a los límites de grano. (Véase las notas de referencia sobre la página pasada de esta sección).

Las pruebas de capas de agotamiento en el varistor se muestran en el cuadro 4, donde lo contrario de la capacitancia por el límite ajustado se traza contra el voltaje aplicado por límite. Éste es el mismo tipo de comportamiento observó la concentración de portador, N, fue determinado ser cerca de 2 x 1017 por cm³. Además, la anchura de la capa de agotamiento era calculada para ser las unidades cerca de 1000 de angstrom. Los solos estudios del empalme también apoyan el modelo del diodo.

Es estas capas de agotamiento que bloquean el libre flujo de portadores y es responsable del comportamiento aislador de la baja tensión en la región de la salida según lo representado en el cuadro 5. La corriente de la salida es debido al libre flujo de portadores a través de la barrera bajada campo, y se activa termalmente, por lo menos sobre alrededor 25°C. para los diodos de empalme precipitados del P-N del semiconductor. La relación es:

Donde:
(V_b) = voltaje de la barrera,
(v) = aplicó voltaje,
(q) = carga del electrón,
(es) = permitividad del semiconductor y
(n) = concentración de portador.
De esta relación la concentración de portador de ZnO, N, fue determinada para ser cerca de 2 x 10¹⁷ por cm³.

Además, la anchura de la capa de agotamiento era calculada para ser las unidades cerca de 1000 de angstrom. Los solos estudios del empalme también apoyan el modelo del diodo.

EL CUADRO 4. COMPORTAMIENTO DE CAPACITANCE-VOLTAGE DEL VARISTOR SE ASEMEJA
UN SEMICONDUCTOR ABRUPT-JUNCTION INVERTIDO
/cm3 EN POLARIZACIÓN NEGATIVA del ˜ 2 x 10 del Nd^del DIODO¹⁷

Cuadro 5, demostraciones un diagrama de la banda de energía para un empalme del límite-ZnO del ZnO-grano. Se polariza hacia adelante el grano izquierdo, V_L, y el lado derecho es _toVR en polarización negativa reverso. Las anchuras de la capa de agotamiento son X_L y X_R, y las alturas respectivas de la barrera son f_L y F.R. La altura en polarización negativa cero de la barrera es f_O. Mientras que se aumenta el prejuicio del voltaje, se disminuye f_L y el F.R. se aumenta, llevando a una baja de la barrera y a un aumento en la conducción.

La altura f_Lde la barrera de un varistor de la baja tensión fue medida en función de voltaje aplicado, y se presenta en el cuadro 6. La disminución rápida de la barrera en el alto voltaje representa el inicio de la conducción no lineal.

CUADRO 5. DIAGRAMA de la BANDA de ENERGÍA de un EMPALME de ZnO-GRAINBOUNDARY-ZnO

 

CUADRO 6. BARRERA TERMAL contra VOLTAJE APLICADO

Los mecanismos de transporte en la región no lineal son muy complicados y siguen siendo el tema de la investigación activa. La mayoría de las teorías extraen su inspiración de teoría de transporte del semiconductor y no se cubren detalladamente en este documento.

 

Construcción del varistor

El proceso de fabricar un varistor de Littelfuse se ilustra en el organigrama del cuadro 7. La materia prima puede diferenciar en la composición de los óxidos aditivos, para cubrir la gama del voltaje de producto.

CUADRO 7. ORGANIGRAMA DEL DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE LA FABRICACIÓN DEL VARISTOR DE LITTELFUSE

Las características del dispositivo son resueltas en la operación de presión. El polvo se presiona en una forma de grueso predeterminado para obtener un valor deseado del voltaje nominal. Para obtener los grados deseados de la capacidad de la corriente máxima y de la energía, el área del electrodo y la masa del dispositivo se varían. La gama de diámetros obtenibles en ofertas de productos del disco se enumera aquí:

 

Por supuesto, otras formas, tales como rectángulos, son también posibles simplemente cambiando los dados de la prensa. Otras técnicas de cerámica de la fabricación se pueden utilizar para hacer diversas formas. Por ejemplo, las barras o los tubos son hechos sacando y cortando a la longitud. Después de formar, las piezas del verde (es decir, unfired) se ponen en un horno y sinterizado en las temperaturas máximas superior a 1200°C. el óxido del ismuth de B es fundido sobre 825°C, ayudando al densification inicial de cerámica policristalino. En temperaturas más altas, el crecimiento de grano ocurre, formando una estructura con tamaño de grano controlado.

Electroding es realizado, para los dispositivos de la parte radial y del microprocesador, mediante la plata de la película gruesa encendida sobre la superficie de cerámica. Los papeles principales de alambre o los terminales de la correa entonces se sueldan en el lugar. Un epóxido conductor se utiliza para conectar lleva 3m m los discos axiales. Para los dispositivos industriales más grandes (los discos del diámetro de 40m m y de 60m m) el material del contacto es aluminio rociado arco, con un rociado (con pulverizador) del cobre en caso de necesidad para dar una superficie solderable.

Muchas técnicas de la encapsulación se utilizan en el montaje de los diversos paquetes del varistor de Littelfuse. La mayoría de las partes radiales y algunos dispositivos industriales (serie de la ha) están revestidos de epoxy en un lecho fluidizado, mientras que el epóxido “se hace girar” sobre el dispositivo axial.

Las partes radiales están también disponibles con las capas fenólicas aplicadas usando un proceso mojado. El paquete de la serie del PA consiste en el plástico moldeado alrededor de un sub-ensamble parcial de disco de 20m m. Los dispositivos son todos de la serie del RA, de DA y del DB similares en que todos están compuestos de discos o de microprocesadores, con las etiquetas o las ventajas, embaladas en una cáscara plástica moldeada llenada del epóxido. Diversos estilos del paquete permiten la variación en grados de la energía, así como en el montaje mecánico.

DIMENSIONES DE CERÁMICA DEL CUADRO 2. BY-TYPE

 

Figure (abajo) los detalles de la construcción de la demostración 9A, 9B y 9C de algunos paquetes del varistor de Littelfuse. Las dimensiones de cerámica, por el tipo del paquete, están arriba en el cuadro 2.

FIGURA 9A. CORTE TRANSVERSAL DE SERIE DEL MA

 

FIGURA 9B. CORTE TRANSVERSAL DEL PAQUETE RADIAL DE LA VENTAJA

 

FIGURA 9C. VISTA ILUSTRADA DE LA ALTA ENERGÍA DA, DB Y SERIE DE BA/BB

 

Características eléctricas del varistor VI de la caracterización

Dando vuelta ahora a la región de gran intensidad de la mejora en el cuadro 10, vemos que el comportamiento VI se acerca a una característica óhmica. El valor limitador de la resistencia depende de la conductividad eléctrica del cuerpo de los granos semiconductores de ZnO, que tienen concentraciones de portador en el rango de 10¹⁷ a 10¹⁸ por cm³. Esto pondría la resistencia de ZnO debajo de los 0.3Ωcm.

CUADRO 10. CURVA TÍPICA DEL VARISTOR VI TRAZADA EN ESCALA CON ABSCISAS Y ORDENADAS LOGARÍTMICAS

Las características eléctricas del varistor se exhiben convenientemente usando formato con abscisas y ordenadas logarítmicas para mostrar la amplia gama de la curva VI. El formato del registro también está más claro que una representación linear que tienda a exagerar la ausencia de linealidad en proporción a la escala actual elegida. Una curva característica VI típico se muestra en el cuadro 10. Este diagrama muestra una gama más amplia de la corriente que se proporciona normalmente en las hojas de datos del varistor para ilustrar tres regiones distintas de operación eléctrica.

 

Modelo del circuito equivalente

Un modelo eléctrico para el varistor se puede representar por el circuito equivalente simplificado del cuadro 11.

CUADRO 11 MODELO DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DEL VARISTOR

 

Región de la salida de operación

En los niveles de poca intensidad, la curva VI se acerca a una relación (óhmica) linear y a demostraciones una dependencia significativa de la temperatura. El varistor está en un alto modo de la resistencia (que se acerca a 10⁹ Ω) y aparece como circuito abierto. El componente no lineal de la resistencia (R_X) puede ser ignorado porque (R_APAGADO) paralelamente predominará. También, (R_ENCENDIDO) sea insignificante comparado a (R_APAGADO).

CUADRO 12. CIRCUITO EQUIVALENTE EN LAS CORRIENTES BAJAS

Para un dispositivo dado del varistor, la capacitancia sigue siendo aproximadamente constante sobre una amplia gama de voltaje y de frecuencia en la región de la salida. El valor de la capacitancia cae ligeramente mientras que el voltaje se aplica al varistor. Pues el voltaje se acerca al voltaje nominal del varistor, la capacitancia disminuye. La capacitancia sigue siendo casi constante con el cambio de la frecuencia hasta 100 kilociclos. Semejantemente, el cambio con temperatura es pequeño, el valor 25°C de la capacitancia que es bien con +/--10% de -40°C a +125°C.

El efecto de temperatura de la curva característica VI en la región de la salida se muestra en el cuadro 13. Se observa una dependencia distinta de la temperatura.

CUADRO 13. DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA DE LA CURVA CARACTERÍSTICA EN LA REGIÓN DE LA SALIDA

La relación entre la corriente de la salida (i) y la temperatura (t) es

La variación de la temperatura, en efecto, corresponde a un cambio adentro (R_APAGADO). Sin embargo, (R_APAGADO) permanece en un alto valor de la resistencia incluso en las temperaturas elevadas. Por ejemplo, todavía está en el rango de 10MΩ a 100MΩ en 125°C.

Aunque (R_APAGADO) sea una alta resistencia varía con frecuencia. La relación es aproximadamente linear con frecuencia inversa.

Si sin embargo, la combinación paralela de (R_APAGADO) y (el °C) es predominante capacitivo en cualquier frecuencia del interés. Esto es porque la reactancia capacitiva también varía aproximadamente linear con 1/f.

En corrientes más altas, en y sobre la gama del mA, la variación de la temperatura llega a ser mínima. El diagrama del coeficiente de temperatura (dV/dT) se da en el cuadro 14. Debe ser observado que el coeficiente de temperatura es negativo (-) y las disminuciones como sube la corriente. En la gama de fijación con abrazadera del voltaje del varistor (I > 1A), la dependencia de la temperatura se acerca a cero.

CUADRO 14. RELACIÓN DEL COEFICIENTE DE TEMPERATURA DV/DT A LA CORRIENTE DEL VARISTOR

 

Región nominal del varistor de operación

La característica del varistor sigue la ecuación:

I = el kilovoltio^a, donde está un constante y el exponente (k) (a) define el grado de ausencia de linealidad. La alfa es una figura del mérito y puede ser resuelta de la cuesta de la curva VI o calculada de la fórmula:

En esta región el varistor está conduciendo y R_X predominará sobre C, R_{EN andROFF}. R_X se convierte en muchos órdenes de magnitud menos que R_DE pero sigue siendo más grande que R_ENCENDIDO.

CUADRO 15. CIRCUITO EQUIVALENTE EN LA CONDUCCIÓN DEL VARISTOR

Durante la conducción el voltaje del varistor sigue siendo relativamente constante para variar en la corriente de varios órdenes de magnitud. En efecto, la resistencia del dispositivo, R_X, está cambiando en respuesta a corriente. Esto puede ser observada examinando la resistencia estática o dinámica en función de corriente. La resistencia estática se define cerca:

Los diagramas de los valores típicos de la resistencia contra la corriente (i) se dan en la figura 16A y 16B.

FIGURA 16A. FIGURA_DE LA RESISTENCIA DEL VARISTOR DE LOS PARÁSITOS ATMOSFÉRICOS DE R_X

 

FIGURA 16B. RESISTENCIA DINÁMICA DEL VARISTOR DE Z_X

 

Región de la mejora de operación

En las altas corrientes, acercándose al grado máximo, el varistor aproxima un cortocircuito. La curva sale de la relación no lineal y se acerca al valor de la resistencia a granel material, sobre 1Ω-10Ω. La mejora ocurre como R_Xapproaches el valor de R_ENCENDIDO. El resistor R_ENCENDIDO representa la resistencia a granel del Z_NINGUNOS granos. Esta resistencia es linear (que aparece como cuesta más escarpada en el diagrama del registro) y ocurre en las corrientes 50A a 50,000A, dependiendo del tamaño del varistor.

CUADRO 17. CIRCUITO EQUIVALENTE EN LA MEJORA DEL VARISTOR

 

Velocidad de los efectos de la respuesta y de la tarifa

La acción del varistor depende de un mecanismo de la conducción similar al de otros dispositivos de semiconductor. Por este motivo, la conducción ocurre muy rápidamente, sin retraso de tiempo evidente – incluso en la gama de (ns) del nanosegundo. Cuadro 18, demostraciones una fotografía compuesta de dos rastros del voltaje con y sin un varistor insertado en un generador de impulso muy de baja inductancia. El segundo rastro (que no se sincroniza con el primer, pero sobrepuesto simplemente en la pantalla del osciloscopio) muestra que el voltaje que afianza el efecto con abrazadera del varistor ocurre en menos de 1,0 ns.

CUADRO 18. RESPUESTA De un VARISTOR de ZnO A UN PULSO RÁPIDO del TIEMPO de SUBIDA (500ps)

En los dispositivos ventaja-montados convencionales, la inductancia de las ventajas enmascararía totalmente la acción rápida del varistor; por lo tanto, el circuito de la prueba para el cuadro 18, inserción requerida de un pequeño pedazo de material del varistor en una línea coaxial para demostrar la respuesta intrínseca del varistor.

Las pruebas hechas en la ventaja montaron los dispositivos, incluso con la atención cuidadosa a la longitud de reducción al mínimo de la ventaja, muestran que los voltajes inducidos en el lazo formado por las ventajas contribuyen una parte sustancial del voltaje que aparece a través de los terminales de un varistor en la subida actual de gran intensidad y rápida. Afortunadamente, las corrientes que se pueden entregar por una fuente transitoria son invariable más lentas en tiempo de subida que los transeúntes observados del voltaje. Los usos lo más frecuentemente encontrados para los varistores implican tiempos de subida actuales más de largo que 0.5μs.

La tarifa-de-subida del voltaje no es el mejor término para utilizar cuando discute la respuesta de un varistor a un impulso rápido (huecos de chispa desemejantes donde un rato finito está implicado en la transferencia de no conductor al estado que conduce). El tiempo de respuesta del varistor a la corriente transitoria que un circuito puede entregar es la característica apropiada a considerar.

La característica VI de la figura 19A, demostraciones cómo la respuesta del varistor es afectada por la forma de onda actual. De tales datos, un efecto del “overshoot” se puede definir como siendo el aumento relativo en el voltaje máximo que aparece a través del varistor durante una subida actual rápida, usando la onda actual convencional 8/20μs como la referencia. Figure 19B, muestra la variación de fijación con abrazadera típica del voltaje con el tiempo de subida para los diversos niveles actuales.

CUADRO 19. RESPUESTA DE LOS VARISTORES DE LEAD-MOUNTED A LA FORMA DE ONDA ACTUAL

FIGURA 19A. VI CARACTERÍSTICAS POR DIVERSOS TIEMPOS ACTUALES DE SUBIDA

 

FIGURA 19B. ¿OVERSHOOT DEFINIDO REFERENTE AL BASIC 8/20? PULSO ACTUAL de s

 

Cómo conectar un varistor de Littelfuse

Los supresores transitorios se pueden exponer a las altas corrientes para las duraciones cortas en los nanosegundos al marco de tiempo del milisegundo.

Los varistores de Littelfuse están conectados paralelamente con la carga, y cualquier caída de voltaje en lleva al varistor reducirá su eficacia. Los mejores resultados se obtienen usando las ventajas cortas que son cercanas juntas reducir voltajes inducidos y una resistencia óhmica baja para reducir I • Descensos de R.

Monofásico

CUADRO 23.

Ésta es la protección más completa una puede seleccionar, pero en muchos casos solamente se selecciona el varistor 1 o el varistor 1 y 2.

CUADRO 24.

Trifásico

FIGURA 25A. 3 FASE 220V/380V, INFUNDADA

 

FIGURA 25B. 3 FASE 220V O 380V, INFUNDADO

 

FIGURA 25C. 3 FASE 220V, UNA FASE PUESTA A TIERRA

 

FIGURA 25D. 3 FASE 220V

 

FIGURA 25E. 3 FASE 120V/208V, 4-WIRE

 

FIGURA 25F. 3 FASE 240V/415V

 

Para voltajes más altos utilice las mismas conexiones, pero los varistores selectos para el grado apropiado del voltaje.

Uso de DC

Los usos de DC requieren la conexión entre el más y menos o más y tierra y menos y tierra.

Por ejemplo, si un transeúnte hacia la tierra existe en los 3 supresores transitorios de las fases (transeúntes comunes del modo) solamente conectado fase con la tierra absorbería energía. Los supresores transitorios conectaron entre fases no serían eficaces.

CUADRO 26. SOLUCIÓN TRANSITORIA Y CORRECTA DEL MODO COMÚN

Por otra parte si existe un modo diferenciado de transeúnte (entre fases) entonces los supresores transitorios conectaron entre fases serían la solución correcta.

CUADRO 27. SOLUCIÓN TRANSITORIA Y CORRECTA DEL MODO DIFERENCIADO

Ésta es apenas una selección de algunas de las variaciones más importantes en la conexión de los supresores transitorios.

El acercamiento lógico es conectar el supresor transitorio entre los puntos de la diferencia potencial creada por el transeúnte. El supresor después igualará o reducirá estos potenciales para bajar y niveles inofensivos.

 

Términos y definiciones del varistor

Definiciones (IEEE C62.33 estándar, 1982)

Una característica es una propiedad inherente y mensurable de un dispositivo. Tal propiedad puede ser eléctrica, mecánica, o termal, y se puede expresar como un valor para las condiciones indicadas.

Un grado es un valor que establece una capacidad limitadora o una condición de limitación (máximo o mínimo) para la operación de un dispositivo. Es resuelto para los valores especificados del ambiente y de la operación. Los grados indican un nivel de tensión que se pueda aplicar al dispositivo sin causar la degradación o el fracaso. Los símbolos del varistor se definen en el gráfico linear VI ilustrado en el cuadro 20.

CUADRO 20. IV GRÁFICO QUE ILUSTRA SÍMBOLOS Y DEFINICIONES

 

Cepo del voltaje

Un cepo, tal como un MOVIMIENTO, refiere a una característica en la cual la resistencia eficaz cambie de un alto al estado bajo en función de voltaje aplicado. En su estado conductor, una acción del divisor de voltaje se establece entre el cepo y la