Параметры варисторов

Существует несколько параметров варисторов, которые необходимо обяза­тельно учитывать при их применении в устройствах защиты.

Рабочее напряжение. На варистор в справочных данных указывают два зна­чения максимально допустимого напряжения: переменное синусоидальное U_пер и по­стоянное U_пос. В режимах защиты эти напряжения могут значительно повышаться. Переменное напряжение U_пер, в зависимости от фирмы-изготовителя может быть указано как действующее значение либо как амплитудное.

Если переменное напряжение синусоидально, его амплитудное значение не­обходимо сравнивать с напряжением U_пер. Выбор варистора при синусоидальном защищаемом напряжении производится с учетом допуска на максимальное напря­жение, возможное при переходных процессах. Например, если номинальное на­пряжение сети 220 В и верхний допуск на него 40%, максимально допустимое дей­ствующее значение U_пер варистора не следует выбирать меньше чем 308 В. Выбор варистора со значительно большим напряжением приведет к большим токам утечки через него в режимах, когда защита по перенапряжению еще не требу­ется. Например, утечка тока на уровне 0,5 мА может привести к повышенному нагреву варистора, что снизит его надежность.

Ток перегрузки. Ток перегрузки варистора — это кратковременный ток, возникающий при перенапряжении на нем. На варистор приводится параметр, обозначаемый как I_max, 8/20 мкс. Цифры в обозначении поясняют временные параметры нормируемого тока: 8 мкс — длительность фронта, 20 мкс — дли­тельность импульса, соответствующая половине максимального значения тока. Ток I_max, 8/20 мкс, для разных типов варисторов составляет сотни и тысячи ам­пер.

Энергия абсорбции. Энергия, поглощаемая варистором при перегрузке:

(11.2)

где u (t), i (t) – напряжение на варисторе и ток, проходящий через него во время действия перегрузки; t₀ и t₁ – начальный и конечный моменты действия перегрузки. Максимальная энергия абсорбции, указываемая в справочных данных, измеряется за время действия перегрузки 2 мс.

Средняя рассеиваемая мощность. Если варистор не находится в режиме за­щиты рассеиваемая на нем мощность незначительна и значительно меньше мощно­сти, указываемой в справочных данных. На варистор может воздействовать серия импульсов, каждый из которых вызывает прохождение через него большого тока. Средняя мощность, выделяемая в варисторе за период повторения перегрузки (Т), зависит от энергии, абсорбируемой в результате действия единичного импульса:

(11.3)

Минимальное время между импульсами перегрузки определяется из (13.3) при известной максимальной мощности Р:

(11.4)

Время реакции. Варистор реагирует на перегрузку в течение пикосекунд, что свидетельствует о его высоком быстродействии. Переходный процесс может замед­ляться из-за индуктивности выводов и проводников на плате.

Температурный коэффициент. Варистор имеет отрицательный температур­ный коэффициент напряжения (ТКИ), что означает уменьшение напряжения на нем с ростом температуры.

Помимо перечисленных параметров в справочных данных приводятся ВАХ каждого типа варистора, а также характерные точки этой характеристики: напряже­ние на варисторе при токе 1 мА, определяющее границу областей работы – токов утечки и защиты; максимальное напряжение ограничения при токе, достаточно большом, но составляющем проценты от тока I_max, 8/20 мкс. Кроме того, в справоч­ных данных приводятся зависимости изменения тока I_max длительности импульса тока, то есть времени действия защиты, и числа повторений импульсов.