وریستور چطور از مدار محافظت میکند؟
وریستور نوعی مقاومت وابسته به ولتاژ است. این قطعه یک المان نیمه رسانای حالت جامد غیرفعال است که دارای دو ترمینال است و از مدارات الکتریکی محافظت میکند. مقاومت وریستور متغیر بوده و بستگی به ولتاژ اعمال شده دارد. این قطعه باعث میشود مدار نسوزد و برای محدود نمودن ولتاژ بیش از اندازه مدار کاربرد دارد. این قطعه الکترونیکی از لحاظ شکل ظاهری به خازنهای عدسی و سرامیکی و دایرهای شباهت دارد.
وریستور یکی از قطعات الکترونیکی پرکاربرد است که از مدارهای الکتریکی در مقابل صدمات احتمالی ناشی از نوسانات محافظت میکند. خرید وریستور در اغلب بردهای الکترونیکی که دارای ورودی ۲۲۰ ولتی هستند، مورد استفاده قرار گرفته است. محافظت مدار با ویرستور بدین شکل است که اگر ولتاژ از حدی فراتر رود وریستور عمل میکند و ولتاژ اضافی را دفع مینماید. با این کار وریستور مانع از سوختن برد میشود.
نحوه محافظت ویرستور از مدار
نحوه محافظت ویرستور از مدار بدین صورت است که ویرستور معمولاً در قسمت ورودی مدار و بهعنوان یک محدودکننده ولتاژ فعالیت میکند. قرار گرفتن این قطعه در ابتدای مدارموجب دفع ولتاژ بالا خواهد شد و اینگونه به قطعات دیگر در مدار آسیبی نمیرسد. در واقع به کمک این قطعه میتوان از مدارهای الکترونیکی در برابر تغییرات ولتاژ ورودی محافظت کرد. ویرستور تابع قانون اهم نیست؛ در نتیجه یک مقاومت اهمی بهشمار نمیرود.
ویرستور مقاومتی غیر اهمی است که از قانون اهم تبعیت نمیکند؛ به همین دلیل به آن مقاومت وابسته به ولتاژ یا مقاومت غیر خطی میگویند. عملکرد ویرستور به این صورت است که زمانی که ولتاژ بهصورت ناگهانی افزایش مییابد، دو سرِ مقاومتِ ویرستور کاهش یافته و جریان عبوری آن افزایش پیدا میکند، به همین سبب به آن جریان غیر خطی میگویند. این قطعه در زمان افزایش لحظهای ولتاژ از سوختن و آسیب رسیدن به مدارهای الکترونیک جلوگیری میکند.
مشخصات فنی ویرستور
ویرستورها دارای مشخصات گوناگونی هستند که در ادامه به آنها اشاره میکنیم.
- حفاظت از مدار در مقابل ولتاژهای بیش از حد گذرا
- نوعی مقاومت متغیر غیر خطی است.
- جریان کم در زمان اعمال ولتاژ پایین
- قادر به مقابله با موجهای پایدار نیست.
- هنگامی که در معرض نوسانات مکرر قرار بگیرد تخریب شده و ولتاژ کلمپ آن بعد از هر نوسان کاهش پیدا میکند.
- در شرایط بار اسمی دارای امپدانس بالا است.
- زمانی که از آستانه ولتاژ یا ولتاژ شکست بالاتر میرود امپدانس کمی دارد.
کاربرد انواع وریستور
ویرستور از قطعات پرکاربردی است که بهدلیل ویژگی غیرخطی میتواند از برق محافظت نماید. مهمترین کاربرد وریستور در وسایل برقی این است که با نوسان برق ورودی، تخلیه الکترواستاتیکی و صاعقه مقابله میکند.این قطعه کاربرد های مختلف دیگری داشته باشد که در ادامه برخی آنها را بیان میکنیم.
- از منبع تغذیه محافظت میکند.
- از ریزپردازه نگهداری میکند.
- از مدار الکترونیک خودرو محافظت مینماید.
- محافظ برق سیستم تلویزیون است.
- از خطوط تلفن و دیگر خطوط ارتباطی محافظت میکند.
- از تجهیزات الکترونیکی مراقبت میکند.
- ولتاژ گذرا را سرکوب میکند.
- از بین برنده نوسانات اضافه برق در زمان ورود به مدار است.
- از منبع تغذیه محافظت مینماید.
- ولتاژ ناخواسته را کنترل میکند.
انواع ویرستور
ویرستورها تنوع فراوانی از نظر قطر و ولتاژ دارند که هر یک در پروژههای صنعتی و تحقیقاتی مختلف کاربرد خاص خود را دارند این تنوع حتی سبب شده در زمان خرید وریستور متوجه اختلاف قیمت وریستورها شوید. در ادامه پرکاربردترین انواع ویرستورها را نام میبریم.
وریستور اکسید فلز یا mov
این نوع وریستور بهعنوان جایگزینی برای وریستورهای سیلیکون کاربید ساخته شدند. وریستور اکسید فلز یک سرکوبگر گذرا غیرخطی بهشمار میرود که متشکل از اکسید روی است. وریستور اکسید فلز رایجترین نوع وریستور است. وریستور اکسید فلز حفاطت گذرا ولتاژ بسیار مطلوبی را فراهم مینماید و امروزه بسیار پرکاربرد و محبوب است. عملکرد وریستور اکسید فلز غیر خطی است.
این نوع هدایت الکتریکی را در یک ولتاژ مخصوص آغاز میکند. و زمانی که ولتاژ کمتر از ولتاژ آستانه شود موجب متوقف شدن هدایت میشود و اینگونه ولتاژهای ناپایدار را مهار مینماید. این نوع از ویرستور انرژیهای مخرب را جذب میکند و آنها را به شکل گرما پراکنده میسازد و بدین صورت از قطعات آسیبپذیر مدار محافظت مینماید و از آسیب رسیدن به آنها جلوگیری میکند. وریستور mov هنگامی که در معرض نوسانات همیشگی قرار میگیرد تخریب خواهد شد.
وریستور کاربید سیلیکون یا SiC
این نوع وریستورقبل از ورود mov رایجترین نوع وریستور در بازار بود و بهصورت گسترده مورد استفاده قرار میگرفت. در ساخت بدنه وریستور سیلیکون از قطعات کاربید سیلیکون استفاده شده است. امروزه از این نوع وریستور در برنامههای کاربردی با ولتاژ و قدرت بالا استفاده میشود. این نوع وریستور جریان آماده به کار بسیار زیادی را میکشد و این اصلیترین مشکل وریستور سیلیکون است.