- Назначение и характеристики
- Основные параметры
- Виды устройств
- Маркировка элементов
- Как же найти на плате варистор?
- Принцип действия, обозначение на схеме, варианты применения
- Тестирование составного полупроводника
- Принцип действия варистора
- Проверка при наличии спецификации
- Проверка варистора – осмотр, омметр и мультиметр
- Как проверить S14 K275 этим методом?
- Замена и проверка варистора + видео
- Стандартная схема подключения варистора
- Принцип действия варистора
- Маркировка варисторов
- Как же найти на плате варистор?
- Методы проверки мультиметром
- Измерения стрелочным прибором
- Цифровой тестер
- Плюсы использования варистора
- Другие варианты проверки
- Использование пайки волной при монтаже TMOV
- Проверка варистора мультиметром, определяем работоспособность
- Пример срабатывания защиты
- Применение приборов
- Проверка варистора: нахождение неисправности мультиметром
- Основные параметры
- Виды устройств
- Маркировка элементов
- Методы проверки мультиметром
- Измерения стрелочным прибором
- Цифровой тестер
- Применение реостата
Назначение и характеристики
Варистор — электронное устройство с двумя контактами и симметричной нелинейной вольт-амперной характеристикой. Термин «варистор» происходит от латинских слов переменный — «заменяемый» и resist — «сопротивление». Внутри он представляет собой полупроводниковый резистор, способный изменять свое сопротивление в зависимости от напряжения, приложенного к его выводам.
Резисторы этого типа изготавливаются путем спекания полупроводника и связующего материала при высокой температуре. Порошок карбида кремния или оксида цинка используется в качестве полупроводника, а стекло, краска и смола используются в качестве связующего. Полученный после спекания элемент подвергают металлизации с последующим формированием проводников. По своей конструкции устройства выполнены в виде диска, таблетки, цилиндра или пленкообразной формы.
Обладая свойством резко снижать сопротивление при появлении на его выводах определенного напряжения, варистор используется в электронных схемах в качестве защитного элемента. Когда происходит скачок напряжения определенной величины, полупроводниковый прибор мгновенно снижает свое внутреннее сопротивление до десятков Ом, практически замыкая цепь, не давая импульсу повредить остальные элементы схемы. Поэтому важным параметром варистора является значение напряжения, при котором происходит пробой устройства.
Принцип работы элемента подразумевает его включение параллельно силовой цепи. После того, как он был активирован и напряжение на входе было уменьшено, оно автоматически вернется к исходному значению. Из-за малой инерции это происходит мгновенно.
Основные параметры
Перед тем, как проверить работоспособность варистора, необходимо понять не только принцип его работы, но и знать, какими характеристиками он обладает. Как и любой электронный элемент, варистор имеет ряд особенностей, позволяющих использовать его в различных схемах. Основным параметром является вольт-амперная характеристика (ВАХ). На нем четко видно, как изменяется ток при определенном значении напряжения. Изучая ВАХ, можно увидеть, что варистор с симметричной двунаправленной характеристикой работает как в передней, так и в задней области синусоиды, подобно стабилитрону.
Помимо ВАХ, при исследовании варистора отмечаются следующие характеристики:
- Um — максимально допустимое рабочее напряжение для переменного или постоянного тока.
- P — это мощность, которую элемент может рассеять на себе без ухудшения своих параметров.
- W — допустимая энергия в джоулях, которую радиоэлемент может поглотить при воздействии одиночного импульса.
- Ipp — максимальное значение импульсного тока, для которого определяется форма импульса.
- Со — емкость, значение которой измеряется на варисторе в его нормальном состоянии.
Но на практике особое внимание уделяется в основном параметру Um. Эта характеристика показывает уровень напряжения, при котором ячейка выходит из строя и начинает течь ток.
Виды устройств
Обнаруженное разнообразие типов варисторов связано с тем, что производители в основном стремятся повысить свои характеристики. Поэтому используются технологии SMD для бессвинцового монтажа, что позволяет добиться короткого времени отклика при скачке входного напряжения. Типичное время отклика элементов с кабелями находится в диапазоне 15-25 наносекунд, а SMD — 0,5 наносекунды.
Существует класс варисторов низкого напряжения и варисторов высокого напряжения. Первые выпускаются с рабочим напряжением до двухсот вольт и силой тока до одного ампера. Последние имеют рабочее напряжение до двадцати киловольт. Элементы малой мощности используются в качестве защиты от скачков напряжения, возникающих в домашней сети, а мощные — в трансформаторных подстанциях и системах защиты от штормов.
Маркировка элементов
Независимо от производителя существует стандарт маркировки варисторов. На сам элемент принято наносить буквенно-цифровой код, в котором зашифрованы основные параметры. Например, для типа диска это обозначение аналогично S6K210, где:
- S — материал, из которого изготовлен варистор;
- 6 — диаметр корпуса элемента, указанный в миллиметрах;
- К — величина допуска отклонения;
- 210 — значение рабочего напряжения, выраженное в вольтах.
Для плоского типа используется такая же маркировка, только первые буквы — CN, чтобы указать тип продукта.
На схемах радиоэлемент графически обозначен перечеркнутым прямоугольником. На перекрещенной палочке сделана полочка, над которой размещена буква U. На схемах элемент подписан латинскими буквами RU.
Как же найти на плате варистор?
По схеме выше видно, что этот элемент находится рядом с предохранителем в том месте, где силовые кабели выходят на плату. Обычно это желтый или темно-зеленый диск.
На фото варистор обозначен красной стрелкой. Можно подумать, что варистор — это синяя деталь, покрытая черной копотью, но при увеличении видны трещины на корпусе варистора, из которых соседние части покрыты нагаром, это также хорошо видно на обратной стороне, где написана легенда. Даже если их нет, можно узнать варистор, зная, что он подключен параллельно нагрузке или по отметкам на его корпусе.
VA1 — варистор, а синяя часть рядом с ним — конденсатор C70.
Не путайте их, они имеют одинаковую форму, поэтому позвольте себе руководствоваться знаками и легендами на доске.
Найдя варистор, нужно распаять его, чтобы на его место можно было установить новый, воспользуйтесь демонтажным насосом — нагрейте точку пайки и удалите расплавленный припой с помощью демонтажного насоса.
Но для этих целей вполне подойдут пинцет или обычные плоскогубцы: нужно схватить ножку детали и вытащить ее, когда припой расплавится. Если ваш припой плохо плавится, скорее всего, на плате высокая температура — так -без свинца (может быть, заметил на моей доске надпись PbF — plumbum free). В этом случае необходимо поднять температуру жала паяльника или опустить его поверх другого при более низкой температуре, точка пайки расплавится и деталь можно будет снять. Далее вставляем новый варистор и припаиваем его.
Для сварки очень удобно использовать сварку в виде проволоки, внутри которой уже есть флюс.
Также обратите внимание, что большинство плат двусторонние, поэтому вам нужно припаять ножки детали с обеих сторон платы, так как часто бывает, что ножка детали действует как перемычка между дорожками на разных сторонах платы.
После замены варистора остается только вставить новый предохранитель и переустановить плату.
Обычно платы кондиционеров содержат варисторы на напряжение 470 В и предохранители мощностью от 0,5 А до 5 А. Поэтому рекомендую всегда иметь при себе небольшой запас этих деталей.
Для тех, кто хочет более наглядно увидеть процесс, разместите видео-урок:
Тем, кому необходимо отремонтировать плату, заменить варистор, помогут специалисты нашего сервиса, цены смотрите здесь.
Как говорится в повсеместной Википедии, варистор — это резистор, сопротивление которого может изменяться в зависимости от входного напряжения, имеет нелинейную характеристику и имеет два вывода. Он может резко снизить сопротивление, если приложенное к нему напряжение увеличится. В нашей статье мы расскажем, как использовать мультиметр для проверки варистора, если вы подозреваете, что он неисправен.
Принцип действия, обозначение на схеме, варианты применения
Внешне варистор очень похож на конденсатор, но его внутренняя структура, как видно из рисунка 3, совершенно другая.
Рисунок 3. Устройство варистора (1) и его обозначение на схемах (2)
Легенда:
- А — два металлических электрода дисковой формы;
- Б — включения оксида цинка (размер кристаллов не наблюдается);
- В — полупроводниковая оболочка на основе синтетических отвердителей (эпоксидов);
- Д — керамический изолятор;
- И — выводы.
На рисунке 3 помимо конструкции показано обозначение элемента на принципиальных схемах (2).
Содержание оксида цинка в керамическом изолирующем слое определяет порог срабатывания варистора, как только напряжение поднимается выше допустимого значения, сопротивление резко падает и ток, протекающий через полупроводник, увеличивается. Тепловая энергия, образующаяся в результате этого процесса, рассеивается в воздухе.
Такой принцип работы предотвращает выход из строя электронных устройств при кратковременном падении напряжения. Длинный импульс вызовет перегрев и выход варистора из строя, но этот процесс требует времени. Хотя он рассчитывается в долях секунды, в большинстве случаев этого достаточно для срабатывания предохранителя.
Поэтому после замены предохранителя необходимо проверить варистор (визуальный осмотр и проверка мультиметром). В противном случае последующее падение напряжения с большой долей вероятности приведет к разрушению компонентов электронного устройства.
Тестирование составного полупроводника
Такой элемент по конструкции похож на микросхему. Так как проверить работоспособность микросхемы мультиметром практически невозможно, то проверить составное устройство одним только тестером невозможно. Для тестирования нужно собрать простую схему.
В нем используется источник постоянного напряжения 10-14 вольт. Схема нагружена лампочкой. В качестве резистора используется элемент мощностью 0,25 Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле h21 * U / I, где:
- h21 — выигрыш;
- U — напряжение питания;
- I — ток нагрузки.
На испытательную базу подается положительный сигнал от источника питания. Свет горит. При изменении полярности свет гаснет. Такое поведение указывает на то, что устройство находится в рабочем состоянии.
Поэтому, научившись играть на транзисторе мультиметром, можно легко вычислить неисправный элемент в схеме даже без распайки.
Принцип действия варистора
По сути, варистор — это нелинейный полупроводниковый резистор, проводимость которого зависит от приложенного к нему напряжения. При нормальном напряжении варистор пропускает через себя пренебрежимо малый ток, а при определенном пороговом напряжении открывается и пропускает через себя весь ток. Следовательно, он отфильтровывает короткие импульсы, но если импульс длиннее и ток, протекающий через варистор, превышает номинальный ток предохранителя, он просто сгорит, отключив питание и защитив нагрузку.
Проверка при наличии спецификации
Другой распространенный способ проверки варистора — это проверка элемента на соответствие спецификациям производителя, которые представлены в инструкциях по тестированию и стандартной электрической схеме устройства.
При маркировке варистора после буквы «СН», обозначающей нелинейное сопротивление, указывается цифровое обозначение, определяющее конструктивные особенности и тип материала испытываемого элемента.
Цифровое обозначение, дополненное символом «V ±…%», определяет уровень предельного напряжения и допуск.
важно помнить, что работоспособность варистора, проверенного мультиметром, можно определить только приблизительно, исходя из значения измеренных значений и уровня сопротивления.
Проверка варистора – осмотр, омметр и мультиметр
Когда это полупроводниковое устройство активируется, происходит значительное тепловыделение, и варистор может перегореть. Это происходит, когда пиковое напряжение велико, когда оно применяется в течение длительного времени или когда оба фактора сочетаются.
Проверить варистор на дополнительную работоспособность можно несколькими способами:
- Визуальный осмотр. От него не стоит отказываться, так как многие современные схемы плотно упакованы, и нарушение целостности внешней оболочки устройства легко не заметить. Любые трещины, вздутия или потемнения на корпусе варистора указывают на его выход из строя.
- Состав с мультиметром. Надежно проверить работоспособность варистора мультиметром прямо на плате невозможно — придется припаять хотя бы один контакт. Важно проводить измерения в обоих направлениях, меняя местами датчики. Переключатель режимов мультиметра должен быть установлен на ячейке «проверка диодов», обычно рядом с ним рисуется символ диода и значок звукового сигнала. Весь варистор не резонирует из-за высокого сопротивления.
- Измерение омметром или мегомметром. Омметр следует выставить на максимальное значение, в большинстве бытовых приборов это 2 МегаОм. По шкале их можно обозначить как 2000К или 2М. Теоретически измеряемое сопротивление должно быть бесконечным, на практике омметр может показать значение сопротивления полезного варистора 1,5… 2 МОм. Если вы играете варистор с мегаомметром, важно выставить правильное значение напряжения на его выводах. В счетчиках большой мощности он может быть выше порога срабатывания варистора. Проще говоря, во время проверки может перегореть полупроводниковый предохранитель.
На практике использование мультиметра для диагностики исправности варисторов встречается не так часто, поскольку в большинстве случаев достаточно внешнего осмотра. При замене перегоревшего предохранителя необходимо обращать внимание на технические характеристики предшественника, иначе новый варистор выйдет из строя намного быстрее или не будет выполнять свою сортировочную функцию и выйдет из строя весь электронный блок.
Как проверить S14 K275 этим методом?
Мы знаем, что напряжение зажигания составляет 275 вольт. При подаче напряжения 220 вольт схема работает в рабочем режиме: варистор имеет бесконечное сопротивление, по главной цепи течет ток, лампа горит.
Подаем на вход более высокое напряжение (например 400 вольт). Варистор переходит в режим защиты (резко падает сопротивление, через него течет ток), перегорает предохранитель, лампа гаснет. Вывод: варистор хороший.
Замена и проверка варистора + видео
- Если при ремонте кондиционера вы обнаружили на плате перегоревший предохранитель, не спешите сразу его менять, сначала выясните, почему он перегорел.
- Скорее всего это произошло из-за скачков напряжения в сети.
- При измерении в сети напряжение питания постоянно колеблется и не всегда находится в безопасных пределах для кондиционеров.
К тому же в сети всегда есть короткие импульсы в несколько киловольт.
Это происходит из-за постоянного включения и выключения индуктивных и емкостных нагрузок (электродвигатели, трансформаторы и др.), А также от атмосферного электричества.
Кондиционеры, как и любое другое электронное оборудование, в этом случае защищены варисторами. Точнее, электронная начинка кондиционера — это плата управления.
Стандартная схема подключения варистора
параллельно защищаемой нагрузке подключается варистор ВА1 и перед ним ставится предохранитель F1:
Принцип действия варистора
По сути, варистор — это нелинейный полупроводниковый резистор, проводимость которого зависит от приложенного к нему напряжения.
При нормальном напряжении варистор пропускает через себя пренебрежимо малый ток, а при определенном пороговом напряжении открывается и пропускает через себя весь ток.
Следовательно, он отфильтровывает короткие импульсы, но если импульс длиннее и ток, протекающий через варистор, превышает номинальный ток предохранителя, он просто сгорит, отключив питание и защитив нагрузку.
Маркировка варисторов
Существует огромное количество варисторов от разных производителей, с разными пороговыми напряжениями и рассчитанных на разные токи. Узнать, какой это был варистор, можно по его маркировке. Например, маркировка варисторов CNR:
CNR-07D390K, где:
- Серия CNR, полное название металлооксидные варисторы CeNtRa
- 07- диаметр 7мм
- D — диск
- 390 — рабочее напряжение, вычисляемое умножением первых двух цифр на 10 до степени, равной третьей цифре, то есть умножением 39 на 10 до нулевой мощности получаем 39 В, 271-270 В и т.д.
- K — Допуск 10%, т.е разница напряжений может отличаться от номинала 10% в любом направлении.
Как же найти на плате варистор?
По схеме выше видно, что этот элемент находится рядом с предохранителем в том месте, где силовые кабели выходят на плату. Обычно это желтый или темно-зеленый диск.
На фото варистор обозначен красной стрелкой.
Можно было подумать, что варистор — это синяя деталь, покрытая черной копотью, но при увеличении видны трещины на корпусе варистора, из которых соседние части были покрыты нагаром.
Это хорошо видно с обратной стороны, где написаны символы. Даже если их нет, можно узнать варистор, зная, что он подключен параллельно нагрузке или по меткам на его корпусе.
- VA1 — варистор, а синяя часть рядом с ним — конденсатор C70.
- Не путайте их, они имеют одинаковую форму, поэтому позвольте себе руководствоваться знаками и легендами на доске.
Найдя варистор, нужно распаять его, чтобы на его место можно было установить новый, воспользуйтесь демонтажным насосом — нагрейте точку пайки и удалите расплавленный припой с помощью демонтажного насоса.
Но для этих целей вполне подойдут пинцет или обычные плоскогубцы — нужно схватить ножку детали и вытащить ее, когда припой расплавится.
Если ваш припой плохо плавится, это, скорее всего, связано с высокой температурой на плате, так называемым бессвинцовым (возможно, они заметили на моей плате PbF — бессвинцовый).
В этом случае необходимо поднять температуру жала паяльника или опустить его поверх другого при более низкой температуре, точка пайки расплавится и деталь можно будет снять. Далее вставляем новый варистор и припаиваем.
- Для сварки очень удобно использовать сварку в виде проволоки, внутри которой уже есть флюс.
- Также обратите внимание, что большинство плат двусторонние, поэтому вам нужно припаять ножки детали с обеих сторон платы, так как часто бывает, что ножка детали действует как перемычка между дорожками на разных сторонах платы.
- После замены варистора остается только вставить новый предохранитель и переустановить плату.
Обычно платы кондиционеров содержат варисторы на напряжение 470 В и предохранители мощностью от 0,5 А до 5 А. Поэтому рекомендую всегда иметь при себе небольшой запас этих деталей.
- Для тех, кто хочет более наглядно увидеть процесс, разместите видео-урок:
- Тем, кому необходимо отремонтировать плату, заменить варистор, помогут специалисты нашего сервиса, цены смотрите здесь.
Методы проверки мультиметром
Однако управлять варистором, как и любым другим радиоэлементом, проще всего с помощью специально разработанных для него устройств. В качестве таких устройств используются мультиметры. Главный параметр, который можно измерить с их помощью, — это внутреннее сопротивление элемента. Но прежде чем приступить к непосредственной проверке варистора, следует подготовиться.
Помимо мультиметра вам потребуются:
- сварщик;
- сварка;
- поток;
- техническая спецификация.
Измерение сопротивления элемента можно производить, не снимая припайки со схемы, но для получения достоверных данных необходимо отключить хотя бы один из его выводов от платы. Вся подготовка сводится к тому, что сначала проводится визуальный осмотр полупроводникового элемента на предмет отсутствия: трещин, почернения, трещин. Если сразу виден случай взрыва, проверка больше не может быть выполнена. Такой варистор явно неисправен.
Паяльник, флюс и пайка потребуются, чтобы отпаять один из выводов элемента или даже удалить его полностью и после проверки при необходимости снова припаять. Технический паспорт товара — это официальный документ, выданный производителем. Он содержит все основные данные и функции.
Таблица данных используется для того, чтобы точно знать, какое рабочее сопротивление радиокомпонента находится в состоянии покоя. Если при измерении мультиметром сопротивление варистора не отличается более чем на 10%, это считается полезным. Если сопротивление значительно ниже, чем указано в паспорте, его необходимо будет заменить. Важно отметить, что в нормальном состоянии сопротивление варистора достигает нескольких сотен МОм, поэтому тестер должен иметь возможность проводить измерения в этом пределе.
Измерения стрелочным прибором
Такое устройство считается аналогом. В его конструкции используется электромеханическая головка. Это рамка, помещенная в магнитное поле. В зависимости от силы тока стрелка в рамке отклоняется, останавливаясь в определенном положении. Диапазон отклонения стрелки градуирован цифрами, по которым рассчитывается сопротивление.
Перед тем как приступить к проверке варистора, потребуется настроить стрелочный мультиметр. Для этого он откалиброван. Его суть сводится к установке нулевого положения стрелки поворотом специальной ручки при замыкании щупов между собой.
Для этого кнопка-переключатель выбирает режим работы, соответствующий значку «Ω», а кулисный переключатель устанавливается на самый большой предел измерения сопротивления с помощью тестера. Чаще всего обозначается как «x100», что соответствует МОмам. Сопротивление измеряется от источника питания (аккумулятора), установленного в приборе. Следовательно, если стрелку нельзя установить на ноль, аккумулятор необходимо заменить.
Проводя измерения напрямую, один щуп тестера прикасается к одному выводу варистора, а другим — к другому. Следовательно, есть три возможных исхода:
Стрелка отклонится до нуля или покажет сопротивление в районе килоомов. Делается вывод, что элемент неисправен (сломан).- Результат измерения находится в пределах сотен МОм. Эта индикация указывает на то, что варистор работает правильно.
- При прикосновении к выводам радиоэлемента стрелка никак не реагирует. Возможные причины следующие: рабочий диапазон прибора недостаточен для измерения величины сопротивления варистора, неисправен прибор, неисправен радиоэлемент (обрыв цепи).
Цифровой тестер
С помощью цифрового мультиметра проверить работоспособность варистора будет немного проще, чем аналогового. Это связано с тем, что цифровой тестер в своей конструкции имеет жидкокристаллический дисплей, на котором четко отображается измеренное сопротивление.
Этот тип тестера основан на аналого-цифровом преобразователе, принцип действия которого основан на сравнении измеряемого сигнала с эталонным. Следует отметить, что если при включении тестера на экране появляется мигающий значок батареи, батарею необходимо заменить. Порядок измерения сопротивления варистора можно представить в виде следующих действий:
-
Переключатель устанавливает максимальный предел измерения сопротивления. Обычно этот предел обозначается цифрой и буквой. Если записаны только числа, единицей измерения является Ом, буква K после числа означает килоом, а буква M — мегаом.
- Щупы закрепляются на двух выводах варистора, а противоположные концы проводов с вилками вставляются в гнезда тестера, обозначенные и СОМ. Поскольку полярность сигнала, подаваемого на варистор, не имеет значения, не имеет значения, какой провод подключен к тому или иному выводу элемента. Хотя принято считать, что в разъем COM воткнут черный кабель.
- Устройство включается нажатием кнопки ВКЛ / ВЫКЛ на тестере.
- Если на манометре выделена единица измерения, это означает, что выбран небольшой предел измерения.
- Если на экране отображаются числа, отличные от единицы, это измеренное значение сопротивления.
При интерпретации результата измерения также необходимо учитывать допуск. Каждый радиоэлемент имеет свой индекс допуска. Например, если допуск составляет 10 процентов, а внутреннее сопротивление варистора указано как 100 МОм, результат должен быть между 90 и 110 МОм. Если измеренное сопротивление элемента оказывается ниже или выше этого диапазона, его можно считать неисправным.
Плюсы использования варистора
Варистор — это как автомат Калашникова. Просто, надежно, экономично. И он вездесущ. Он всегда будет работать и не подведет. Сфера его применения огромна. Как мы писали выше от 20кВ до 3В. Что ж, не забывайте время отклика. 25нс для среднего варистора вполне достаточно. И есть случаи со скоростью отклика менее 0,5 нс.
Но, как и все в этом мире, у варистора есть и недостатки.
К ним относятся низкочастотный шум во время работы, высокая емкость варистора (от 70 до 3000 пФ) и тенденция материалов варистора к устареванию.
Преимущества варистора перевешивают недостатки. Вот почему он получил такое широкое распространение. А также автомат Калашникова.
Другие варианты проверки
Также тиристор можно проверить с помощью тестера. Для этого вам понадобится тестер, аккумулятор на шесть-десять вольт и жгут проводов.
Чтобы проверить прибор тестером, нужно действовать по следующей схеме:
-
Проверка тимистора омметром
Включите тестер между катодом и анодом: он должен показывать «бесконечность», потому что тиристор находится в состоянии низкой проводимости.
- Подключите аккумулятор между UE и катодом. Сопротивление на тестере должно уменьшаться по мере появления проводимости.
- Если нет питания, устройство не работает должным образом.
- Если питание постоянное, при любом напряжении на электродах, то в этом случае с тиристором что-то не так.
Также можно проверить тиристор с помощью омметра. Этот метод аналогичен проверке мультиметром и тестером. Потребуются:
- Подключите плюс омметра к аноду, а минус к катоду. Датчик омметра должен показывать высокое сопротивление.
- Замкните вывод анода и УЭ, сопротивление на датчике омметра должно резко упасть.
В принципе это вся инструкция по проверке. Если после этих действий вы отключите УЭ от анода, но не разорвете соединение между анодом и омметром, датчик устройства должен показать низкое сопротивление (это происходит, если анодный ток больше, чем текущий поддерживаемый).
Есть и другой способ проверки тиристора омметрами, для этого нужен дополнительный омметр. Необходимо подключить к аноду положительную клемму омметра, сопротивление в это время должно быть высоким. Далее следует, тоже положительный вывод, но уже другого омметра, быстро подключите и отсоедините от управляющего электрода (УЭ), в это время сопротивление первого омметра резко упадет.
Использование пайки волной при монтаже TMOV
На рисунке 7 показан температурный профиль припоя волной припоя, который можно использовать при установке варисторов TMOV. Показатели температуры в этом профиле типичны для этого автоматизированного метода установки. При этом допустимый температурный профиль для установки TCO значительно ниже. Фактически, профиль, представленный для TCO, соответствует крайнему случаю, в котором TCO не работает (триггер). Это означает, что пайка волной не может использоваться для установок TCO (даже с высокой Tf, например, 142 ° C.
Отказ от ручной сварки TCO позволяет значительно снизить стоимость продукта.
Рис. 7. Температурные профили пайки волной для варисторов TMOV и TCO (Tf = 142 ° C)
Проверка варистора мультиметром, определяем работоспособность
Каждый радиокомпонент в электрической цепи имеет свое предназначение. Некоторые изменяют параметры, другие являются индикаторами состояния или исполнителями команд.
Есть радиоэлементы, отвечающие за безопасность и защиту (мы не говорим о банальных предохранителях). Например, варистор, резко меняющий свои характеристики при скачках напряжения.
Это свойство используется в системах защиты источников питания и коммутационных устройств. Кроме того, он используется как простейший фильтр перенапряжения. Деталь недорогая, но достаточно эффективная.
Если ваш удлинитель или электроприбор не выполняет свою работу после скачка напряжения, не спешите вникать в схему схемотехники. Иногда достаточно знать, как проверить варистор мультиметром.
Пример срабатывания защиты
На рисунке ниже показана часть схемы блока питания компьютера с типичным использованием варистора.
В качестве варианта декодирования имеющейся разметки берем обозначенный элемент TVR 10471K:
- вид товара — 3 начальные буквы;
- затем две цифры (в нашем случае 10) — диаметр корпуса;
- 471 — действующее напряжение. Расшифровка — XXY = XX * 10y, что для нашего элемента означает 470 вольт;
- «К» — соответствующий класс точности 10.
Теперь можно переходить к изучению процедуры тестирования.
Изоляция в любой электрической установке должна соответствовать номинальному напряжению. Как правило, на все установки подается рабочее напряжение, немного отличающееся от номинального. В таких случаях эксплуатационная надежность может быть гарантирована только в том случае, если эта разница не превышает определенных установленных пределов максимального значения рабочего напряжения.
Во многих случаях электрооборудование выходит из строя при появлении в сети импульсов напряжения. Они проявляются в виде резкого изменения напряжения в любой момент, после чего оно восстанавливается до исходного уровня. Такие скачки происходят за очень короткий промежуток времени. Импульсы, которые появляются в электрических сетях, могут быть временными или коммутационными. Этим объясняется необходимость надежной защиты всех электрических устройств.
Применение приборов
Варисторы используются для защиты электронных устройств от скачков напряжения, амплитуда которых превышает номинал блока питания. Благодаря использованию полупроводникового резистора в источниках питания становится возможным избежать многих отказов, которые могут повредить электронику. Варистор также широко применяется в балластной цепи, которая используется в элементах освещения.
В некоторых стабилизаторах напряжения и тока также используются специализированные полупроводниковые резисторы, а для стабилизации питания в линиях электропередачи используются варисторы-разрядники на напряжение более 20 кВ. Также его можно подключить по схеме подключения (схема 1), предохраняя от перегрузок и недопустимых значений амплитуды тока и напряжения. Когда проводка перегружена, она перегревается, что может стать причиной возгорания.
Схема 1 — Подключение варистора для сети 220В.
Низковольтные варисторы работают в диапазоне напряжений от 3 до 200 В с силой тока от 0,1 до 1 А. Они используются в различном оборудовании и в основном устанавливаются на входе или выходе источника питания. Их время отклика составляет менее 25 нс, но для некоторых устройств этого значения недостаточно, и в этом случае используются дополнительные схемы защиты.
Однако технология их изготовления не стоит на месте, так как создан радиоэлемент с временем отклика менее 0,5 нс. Этот полупроводниковый резистор изготовлен по технологии smd. Дизайн дисков имеет более высокое время отклика. Многослойные варисторы (CN) обеспечивают надежную защиту от статического электричества, которое может повредить различные электронные компоненты. Пример использования — производство сотовых телефонов, чувствительных к статическому электричеству. Этот тип варисторов также широко используется в области компьютерной техники, а также в высокочувствительном оборудовании.
Проверка варистора: нахождение неисправности мультиметром
Варистор — электронное устройство с двумя контактами и симметричной нелинейной вольт-амперной характеристикой. Термин «варистор» происходит от латинских слов переменный — «заменяемый» и resist — «сопротивление». Внутри он представляет собой полупроводниковый резистор, способный изменять свое сопротивление в зависимости от напряжения, приложенного к его выводам.
Резисторы этого типа изготавливаются путем спекания полупроводника и связующего материала при высокой температуре.
Порошок карбида кремния или оксида цинка используется в качестве полупроводника, а стекло, краска и смола используются в качестве связующего.
Полученный после спекания элемент подвергают металлизации с последующим формированием проводников. По своей конструкции устройства выполнены в виде диска, таблетки, цилиндра или пленкообразной формы.
Принцип работы элемента подразумевает его включение параллельно силовой цепи. После того, как он был активирован и напряжение на входе было уменьшено, оно автоматически вернется к исходному значению. Из-за малой инерции это происходит мгновенно.
Основные параметры
Перед тем, как проверить работоспособность варистора, необходимо понять не только принцип его работы, но и знать, какими характеристиками он обладает. Как и любой электронный элемент, варистор имеет ряд особенностей, позволяющих использовать его в различных схемах.
Основным параметром является вольт-амперная характеристика (ВАХ). На нем четко видно, как изменяется ток при определенном значении напряжения.
Изучая ВАХ, можно увидеть, что варистор с симметричной двунаправленной характеристикой работает как в передней, так и в задней области синусоиды, подобно стабилитрону.
Помимо ВАХ, при исследовании варистора отмечаются следующие характеристики:
- Um — максимально допустимое рабочее напряжение для переменного или постоянного тока.
- P — это мощность, которую элемент может рассеять на себе без ухудшения своих параметров.
- W — допустимая энергия в джоулях, которую радиоэлемент может поглотить при воздействии одиночного импульса.
- Ipp — максимальное значение импульсного тока, для которого определяется форма импульса.
- Со — емкость, значение которой измеряется на варисторе в его нормальном состоянии.
Но на практике особое внимание уделяется в основном параметру Um. Эта характеристика показывает уровень напряжения, при котором ячейка выходит из строя и начинает течь ток.
Виды устройств
Существует класс варисторов низкого напряжения и варисторов высокого напряжения. Первые выпускаются с рабочим напряжением до двухсот вольт и силой тока до одного ампера. Последние имеют рабочее напряжение до двадцати киловольт. Элементы малой мощности используются в качестве защиты от скачков напряжения, возникающих в домашней сети, а мощные — в трансформаторных подстанциях и системах защиты от штормов.
Маркировка элементов
Независимо от производителя существует стандарт маркировки варисторов. На сам элемент принято наносить буквенно-цифровой код, в котором зашифрованы основные параметры. Например, для типа диска это обозначение аналогично S6K210, где:
- S — материал, из которого изготовлен варистор;
- 6 — диаметр корпуса элемента, указанный в миллиметрах;
- К — величина допуска отклонения;
- 210 — значение рабочего напряжения, выраженное в вольтах.
Для плоского типа используется такая же маркировка, только первые буквы — CN, чтобы указать тип продукта.
На схемах радиоэлемент графически обозначен перечеркнутым прямоугольником. На перекрещенной палочке сделана полочка, над которой размещена буква U. На схемах элемент подписан латинскими буквами RU.
Методы проверки мультиметром
Помимо мультиметра вам потребуются:
- сварщик;
- сварка;
- поток;
- техническая спецификация.
Измерение сопротивления элемента можно производить, не снимая припайки со схемы, но для получения достоверных данных необходимо отключить хотя бы один из его выводов от платы.
Вся подготовка сводится к тому, что сначала проводится визуальный осмотр полупроводникового элемента на предмет отсутствия: трещин, почернения, трещин.
Если сразу виден случай взрыва, проверка больше не может быть выполнена. Такой варистор явно неисправен.
Паяльник, флюс и пайка потребуются, чтобы отпаять один из выводов элемента или даже удалить его полностью и после проверки при необходимости снова припаять. Технический паспорт товара — это официальный документ, выданный производителем. Он содержит все основные данные и функции.
Таблица данных используется для того, чтобы точно знать, какое рабочее сопротивление радиокомпонента находится в состоянии покоя. Если при измерении мультиметром сопротивление варистора не отличается более чем на 10%, это считается полезным.
Если сопротивление значительно ниже, чем указано в паспорте, его необходимо будет заменить.
важно отметить, что в нормальном состоянии сопротивление варистора достигает нескольких сотен МОм, поэтому тестер должен иметь возможность проводить измерения в этом пределе.
Измерения стрелочным прибором
Перед тем как приступить к проверке варистора, потребуется настроить стрелочный мультиметр. Для этого он откалиброван. Его суть сводится к установке нулевого положения стрелки поворотом специальной ручки при замыкании щупов между собой.
Для этого кнопка-переключатель выбирает режим работы, соответствующий значку «Ω», а кулисный переключатель устанавливается на самый большой предел измерения сопротивления с помощью тестера.
Чаще всего обозначается как «x100», что соответствует МОмам. Сопротивление измеряется от источника питания (аккумулятора), установленного в устройстве).
Следовательно, если стрелку нельзя установить на ноль, аккумулятор необходимо заменить.
Проводя измерения напрямую, один щуп тестера прикасается к одному выводу варистора, а другим — к другому. Следовательно, есть три возможных исхода:
Стрелка отклонится до нуля или покажет сопротивление в районе килоомов. Делается вывод, что элемент неисправен (сломан).- Результат измерения находится в пределах сотен МОм. Эта индикация указывает на то, что варистор работает правильно.
- При прикосновении к выводам радиоэлемента стрелка никак не реагирует. Возможные причины следующие: рабочий диапазон прибора недостаточен для измерения величины сопротивления варистора, неисправен прибор, неисправен радиоэлемент (обрыв цепи).
Цифровой тестер
С помощью цифрового мультиметра проверить работоспособность варистора будет немного проще, чем аналогового. Это связано с тем, что цифровой тестер в своей конструкции имеет жидкокристаллический дисплей, на котором четко отображается измеренное сопротивление.
Этот тип тестера основан на аналого-цифровом преобразователе, принцип действия которого основан на сравнении измеряемого сигнала с эталонным.
Следует отметить, что если при включении тестера на экране появляется мигающий значок батареи, батарею необходимо заменить.
Порядок измерения сопротивления варистора можно представить в виде следующих действий:
Переключатель устанавливает максимальный предел измерения сопротивления. Обычно этот предел обозначается цифрой и буквой. Если записаны только числа, единицей измерения является Ом, буква K после числа означает килоом, а буква M — мегаом.- Щупы закрепляются на двух выводах варистора, а противоположные концы проводов с вилками вставляются в гнезда тестера, обозначенные и СОМ. Поскольку полярность сигнала, подаваемого на варистор, не имеет значения, не имеет значения, какой провод подключен к тому или иному выводу элемента. Хотя принято считать, что в разъем COM воткнут черный кабель.
- Устройство включается нажатием кнопки ВКЛ / ВЫКЛ на тестере.
- Если на манометре выделена единица измерения, это означает, что выбран небольшой предел измерения.
- Если на экране отображаются числа, отличные от единицы, это измеренное значение сопротивления.
При интерпретации результата измерения также необходимо учитывать допуск. Каждый радиоэлемент имеет свой индекс допуска.
Например, если допуск составляет 10 процентов, а внутреннее сопротивление варистора указано как 100 МОм, результат должен быть между 90 и 110 МОм.
Если измеренное сопротивление элемента оказывается ниже или выше этого диапазона, его можно считать неисправным.
Применение реостата
В испытательной схеме подвижный контакт реостата подключен к одному из выводов варистора, а предохранитель — к другому. Щупы мультиметра закрепляются параллельно выводам полупроводникового элемента и переходят в режим измерения напряжения. На пару свободных контактов подается разность потенциалов, величина которой превышает пробивное значение компонента.
С помощью подвижного контакта реостата напряжение постепенно изменяется до момента срабатывания варистора. Этот момент определяется вольтметром. Сначала показания мультиметра будут расти, а затем резко упадут до нуля. Это приведет к срабатыванию предохранителя. Фиксированное максимальное ненулевое значение будет пороговым напряжением.
важно отметить, что во время измерения, особенно с реостатом, тело может быть поражено электрическим током. Поэтому нельзя забывать о технике безопасности, нужно строго их соблюдать.
- https://220v.guru/fizicheskie-ponyatiya-i-pribory/multimetry/optimalnyy-sposob-proverit-ispravnost-varistora.html
- https://ostwest.su/instrumenty/kak-proverit-varistor-multimetrom-ne-vypaivaja.php/
- https://TorGorMash.ru/raznoe/proverka-varistora-multimetrom.html
- https://kuban-stan.ru/osnastka/kak-proverit-varistor-multimetrom.html
- https://forte-drilling.ru/tehspravochnik/kak-proverit-varistor.html
- https://proprovoda.ru/instrument/izmeritelnyj/multimetr/varistor-kak-proverit-multimetrom.html
- https://www.RadioElementy.ru/articles/kak-proverit-varistor-ispolzuem-multimetr-i-drugie-sposoby/
- https://StroiMarket-44.ru/tehspravka/kak-proverit-varistor-multimetrom.html
- https://orensbytus.ru/prochee/kak-proverit-varistor-multimetrom-poshagovaya-instruktsiya.html
- https://www.RusElectronic.com/varistor/
- https://grand-electro.ru/elektrooborudovanie/kak-proverit-varistor-mul-timetrom-poshagovaya-instrukciya.html
- https://ToolsTver.ru/teh-info/7n471k-varistor-harakteristiki.html
- https://separett.su/info/varistor-oboznachenie.html
- https://malivice.ru/proverit-varistor-multimetrom-poshagovaya-instruktsiya/
- https://LesSale.ru/glavnoe/kak-prozvonit-varistor.html