Nejlepší způsob, jak zkontrolovat stav varistoru

Opravy a diagnostika poruch radioelektronických zařízení probíhá vyhledáním vadných prvků a jejich následnou výměnou. Často není možné vizuálně určit, která rádiová součást je vadná, proto se k identifikaci poruch používají měřicí přístroje zvané testery. S jejich pomocí není kontrola varistoru většinou obtížná.

Účel a vlastnosti

Varistor je elektronické zařízení, které má dva kontakty a má nelineárně symetrickou charakteristiku proud-napětí. Termín „varistor“ pochází z latinských slov variabilní – „proměnlivý“ a odpor – „rezistor“. Ve svém jádru je to polovodičový rezistor, který může měnit svůj odpor v závislosti na napětí přivedeném na jeho svorky.

Tento typ rezistoru se vyrábí slinováním polovodičového a pojivového materiálu při vysokých teplotách. Jako polovodič se používá karbid křemíku, který je v práškovém stavu, nebo oxid zinečnatý a jako pojivo sklo, lak a pryskyřice. Prvek získaný po slinování je podroben metalizaci s dalším vytvářením vývodů. Svou konstrukcí jsou zařízení vyrobena ve formě podobné disku, tabletu, válce nebo filmu.

Varistor, který má schopnost prudce snížit svůj odpor, když se na jeho svorkách objeví určité napětí, se používá v elektronických obvodech jako ochranný prvek. Když dojde k napěťovému rázu o určité velikosti, polovodičové zařízení okamžitě sníží svůj vnitřní odpor na desítky ohmů, čímž prakticky zkratuje obvod a zabrání tomu, aby impuls poškodil zbývající prvky obvodu. Proto je důležitým parametrem varistoru hodnota napětí, při které dojde k poruše zařízení.

Princip činnosti prvku zahrnuje jeho paralelní připojení k napájecímu obvodu. Po jeho spuštění a poklesu vstupního napětí se samočinně vrátí na původní hodnotu. Díky nízké setrvačnosti se to stane okamžitě.

Základní parametry

Před kontrolou provozuschopnosti varistoru je nutné porozumět nejen principu jeho fungování, ale také vědět, jaké vlastnosti má. Jako každý elektronický prvek má varistor řadu charakteristik, které umožňují jeho použití v různých obvodech. Hlavním parametrem je charakteristika proud-napětí (voltampérová charakteristika). Jasně ukazuje, jak se mění proud při dané hodnotě napětí. Studiem charakteristik proudového napětí můžete vidět, že varistor, který má symetricky obousměrnou charakteristiku, pracuje v dopředné i zpětné zóně sinusoidy, připomínající zenerovu diodu.

Kromě charakteristiky proudového napětí jsou při studiu varistoru zaznamenány následující charakteristiky:

• Um je nejvyšší přípustné provozní napětí pro střídavý nebo konstantní proud.
• P je výkon, který může prvek rozptýlit, aniž by se zhoršily jeho parametry.
• W je přípustná energie v joulech, kterou může radiový prvek absorbovat, když je vystaven jedinému pulzu.
• Ipp je nejvyšší hodnota pulzního proudu, pro kterou je určen tvar pulzu.
• Co je kapacita, jejíž hodnota se v normálním stavu měří na varistoru.

Ale v praxi je zvláštní pozornost věnována hlavně parametru Um. Tato charakteristika ukazuje úroveň napětí, při které dojde k průrazu prvku a začne protékat proud.

Typy zařízení

Rozmanitost nalezených typů varistorů je způsobena tím, že výrobci se snaží především zvýšit jejich výkon. Proto se používají technologie bezolovnatého montáže SMD, které umožňují dosáhnout krátké doby odezvy při rázech vstupního napětí. Typická doba odezvy prvků s vývody je v rozmezí 15-25 nanosekund a SMD – 0,5 nanosekundy.

Existuje třída nízkonapěťových varistorů a vysokonapěťových varistorů. První se vyrábějí s provozním napětím do dvou set voltů a proudem do jednoho ampéru. Ty mají provozní napětí až dvacet kilovoltů. Nízkopříkonové prvky se používají jako ochrana proti přepětí, ke kterým dochází v domácí síti, a výkonové prvky se používají v trafostanicích a v systémech ochrany před bleskem.

Označování prvků

Bez ohledu na výrobce existuje norma pro značení varistorů. Na samotný prvek je zvykem aplikovat alfanumerický kód, ve kterém jsou zašifrovány hlavní parametry. Například pro typ disku toto označení vypadá jako S6K210, kde:

• S je materiál, ze kterého je varistor vyroben;
• 6 – průměr těla prvku, uvedený v milimetrech;
• K je hodnota tolerance odchylky;
• 210 je hodnota provozního napětí vyjádřená ve voltech.

U plošného typu je použito stejné značení, pouze první písmena jsou CN, označující typ výrobku.

Ve schématech je radiový prvek graficky označen jako přeškrtnutý obdélník. Na křížové tyči je vytvořena police, přes kterou je umístěno písmeno U Prvek je na schématech označen latinskými písmeny RU.

Multimetrové zkušební metody

Pro kontrolu varistoru, stejně jako jakéhokoli jiného rádiového prvku, je nejjednodušší použít zařízení speciálně k tomu určená. Jako taková zařízení se používají multimetry. Hlavním parametrem, který lze měřit, je vnitřní odpor prvku. Ale než začnete přímo kontrolovat varistor, měli byste se připravit.

Kromě multimetru budete potřebovat:

Měření odporu prvku lze provést bez jeho odpájení z obvodu, ale pro získání spolehlivých dat by měl být alespoň jeden z jeho kolíků odpojen od desky. Veškerá příprava se scvrkává na skutečnost, že polovodičový prvek je nejprve vizuálně zkontrolován, zda neobsahuje: trhliny, zčernání, praskliny. Pokud je okamžitě viditelná prasklá skříň, nelze provádět žádnou další kontrolu. Takový varistor je zjevně vadný.

Pájka, tavidlo a pájka budou zapotřebí k odpájení jednoho z vývodů prvku nebo dokonce jeho úplnému odstranění a po kontrole, pokud je to nutné, připájení zpět. Technický list prvku je oficiální dokument vydaný výrobcem. Označuje všechny základní údaje a charakteristiky.

Datasheet se používá k tomu, abyste přesně věděli, jaký je provozní odpor rádiové součásti v klidu. Pokud se při měření multimetrem odpor varistoru neliší o více než 10 %, pak je považován za dobrý. Pokud je odpor výrazně nižší, než je uvedeno v datovém listu, bude nutné jej vyměnit. Je důležité si uvědomit, že za normálních podmínek dosahuje odpor varistoru několik stovek megaohmů, takže tester musí být schopen měřit v tomto limitu.

Měření s číselníkem

Takové zařízení je považováno za analogové. Jeho konstrukce využívá elektromechanickou hlavu. Je to rám umístěný v magnetickém poli. V závislosti na síle proudu se šipka v rámu vychyluje a zastaví se v určité poloze. Rozsah vychýlení jehly je odstupňován čísly, podle kterých se vypočítá odpor.

Než začnete kontrolovat varistor, budete muset nastavit číselníkový multimetr. K tomu je kalibrován. Jeho podstatou je nastavení nulové polohy šipky otáčením speciální rukojeti při vzájemném spojování sond.

Chcete-li to provést, přepínací tlačítko vybere provozní režim odpovídající ikoně „Ω“.»a přepínač sušenek je nastaven na nejvyšší limit měření odporu testeru. Nejčastěji se označuje jako „x100“, což odpovídá megaohmům. Odpor se měří ze zdroje napájení (baterie) instalovaného v zařízení. Pokud tedy nemůžete nastavit ručičku na nulu, bude nutné vyměnit baterii.

Při provádění přímých měření se dotkněte jedné svorky varistoru jednou sondou testeru a druhé svorky druhou. V důsledku toho jsou možné tři výsledky:

1. Šipka se vychýlí na nulu nebo ukáže odpor v oblasti kiloohmů. Je učiněn závěr, že prvek je vadný (porucha).
2. Výsledek měření se pohybuje v řádu stovek megaohmů. Tento údaj ukazuje provozuschopnost varistoru.
3. Když se dotknete svorek rádiového prvku, šipka nijak nereaguje. Možné příčiny jsou následující: pracovní rozsah zařízení nestačí k měření hodnoty odporu varistoru, zařízení je vadné, radiový prvek je vadný (rozbití).

Digitální tester

Pomocí digitálního multimetru bude kontrola funkčnosti varistoru o něco jednodušší než použití analogového. Je to dáno tím, že digitální tester má ve svém provedení LCD displej, který přehledně zobrazuje naměřený odpor.

Provoz tohoto typu testeru je založen na analogově-digitálním převodníku, jehož princip činnosti je založen na porovnávání měřeného signálu s referenčním. Je třeba poznamenat, že pokud se po zapnutí testeru na obrazovce objeví blikající ikona baterie, bude nutné baterii vyměnit. Postup měření odporu varistoru lze znázornit takto:

1. Přepínač nastavuje maximální limit měření odporu. Obvykle je tento limit označen číslem a písmenem. Pokud jsou zapsána pouze čísla, pak je měrnou jednotkou Ohm, písmeno K za číslem znamená kiloohm, písmeno M znamená megaohm.
2. Sondy jsou upevněny na dvou svorkách varistoru a opačné konce vodičů se zástrčkami jsou zasunuty do zdířek testeru označených Ω a COM. Protože nezáleží na polaritě signálu přivedeného na varistor, nezáleží na tom, který vodič je připojen ke které svorce prvku. I když je zvykem, že se do COM konektoru vkládá černá šňůra.
3. Zařízení se zapíná stisknutím tlačítka ON/OFF na testeru.
4. Pokud je na indikátoru zobrazena jednotka, znamená to, že byl zvolen malý limit měření.
5. Pokud jsou na obrazovce zobrazena jiná čísla než jedna, jedná se o hodnotu naměřeného odporu.

Při interpretaci výsledku měření je třeba vzít v úvahu také toleranci. Každý rádiový prvek má svůj vlastní indikátor tolerance. Pokud je například tolerance 10 procent a vnitřní odpor varistoru je specifikován jako 100 MΩ, pak by měly být získané výsledky mezi 90 a 110 MΩ. Pokud se zjistí, že naměřený odpor prvku je pod nebo nad tímto rozsahem, lze jej považovat za vadný.

Aplikace reostatu

Kontrolu varistoru lze provést nejen měřením jeho vnitřní impedance. Hodnota vnitřního odporu může odpovídat deklarované hodnotě, ale prahové napětí varistoru bude nesprávné. Pro kontrolu hodnoty průrazu použijte multimetr s laboratorním autotransformátorem nebo reostatem.

V testovacím obvodu je k jedné z vývodů varistoru připojen pohyblivý kontakt reostatu a ke druhé pojistka. Sondy multimetru jsou upevněny paralelně ke svorkám polovodičového prvku a sám se přepne do režimu měření napětí. Na volný pár kontaktů je přiveden potenciálový rozdíl, jehož hodnota přesahuje hodnotu průrazu součástky.

Pomocí pohyblivého kontaktu reostatu se napětí plynule mění, dokud se nespustí varistor. Tento moment je určen voltmetrem. Zpočátku se hodnoty multimetru zvýší a poté prudce klesnou na nulu. Tím dojde k přepálení pojistky. Maximální zaznamenaná nenulová hodnota bude prahové napětí.

Je důležité si uvědomit, že při měření, zejména pomocí reostatu, může být tělo vystaveno elektrickému šoku. Proto nesmíme zapomínat na bezpečnostní opatření musíme je přísně dodržovat;

Varistor je druh polovodičového rezistoru s funkcí pojistky pro chráněný obvod. Princip činnosti varistoru je založen na prudkém a rychlém poklesu jeho elektrického odporu, když se napětí na kontaktech zvyšuje. To znamená paralelní způsob připojení zařízení k části obvodu, kterou je třeba obejít.

V normálním režimu je varistor neaktivní – je potřeba při špičkových napěťových rázech, které mohou poškodit chráněný obvod. Zvýšení potenciálového rozdílu vede k toku proudu přes varistor a přebytečná energie je zařízením uvolňována v tepelné formě. Navenek typický varistor vypadá jako tablet se dvěma anténními vodiči a je podobný kondenzátoru, liší se od něj použitým značením.

Základní parametry a značení varistorů

Tento typ polovodičových součástek je k dispozici ve dvou variantách. Nízkonapěťové varistory pracují při napětí v rozsahu od 3 do 200 Voltů, používají se v domácích zařízeních. Vysokonapěťové jsou schopné reagovat na napětí až 20 000 Voltů a používají se v průmyslu.

Označením zařízení můžete pochopit nejen jeho účel (a odlišit jej od kondenzátoru), ale také získat představu o hlavních charakteristikách.

Například varistor označený 20d421k má průměr 20 milimetrů, prahové otevírací napětí 420 voltů a písmeno k označuje přípustnou odchylku tohoto napětí rovnou 10 %. To znamená, že toto zařízení může pracovat již tehdy, když je na jeho kontakty (378 – 420) přivedeno napětí 42 voltů.

Na elektrických schématech je varistor označen zkratkou znrX, kde X je počet zařízení v daném úseku obvodu.

Kontrola varistoru – kontrola, ohmmetr a multimetr

Když je toto polovodičové zařízení spuštěno, uvolňuje se značné teplo a varistor může shořet. K tomu dochází, když je špičkové napětí vysoké, když je aplikováno po dlouhou dobu, nebo když dojde ke kombinaci obou faktorů.

Existuje několik způsobů, jak zkontrolovat další výkon varistoru:

• Vnější kontrola. Nemělo by být odmítnuto, protože mnoho moderních obvodů je pevně zabaleno a narušení integrity vnějšího pláště zařízení lze snadno přehlédnout. Případné praskliny, bobtnání nebo ztmavnutí na tělese varistoru svědčí o jeho selhání.
• Vytočte pomocí multimetru. Spolehlivě zkontrolovat funkčnost varistoru multimetrem přímo na desce nelze – budete muset připájet alespoň jeden kontakt. Důležité je měřit v obou směrech vzájemnou záměnou sond. Volič režimu multimetru musí být nastaven na buňku „kontrola diody“, obvykle je vedle ní symbol diody a ikona akustické indikace. Celý varistor díky svému výraznému odporu nezvoní.
• Měření ohmmetrem nebo megaohmmetrem. Ohmmetr by měl být nastaven na maximální hodnotu u většiny domácích spotřebičů to jsou 2 megaohmy. Na stupnici mohou být označeny jako 2000K nebo 2M. Teoreticky by měl být naměřený odpor nekonečný, v praxi může ohmmetr ukázat hodnotu odporu pracovního varistoru 1,5. 2 MegaOhm. Pokud testujete varistor megohmetrem, je důležité nastavit správnou hodnotu napětí na jeho svorkách. U výkonných měřicích přístrojů může být vyšší než prahové napětí pro otevření varistoru. Jednoduše řečeno, během testovacího procesu může dojít k spálení polovodičové pojistky.

V praxi není použití multimetru k diagnostice zdraví varistorů tak běžné, protože ve většině případů postačí externí vyšetření. Při výměně spálené pojistky byste měli věnovat pozornost technickým vlastnostem jejího předchůdce, jinak nový varistor selže mnohem rychleji nebo nebude plnit svou bočníkovou funkci a poškodí celou elektronickou jednotku.