નેટવર્કમાં સમાવિષ્ટ દરેક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણને વર્તમાન અથવા વોલ્ટેજના થ્રેશોલ્ડ મૂલ્યોને ઓળંગવા સામે રક્ષણની જરૂર છે. વર્તમાન સુરક્ષા માટે વિવિધ ફ્યુઝ અને સર્કિટ બ્રેકર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, પરંતુ વેરિસ્ટરનો ઉપયોગ મોટાભાગે ઉપકરણને ઓવરવોલ્ટેજથી બચાવવા માટે થાય છે. આ લેખમાં, અમે વેરિસ્ટરના સંચાલનના સિદ્ધાંત, તેની લાક્ષણિકતાઓ, આ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકના ફાયદા અને ગેરફાયદાને ધ્યાનમાં લઈશું.
સામગ્રી
વેરિસ્ટર શું છે અને તેનો ઉપયોગ ક્યાં થાય છે
વેરિસ્ટર - આ સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલથી બનેલું વેરિયેબલ રેઝિસ્ટર છે, જે તેના પર લગાવેલા વોલ્ટેજના આધારે તેના વિદ્યુત પ્રતિકારને બદલવામાં સક્ષમ છે.
આવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકના સંચાલનનો સિદ્ધાંત પરંપરાગત રેઝિસ્ટર અને પોટેન્ટિઓમીટરથી અલગ છે. ધોરણ રેઝિસ્ટર કોઈપણ સમયે પ્રતિકારનું સતત મૂલ્ય ધરાવે છે, સર્કિટમાં વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લીધા વિના, પોટેન્ટિઓમીટર તમને કંટ્રોલ નોબને ફેરવીને મેન્યુઅલી પ્રતિકાર બદલવાની મંજૂરી આપે છે. પરંતુ વેરિસ્ટરમાં બિન-રેખીય સપ્રમાણ વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા છે અને તેનો પ્રતિકાર સર્કિટમાંના વોલ્ટેજ પર સંપૂર્ણપણે આધાર રાખે છે.
આ ગુણધર્મને લીધે, વોલ્ટેજના પ્રકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, વિદ્યુત નેટવર્ક્સ, મશીનો અને સાધનો, તેમજ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો, બોર્ડ અને માઇક્રોસિર્કિટ્સને સુરક્ષિત કરવા માટે વેરિસ્ટરનો વ્યાપક અને અસરકારક રીતે ઉપયોગ થાય છે. તેમની પાસે ઉત્પાદન ખર્ચ ઓછો છે, ઉપયોગમાં વિશ્વસનીય છે અને ઊંચા ભારનો સામનો કરવામાં સક્ષમ છે.
વેરિસ્ટર્સનો ઉપયોગ 20 kV સુધીના હાઇ-વોલ્ટેજ ઇન્સ્ટોલેશનમાં અને 3 થી 200 V સુધીના લો-વોલ્ટેજ ઇન્સ્ટોલેશનમાં વોલ્ટેજ લિમિટર તરીકે થાય છે. તે જ સમયે, તેઓ વૈકલ્પિક વર્તમાન અને સીધા વર્તમાન સાથે બંને નેટવર્કમાં કામ કરી શકે છે. તેનો ઉપયોગ વર્તમાન અને વોલ્ટેજને નિયમન અને સ્થિર કરવા તેમજ વધારાના રક્ષણાત્મક ઉપકરણોમાં થાય છે. નેટવર્ક ફિલ્ટર્સ, પાવર સપ્લાય, મોબાઇલ ફોનની ડિઝાઇનમાં વપરાય છે. એસપીડી અને અન્ય SPEs.
પ્રકારો અને કામગીરીના સિદ્ધાંત
સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં કામ કરતી વખતે, વેરિસ્ટરમાં વિશાળ પ્રતિકાર હોય છે, જે જ્યારે વોલ્ટેજ થ્રેશોલ્ડ મૂલ્ય કરતાં વધી જાય ત્યારે ઘટી શકે છે. એટલે કે, જો સર્કિટમાં વોલ્ટેજ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, તો વેરિસ્ટર ઇન્સ્યુલેટીંગ રાજ્યમાંથી વિદ્યુત વાહક સ્થિતિમાં પસાર થાય છે અને, સેમિકન્ડક્ટરમાં હિમપ્રપાતની અસરને કારણે, તેના દ્વારા મોટો પ્રવાહ પસાર કરીને વોલ્ટેજને સ્થિર કરે છે.
વેરિસ્ટર્સ ઉચ્ચ અને નીચા વોલ્ટેજ સાથે કામ કરી શકે છે અને તે મુજબ, ઉપકરણોના બે જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે જે ઓપરેશનના સમાન સિદ્ધાંત ધરાવે છે:
- ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ: 20 kV સુધીના વર્તમાન મૂલ્યો સાથે સર્કિટમાં કાર્ય કરવા સક્ષમ (નેટવર્ક અને સાધનોની રક્ષણાત્મક સિસ્ટમોમાં, સર્જ સંરક્ષણ ઉપકરણોમાં વપરાય છે).
- લો વોલ્ટેજ: આ પ્રકારના ઘટકો માટે રેટ કરેલ વોલ્ટેજ 3 થી 200 V સુધી બદલાય છે (0.1 - 1A ના વર્તમાન સાથે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને સાધનોના ઘટકોને સુરક્ષિત કરવા માટે વપરાય છે અને પાવર સ્ત્રોતના ઇનપુટ અથવા આઉટપુટ પર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે).
વેરિસ્ટર પ્રતિભાવ સમય પાવર ઉછાળો લગભગ 25 એનએસ છે, જે એક ઉત્તમ મૂલ્ય છે, પરંતુ કેટલાક કિસ્સાઓમાં અપર્યાપ્ત છે. તેથી, ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના ઉત્પાદકોએ smd રેઝિસ્ટરના ઉત્પાદન માટે એક તકનીક વિકસાવી છે, જેનો પ્રતિભાવ સમય 0.5 ns છે.
આ સામગ્રીને ઊંચા તાપમાને બાઈન્ડર (રેઝિન, માટી, કાચ) વડે સિન્ટર કરીને તમામ પ્રકારના વેરિસ્ટર્સ સિલિકોન કાર્બાઈડ અથવા ઝિંક ઑક્સાઈડમાંથી બને છે. સેમિકન્ડક્ટર તત્વ પ્રાપ્ત કર્યા પછી, તેને કનેક્શન માટે સોલ્ડરિંગ મેટલ લીડ્સ સાથે બંને બાજુઓ પર મેટલાઈઝ કરવામાં આવે છે.
માર્કિંગ, મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ અને પરિમાણો
વેરિસ્ટર્સના દરેક ઉત્પાદક તેના ઉત્પાદનને ચોક્કસ રીતે લેબલ કરે છે, તેથી ત્યાં હોદ્દો વિકલ્પો અને તેમના અર્થઘટનની એકદમ મોટી સંખ્યા છે. સૌથી સામાન્ય રશિયન વેરિસ્ટર K275 છે, અને લોકપ્રિય વિદેશી બનાવટના ઘટકો 7n471k, kl472m અને અન્ય છે.
CNR-10d751k વેરિસ્ટરનું હોદ્દો નીચે પ્રમાણે સમજી શકાય છે: CNR - મેટલ ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર; ડી - એટલે કે ઘટક ડિસ્કના સ્વરૂપમાં છે; 10 ડિસ્કનો વ્યાસ છે; 751 – આ ઉપકરણ માટે પ્રતિસાદ વોલ્ટેજ (ગણતરી પ્રથમ બે અંકોને ત્રીજા અંકની સમાન શક્તિ સાથે 10 વડે ગુણાકાર કરીને થાય છે, એટલે કે, પ્રથમ ડિગ્રીમાં 75 ગુણ્યા 10, અમને 750 V મળે છે); k - રેટ કરેલ વોલ્ટેજનું અનુમતિપાત્ર વિચલન, જે કોઈપણ દિશામાં 10% છે (l - 15%, M - 20%, P - 25%).
વેરિસ્ટરની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચેના પરિમાણો છે:
વર્ગીકરણ વોલ્ટેજ - વેરિસ્ટરમાંથી વહેતા પ્રવાહના ચોક્કસ મૂલ્યો પર વોલ્ટેજ (સામાન્ય રીતે આ મૂલ્ય 1mA છે). આ સેટિંગ શરતી છે અને ઉપકરણની પસંદગીને અસર કરતી નથી;
મહત્તમ સ્વીકાર્ય વોલ્ટેજ - વોલ્ટેજ શ્રેણી (RMS અથવા RMS), જેના પર વેરિસ્ટર તેના પ્રતિકારને ઘટાડવાનું શરૂ કરે છે;
મહત્તમ શોષણ ઊર્જા - એક લાક્ષણિકતા જે ઊર્જાનું મૂલ્ય દર્શાવે છે જે વેરિસ્ટર વિખેરી નાખે છે અને જ્યારે એક પલ્સનો સંપર્ક કરવામાં આવે ત્યારે નિષ્ફળ થતો નથી (જ્યુલ્સમાં માપવામાં આવે છે);
મહત્તમ ઉછાળો વર્તમાન - વર્તમાન પલ્સના ઉદય સમય અને અવધિને સામાન્ય બનાવે છે (એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે);
ક્ષમતા એક ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે, જે બંધ સ્થિતિ અને આપેલ આવર્તન સાથે માપવામાં આવે છે (જો વેરિસ્ટર પર મોટો પ્રવાહ લાગુ કરવામાં આવે તો તે શૂન્ય સુધી ઘટી જાય છે);
સહનશીલતા - બંને દિશામાં નજીવા સંભવિત તફાવતથી વિચલન (ટકાવારી તરીકે દર્શાવેલ છે).
પ્રતિભાવ સમય - સમય અંતરાલ કે જેના માટે વેરિસ્ટર બંધ સ્થિતિમાંથી ખુલ્લામાં પસાર થાય છે (સામાન્ય રીતે થોડા દસ નેનોસેકન્ડ).
વેરિસ્ટર્સના ફાયદા અને ગેરફાયદા
નોન-લીનિયર રેઝિસ્ટર (વેરિસ્ટર) નો મહત્વનો ફાયદો એ છે કે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ અને ભારે ભાર પર તેનું સ્થિર અને વિશ્વસનીય કામગીરી. તેનો ઉપયોગ 3 V થી 20 kV સુધીના વોલ્ટેજ સાથે કામ કરતા ઘણા ઉપકરણોમાં થાય છે, તે ઉત્પાદન માટે પ્રમાણમાં સરળ અને સસ્તું અને કાર્યક્ષમ છે. વધારાના મહત્વપૂર્ણ ફાયદાઓ છે:
- ઉચ્ચ પ્રતિભાવ ગતિ (નેનોસેકન્ડ);
- લાંબી સેવા જીવન;
- વોલ્ટેજ ટીપાંનું નિરીક્ષણ કરવાની ક્ષમતા (જડતા વિનાની પદ્ધતિ).
આ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકના ઘણા ફાયદા હોવા છતાં, તેમાં ગેરફાયદા પણ છે જે વિવિધ સિસ્ટમોમાં તેના ઉપયોગને અસર કરે છે. આમાં શામેલ છે:
- ઓપરેશન દરમિયાન ઓછી આવર્તન અવાજ;
- ઘટક વૃદ્ધત્વ (સમય સાથે પરિમાણોની ખોટ);
- મોટી કેપેસીટન્સ: વોલ્ટેજ અને તત્વના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે, તે 70 થી 3200 pF ની રેન્જમાં છે અને ઉપકરણના પ્રદર્શનને અસર કરે છે;
- મહત્તમ વોલ્ટેજ મૂલ્યો પર, પાવર વિખરાયેલ નથી - તે નોંધપાત્ર રીતે વધુ ગરમ થાય છે અને લાંબા ગાળાના મહત્તમ વોલ્ટેજ મૂલ્યો પર નિષ્ફળ જાય છે.
વેરિસ્ટર પસંદગી
ચોક્કસ ઉપકરણ માટે યોગ્ય વેરિસ્ટર પસંદ કરવા માટે, તમારે તેના પાવર સ્ત્રોતની લાક્ષણિકતાઓ જાણવાની જરૂર છે: ક્ષણિક કઠોળની પ્રતિકાર અને શક્તિ. મહત્તમ અનુમતિપાત્ર વર્તમાન મૂલ્ય, અન્ય વસ્તુઓની વચ્ચે, તેના એક્સપોઝરની અવધિ અને પુનરાવર્તનોની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તેથી, જ્યારે ઓછા અંદાજિત પીક વર્તમાન મૂલ્ય સાથે વેરિસ્ટર ઇન્સ્ટોલ કરતી વખતે, તે ઝડપથી નિષ્ફળ જશે.ટૂંકમાં, ઉપકરણના અસરકારક રક્ષણ માટે, વોલ્ટેજ સાથેનું વેરિસ્ટર પસંદ કરવું જરૂરી છે કે જેનું નામ નજીવું માર્જિન હોય.
ઉપરાંત, આવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકની મુશ્કેલી-મુક્ત કામગીરી માટે, શોષિત થર્મલ ઊર્જાના વિસર્જનનો દર અને ઝડપથી સામાન્ય કામગીરીની સ્થિતિમાં પાછા આવવાની ક્ષમતા ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
ડાયાગ્રામ પર હોદ્દો અને વેરિસ્ટરને કનેક્ટ કરવા માટેના વિકલ્પો
પર યોજનાઓ varistor સામાન્ય રીતે સૂચિત, નિયમિત રેઝિસ્ટરની જેમ, પરંતુ સ્લેશની બાજુમાં ઉમેરાયેલ U સાથે. આ લક્ષણ આકૃતિઓમાં દર્શાવે છે કે આ તત્વ સર્કિટમાં વોલ્ટેજ પર પ્રતિકારક અવલંબન ધરાવે છે. પણ ચાલુ વાયરિંગ ડાયાગ્રામ આ તત્વ સીરીયલ નંબર (RU1, RU2 ... વગેરે) ના ઉમેરા સાથે બે અક્ષરો R અને U સાથે ચિહ્નિત થયેલ છે.
વેરિસ્ટર્સને કનેક્ટ કરવા માટે મોટી સંખ્યામાં વિકલ્પો છે, પરંતુ તમામ પદ્ધતિઓ માટે સામાન્ય બાબત એ છે કે આ ઘટક પાવર સર્કિટ સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. તેથી, વોલ્ટેજ કઠોળના ખતરનાક મૂલ્યોની ગેરહાજરીમાં, વેરિસ્ટરમાંથી વહેતા પ્રવાહનું મૂલ્ય નાનું હોય છે (મોટા પ્રતિકારક મૂલ્યોને કારણે) અને તે કોઈપણ રીતે સિસ્ટમની કામગીરીને અસર કરતું નથી. જ્યારે ઓવરવોલ્ટેજ થાય છે, ત્યારે વેરિસ્ટર નાના મૂલ્યો માટે પ્રતિકારમાં ફેરફાર કરે છે, લોડને દૂર કરવામાં આવે છે, અને શોષિત ઊર્જા આસપાસની જગ્યામાં વિખેરી નાખવામાં આવે છે.
સમાન લેખો:
