Varistor de Óxido Metálico, MOV: Resistor Dependente de Tensão

10 de março de 2023 0 Comentários Leitura: 8 min

O varistor de óxido metálico, MOV, é utilizado para aplicações em proteção transitória de circuitos eletrônicos.

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Tutorial de Resistores Inclui:

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Os varistores podem ser considerados uma forma de resistor em que a resistência muda significativamente com a tensão aplicada. O tipo mais comum de varistor utiliza um óxido de metal e, portanto, eles são frequentemente conhecidos como varistores de óxido de metal, ou MOV para abreviar.

Tendo em vista que sua resistência depende da tensão aplicada, eles também podem ser conhecidos como resistores dependentes de tensão.

Seu nome mais familiar, varistor, é derivado do fato de que esses componentes são ‘resistores variáveis’, a palavra varistor é uma contração das duas palavras.

Sumário

símbolo do varistor

O símbolo do circuito varistor pode ser visto como muito semelhante ao de um termistor. Consiste no símbolo do resistor básico de um retângulo com uma linha diagonal que possui uma pequena seção adicional paralela ao corpo do símbolo do resistor. Isso indica a natureza não linear do varistor.

Embora alguns outros símbolos possam ser usados ocasionalmente, o mostrado é o mais amplamente usado e foi mantido sob os padrões comuns.

Noções básicas do varistor

A principal característica do varistor é que ele tem uma alta resistência elétrica quando baixas tensões são aplicadas sobre eles, mas para tensões mais altas a resistência cai. Fazendo com que o varistor conduza. Como resultado, eles podem ser usados para proteção contra surtos.

O varistor é escolhido de forma que não conduza para tensões normalmente aplicadas, mas sua tensão de acionamento é selecionada de forma que acima da tensão normalmente aplicada o dispositivo passe a conduzir. Desta forma, quaisquer grandes tensões transitórias são encurtadas e dissipadas, protegendo assim o dispositivo.

Existem duas variantes principais de varistores:

Varistor de óxido de cerâmica / metal: Esta forma de varistor é a mais amplamente utilizada e é a forma que é frequentemente referida quando o termo varistor é indicado. O varistor é bidirecional e é baseado em um óxido cerâmico ou metálico. Como resultado, esta forma de dispositivo é frequentemente chamada de varistor de óxido de metal, ou MOV.
Diodo varistor: Este tipo de estrutura utiliza uma característica de diodo para fornecer a resistência variável. Se apenas um único diodo for usado, ele atuará apenas em uma direção, mas diodos back-to-back são usados para fornecer propriedades de resistência variável bidirecional. Quando diodos comuns são usados para proteção, eles normalmente não são chamados de varistores.

Noções básicas de varistor de óxido de metal

O varistor de óxido de metal, MOV, é a forma de varistor mais amplamente utilizada. Geralmente é fabricado a partir de um material como o óxido de zinco, ZnO, embora outro material usado seja o carboneto de silício, SiC, que fornece propriedades semelhantes.

Na fabricação, o pó de cerâmica, ZnO ou SiC é comprimido, normalmente em forma de disco, e então sinterizado em alta temperatura, geralmente em torno de 1200°C. Eletrodos / conexões e derivações são adicionados e, em seguida, o dispositivo é encapsulado.

Os varistores estão disponíveis em vários formatos: formato de disco, dispositivos guiados axialmente; blocos com terminais de parafuso (para dispositivos de alta potência); dispositivos com chumbo radial.

A característica de um varistor de óxido de metal ou um varistor de carboneto de silício pode ser expressa no formato:

Onde:
I = corrente através do dispositivo
k = uma constante para o componente
V = tensão aplicada
n = valor para o estilo do dispositivo

Tipicamente para carboneto de silício o valor de n está entre cerca de 3 – 7, mas para o dispositivo de óxido de zinco o valor pode estar na região de 20 – 50 tornando a característica muito mais nítida.

operação do varistor

Os varistores são usados em muitas áreas, normalmente para proteção contra surtos em muitas áreas onde são colocados nas linhas a serem protegidas ou no solo a partir da linha. Em circunstâncias normais, eles consomem pouca corrente, mas quando ocorre um surto, a tensão sobe acima do joelho ou tensão de fixação e eles consomem corrente, dissipando assim o surto e protegendo o equipamento. O surto real é parcialmente absorvido pelo varistor e parcialmente conduzido.

Os varistores de óxido de metal e carboneto de silício operam porque os limites de grão entre os grãos do material atuam como pequenas junções PN. Todo o componente age como se fosse uma grande massa de pequenos diodos em série e paralelo. Quando uma baixa tensão é aplicada, muito pouca corrente flui porque as junções são polarizadas inversamente e a única corrente é a corrente de fuga. Quando um surto aparece no dispositivo que excede a tensão de fixação, os diodos sofrem uma avalanche e uma grande corrente é capaz de fluir através do dispositivo.

Os varistores são adequados apenas para pulsos de curta duração e não são adequados para lidar com surtos sustentados. Seu tamanho limita a quantidade de energia que eles podem dissipar. Exceder o período ou a tensão nominal pode causar a queima dos dispositivos ou, em casos extremos, quando a energia necessária para dissipar é muito alta, eles podem explodir. Portanto, é importante operá-los dentro de suas classificações.

Outro ponto a observar é que os varistores de óxido de metal, MOVs, que são expostos a surtos repetidos, podem alterar ligeiramente suas propriedades e degradar. Depois que eles experimentam surtos, a tensão de fixação diminui um pouco e, eventualmente, isso pode levar à sua destruição.

Como resultado desse modo de falha, os MOVs geralmente são conectados em série com um interruptor/fusível térmico que será ativado se muita corrente for consumida.

especificações do varistor

Ao escolher um varistor para uma determinada aplicação, há uma série de parâmetros que precisam ser considerados. Algumas das principais especificações do varistor estão listadas abaixo:

Tensão de fixação: É a tensão na qual o varistor começa a mostrar condução significativa.
Tensão nominal: Esta tensão, declarada como CA ou CC, é a tensão máxima na qual o dispositivo pode ser usado. Normalmente, é melhor ter uma boa margem entre a tensão nominal e a tensão operacional, embora isso precise ser equilibrado com a tensão de fixação e o nível de proteção necessário.
Corrente de pico: é a corrente máxima que o dispositivo pode suportar. Pode ser expressa como uma corrente para um determinado tempo.
Energia máxima de pulso: É a energia máxima de um pulso, expressa em Joules que o dispositivo pode dissipar. A classificação de energia para o varistor geralmente é definida usando transientes padronizados. O transiente é expresso no formato x/y, onde x é o tempo para o aumento do transiente e y é o tempo para atingir seu valor de meio pico. Os formatos típicos são 8/20 e 10/1000.
Tempo de resposta Este é o tempo para o varistor iniciar a condução após a aplicação do pulso. Em muitos casos, isso não é um problema. Os valores típicos são abaixo de 100 nS.
Capacitância: O varistor de óxido de metal tem uma capacitância relativamente alta em todo o dispositivo. Embora para aplicações de baixa frequência isso possa não ser um problema, pode apresentar problemas quando é usado com linhas que transportam dados, etc. Portanto, é necessário verificar o valor da capacitância através do dispositivo para qualquer circuito onde isso possa ser um emitir. Varistores de óxido de metal típicos podem ter níveis de capacitância entre 100 e 1000 pF, embora versões de baixa capacitância estejam disponíveis.
Corrente de espera: A corrente de espera é o nível de corrente que é consumido pelo varistor quando ele está operando abaixo da tensão de fixação. Normalmente, essa corrente será especificada em uma determinada tensão de operação no dispositivo.

Aplicações de varistores

As áreas típicas onde os varistores são usados incluem:

Tiras e adaptadores de energia protegidos contra surtos
Telefone e outras linhas de comunicação
Fontes de alimentação – normalmente aquelas conectadas a linhas de energia elétrica
Proteção geral de equipamentos eletrônicos
Eletrônica automotiva – a eletricidade dos carros é conhecida por ter muitos picos nas linhas de energia
Proteção industrial de linha CA de alta energia

Os varistores também são usados em algumas circunstâncias como misturadores de micro-ondas para modulação, detecção e também conversão de frequência, embora esta não seja uma aplicação padrão.

Varistores são capazes de fornecer proteção vital para circuitos eletrônicos que podem estar sujeitos a impulsos e picos de tensão. Eles são capazes de desviar a energia para o solo e assim proteger os equipamentos. Esses varistores são usados em muitos itens, como soquetes principais protegidos contra surtos e similares. Eles são usados para proteger computadores e outros itens de equipamento que podem ser suscetíveis a surtos e picos de energia.

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