وریستور چیست و چه کاربردی دارد؟

 اضافه ولتاژ وضعیتی است که در آن ولتاژ اعمال شده به مدار از محدوده عملکرد عادی آن فراتر رود. اضافه ولتاژ می‌تواند به قطعات الکترونیکی آسیب برساند یا آنها را از بین ببرد. همچنین اضافه ولتاژ باعث اختلال در عملکرد، کاهش طول عمر و یا حتی آتش سوزی در سیستم‌های الکترونیکی می‌شود. بنابراین حفاظت از مدارهای الکترونیکی در برابر اضافه ولتاژ با استفاده از دستگاه‌ها و روش‌های مناسب بسیار مهم است. 

مهم‌ترین دلایل رایج اضافه ولتاژ

رعد و برق: صاعقه می‌تواند باعث افزایش ولتاژ بالا در خطوط برق، خطوط مخابراتی یا کابل‌های آنتن شود که گاهی به هزاران ولت هم ممکن است برسد و به دستگاه‌های متصل به آن آسیب برساند.

ترانزینت یا حالت گذرای سوئیچینگ: ترانزینت سوئیچینگ تغییرات ناگهانی در ولتاژ یا جریان است که در اثر روشن یا خاموش کردن بارهای بزرگ، موتورها، ترانسفورماتورها یا سایر وسایل ایجاد می‌شود. آنها می‌توانند نوسانات ولتاژ ایجاد کنند که ممکن است با مدارهای حساس تداخل داشته باشد یا به آنها آسیب برساند.

خطاهای منبع تغذیه: خطاهای منبع تغذیه اختلالاتی در منبع تغذیه هستند که می‌توانند منجر به اضافه ولتاژ شوند.

 

خرید وریستور از فروشگاه اینترنتی قطعات الکترونیک لیون 

 

5 روش رایج برای حفاظت از مدارهای الکترونیکی

برخی از تجهیزات و روش‌های رایج برای محافظت از مدارهای الکترونیکی در برابر اضافه ولتاژ عبارتند از:

وریستورها: وریستورها مقاومت‌هایی هستند که مقاومت خود را با توجه به ولتاژ اعمال شده به آن تغییر می‌دهند. 

دیودهای زنر: دیودهای زنر دیودهایی هستند که در صورت تجاوز ولتاژ از آستانه معین، جریان را در هر دو جهت عبور می‌دهند. آنها می توانند ولتاژ را در یک مقدار ثابت تنظیم کنند و از بالا رفتن آن جلوگیری کنند. 

لوله های تخلیه گاز(Gas discharge tubes): لوله‌های تخلیه گاز لوله هایی پر از گاز هستند که وقتی ولتاژ از حد معینی فراتر رفت، یونیزه می شوند و جریان الکتریکی را هدایت می‌کنند. آنها می‌توانند نوسانات ولتاژ بالا را به سمت گراند مدار منحرف کنند و مدار را از آسیب محافظت کنند.

فیوزها: فیوزها وسایلی هستند که با افزایش عبور جریان از حد معینی ذوب می‌شوند. آنها می‌توانند مدار را قطع کنند و عبور جریان را در صورت اضافه ولتاژ یا اتصال کوتاه متوقف کنند.

رگولاتورهای ولتاژ: رگولاتورهای ولتاژ دستگاه‌هایی هستند که بدون توجه به تغییرات ولتاژ ورودی یا جریان بار، ولتاژ خروجی را ثابت نگه می‌دارند. آنها می‌توانند با تنظیم ولتاژ خروجی در سطح مورد نظر، مدار را در برابر ولتاژ اضافی محافظت کنند.در این مقاله به تشریح وریستور که یکی از المان‌های محافظتی در برابر اضافه ولتاژ است، می‌پردازیم.

 

وریستور چیست؟

وریستور نوعی مقاومت است که  مقدار مقاومت خود را با توجه به ولتاژ اعمال شده به دو سر خود تغییر می‌دهد. وریستور به عنوان یک مقاومت وابسته به ولتاژ (VDR) یا یک محافظ برق (surge protector) شناخته می‌شود. یک وریستور می‌تواند با بستن ولتاژ در یک سطح ثابت و دور کردن جریان از قطعات، از دستگاه‌های الکترونیکی حساس در برابر ولتاژ و جریان اضافی محافظت کند.

وریستور معمولاً از یک ماده اکسید فلزی مانند اکسید روی ساخته می‌شود که دارای مشخصه جریان-ولتاژ غیر خطی و غیر اهمی است. وریستور در حالت کار نرمال مدار که ولتاژ دو سر آن کمتر از ولتاژ شکستش است، مقاومت بسیار بالایی دارد و زمانی که ولتاژ مدار در اثر یک رویداد به ناگهان افزایش می‌یابد، به سرعت مقاومتش به نزدیک صفر میل می‌کند.

 

ثبت سفارش برای واردات قطعات الکترونیک 

نحوه عملکرد وریستور به چه صورت است؟

وریستور با استفاده از ویژگی‌های غیر خطی مواد تشکیل دهنده خود که معمولاً یک اکسید فلزی مانند اکسید روی است، کار می‌کند. این ماده از بسیاری از دانه‌های ریز تشکیل شده است که به عنوان دیود در هر دو جهت عمل می‌کنند. هنگامی که ولتاژ دو سر وریستور کم است، دانه‌ها مقاومت بالایی دارند و تنها جریان نشتی کوچکی از آنها عبور می‌کند.

 

هنگامی که ولتاژ دو سوی وریستور از آستانه خود فراتر رود، دانه‌ها مقاومت کمی پیدا کرده و جریان زیادی از آنها عبور می‌کند. این کار باعث کاهش ولتاژ در وریستور و محدود کردن آن به سطح ایمن می‌شود.
 
ولتاژ آستانه یک وریستور به اندازه، شکل و ترکیب مواد آن بستگی دارد. ولتاژ وریستور ولتاژی است که در آن وریستور شروع به عبور جریان قابل توجهی می‌کند. ولتاژ وریستور معمولاً در یک سطح جریان مشخص، مانند 1 میلی آمپر مشخص می‌شود. ولتاژ وریستور بسته به کاربرد می تواند از چند ولت تا صدها ولت متغیر باشد.

 

نحوه تست وریستور به چه صورت است؟ 

تست وریستور می‌تواند به شما کمک کند پارامترهای اصلی یک وریستور مانند ولتاژ وریستور، ظرفیت جریان، ظرفیت اتصال و زمان پاسخ آن را اندازه گیری کنید.روش‌های مختلفی برای انجام تست وریستور بسته به تجهیزات و ابزاری که در دسترس دارید وجود دارد. برخی از روش‌های رایج عبارتند از:

بازرسی بصری:

 این ساده‌ترین راه برای بررسی وریستور است. شما می‌توانید به دنبال هر گونه علائم آسیب فیزیکی مانند ترک، سوختگی، تغییر رنگ یا تغییر شکل در بدنه یا پایه های وریستور باشید. همچنین می‌توانید اتصالات یا پایه‎‌های شکسته را بررسی کنید. اگر هر یک از این علائم را مشاهده کردید، به این معنی است که احتمالاً وریستور آسیب دیده یا معیوب است و باید تعویض شود.

حالت تست:

 این روشی برای آزمایش وریستور با استفاده از مولتی متر یا هر وسیله دیگری است که عملکرد بررسی وضعیت مدار را دارد. دستگاه را روی حالت تست قرار دهید و پروب ها را به پایانه‌های وریستور وصل کنید. دستگاه یک ولتاژ پایین (معمولاً حدود 3 ولت) به وریستور اعمال می‌کند و جریان عبوری از آن را اندازه‌گیری می‌کند. اگر جریان عبوری بسیار کم باشد (معمولا زیر 1 میلی آمپر)، به این معنی است که وریستور به درستی کار می‌کند و مقاومت بالایی دارد. اگر جریان بسیار زیاد باشد (معمولاً بالای 10 میلی آمپر)، به این معنی است که وریستور آسیب دیده یا معیوب است و مقاومت کمی دارد.

 

اندازه‌گیری مقاومت:

 این روشی برای آزمایش وریستور با استفاده از اهم متر با محدوده اندازه گیری بزرگ است. دستگاه را روی حالت مقاومت تنظیم کنید و پروب ها را به پایانه‌های وریستور وصل کنید. دستگاه مقاومت وریستور را بر حسب اهم (Ω) اندازه گیری می‌کند.

اگر مقاومت بسیار بالا باشد (معمولاً بالای 10 کیلو اهم) به این معنی است که وریستور به درستی کار می‌کند و مقاومت بالایی دارد. اگر مقاومت بسیار کم باشد (معمولا زیر 100 اهم)، به این معنی است که وریستور آسیب دیده یا معیوب است و مقاومت کمی دارد.

تست با استفاده از منبع تغذیه و آمپرمتر:

 در این روش وریستور را با یک مقاومت و یک آمپرمتر سری کنید و به منبع تغذیه متغیر متصل کنید. سپس کم کم مقدار ولتاژ را بالا ببرید تا در یک ولتاژ مشخص عدد آمپر مت به ناگهان افزایش یابد. این نقطه، نقطه کار وریستور است.

 

خرید قطعات الکترونیک اورجینال از فروشگاه اینترنتی قطعات الکترونیک در تهران (لیون الکترونیک) 

 

کاربردهای مهم وریستور چیست؟

برخی از کاربردهای مهم وریستورها عبارتند از:
 
مدارهای منبع تغذیه: وریستورها می‌توانند از آسیب به منابع تغذیه در اثر افزایش ولتاژ یا نوسانات ناشی از رعد و برق، سوئیچینگ یا سایر منابع جلوگیری کنند.

مدارهای مخابراتی: وریستورها می‌توانند نویز و تداخل ناشی از خطوط برق، امواج رادیویی یا پالس‌های الکترومغناطیسی در خطوط مخابراتی را کاهش دهند.

مدارهای صوتی: وریستورها می توانند کلیک‌ها و پاپ‌های بلندگوها یا گوشی ها که ناشی از مدارهای سوئیچینگ یا الکتریسیته ساکن است را مهار کنند.

مدارهای حسگر: وریستورها می‌توانند از سنسورها یا مبدل‌ها در برابر ولتاژ یا جریان اضافه محافظت کنند که ممکن است بر دقت یا عملکرد آنها تأثیر بگذارد.

تجهیزات ارتباط رادیویی: وریستورها می‌توانند برای گیرنده‌های رادیویی، فرستنده‌ها، آنتن‌ها و کابل‌های کواکسیال، سرکوب افزایش ولتاژ در برابر حالت گذرا ایجاد کنند.

سیستم ارتباطی: وریستورها می‌توانند برای مودم‌های کابلی، ست‌تاپ باکس‌ها، اسپلیترها و آمپلی‌فایرها محافظت در برابر نوسانات ولتاژ ایجاد کنند.

 

مزایا و معایب وریستور چیست؟

برخی از مزایای وریستورها عبارتند از:

آنها حفاظت از اضافه ولتاژ عالی را برای دستگاه‌ها و مدارهای مختلف، مانند منابع تغذیه، خطوط مخابراتی، تجهیزات صوتی، سنسورها، تجهیزات ارتباط رادیویی و سیستم های تلویزیون کابلی ارائه می‌کنند.
وریستورها می‌توانند حالت قطبی نداشته باشند، به این معنی که می‌توانند جریان را در هر دو جهت هدایت کنند و  برای کاربردهای AC یا DC استفاده شوند.
آنها زمان پاسخ سریعی دارند، به این معنی که می‌توانند به سرعت به افزایش یا نوسانات ولتاژ واکنش نشان دهند.
آنها ساختار ساده و کم هزینه‌ای دارند که ساخت و استفاده از آنها را آسان می‌کند.

برخی از معایب وریستورها عبارتند از:

آنها جریان نشتی بالایی دارند، به این معنی که حتی زمانی که ولتاژ کمتر از سطح آستانه است، مقداری جریان از خود عبور می‌دهند.
آنها ظرفیت جریان محدودی دارند، به این معنی که آنها فقط می‌توانند مقدار معینی انرژی را قبل از آسیب یا نابودی تحمل کنند.
آنها یک مشخصه غیر خطی دارند، به این معنی که از قانون اهم پیروی نمی کنند و مقاومت آنها ثابت نیست.
آنها ظرفیت خازنی بالایی دارند، به این معنی که می‌توانند به عنوان یک فیلتر برای سیگنال های فرکانس بالا عمل کنند یا باعث ایجاد تداخل شوند و پهنای باند در دسترس خطوط ارتباطی را محدود کنند.