Varistors - ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವ, ವಿಧಗಳು ಮತ್ತು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್
ವೇರಿಸ್ಟರ್ ಒಂದು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಘಟಕವಾಗಿದ್ದು, ಅದಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಅದರ ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಇದು ಅಂತಹ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರತಿರೋಧಕವಾಗಿದೆ, ಅದರ ರೇಖೀಯ ವಿಭಾಗವು ಕಿರಿದಾದ ಶ್ರೇಣಿಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಿತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಬರುತ್ತದೆ.
ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಅಂಶದ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಪರಿಮಾಣದ ಹಲವಾರು ಆದೇಶಗಳಿಂದ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ - ಇದು MΩ ನ ಆರಂಭಿಕ ಹತ್ತಾರುಗಳಿಂದ ಓಮ್ನ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಅನ್ವಯಿಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಚಿಕ್ಕದಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಆಸ್ತಿಯು ವೇರಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಆಧುನಿಕ ಉಲ್ಬಣ ರಕ್ಷಣಾ ಸಾಧನಗಳ ಪ್ರಧಾನ ಅಂಶವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಸಂರಕ್ಷಿತ ಹೊರೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ, ವೇರಿಸ್ಟರ್ ಅಡಚಣೆಯ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಶಾಖವಾಗಿ ಹೊರಹಾಕುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಈ ಘಟನೆಯ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ, ಅನ್ವಯಿಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಮತ್ತು ಮಿತಿಗಿಂತ ಹಿಂತಿರುಗಿದಾಗ, ವೇರಿಸ್ಟರ್ ತನ್ನ ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮತ್ತೆ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಿದ್ಧವಾಗಿದೆ.
ವೇರಿಸ್ಟರ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಅಂತರದ ಅರೆವಾಹಕ ಅನಲಾಗ್ ಎಂದು ನಾವು ಹೇಳಬಹುದು, ವೇರಿಸ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ, ಗ್ಯಾಸ್ ಸ್ಪಾರ್ಕ್ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಆರಂಭಿಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಜಡತ್ವವಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ನಾಮಮಾತ್ರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು 6 ರಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 1000 ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟ್ಗಳನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ.
ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿ, ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅರೆವಾಹಕ ಸ್ವಿಚ್ಗಳು, ಇಂಡಕ್ಟಿವ್ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ (ಸ್ಪಾರ್ಕ್ಗಳನ್ನು ನಂದಿಸಲು), ಹಾಗೆಯೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಇನ್ಪುಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ರಕ್ಷಣೆಯ ಸ್ವತಂತ್ರ ಅಂಶಗಳು.
ವೇರಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸುಮಾರು 1700 ° C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬೈಂಡರ್ನೊಂದಿಗೆ ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಅರೆವಾಹಕವನ್ನು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಸತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅಥವಾ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ನಂತಹ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೈಂಡರ್ ನೀರಿನ ಗಾಜು, ಜೇಡಿಮಣ್ಣು, ವಾರ್ನಿಷ್ ಅಥವಾ ರಾಳವಾಗಿರಬಹುದು. ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವಿಕೆಯಿಂದ ಪಡೆದ ಡಿಸ್ಕ್-ಆಕಾರದ ಅಂಶದ ಮೇಲೆ, ಘಟಕದ ಜೋಡಣೆಯ ತಂತಿಗಳನ್ನು ಬೆಸುಗೆ ಹಾಕುವ ಲೋಹೀಕರಣದಿಂದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಡಿಸ್ಕ್ ರೂಪದ ಜೊತೆಗೆ, ರಾಡ್ಗಳು, ಮಣಿಗಳು ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಮ್ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಚಲಿಸಬಲ್ಲ ಸಂಪರ್ಕದೊಂದಿಗೆ ರಾಡ್ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಬಂಧಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಆಧಾರಿತ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳು: ಥೈರೈಟ್, ವಿಲೈಟ್, ಲೆಥಿನ್, ಸಿಲೈಟ್.
ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಆಂತರಿಕ ತತ್ವವೆಂದರೆ ಬಂಧದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯೊಳಗಿನ ಸಣ್ಣ ಅರೆವಾಹಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಅಂಚುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ, ವಾಹಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಪ್ರವಾಹವು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದಾಗ, ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಸ್ಥಳೀಯ ಮಿತಿಮೀರಿದ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ CVC ರೇಖಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಆರ್ಎಮ್ಎಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನೊಂದಿಗೆ ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ ಮುಖ್ಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಗುಣಾಂಕವಾಗಿದೆ, ಇದು ಡೈನಾಮಿಕ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳಿಗೆ, ಈ ನಿಯತಾಂಕವು 20 ರಿಂದ 100 ರವರೆಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೆರಿಸ್ಟರ್ (TCR) ನ ಪ್ರತಿರೋಧದ ತಾಪಮಾನದ ಗುಣಾಂಕಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳು ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್, ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.ಮುದ್ರಿತ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಬೋರ್ಡ್ಗಳು ಮತ್ತು SPD ಗಳಲ್ಲಿ ನೀವು 5 ರಿಂದ 20 ಮಿಮೀ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಣ್ಣ ಡಿಸ್ಕ್ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲು, 50, 120 ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಆಯಾಮಗಳೊಂದಿಗೆ ಬ್ಲಾಕ್ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಿಲೋಜೌಲ್ಗಳನ್ನು ನಾಡಿಯಲ್ಲಿ ಚದುರಿಸಲು ಮತ್ತು ಹತ್ತಾರು ಸಾವಿರ ಆಂಪಿಯರ್ಗಳ ಪ್ರವಾಹಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ.
ಯಾವುದೇ varistor ನ ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯ. ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಸಮಯವು 25 ns ಅನ್ನು ಮೀರದಿದ್ದರೂ, ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಕೆಲವು ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ವಿರುದ್ಧ ರಕ್ಷಣೆಗಾಗಿ, ವೇಗವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ, 1 ns ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ.
ಈ ಅಗತ್ಯಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ವೆರಿಸ್ಟರ್ಗಳ ವಿಶ್ವದ ಪ್ರಮುಖ ತಯಾರಕರು ತಮ್ಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ತಮ್ಮ ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸುತ್ತಾರೆ. ಈ ಗುರಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಒಂದು ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಬಹುಪದರದ ಘಟಕಗಳ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗಳ ಉದ್ದವನ್ನು (ಕ್ರಮವಾಗಿ, ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್) ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು. ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳ ಸ್ಟ್ಯಾಟಿಕ್ ಔಟ್ಪುಟ್ ವಿರುದ್ಧ ರಕ್ಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಅಂತಹ CN ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಯೋಗ್ಯವಾದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ.
DC varistor ರೇಟಿಂಗ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (1mA) ಒಂದು ಷರತ್ತುಬದ್ಧ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ, ಈ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ varistor ಮೂಲಕ ಪ್ರಸ್ತುತವು 1mA ಅನ್ನು ಮೀರುವುದಿಲ್ಲ.ರೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ ಗುರುತು ಮೇಲೆ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ACrms ಎಂಬುದು varistor ನ rms ac ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. DC - DC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರಚೋದನೆ.
ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಅನುಮತಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ V @ 10A. W ಎಂಬುದು ಘಟಕದ ರೇಟ್ ಮಾಡಲಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಸರಣವಾಗಿದೆ. J ಎಂಬುದು ಒಂದು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ನಾಡಿಗೆ ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಉತ್ತಮ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವಾಗ ವೇರಿಸ್ಟರ್ ರೇಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವ ಸಮಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. Ipp - ವೇರಿಸ್ಟರ್ನ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರವಾಹ, ಏರಿಕೆಯ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ನಾಡಿ ಅವಧಿಯಿಂದ ಸಾಮಾನ್ಯೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ನಾಡಿ ಉದ್ದವಾಗಿದೆ, ಅನುಮತಿಸುವ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರವಾಹವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (ಕಿಲೋಆಂಪಿಯರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ).
ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಸಮಾನಾಂತರ ಮತ್ತು ಸರಣಿ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಅನುಮತಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದಾಗ, ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಗೆ ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಹತ್ತಿರವಿರುವ ವೇರಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.