バリスタシンボル：その動作とアプリケーションに関する完全ガイド
これを想像してみてください。あなたは電気プロジェクトにスムーズに取り組んでいます。次に、高電圧サージの問題が発生し始めます。まず、パニックになります。そして、それはこの状況が回路に悪影響を与えるからです。しかし、良いニュースは、バリスタが仕事に最適な電気部品であるということです。あなたはその用語に慣れていませんか？バリスタとは、印加電圧とは異なる電気抵抗が付いた電子部品のことです。また、バリスタシンボルと呼ばれるものがあります。この用語は、バリスタの回路表現を指します。したがって、長方形を通過するセクションが少し追加された対角線で構成されます。これについては、この記事の後半で詳しく説明します。要するに、初心者として必要なすべてをご案内します。
始めましょう。
バリスタとは何ですか？
バリスタ
バリスタは、可変と抵抗の2つの単語を組み合わせた電気業界の用語です。 2端子半導体デバイスをVDR（電圧依存抵抗）と呼ぶこともできます。
VDRの名前は、デバイスが過電圧トランジェントから電子デバイスを保護するのに役立つためです。言い換えれば、その抵抗は、デバイスの両端の電圧の変化に基づいて自発的に変化する傾向があります。
したがって、バリスタの電圧が増加すると、抵抗は減少します。また、電圧が過度に上昇すると、抵抗が大幅に低下します。
バリスタは電圧サージや変動から回路を保護するのに役立つため、保護されたデバイスと一緒にシャントに配置することが重要です。バリスタは、その非線形の非オーミック電流-電圧機能のためにダイオードに似ています。ただし、電圧の移動方向（左側と右側）が同じであるため、ダイオードとは異なります。
当初、エンジニアは伝統的に、酸化ゲルマニウムまたは酸化銅整流器のような2つの整流器を組み合わせてバリスタを構築していました。そして、彼らは逆平行構成で組み合わせを行いました。しかし、最近では、エンジニアはセラミック金属酸化物材料を組み合わせて使用しています。
これらの材料は、微視的スケールで方向性のある動作を表示するのに適しています。したがって、デバイスをMOV（金属酸化物バリスタ）と呼ぶことができます。さらに、バリスタの例としては、レオスタットとポテンショメータがあります。
バリスタシンボル
バリスタアイコン
先に述べたように、バリスタシンボルは、抵抗器の本体である長方形と交差する対角線の一方の端に小さなセクションが追加された回路表現です。さらに、写真はバリスタの性質が非線形であることを示しています。
間違いなく、さまざまな場面でバリスタを表す他の記号に出くわす可能性があります。しかし、これは広く使用されており、共通の基準の下で維持されています。
バリスタの特徴は何ですか？
電圧依存抵抗がある場合は、非線形抵抗が変化することを期待する必要があります。そしてこれは通常あなたが適用する電圧に依存します。とはいえ、通常の負荷状態では、インピーダンスが高くなる傾向があります。
ただし、電圧しきい値を超えると、インピーダンスは低い値に減少します。また、回路に高電圧トランジェントをかけると、バリスタはトランジェント電圧を伝導してキャンプすることによって動作を開始します。そして目標は、過渡電圧が安全なレベルに到達することを保証することです。
さらに、バリスタは、入ってくるサージからのエネルギーを部分的に吸収して伝導することにより、回路を効果的に保護します。
金属酸化物バリスタは、最も一般的なタイプのバリスタのようです。ダイオード接合に精通している場合は、バリスタの粒界がP-N接合半導体機能を提供していることに気付くでしょう。そして、酸化亜鉛粒子の結合されたマトリックスでデバイスを構築することができます。
金属酸化物バリスタ
また、並列および直列のダイオードの広範なネットワークを、不規則に配向した粒子のマトリックスと比較することもできます。さらに、MOVを繰り返しサージにさらすと、劣化する傾向があります。つまり、MOVのクランプ電圧は各波の後で少し減少します。また、減少のレベルは、MOVのジュール定格と脈拍の関係によって異なります。
さらに、クランプ電圧が低下し続けると、故障モードが発生する可能性があります。そして、これは火災の危険を引き起こす可能性があります。したがって、この状況を回避する最善の方法は、MOVを温度ヒューズと直列に接続することです。そうすれば、過熱が発生した場合にデバイスを切断できます。
ただし、劣化を完全に最小限に抑えるには、保護された回路で許容されるものと一致する高いクランプ電圧を使用して、サージへの暴露を制限することが重要です。
バリスタはどのように機能しますか？
バリスタの動作原理は簡単です。ただし、電圧サージの背後にある概念と、電圧サージがシステムにどのように存在するかを理解することが重要です。まず、ほとんどのスパイクが切り替わっていることに注意することが重要です。
そのことを念頭に置いて、誘導回路をオフにすると高電圧サージが発生する可能性があると言えます。そして、インダクタンスが蓄えたエネルギーの瞬間的な放出のために波が存在します。 「サージをオフにすると、電圧が2倍になる」というルールがあります。また、サージをオンにすると、2倍の電流が発生します。
したがって、バリスタは高電圧、低抵抗パスを提供し、低電圧は高抵抗パスを提供します。とはいえ、バリスタの静的抵抗曲線から、電圧による抵抗の変化も確認できます。曲線は、オームの法則に従わない非線形性も示しています。
つまり、電極に小さな電圧を印加すると、わずかな電流しか流れません。対照的に、大きな電圧を使用すると、故障に気付くでしょう。そして、これはダイオード接合を介した逆リークが原因で発生します。
破壊は通常、実質的な電流の流れを開始する電子トンネリングと熱電子放出が原因で発生します。その結果、非線形の電流-電圧特性に気付くでしょう。
とはいえ、電圧と電流の関係は次の方法で示すことができます。
I =k 。 V a
場所：
- I –現在
- V –電圧
- a –非線形性の程度
バリスタタイプ
利用可能なバリスタの主なタイプは次のとおりです。
1.金属酸化物バリスタ—以前は、このタイプを、2つの金属プレート間のマンガン、コバルト、ビスマスなどの他の金属酸化物のマトリックスに酸化亜鉛を含む非線形過渡抑制バリアントとして説明しました。
2.炭化ケイ素バリスタ—MOVが登場する前に市場を支配していたバリアント。それは炭化ケイ素を含む。さらに、それらは高電圧アプリケーションで役立ちました。
しかし、かなりのスタンバイ電流を消費している重大な障害があります。したがって、待機電力消費を削減するには、直列ギャップを使用する必要があります。
バリスタアプリケーション
ここで読んだすべてのことから、バリスタは電圧変化に敏感なデバイスであることが簡単にわかります。そして、彼らはいくつかの障害を持っています。たとえば、バリスタは、電圧低下、デバイスの起動時の電流サージ、または短絡時の電流からの保護を提供しません。
しかし、長所は短所を上回ります。たとえば、それらは高速過電圧デバイスでもあります。また、DC電源とAC電源の両方にバイポーラデバイスを使用できます。したがって、メーカーが家電製品から一時的に発生する産業機器や主電源の照明を抑制するためにそれらを使用することは驚くべきことではありません。
バリスタは、次のアプリケーションで役立ちます。
- マイクロプロセッサ保護
- 産業用高エネルギーAC保護
- 電子機器の保護
電子バックアップ保護ヒューズ
- 自動車の電子機器の保護
自動車用回路保護装置
- 低電圧ボードレベル保護
- 電源保護
UPS電源保護
- 過渡電圧サージサプレッサ
過渡電圧サージサプレッサーダイオード
- 電話およびその他の通信回線の保護
- サージプロテクタの電源タップ
電源サージプロテクタ
- ケーブルTVシステムのサージプロテクタ
- 無線通信機器の過渡抑制
無線通信のある人
バリスタテスト
マルチメータでバリスタをすばやくテストできます。マルチメータをオンにして、正しく設定されていることを確認すると、プロセスが開始されます。つまり、デバイスは抵抗×1000オームを読み取る必要があります。次に、2番目のプローブが接続されたままの状態で、フリーのバリスタリードで1メートルのプローブに触れることができます。
そのステップを終えたら、メーターの抵抗に注意してください。抵抗が比較的低い場合は、バリスタがひどいことを意味します。ただし、抵抗値がほぼ無限大の場合は、バリスタの状態が良好であることを意味します。
この時点で、前のバリスタが不良の場合は、リードを取り外して同じ定格の新しいバリスタを修正できます。ただし、バリスタに問題がない場合は、取り外したリード線を再度はんだ付けしてください。
また、バリスタは、損傷することなく耐えることができる電圧範囲に基づいて、さまざまなカテゴリに分類されることに注意することが重要です。バリスタで注意する必要があるその他の要因は次のとおりです。
- 動作電圧
- 最大電流
- エネルギー評価（ジュール）
- 絶縁破壊電圧
最後の言葉
ほとんどの場合、落雷のように、非常に大きなエネルギーを伴うイベントを回避することは不可能です。しかし、バリスタはライン電圧サージを覆すのに役立つため、バリスタによるイベントの影響から身を守ることができます。そして、それは家庭用から産業用バリスタに至るまで多くの電化製品が存在する理由です。
このプロジェクトに着手する場合は、半導体デバイスの非線形性を示すバリスタ記号に精通していることが重要です。
バリスタについてどう思いますか？あなたはそれらをあなたの電子プロジェクトに注入しようとしましたか？それとも、トピックをより明確にする必要がありますか？喜んでお手伝いさせていただきます。お気軽にお問い合わせください。
産業技術