MOV とは:金属酸化物バリスタのチュートリアル
MOVとは？すべてのプロジェクトがかなりの電圧供給を必要とするわけではありません。場合によっては、特定の電圧を回路に供給したり、コースを損傷から保護したりする必要があります。
したがって、高電流レベルから回路を保護し、電圧を調整してデバイスの故障を防止するものが必要な場合は、適切な場所にいます.
この点で、回路に必要な正確な電圧を得ることはほとんど不可能です。幸いなことに、解決策があります。
必要なのは金属酸化物バリスタだけです。
さらに、通常のダイオードに似ているため、金属酸化物バリスタの設計を理解するのは簡単です。
この記事では、適切な MOV を選択し、PCB 用に作成するために必要なすべてを提供します。
準備はできたか？始めましょう。
標準 MOV
MOV とは
電子世界のさまざまなアプリケーションでは、高電流または高電圧からの保護が必要です。たとえば、回路が 3.3v 電源を必要とするが、代わりに 5.5v コレクションを取得する場合。過剰な電力が電気部品を損傷する可能性があります。
ここで MOV が役割を果たします。
MOV と言いますが、MOV ビデオとファイル形式の MOV ファイル拡張子を意味するものではありません。金属酸化物バリスタについて話しています。
金属酸化物バリスタは、回路保護に使用される一般的なタイプのバリスタです。酸化亜鉛と他の金属酸化物（コバルト、マンガンなど）成分の混合物が特徴です。さらに、これらのコンポーネントは 2 つの電極 (金属プレート) の間に留まります。
また、MOV は、さまざまな重いデバイスを短時間の電圧バーストから保護するための重要なコンポーネントです。
MOV 付きの回路基板
ソース:Explainthatstuff.com
つまり、MOV は互いに並列に接続されたダイオードの集まりです。このダイオードの集合により、ダイオード ボーダー ジャンクションが作成されます。また、そのパラレルモード設計により、エネルギーをより適切に処理できます。ただし、定格電圧を上げたい場合は、ダイオードを直列に接続してください。
MOV:ダイオードのコレクション
ソース:Flickr
MOV も可変抵抗器の一種と見なされます。回路に印加する電圧の量に応じて抵抗が変化します。
MOV は、大電流が流れると抵抗値が減少します。さらに、ショートサーキットとしても機能します。したがって、コースを電圧スパイクから保護するために、ヒューズと並列に MOV を見つけることができます。
バリスタ S14K385
出典:ウィキメディア コモンズ
MOV の仕組み
前述のように、MOVは印加電圧に応じて抵抗値が変化する可変抵抗タイプです。ポテンショメータとは異なり、MOV の抵抗は電圧が増加すると減少し、逆も同様です。
では、このサージ プロテクターはどのように機能するのでしょうか?
正常に動作している場合、MOV の抵抗は高くなるため、最小限の電流しか消費しません。
ただし、ネットワークでサージが発生すると、MOV がクランプ電圧のしきい値電圧を超えて上昇し、より多くの電流が流れます。
このため、MOV はサージを放散し、他の電子部品を損傷から保護します。
しかし、落とし穴があります。
MOV は、短いサージまたは電圧スパイクから回路を保護することしかできません。持続的なサージは、MOV とコースの両方にダメージを与えます。また、MOV を高電圧スパイクに繰り返しさらすと、その特性が低下します。
どのように？サージが発生するたびに MOV のクランプ電圧が低下するためです。しばらくすると、破壊される可能性があります。
幸いなことに、この問題には簡単な解決策があります。
ほとんどの MOV は、ヒューズ (サーマル スイッチ) と直列に接続されています。ヒューズは、MOV が回路から高電流レベルを引き込むたびに作動します。過渡電圧がコンポーネントを流れると、MOV は次の電圧に備えます。
MOV パフォーマンス
このバリスタは、主に線間電圧のサージ抑制として機能します。両端の電圧がクランプ電圧よりも低い場合、電気は流れません。ただし、バリスタが処理できるよりも高いサージ スパイク定格を受け取った場合、MOV は機能しません。この結果、MOV が破損します。
破損した MOV
また、バリスタは時間の経過とともに性能が低下します。 MOV の寿命は、メーカーのチャートで確認できます。メーカーのグラフは、時間、電流、およびコンポーネントを通過する過渡パルスの数の詳細な測定値と図を示します。
電圧サージ サプレッサ
エネルギー定格は、MOV のパフォーマンスに影響を与えるもう 1 つの要因です。エネルギー定格が増加すると、バリスタの寿命に影響します。このため、MOV が処理できるトランジェント パルスの数は変化します。
バリスタを並列に接続することで、性能を向上させることもできます。レーティングを上げると、MOV のパフォーマンスも向上します。
MOV のパフォーマンスのもう 1 つの優れた点は、応答時間です。 MOV は、ナノ秒以内にスパイクをショートさせることができます。ただし、コンポーネント リードのインダクタンスや実装設計方法などの特定の機能は、応答時間に影響を与える可能性があります。
MOV 仕様
MOV を購入または作成する際には、次の点に注意する必要があります。
最大動作電圧
これは、MOV が処理できる最大定常状態の DC 電圧です。通常、漏れ電流の値は指定された値よりも小さくする必要があります。
バリスタ電圧
電圧の MOV を選択する場合、最大連続 RMS 電圧は、予測される供給電圧より少し高くする必要があります。たとえば、230 電圧供給の場合は 260v RMS です。
最大クランプ電圧
コンポーネントに特定のパルス電流を印加すると、これを得ることができます。最大ピーク電圧を達成するのに役立ちます。また、MOV が消費してサージ電流を伝導できるようにする電圧です。
サージ電流
サージ電流は、デバイスが損傷することなく処理できる最大のピーク電流です。通常、一定期間発生します。 MOV はサージ電流を迂回させ、通常の電流で回路に電力を供給できるようにする必要があります。
サージ シフト
サージ シフトは、サージ電流が MOV を通過した後の電圧の変化です。そのため、サージが発生すると、定格クランプ電圧が低下し、波の後に電圧変動が生じます。
エネルギー吸収
エネルギー吸収は、特定の波形が多くの問題なしに消散する最大エネルギーです。
すべてのデバイスを実行するには、事前に設定された値を持つ特定の制御回路を使用して、この値を決定できます。
また、標準過渡 x/y でエネルギーを表すこともできます。ここで、y はピーク値の半分に達するまでに必要な期間であり、x は急激な上昇です。
静電容量
MOV は誘電体を挟んだ 2 枚の金属板であるため、nF 範囲のコンデンサとして機能します。したがって、サイズが大きいほど、静電容量が大きくなります。ただし、サージ イベントが発生するまで、これは AC または DC 給電に影響しません。
漏れ電流
あらゆる機器の AC または DC 回路からアースに流れる電流が漏れ電流です。また、クランプ電圧未満で動作するときにバリスタが消費する電流量も指します。
応答時間
応答時間は、サージ イベント後に MOV が伝導を開始する時間を指します。 MOV の標準応答時間は 500 ピコ秒です。ただし、ほとんどの過渡電圧は立ち上がり時間が遅いため、応答速度を比較する必要はありません。同様に、この回路はリード付き MOV の応答時間に直接影響します。
最大 AC 電圧
最大 AC 電圧は、バリスタに常時転送できる最大 RMS 電圧です。最大 RMS 値を選択するときは、実際の RMS 電圧より少し高くする必要があります。
MOV Circui t
ほとんどの場合、MOV はヒューズに並列に接続されています。これは、MOV が電子回路で動作することを示す回路図です。
MOV 回路図
回路の電圧が定格制限内にある場合、MOV は高抵抗になります。ただし、電圧スパイクが発生した場合は、MOV を横切って移動し、MOV の抵抗を低い値に減らします。したがって、電流は MOV ではなく回路を通過します。したがって、短絡になります。
このため、電圧の大きなスパイクは代わりに MOV を通過します。したがって、ヒューズが切れて、回路を電源電圧から切り離します。
ただし、過渡電圧の場合、高電圧は常に正常に戻ります。さらに、高電流の持続時間は、ヒューズを損傷するのに十分ではありません。したがって、電圧が正常化すると、回路は通常の動作を再開します。
そのため、回路内で損傷した MOV が見つかった場合は、複数の高電圧スパイクが原因である可能性があります。
作成方法
金属酸化物のセラミック粉末と、ビスマスやマンガンの酸化物などの他の金属酸化物を使用して、金属酸化物バリスタを作成できます。最も重要なことは、MOV が酸化亜鉛 (90%) と少量の他の金属酸化物で構成されていることです。金属酸化物のセラミック粉末を 2 つの電極 (金属板) の間で無傷のままにしておくと役立ちます。
さらに、金属酸化物粒子は、各ダイオード間にダイオード接合を形成します。したがって、MOV は直列に接続された複数のダイオードです。そのため、金属プレートに小さな電圧を印加すると、すべての接続で逆漏れ電流が発生する可能性があります。
サージ プロテクター
MOV シンボル
バリスタの記号は、サーミスタの特性とよく似ています。対角線が入った四角形の一次抵抗記号があります。また、バリスタ記号の本体に平行な小さな追加セクションも特徴です。これは、バリスタの非線形性を示しています。キャラクターは次のようになります:
MOV シンボル
防御に適した MOV の選択
これで、金属酸化物バリスタとは何か、回路を過渡電圧から保護する方法がわかりました。回路保護用に適切な金属酸化物バリスタを選択するためのヒントをいくつか見てみましょう。
<オール>通常、実際のライン電圧より 10 ～ 15% 高い最大定格電圧のバリスタを選択します。
したがって、漏れ電流を低く抑えたい場合は、より高い動作電圧でバリスタを使用できます。
- サージ スパイクが発生した場合にバリスタが吸収できるエネルギー量を知る。これは、簡単な実験で判断できます。データシートの仕様で、サージ時のバリスタの最大負荷を使用してください。
実験が完了したら、サージ中に必要なエネルギー散逸と同等またはわずかに高いエネルギーを放散する金属酸化物バリスターを選択してください。
- バリスタを通過するサージ電流を計算します。いずれにしても、必要な電流定格と同等またはそれよりわずかに高いサージ電流を持つバリスタを選択してください。
- 同様に、必要な消費電力も求める必要があります。そのため、いかなる場合でも、回路が必要とする電力処理以上の電力定格を持つバリスタを選択してください。
- どの電力、サージ電流、エネルギー定格を選択すればよいかわからない場合は、常に電力、エネルギー定格、サージ電流が高いデバイスを選択してください。
- 最後に、適切なモデルを選択して、入力または出力の許容最大電圧値に基づいて選択できる適切なクランプ電圧を提供します。回路が許容電圧を処理できることを確認してください。
MOV アプリケーション
酸化金属バリスタは、さまざまな用途に使用できます。電圧スパイクのリスクがある回路で MOV を使用できます。サージ保護とストリップは、MOV のより一般的なアプリケーションです。
サージ保護回路
さらに、主電源、さまざまな通信回線、データ システム、デジタル カメラ、コンピューター、電源システム、携帯情報端末、および MP3 プレーヤーに接続された電源に MOV が見られます。
MOV のあまり一般的でないアプリケーションには、検出、変調、および周波数変換用のマイクロ波ミキサーが含まれます。
切り上げ
保護のために適切な金属酸化物バリスタを選択することは、ロケット科学ではありません。必要なのは、MOV の仕組みと値の選択方法を理解することだけです。
敏感な電子回路におけるバリスタの働きは、電圧が設定値を超えないようにすることです。これにより、バリスタが短絡回路になり、電流の流れが遮断され、余分な電圧による損傷が防止されます。
MOV について質問や懸念がありますか?お気軽にお問い合わせください。喜んでお手伝いいたします。
産業技術