MOV's begrijpen: De essentiële gids voor metaal-oxide varistors

Wat is een MOV? Niet elk project vereist een aanzienlijke spanningsvoorziening. Soms moet u uw circuits voorzien van een specifiek bedrag aan spanning – of zelfs uw baan beschermen tegen schade.

Dus, als u iets nodig hebt om uw circuits te beschermen tegen hoge stroomniveaus en de spanning te regelen en apparaatfouten te voorkomen – u bent op de juiste plek.

In dit opzicht is het bijna onmogelijk om de exacte spanning te krijgen die u voor uw circuits nodig hebt. Gelukkig is er een oplossing.

Al wat u nodig hebt is een metaal-oxide varistor.

Plus, het is makkelijk om de ontwerpen van een metaal-oxide varistor te begrijpen omdat het lijkt op een gewone diode.

In dit artikel geven we u alles wat u nodig hebt om de juiste MOV te selecteren en er een voor uw PCB te bouwen.

Klaar? Laten we beginnen.

Standaard MOV

Wat is een MOV

Verschillende toepassingen in de elektronische wereld vereisen bescherming tegen hoge stromen of spanning. Bijvoorbeeld, als uw circuit een 3,3V voorziening vereist maar een 5,5V verzameling krijgt in plaats daarvan. De overmacht kan de elektrische componenten beschadigen.

Dit is waar de MOV een rol speelt.

Hoewel we MOV zeggen, bedoelen we niet de MOV-bestandsextensie voor MOV-video's en bestandsformaat. We praten over de metaal-oxide varistor.

Een metaal-oxide varistor is een veelvoorkomend type varistor gebruikt voor circuitbescherming. Het bevat een mengsel van zinkoxide en andere metaaloxiden (kobalt, mangaan, etc.) componenten. Plus, deze componenten blijven tussen twee elektroden – metalen platen.

Ook zijn MOVs cruciale componenten om een brede verscheidenheid aan zware apparaten te beschermen tegen korte piekspanningen.

Printplaat met een MOV

Bron: Explainthatstuff.com

Met andere woorden, een MOV is een verzameling diodes die parallel aan elkaar zijn aangesloten. Deze verzameling diodes creëert diodegrensovergangen. Ook stelt het parallelle ontwerp het in staat om energie beter te hanteren. Echter, als u een betere spanningswaarde wilt leveren, verbindt u de diodes in serie.

MOV: Verzameling diodes

Bron: Flickr

MOVs worden ook beschouwd als een type variabele weerstand. Het varieert de weerstand volgens de hoeveelheid spanning die u over uw circuit aanlegt.

De MOV verlaagt de weerstandswaarde wanneer hoge stromen erdoorheen lopen. Plus, het fungeert ook als een kortsluiting. Dus u zult MOVs in parallel met een zekering vinden om uw baan te beschermen tegen spanningstoppen.

Varistor S14K385

Bron: Wikimedia Commons

Hoe werkt een MOV?

Zoals eerder gezegd, is een MOV een variabele weerstandstype die de weerstand varieert volgens de aangelegde spanning. In tegenstelling tot potentiometers, daalt de weerstand van de MOV wanneer de spanning erover toeneemt en vice versa.

Hoe werkt deze piekbeveiliger?

Bij normale werking zou de weerstand van de MOV hoog zijn, dus het trekt alleen minimale stroom.

Maar wanneer een piek in het netwerk optreedt, stijgt de MOV boven de drempelspanning van de klemspanning en trekt meer stroom.

Om deze reden dissipeert de MOV de piek en beschermt de andere elektronische componenten tegen schade.

Maar er is een vangnet.

De MOV kan uw circuit alleen beschermen tegen korte pieken of spanningstoppen. Voortgezette pieken zouden zowel de MOV als het circuit beschadigen. Ook het blootstellen van de MOV aan herhaalde hoge spanningstopken zou de eigenschappen degraderen.

Hoe? Omdat de klemspanning van de MOV lager gaat telkens als een piek optreedt. Na een tijdje kan het vernietigd worden.

Gelukkig is er een eenvoudige oplossing voor dit probleem.

U zult de meerderheid van MOVs in serie met een zekering (thermische schakelaar) aangesloten vinden. De zekering activeert wanneer de MOV hoge stroomniveaus uit het circuit trekt. Eenmaal de transiente spanning door het component vloeit, bereidt de MOV zich voor op de volgende.

MOV Prestaties

Deze varistor functioneert voornamelijk als een netspanningspiek-onderdrukker. Het geleidt geen elektriciteit wanneer de spanning erover lager is dan de klemspanning. Echter, de MOV zal niet presteren als het een piekspanning ontvangt hoger dan de varistor kan aan. Het resultaat is een beschadigde MOV.

Beschadigde MOV

Ook zal de prestatie van de varistor afnemen naarmate de tijd vordert. U kunt de levensduur van elke MOV op de grafiek van de fabrikanten vinden. De grafiek van de fabrikanten geeft u gedetailleerde waarden en diagrammen van de tijd, stroom en het aantal transiente pulsen die door het component passeren.

Spanningspiek-onderdrukker

Energie-waarde is een andere factor die de prestatie van een MOV beïnvloedt. Wanneer de energie-waarde toeneemt, beïnvloedt het de levensduur van de varistor. Om deze reden zal het aantal transiente pulsen dat de MOV kan aan veranderen.

U kunt de prestatie ook verbeteren door meer varistors in parallel te verbinden. De waarde verhogen helpt ook de prestatie van de MOV te verbeteren.

Een ander geweldig aspect van de MOV-prestaties is de reactietijd. De MOV kan pieken binnen nanoseconden kortsluiten. Echter, bepaalde kenmerken zoals de inductie van component-aansluitingen en montage-ontwerpmethode kunnen de reactietijd beïnvloeden.

MOV Specificaties

Hier zijn enkele dingen waar u op moet letten bij het kopen of maken van een MOV:

Maximale werkspanning

Dit is de maximale constante DC-spanning die de MOV kan aan. Typisch zou de waarde van de lekkagestroom lager moeten zijn dan een gespecificeerde waarde.

Varistor-spanning

Bij het selecteren van een MOV voor spanning, zou de maximale continue RMS-spanning iets boven de voorspelde spanningsvoorziening moeten zijn. Bijvoorbeeld, 260V RMS voor een 230 spanningstoelevering.

Maximale klemspanning

U kunt dit krijgen wanneer u een specifieke pulsstroom aan het component toepast. Het helpt u de maximale piekspanning te bereiken. Ook is het de spanning die de MOV in staat stelt om de piekstroom te dissiperen en te geleiden.

Piekstroom

De piekstroom is de hoogste piekstroom die een apparaat kan aan zonder beschadigd te raken. Het treedt meestal op voor een bepaalde periode. Uw MOV moet de piekstroom afleiden terwijl de normale stroom uw circuit opstart.

Piekverschuiving

De piekverschuiving is de variatie in spanning na de piekstroom door de MOV loopt. Dus, wanneer een piek gebeurt, verlaagt het de nominal klemspanning en creëert een spanningvariatie na de golf.

Energie-absorptie

De energie-absorptie is de maximale energie die een specifieke golfvorm dissipeert zonder veel problemen.

Om al uw apparaten te laten draaien, kunt u deze waarde bepalen door een specifiek gecontroleerd circuit met vooraf bepaalde waarden te gebruiken.

Ook kunt u de energie uitdrukken in standaard transiënt x/y. Hier is y de duur die nodig is om de helft van de piekwaarde te bereiken, terwijl x de snelle stijging is.

Capaciteit

Vanwege de MOV twee metalen platen zijn met een dielectrum ertussen, fungeert het als een condensator in de nF-reeks. Dus, hoe groter de grootte, hoe meer de capaciteit. Echter, dit beïnvloedt de AC- of DC-voeding niet totdat een piekgebeurtenis plaatsvindt.

Lekstroom

De stroom die vloeit van de AC- of DC-circuit in enig apparaat naar de aarding is de lekstroom. Het verwijst ook naar de hoeveelheid stroom die de varistor trekt wanneer het onder de klemspanning werkt.

Reactietijd

De reactietijd verwijst naar de tijd dat de MOV begint te geleiden na de piekgebeurtenis. De standaard reactietijd van MOVs is 500 picoseconden. Echter, het is niet nodig om reactiesnelheden te vergelijken omdat de meeste transiente spanningen langzamere stijgtijden hebben. Op dezelfde manier beïnvloedt het circuit direct de reactietijd van een geleide MOV.

Maximale AC-spanning

De maximale AC-spanning is de maximale RMS-spanning die u constant naar de varistor kunt overbrengen. Bij het kiezen van uw maximale RMS-waarde, moet het iets boven de werkelijke RMS-spanning zijn.

MOV Circuit

U zult MOVs meestal in parallel met een zekering aangesloten vinden. Hier is een diagram van een circuit om u te laten zien hoe de MOV in een elektronisch circuit werkt.

MOV circuitdiagram

Wanneer de spanning van het circuit binnen de nominale grenzen is, zou de MOV hoge weerstand hebben. Gebruik, echter, wanneer een spanningstop gebeurt, beweegt het over de MOV en verlaagt de weerstand van de MOV naar een lage waarde. Dus de stroom passeert door het circuit en niet de MOV. Daarom wordt het een kortsluiting.

Om deze reden passeert de grote spanningspiek door de MOV in plaats daarvan. Dus de zekering brandt door en koppelt het circuit los van de netspanning.

Hoewel in het geval van transiente spanning, de hoge spanning altijd terugkeert naar normaal. Plus, de duur van de hoge stroom zal niet lang genoeg zijn om de zekering te beschadigen. Dus het circuit hervat zijn normale werking wanneer de spanning normaliseert.

Dus, als u een beschadigde MOV in uw circuit vindt, kan het het resultaat zijn van meerdere hoge extra spanningstoppen.

Hoe er een te bouwen

U kunt een metaal-oxide varistor maken met keramische poeders van metaaloxiden en andere metaaloxiden zoals oxiden van bismuth en mangaan. Het belangrijkste is dat de MOV uit zinkoxide (90%) en kleine hoeveelheden andere metaaloxiden bestaat. U moet de keramische poeders van het metaaloxide intact houden tussen twee elektroden (metalen platen).

Verder creëren de metaaloxidekorrels een diode-overgang tussen elke diode. Dus een MOV is meerdere diodes in serie aangesloten. U kunt een omgekeerde lekkagestroom veroorzaken die over alle verbindingen gebeurt wanneer u een kleine spanning aan de metalen platen toepast.

Piekbeveiliger

MOV Symbool

Het varistorsymbool is redelijk vergelijkbaar met het teken van de thermistor. Het heeft een primaire weerstandssymbool van een rechthoek met een diagonale lijn erdoorheen. Ook bevat het een klein toegevoegd deel parallel aan de lichaam van het varistorsymbool. Dit toont de niet-lineaire aard van de varistor. Hier is hoe het teken eruitziet:

MOV symbool

De juiste MOV kiezen voor bescherming

Nu we weten wat een metaal-oxide varistor is en hoe het uw circuit beschermt tegen transiente spanning. Laten we kijken naar een paar tips om u te helpen de juiste metaal-oxide varistor voor circuitbescherming te kiezen.

1. Het eerste wat u moet doen bij het kiezen van een metaal-oxide varistor is de continue werkspanning bepalen. Dit is de spanning die u over de varistor zal leveren. Dus u moet de varistor selecteren met een maximale DC- of AC-spanning die iets hoger is dan de toegepaste spanning.

Meestal kiezen mensen varistors met een maximale nominale spanning, 10-15% hoger dan de werkelijke lijstspanning.

Dus, als u streeft naar een lage lekstroom, kunt u uw varistor met een hogere werkspanning gebruiken.

2. Weet de hoeveelheid energie die de varistor kan absorberen in het geval van een piek. U kunt dit bepalen met een eenvoudig experiment. Gebruik de maximale last van de varistor tijdens een piek met de specificaties op de datasheet.

Eenmaal uw experiment voltooid is, kies de metaal-oxide varistor die meer energie dissipeert die gelijk of iets hoger is dan de vereiste energie-dissipatie tijdens een piek.

3. Bereken de piekstroom die door de varistor loopt. Zorg ervoor dat u de varistor selecteert met een piekstroom equivalent of iets hoger dan de vereiste stroomwaarde in elk geval.

4. Op dezelfde manier moet u ook de vereiste vermogensdissipatie vinden. Zorg er dus voor dat u de varistor selecteert met een vermogenswaarde gelijk aan of hoger dan de vermogensverwerking die het circuit in elk geval vereist.

5. Als u onzeker bent over welke vermogen, piekstroom en energie-waarde te selecteren, kies altijd een apparaat met hogere vermogen, energie-waarden en piekstroom.

6. Ten slotte selecteer het juiste model om de juiste klemspanning te leveren die u kunt kiezen op basis van de toegestane maximumspanningswaarde voor uw in- of uitgang. Zorg ervoor dat uw circuit de toegestane spanning kan aan.

MOV Toepassing

U kunt de metaal-oxide varistor voor een verscheidenheid aan toepassingen gebruiken. U kunt MOVs in circuits gebruiken die risico lopen op spanningstoppen. Piekbeveiliging en strips zijn meer voorkomende toepassingen van MOVs.

Piekbeveiliger circuit

Plus, u kunt MOVs vinden in voedingen aangesloten op het net, diverse communicatielijnen, datasystemen, digitale camera's, computers, stroomsystemen, persoonlijke digitale assistenten en MP3-spelers.

Minder voorkomende toepassingen van MOVs omvatten microgolfmengers voor detectie, modulatie en frequentieconversie.

Afsluiting

De juiste metaal-oxide varistor selecteren voor bescherming is geen raketwetenschap. Al wat u hoeft te doen is begrijpen hoe de MOV werkt en hoe u uw waarden kiest.

Het werk van een varistor in gevoelige elektronische circuits is om te voorkomen dat de spanning een ingestelde waarde overschrijdt. Dit stelt de varistor in staat een kortsluiting te worden die de stroomstroom afbreekt en elke schade van extra spanning voorkomt.

Heeft u vragen of zorgen over de MOV? Neem gerust contact met ons op; we helpen u graag.