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Was ist ein MOV: Metalloxid-Varistor-Tutorial

Was ist ein MOV? Nicht jedes Projekt erfordert eine nennenswerte Spannungsversorgung. Manchmal müssen Sie Ihre Schaltkreise mit einer bestimmten Spannung versorgen – oder sogar Ihren Kurs vor Beschädigungen schützen.

Wenn Sie also etwas benötigen, um Ihre Stromkreise vor hohen Strompegeln zu schützen, die Spannung zu regulieren und Geräteausfälle zu verhindern, sind Sie hier genau richtig.

In dieser Hinsicht ist es fast unmöglich, genau die Spannung zu erhalten, die Sie für Ihre Schaltungen benötigen. Zum Glück gibt es eine Lösung.

Alles, was Sie brauchen, ist ein Metalloxid-Varistor.

Außerdem ist es einfach, die Designs eines Metalloxid-Varistors zu verstehen, da er einer normalen Diode ähnelt. 

In diesem Artikel geben wir Ihnen alles, was Sie brauchen, um das richtige MOV auszuwählen und eines für Ihre Leiterplatte zu bauen.

Bist du so weit? Fangen wir an.

Was ist ein MOV 1

Standard

Quelle: Wikimedia Commons

Was ist ein MOV

Verschiedene Anwendungen in der elektronischen Welt erfordern Schutz vor hohen Strömen oder Spannungen. Zum Beispiel, wenn Ihre Schaltung eine 3,3-V-Versorgung benötigt, aber stattdessen eine 5,5-V-Sammlung erhält. Die überschüssige Leistung könnte die elektrischen Komponenten beschädigen.

Hier spielt der MOV eine Rolle.

Obwohl wir MOV sagen, meinen wir nicht die Dateierweiterung für Videos und dateiformat. Die Rede ist vom Metalloxid-Varistor.

Ein Metalloxid-Varistor ist eine gängige Art von Varistor, der zum Schutz von Schaltkreisen verwendet wird. Es verfügt über eine Mischung aus Zinkoxid und anderen Metalloxiden (Kobalt, Mangan usw.). Außerdem bleiben diese Komponenten zwischen zwei Elektroden – Metallplatten. 

Darüber hinaus sind MOVs entscheidende Komponenten, um eine Vielzahl von schweren Geräten vor kurzen Spannungsausbrüchen zu schützen.

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Leiterplatte mit MOV

Quelle: Explainthatstuff.com

Mit anderen Worten, ein MOV ist eine Sammlung von Dioden, die parallel zueinander geschaltet sind. Diese Ansammlung von Dioden erzeugt Diodengrenzstellen. Auch sein paralleles Modus-Design ermöglicht es ihm, Energie besser zu handhaben. Wenn Sie jedoch eine bessere Nennspannung bereitstellen möchten, schließen Sie die Dioden in Reihe an.

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Sammlung von Dioden

Quelle: Flickr

MOVs werden auch als eine Art variabler Widerstand betrachtet. Es variiert seinen Widerstand entsprechend der Menge an Spannung, die Sie über Ihre Schaltung anlegen. 

Der MOV verringert seinen Widerstandswert, wenn hohe Ströme durch ihn hindurchgehen. Außerdem dient es auch als Kurzschluss. So finden Sie MOVs parallel zu einer Sicherung, um Ihren Kurs vor Spannungsspitzen zu schützen.

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Varistor S14K385

Quelle: Wikimedia Commons

Wie funktioniert ein MOV?

Wie bereits erwähnt, ist ein MOV ein variabler Widerstandstyp, der seinen Widerstand entsprechend der angelegten Spannung variiert. Im Gegensatz zu Potentiometern nimmt der Widerstand des MOV ab, wenn die Spannung darüber steigt und umgekehrt.

Also, wie funktioniert dieser Überspannungsschutz?

Bei normalem Betrieb wäre der Widerstand des MOV hoch, so dass er nur minimalen Strom zieht. 

Wenn jedoch eine Überspannung im Netzwerk auftritt, steigt der MOV über die Schwellenspannung der Klemmspannung und zieht mehr Strom. 

Aus diesem Grund leitet der MOV den Überspannungsstoß ab und schützt die anderen elektronischen Komponenten vor Beschädigungen.

Aber es gibt einen Haken.

Der MOV kann Ihren Stromkreis nur vor kurzen Überspannungen oder Spannungsspitzen schützen. Anhaltende Überspannungen würden sowohl den MOV als auch den Kurs beschädigen. Auch die Exposition des MOV gegenüber wiederholten Hochspannungsspitzen würde seine Eigenschaften beeinträchtigen. 

Wie? Denn die Klemmspannung des MOV sinkt bei jeder Überspannung. Nach einer Weile kann es zerstört werden.  

Glücklicherweise gibt es eine einfache Lösung für dieses Problem.

Sie werden einen Großteil der MOVs finden, die mit einer Sicherung (Thermoschalter) in Reihe geschaltet sind. Die Sicherung wird immer dann aktiviert, wenn der MOV hohe Strompegel aus dem Stromkreis zieht. Sobald die transiente Spannung durch die Komponente fließt, bereitet sich der MOV auf die nächste vor.

Leistung

Dieser Varistor fungiert hauptsächlich als Netzspannungs-Überspannungsunterdrückung. Es leitet keinen Strom, wenn die Spannung darüber geringer ist als die Klemmspannung. Der MOV wird jedoch nicht ausgeführt, wenn er eine überspannungsspitzende Bewertung erhält, die höher ist, als der Varistor verarbeiten kann. Die Folge davon ist ein beschädigtes MOV.

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Beschädigtes MOV

Quelle: 

Wikimedia Commons

Außerdem nimmt die Leistung des Varistors im Laufe der Zeit ab. Sie können die Lebensdauer jedes MOV auf der Herstellertabelle finden. Die Grafik des Herstellers gibt Ihnen detaillierte Messwerte und Diagramme der Zeit, des Stroms und der Anzahl der transienten Impulse, die durch die Komponente gehen.

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Spannungsüberspannungsschutz

Quelle: 

Wikiwand

Die Energieeffizienz ist ein weiterer Faktor, der die Leistung eines MOV beeinflusst. Wenn die Energieeffizienz steigt, wirkt sich dies auf die Lebensdauer des Varistors aus. Aus diesem Grund ändert sich die Anzahl der transienten Impulse, die der MOV verarbeiten kann. 

Sie können die Leistung auch steigern, indem Sie mehr Varistoren parallel anschließen. Die Erhöhung der Bewertung trägt auch dazu bei, die Leistung des MOV zu verbessern.

Eine weitere großartige Sache an der Leistung des MOV ist seine Reaktionszeit. Der MOV kann Spitzen innerhalb von Nanosekunden kurzschließen. Bestimmte Merkmale wie die Induktivität der Komponentenleitungen und die Montagedesignmethode können jedoch die Ansprechzeit beeinflussen.

MOV Spezifikationen

Hier sind einige der Dinge, auf die Sie beim Kauf oder erstellen eines MOV achten müssen:

Maximale Betriebsspannung

Es ist die maximale stationäre Gleichspannung, die der MOV verarbeiten kann. In der Regel sollte der Wert des Ableitstroms kleiner als ein angegebener Wert sein.

Varistorspannung

Bei der Auswahl eines MOV für die Spannung sollte die maximale kontinuierliche Effektivspannung etwas über der vorhergesagten Spannungsversorgung liegen. Zum Beispiel ein 260V RMS für eine 230 Spannungsversorgung.

Maximale Klemmspannung

Sie können dies erhalten, wenn Sie einen bestimmten Impulsstrom an die Komponente anlegen. Es hilft Ihnen, die maximale Spitzenspannung zu erreichen. Außerdem ist es die Spannung, die es dem MOV ermöglicht, den Stoßstrom abzuleiten und zu leiten.

Spitzenstrom 

Der Stoßstrom ist der höchste Spitzenstrom, den ein Gerät verarbeiten kann, ohne beschädigt zu werden. Es tritt normalerweise für einen bestimmten Zeitraum auf. Ihr MOV muss den Stoßstrom umleiten, während der normale Strom Ihren Strom einschalten kann.

Überspannungsverschiebung

Die Stoßspannungsverschiebung ist die Spannungsschwankung, nachdem der Stoßstrom den MOV passiert hat. Wenn also ein Überspannung auftritt, reduziert er die Nennklemmspannung und erzeugt eine Spannungsänderung nach der Welle.

Energieaufnahme

Die Energieabsorption ist die maximale Energie, die eine bestimmte Wellenform ohne viele Probleme auflöst. 

Um alle Ihre Geräte auszuführen, können Sie diesen Wert bestimmen, indem Sie eine bestimmte gesteuerte Schaltung mit vorbestimmten Werten verwenden. 

Sie können die Energie auch in Standard-Transienten x / y ausdrücken. Hier ist y die Dauer, die erforderlich ist, um die Hälfte des Spitzenwerts zu erreichen, während x der schnelle Anstieg ist.

Kapazität

Da das MOV aus zwei Metallplatten mit einem Dielektrikum dazwischen besteht, fungiert es als Kondensator im nF-Bereich. Je größer also die Größe, desto größer die Kapazität. Dies wirkt sich jedoch nicht auf die Wechsel- oder Gleichstromeinspeisungen aus, bis ein Überspannungsereignis auftritt.

Ableitstrom

Der Strom, der vom AC- oder DC-Stromkreis in jedem Gerät zur Erde fließt, ist der Leckstrom. Es bezieht sich auch auf die Strommenge, die der Varistor zieht, wenn er unterhalb der Klemmspannung arbeitet.

Antwortzeit

Die Reaktionszeit bezieht sich auf die Zeit, die das MOV nach dem Surge-Ereignis zu leiten beginnt. Die Standardansprechzeit von MOVs beträgt 500 Pikosekunden. Es ist jedoch nicht notwendig, die Ansprechgeschwindigkeiten zu vergleichen, da die meisten transienten Spannungen langsamere Anstiegszeiten haben. In ähnlicher Weise wirkt sich die Schaltung direkt auf die Ansprechzeit eines bleihaltigen MOV aus.

Maximale Wechselspannung

Die maximale Wechselspannung ist die maximale Effektivspannung, die Sie ständig an den Varistor übertragen können. Bei der Auswahl Ihres maximalen Effektivwerts sollte dieser etwas über der tatsächlichen Effektivspannung liegen.

Schaltung 

Sie finden meist MOVs, die parallel zu einer Sicherung angeschlossen sind. Hier ist ein Diagramm einer Schaltung, um zu zeigen, dass das MOV in einer elektronischen Schaltung funktioniert.

Schaltplan

Wenn die Spannung der Schaltung innerhalb der Nenngrenzen liegt, hätte der MOV einen hohen Widerstand. Verwenden Sie jedoch, wenn eine Spannungsspitze auftritt, bewegt es sich über das MOV und reduziert den Widerstand des MOV auf einen niedrigen Wert. Somit fließt der Strom durch den Stromkreis und nicht durch den MOV. Daher wird es zu einem Kurzschluss.

Aus diesem Grund passiert stattdessen die große Spannungsspitze den MOV. Somit explodiert die Sicherung und trennt den Stromkreis von der Netzspannung. 

Im Falle einer transienten Spannung wird sich die hochspannung jedoch immer wieder normalisieren. Außerdem reicht die Dauer des hohen Stroms nicht aus, um die Sicherung zu beschädigen. Somit nimmt die Schaltung ihren regulären Betrieb wieder auf, wenn sich die Spannung normalisiert.

Wenn Sie also ein beschädigtes MOV in Ihrer Schaltung finden, kann dies das Ergebnis mehrerer zusätzlicher Hochspannungsspitzen sein.

Wie man einen baut

Sie können einen Metalloxid-Varistor mit Keramikpulvern aus Metalloxiden und anderen Metalloxiden wie Bismutoxiden und Mangan herstellen. Am wichtigsten ist, dass das MOV aus Zinkoxid (90%) und kleinen Mengen anderer Metalloxide besteht. Es wäre hilfreich, wenn Sie die Keramikpulver des Metalloxids zwischen zwei Elektroden (Metallplatten) intakt halten würden.

Darüber hinaus erzeugen die Metalloxidkörner einen Diodenübergang zwischen jeder Diode. Somit besteht ein MOV aus mehreren dioden, die in Reihe geschaltet sind. So können Sie einen umgekehrten Leckstrom verursachen, der über alle Verbindungen auftritt, wenn Sie eine kleine Spannung an die Metallplatten anlegen.

Überspannungsschutz

Quelle: 

Wikimedia Commons

Was ist ein MOV:Symbol

Das Varistor-Symbol ist dem Charakter des Thermistors sehr ähnlich. Es hat ein primäres Widerstandssymbol eines Rechtecks mit einer diagonalen Linie. Außerdem enthält es einen kleinen hinzugefügten Abschnitt parallel zum Körper des Varistor-Symbols. Dies zeigt die nichtlineare Natur des Varistors. So sieht der Charakter aus:

Symbol

Was ist ein MOV:Die Wahl des richtigen MOV für den Schutz

Nun, da wir wissen, was ein Metalloxid-Varistor ist und wie er Ihre Schaltung vor transienter Spannung schützt. Schauen wir uns ein paar Tipps an, die Ihnen bei der Auswahl des richtigen Metalloxid-Varistors für den Schaltungsschutz helfen.

Normalerweise wählen Menschen Varistoren mit einer maximalen Nennspannung, die 10-15% höher ist als die tatsächliche Netzspannung.

 Wenn Sie also einen niedrigen Ableitstrom anstreben, können Sie Ihren Varistor mit einer höheren Betriebsspannung verwenden.

Sobald Ihr Experiment abgeschlossen ist, wählen Sie den Metalloxid-Varistor, der mehr Energie ableitet, die entweder gleich oder etwas höher ist als die erforderliche Energiedissipation während eines Anstiegs.

Was ist ein MOV:Anwendung

Sie können den Metalloxid-Varistor für eine Vielzahl von Anwendungen verwenden. Sie können MOVs in Stromkreisen verwenden, bei denen das Risiko von Spannungsspitzen besteht. Überspannungsschutz und Streifen sind häufigere Anwendungen von MOVs. 

Überspannungsschutzschaltung

Quelle: 

Wikimedia Commons

Darüber hinaus finden Sie MOVs in Netzteilen, die an das Stromnetz angeschlossen sind, in verschiedenen Kommunikationsleitungen, Datensystemen, Digitalkameras, Computern, Stromversorgungssystemen, persönlichen digitalen Assistenten und MP3-Playern. 

Zu den weniger verbreiteten Anwendungen von MOVs gehören Mikrowellenmischer zur Erkennung, Modulation und Frequenzumwandlung.

Aufrunden

Die Auswahl des richtigen Metalloxid-Varistors für den Schutz ist keine Raketenwissenschaft. Alles, was Sie tun müssen, ist zu verstehen, wie das MOV funktioniert und wie Sie Ihre Werte auswählen.

Die Arbeit eines Varistors in empfindlichen elektronischen Schaltungen besteht darin, zu verhindern, dass die Spannung einen eingestellten Wert überschreitet. Dadurch wird der Varistor zu einem Kurzschluss, der den Stromfluss abschaltet und Schäden durch zusätzliche Spannung verhindert. 

Haben Sie Fragen oder Bedenken zum MOV? Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren; wir helfen Ihnen gerne weiter.

Hommer
Hallo, ich bin Hommer, der Gründer von WellPCB. Bisher haben wir mehr als 4.000 Kunden weltweit. Bei Fragen können Sie sich gerne an mich wenden. Danke im Voraus.

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