Varistorschutz – dies ist eines der effektivsten Mittel, um die Elektronik vor Überspannungen zu schützen. Ein Schutz gegen diese Art von Beschädigung ist notwendig, da Überspannungen zu einem Ausfall der elektronischen Komponenten und sogar zum vollständigen Abschalten der Ausrüstung führen können. Um solche Probleme zu vermeiden, werden Varistoren verwendet – Halbleiterelemente, die ihren Widerstand abhängig von der Spannung verändern können.
Varistoren arbeiten nach dem Widerstandsprinzip, das von der Spannung darauf abhängt. Bei niedrigen Spannungen ist der Widerstand des Varistors hoch, wodurch die abgeschirmte Elektronik störungsfrei funktionieren kann. Wenn die Spannung jedoch den Nennwert überschreitet, sinkt der Widerstand des Varistors dramatisch ab. Als Ergebnis beginnt der Varistor, einen großen Strom zu fließen, überschüssige Energie zu ziehen und zu verhindern, dass Überspannungen auf die zu schützenden Geräte gelangen.
Die Wahl eines Varistors zum Schutz der Elektronik vor Überspannungen erfolgt unter Berücksichtigung mehrerer Faktoren. Zunächst ist es notwendig, die Nennspannung zu bestimmen, die an die Elektronik angeschlossen werden kann. Darüber hinaus ist es wichtig, den maximalen Dichtungsstrom und die Entladungsenergie zu berücksichtigen, mit der der Varistor umgehen muss.
Vorteile der Verwendung von Varistorschutz:
- Effektiver Überspannungsschutz;
- Einfache Installation und Verbindung;
- Niedrige Kosten;
- Lange Lebensdauer;
- Schnelle Reaktion auf Überspannung;
- Kompakte Größe und geringes Gewicht;
- Großer Betriebstemperaturbereich.
Funktionsprinzip des Varistorschutzes
Varistorschutz wird verwendet, um elektronische Geräte vor Überspannungen zu schützen. Es ist eine spezielle Komponente, die schnell auf Spannungsänderungen im Netz reagieren und verhindern kann, dass diese auf angeschlossene Geräte gelangen.
Das Grundprinzip des Varistorschutzes beruht auf der Verwendung der Eigenschaften eines Varistors - eines Halbleitermaterials, das eine nichtlineare Vielfachmantelcharakteristik aufweist. Dies bedeutet, dass sich der Widerstand des Varistors in Abhängigkeit von der Spannung ändert, die ihm zugeführt wird.
Bei normaler Netzspannung hat der Varistor einen hohen Widerstand und verhindert, dass hohe Spannung in die angeschlossenen Geräte eindringt. Wenn jedoch Überspannungen im Netzwerk auftreten, z. B. durch Gewitter oder Umschalten von Schaltern, wird der Widerstand des Varistors drastisch reduziert, wodurch die angeschlossenen Geräte vor Beschädigungen geschützt werden.
Varistoren können von verschiedenen Typen sein. Zum Beispiel ist einer der häufigsten Arten ein Metalloxid-Varistor, der aus Zinkoxid, Antimonoxid und anderen Substanzen besteht. Diese Art von Varistoren hat einen hohen Widerstand und hat auch stabile Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.
Varistoren werden üblicherweise zusammen mit Sicherungen und anderen Schutzelementen verwendet, um einen zuverlässigen und sicheren Betrieb elektronischer Geräte zu gewährleisten. Sie können sowohl in elektronischen Geräten als auch auf elektronischen Platinen installiert werden. Im Falle einer Überspannung reagiert der Varistor schnell und absorbiert überschüssige Energie und schützt so die Elektronik vor Beschädigungen.
Schutz der Elektronik vor Überspannungen
Bei Geräten, die Elektronik verwenden, besteht das Risiko einer Beschädigung durch Überspannungen im Stromnetz. Überspannungen können durch Blitzschlag, Stromausfälle oder andere nicht alltägliche Situationen verursacht werden. Sie können wertvolle Komponenten elektronischer Geräte zerstören und zu einem Bruch oder sogar einem Brand führen.
Um die Elektronik vor Überspannungen zu schützen, werden verschiedene Mittel verwendet, von denen eines der Varistor ist. Ein Varistor ist ein Halbleiterelement, das in Bezug auf den elektrischen Widerstand besondere Eigenschaften aufweist. Im normalen Zustand hat es einen hohen Widerstand, aber wenn ein bestimmtes Spannungsniveau erreicht wird, nimmt sein Widerstand drastisch ab.
Die Varistoren werden in elektronischen Geräten auf dem Weg des elektrischen Stroms montiert. Wenn die Spannung den Nennwert überschreitet, wird der Varistor aktiviert, so dass der Strom durch sich selbst fließen kann und entladen wird. Auf diese Weise verhindern Varistoren, dass die nach ihnen eingeschalteten elektronischen Komponenten beschädigt werden.
Varistoren können jedoch nur eine bestimmte Menge an Energie aushalten, bevor sie selbst zusammenbrechen. Sie müssen daher unter Berücksichtigung der Leistung und der Dauer der Überspannung ausgewählt werden, die sie aushalten müssen. Die Wahl des richtigen Varistors ist ein wichtiger Schritt beim Design des Überspannungsschutzes der Elektronik.
Die Verwendung von Varistorschutz erhöht die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit elektronischer Geräte erheblich. Sie schützen vor nicht alltäglichen Situationen und gewährleisten die Funktionsfähigkeit und Sicherheit der Elektronik.
Wie ein Varistor funktioniert
Wenn die Spannung am Varistor normal ist, tritt kein Strom zwischen den Elektroden auf. Wenn jedoch eine Überspannung im Netzwerk auftritt, z. B. durch Blitzschlag oder einen Spannungsstoß, reagiert der Varistor sofort.
Der Varistor leitet Strom durch, solange die Spannung unter einem bestimmten Wert liegt, der als Nennspannung bezeichnet wird. Wenn die Spannung den Nennwert überschreitet, beginnt sich die siebenkristalline Zinkoxidschicht wie ein Leiter zu verhalten.
Die siebenkristalline Zinkoxidschicht hat eine große Anzahl von Kontaktpunkten, die es ihm ermöglichen, überschüssigen Strom abzulenken und abzuleiten. Somit verwandelt sich der Varistor in einen temporären «kurzgeschlossenen» Stromkreis und absorbiert überschüssige Energie.
Während der Energieaufnahme kann sich der Varistor erwärmen und sogar seine Charakterisierung ändern. Daher haben Varistoren eine begrenzte Fähigkeit, Energie zu absorbieren, und nach Erreichen der Grenzlast können sie ihre Schutzfunktion nicht mehr ausüben.
Varistoren werden häufig in der Elektronik verwendet, insbesondere in Stromversorgungen, Sicherheitsvorrichtungen und Telefonleitungen. Sie schützen die elektronischen Komponenten vor Beschädigungen durch Überspannungen und sorgen so für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb des Geräts.
