દરેક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ, જે નેટવર્કમાં પ્લગ થયેલ છે, તેને વર્તમાન અથવા વોલ્ટેજના થ્રેશોલ્ડ મૂલ્યોને ઓળંગવાથી રક્ષણની જરૂર છે. વર્તમાન સુરક્ષા માટે વિવિધ ફ્યુઝ અને સર્કિટ બ્રેકર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, પરંતુ ઓવરવોલ્ટેજ સુરક્ષા માટે વેરિસ્ટરનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. આ લેખમાં આપણે વેરિસ્ટર ઓપરેશનના સિદ્ધાંત, તેની લાક્ષણિકતાઓ, આ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકના ફાયદા અને ગેરફાયદાને ધ્યાનમાં લઈશું.
સામગ્રી
વેરિસ્ટર શું છે અને તેનો ક્યાં ઉપયોગ કરવો
વેરિસ્ટર - વેરિસ્ટર એ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીમાંથી બનાવેલ ચલ રેઝિસ્ટર છે, જે તેના પર લાગુ થતા વોલ્ટેજના આધારે તેના વિદ્યુત પ્રતિકારને બદલવામાં સક્ષમ છે.
આ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકની કામગીરીનો સિદ્ધાંત સામાન્ય રેઝિસ્ટર અથવા પોટેન્ટિઓમીટર કરતાં અલગ છે. ધોરણ રેઝિસ્ટર સર્કિટમાં વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લીધા વિના કોઈપણ સમયે સતત પ્રતિકાર હોય છે, પોટેન્ટિઓમીટર કંટ્રોલ નોબને ફેરવીને મેન્યુઅલી પ્રતિકારને બદલવાની મંજૂરી આપે છે. બીજી બાજુ, વેરિસ્ટરમાં બિન-રેખીય સપ્રમાણ વોલ્ટ-કરંટ લાક્ષણિકતા હોય છે અને તેનો પ્રતિકાર સર્કિટ વોલ્ટેજ પર સંપૂર્ણપણે આધાર રાખે છે.
આ ગુણધર્મને કારણે, વોલ્ટેજના પ્રકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, વિદ્યુત નેટવર્ક્સ, મશીનરી અને સાધનો, તેમજ રેડિયો ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો, બોર્ડ અને ચિપ્સને સુરક્ષિત કરવા માટે વેરિસ્ટરનો વ્યાપક અને અસરકારક રીતે ઉપયોગ થાય છે. તેમની પાસે નીચી ઉત્પાદન કિંમત છે, ઉપયોગમાં વિશ્વસનીય છે અને ઊંચા ભારનો સામનો કરવામાં સક્ષમ છે.
વેરિસ્ટર્સનો ઉપયોગ 20 kV સુધીના ઉચ્ચ વોલ્ટેજ એપ્લીકેશનમાં અને 3 થી 200 V સુધીના ઓછા વોલ્ટેજ એપ્લીકેશનમાં વોલ્ટેજ લિમિટર તરીકે થાય છે. તે જ સમયે, તેઓ એસી અને ડીસી બંને નેટવર્કમાં કામ કરી શકે છે. તેનો ઉપયોગ વર્તમાન અને વોલ્ટેજને નિયમન અને સ્થિર કરવા તેમજ ઓવરવોલ્ટેજ સંરક્ષણ ઉપકરણોમાં થાય છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્ય ફિલ્ટર્સ, પાવર સપ્લાય, સેલ ફોનના નિર્માણમાં થાય છે. સર્જ પ્રોટેક્ટર્સ અને અન્ય ઉપકરણો.
પ્રકારો અને કામગીરીના સિદ્ધાંત
સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, વેરિસ્ટરમાં વિશાળ પ્રતિકાર હોય છે, જે જ્યારે વોલ્ટેજ થ્રેશોલ્ડ મૂલ્ય કરતાં વધી જાય ત્યારે ઘટી શકે છે. એટલે કે, જો સર્કિટમાં વોલ્ટેજ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, તો વેરિસ્ટર ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્ટેટમાંથી વિદ્યુત વાહક સ્થિતિમાં સંક્રમણ કરે છે અને સેમિકન્ડક્ટરમાં હિમપ્રપાતની અસરને કારણે, મોટા પ્રમાણમાં વર્તમાન પસાર કરીને વોલ્ટેજને સ્થિર કરે છે.
વેરિસ્ટર્સ ઉચ્ચ અને નીચા વોલ્ટેજ સાથે કામ કરી શકે છે અને તે મુજબ, ઉપકરણોના બે જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જેમાં ઓપરેશનના સમાન સિદ્ધાંત છે:
- ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ: 20 kV સુધીના વર્તમાન મૂલ્યો સાથે સર્કિટમાં કાર્ય કરવા સક્ષમ (નેટવર્ક અને સાધનોની સુરક્ષા સિસ્ટમમાં, સર્જ વોલ્ટેજ સંરક્ષણ ઉપકરણોમાં વપરાય છે).
- લો-વોલ્ટેજ: આ પ્રકારના ઘટકો માટે રેટેડ વોલ્ટેજ 3 થી 200 V (0.1 થી 1A ની વર્તમાન સાથે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને સાધનોના ઘટકોને સુરક્ષિત કરવા માટે વપરાય છે અને પાવર સપ્લાયના ઇનપુટ અથવા આઉટપુટ પર સ્થાપિત થાય છે).
ના કિસ્સામાં વેરિસ્ટરની કામગીરીનો સમય વોલ્ટેજ જમ્પ લગભગ 25 એનએસ છે, જે એક ઉત્તમ મૂલ્ય છે, પરંતુ કેટલાક કિસ્સાઓમાં અપર્યાપ્ત છે.તેથી ઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના ઉત્પાદકોએ smd રેઝિસ્ટર બનાવવા માટે ટેક્નોલોજી વિકસાવી છે જેનો પ્રતિભાવ સમય 0.5 ns અથવા તેનાથી વધુ છે.
આ સામગ્રીને ઊંચા તાપમાને બાઈન્ડર (રેઝિન, માટી, કાચ) વડે સિન્ટર કરીને તમામ પ્રકારના વેરિસ્ટર્સ સિલિકોન કાર્બાઈડ અથવા ઝિંક ઑક્સાઈડમાંથી બને છે. સેમિકન્ડક્ટર તત્વ પ્રાપ્ત થયા પછી, જોડાણ માટે મેટલ લીડ્સને સોલ્ડરિંગ દ્વારા બંને બાજુએ મેટલાઈઝ કરવામાં આવે છે.
માર્કિંગ, મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ અને પરિમાણો
વેરિસ્ટર્સના દરેક ઉત્પાદક તેના ઉત્પાદનને ચોક્કસ રીતે ચિહ્નિત કરે છે, તેથી હોદ્દો અને તેમના ડિસિફરિંગના ઘણા બધા પ્રકારો છે. સૌથી સામાન્ય રશિયન વેરિસ્ટર્સ K275 છે, અને લોકપ્રિય વિદેશી ઘટકો 7n471k, kl472m અને અન્ય છે.
નીચે પ્રમાણે વેરિસ્ટર CNR-10d751k નું હોદ્દો સમજાવો: CNR - મેટલ-ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર; ડી - એટલે કે ઘટક ડિસ્કના આકારમાં છે; 10 - ડિસ્કનો વ્યાસ છે; 751 -આ ઉપકરણ માટે પ્રતિભાવ વોલ્ટેજ છે (ગણતરી પ્રથમ બે અંકોને ત્રીજા અંકની શક્તિ સાથે 10 વડે ગુણાકાર કરીને કરવામાં આવે છે, એટલે કે 750 V ની શક્તિ સાથે 75 ગુણ્યા 10); k - રેટ કરેલ વોલ્ટેજનું અનુમતિપાત્ર વિચલન, જે બંને દિશામાં 10% છે (l - 15%, M - 20%, P - 25%).
વેરિસ્ટરની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
વર્ગીકરણ વોલ્ટેજ - વેરિસ્ટરમાંથી વહેતા પ્રવાહના ચોક્કસ મૂલ્ય પર વોલ્ટેજ (આ મૂલ્ય સામાન્ય રીતે 1 mA છે). આ પરિમાણ સંબંધિત છે અને ઉપકરણની પસંદગીને અસર કરતું નથી;
મહત્તમ અનુમતિપાત્ર વોલ્ટેજ - વોલ્ટેજ શ્રેણી (RMS અથવા rms મૂલ્ય) જ્યાં વેરિસ્ટર તેની પ્રતિકાર ઘટાડવાનું શરૂ કરે છે;
મહત્તમ શોષણ ઊર્જા - એક લાક્ષણિકતા જે દર્શાવે છે કે વેરિસ્ટર કેટલી ઉર્જાને વિખેરી નાખે છે અને જ્યારે એક જ પલ્સને આધિન હોય ત્યારે તે નિષ્ફળ થતું નથી (જૌલમાં માપવામાં આવે છે);
મહત્તમ ઇમ્પલ્સ વર્તમાન - વર્તમાન પલ્સના ઉદય સમય અને અવધિને સામાન્ય બનાવે છે (એમ્પીયરમાં માપવામાં આવે છે);
ક્ષમતા - એક ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે જે બંધ સ્થિતિમાં અને આપેલ આવર્તન પર માપવામાં આવે છે (જો વેરિસ્ટર પર ઉચ્ચ પ્રવાહ લાગુ કરવામાં આવે તો તે શૂન્ય પર આવે છે);
અનુમતિપાત્ર વિચલન - બંને દિશામાં નજીવા સંભવિત તફાવતથી વિચલન (ટકાવારી તરીકે આપવામાં આવે છે).
ટ્રિપિંગ સમય - સમય અંતરાલ જેમાં વેરિસ્ટર બંધથી ખુલ્લી સ્થિતિમાં બદલાય છે (સામાન્ય રીતે થોડા દસ નેનોસેકન્ડ).
વેરિસ્ટર્સના ફાયદા અને ગેરફાયદા
નોન-લીનિયર રેઝિસ્ટર (વેરિસ્ટર) ના મહત્વના ફાયદાઓ ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ અને ઉચ્ચ લોડ પર તેની સ્થિર અને વિશ્વસનીય કામગીરી છે. તેનો ઉપયોગ 3 V થી 20 kV સુધીના વોલ્ટેજ સાથે કાર્યરત ઘણા ઉપકરણોમાં થાય છે, તે ઉત્પાદનમાં પ્રમાણમાં સરળ અને સસ્તું છે અને કામગીરીમાં અસરકારક છે. વધારાના મહત્વપૂર્ણ ફાયદાઓ છે:
- ઉચ્ચ પ્રતિભાવ ઝડપ (નેનોસેકન્ડ);
- લાંબી સેવા જીવન;
- વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સને ટ્રૅક કરવાની ક્ષમતા (જડતા-મુક્ત પદ્ધતિ).
હકીકત એ છે કે આ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકના ઘણા ફાયદાઓ હોવા છતાં, તેના ગેરફાયદા પણ છે જે વિવિધ સિસ્ટમોમાં તેની એપ્લિકેશનને અસર કરે છે. તેઓ સમાવેશ કરી શકે છે:
- ઓપરેશન દરમિયાન ઓછી આવર્તન અવાજ;
- ઘટકનું વૃદ્ધત્વ (સમય સાથે પરિમાણોનું નુકસાન);
- ઉચ્ચ ક્ષમતા: વોલ્ટેજ અને તત્વના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે, તે 70 થી 3200 pF ની રેન્જમાં છે અને ઉપકરણના પ્રદર્શનને અસર કરે છે;
- મહત્તમ વોલ્ટેજ પર કોઈ પાવર ડિસીપેશન નથી - નોંધપાત્ર રીતે વધુ ગરમ થાય છે અને લાંબા સમય સુધી મહત્તમ વોલ્ટેજ પર નિષ્ફળ જાય છે.
વેરિસ્ટર પસંદગી
ચોક્કસ ઉપકરણ માટે યોગ્ય વેરિસ્ટર પસંદ કરવા માટે, તેના પાવર સપ્લાયની લાક્ષણિકતાઓને જાણવી જરૂરી છે: પ્રતિકાર અને ક્ષણિક પલ્સ પાવર. મહત્તમ અનુમતિપાત્ર વર્તમાન મૂલ્ય અન્ય વસ્તુઓની સાથે, તેના એક્સપોઝરની અવધિ અને પુનરાવર્તનોની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તેથી જો વેરિસ્ટરને નીચલા પીક વર્તમાન મૂલ્ય સાથે ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે, તો તે ઝડપથી નિષ્ફળ જશે.સંક્ષિપ્તમાં, ઉપકરણને અસરકારક રીતે સુરક્ષિત કરવા માટે, વોલ્ટેજ સાથે વેરિસ્ટર પસંદ કરવું જરૂરી છે કે જેનું નામ નજીવું માર્જિન છે.
આવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકની મુશ્કેલી-મુક્ત કામગીરી માટે પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ એ છે કે શોષિત થર્મલ ઊર્જાના વિસર્જનનો દર અને ઝડપથી સામાન્ય કામગીરીની સ્થિતિમાં પાછા આવવાની ક્ષમતા.
Variistor યોજનાકીય પ્રતીકો અને જોડાણ ચલો
મુ સર્કિટ varistors સામાન્ય રીતે છે સામાન્ય રીતે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે.સામાન્ય રેઝિસ્ટર તરીકે, પરંતુ સ્લેશની બાજુમાં U અક્ષર સાથે ઉમેર્યું. આ સ્લેશ ડાયાગ્રામમાં દર્શાવે છે કે આ તત્વ સર્કિટ વોલ્ટેજ પર પ્રતિકારની અવલંબન ધરાવે છે. પર પણ વાયરિંગ ડાયાગ્રામ આ ઘટક બે અક્ષરો R અને U સાથે ક્રમાંકિત સંખ્યા (RU1, RU2 ... વગેરે) સાથે ચિહ્નિત થયેલ છે.
વેરિસ્ટર્સ કનેક્શનના ઘણા પ્રકારો છે, પરંતુ તમામ પદ્ધતિઓ માટે સામાન્ય છે કે આ ઘટક પાવર સપ્લાય સર્કિટની સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. તેથી, ખતરનાક વોલ્ટેજ કઠોળની ગેરહાજરીમાં, વેરિસ્ટરમાંથી વહેતો પ્રવાહ નાનો છે (મોટા પ્રતિકાર મૂલ્યોને કારણે) અને તે સિસ્ટમની કામગીરીને અસર કરતું નથી. જ્યારે ઓવરવોલ્ટેજ થાય છે, ત્યારે વેરિસ્ટર તેના પ્રતિકારને નાના મૂલ્યોમાં બદલી નાખે છે, ભારને બાયપાસ કરવામાં આવે છે, અને શોષિત ઊર્જા આસપાસની જગ્યામાં વિખેરાઈ જાય છે.
સંબંધિત લેખો:
