От перепадов напряжения не застрахована ни одна электросеть, есть множество причин вызывающих это явление, начиная от перегрузки и заканчивая перекосом фаз. Такие броски способны вывести из строя бытовую технику, поэтому практически все современные электронные устройства имеют защиту. Если после очередного перепада в БП какого-нибудь прибора сгорел предохранитель, произведя его замену, не спешите включать технику. На всякий случай проверьте варистор на исправность тестером или мультиметром.
Прежде, чем перейти к тестированию, рекомендуем ознакомиться с кратким описанием варистора, особенностями его работы и характеристиками. Эта информация может быть полезной при поиске аналога, взамен вышедшего из строя элемента.
Характеристики
Варистор представляет собой полупроводниковый резистор с нелинейной вольт-амперной характеристикой, ее график показан на рисунке 2.
Как видно из графика, когда напряжение на полупроводнике достигает порогового значения, резко увеличивается сила тока, что вызвано понижением сопротивления. Эта характеристика позволяет использовать варистор в качестве защиты от кратковременных скачков напряжения.
Принцип действия, обозначение на схеме, варианты применения
Внешне варистор очень похож на конденсатор, но его внутреннее устройство, как видно из рисунка 3, совершенное иное.
Обозначения:
- А – два металлических электрода в форме диска;
- В – вкрапления оксида цинка (размер кристаллов не соблюден);
- С – оболочка полупроводника, сделанная на основе синтетических отвердителей (эпоксидов);
- D – керамический изолятор;
- Е – выводы.
Помимо конструкции, на рисунке 3 показано обозначение элемента на принципиальных схемах (2).
Содержание оксида цинка в керамическом изоляционном слое определяет порог срабатывания варистора, как только напряжение станет выше допустимого, сопротивление резко снижается и проходящий через полупроводник ток увеличивается. Вырабатывающаяся в результате этого процесса тепловая энергия рассеивается в воздухе.
Такой принцип действия позволяет не допустить выход из строя электронных устройств при краткосрочном перепаде напряжения. Длительный импульс вызовет перегрев и разрушение варистора, но на этот процесс требуется время. Хоть оно исчисляется долями секунды, в большинстве случаев, этого достаточно для срабатывания плавкого предохранителя.
Именно поэтому после замены предохранителя необходимо проверять варистор (внешний осмотр и тестирование мультиметром). В противном случае, следующий перепад напряжения, с большой долей вероятности, приведет к разрушению компонентов электронного устройства.
Пример реализации защиты
На рисунке 4 показан фрагмент принципиальной схемы БП компьютера, на котором наглядно показано типовое подключение варистора (выделено красным).
Судя по рисунку, в схеме используется элемент TVR 10471К, используем его в качестве примера расшифровки маркировки:
- первые три буквы обозначают тип, в нашем случае это серия TVR;
- последующие две цифры указывают диаметр корпуса в миллиметрах, соответственно, у нашей детали диаметр 10 мм;
- далее идут три цифры, которые указывают действующее напряжение для данного элемента. Расшифровывается следующим образом: XXY = XX*10y, в нашем случае это 47*101, то есть 470 вольт;
- последняя буква указывает класс точности, «К» соответствует 10%.
Можно встретить и более простую маркировку, например, К275, в этом случае К – это класс точности (10%), последующие три цифры обозначают величину действующего напряжения, то есть, 275 вольт.
Теперь, когда мы разобрались с основами, можно перейти к проверке варистора
Определяем работоспособность элемента (пошаговая инструкция)
Для данной операции нам потребуются следующие инструменты:
- Отвертка (как правило, крестовая). Чтобы добраться до платы блока питания, потребуется разобрать корпус электронного устройства, тут без отвертки не обойтись.
- Щетка, для очистки печатной платы. Как показывает практика, в БП накапливается много пыли. Особенно это характерно для устройств с принудительным охлаждением, типичный пример, – блок питания компьютера.
- Паяльник. В силовой части БП на плате большие дорожки и нет мелких элементов, поэтому допустимо использовать устройства мощностью до 75 Вт.
- Канифоль и припой.
- Мультиметр или другой прибор, позволяющий измерить сопротивление.
Когда все инструменты готовы, можно приступать к процедуре. Действуем по следующему алгоритму:
- Разбираем корпус устройства. В данном случае дать детальную инструкцию как это сделать затруднительно, поскольку конструкции приборов существенно отличаются друг от друга. Эту информацию можно найти в инструкции к оборудованию или на сайте производителя, также поможет поиск на тематических форумах и блогах.
- Добравшись до печатной платы БП, следует очистить ее от пыли. Делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить радиодетали. Бывали случаи, когда от чрезмерного усилия, в процессе чистки, щетка повреждала транзистор, тиристор или другой компанент.
- Когда пыль удалена, находим варистор, он имеет характерный вид, поэтому спутать его можно разве что с конденсатором, но последний отличается маркировкой.
Варистор в силовой части БП - Найдя элемент, тщательно осматриваем его на предмет повреждений. Это могут быть трещины, сколы и другие нарушения целостности корпуса. В большинстве случаев, определить неисправность можно на этом этапе. При обнаружении повреждений элемент выпаиваем и меняем на такой же или аналог. Подобрать его можно самостоятельно (расшифровка маркировки приводилась выше) или посоветовавшись с продавцом радиодеталей.
Варистор со следами повреждений - Если визуальный осмотр не дал результатов, следует проверить варистор мультиметром, для этого выпаиваем деталь.
- Для проведения измерения подключаем щупы к мультиметру (на рисунке 7 гнезда показаны зеленым цветом) и переводим его в режим измерения максимального сопротивления (красный круг на рис. 7). Если у вас мультиметр другого типа, воспользуйтесь инструкцией к прибору.
Рисунок 7. Установка режима отмечена красным, гнезда для щупов – зеленым - Касаемся щупами выводов и измеряем сопротивление варистора. Оно должно быть бесконечно большим. Иное значение указывает на неисправность варистора, следовательно, его необходимо заменить.
Важный момент! Прежде, чем измерить сопротивление, убедитесь, что пальцы не касаются стальных наконечников щупов, в этом случае прибор покажет сопротивление кожного покрова.
- Произведя замену (если в этом есть необходимость), собираем устройство.
Анахорет
Никогда не городил подобие электрического стула, и Вам не советовал бы. Какие нах лампочки на 220 вольт??? Это такая шутка юмора??? Если варистор цел, проверьте на пробой, дисковый на емкость. Если она есть -нет обрыва. Испытывать ни к чему, это сложно, и обычно параметра не измеряют. Если нужно, применяют схемы с умножителями напряжения, например, из двух диодов и пары конденсаторов можно сделать выпрямитель сетевых 220 на 600 вольт. Чтобы не убил, щупы через высокоомные резисторы, порядка мегаОм. Они же ограничат ток через миллиамперметр. По сути — схема омметра с таким высоким напряжением. Варисторы хорошо звонятся мегаомметрами с рабочим напряжением в 1000 вольт.
Юный радиолюбитель
Добрый день. Варистор Tvr20391 показывает сопротивление 2,3 на 2000к, можно говорить, что он рабочий?
олег
При «сгорании» позистор РАЗРУШАЕТСЯ. Автор прав.
Мозгоед
С Вашими рекомендациями проверить работоспособность перечисленных приборов мультиметром нельзя, можно в лучшем случае определить КЗ, или обрыв управляющих электродов. А схема встречено параллельных тиристоров аналогом симистора не является. Тиристор имеет четырехслойную структуру пн-переходов, а симистор — семислойную, и управление у них отличается. А схематическое изображение двух встречено параллельных диодов обозначает что прибор может пропускать ток в обоих направлениях (при соответствующем управлении, конечно).
Владимир
Зачем такие сложности для проверки напряжения срабатывания варистора? Предохранитель последовательно, светодиод или лампочку параллельно ….
Просто , подключите последовательно лампочку на необходимое напряжение .Этого будет достаточно . При достижении порогового значения варистора — лампочка засветится.
То же самое и со светодиодом . только необходимо принять меры для ограничения тока проходящего через светодиод.
Так же , можно использовать токоограничивающий резистор ,последовательно и амперметр. Но эти методы , уже сложноваты для новичка.
Самый простой способ — регулируемый источник питания , с ограничением тока и превышающий порог, срабатывания варистора. Например — лабораторный блок питания или китайский «прибор телемастера» ( выдает до 2500 v но с малым током ) или прибор для проверки подсветки мониторов и телевизоров.
Но это дороговато для новичка.
никто
тоже думал что статья о нормальном измерении варистора, если он сгорел, что, сопротивление будет ноль?
Макаров Дмитрий (Эксперт)
Да, вы абсолютно правы, неисправность любого варистора действительно может рассматриваться в двух аспектах:
Второй вариант достаточно редкое явление для полупроводниковых приборов, так как кристалл, в отличии от металла, обладает нелинейными характеристиками и его диэлектрическая часть легко пробивается. Это означает, что пока те же провода в ножках постепенно нагреваются с нарастанием тока, кристалл уже разрушается.
В статье рассмотрен вариант проверки на целостность от пробоя полупроводникового кристалла. Этот способ рабочий, но действительно не дает возможности убедиться в целостности лапки. На практике это не так уж и важно, так как при выпаивании варистора вы легко заметите отсутствие контакта в наружной части проводника из-за его перегорания, а если таковое произошло внутри варистора, то здесь будет целесообразным измерить емкость или произвести замеры при срабатывании прибора.
И в том, и в другом случае вам придется обзавестись заводскими характеристиками конкретного устройства. Конструктивно варистор представляет собой две пластины, между которыми расположен полупроводник. Поэтому у них есть определенная емкость, какая именно, необходимо определять по паспортным данным.
При измерении емкости вам необходимо выставить мультиметр в режим измерения емкости, отталкиваясь от переделов указанных в паспорте варистора. Если измеренная емкость примерно соответствует заводским характеристикам, прибор можно считать исправным. Следует отметить, что со временем параметры варистора могут изменяться, считается нормальным отклонение от паспортного значения не более чем на 10%.
Для испытания опытным путем варистор подключают параллельно к светодиоду и последовательно к предохранителю. К выводам варистора подключается мультиметр для контроля уровня подаваемого напряжения. Напряжение подают плавно при помощи автотрансформатора или реостата.
Посмотрите на рисунок, здесь показаны: 1 – светодиод, 2 – варистор, 3 – предохранитель. При исправном варисторе, после подачи напряжения и плавном его наращивании автотрансформатором до уровня открытия варистора, светодиод будет гореть. При приближении к уровню открытия варистора стоит снизить скорость повышения напряжения, чтобы не возник слишком большой скачок тока. После достижения напряжения открытия светодиод погаснет, так как ток потечет через варистор, а предохранитель перегорит.
Следует отметить, что предохранитель для этого метода подбирается значительно меньшей величины тока, чем протекаемый через варистор при напряжении открытия.
Его предварительно подбирают по паспортным данным варистора. Не забывайте, что со временем, характеристики варистора могли измениться, поэтому сработать он может раньше или позже.
Александр
Да Вы что, какой ещё светодиод подключать, если «пробой» у варистора на 470 вольт? Тут надо две последовательно соединённых лампочки на 240 вольт.
Макаров Дмитрий (Эксперт)
Естественно, что это не универсальная схема, если у вас применяется варистор, у которого открытие происходит на 470В, то светодиод или лампочка, рассчитанные на 230В попросту сгорят, прежде чем на автотрансформаторе установится нужное напряжение открытия.
Но, как вы могли заметить, в данном примере рассматривается совершенно другое устройство (варисторов существует огромное множество – некоторые из них открываются тремя вольтами, другим нужны киловольты и т.д.) здесь достаточно 40В. В рассмотренной ситуации даже автотрансформатор может выдавить из себя максимум 240В, поэтому повышать напряжение до 470В таким вот образом у вас точно не получится. Поэтому если вам нужно проверить элемент с большим напряжением срабатывания, придется воспользоваться другим методом или немного модернизировать схему.
Если у вас имеются в наличии две лампы на 240В, можете соединить и их последовательно, чтобы суммарное падение напряжения составило 480В, но это не панацея, так как их можно с тем же успехом заменить резистором в сочетании со светодиодом или лампочкой, а для повышения напряжения установить другой автотрансформатор или устройство для плавного повышения напряжения.
Некто
«…бесконечно большим…»? — Как тогда прозвонить? Может он в обрыве(сгорел), тогда тоже бесконечно большое сопротивление…
Eric
Для прозвонки обычно используется мультиметр (хотя можно, конечно, и мегомметр попробовать, только необходимо учитывать напряжение, которое он создает, чтобы не спалить варистор). Прозвонить его несложно, подключение производится к контактам и измеряется его сопротивление. Тестер ставим на максимально возможный предел и смотрим, чтобы значение было не меньше несколько сотен Мом, при условии, что напряжение мультиметра не превышает напряжение срабатывания варистора.
Впрочем, бесконечно большое сопротивление, при условии, что омметр довольно мощный (если можно это слово использовать), это также говорит о неисправности. При проверке полупроводника необходимо помнить что это всё-таки проводник и он должен показать сопротивление, в противном случае мы имеем полностью сгоревшую деталь.