|
Продолжение. Начало в № 6-8'2001
Компоненты для силовой электроники корпорации Epcos AG
Часть 4. Мощные варисторы EPCOS для защиты промышленной электроники
Появление первых полупроводниковых компонентов более 30 лет назад способствовало быстрому внедрению электроники в различные области науки и техники. С середины восьмидесятых годов, после того как были разработаны мощные высококачественные тиристоры и построенные на их основе мощные импульсные преобразователи напряжения, в промыш- ленности, на железнодорожном транспорте и в авиации все шире стали использоваться электронные системы управления технологическими процессами. Несмотря на множество преимуществ, одним из немногих недостатков полупроводниковой технологии остается уязвимость от перенапряжений. Слаботочные импульсы напряжения способны создавать помехи в работе прибора или его повреждения, иногда с далеко идущими последствиями. Особую актуальность в настоящее время приобрела проблема защиты оборудования от перенапряжений, которые могут возникать из-за
эффекта накопления заряда, импульсов и выбросов напряжения, переходных процессов при включении и выключении аппаратуры и т. д. Если
имеется опасность перенапряжения, превышающего некоторый заданный уровень безопасности, схема защиты от перенапряжений становится обязательной.
В ранних разработках силовой электроники в качестве защитных элементов использовались селеновые ограничители перенапряжения и RC-элементы. Впоследствии широкое распространение получили защитные тиристоры и защитные диоды.
В настоящее время наиболее эффективным решением по защите оборудования от перенапряжений являются варисторы, которые обладают лучшими эксплуатационными характеристиками, имеют меньший ток утечки и расширенный диапазон рабочих напряжений.
Варистор — это резистор, сопротивление
которого зависит от приложенного к нему напряжения. Он обладает симметричной вольт-амперной характеристикой. Значение сопротивления уменьшается с повышением напряжения и при возникновении перенапряжения происходит резкое уменьшение сопротивления (режим «короткого замыкания»). Включенный параллельно с электронным прибором или схемой, которую необходимо защитить, варистор служит в качестве низкоомного шунта, ограничивая напряжение и предотвращая его дальнейшее увеличение. Варистор защищает от перенапряжений всех видов и предохраняет таким образом электронное оборудование от выхода из строя. Обладая временем срабатывания полупроводникового защитного диода или стабилитрона, металлооксидный варистор является одним из наиболее совершенных защитных устройств.
Корпорация EPCOS являясь мировым лидером по производству высоконадежных пассивных компонентов, разработала и выпускает металлооксидные варисторы серии SIOV®, которые зарекомендовали себя превосходными защитными устройствами благодаря гибкости их применения и высокой надежности. Металлоксидный варистор SIOV®, с его чрезвычайно привлекательным соотношением цена-производительность, является идеальным элементом не только для ограничения броска напряжения и тока, но и для адсорбции энергии. Номенклатура варисторов EPCOS включает следующие модификации: варисторы в SMD-исполнении, радиально-дисковые, блочные и накладные варисторы, а также силовые варисторы PowerDisk для
сильноточных применений. Выпускаются специальные типы варисторов для применения в автомобильной промышленности и в телекоммуникационном оборудовании.
Конструктивное оформление мощных варисторов серии SIOV® может быть различным в зависимости от области применения и параметров:
Блочные варисторы (рис. 1, 2, 3)
Рис.1
Рис. 2
Рис. 3
Силовые варисторы, рассчитанные на токи 10–100 кА, выполнены в пластиковом корпусе с винтовым креплением. Дискообразные варисторы, герметизированные в пластиковом корпусе, имеют винтовое крепление М4 (SIOV-B32…40) и M5 (SIOV-B60 80). Выдерживают ток перегрузки до 100 А, имеют электрическую прочность до 2,5 кВ, сопротивление изоляции свыше 1 ГОм и время отклика менее 25 нс.
Strap-варисторы (рис. 4)
Рис. 4
Керамические прямоугольные варисторы, покрытые эпоксидной смолой и имеющие специальные винтовые отверстия для крепления, а также выводы для фиксации с помощью пайки или для крепления с помощью винтов. Выдерживают максимальный ток перегрузки до 40 А, имеют максимальное напряжение переключения 340–2000 В при токе до 300 А.
PowerDisk (рис. 5)
Рис. 5
Для эффективной защиты оборудования от периодических импульсных перегрузок с высоким рабочим током корпорацией
EPCOS были разработаны мощные блочные варисторы серии PowerDisk. Варисторы выполнены по металлооксидной технологии в дисковом цилиндрическом диодном корпусе с пассивированной стеклом поверхностью и напыленными электродами для прижимного контакта. Такая конструкция обладает превосходной теплопроводностью, высокой механической надежностью, высокой устойчивостью к воздействиям окружающей среды. Таким образом, одни и те же механизмы крепления и методы охлаждения могут использоваться как для варисторов серии PowerDisk, так и для силовых полупроводниковых приборов. Варисторы обладают максимальным напряжением переключения 1100–1465 В при токе до 100 кА. По специальному запросу варисторы серии PowerDisk выпускаются с рабочими напряжениями, аналогичными стандартным варисторам типа SIOV-B80.
Cергей Пряхин
pse@dodeca.ru
|
