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第 七 章VARISTOR之介紹 課程內容﹕ 壹·定義及元件特性 貳·結構及動作原理 參·等效電路與V/I特性曲線 肆·其他類似功能元件介紹 伍·選用時注意的條件 陸·應用 陳俊龍編著 7 - 1 一.定義及元件特性 VARISTOR為VARIABLE RESISTORS的縮寫，此種元件為非線性電阻元件，亦稱為變阻體﹔其具有與雙向性稽納二極體類似之特性，在突波電壓較大的情況下，單靠CR串聯電路則無法期待吸收效果，如果使用VARISTOR之類元件則對於限制電壓值以上的突波電壓將有立即的效果。 典型VARISTOR之特性曲線 7 - 2 陳俊龍編著 二.結構及動作原理 性 結構及動作原理： 如圖所示﹕VARISTOR 內部有許多的 ZINC OXIDE GRAINS以高阻抗的INTERGRANULAR BOUNDARY隔離， 相鄰的ZINC OXIDE GRAINS 其電路特性有如雙向性的稽納二極體(可視為一微小的VARISTOR)，當一非預期之過電壓(突波)信號流入，VARISTOR之電阻會隨加之兩端電壓之不同以非線性的方式改善，將它與被保護之電路(元件)以並聯的型式聯接，VARISTOR會立即動作，將期吸收轉成熱或光的方式排放，避免瞬間大電壓信號直接破壞我們的產品。 7 - 3 陳俊龍編著 二.結構及動作原理 性 VARISTOR 內部結構圖 等效電路與V/I特性曲線 7 - 4 陳俊龍編著 L Lead inductance (about 1nH/mm) C Capacitance RIG Resistance of intergranular boundary Rv Ideal varistor (0~∞Ω) RB Bulk resistance of Zno 三.等效電路與V/I特性曲線 性 3a ﹕Simplified equivalent of a metal oxide varistor 3b ﹕leakage current region ( 10-4A) 3c ﹕Normal operating region (10-5 to 103 A ) 3d ﹕High current region (103 A) V/I 特性曲線 陳俊龍編著 7 - 5 三.等效電路與V/I特性曲線 性 I = KVα I Current through varistor V Voltage across varistor K Ceramic constant (depending on varistor type) α Nonlinearity exponent (measure of nonlinearity of curve ) 7 - 6 陳俊龍編著 三.等效電路與V/I特性曲線 性 α = log I2 – logI1 log V2 – logV1 α = log I2 – logI1 log V2 – logV1 α = log 1 – log(-3) log 267 – log259 α ~ 38 7 - 7 陳俊龍編著 四其他類似功能元件介紹 其他類似功能元件介紹 gas arrester gas arrester and varistor 的組合體 TVS 選用時注意的條件 工作或操作電壓的選定 Clamping voltage應考慮電壓變動、tolerance及derating 在工作電壓時之漏電流 在正常操作下其值非常小可忽略不計 允許通過VARISTOR之最大電流 需符合安規測試標準 VARISTOR可吸收最大的突波能量 如圖所示，不同的surge電壓電流波型，對varistor而言有不同的突波能量。 陳俊龍編著 7 - 8 五.選用時注意的條件 因溫度或應用上的不同可能造成特性曲線的偏移 7 - 9 陳俊龍編著 在應用上須考量 各類型之surge 波 六.應用 應用 7 - 10 陳俊龍編著