金属酸化物バリスタとは何ですか?
「バリスタ」という用語は、可変抵抗器の短縮形です。したがって、抵抗値は外部条件によって変化する可能性があります。
金属酸化物バリスタは、電圧依存性の抵抗器であり、その両端の電圧が増加すると抵抗が低下します。バリスタは、「変数」と「抵抗器」という 2 つの単語から構成されます。ただし、このタイプの可変抵抗器は手動で変更できません。バリスタは電圧が増加すると抵抗値が自動的に変化します。
金属酸化物バリスタの構造
バリスタは、2 つの金属電極と、酸化亜鉛や酸化コバルトなどの粉末状の金属酸化物化合物で構成されています。金属酸化物粒子は、半導体材料同士の PN 接合のように機能します。電極間に電圧が印加されると、バリスタは電流を流し始め、電極から外部電圧が除去されるとすぐに伝導が停止します。
金属酸化物バリスタの動作原理
電圧がスパイクしたり、ネットワーク内の電力が電気回路内で瞬時に変化したりする場合、これらの障害は過渡現象として知られています。電圧の大きさは短期間で数千ボルトに跳ね上がり、電気回路に重大な損傷を与える可能性があります。 AC 信号の過渡現象を以下に示します。
バリスタは電圧が上昇するとすぐに抵抗を減少させるため、電圧スパイクに対して代替の最小抵抗経路を提供するように機能します。 MOV の場合の唯一の制限は、MOV が短い間隔の過渡現象に適していることです。これらは長時間の過渡現象向けに設計されていないため、繰り返しまたは長時間の過渡現象にさらされると特性が劣化します。
バリスタ静電気抵抗曲線
金属酸化物バリスタは印加電圧と逆相関を示します。電圧が増加すると抵抗は減少します。電圧が最大値に達すると、抵抗は最小値になります。
バリスタのV-I特性曲線
線形抵抗器は直線パターンに従いますが、バリスタは電圧の増加とともに抵抗が低下するため、線形動作を示しません。
特性曲線はバリスタの双方向の動作を示しており、その曲線は背中合わせに接続された 2 つのツェナー ダイオードの特性に似ています。バリスタが導通を停止すると、曲線はオフ状態の直線トレンドに移行します。伝導中、曲線は非線形の動作を示します。
バリスタ静電容量とクランプ電圧
バリスタの 2 つの電極と中間金属酸化物媒体はコンデンサに似ています。媒体は誘電体になり、バリスタは非伝導モードでコンデンサとして機能します。
MOV は、クランプ電圧値を超えると導通モードに入り、クランプ電圧を下回ると導通しなくなります。クランプ電圧は、バリスタ本体に 1mA の電流が流れることを可能にする DC 電圧レベルとして定義できます。このクランプ電圧レベルは、バリスタの伝導モードを決定します。
DC 電圧では、容量の影響はあまり影響せず、クランプ電圧レベル以下の制限内に留まります。ただし、AC 電圧の場合、漏れ電流の現象が発生します。漏れリアクタンスは周波数の増加とともに低下し、以下のコンデンサの場合のように表されます。
バリスタの用途
バリスタは、電圧スパイクにさらされるあらゆる電気回路で使用できます。保護される電気回路と並列配置で追加されます。以下にバリスタの主な用途をいくつか示します。
結論
バリスタは電気機器を過電圧スパイクから保護します。過電流から保護するサーキットブレーカーやヒューズと同様に、繊細な電気ネットワークを過渡現象から保護します。 AC 電源と DC 電源の両方で、10 ～ 1000 ボルトの範囲の設計が用意されています。