Varistör nedir, devreyi nasıl korur?

Varistör, uçlarına uygulanan gerilim yükseldiğinde direnci hızla azalan, doğrusal olmayan bir elektronik bileşendir. En yaygın türü metal oksit varistör, yani MOV olarak bilinir. Normal çalışma sırasında küçük bir kaçak akım geçirir; uygun sınırlar içindeki kısa gerilim darbelerinde daha fazla akım ileterek gerilim tepesini sınırlar.

Sıradan bir direnç ile farkı, direnç değerinin yaklaşık sabit kalmamasıdır. Ohm yasası belirli bir çalışma noktasını açıklarken kullanılabilir; fakat MOV için bütün gerilimlerde geçerli tek bir sabit direnç değeri yazılamaz. NTC ve PTC sıcaklığa tepki verirken varistörün temel tepkisi gerilime bağlıdır.

Darbe geldiğinde ne olur?

Bir röle kontağı veya başka bir anahtarlama elemanı, endüktif bir yükü açıp kapattığında kısa süreli gerilim tepeleri oluşabilir. Doğru seçilmiş MOV, korunan devreye paralel bağlanır. Gerilim yükselince MOV kolundan geçen akım artar; kaynağın ve bağlantıların empedansı ile birlikte yükün gördüğü tepe gerilimi azalır. Darbe enerjisinin bir bölümü varistörde ısıya dönüşür.

MOV, tasarıma göre L–N, L–PE veya başka iki uygun nokta arasında kullanılabilir. Bu nedenle her varistörün akımı toprağa boşalttığını söylemek yanlıştır. Aşağıdaki örnek faz ile nötr arasındaki korumayı gösterir; toprak bağlantısı çizilmemiştir.

MCOV, varistör gerilimi ve clamp gerilimi aynı şey değildir

MCOV, üreticinin belirttiği koşullarda uygulanabilen en yüksek sürekli çalışma gerilimidir. Bir AC değeri genellikle Vrms olarak verilir. Keskin bir açma eşiği değildir. Varistör gerilimi, veri sayfasında belirtilen küçük test akımında ölçülür; bu akım çoğu MOV için 1 mA olur. Sınırlama gerilimi (clamping voltage) ise belirtilen darbe akımındaki uç gerilimidir; akım ve darbe koşullarıyla birlikte okunmalıdır.

Örneğin 230 V AC sinüzoidal gerilimin tepe değeri yaklaşık 325 V olur. Üzerinde 275 V AC çalışma değeri bulunan bir MOV, gerilimi 275 V tepeye sabitlemez. Ayrıca diskin rengi veya çapı tek başına gerilim değerini göstermez; parça kodunun üretici veri sayfasıyla eşleştirilmesi gerekir.

MOV, TVS diyot ve sigorta neyi farklı yapar?

MOV, TVS diyot ve sigorta aynı görevi yapmaz. MOV ve uygun TVS diyot gerilim darbelerini sınırlar; sigorta aşırı akım koşullarında devreyi açar. Termal ayırıcı ise MOV aşırı ısınırsa koruma kolunu ayırmak için kullanılabilir. Standart bir sigorta, MOV’un bütün ısınma senaryolarında yeterince hızlı açmayabilir. Koruma elemanları birlikte ve üretici koşullarına göre seçilir.

MOV bir doğrultucu diyot değildir; DC’yi AC’ye veya AC’yi DC’ye dönüştürmez. Zener ve Schottky diyotların işlevleri de farklıdır. Ayrıca bir voltaj regülatörü gibi sürekli yüksek şebeke gerilimini düzeltmek için kullanılmaz. Uzun süreli aşırı gerilim, MOV’da ısınma, bozulma ve yangın riski oluşturabilir.

Nerelerde kullanılır, nasıl seçilir?

MOV’lar güç kaynağı girişlerinde, endüstriyel kartlarda ve darbe koruma düzeneklerinde görülebilir. Amaç; kondansatör, MOSFET ve entegre devre gibi bileşenlerin maruz kaldığı geçici gerilim stresini azaltmaktır. Transformatör içeren bir cihazda da bulunabilir; varistörün yerini ve değerini cihazın devre tasarımı belirler.

Seçimde AC/DC sürekli gerilim sınırı, sınırlama gerilimi, darbe akımı, enerji kapasitesi, tekrarlı darbe dayanımı ve sıcaklık koşulları birlikte değerlendirilir. Joule değeri tek başına yeterli değildir. Yükün dayanabileceği gerilim, darbenin süresi ve beklenen tekrar sayısı bilinmeden yalnızca “daha büyük disk” seçmek doğru bir yöntem olmaz.

Varistörün bozuk olduğu nasıl anlaşılır?

Çatlama, kararma veya kopmuş bacak gibi bulgular yanmış parça kontrolünde önemlidir. Ancak dışarıdan sağlam görünen bir MOV da bozulmuş olabilir. Enerji kesilip gerilimsizlik doğrulandıktan ve kondansatörler güvenli biçimde boşaltıldıktan sonra yapılan multimetre ölçümü, belirgin bir kısa devreyi gösterebilir. “OL” veya yüksek direnç görmek, darbe korumasının sağlam olduğunu kanıtlamaz. Gerilim-akım davranışını doğrulamak uygun test cihazı gerektirir.

MOV hasarı varsa yalnız parçayı değiştirmekle yetinilmez; kartın güç girişindeki arıza nedeni, koruma elemanları ve lehim bağlantıları da incelenir. Koruma elemanını söküp cihazı sürekli kullanmak korumayı ortadan kaldırır. Yeni parça, üreticinin uygun gördüğü elektriksel ve mekanik özellikleri karşılamalıdır.