Kontrola varistoru: zjištění závady pomocí multimetru

Oprava a diagnostika poruch elektronických zařízení se provádí vyhledáním vadných prvků s jejich následnou výměnou. Často není možné vizuálně určit, která rádiová součást je vadná, proto se k detekci poruch používají měřicí přístroje - testery. S jejich pomocí není kontrola varistoru většinou obtížná.

Účel a vlastnosti

Varistor je elektronické zařízení se dvěma kontakty a nelineární symetrickou charakteristikou proud-napětí. Termín "varistor" pochází z latinských slov variabilní - "proměnlivý" a odpor je "odpor". Ve svém jádru je to polovodičový rezistor schopný měnit svůj odpor v závislosti na napětí přivedeném na jeho svorky.

Rezistory tohoto typu se vyrábějí slinováním polovodičového a pojivového materiálu při vysoké teplotě. Jako polovodič se používá práškový karbid křemíku nebo oxid zinečnatý a jako pojivo sklo, lak a pryskyřice. Prvek získaný po slinování je podroben metalizaci s dalším vytvářením vývodů. Zařízení jsou svou konstrukcí vyrobena ve formě disku, tablety, válce nebo ve formě filmu.

Varistor, který má vlastnost prudce snížit svůj odpor, když se na jeho svorkách objeví určité napětí, se používá v elektronických obvodech jako ochranný prvek. Když dojde k napěťovému rázu o určité velikosti, polovodičové zařízení okamžitě sníží své vnitřní odpor až do desítek Ohmů, čímž se obvod prakticky zkratuje a nedochází k poškození pulsu zbylých prvků schémata. Proto je důležitým parametrem varistoru hodnota napětí, při které dojde k průrazu zařízení.

Princip činnosti prvku předpokládá jeho paralelní zapojení s napájecím obvodem. Po jeho spuštění a snížení napětí na vstupu se samočinně vrátí na původní hodnotu. Díky nízké setrvačnosti k tomu dochází okamžitě.

hlavní parametry

Před kontrolou provozuschopnosti varistoru je nutné porozumět nejen principu jeho fungování, ale také vědět, jaké vlastnosti má. Jako každý elektronický prvek má varistor řadu charakteristik, které umožňují jeho použití v různých obvodech. Hlavním parametrem je charakteristika proud-napětí (CVC). Jasně ukazuje, jak se mění proud při konkrétní hodnotě napětí. Při studiu I - V charakteristiky můžete vidět, že varistor, který má symetrickou obousměrnou charakteristiku, pracuje jak v dopředné, tak i zpětné zóně sinusoidy, připomínající zenerovu diodu.

Kromě charakteristiky I - V jsou při studiu varistoru zaznamenány následující charakteristiky:

• Um je nejvyšší přípustné provozní napětí pro proměnný nebo konstantní proud.
• P je výkon, který může prvek na sebe rozptýlit, aniž by se zhoršily jeho parametry.
• W je přípustná energie v joulech, kterou může radioelement absorbovat, když je vystaven jedinému pulzu.
• Ipp - nejvyšší hodnota impulsního proudu, pro kterou je určen tvar impulsu.
• Co je kapacita, jejíž hodnota se měří na varistoru v jeho normálním stavu.

Ale v praxi je zvláštní pozornost věnována hlavně parametru Um. Tato charakteristika ukazuje úroveň napětí, při které se článek rozpadne a začne protékat proud.

Typy zařízení

Různorodost typů varistorů, se kterými se setkáváme, je dána tím, že výrobci se snaží především zvyšovat jejich výkon. Proto se používají SMD technologie bezolovnaté montáže, která umožňuje dosáhnout krátkých časů odezvy se skokem ve vstupním napětí. Typická doba odezvy prvků s vývody je v rozmezí 15-25 nanosekund a SMD - 0,5 nanosekundy.

Existuje třída nízkonapěťových varistorů a vysokonapěťových varistorů. První se vyrábějí s provozním napětím do dvou set voltů a proudem do jednoho ampéru. Ty mají provozní napětí až dvacet kilovoltů. Nízkopříkonové prvky se používají jako ochrana před napěťovými rázy vznikajícími v domácí síti a výkonné se používají v trafostanicích a v systémech ochrany před bouřkami.

Označení prvku

Bez ohledu na výrobce existuje norma pro značení varistorů. Na samotný prvek je zvykem umístit alfanumerický kód, ve kterém jsou zašifrovány hlavní parametry. Například pro typ disku vypadá toto označení jako S6K210, kde:

• S - materiál, ze kterého je varistor vyroben;
• 6 - průměr těla prvku, uvedený v milimetrech;
• K - hodnota tolerance odchylky;
• 210 je hodnota provozního napětí, vyjádřená ve voltech.

U plošného typu je použito stejné značení, pouze první písmena jsou CN, označující typ výrobku.

Ve schématech je radioelement graficky označen jako přeškrtnutý obdélník. Na přeškrtávací tyčce je vyrobena polička, nad kterou je umístěno písmeno U. Prvek je na schématech podepsán latinkou RU.

Multimetrové zkušební metody

Pro kontrolu varistoru je však, stejně jako u každého jiného rádiového prvku, nejjednodušší použít zařízení k tomu speciálně určená. Jako taková zařízení se používají multimetry. Hlavním parametrem, který lze s nimi měřit, je vnitřní odpor prvku. Ale než začnete přímo kontrolovat varistor, měli byste se připravit.

Kromě multimetru budete potřebovat:

• páječka;
• pájka;
• tavidlo;
• datový list.

Měření odporu prvku lze provést bez jeho odpájení z obvodu, ale pro získání spolehlivých dat by měl být alespoň jeden z jeho výstupů odpojen od desky. Veškerá příprava spočívá ve skutečnosti, že polovodičový prvek je nejprve vizuálně zkontrolován, zda neobsahuje: trhliny, zčernání, praskliny. Pokud je prasklé pouzdro okamžitě viditelné, nelze již kontrolu provést. Takový varistor je zjevně vadný.

Pájka, tavidlo a pájka budou zapotřebí k odpájení jednoho z vývodů prvku nebo dokonce jeho úplnému odstranění a po kontrole, pokud je to nutné, připájení zpět. Technický list pro položku je oficiální dokument vydaný výrobcem. Obsahuje všechny hlavní údaje a charakteristiky.

Datový list se používá k tomu, abyste přesně věděli, jaký je provozní odpor rádiové součásti v klidu. Pokud se při měření multimetrem odpor varistoru neliší o více než 10 %, je považován za provozuschopný. Pokud je odpor výrazně nižší, než je uvedeno v datovém listu, bude nutné jej vyměnit. Je důležité si uvědomit, že v normálním stavu dosahuje odpor varistoru několik stovek megaohmů, takže tester by měl být schopen měřit v tomto limitu.

Měření ukazovacím zařízením

Takové zařízení je považováno za analogové. Jeho konstrukce využívá elektromechanickou hlavu. Je to rám umístěný v magnetickém poli. V závislosti na síle proudu se šipka v rámu vychyluje a zastaví se v určité poloze. Rozsah vychýlení šipky je odstupňován čísly, podle kterých se vypočítá odpor.

Než začnete kontrolovat varistor, budete muset nastavit multimetr ukazatele. K tomu je kalibrován. Jeho podstata se scvrkává do nastavení nulové polohy šipky otáčením speciálního knoflíku, když jsou sondy vzájemně uzavřeny.

K tomu spínací tlačítko volí provozní režim odpovídající „Ω»a přepínač wafer je nastaven na největší limit odporu testeru. Nejčastěji se označuje jako "x100", což odpovídá megaohmům. Odpor se měří ze zdroje napájení (baterie) instalovaného v zařízení. Pokud tedy nemůžete nastavit šipku na nulu, bude nutné baterii vyměnit.

Při provádění přímých měření se jedna sonda testeru dotýká jedné svorky varistoru a druhou - druhé. V důsledku toho existují tři možné výsledky:

1. Šipka se vychýlí na nulu nebo ukáže odpor v oblasti kiloohmů. Dospělo se k závěru, že prvek je vadný (porucha).
2. Výsledek měření se pohybuje v řádu stovek megaohmů. Tato indikace znamená, že varistor funguje správně.
3. Při dotyku svorek rádiového prvku na to šipka nijak nereaguje. Možné příčiny jsou následující: pracovní rozsah zařízení nestačí k měření hodnoty odporu varistoru, zařízení je vadné, radiový prvek je vadný (rozpojený obvod).

Digitální tester

Pomocí digitálního multimetru bude o něco snazší otestovat výkon varistoru než analogový. Je to dáno tím, že digitální tester má ve svém provedení LCD displej, který přehledně zobrazuje naměřený odpor.

Tento typ testeru je založen na analogově-digitálním převodníku, jehož princip činnosti je založen na porovnávání měřeného signálu s referenčním. Je třeba poznamenat, že pokud se na obrazovce po zapnutí testeru zobrazí blikající ikona baterie, bude nutné baterii vyměnit. Postup měření odporu varistoru lze znázornit ve formě následujících akcí:

1. 
   Přepínač nastavuje maximální limit měření odporu. Obvykle je tento limit označen číslem a písmenem. Pokud jsou zapsána pouze čísla, pak je měrnou jednotkou Ohm, písmeno K za číslem znamená kilohm a písmeno M znamená megaohm.
2. Sondy jsou upevněny na dvou svorkách varistoru a protilehlé konce vodičů se zástrčkami jsou zasunuty do zdířek testeru označených Ω a COM. Protože na polaritě přiváděného signálu do varistoru nezáleží, nezáleží na tom, který vodič je připojen k jedné nebo druhé svorce prvku. I když je akceptováno, že do konektoru COM je vložen černý kabel.
3. Zařízení se zapíná stisknutím tlačítka ON / OFF na testeru.
4. Pokud je na indikátoru zvýrazněna jednotka, znamená to, že je zvolen malý limit měření.
5. Pokud se na obrazovce zobrazí jiná čísla než jedna, jedná se o hodnotu naměřeného odporu.

Při interpretaci výsledku měření byste měli vzít v úvahu také toleranci. Každý rádiový prvek má svůj vlastní index tolerance. Pokud je například tolerance 10 procent a vnitřní odpor varistoru je uveden jako 100 MΩ, pak by měly být výsledky mezi 90 a 110 MΩ. Pokud se zjistí, že naměřený odpor prvku je pod nebo nad tímto rozsahem, lze jej považovat za vadný.

Pomocí reostatu

Kontrola varistoru je možná nejen měřením jeho vnitřní impedance. Hodnota vnitřního odporu může odpovídat deklarované hodnotě, ale prahové napětí varistoru bude nesprávné. Pro kontrolu hodnoty průrazu se používá multimetr s laboratorním autotransformátorem nebo reostatem.

V testovacím obvodu je k jedné ze svorek varistoru připojen pohyblivý kontakt reostatu a ke druhé pojistka. Sondy multimetru jsou upevněny paralelně ke svorkám polovodičového prvku a ten se sám přepne do režimu měření napětí. Na volný pár kontaktů je přiveden potenciálový rozdíl, jehož hodnota přesahuje hodnotu průrazu součástky.

Pomocí pohyblivého kontaktu reostatu se plynule mění napětí až do okamžiku spuštění varistoru. Tento moment je určen voltmetrem. Zpočátku se hodnoty multimetru zvýší a poté prudce klesnou na nulu. Tím dojde k přepálení pojistky. Maximální pevná nenulová hodnota bude prahové napětí.

Je důležité si uvědomit, že při měření, zejména pomocí reostatu, může být tělo zasaženo elektrickým proudem. Proto byste neměli zapomínat na bezpečnostní opatření, měli byste je neochvějně dodržovat.