Controllo del varistore: trovare il guasto con un multimetro

La riparazione e la diagnostica dei malfunzionamenti dei dispositivi elettronici viene effettuata trovando elementi guasti con la loro successiva sostituzione. Spesso non è possibile determinare visivamente quale componente radio è difettoso, quindi strumenti di misura: i tester vengono utilizzati per rilevare i guasti. Con il loro aiuto, il controllo del varistore di solito non è difficile.

Scopo e caratteristiche

Un varistore è un dispositivo elettronico con due contatti e una caratteristica corrente-tensione non lineare simmetrica. Il termine "varistore" deriva dalle parole latine variabile - "cambiabile" e resisto è "resistenza". Al suo interno, è un resistore a semiconduttore in grado di cambiare la sua resistenza a seconda della tensione applicata ai suoi terminali.

I resistori di questo tipo sono realizzati sinterizzando ad alta temperatura un semiconduttore e un materiale legante. Carburo di silicio in polvere o ossido di zinco viene utilizzato come semiconduttore e vetro, vernice e resina vengono utilizzati come legante. L'elemento ottenuto dopo la sinterizzazione viene sottoposto a metallizzazione con ulteriore formazione di conduttori. Per il loro design, i dispositivi sono realizzati sotto forma di disco, tablet, cilindro o forma simile a un film.

Possedendo la proprietà di ridurre drasticamente la sua resistenza quando una certa tensione appare ai suoi terminali, un varistore viene utilizzato nei circuiti elettronici come elemento protettivo. Quando si verifica un aumento di tensione di una certa entità, il dispositivo a semiconduttore riduce istantaneamente il suo interno resistenza fino a decine di Ohm, cortocircuitando praticamente il circuito, impedendo all'impulso di danneggiare il resto degli elementi schemi. Pertanto, un parametro importante del varistore è il valore di tensione al quale si verifica la rottura del dispositivo.

Il principio di funzionamento dell'elemento implica la sua connessione in parallelo con il circuito di alimentazione. Dopo che è stato attivato e la tensione all'ingresso è stata ridotta, si ripristinerà automaticamente al suo valore originale. A causa della bassa inerzia, questo avviene istantaneamente.

parametri principali

Prima di verificare la funzionalità del varistore, è necessario comprendere non solo il principio del suo funzionamento, ma anche sapere quali caratteristiche ha. Come ogni elemento elettronico, un varistore ha una serie di caratteristiche che gli consentono di essere utilizzato in vari circuiti. Il parametro principale è la caratteristica corrente-tensione (CVC). Mostra chiaramente come cambia la corrente a un particolare valore di tensione. Studiando la caratteristica I - V, puoi vedere che il varistore, avendo una caratteristica bidirezionale simmetrica, funziona sia nella zona anteriore che in quella inversa della sinusoide, simile a un diodo zener.

Oltre alla caratteristica I - V, nello studio del varistore si notano le seguenti caratteristiche:

• Um è la tensione operativa massima consentita per una corrente variabile o costante.
• P è la potenza che un elemento può dissipare su se stesso senza deteriorarne i parametri.
• W è l'energia ammissibile in joule che un radioelemento può assorbire quando esposto a un singolo impulso.
• Ipp - il valore più alto della corrente impulsiva per cui viene determinata la forma dell'impulso.
• Co è la capacità, il cui valore viene misurato al varistore nel suo stato normale.

Ma in pratica, viene prestata particolare attenzione principalmente al parametro Um. Questa caratteristica mostra il livello di tensione al quale la cella si rompe e la corrente inizia a fluire.

Tipi di dispositivi

La varietà di tipi di varistori riscontrati è dovuta al fatto che i produttori si sforzano principalmente di aumentare le loro prestazioni. Pertanto, vengono utilizzate le tecnologie SMD di montaggio senza piombo, che consente di ottenere tempi di risposta brevi con un salto nella tensione di ingresso. Il tempo di risposta tipico degli elementi con cavi è nell'intervallo di 15-25 nanosecondi e SMD - 0,5 nanosecondi.

Esiste una classe di varistori a bassa tensione e quelli ad alta tensione. I primi sono prodotti con una tensione di esercizio fino a duecento volt e un'intensità di corrente fino a un ampere. Questi ultimi hanno una tensione di esercizio fino a venti kilovolt. Gli elementi a bassa potenza vengono utilizzati come protezione contro le sovratensioni che si verificano nella rete domestica e quelli potenti vengono utilizzati nelle sottostazioni di trasformazione e nei sistemi di protezione dai temporali.

Marcatura degli elementi

Indipendentemente dal produttore, esiste uno standard per la marcatura dei varistori. È consuetudine apporre un codice alfanumerico sull'elemento stesso, in cui vengono crittografati i parametri principali. Ad esempio, per un tipo di disco, questa designazione è simile a S6K210, dove:

• S - materiale da cui è realizzato il varistore;
• 6 - diametro del corpo dell'elemento, indicato in millimetri;
• K - valore di tolleranza di deviazione;
• 210 è il valore della tensione di esercizio, espresso in volt.

Per il tipo planare viene utilizzata la stessa marcatura, solo le prime lettere sono CN, ad indicare il tipo di prodotto.

Nei diagrammi, il radioelemento è indicato graficamente come un rettangolo barrato. Sul bastone barrato viene realizzato uno scaffale, sopra il quale è posizionata la lettera U. L'elemento è firmato sui diagrammi in lettere latine RU.

Metodi di prova del multimetro

Per controllare un varistore, tuttavia, come qualsiasi altro elemento radio, il modo più semplice è utilizzare dispositivi appositamente progettati per questo. I multimetri sono usati come tali dispositivi. Il parametro principale che può essere misurato con loro è la resistenza interna dell'elemento. Ma prima di iniziare direttamente a controllare il varistore, dovresti prepararti.

Oltre a un multimetro, avrai bisogno di:

• saldatore;
• saldare;
• flusso;
• scheda dati.

La misura della resistenza di un elemento può essere eseguita senza dissaldare dal circuito, ma per ottenere dati affidabili almeno una delle sue uscite deve essere scollegata dalla scheda. Tutta la preparazione si riduce al fatto che l'elemento semiconduttore viene prima ispezionato visivamente per l'assenza di: spaccature, annerimento, crepe. Se un caso di scoppio è immediatamente visibile, il controllo non può più essere eseguito. Un tale varistore è chiaramente difettoso.

Saranno necessari un saldatore, flusso e saldatura per dissaldare uno dei terminali dell'elemento o addirittura rimuoverlo completamente e, dopo aver verificato, se necessario, saldarlo nuovamente. La scheda tecnica di un articolo è un documento ufficiale rilasciato dal produttore. Contiene tutti i dati e le caratteristiche principali.

Il datasheet serve per conoscere con esattezza qual è la resistenza di esercizio del componente radio a riposo. Se, misurata con un multimetro, la resistenza del varistore non differisce di oltre il 10%, è considerata utile. Se la resistenza è significativamente inferiore a quella indicata nella scheda tecnica, sarà necessario sostituirla. È importante notare che nello stato normale, la resistenza del varistore raggiunge diverse centinaia di megaohm, quindi il tester dovrebbe essere in grado di misurare in questo limite.

Misurazioni con un dispositivo puntatore

Tale dispositivo è considerato analogico. Il suo design utilizza una testa elettromeccanica. È un telaio posto in un campo magnetico. A seconda della forza attuale, la freccia nel telaio devia, fermandosi in una certa posizione. L'intervallo di deflessione della freccia è graduato con numeri, in base ai quali viene calcolata la resistenza.

Prima di iniziare a controllare il varistore, sarà necessario regolare il multimetro del puntatore. Per questo è calibrato. La sua essenza si riduce all'impostazione della posizione zero della freccia ruotando una manopola speciale quando le sonde sono chiuse l'una con l'altra.

Per questo, il pulsante di commutazione seleziona la modalità operativa corrispondente al "Ω»e l'interruttore del wafer è impostato sul limite di resistenza più grande del tester. Molto spesso è designato come "x100", che corrisponde a megaohm. La resistenza viene misurata da una fonte di alimentazione (batteria) installata nel dispositivo. Pertanto, se non è possibile impostare la freccia su zero, sarà necessario sostituire la batteria.

Effettuando misurazioni dirette, una sonda del tester tocca un terminale del varistore e con l'altro - all'altro. Di conseguenza, ci sono tre possibili esiti:

1. La freccia devierà a zero o mostrerà resistenza nella regione del kilo-ohm. Si conclude che l'elemento è difettoso (guasto).
2. Il risultato della misurazione si trova all'interno di centinaia di megaohm. Questa indicazione indica che il varistore funziona correttamente.
3. Quando si toccano i terminali dell'elemento radio, la freccia non reagisce in alcun modo. Le possibili ragioni sono le seguenti: il raggio di azione del dispositivo non è sufficiente per misurare il valore di resistenza del varistore, il dispositivo è guasto, l'elemento radio è guasto (circuito aperto).

Tester digitale

Utilizzando un multimetro digitale, sarà un po' più facile testare le prestazioni di un varistore rispetto a uno analogico. Ciò è dovuto al fatto che il tester digitale nel suo design ha un display LCD, che mostra chiaramente la resistenza misurata.

Questo tipo di tester si basa su un convertitore analogico-digitale, il cui principio di funzionamento si basa sul confronto del segnale misurato con quello di riferimento. Va notato che se l'icona della batteria lampeggiante viene visualizzata sullo schermo quando il tester è acceso, la batteria dovrà essere sostituita. La procedura per misurare la resistenza di un varistore può essere rappresentata sotto forma delle seguenti azioni:

1. 
   L'interruttore imposta il limite massimo di misurazione della resistenza. Di solito questo limite è indicato da un numero e da una lettera. Se vengono scritti solo numeri, l'unità di misura è Ohm, la lettera K dopo il numero sta per kilohm e la lettera M sta per megaohm.
2. Le sonde sono fissate sui due terminali del varistore e le estremità opposte dei fili con spine sono inserite nelle prese del tester, designate e COM. Poiché la polarità del segnale applicato al varistore non ha importanza, non importa quale filo è collegato all'uno o all'altro terminale dell'elemento. Sebbene sia accettato che un cavo nero sia inserito nel connettore COM.
3. Il dispositivo si accende premendo il pulsante ON/OFF sul tester.
4. Se un'unità è evidenziata sull'indicatore, significa che è selezionato un piccolo limite di misurazione.
5. Se lo schermo mostra numeri diversi da uno, questo è il valore della resistenza misurata.

Quando si interpreta il risultato della misurazione, è necessario tenere conto anche della tolleranza. Ogni elemento radio ha il proprio indice di tolleranza. Ad esempio, se la tolleranza è del 10 percento e la resistenza interna del varistore è indicata come 100 MΩ, i risultati dovrebbero essere compresi tra 90 e 110 MΩ. Se si rileva che la resistenza misurata dell'elemento è inferiore o superiore a questo intervallo, può essere considerata difettosa.

Usando un reostato

Il controllo del varistore è possibile non solo misurandone l'impedenza interna. Il valore della resistenza interna può corrispondere al valore dichiarato, ma la tensione di soglia del varistore non sarà corretta. Per controllare il valore di rottura, viene utilizzato un multimetro con un autotrasformatore da laboratorio o un reostato.

Nel circuito di prova, un contatto mobile del reostato è collegato a uno dei terminali del varistore e un fusibile è collegato all'altro. Le sonde del multimetro sono fissate parallelamente ai terminali dell'elemento a semiconduttore e passa esso stesso alla modalità di misurazione della tensione. Una differenza di potenziale viene applicata a una coppia di contatti liberi, il cui valore supera il valore di rottura del componente.

Con l'aiuto del contatto mobile del reostato, la tensione cambia gradualmente fino al momento in cui viene attivato il varistore. Questo momento è determinato da un voltmetro. Inizialmente, le letture del multimetro aumenteranno e poi scenderanno bruscamente a zero. Questo farà saltare il fusibile. Il valore massimo fisso diverso da zero sarà la tensione di soglia.

È importante notare che durante la misurazione, specialmente con un reostato, il corpo può essere fulminato. Pertanto, non si dovrebbero dimenticare le precauzioni di sicurezza, si dovrebbero osservarle fermamente.