Cose da sapere sui varistori

I varistori vengono spesso utilizzati nel settore dell'elettronica per proteggere i circuiti sensibili da sovratensione. Assorbono impulsi di tensione elevati pericolosi, sopprimono le scintille di commutazione sui contatti elettrici, fungono da limitatori di tensione e possono essere utilizzati anche per la stabilizzazione della tensione e la deformazione del segnale. Nella nostra guida potete saperne di più!

• Cos'è un varistore?

• Quali sono i modelli e i tipi di costruzione?

• Criteri di acquisto per varistori - cosa è importante considerare?

• Il nostro consiglio pratico: tensione di esercizio

• FAQ - domande frequenti sui varistori

• Conclusione: Come acquistare il varistore adatto

Cos'è un varistore?

I varistori sono componenti elettrici passivi la cui resistenza dipende dalla tensione applicata. Sono anche noti come VDR (Voltage Dependent Resistor) e MOV (Metal Oxide Varistor).

Un varistore è composto principalmente da ossidi di zinco con miscele di altri ossidi metallici. Pressata e sinterizzata nella forma desiderata, su questo pezzo grezzo viene applicato uno strato metallico su entrambi i lati frontali e, se necessario, i fili di collegamento vengono saldati. In caso di varistori a disco, un rivestimento in vernice o resina epossidica protegge l'alloggiamento da influenze ambientali.

Le resistenze dipendenti dalla tensione possiedono una caratteristica non lineare. Pertanto, a partire da una determinata tensione di soglia passano rapidamente dall'alta impedenza allo stato a bassa impedenza. Questo processo fisico si verifica in modo estremamente veloce nel campo dei nanosecondi, cosicché un varistore come resistenza dipendente dalla tensione è perfettamente adatto ad intercettare e limitare efficacemente i picchi di sovratensione con un tempo di salita molto breve (transitori).

La variazione del valore della resistenza in funzione della tensione si ottiene riducendo in misura crescente gli strati di sbarramento esistenti nelle zone dei semiconduttori del varistore grazie a una tensione applicata e al suo campo elettrico. Nell'intervallo della tensione di soglia corrispondente, questo processo aumenta in modo esponenziale, la resistenza diminuisce rapidamente e si impedisce un ulteriore aumento della tensione.

Quali sono i modelli e i tipi di costruzione?

I varistori sono disponibili sia per il montaggio a foro passante convenzionale (THT) che per i modelli SMD. I tipi SMD hanno una struttura rettangolare simile a condensatori chip, i varistori per il montaggio convenzionale hanno una struttura a disco con cablaggio radiale.

Le versioni sono realizzate per diverse tensioni di esercizio, che vanno dall'intervallo di tensione a una cifra fino a oltre 1000 Volt. Lo spessore del disco varistore è orientato in una certa misura alla tensione del varistore, in quanto a tensioni più elevate è necessario un maggior numero di zone a strato di bloccaggio. Per l'uso nel settore automobilistico sono disponibili varistori per auto speciali, progettati per la rete di bordo a 12 volt. Inoltre, a seconda della capacità di carico necessaria in termini di capacità di assorbimento o assorbimento di energia, la dimensione varia.

Criteri di acquisto per varistori - cosa è importante considerare?

La selezione avviene dopo la determinazione preliminare dei parametri di funzionamento dei circuiti elettronici. La sovratensione massima tollerabile determina il tipo di varistore da inserire. Si devono tenere in considerazione le normali tolleranze di tensione dell'alimentatore verso l'alto, il varistore non deve ancora rispondere in questo caso. Una corrente che scorre in modo permanente può causare un riscaldamento nocivo.

Devono essere presi in considerazione tutti gli standard di sicurezza necessari, anche il varistore deve, se necessario, soddisfare le norme applicabili. Per garantire una funzione di circuito affidabile a lungo termine e un effetto di protezione contro gli eventi di sovratensione, non deve essere dimensionato in modo troppo economico in termini di corrente di picco massima e capacità di dissipazione dell'energia. I varistori sono prodotti di massa relativamente economici, pertanto in caso di dubbio si consiglia di scegliere una versione più resistente.  

Il nostro consiglio pratico: tensione di esercizio

Non selezionare mai una tensione di esercizio massima inferiore a quella indicata nella scheda tecnica. I varistori invecchiano molto rapidamente se sono già parzialmente utilizzati in campo conduttivo. La loro funzione di protezione efficace contro le sovratensioni, dopo un periodo di tempo relativamente breve, non soddisfa più o non sono più sufficienti. Lo stesso vale per la progettazione della corrente di dispersione nominale. In questo caso dovrebbe essere prevista una riserva, piuttosto che un dimensionamento troppo ridotto.

FAQ - domande frequenti sui varistori

Come si collega un varistore?

I varistori sono collegati in parallelo alla sorgente di tensione o all'utenza. Nel caso di moduli elettronici particolarmente sensibili, il varistore deve essere posizionato il più vicino possibile al circuito da proteggere, in modo da mantenere basse le resistenze di linea e quindi ottimizzare la funzione di protezione. Per applicazioni speciali, come la deformazione intenzionale delle curve di tensione e di corrente, si possono utilizzare resistenze di serie aggiuntive.

I varistori hanno una polarità?

I varistori sono fondamentalmente componenti non polarizzati, pertanto non è presente alcuna identificazione di polarità sull'alloggiamento. Oltre al funzionamento a tensione continua, sono adatti anche per il funzionamento a tensione alternata.

Come faccio a calcolare quale tensione del varistore serve?

In linea di principio, la tensione del varistore dovrebbe essere di circa il 20% superiore alla tensione di alimentazione. Con una tensione di esercizio dell'apparecchio di 12 V DC, questa sarebbe di 14,4 V. Tuttavia, poiché non viene prodotto nessun varistore con questa tensione, si deve selezionare il valore di tensione immediatamente superiore; in questo caso 18 V. Le tensioni dei varistori quando si opera con tensioni in corrente alternata si differenziano da questa, perché con tensioni sinusoidali il valore di picco della tensione è sempre superiore al valore effettivo. Per informazioni precise, consultare le rispettive schede tecniche.

Posso testare o misurare la funzione di un varistore?

Con un multimetro è difficile determinare se il varistore è ancora in ordine. I varistori per tensioni di esercizio relativamente basse possono essere testati per verificare la conformità alla tensione dei varistori con un alimentatore da laboratorio regolabile impostando la limitazione di corrente a pochi mA e aumentando lentamente la tensione. Solo nell'area della tensione del varistore dovrebbe esserci un'improvvisa riduzione della resistenza, cioè la corrente dovrebbe aumentare, altrimenti il varistore è difettoso.

Conclusione: Come acquistare il varistore adatto

Regolare i valori elettrici del varistore in base alla tensione di esercizio nominale e all'intensità e al numero di eventi di sovratensione previsti. È importante ricordare che i varistori hanno una capacità limitata di assorbimento dell'energia e sopportano solo una determinata corrente. Se necessario, si deve tener conto del fatto che possono verificarsi più impulsi di sovratensione in successione - ad esempio nel caso di commutazioni multiple - senza che il varistore sia in grado di raffreddarsi sufficientemente nel mezzo.

Come ricambio per un varistore difettoso dovrebbe essere utilizzato un tipo il più possibile identico. I varistori sono disponibili in serie di tipo sfalsato, in modo che ciò sia possibile in pratica senza problemi.