Que Es Un Varistor De Óxido De Metal, MOV: Resistencia Dependiente Del Voltaje

Los varistores pueden considerarse como una forma de resistencia en la que la resistencia cambia significativamente con el voltaje aplicado. El tipo más común de varistor utiliza un óxido de metal y por lo tanto, a menudo se conocen como varistores de óxido de metal, o MOV para abreviar.

Dado que su resistencia depende del voltaje aplicado, también pueden ser conocidos como resistencias dependientes del voltaje. Su nombre más familiar, varistor, se deriva del hecho de que estos componentes son "resistencias variables", la palabra, varistor es una contracción de las dos palabras.

El símbolo del varistor

El símbolo del circuito del varistor puede verse muy similar al de un termistor. Consiste en el símbolo básico de resistencia de un rectángulo con una línea diagonal que lo atraviesa y que tiene una pequeña sección añadida paralela al cuerpo del símbolo de resistencia. Esto indica la naturaleza no lineal del varistor.

Aunque algunos otros símbolos pueden utilizarse en ocasiones, el que se muestra es el más utilizado y se ha mantenido bajo las normas comunes.

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Fundamentos del varistor

La característica clave del varistor es que tiene una alta resistencia eléctrica cuando se aplican bajos voltajes a través de ellos, pero para voltajes más altos la resistencia cae. Causando que el varistor se conduzca. Como resultado de ello, pueden utilizarse como protección contra las sobretensiones.

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El varistor se elige de forma que no conduzca para los voltajes aplicados normalmente, pero su voltaje de activación se selecciona de forma que por encima del voltaje aplicado normalmente el dispositivo comience a conducir. De esta forma, cualquier tensión transitoria grande se pone en cortocircuito y se disipa, protegiendo así el dispositivo.

Hay dos variantes principales de varistores:

• Varistor de cerámica / óxido de metal: Esta forma de varistor es la más utilizada y es la forma a la que a menudo se hace referencia cuando se menciona el término varistor. El varistor es bidireccional y se basa en un óxido de cerámica o de metal. Como resultado de ello, esta forma de dispositivo a menudo se llama varistor de óxido de metal, o MOV.
• Varistor de diodo: Este tipo de estructura utiliza una característica de diodo para proporcionar la resistencia variable. Si sólo se utiliza un único diodo, entonces sólo actúa en una dirección, pero se utilizan diodos consecutivos para proporcionar propiedades de resistencia variable bidireccional. Cuando se utilizan los diodos ordinarios para la protección, no se denominan normalmente varistores.
  

Fundamentos de los varistores de óxido metálico

El varistor de óxido metálico, MOV, es la forma más utilizada de varistor. Generalmente se fabrica a partir de un material como el óxido de zinc, ZnO, aunque otro material que se utiliza es el carburo de silicio, SiC y éste proporciona propiedades similares.

En la fabricación, el polvo cerámico, ZnO o SiC se comprime, típicamente en forma de disco, y luego se sinteriza a alta temperatura, a menudo alrededor de 1200C. Se añaden los electrodos/conexiones y los cables, y luego se encapsula el dispositivo.

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Los varistores están disponibles en muchos formatos: formato de disco, dispositivos de plomo axial; bloques con terminales de tornillo (para dispositivos de alta potencia); dispositivos de plomo radial.

La característica de un varistor de óxido metálico o de un varistor de carburo de silicio puede expresarse en el formato:

I=±k|V|n

Donde:

• I = corriente a través del dispositivo
• k = una constante para el componente
• V = voltaje aplicado
• n = valor para el estilo del dispositivo

Típicamente para el carburo de silicio el valor de n está entre 3 - 7, pero para el dispositivo de óxido de zinc el valor puede estar en la región de 20 - 50 haciendo la característica mucho más aguda.

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Funcionamiento del varistor

Los varistores se utilizan en muchas áreas, típicamente para la protección contra las sobretensiones en muchas zonas donde se colocan a través de las líneas a proteger, o a tierra desde la línea.

En circunstancias normales consumen poca corriente, pero cuando se produce una sobretensión, el voltaje sube hasta por encima de la rodilla o el voltaje de sujeción y consumen corriente, disipando así la sobretensión y protegiendo el equipo. La oleada real es en parte absorbida por el varistor y en parte conducida.

Los varistores de óxido de metal y carburo de silicio funcionan porque los límites de los granos entre los granos del material actúan como pequeñas uniones PN. Todo el componente actúa como si fuera una gran masa de pequeños diodos en serie y en paralelo.

Cuando se aplica un bajo voltaje, fluye muy poca corriente porque las uniones están polarizadas al revés y la única corriente es la corriente de fuga. Cuando aparece una sobrecarga en el dispositivo que supera el voltaje de sujeción, los diodos experimentan una ruptura por avalancha y una gran corriente es capaz de fluir a través del dispositivo.

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Los varistores sólo son adecuados para pulsos de corta duración, y no son adecuados para manejar oleadas sostenidas. Su tamaño limita la cantidad de energía que pueden disipar. Exceder el período o el voltaje nominal puede hacer que los dispositivos se quemen o, en casos extremos, cuando la energía que deben disipar es demasiado alta, pueden explotar. Por lo tanto, es importante hacerlos funcionar dentro de sus valores nominales.

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Otro punto a observar es que los varistores de óxido metálico, MOV, que están expuestos a repetidas sobretensiones pueden cambiar ligeramente sus propiedades y degradarse. Después de experimentar las sobretensiones, el voltaje de sujeción se mueve un poco más bajo y eventualmente esto puede llevar a su destrucción.

Como resultado de este modo de fallo, los MOV suelen estar conectados en serie con un interruptor térmico/fusible que se activará si se consume demasiada corriente.

Especificaciones del varistor

Al escoger un Varistor a una aplicación concreta existen varios factores que hay que considerar. Abajo te mostramos una lista de algunas de las características más importantes de los varistores:

• Voltaje de sujeción: Es el voltaje con el que el varistor empieza a demostrar una conducción importante.
• Voltaje nominal: El voltaje, ya sea indicado como CA o CC, es el máximo voltaje al que se puede usar el dispositivo. Por lo general, es mejor tener una buena diferencia entre el voltaje nominal y el voltaje de funcionamiento, aunque deberá compensarse el voltaje de sujeción y el nivel de protección requerido.
• Corriente máxima: Es la máxima corriente que este dispositivo puede manejar. Puede ser expresada como una corriente para un tiempo determinado.
• Máxima energía de pulso: Es la máxima energía de un pulso, expresada en julios, que el dispositivo puede disipar. La clasificación de energía para el varistor se define a menudo usando transitorios estandarizados. El transitorio se expresa en el formato x/y, donde x es el tiempo para la subida transitoria y y es el tiempo para alcanzar su valor medio de pico. Los formatos típicos son 8/20 y 10/1000.
• Tiempo de respuesta: Es el tiempo en que el varistor empieza a conducir después de aplicar el pulso. A menudo no es un problema. El valor típico es inferior a 100nS.
• Capacidad: El varistor de óxido metálico tiene una capacitancia relativamente alta en todo el dispositivo. Aunque para las aplicaciones de baja frecuencia, esto puede no ser un problema, puede presentar problemas cuando se utiliza con líneas que transportan datos, etc. Por lo tanto, es necesario comprobar el valor de la capacitancia a través del dispositivo para cualquier circuito en el que esto pueda ser un problema. Los varistores típicos de óxido metálico pueden tener niveles de capacitancia entre 100 y 1000 pF, aunque existen versiones de baja capacitancia.
• Corriente de reserva: Se denomina corriente de reserva al nivel de corriente que toma el varistor cuando opera bajo la tensión de sujeción. Generalmente, dicha corriente se indicará a un voltaje de funcionamiento concreto en todo el aparato.

Aplicaciones del varistor

Las áreas típicas en las que se utilizan los varistores incluyen:

• Adaptadores y tiras de alimentación protegidos contra sobretensiones.
• Teléfono y otras líneas de comunicación
• Fuentes de energía - típicamente las que están conectadas a las líneas de energía de la red
• Protección general de equipos electrónicos
• Electrónica automotriz. La electricidad de los autos es notoria por tener muchos picos en las líneas eléctricas.
• Protección industrial de la línea de CA de alta energía

Los varistores también se utilizan en algunas circunstancias como mezcladores de microondas para la modulación, la detección y también la conversión de frecuencia, aunque no es una aplicación estándar.

Los varistores son capaces de proporcionar una protección vital para los circuitos electrónicos que pueden estar sujetos a impulsos y picos de tensión. Son capaces de desviar la energía a tierra y de esa manera proteger el equipo.

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Estos varistores se utilizan en muchos artículos como enchufes principales protegidos contra sobretensiones y similares. Se utilizan para proteger ordenadores y otros equipos que pueden ser susceptibles a las sobretensiones y picos de tensión.