Metalloxid-Varistoren

Schnelle Erdung hält Flugzeuge in der Luft

24.04.2009 | Autor / Redakteur: Matt Ellis* / Andreas Mühlbauer

Effektiver Schutz vor Transienten

Mit einer Materialantwortzeit von weniger als 500 ps, keinerlei Anschlüssen/Leiterbahnen und einer Geometrie mit niedriger Induktivität sind MOVs bestens in der Lage, durch Blitze induzierte Transienten sowie durch Stromversorgungs-Störimpulse und störende Schaltnetzteil-Schaltungen verursachte Spannungsspitzen zu unterdrücken. Bezüglich der Isolierung sind sie allerdings nicht für dauerhaften Schutz vor Überspannung ausgelegt.

Bild 3: a) MOV-Planararray als C-Filter geringer Kapazität, b) kombiniert mit planaren Kondensatorarrays für bessere Störunterdrückung, c) unsymmetrisches Pi-Filter mit mehrfachen Kondensatorarrays und Ferrit-Induktivitäten
Bild 3: a) MOV-Planararray als C-Filter geringer Kapazität, b) kombiniert mit planaren Kondensatorarrays für bessere Störunterdrückung, c) unsymmetrisches Pi-Filter mit mehrfachen Kondensatorarrays und Ferrit-Induktivitäten

Mit seiner inhärenten Kapazität lässt sich das MOV-Planararray als einfaches C-Filter niedriger Kapazität verwenden (Bild 3a). Für eine bessere Störunterdrückung lässt es sich aber mit planaren Kondensatorarrays kombinieren, um ein C-Filter hoher Kapazität zu bilden (Bild 3b), oder mit mehrfachen Kondensatorarrays und Ferrit-Induktivitäten, um ein symmetrisches oder unsymmetrisches Pi-Filter zu bilden (Bild 3c).

Bild 4 zeigt das typische Format eines MOV-geschützten Steckverbinders mit dem MOV links und den anderen beiden Kondensator-Planaren mit dazwischen liegenden Ferritperlen. Zusammen bilden sie ein unsymmetrisches Pi-Filter.

Die hauptsächliche Alternative zu MOV-Planararrays ist die TVS-Diode (Transient Voltage Suppression). Beide Technologien haben ihre Vorteile. Dioden sind für niedrigere Arbeitsspannungen verfügbar, und haben niedrigere Leckwerte und schärfere Klemmcharakteristiken. Bezüglich der Energie- und Stromeigenschaften können MOVs hier durchaus mithalten. Ein Schlüsselvorteil ist jedoch, dass MOVs vom Volumen her deutlich effizienter sind, da in einem Bauteil mehr Komponenten enthalten sind. Eine geringere Komponentenanzahl bietet wiederum deutliche Kostenvorteile.

Größen- und Gewichtsvorteil gegenüber TVS-Dioden

Bild 4: MOV-geschützter Steckverbinder mit dem MOV links und den anderen Kondensator-Planaren mit dazwischen liegenden Ferritperlen – zusammen ein unsymmetrisches Pi-Filter
Bild 4: MOV-geschützter Steckverbinder mit dem MOV links und den anderen Kondensator-Planaren mit dazwischen liegenden Ferritperlen – zusammen ein unsymmetrisches Pi-Filter

Bei TVS-Dioden werden zusätzliche Teile benötigt, um die Dioden zu montieren und mit den Pins zu verbinden, außerdem führen diese zuätzlichen Teile zu deutlich größeren Abmessungen und mehr Gewicht. Das Varistor-Planararray lässt sich mit denselben Spezifikationen und Toleranzen bezüglich der Abmessungen fertigen wie die im Steckverbinder verwendeten Kondensator-Planare. Das bedeutet, dass sich die Größe des Steckverbinders nicht ändern muss, wenn ein Design, das bereits ein Kondensator-Planararray besitzt, um Transientenschutz erweitert wird (Bild 4).

Zusammengefasst kann es keine andere Technologie zur Spannungsunterdrückung mit dem MOV-Planar bezüglich der effizienten Ausnutzung von Steckverbinder-Bauraum aufnehmen. Die Kombination aus MOV- und Kondensator-Planararrays bietet ausgefeilte Filterung sowohl von Interferenzen mit niedrigem Pegel ebenso wie von Hochspannungsspitzen. Und auch die Preise sind mit denen alternativer Technologien konkurrenzfähig.

*Matt Ellis ist Senior Engineer bei Syfer.

 

Aufbau und Herstellung eines Metalloxid-Varistors

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