Recentemente, o proprietário de uma máquina de lavar quebrada me pediu para examinar uma placa de circuito danificada que havia encontrado lá dentro. Usando o esquema, pude determinar que a área carbonizada anteriormente continha um dispositivo chamado MOV. Encontrei vários desses dispositivos na placa e agora acho que eram varistores de óxido de metal, que podem ser usados para proteção contra sobretensão.
Considerando que esta placa parecia ser uma fonte de baixa energia (transformador, retificador, transistor etc.) e também continha um fusível de 0,5A queimado, qual era a função mais provável do MOV queimado?
Em geral, para que os MOVs são usados nos projetos de PCB? Exemplos de circuitos do mundo real seriam ótimos.
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varistor
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Respostas:
Um varistor após o fusível garante que, quando a tensão cruza um determinado valor, o fusível queima e o fluxo de corrente é interrompido. Geralmente, os fusíveis são classificados para uma limitação de corrente, não para uma tensão (como no seu exemplo). É possível que a diferença de tensão no fusível seja tal que não crie mais do que a corrente nominal através do fusível, ainda assim seja de tal forma que possa causar danos ao danificar o circuito (ou é apenas indesejável). Nesse caso, o varistor é usado para aumentar a corrente através do fusível, fazendo com que ele queime e pare a corrente. Quando a tensão ultrapassa o limite superior, a resistência do varistor é reduzida, aumentando a corrente através do fusível, como neste circuito:
Muitos circuitos de PCB contêm indutores e capacitores que criarão estados e surtos transitórios (picos de comutação). Muito desse tipo de ocorrência prejudicará o dispositivo, portanto, os varistores são usados para proteção.
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No caso da sua placa de circuito, parece que o seu MOV decidiu ficar com baixa impedância, o que significa que sua resistência interna chegou perto de zero e fez com que uma grande corrente passasse por ela, superaquecendo e explodindo. O aumento de corrente causado pelo MOV fazendo isso provavelmente causou a queima de seu fusível. Isso foi causado por um grande aumento de tensão que o MOV tentou desviar para o aterramento ou o MOV estava com defeito (por meio de fabricação ou uso excessivo).
Quando usados para proteção de circuitos, os MOVs são usados para desviar o excesso de energia para o terra. Outros dispositivos que fazem isso são tubos de descarga de gás e diodos TVS. Cada um tem seu próprio método de descarregar energia, que geralmente é uma troca entre a precisão do limiar de tensão (Vtrip) antes de descarregar energia no solo versus quanta energia o dispositivo pode descarregar antes de explodir.
Você pode ver combinações de tubos, MOVs e TVSs nos circuitos de entrada para protegê-los de sobretensões, seja uma sobretensão na rede elétrica ou um efeito induzido por um raio. Uma regra prática para esses circuitos é o delay-dump, onde os blocos de circuitos tentam atrasar ou retardar alternadamente o surto (através de dispositivos em linha, como transformadores, resistores, etc.), seguido de um despejo no terra através de um tubo de descarga de gás, MOV ou TVS e repetir esses estágios até que os circuitos sensíveis atrás dos estágios de proteção estejam razoavelmente seguros. Trata-se de tentar manipular e gerenciar o excesso de energia enquanto o circuito de proteção tenta eliminá-lo.
Os MOVs podem ficar "velhos" devido à exposição a excesso de tensão repetida e falhar ou não funcionar mais corretamente. Pense nisso como se o MOV tivesse um contador dentro de quantos joules ele pode despejar por si próprio antes de terminar. Lembro-me de meus anos de aviônicos que os MOVs estavam sendo evitados por causa de sua vida útil indeterminada e falta de métodos de teste para verificar se ainda estava funcionando.
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O varistor é usado para suprimir transientes, como sobretensões, picos de comutação e eventos ESD - geralmente, eles são encontrados em linhas de energia. Os varistores absorvem um pouco de energia toda vez que suprimem um surto, e isso reduz sua tensão suportando um pouco a capacidade - muito disso, e o varistor é ligado o tempo todo, levando a um curto-circuito eficaz na linha, não mais varistor e um fusível queimado. Melhor que sacrificar componentes mais caros a jusante!
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