مقدمه:

وریستور (Varistor) یک المان نیمه‌رسانای حالت جامد پسیو (Passive) است که دو ترمینال دارد و برای محافظت از مدارات الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برخلاف فیوزها (Fuse) و مدارشکن‌ها (Circuit Breaker) که محافظت از مدار در برابر جریان‌های بالا را انجام می‌دهند، وریستورها مانند دیودهای زنر (Zener Diode) محافظت از مدار در برابر ولتاژهای بالا از طریق کلمپ ولتاژ (Voltage-Clamping) را بر عهده دارند.

واژه وریستور ترکیبی از دو کلمه قابل تغییر (VARI-able) و مقاومت (resi-STOR) است که برای توصیف مد کاری آن‌ها به کار می‌رود.

اما این واژه اندکی گمراه‌کننده است، زیرا مقاومت یک وریستور را نمی‌توان مانند پتانسیومتر (Potentiometer) یا رئوستا (Rheostat) به صورت دستی تغییر داد.

برخلاف یک مقاومت متغیر که مقدار مقاومت آن به صورت دستی بین مقدار بیشینه و کمینه آن تغییر می‌کند، وریستور مقاومت خود را به صورت اتوماتیک متناسب با تغییر ولتاژ عبوری تغییر می‌دهد.

بنابراین، یک مقاومت وابسته به ولتاژ غیرخطی یا به اختصار VDR نامیده می‌شود.

ساختار وریستور و کاربرد آن:

امروزه وریستورها از مواد نیمه‌رسانا ساخته می‌شوند.

در نتیجه نوعی از مقاومت‌های نیمه‌رسانا با مشخصه جریان-ولتاژ متقارن غیراهمی هستند.

بنا بر این وریستور ها هم برای کاربرد در ولتاژهای AC و هم ولتاژهای DC مناسب خواهند بود.

وریستورها از بسیاری جنبه‌ها و حتی اندازه و شکل بسیار شبیه به خازن هستند و گاهی آن‌ها را به اشتباه مانند یکدیگر می‌پندارند.

اما خازن نمی‌تواند یک جهش ولتاژ را آن‌گونه که وریستور قادر به انجام آن است، سرکوب کند.

زمانی که یک ولتاژ بالا به مدار اعمال شود، خروجی همیشه باعث ایجاد بحران در مدار می‌شود.

بنابراین وریستورها نقش حیاتی در محافظت از ادوات حساس مدارات الکترونیکی در برابر ولتاژهای بالای گذرا و ضربه‌های پالسی حاصل از کلیدزنی ایفا می‌کنند.

فراتاخت‌های گذرا ، صرف‌نظر از اینکه با منبع AC یا DC کار می‌کنند، از مدارات الکتریکی و منابع متنوعی ناشی می‌شوند، زیرا معمولا یا توسط خود مدار ایجاد شده و یا از منابع خارجی وارد مدار می‌شوند.

حالت‌های گذرا در یک مدار می‌توانند به صورت ناگهانی و بسیار سریع ولتاژ مدار را تا چند هزار ولت بالا ببرند که باید از ورود این جهش ولتاژ به پایه‌های المان‌ها و اجزای حساس مدار جلوگیری به عمل آید.

یکی از متداول‌ترین منابع ایجاد جهش ولتاژ، اثر سلفی است که توسط کلیدزنی سیم پیچ‌های القایی و جریان‌های مغناطیس‌کننده ترانسفورماتور، کلیدزنی موتورهای DC و روشن کردن مدارات لامپ‌های فلوئورسنت یا سایر منابع فراتاخت به وجود می‌آید.

از دیگر منابع جهش ولتاژ صاعقه و رعد وبرق میباشد.

وریستورهای اکسید فلز:

وریستورهای اکسید فلز (Metal Oxide Varistor) یا MOV برای غلبه بر برخی محدودیت‌های مربوط به وریستورهای مبتنی بر نیمه‌رسانای سیلیکون توسعه یافته‌اند.

MOV یک مقاومت وابسته به ولتاژ است که از اکسید فلزات مانند زینک اکسید ساخته شده و بر روی مواد سرامیکی پرس شده است.

وریستورهای اکسید فلز از حدودا ۹۰٪ زینک اکسید به عنوان ماده سرامیکی به علاوه سایر مواد برای تشکیل پیوند بین ذرات زینک اکساید تشکیل شده‌اند.

وریستورهای اکسید فلز در حال حاضر جزو متداول‌ترین تجهیزات کلمپ ولتاژ محسوب می‌شوند و برای استفاده در بازه وسیعی از جریان‌ها و ولتاژها موجود هستند.

استفاده از اکسید فلزات در ساختار MOVها به شدت در جذب ولتاژهای گذرای کوتاه مدت موثر است و باعث می‌شود توانایی بالاتری برای کنترل توان داشته باشند.

مانند وریستورهای معمولی، وریستورهای اکسید فلز در ولتاژ معینی شروع به هدایت می‌کنند و زمانی که ولتاژ به زیر حد آستانه برسد، هدایت را متوقف می‌کنند.

تفاوت اصلی بین یک وریستور معمولی سیلیکونی و اکسید فلز در این است که جریان نشتی در وریستورهای اکسید فلز در شرایط کار عادی بسیار پایین است و سرعت عملکرد آن در گذار کلمپ بسیار سریع‌تر است.

وریستورهای MOV شکلی دایره‌ای دارند و با آپوکسی آبی یا مشکی پوشانده شده‌اند.

این المان‌ها بسیار شبیه به خازن‌های سرامیکی هستند و می‌توانند به صورت فیزیکی بر روی برد یا PCB نصب شوند.

کاربردهای وریستور:

وریستورها دارای مزیت‌های بسیاری هستند و کاربردهای متنوعی در سرکوب پالس‌های گذار در شبکه برق در کاربردهای خانگی و روشنایی و نیز تجهیزات صنعتی در خطوط انرژی AC و DC دارند.

وریستورها می‌توانند مستقیما و یا از طریق کلیدهای نیمه‌رسانا به منابع تغذیه متصل شوند و از ترانزیستورها، ماسفت‌ها و پل‌های تریستوری محافظت کنند.