バリスタ電圧
規定の小さな測定電流(通常は1ミリアンペア)における部品両端の電圧です。しきい値の目安であり、サージ時のクランプレベルではありません。
保護部品
金属酸化物バリスタは、しきい値電圧を超えると抵抗が急激に低下し、サージエネルギーを吸収します。ライン動作電圧より高いバリスタ電圧を選び、クランプ電圧が後段回路の耐えられる電圧を下回ることを確認したうえで、部品が故障したときの挙動に備えてください。
選定方法
ライン電圧、サージクラス、クランプ電圧の順に確認し、最後に故障モードへの対策を計画します。
通常動作中に導通しないよう、許容差と想定される電圧上昇を含めた、ラインの定常電圧の最大値より高いバリスタ電圧を選びます。
設置環境で耐える必要があるサージの波形とレベルを特定し、その波形条件で要求を満たすサージ電流とエネルギー耐量を選びます。
クランプ電圧は規定のサージ電流で測定されます。想定サージレベルでの値が、後段のすべての部品の耐電圧を下回ることを確認します。
バリスタは経年劣化し、短絡して発熱する状態で故障することがあります。故障したバリスタが火災の原因とならないよう、ヒューズ、温度ヒューズ、または温度保護機能付きの部品と組み合わせます。
パラメータ
バリスタ電圧とクランプ電圧は、測定方法が異なる別の値です。
規定の小さな測定電流(通常は1ミリアンペア)における部品両端の電圧です。しきい値の目安であり、サージ時のクランプレベルではありません。
部品が導通せずに耐えられる、AC・DCの定常電圧の最大値です。公称値ではなく、最悪条件のライン電圧に対して選定してください。
規定のサージ電流を逃がしているときの部品両端の電圧です。後段の部品に実際に加わる電圧であるため、同じ電流条件で比較してください。
規定の波形で部品が耐えられるピーク電流と、その回数です。定格はサージ回数が増えるほど低下し、その関係はデータシートの曲線に示されています。
規定のパルスで部品が吸収できるエネルギー(ジュール)です。候補の比較に役立ちますが、測定時の波形と合わせて見なければ意味を持ちません。
ディスク径が大きいほど一般に吸収できるエネルギーが大きく、クランプ電圧は同程度です。径は最初の絞り込み条件として扱い、定格値で確認してください。
用途別確認
設置クラス、ライン電圧、求められる故障時の挙動を確認してください。
カテゴリー概要
金属酸化物バリスタは実装が簡単な一方、選定を誤りやすい部品です。選定に使う数値と、回路に実際に加わる数値が異なるためです。
型番が決まっている場合は、サンプルまたは見積もりを依頼。
本体は酸化亜鉛の粒子を焼結したセラミックです。しきい値未満では高抵抗として振る舞い、電流はほとんど流れません。しきい値を超えると粒界を通じた導通が急激に増加するため、部品が電流を流し、電圧をほぼ一定に保ちます。サージエネルギーは後段に伝わらず、熱として吸収されます。
バリスタ電圧は約1mAで測定され、しきい値を示します。クランプ電圧は部品が実際のサージを逃がしている間に測定され、バリスタ電圧よりかなり高くなります。よくある誤りは、バリスタ電圧だけで選定することです。回路が耐えられる電圧を、想定するサージレベルでのクランプ電圧と比較してください。
サージを受けるたびに、セラミックはわずかずつ劣化します。サージが重なるとしきい値電圧が低下し、漏れ電流が増え、通常動作中でも部品が発熱するようになります。最終的には、発熱が続く短絡状態に至ることが少なくありません。そのため、商用電源ラインのバリスタはヒューズの後段に配置するか温度ヒューズと併用し、故障の影響を封じ込めます。
よくあるご質問
バリスタの動作原理、経年劣化、故障モード、保護協調について回答します。
セラミック素体は酸化亜鉛の粒子で構成されています。しきい値電圧未満では粒界が導通を妨げ、電流はほとんど流れません。しきい値電圧を超えると導通が急激に増加し、バリスタは両端の電圧をほぼ一定に保ちながら電流を流します。サージエネルギーは後段の回路に到達せず、セラミック内で熱として吸収されます。
バリスタ電圧は小電流(通常は1ミリアンペア)で測定し、導通が始まる点を示します。クランプ電圧は実際のサージを逃がしている状態で測定し、バリスタ電圧よりかなり高くなります。後段の部品に加わるのはクランプ電圧であるため、実際のサージ電流におけるクランプ電圧で選定してください。
通常動作中に導通しないよう、許容差と想定される電圧上昇を含めた、ラインの定常電圧の最大値より高く設定します。次に、想定サージレベルでのクランプ電圧が、後段のすべての部品の耐電圧を下回ることを確認します。両方の確認を満たす必要があります。
はい。サージを受けるたびにセラミックは少しずつ劣化します。サージが重なるとしきい値電圧が低下し、漏れ電流が増え、通常動作中の発熱も大きくなります。データシートのディレーティング曲線は、サージ回数に応じてサージ定格がどのように低下するかを示しており、この曲線に基づいて設計してください。
寿命末期の一般的な故障モードは、電力を消費し続ける短絡だからです。商用電源ラインで劣化したバリスタは、導通したまま過熱するほどの電流を流すことがあります。ヒューズや温度ヒューズと組み合わせるか、温度保護機能付きの部品を使用することで、故障の影響を封じ込められます。
バリスタは手頃なコストで大きなエネルギーを吸収できますが、クランプは緩やかです。TVSダイオードは鋭くクランプし応答も速い一方、扱えるエネルギーは小さくなります。ガス放電管は最も大きなエネルギーを扱え、静電容量も非常に低いものの、放電開始が遅くなります。多くの設計では複数を組み合わせ、段間の直列インピーダンスで協調させています。
一般的には適していません。バリスタの静電容量は大きく、高速ラインに無視できない負荷をかけて信号を歪ませます。データラインでは、低容量のTVS部品やESD部品を比較するか、クランプの鋭さよりもエネルギー処理能力が重要な場合はガス放電管を検討してください。
完全な型番が決まっている場合は、型番、数量、納入地域、希望納期をお送りください。選定中の場合は、ライン電圧と種類、サージ規格とレベル、温度保護の要否をお送りいただければ、営業担当が候補を絞り込みます。
エンジニアサポート
候補型番と、確認が必要な条件をお送りください。候補が明確になった後にサンプル支援を追加でき、商取引に関するご質問も同じ技術相談の中でご相談いただけます。
資料のリビジョンも記載してください
温度、絶縁電圧、PoE電流の条件
ピン数、ピッチ、ピン列間隔
サンプルと評価の優先度確認に使用します
候補と相違点の比較が必要な時期
エンジニア確認により候補型番を選び、相違点をご説明します。
選定表またはエンジニア確認で選んだ型番
試作/パイロット生産/量産
サンプルと量産の時期を分けて記載してください
適合資料、材料宣言、第三者機関レポートなど
サンプルは無料でご提供します。サンプル数量とリードタイムは、型番とプロジェクト段階によって異なります。営業担当者より営業日にご回答します。