¿Cuáles son algunas aplicaciones comunes del MOV? (Varistor de óxido de metal)

El dueño de una lavadora rota recientemente me pidió que examinara una placa de circuito dañada que había encontrado adentro. Utilizando el esquema pude determinar que el área carbonizada anteriormente contenía un dispositivo etiquetado MOV. Encontré varios de estos dispositivos en el tablero y ahora deduzco que eran varistores de óxido de metal, que se pueden usar para la protección contra sobretensiones.

Teniendo en cuenta que esta placa parecía ser una fuente de baja potencia de algún tipo (transformador, rectificador, transistor, etc.) y también contenía un fusible fundido de 0,5 A, ¿cuál era la función más probable del MOV quemado?

En general, ¿para qué se usan los MOV en los diseños de PCB? Los ejemplos de circuitos del mundo real serían geniales.

Un varistor después del fusible asegura que cuando el voltaje cruza un cierto valor, el fusible se funde y el flujo de corriente se detiene. Generalmente los fusibles están clasificados para una limitación de corriente, no una limitación de voltaje (como en su ejemplo). Es posible que la diferencia de voltaje a través del fusible sea tal que no cree más que la corriente nominal a través del fusible, pero aún sea tal que pueda causar daños al circuito (o simplemente no sea deseado). En ese caso, el varistor se usa para aumentar la corriente a través del fusible, haciendo que se queme y pare la corriente. Cuando el voltaje cruza el límite superior, la resistencia del varistor se reduce, aumentando la corriente a través del fusible como en este circuito:

Muchos circuitos de PCB contienen inductores y condensadores que crearán estados transitorios y sobretensiones (picos de conmutación). Demasiado de este tipo de eventos dañará el dispositivo, por lo que se usan varistores para protección.

En el caso de su placa de circuito, parece que su MOV decidió ir a baja impedancia, lo que significa que su resistencia interna se acercó a cero y causó que una gran corriente lo atravesara, por lo que se sobrecalentó y explotó. La sobretensión actual causada por el MOV al hacer esto probablemente causó que se fundiera su fusible. Esto fue causado por una gran sobretensión que el MOV trató de derivar a tierra, o el MOV estaba defectuoso (ya sea por fabricación o uso excesivo).

Cuando se usa para protección de circuito, los MOV se usan para desviar el exceso de energía a tierra. Otros dispositivos que hacen esto son los tubos de descarga de gas y los diodos TVS. Cada uno tiene su propio método de descarga de energía, que generalmente es una compensación entre la precisión del umbral de voltaje (Vtrip) antes de descargar energía a tierra versus cuánta energía puede descargar el dispositivo antes de explotar.

Puede ver combinaciones de tubos, MOV y TVS en los circuitos de entrada para protegerlos de sobretensiones, ya sea una sobretensión de red o un efecto inducido por un rayo. Una regla empírica para estos circuitos es el volcado de retardo, donde los bloques de circuito intentan retrasar o retardar alternativamente la sobretensión (a través de dispositivos en línea como transformadores, resistencias, etc.), seguido de una descarga a tierra a través de un tubo de descarga de gas, MOV o TVS , y repitiendo estas etapas hasta que los circuitos sensibles detrás de las etapas de protección sean razonablemente seguros. Se trata de tratar de manejar y administrar el exceso de energía mientras el circuito de protección intenta deshacerse de él.

Los MOV pueden volverse "viejos" debido a la exposición al exceso de voltaje repetido y fallar o dejar de funcionar correctamente. Piense en ello como si el MOV tuviera un contador dentro de él para cuántos julios puede descargar antes de que termine. Recuerdo de mis años de aviónica que los MOV se estaban evitando debido a su vida útil indeterminada y la falta de métodos de prueba para ver si aún funcionaba.

El varistor se usa para suprimir transitorios como sobretensiones, picos de conmutación y eventos de ESD; por lo general, se encuentran en las líneas eléctricas. Los varistores absorben algo de energía cada vez que suprimen una sobretensión, y esto reduce ligeramente su capacidad de resistir el voltaje; demasiado de esto, y el varistor se enciende todo el tiempo, lo que lleva a un cortocircuito efectivo a través de la línea, no más varistor y un fusible quemado. ¡Sin embargo, es mejor que sacrificar componentes más costosos aguas abajo!