ارسترها در واقع چیزی جز مقاومت های متغیر با ولتاژ نیستند. آن ها در ولتاژ عادی کارشان مقاومت بی نهایت دارند و با بالا رفتن ولتاژ، مقاومت آن ها به نزدیک صفر می رسد. به طور کلی ارسترها دارای قطعات داخلی هستند که این قطعات داخلی کار حفاظت از ولتاژ را انجام می دهند. این قطعات را می توان به 3دسته اصلی تقسیم کرد.
1- وریستور اکسید فلزی یا (MOV)
وریستور MOV یا Metal Oxide Varistor یک قطعه الکترونیکی محافظتی است که برای جلوگیری از آسیب ناشی از افزایش ناگهانی ولتاژ (Surge) در مدار استفاده میشود. این قطعه معمولاً از اکسید فلز، بهویژه اکسید روی (ZnO) ساخته میشود و رفتار آن وابسته به ولتاژ است.
در حالت عادی، وریستور مقاومت بسیار بالایی دارد و تقریباً جریانی از آن عبور نمیکند. اما زمانی که ولتاژ مدار از حد مشخصی بیشتر شود، مقاومت MOV به شدت کاهش پیدا میکند و انرژی اضافی را جذب یا منحرف میکند تا از تجهیزات الکترونیکی محافظت شود.
به زبان ساده:
- ولتاژ عادی → مقاومت بالا
- ولتاژ بیشازحد → مقاومت پایین و تخلیه انرژی
2- کپسول های تخلیه گازی (GDT)
GDT مخفف Gas Discharge Tube یا «تیوب تخلیه گاز» است. این قطعه یک محافظ ولتاژ گذرا (Surge Protection Device) محسوب میشود که برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی در برابر صاعقه، Surge و ولتاژهای ناگهانی بسیار بالا استفاده میشود.
داخل GDT یک گاز مخصوص بین دو یا سه الکترود قرار دارد. در حالت عادی این گاز عایق است و جریان عبور نمیدهد. اما وقتی ولتاژ از مقدار مشخصی بیشتر شود، گاز یونیزه شده و مسیر رسانا ایجاد میکند تا ولتاژ اضافی تخلیه شود.
یعنی:
- ولتاژ عادی → مدار باز
- ولتاژ Surge → تخلیه جریان شدید
پس از پایان Surge، گاز دوباره به حالت عادی برمیگردد.
3- دیودهای TVS
دیود TVS یا Transient Voltage Suppression Diode یک قطعه حفاظتی بسیار سریع است که برای محافظت از مدارهای الکترونیکی در برابر ولتاژهای ناگهانی و Spike استفاده میشود. این دیود در کسری از نانوثانیه فعال شده و ولتاژ اضافی را محدود میکند.
TVS یکی از مهمترین قطعات محافظ در تجهیزات حساس الکترونیکی، مخابراتی و دیجیتال محسوب میشود.
ر حالت عادی، TVS مانند یک مدار باز عمل میکند و جریان بسیار کمی دارد. اما وقتی ولتاژ از حد مشخصی بیشتر شود، دیود به سرعت وارد ناحیه هدایت شده و ولتاژ را Clamp میکند تا به مدار آسیب نرسد.
یعنی:
- ولتاژ عادی → جریان ناچیز
- ولتاژ Surge → هدایت سریع و مهار ولتاژ
مهمترین ویژگی TVS سرعت فوقالعاده بالای آن است. این دیود معمولاً در حد:
- پیکوثانیه
- یا چند نانوثانیه
واکنش نشان میدهد.
به همین دلیل برای حفاظت از مدارهای حساس دیجیتال ایدهآل است.
