¿Qué es un Varistor?
Un varistor es un dispositivo que protege los equipos contra las sobretensiones. La sobretensión se refiere a un aumento brusco y elevado en la tensión, siendo el caso típico la sobretensión causada por la caída de un rayo. Las sobretensiones pueden generarse no solo por los rayos, sino también por la conmutación de grandes conductores de potencia y la electricidad estática.
Los equipos conectados a circuitos donde se producen sobretensiones corren el riesgo de sufrir daños debido a la ruptura del aislamiento. Un varistor es un dispositivo que absorbe esta sobretensión, protegiendo así los equipos de tensiones momentáneas anormales.
Usos de los Varistores
Existen dos tipos de varistores: varistores para circuitos de potencia y varistores para circuitos de control. Los varistores para circuitos de potencia se clasifican en dos categorías: protección contra rayos y absorción de sobretensiones de conmutación. Los varistores utilizados para protección contra rayos se emplean, por ejemplo, en los postes de servicios públicos para desviar las tensiones anormales a tierra en caso de caída de un rayo. También se les denomina “descargadores de sobretensiones” en esta aplicación.
Por otro lado, los varistores utilizados para absorción de sobretensiones de apertura y cierre se emplean en paneles de alta tensión. En cuanto a los circuitos de control, se utilizan varistores en circuitos LAN y telefónicos para proteger equipos de oficina y equipos de control de precisión contra descargas de rayos, entre otros. Además de los equipos de oficina, los varistores se utilizan para proteger teléfonos, faxes, módems, antenas de TV, pantallas y sistemas de navegación para automóviles.
Principio de los Varistores
Los varistores son dispositivos que aíslan las sobretensiones del circuito principal. Hay dos tipos principales: los que absorben las sobretensiones debidas a fallos de tierra y los que las absorben por resistencia.
Los causados por fallos a tierra sólo ponen a tierra las tensiones anómalas mediante semiconductores o tubos de descarga. Se utilizan en equipos en los que se prevé la caída de rayos. Los de absorción por resistencia absorben las tensiones anormales mediante bobinas y resistencias. Se utilizan principalmente para absorber sobretensiones distintas de las descargas atmosféricas.
Tipos de Varistores
Existen varios tipos de varistores. El principio y las características difieren según el tipo.
1. Varistores de Tipo ZnO
El tipo ZnO se utiliza a menudo para sobretensiones de rayos y es el tipo más común de varistor. El óxido de zinc (ZnO) es un tipo de semiconductor con baja resistencia a las altas tensiones.
La puesta a tierra de un circuito mediante ZnO permite que las sobretensiones escapen a tierra en caso de anomalía. Se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, desde circuitos de pequeña a gran capacidad.
2. Varistores Tipo CR
Se instala un condensador o una resistencia en paralelo con el circuito a proteger. La acción del condensador hace que fluya una corriente hacia la resistencia en caso de tensión anormalmente alta, protegiendo así el circuito. Se utilizan principalmente en circuitos de pequeña capacidad y a veces se denominan protectores contra sobretensiones.
3. Varistores de Tipo Diodo
Un diodo se instala en paralelo con el circuito a proteger y absorbe la sobretensión mediante la acción rectificadora del diodo. Sólo pueden utilizarse en circuitos de corriente continua y se emplean en circuitos con una capacitancia relativamente pequeña.
4. Varistores de Tubo de Descarga
Los tubos de descarga conectados a tierra se incorporan a los circuitos para liberar altas tensiones a tierra. El interior del tubo de descarga está lleno de gas inerte y la tensión de funcionamiento se regula mediante la separación del tubo. Aunque es posible realizar descargas de gran capacidad, existe el inconveniente de la lentitud de funcionamiento.
Además de los anteriores, también existen varistores que utilizan tiristores para la puesta a tierra. Los varistores actúan como dispositivos que no están presentes en el circuito durante los tiempos normales, cuando no se introducen sobretensiones. Cuando entra una sobretensión en el circuito, absorben rápidamente la corriente de sobretensión y protegen el circuito.
En la práctica, sin embargo, los varistores tienen inevitablemente un retardo antes de reaccionar. Los varistores que utilizan semiconductores, como los del tipo ZnO, se caracterizan por su corto tiempo de retardo. Por esta razón, los varistores de tipo ZnO son actualmente el principal tipo de varistores.
Los equipos de precisión actuales son cada vez más vulnerables a las sobretensiones a medida que se vuelven más sofisticados y compactos. Los tiristores y los elementos de ZnO también tienen una gran capacitancia, y existe el peligro de que distorsionen la forma de onda de los circuitos débiles, por lo que deben incorporarse con consideración.