一文了解壓敏電阻
1、壓敏電阻介紹
“壓敏電阻”是一種具有非線(xiàn)性伏安特性的電阻器件,主要用于在電路承受過(guò)壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位,吸收多余的電流以保護敏感器件。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線(xiàn)性特性,當過(guò)電壓出現在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對固定的電壓值,從而實(shí)現對后級電路的保護。壓敏電阻的主要參數有:壓敏電壓、通流容量、結電容、響應時(shí)間等。
2、壓敏電阻工作原理
當加在壓敏電阻上的電壓低于它的閾值時(shí),流過(guò)它的電流極小,它相當于一個(gè)阻值無(wú)窮大的電阻。也就是說(shuō),當加在它上面的電壓低于其閾值時(shí),它相當于一個(gè)斷開(kāi)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。
當加在壓敏電阻上的電壓超過(guò)它的閾值時(shí),流過(guò)它的電流激增,它相當于阻值無(wú)窮小的電阻。也就是說(shuō),當加在它上面的電壓高于其閾值時(shí),它相當于一個(gè)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)
3、壓敏電阻注意事項
(1)必須保證在電壓波動(dòng)大時(shí),連續工作電壓也不會(huì )超過(guò)大允許值,否則將縮短壓敏電阻的使用壽命;
(2)在電源線(xiàn)與大地間使用壓敏電阻時(shí),有時(shí)由于接地不 良而使線(xiàn)與地之間電壓上升,所以通常采用比線(xiàn)與線(xiàn)間使用場(chǎng)合更高標稱(chēng)電壓的壓敏電阻器
4、壓敏電阻作用
壓敏電阻有什么用?壓敏電阻的特點(diǎn)是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí),流過(guò)它的電流極小,相當于一只關(guān)死的閥門(mén),當電壓超過(guò)UN時(shí),它的阻值變小,這樣就使得流過(guò)它的電流激增而對其他電路的影響變化不大從而減小過(guò)電壓對后續敏感電路的影響。利用這一功能,可以抑制電路中經(jīng)常出現的異常過(guò)電壓,保護電路免受過(guò)電壓的損害。
5、壓敏電阻應用類(lèi)型
不同的使用場(chǎng)合,應用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應并不相同,
因而對壓敏電阻的要求也不相同,注意區分這種差異,對于正確使用是十分重要的。
根據使用目的的不同,可將壓敏電阻區分為兩大類(lèi):
①保護用壓敏電阻
②電路功能用壓敏電阻
6、壓敏電阻的類(lèi)型
浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓等瞬態(tài)過(guò)電壓的壓敏電阻器,這種瞬態(tài)過(guò)電壓的出現是隨機的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大。絕大多數壓敏電阻器都屬于這一類(lèi)。
高功率型:是指用于吸收周期出現的連續脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開(kāi)關(guān)電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現,且周期可知,能量值一般可以計算出來(lái),電壓的峰值并不大,但因出現頻率高,其平均功率相當大。
高能型:指用于吸收發(fā)電機勵磁線(xiàn)圈,起重電磁鐵線(xiàn)圈等大型電感線(xiàn)圈中的磁能的壓敏電壓器,對這類(lèi)應用,主要技術(shù)指標是能量吸收能力。
壓敏電阻器的保護功能,絕大多數應用場(chǎng)合下,是可以多次反復作用的,但有時(shí)也將它做成電流保險絲那樣的“一次性“保護器件。例如并接在某些電流互感器負載上的帶短路接點(diǎn)壓敏電阻。
7、壓敏電阻基本性能
(1)保護特性,當沖擊源的沖擊強不超過(guò)規定值時(shí),壓敏電阻的限制電壓不允許超過(guò)被保護對象所能承受的沖擊耐電壓。
(2)耐沖擊特性,即壓敏電阻本身應能承受規定的沖擊電流,沖擊能量,以及多次沖擊相繼出現時(shí)的平均功率。
(3)壽命特性有兩項:一是連續工作電壓壽命,即壓敏電阻在規定環(huán)境溫度和系統電壓條件應能可靠地工作規定的時(shí)間(小時(shí)數);二是沖擊壽命,即能可靠地承受規定的沖擊的次數。
(4)壓敏電阻介入系統后,除了起到**閥”的保護作用外,還會(huì )帶入一些附加影響,這就是所謂”二次效應”,它不應降低系統的正常工作性能。這時(shí)要考慮的因素主要有三項,一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬(wàn)PF),二是在系統電壓下的漏電流,三是壓敏電阻的非線(xiàn)性電流通過(guò)源阻抗的耦合對其他電路的影響。
8、壓敏電阻基本參數
標稱(chēng)壓敏電壓(V)
指通過(guò)規定持續時(shí)間的脈沖電流(一般為1mA持續時(shí)間一般小于400mS)時(shí)壓敏電阻器兩端的電壓值。
電壓比
指壓敏電阻器的電流為1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值與壓敏電阻器的電流為0.1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值之比。
限制電壓(V)
在壓敏能承受的脈沖峰值電流Ip及規定波形下壓敏電阻兩端電壓峰值。
殘壓比
通過(guò)壓敏電阻器的電流為某一值時(shí),在它兩端所產(chǎn)生的電壓稱(chēng)為這一電流值的殘壓。殘壓比則是殘壓與標稱(chēng)電壓之比。
通流容量(kA)
通流容量也稱(chēng)通流量,是指在規定的條件(規定的時(shí)間間隔和次數,施加標準的沖擊電流)下,允許通過(guò)壓敏電阻器上的脈沖(峰值)電流值。
漏電流(mA)
漏電流也稱(chēng)等待電流,是指壓敏電阻器在規定的溫度和直流電壓下,流過(guò)壓敏電阻器電流。
電壓溫度系數
指在規定的溫度范圍(溫度為20℃~70℃)內,壓敏電阻器標稱(chēng)電壓的變化率,即在通過(guò)壓敏電阻器的電流保持恒定時(shí),溫度改變1℃時(shí),壓敏電阻器兩端電壓的相對變化。
電流溫度系數
指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時(shí),溫度改變1℃時(shí),流過(guò)壓敏電阻器電流的相對變化。
電壓非線(xiàn)性系數
指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下,其靜態(tài)電阻值與動(dòng)態(tài)電阻值之比。
絕緣電阻:指壓敏電阻器的引出線(xiàn)(引腳)與電阻體絕緣表面之間的電阻值。
靜態(tài)電容量(PF)
指壓敏電阻器本身固有的電容容量。
額定功率
在特定的環(huán)境溫度85℃下工作1000小時(shí),使壓敏電壓變化小于10%的大功率。
大沖擊電流(8/20us)
以特定的脈沖電流(8/20us波形)沖擊壓敏電阻器一次或兩次(每次間隔5分鐘),使的壓敏電壓變化仍在10%以?xún)鹊拇鬀_擊電流。
9、壓敏電阻動(dòng)作原理
突波吸收器之保護原理:壓敏電阻在預備狀態(tài)時(shí),相對于受保護之電子組件而言,具有很高的阻抗(數兆歐姆)而且不會(huì )影響原設計電路之特性。但當瞬間突波電壓出現(超過(guò)突波吸收器之崩潰電壓時(shí)),該突波吸收器之阻抗會(huì )變低(僅有幾個(gè)歐姆)并造成線(xiàn)路短路,也因此電子產(chǎn)品或較昂貴之組件受到保護。
“壓敏電阻”是一種具有非線(xiàn)性伏安特性的電阻器件,主要用于在電路承受過(guò)壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位,吸收多余的電流以保護敏感器件。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線(xiàn)性特性,當過(guò)電壓出現在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對固定的電壓值,從而實(shí)現對后級電路的保護。壓敏電阻的主要參數有:壓敏電壓、通流容量、結電容、響應時(shí)間等。
2、壓敏電阻工作原理
當加在壓敏電阻上的電壓低于它的閾值時(shí),流過(guò)它的電流極小,它相當于一個(gè)阻值無(wú)窮大的電阻。也就是說(shuō),當加在它上面的電壓低于其閾值時(shí),它相當于一個(gè)斷開(kāi)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。
當加在壓敏電阻上的電壓超過(guò)它的閾值時(shí),流過(guò)它的電流激增,它相當于阻值無(wú)窮小的電阻。也就是說(shuō),當加在它上面的電壓高于其閾值時(shí),它相當于一個(gè)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)
3、壓敏電阻注意事項
(1)必須保證在電壓波動(dòng)大時(shí),連續工作電壓也不會(huì )超過(guò)大允許值,否則將縮短壓敏電阻的使用壽命;
(2)在電源線(xiàn)與大地間使用壓敏電阻時(shí),有時(shí)由于接地不 良而使線(xiàn)與地之間電壓上升,所以通常采用比線(xiàn)與線(xiàn)間使用場(chǎng)合更高標稱(chēng)電壓的壓敏電阻器
4、壓敏電阻作用
壓敏電阻有什么用?壓敏電阻的特點(diǎn)是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí),流過(guò)它的電流極小,相當于一只關(guān)死的閥門(mén),當電壓超過(guò)UN時(shí),它的阻值變小,這樣就使得流過(guò)它的電流激增而對其他電路的影響變化不大從而減小過(guò)電壓對后續敏感電路的影響。利用這一功能,可以抑制電路中經(jīng)常出現的異常過(guò)電壓,保護電路免受過(guò)電壓的損害。
5、壓敏電阻應用類(lèi)型
不同的使用場(chǎng)合,應用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應并不相同,
因而對壓敏電阻的要求也不相同,注意區分這種差異,對于正確使用是十分重要的。
根據使用目的的不同,可將壓敏電阻區分為兩大類(lèi):
①保護用壓敏電阻
②電路功能用壓敏電阻
6、壓敏電阻的類(lèi)型
浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓等瞬態(tài)過(guò)電壓的壓敏電阻器,這種瞬態(tài)過(guò)電壓的出現是隨機的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大。絕大多數壓敏電阻器都屬于這一類(lèi)。
高功率型:是指用于吸收周期出現的連續脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開(kāi)關(guān)電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現,且周期可知,能量值一般可以計算出來(lái),電壓的峰值并不大,但因出現頻率高,其平均功率相當大。
高能型:指用于吸收發(fā)電機勵磁線(xiàn)圈,起重電磁鐵線(xiàn)圈等大型電感線(xiàn)圈中的磁能的壓敏電壓器,對這類(lèi)應用,主要技術(shù)指標是能量吸收能力。
壓敏電阻器的保護功能,絕大多數應用場(chǎng)合下,是可以多次反復作用的,但有時(shí)也將它做成電流保險絲那樣的“一次性“保護器件。例如并接在某些電流互感器負載上的帶短路接點(diǎn)壓敏電阻。
7、壓敏電阻基本性能
(1)保護特性,當沖擊源的沖擊強不超過(guò)規定值時(shí),壓敏電阻的限制電壓不允許超過(guò)被保護對象所能承受的沖擊耐電壓。
(2)耐沖擊特性,即壓敏電阻本身應能承受規定的沖擊電流,沖擊能量,以及多次沖擊相繼出現時(shí)的平均功率。
(3)壽命特性有兩項:一是連續工作電壓壽命,即壓敏電阻在規定環(huán)境溫度和系統電壓條件應能可靠地工作規定的時(shí)間(小時(shí)數);二是沖擊壽命,即能可靠地承受規定的沖擊的次數。
(4)壓敏電阻介入系統后,除了起到**閥”的保護作用外,還會(huì )帶入一些附加影響,這就是所謂”二次效應”,它不應降低系統的正常工作性能。這時(shí)要考慮的因素主要有三項,一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬(wàn)PF),二是在系統電壓下的漏電流,三是壓敏電阻的非線(xiàn)性電流通過(guò)源阻抗的耦合對其他電路的影響。
8、壓敏電阻基本參數
標稱(chēng)壓敏電壓(V)
指通過(guò)規定持續時(shí)間的脈沖電流(一般為1mA持續時(shí)間一般小于400mS)時(shí)壓敏電阻器兩端的電壓值。
電壓比
指壓敏電阻器的電流為1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值與壓敏電阻器的電流為0.1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值之比。
限制電壓(V)
在壓敏能承受的脈沖峰值電流Ip及規定波形下壓敏電阻兩端電壓峰值。
殘壓比
通過(guò)壓敏電阻器的電流為某一值時(shí),在它兩端所產(chǎn)生的電壓稱(chēng)為這一電流值的殘壓。殘壓比則是殘壓與標稱(chēng)電壓之比。
通流容量(kA)
通流容量也稱(chēng)通流量,是指在規定的條件(規定的時(shí)間間隔和次數,施加標準的沖擊電流)下,允許通過(guò)壓敏電阻器上的脈沖(峰值)電流值。
漏電流(mA)
漏電流也稱(chēng)等待電流,是指壓敏電阻器在規定的溫度和直流電壓下,流過(guò)壓敏電阻器電流。
電壓溫度系數
指在規定的溫度范圍(溫度為20℃~70℃)內,壓敏電阻器標稱(chēng)電壓的變化率,即在通過(guò)壓敏電阻器的電流保持恒定時(shí),溫度改變1℃時(shí),壓敏電阻器兩端電壓的相對變化。
電流溫度系數
指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時(shí),溫度改變1℃時(shí),流過(guò)壓敏電阻器電流的相對變化。
電壓非線(xiàn)性系數
指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下,其靜態(tài)電阻值與動(dòng)態(tài)電阻值之比。
絕緣電阻:指壓敏電阻器的引出線(xiàn)(引腳)與電阻體絕緣表面之間的電阻值。
靜態(tài)電容量(PF)
指壓敏電阻器本身固有的電容容量。
額定功率
在特定的環(huán)境溫度85℃下工作1000小時(shí),使壓敏電壓變化小于10%的大功率。
大沖擊電流(8/20us)
以特定的脈沖電流(8/20us波形)沖擊壓敏電阻器一次或兩次(每次間隔5分鐘),使的壓敏電壓變化仍在10%以?xún)鹊拇鬀_擊電流。
9、壓敏電阻動(dòng)作原理
突波吸收器之保護原理:壓敏電阻在預備狀態(tài)時(shí),相對于受保護之電子組件而言,具有很高的阻抗(數兆歐姆)而且不會(huì )影響原設計電路之特性。但當瞬間突波電壓出現(超過(guò)突波吸收器之崩潰電壓時(shí)),該突波吸收器之阻抗會(huì )變低(僅有幾個(gè)歐姆)并造成線(xiàn)路短路,也因此電子產(chǎn)品或較昂貴之組件受到保護。
