【科普】压敏电阻的9个小知识

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1、压敏电阻介绍

“压敏电阻”是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,主要用于在电路承受过压时进行电压钳位,吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻器的电阻体材料是半导体是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。

2、压敏电阻工作原理

当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时,流过它的电流极小,它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说,当加在它上面的电压低于其阈值时,它相当于一个断开状态的开关。

当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时,流过它的电流激增,它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说,当加在它上面的电压高于其阈值时,它相当于一个闭合状态的开关

3、压敏电阻注意事项

(1)必须保证在电压波动最大时,连续工作电压也不会超过最大允许值,否则将缩短压敏电阻的使用寿命;

(2)在电源线与大地间使用压敏电阻时,有时由于接地不良而使线与地之间电压上升,所以通常采用比线与线间使用场合更高标称电压的压敏电阻器

4、压敏电阻作用

压敏电阻有什么用?压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,它的阻值变小,这样就使得流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大从而减小过电压对后续敏感电路的影响。利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害。

5、压敏电阻应用类型

不同的使用场合,应用压敏电阻的目的,作用在压敏电阻上的电压/电流应并不相同,

因而对压敏电阻的要求也不相同,注意区分这种差异,对于正确使用是十分重要的。

根据使用目的的不同,可将压敏电阻区分为两大类:

①保护用压敏电阻

②电路功能用压敏电阻

6、压敏电阻的类型

浪涌抑制型:是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的压敏电阻器,这种瞬态过电压的出现是随机的,非周期的,电流电压的峰值可能很大。绝大多数压敏电阻器都属于这一类。

高功率型:是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的压敏电阻器,例如并接在开关电源变换器上的压敏电阻,这里冲击电压周期出现,且周期可知,能量值一般可以计算出来,电压的峰值并不大,但因出现频率高,其平均功率相当大。

高能型:指用于吸收发电机励磁线圈,起重电磁铁线圈等大型电感线圈中的磁能的压敏电压器,对这类应用,主要技术指标是能量吸收能力。

压敏电阻器的保护功能,绝大多数应用场合下,是可以多次反复作用的,但有时也将它做成电流保险丝那样的“一次性“保护器件。例如并接在某些电流互感器负载上的带短路接点压敏电阻。

7、压敏电阻基本性能

(1)保护特性,当冲击源的冲击强不超过规定值时,压敏电阻的限制电压不允许超过被保护对象所能承受的冲击耐电压。

(2)耐冲击特性,即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流,冲击能量,以及多次冲击相继出现时的平均功率。

(3)寿命特性有两项:一是连续工作电压寿命,即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间(小时数);二是冲击寿命,即能可靠地承受规定的冲击的次数。

(4)压敏电阻介入系统后,除了起到安全阀”的保护作用外,还会带入一些附加影响,这就是所谓”二次效应”,它不应降低系统的正常工作性能。这时要考虑的因素主要有三项,一是压敏电阻本身的电容量(几十到几万PF),二是在系统电压下的漏电流,三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响。

8、压敏电阻基本参数

标称压敏电压(V)

指通过规定持续时间的脉冲电流(一般为1mA持续时间一般小于400mS)时压敏电阻器两端的电压值。

电压比

指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0.1mA时产生的电压值之比。

最大限制电压(V)

在压敏能承受的最大脉冲峰值电流Ip及规定波形下压敏电阻两端电压峰值。

残压比

通过压敏电阻器的电流为某一值时,在它两端所产生的电压称为这一电流值的残压。残压比则是残压与标称电压之比。

通流容量(kA)

通流容量也称通流量,是指在规定的条件(规定的时间间隔和次数,施加标准的冲击电流)下,允许通过压敏电阻器上的最大脉冲(峰值)电流值。

漏电流(mA)

漏电流也称等待电流,是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下,流过压敏电阻器电流。

电压温度系数

指在规定的温度范围(温度为20℃~70℃)内,压敏电阻器标称电压的变化率,即在通过压敏电阻器的电流保持恒定时,温度改变1℃时,压敏电阻器两端电压的相对变化。

电流温度系数

指在压敏电阻器的两端电压保持恒定时,温度改变1℃时,流过压敏电阻器电流的相对变化。

电压非线性系数

指压敏电阻器在给定的外加电压作用下,其静态电阻值与动态电阻值之比。

绝缘电阻:指压敏电阻器的引出线(引脚)与电阻体绝缘表面之间的电阻值。

静态电容量(PF)

指压敏电阻器本身固有的电容容量。

额定功率

在特定的环境温度85℃下工作1000小时,使压敏电压变化小于10%的最大功率。

最大冲击电流(8/20us)

以特定的脉冲电流(8/20us波形)冲击压敏电阻器一次或两次(每次间隔5分钟),使的压敏电压变化仍在10%以内的最大冲击电流。

9、压敏电阻动作原理

突波吸收器之保护原理:压敏电阻在预备状态时,相对于受保护之电子组件而言,具有很高的阻抗(数兆欧姆)而且不会影响原设计电路之特性。但当瞬间突波电压出现(超过突波吸收器之崩溃电压时),该突波吸收器之阻抗会变低(仅有几个欧姆)并造成线路短路,也因此电子产品或较昂贵之组件受到保护。

文章转载自:志博PCB

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