压敏电阻电压规格过小能经受住电压波动吗的吗

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> 详细信息关于压敏电阻的正确使用 发布于: 13:36:49对 于我们设备中使用的压敏电阻,原选用型号为14D101K,实际运行3个月中,此型号压敏电阻经常烧毁。后改为14D121K,实际运行3个月,没有发现 烧坏。所以,为指导以后工作,整理并学习此资料,并在整理过程中,发现压敏电阻不应该直接并接在元件的输入端。具体压敏电阻的资料如下:
  压敏电阻的原理
  压敏电阻意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变",或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文名称叫&Voltage Dependent Resistor&简写为&VDR&。
   随着加在它上面的电压不断增大,它的电阻值可以从M&O(兆欧)级变到m&O(毫欧)级。 当电压较低时,压敏电阻工作于漏电流区,呈现很大的电阻,漏电流很小;当电压升高进入非线性区后,电流在相当大的范围内变化时,电压变化不大,呈现较好的 限压特性;电压再升高,压敏电阻进入饱和区,呈现一个很小的线性电阻,由于电流很大,时间一长就会使压敏电阻过热烧毁甚至炸裂。正常使用时压敏电阻处于漏 电流区,受到浪涌冲击时进入非线性区泄放浪涌电流,一般不能进入饱和区
  压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种&Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体&。
  压敏电阻的作用
  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,流过它的电流激增,相当于阀门打开。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。
   压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件,可以用来代替瞬态抑制二极管、齐纳二极管和电容器的组合。压敏电阻器可以对IC 及其它设备的电路进行保护,防止因静电放电、浪涌及其它瞬态电流(如雷击等)而造成对它们的损坏。使用时只需将压敏电阻器并接于被保护的IC 或设备电路上,当电压瞬间高于某一数值时,压敏电阻器阻值迅速下降,导通大电流,从而保护IC 或电器设备;当电压低于压敏电阻器工作电压值时,压敏电阻器阻值极高,近乎开路,因而不会影响器件或电器设备的正常工作。
  压敏电阻的标称参数
   压敏电阻用字母&MY&表示,如加J 为家用,后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K 分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持 续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点。
  压敏电阻的特性参数
   ①压敏电压UN(U1mA):通常以在压敏电阻上通过1mA直流电流时的电压来表示其是否导通的标志电压,这个电压就称为压敏电压UN。压敏电压也常用 符号U1mA表示。压敏电压的误差范围一般是&10%。在试验和实际使用中,通常把压敏电压从正常值下降10%作为压敏电阻失效的判据。
  ②最大持续工作电压UC:指压敏电阻能长期承受的最大交流电压(有效值)Uac或最大直流电压Udc。一般Uac&0.64U1mA,Udc&0.83U1mA。
  ③通流量(最大冲击电流)IP:指压敏电阻能够承受的8/20&s波的最大冲击电流峰值。&能够承受&的含义是,冲击后压敏电压的变化率不大于10%。现行的技术规格书中通常都给出了冲击1次的IP值。
  ④最大箝位电压(限制电压)VC:技术规格书中给出的最大箝位电压值是指给压敏电阻施加规定的8/20&s波冲击电流IX(A)时压敏电阻上呈现的电压。
  实际使用中,压敏电压越高,施加的冲击电流越大,限制电压(或称残压)就越高,可从产品给出的V-I曲线上查到。
  ⑤额定能量E:额定能量是指压敏电阻能够承受规定波形的冲击电流冲击一次的最大能量(冲击后压敏电压的变化率不大于10%),可用下式表示:
  E=K*IP*VC*T
  式中:IP、VC见上,T为脉冲宽度,K为与波形有关的常数。对于8/20&s波和10/1000&s波,K=1.4;对于2ms方波,K=1。
  ⑥额定功率(最大平均功率)Pm:指压敏电阻在室温下,连续承受多次冲击,且各次冲击之间间隔时间较短,因而有热积累效应的情况下,能够承受的最大平均功率。尽管压敏电阻能承受很大的脉冲功率,但能承受的平均功率却很小。
  ⑦电容C0:指压敏电阻两电极间呈现的电容,在几pF~几百nF的范围内。体积越小,压敏电压越高,电容越小。
   ⑧漏电流Il:给压敏电阻施加最大直流电压Udc时流过的电流。测量漏电流时,通常给压敏电阻加上Udc=0.83U1mA的电压(有时也用 0.75U1mA)。一般要求静态漏电流Il&20&A(也有要求&10&A的)。在实际使用中,更关心的不是静态漏电流值本身的大小,而是它的稳定性, 即在冲击试验后或在高温条件下的变化率。在冲击试验后或在高温条件下其变化率不超过一倍,即认为是稳定的。
  ⑨非线性指数&:指电压的变化对电流的影响能力,可用公式表示为:
  I=KU&
  或 &=log log
  由前式可见,&越大表明电压的变化对电流的影响能力越大,非线性特性越好。由后式可见,&是伏安特性上各点斜率的倒数,特性越平坦的地方,&越大(漏电流区和饱和区&=1,又称低&区)。用仪器测量时,一般设定I2=1mA,I1=0.1mA,所以
  &T =1/log(U1mA/U0.1 mA)
  压敏电阻的降额特性
  对压敏电阻进行冲击试验时,随着所要进行的冲击次数的增加,每次所施加的冲击电流要相应地减小。例如:Ф20基片的标准压敏电阻(U1mA&82V的),其降额特性如下表所示(可从厂家给出的浪涌寿命次数定额曲线中查到):
  允许冲击次数 1次 2次 10次 100次 1000次 10000次
  每次冲击电流 A A 430A 200A
  压敏电阻的测量
  测量时将万用表置10k 档,表笔接于电阻两端,万用表上应显示出压敏电阻上标示的阻值,如果超出这个数值很大,则说明压敏电阻已损
  压敏电阻的选型
  压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。
   1、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA 直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10-9000V 不等。可根据具体需要正确选用。一般1mA="1".5Vp="2".2VAC,式中,Vp 为电路额定电压的峰值。VAC 为额定交流电压的有效值。ZnO 压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V , 则压敏电阻电压值V1mA="1".5Vp="1".5 & & 220V="476V" ,V1mA="2".2VAC="2".2&220V="484V",因此压敏电阻的击穿电压可选在470-480V 之间。
   2、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过& 10%时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命,ZnO 压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实际发生的通流量是很 难精确计算的,则选用2-20KA 的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压 敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。
  压敏电阻的使用
  压敏电阻一般并联在电路中使用,当电阻两端的电压发生急剧变化时,电阻短路将电流保险丝熔断,起到保护作用。压敏电阻在电路中,常用于电源过压保护和稳压。
   电源防雷器的可靠性、安全性在很大程度上依赖于压敏电阻的正确使用,以下原则可供使用参考。特别要指出的是,在电源防雷设计中还要考虑各个地方的电源质 量差别、雷击频度和强度的差别、被保护设备的安装使用情况和冲击耐受能力等的差别,不能用一个公式照搬照套。设计好的防雷保护装置必须在现场使用条件下或 尽可能接近真实情况的模拟条件下进行试验验证。
  ①压敏电压的计算:
  一般可用下式计算:
  U1mA=KUac
   式中:K为与电源质量有关的系数,一般取K=(2~3),电源质量较好的城市可取小些,电源质量较差的农村(特别是山区)可取大些。Uac为交流电源电 压有效值。对于220V~240V交流电源防雷器,应选用压敏电压为470V~620V的压敏电阻较合适。选用压敏电压高一点的压敏电阻,可以降低故障 率,延长使用寿命,但残压略有增大。
  ②标称放电电流的计算:
  压敏电阻的标称放电电流应大于要求承受的浪涌电流或每年可能出现的最大浪涌电流。标称放电电流应按压敏电阻浪涌寿命次数定额曲线中冲击10次以上的数值进行计算,约为最大冲击通流量的30%(即0.3 IP)左右。
  ③压敏电阻的并联:
   当一个压敏电阻满足不了标称放电电流的要求时,应采用多个压敏电阻并联使用。有时为了降低限制电压,即使标称放电电流满足要求也采用多个压敏电阻并联。 要特别注意的是,压敏电阻并联使用时,一定要严格挑选参数一致的(例如:&DU1mA&3V,&D&&3)进行配对,以保证电流的均匀分配。
  压敏电阻使用时的注意事项
   压敏电阻的失效模式通常是短路,为了防止压敏电阻的失效造成电源短路而起火,可以在每个压敏电阻上串联一个温度保险管或热脱离机构。温度保险管应与压敏 电阻有良好的热耦合,当压敏电阻失效(高阻抗短路)时,它所产生的热量把温度保险管熔断,从而使失效的压敏电阻与电路分离,确保设备的安全。当较高的工频 暂时过电压作用在压敏电阻上时,可能使压敏电阻瞬间击穿短路(低阻抗短路),而温度保险管还来不及熔断,还可能起火。为避免这种现象发生,可在每个压敏电 阻上再串联一个耐冲击工频保险丝(单用工频保险丝则在老化失效时可能不熔断)。也可以把压敏电阻与陶瓷气体放电管串联使用,正常工作时陶瓷气体放电管不导 通,压敏电阻没有漏电流,可以大大延长使用寿命;受浪涌冲击时,陶瓷气体放电管首先击穿,然后由压敏电阻限制浪涌电压,总的残压为两者之和,略有增大(几 十伏);冲击过去后,由于压敏电阻限制了电流,放电管不能维持导通而熄弧,恢复为正常工作状态;当压敏电阻短路失效后,因陶瓷气体放电管流过很大的工频电 流也会很快失效,但它的失效模式绝大多数是开路,因而不易引起火灾。
<p style="font-family: 微软雅黑, 宋体, Arial, Helvetica, sans- font-size: 14 white-space:"...链接地址:杭州东沃电子科技有限公司是专业的电子元器件供应商和生产厂家,为广大客户采购TVS管,ESD静电保护器,半导体放电管,陶瓷气体放电管,自恢复保险丝,压敏电阻,整流桥等电子元器件产品或配单,提供了详细的参...联系信息联系人:朱世良电话:固定电话:0QQ:地址:杭州市西湖区西溪路525号浙大科技园B楼301室压敏电阻器基础知识_图文_百度文库
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压敏电阻器基础知识
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你可能喜欢压敏电阻的原理、选型及设计实例分析压敏电阻的设计与选型
目前压敏电阻绝大多数为氧化锌压敏电阻,本文就不要以氧化锌压敏电阻来介绍原理、选型以及应用实例。
压敏电阻的原理
ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件,在正常电压条件下,这相当于一只小电容器,而当电路出现时,它的内阻急剧下降并迅速导通,其工作电流增加几个数量级,从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏。
它的伏安特性是对称的,如图(1)a 所示。这种元件是利用陶瓷工艺制成的,它的内部微观结构如图(1)b 所示。微观结构中包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层。氧化锌晶粒的电阻率很低,而晶界层的电阻率却很高,相接触的两个晶粒之间形成了一个相当于齐纳二极管的势垒,这就是一压敏电阻单元,每个单元击穿电压大约为3.5V,如果将许多的这种单元加以串联和并联就构成了压敏电阻的基体。串联的单元越多,其击穿电压就超高,基片的横截面积越大,其通流容量也越大。压敏电阻在工作时,每个压敏电阻单元都在承受浪涌电能量,而不象齐纳二极管那样只是结区承受电功率, 这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。
图1 压敏电阻伏安特性
压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端,如图(2)所示。
图2 压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端
压敏电阻的Zv与电路总阻抗(包括浪涌源阻抗Zs)构成分压器,因此压敏电阻的限制电压为 V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以从正常时的兆欧级降到几欧,甚至小于1&O。由此可见Zv在瞬间流过很大的电流,过电压大部分降落在Zs上, 而用电器的输入电压比较稳定,因而能起到的保护作用。图(3)所示特性曲线可以说明其保护原理。直线段是总阻抗Zs,曲线是压敏电阻的特性曲线,两者相交 于点Q,即保护工作点,对应的限制电压为V,它是使用了压敏电阻后加在用电器上的工作电压。Vs为浪涌电压,它已超过了用电器的耐压值VL,加上压敏电阻 后,用电器的工作电压V小于耐压值VL,从而有效地保护了用电器。不同的线路阻抗具有不同的保护特性,从保护效果来看,Zs越大,其保护效果就越好,若 Zs=0,即电路阻抗为零,压敏电阻就不起保护作用了。图(4)所描述的曲线可以说明Zs与保护特性之间的关系。
图3 压敏电阻特性曲线&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图4 Zs与保护特性之间的关系
压敏电阻的设计与选型&&&&
压敏电阻的选用原则:瞻前顾后,符合标准,折中考虑,实验为准。具体来说,瞻前需考虑到:系统电压正常波动范围的上限值,故障套件下的最高暂态电压及其持续时间;冲击源的冲击电压峰值和源阻抗(或冲击电流),冲击的时间宽度及频率等;顾后即考虑到:被保护对象的耐压水平;被保护对象允许的压敏电阻的固有电容和阻性漏电流。
瞻前顾后的基本要求为:在预期的冲击源的最大冲击电压下,压敏电阻的限制电压,应低于被保护对象的冲击耐压值;在系统电压正常波动范围的上限值和故障以及最高环境温度条件下,压敏电阻的预期工作寿命时间应大于设计要求值;压敏电阻的通流量,额定能量,功耗应大于冲击源预订的最大冲击电流,冲击能量和平均功耗,在规定条件下,压敏电阻的冲击寿命次数应大于寿命期内冲击源的冲击次数;在系统电压和冲击源发生超过预期值的异常情况时,压敏电阻不会起火,不会发生危及邻近元器件的爆裂,且没有导致点击的危险;压敏电阻的电容量和非线性电流对被保护对象或系统的影响,应在允许的范围内。
符合标准即符合相关的安规测试。 折中考虑即在压敏电阻应用中,有些要求是互相矛盾的,因此要折中考虑,例如限制电压和电压寿命对压敏电压的要有时是矛盾的,保护的可靠度与保护的成本有时是矛盾的。
实验为准即在选定压敏电压后,还需在现场作用条件下或者尽可能的接近真实情况来模拟环境条件进行实验验证,在验证中需检测在正常工作条件下压敏电阻对被保护对象的影响程度是否在允许的范围,进行模拟冲击实验以检验过压保护性能是否满足设计要求。&
一般地说,常常与被件或装置并联使用,在正常情况下,压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压,即使在电源波动情况最坏时,也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压,该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。&
又如在AC220V线间使用(暂不考虑能量和耐量),设电源电压波动系数为0.8~1.3,在最坏情况下,压敏电阻器两端的电压可达220&1.3=286V,从额定值可以查出应选择的压敏电阻规格为471K。对于普通一次电源,如果输入电压范围Vin=85-264Vac,依照我司压敏电阻电压降额要求0.9,可知电压可达264/0.9=293Vac, 即至少选取300Vac(471K);&
值得注意的是:第一,必须保证在电压波动最大的时候,连续工作电压也不允许超过最大允许值,否则将缩短了压敏电阻器的使用寿命;
第二,在电源线与大地使用压敏电阻时,有时由于接触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压敏电压的压敏电阻;
第三,压敏电阻的寿命特性有两项,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;
第四,在应用中,压敏电阻器所吸收的浪涌电流要小于产品的最大通流量,以使产品有较长的工作寿命;
第五,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。&
对于过压保护方面的应用,压敏电压值应大于实际电路的电压值,一般应使用下式进行选择:&
V1.0mA=av/bc&
式中:a为电路电压波动系数,一般取1.2;v为电路直流工作电压(交流时为有效值);b为压敏电压误差,一般取0.85;c为元件的老化系数,一般取0.9; 这样计算得到的V1.0mA实际数值是直流工作电压的1.5倍,在交流状态下还要考虑峰值,因此计算结果应扩大1.414倍。
另外,选用时还必须注意: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;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;压敏电阻所吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流量。&
设计,选型,替代注意:设计选型时选取合适压敏电压,使用电压,通流量的压敏电阻,并需考虑到降额要求,目前我司的压敏电阻最大工作电压降额要求为90%.
压敏电阻的失效模式&
压敏电阻的失效模式有三种方式:&
第一种劣化,表现在漏电流增大,压敏电压显著下降,直至为零。&
第二种炸裂,若过电压引起的浪涌能量太大,超过了选的压敏电阻器极限的承受能力,则压敏电阻器在抑制过电压时将会发生陶瓷炸裂现象。&
第三种穿孔,若过电压峰值特别高,导致压敏电阻器的失效模式绝大部分表现为劣化各穿孔(短路),解决的办法为在使用压敏电阻器时,与之串联一个合适的断路器或者保险丝,避免短路引起事故。&
总结来说,压敏电阻在吸收突波时,发生崩溃电压降低时,将使其工作电流过大直至烧毁;发生爆裂(封装层裂开,引线与陶瓷体分离)时,将断路,从而使保护失效;发生此片短路时将使其烧毁。当压敏电阻的使用环境或者湿度过高时,将使其劣化(崩溃电压降低),从而使其工作电流过大直至烧毁或短路。当压敏电阻的使用电压超过额定工作电压时,将使其劣化(崩溃电压降低),从而使其工作电流过大直至烧毁或短路。&
对于压敏电阻起火燃烧的失效现象,大体上可分为老化失效和暂态过电压破坏两种类型。
①老化失效,这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧,漏电流恶性增加且集中流入薄弱点,薄弱点材料融化,形1k左右的短路孔后,电源继续推动一个较大的电流灌入短路点,形成高热而起火。这种事故通常可以通过一个与压敏电阻串联的热熔接点来避免。热熔接点应与电阻体有良好的热耦合,当最大冲击电流流过时不会断开,但当温度超过电阻体上限工作温度时即断开。研究结果表明, 若压敏电阻存在着制造缺陷,易发生早期失效, 强度不大的电冲击的多次作用,也会加速老化过程,使老化失效提早出现。
②暂态过电压破坏,这是指较强的暂态过电压使电阻体穿孔,导致更大的电流而高热起火。整个过程在较短时间内发生,以至电阻体上设置的热熔接点来不及熔断。在三相电源保护中,N-PE线之间的压敏电阻器烧坏起火的事故概率较高,多数是属于这一种情况。相应的对策集中在压敏电阻损坏后不起火。一些压敏电阻的应用技术资料中,推荐与压敏电阻串联电流熔丝(保险丝)进行保护。&
压敏电阻应用实例分析
电源系统的过电压防护依据线路绝缘结构理论及IEC61312、IEC664-1、IEC61643、GB(2000年版)等标准,对建筑物和电气设备(如第三类防雷建筑物)进行感应过电压防护的绝缘结构,如图5所示。&
图5& 电源系统的过压防护
从图1可以看出,在220V/380V线路中的每一区域,都应该在其前面并联氧化锌压敏电阻器或过电压保护器,雷电感应过电压能量将通过逐级的防雷器件吸 收和释放到大地中,达到保护线路和设备免受雷电破坏的目的;虽然应用于Ⅳ、Ⅲ区域的过电压保护器具有自身劣化断开电源的功能,但考虑到不同的接地状况,还应与过电压保护器串联合适的熔断器或空气开关。
信号线的过电压防护
随着信息技术的高速发展,通信网络、数据网络和计算机网络系统中的重要设备更易被雷电感应过电压破坏,因此数据信号线路的过电压防护迫在眉睫,随之产生了 由线路结构决定的计算机串口、数据线和同轴电缆专用的过电压保护器。这些防护元件一般由三极放电管与快速嵌位二极管相结合的两级保护组成,额定脉冲电流大 于5kA(8&s/20&s),响应时间小于1ns,具有很低的工作电压、很高的使用频率和传速频率、很低的插入损耗。
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热门关键词关于压敏电阻的串联与配对的介绍-技术支持频道
关于压敏电阻的串联与配对的介绍来源:合肥皖亚电器有限公司&&日期: 15:23:04&&
关于压敏电阻的串联与配对的介绍
关于压敏电阻的串联与配对的介绍
用过的技术人员都会知道,其实压敏电阻是很好可以串联起来一起使用的,也就是我们可
以将两只压敏电阻的电阻体通流量相同的或者说是电阻体直径相等的串联起来,压敏电阻的压敏电压
和持续的工作电压还有就是限制电压相加起来,这时候压敏电阻的通流量是不变的,我们可以举例说
明下,例如我们在高压电力电源的防雷器中,对于持续工作的电压要求会高达到数千伏,甚至数万伏
特,那么这么高的持续工作电压就是压敏电阻的电阻阀片串联起来来得到的。
如果想获得压敏电阻的更大的通流量,我们就可以把压敏电阻并联起来使用,还有一种方法也可以使
压敏电阻的通流量能获得更大,我们可以在冲击电流的一定条件下去减小电阻体中的电流密度,从而
来降低的限制电压。
但是要想要求得到更大的通流量,一般是在50-200KA之间,而且还需要压敏电压又是比较低的,一般
都是在200伏特以下这样的情况下,电阻体的直径与厚度之比就会显得很大,这样的要求在制造技术上
是会有困难的,还有就是随着电阻体的直径会不断的加大,会导致压敏电阻电阻体的微观均匀性变差
,所以我们可以肯定的是通流量不会随着电阻体的面积比例而去增大,所以这个时候我们需要换种方
法,可以用直径比较小的的电阻阀片来并联。
(C) 2015 | ICP:粤B2-压敏电阻的特性与参数以及如何选用
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压敏电阻的特性与参数以及如何选用
压敏电阻的特性与参数以及如何选用
压敏电阻的使用要点&&& 压敏电阻的使用原则是在其接入被保护设备后,不能影响设备的正常运行,又能有效地对设备实施瞬时过压保护。为此,除了压敏电阻的技术参数外,在实际选择时还要考虑以下几个问题:
⑴ 压敏电压选择考虑到压敏电阻实际的压敏电压与标称电压之间的偏差(应考虑为标称电压的1.1~1.2倍)、交流电路中电源电压可能的波动范围(应考虑为额定电压的 1.4~1.5倍)、交流电压峰值和有效值之间的关系(应考虑1.4倍),所以,应选用压敏电压为额定电压2.2~2.5倍的压敏电阻。在直流电路中,常选用压敏电压为直流电压额定值1.8~2倍的压敏电阻。
⑵ 通流容量选择原则上应按可能遭受的最大暂态浪涌电流来选择,但要做到这一点是困难的。实用中无非是按照使用场合,或是按照产品试验标准上规定的试验等级来选择压敏电阻。按前者,1kA(8/20μs电流波)的压敏电阻可用在可控硅整流器的保护上;3kA的用在电器设备的浪涌吸收上;5kA的用在对雷击及电子设备的过电压吸收上;10kA的用在对雷击的保护上。按后者,常用综合波(发生器开路输出时产生1.2/50μs的电压波;短路输出时产生8/20μs的电流波;发生器的内阻为2Ω)来在线考核设备对抗雷击浪涌干扰的能力。在4kV试验时,保护器吸收的最大电流可达2kA;对6kV的试验,吸收电流的最大值为3kA。但在实际选择时,还应当适当加大所选压敏电阻的通流容量。因为通流能力大的压敏电阻,在吸收同样大小的浪涌电流时,应当有相对较小的残余压降;同时,对选用的压敏电阻来说,也有较大的保护裕度。⑶ 固有寄生电容压敏电阻有一个固有电容问题,根据外形尺寸和标称电压的不同,其值在数百至数千pF之间。压敏电阻的固有电容决定了它不适合在高频场合下使用,否则会影响系统的正常运行;适合在工频系统里使用,如用作电源进线的保护、可控硅整流器的保护等。
压敏电阻的瞬时功率比较大,但平均持续功率却很小,故不能长时间工作于导通状态。&
氧化锌压敏电阻的作用(Carbon resistor):按用途来分也称为"突波吸收器是一种具有电压电流对称特性之电压属性电阻器,它主要的设计是用来保护所有的产品或免受开关或雷击诱发所产生之突波的影响,而非线性指数的特性。
&&& 特性:反应时间快速;低漏电流;优越的电压比;宽广之电压与能量比;低备用电力且无后续电流;高效能之突波电流处理能力;抑制电压特性之稳定执行能力。
&&& 压敏电阻在休息时,相对受保护的电子元件而言,具有很高的阻抗-数兆欧姆),而且不会改变设计电路特性,但当瞬间突波电压出现(越过压敏电阻之崩溃电压时),该压敏电阻之阻抗会变低(仅有几个欧姆而已),并造成原线路短路,换言之电子产品或元件因此而受到保护。主要用途:防雷,过压保护。如电力变压器在进户端放入氧化锌避雷器可以有效防雷,电子在电网电源输入端放入压敏电阻,一但电网电压升高压敏电阻会不可恢复击穿短路同时保险丝也将断开,从而有效的放止过电压进入线路板。在线线路板应用压敏电阻最为多
&&& 当电源为220V时压敏电阻的阻值是无穷大,当峰值电压超过470V时(220V电压的峰值是311V)压敏电阻立刻击穿短路,保险丝也会熔断,高电压就进不去设备端,从而有效保护电子电路不受侵害。更换压敏电阻时在电阻体上需裹上绝缘材料加以保护,以防飞弧。使用压敏电阻时之前必须加装保险丝,压敏电阻一但击穿短路是不可恢复的,必须更换。正常的压敏电阻用万用表测量是无穷大的。
&&& 压敏电阻标称参数
&&& 压敏电阻用字母“MY”表示,如加J 为家用,后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K 分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。
&&&1、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10-9000V 不等。可根据具体需要正确选用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp 为电路额定电压的峰值。VAC 为额定交流电压的有效值。ZnO 压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到保护效果与使用寿命。如一台用的额定电源电压为220V , 则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V",因此压敏电阻的击穿电压可选在470-480V 之间。
&&& 2、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过± 10%时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命,ZnO 压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的,则选用2-20KA 的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。
&&& 压敏电阻的选用
&&& 选用压敏电阻器前,应先了解以下相关技术参数:标称电压是指在规定的温度和直流电流下,压敏电阻器两端的电压值。漏电流是指在25℃条件下,当施加最大连续直流电压时,压敏电阻器中流过的电流值。等级电压是指压敏电阻中通过8/20 等级电流脉冲时在其两端呈现的电压峰值。通流量是表示施加规定的脉冲电流(8/20μs)波形时的峰值电流。浪涌环境参数包括最大浪涌电流Ipm(或最大浪涌电压Vpm 和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脉冲宽度Tt、相邻两次浪涌的最小时间间隔Tm 以及在压敏电阻器的预定工作寿命期内,浪涌脉冲的总次数N等。
&&& 1 标称电压选取
&&& 一般地说,压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用,在正常情况下,压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压,即使在电源波动情况最坏时,也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压,该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用,压敏电压值应大于实际电路的电压值,一般应使用下式进行选择:VmA=av/bc 式中:a为电路电压波动系数,一般取1.2;v为电路直流工作电压(交流时为有效值);b 为压敏电压误差,一般取0.85;c为元件的老化系数,一般取0.9;这样计算得到的VmA 实际数值是直流工作电压的1.5 倍,在交流状态下还要考虑峰值,因此计算结果应扩大1.414 倍。另外,选用时还必须注意:
&&& (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。压敏电阻所吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流量。(编辑:诚信)
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