压敏电阻的优点和应用范围
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压敏电阻的优点和应用范围
一、什么是压敏电阻
“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。英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor"。
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锌(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”。
在中国台湾,压敏电阻器称为"突波吸收器",有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。
二、压敏电阻的参数
压敏电压 Varistor Voltage:顾名思义,就是触发压敏使得阻抗急剧减小的门限电压。这一般是一个较宽的范围。
最大连续工作电压 Max Allowable Voltage:就是低于压敏电压一定范围、能够确保具有高阻抗表象的工作电压。一般比压敏电压的下限低出一定数值。
最大峰值电压 Max Clamping Voltage:顾名思义,超出此电压范围时即已超出器件的合理工作范围,此时器件将面临损坏的风险,电压降低后可能也无法恢复。
三、压敏电阻应用类型
压敏电阻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。
压敏电阻的响应时间为ns级,比气体放电管快,比TVS管稍慢一些,一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。
压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围,很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中,应用在交流电路的保护中时,因为其结电容较大会增加漏电流,在设计防护电路时需要充分考虑。
压敏电阻的通流容量较大,但比气体放电管小。压敏电阻器简称VDR,是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。
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。
五、压敏电阻的优点
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。压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。
主要有以下优点:
1、压敏电阻的各种直径尺寸:SMD、5mm、7mm、10mm、14mm、20mm、25mm、32mm、34mm、40mm、53mm
2、压敏电阻广泛的可变电阻电压范围:18V-1800V
3、多种浪涌承受能力:标准、高浪涌、超高浪涌
4、大电流处理和能量吸收能力
5、单体通流量可达到70KA甚至更高
6、快反应时间
7、低泄露电流
8、多种引线形式:直、弯和其他特殊引线类型
9、多种包装形式:散装、卷装包装、卷包装
1.压敏电阻是一种用得最多的限压器件。常用的是氧化锌(ZnO)压敏电阻,它主要是以氧化锌为原料,添加多种微量金属氧化物,经混合成型,烧结装配而成的一种过压保护器件,它的外面包封环氧树脂(可添加颜料)。
2.它相当于一个可变电阻,它是并联于电路中的。当电路在正常工作时,压敏电阻的阻抗很高,漏电流很小,可视为开路,对电路几乎没有影响。
但当一很高的异常电压到来时,压敏电阻的电阻值瞬间下降,即从高阻变为低阻,将过大的浪涌电流泄放到大地,同时将过电压箝位在一定安全电压范围之内,从而保护后端线路;当异常突波消失后,压敏电阻的电阻值又恢复到原来的高阻状态,线路可正常工作。
3.特性曲线:由图可见,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。
压敏电阻一般常用于低频信号线路中作过压保护:开关电源、稳压电源、UPS、适配器、转换器、变频器、交换机、电源防雷模块、仪器仪表、电能表、电子镇流器、充电器、发电机、压缩机、马达、电源插座、LED电源、家电产品等。
应用范围:电源系统、浪涌抑制器、安防系统、电动机保护、汽车电子系统、家用电器。