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壓敏電阻的結構特點及工作原理

2020-08-12

一:壓敏電阻的主要特點是工作電壓范圍寬(6~3000V,分若干檔),對過壓脈沖響應快(納秒級),耐沖擊電流的能力強(100~2000A),漏電流?。ㄎ布墸娮铚囟认禂敌?,性優(yōu)價廉,體積小,是一種理想的保護元件,可以構成過壓保護電路、消噪電路、消火花電路、吸收回路。在供電網絡疊加有過電壓脈沖時,接壓敏電阻后,過電壓峰值波形削平,限制在一定的幅度內。在開啟或關閉帶有感性、容性的負載電路時,直流波形出現開關尖脈沖,壓敏電阻在電路中能吸收這種反電功勢,從而有效的保護開關電路不受損害。


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常用的壓敏電阻有碳化矽壓敏電阻和氧化鋅壓敏電阻,其中氧化鋅壓敏電阻應用更為廣泛,它是以氧化鋅為主要原料,添加多種微量金屬氧化物,經混合成型、燒結裝配而成的一種新型理想的過壓保護器件,它的導電值隨施加電壓的改變而呈非線性變化,人們稱它為壓敏電阻或浪涌吸收器。


二:壓敏電阻的主要電參數術語


⑴標稱電壓或壓敏電壓U1mA:在直流電壓條件下,壓敏電阻流過規(guī)定的電流時,壓敏電阻的端電壓稱為壓敏電阻的壓敏電壓。一般規(guī)定,當壓敏電阻流過直流1mA時的端電壓稱為壓敏電壓U1mA。對于直徑5mm或更小尺寸的壓敏電阻,則以0.1 mA為標稱電壓測量點,對于低電壓大直徑產品,也有以20 mA來表示標稱電壓的。


⑵測試電流I1mA:與壓敏電壓相對應的電流稱為測試電流,通常測試電流規(guī)定為直流1mA。


⑶電壓比:壓敏電阻流過規(guī)定大小的電流時產生的直流壓降與壓敏電壓的比值稱為電壓比。


⑷電壓溫度系數:在規(guī)定的溫度范圍內和規(guī)定的脈沖電流條件下,當壓敏電阻體內溫度改變1℃時,電壓相對變化百分比稱為電壓溫度系數。


⑸通流量:按規(guī)定的時間間隔和次數,在壓敏電阻上施加規(guī)定的標準電流波形沖擊后,壓敏電阻的壓敏電壓變化率小于或等于技術條件中所規(guī)定的值時,通過的大電流值稱為浪涌通流容量,簡稱通流量。


在規(guī)定時間(8μs/20μs)內,允許通過脈沖電流的大值。其中脈沖電流從大值的90%到大值的時間為8μs,峰值持續(xù)時間為20μs。


⑹電壓變化率:壓敏電阻在沖擊試驗前后,壓敏電壓相對變化的百分比稱為電壓變化率。公式如下:


電壓變化率=[(U1-U2)×100%


式中:U1、U2分別為試驗前后的電壓。


⑺漏電流(μA):當元件兩端電壓等于規(guī)定電流下兩端電壓的75%時,壓敏電阻上所通過的直流電流稱為漏電流。


⑻額定功率P:在規(guī)定的環(huán)境溫度下壓敏電阻的負荷功率稱為額定功率。


⑼固有電容C。 :存儲在壓敏電阻兩極間的電荷和施加在其上的電壓之比。


⑽殘壓Uc:當壓敏電阻流過某一脈沖電流時,在壓敏電阻兩端顯現的電壓峰值稱為殘壓。


⑾殘壓比η:壓敏電阻的殘壓值與壓敏電壓U1mA的比值。


壓敏電阻不是一般意義上的電阻。它是由用絕緣膜隔離金屬氧化物(如氧化鋅)顆粒構成的,國外稱為MOV(Metal Oxide Varistor),在低電壓下具有很大電阻,很小的漏電流;當加高電壓時,壓敏電阻中絕緣膜變成導體,電壓稍微增加,電流急劇增大,類似于穩(wěn)壓管擊穿特性,可以承受很大的瞬時功率。


壓敏電阻經常并接在開關電源適配器輸入端的火線與火線、火線與中線之間,以及電感器件端作為浪涌和尖峰電壓吸收元件。工作電壓通常為擊穿電壓的一半即可。主要特性參數是擊穿電壓Ub、殘壓比η和承受的損耗能量W。


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