壓敏電阻的特性與參數(shù)以及如何選用

壓敏電阻的特性與參數(shù)以及如何選用壓敏電阻的特性與參數(shù)以及如何選用如果電機是AC24V的，在電機方向線對地接一個470K壓敏電阻；如果電機是AC220V,則力口471K壓敏電阻。意義重要是消除電機換相產生的尖峰高壓。壓敏電阻的測量：壓敏電阻一般并聯(lián)在電路中使用，當電阻兩端的電壓發(fā)生急劇變化時，電阻短路將電流保險絲熔斷，起到保護作用。壓敏電阻在電路中，常用于電源過壓保護和穩(wěn)壓。測量時將萬用表置10k檔，表筆接于電阻兩端，萬用表上應顯示由壓敏電阻上標示的阻值，如果超生這個數(shù)值很大，則說明壓敏電阻已損壓敏電阻標稱參數(shù)壓敏電阻用字母“MY”表示，如加J為家用，后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分別用于穩(wěn)壓、過壓保護、高頻電路、防雷、滅弧、消噪、補償、消磁、高能或高可靠等方面。壓敏電阻雖然能吸收很大的浪涌電能量，但不能承受毫安級以上的持續(xù)電流，在用作過壓保護時必須考慮到這一點。壓敏電阻的選用，一般選擇標稱壓敏電壓V1mA和通流容量兩個參數(shù)。1、所謂壓敏電壓，即擊穿電壓或閾值電壓。指在規(guī)定電流下的電壓值，大多數(shù)情況下用1mA直流電流通入壓敏電阻器時測得的電壓值，其產品的壓敏電壓范圍可以從10-9000V不等?？筛鶕?jù)具體需要正確選用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中，Vp為電路額定電壓的峰值。VAC為額定交流電壓的有效值。ZnO壓敏電阻的電壓值選擇是至關重要的，它關系到保護效果與使用壽命。如一臺用電器的額定電源電壓為220V,則壓敏電阻電壓值V1mA=1.5Vp=1.5X1.414X220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2X220V=484V,因此壓敏電阻的擊穿電壓可選在470-480V之間。2、所謂通流容量，即最大脈沖電流的峰值是環(huán)境溫度為25c情況下，對于規(guī)定的沖擊電流波形和規(guī)定的沖擊電流次數(shù)而言，壓敏電壓的變化不超過土10%時的最大脈沖電流值。為了延長器件的使用壽命，ZnO壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應小于手冊中給生的產品最大通流量。然而從保護效果由發(fā)，要求所選用的通流量大一些好。在許多情況下，實際發(fā)生的通流量是很難精確計算的，則選用2-20KA的產品。如手頭產品的通流量不能滿足使用要求時，可將幾只單個的壓敏電阻并聯(lián)使用，并聯(lián)后的壓敏電不變，其通流量為各單只壓敏電阻數(shù)值之和。要求并聯(lián)的壓敏電阻伏安特性盡量相同，否則易引起分流不均勻而損壞壓敏電阻。壓敏電阻器的應用原理壓敏電阻器是一種具有瞬態(tài)電壓抑制功能的元件，可以用來代替瞬態(tài)抑制二極管、齊納二極管和電容器的組合。壓敏電阻器可以對IC及其它設備的電路進行保護，防止因靜電放電、浪涌及其它瞬態(tài)電流（如雷擊等）而造成對它們的損壞。使用時只需將壓敏電阻器并接于被保護的IC或設備電路上，當電壓瞬間高于莫一數(shù)值時，壓敏電阻器阻值迅速下降，導通大電流，從而保護IC或電器設備；當電壓低于壓敏電阻器工作電壓值時，壓敏電阻器阻值極高，近乎開路，因而不會影響器件或電器設備的正常工作。壓敏電阻的選用選用壓敏電阻器前，應先了解以下相關技術參數(shù)：標稱電壓是指在規(guī)定的溫度和直流電流下，壓敏電阻器兩端的電壓值。漏電流是指在25c條件下，當施加最大連續(xù)直流電壓時，壓敏電阻器中流過的電流值。等級電壓是指壓敏電阻中通過8/20等級電流脈沖時在其兩端呈現(xiàn)的電壓峰值。通流量是表示施加規(guī)定的脈沖電流（8/20以s）波形時的峰值電流。浪涌環(huán)境參數(shù)包括最大浪涌電流Ipm（或最大浪涌電壓Vpm和浪涌源阻抗Zo）、浪涌脈沖寬度Tt、相鄰兩次浪涌的最小時間間隔Tm以及在壓敏電阻器的預定工作壽命期內，浪涌脈沖的總次數(shù)N等。3.1標稱電壓選取一般地說，壓敏電阻器常常與被保護器件或裝置并聯(lián)使用，在正常情況下，壓敏電阻器兩端的直流或交流電壓應低于標稱電壓，即使在電源波動情況最壞時，也不應高于額定值中選擇的最大連續(xù)工作電壓，該最大連續(xù)工作電壓值所對應的標稱電壓值即為選用值。對于過壓保護方面的應用，壓敏電壓值應大于實際電路的電壓值，一般應使用下式進行選擇：VmA=av/bc式中：a為電路電壓波動系數(shù)，一般取1.2;v為電路直流工作電壓(交流時為有效值)；b為壓敏電壓誤差，一般取0.85;c為元件的老化系數(shù)，一般取0.9;這樣計算得到的VmA實際數(shù)值是直流工作電壓的1.5倍，在交流狀態(tài)下還要考慮峰值，因此計算結果應擴大1.414倍。另外，選用時還必須注意：(1)必須保證在電壓波動最大時，連續(xù)工作電壓也不會超過最大允許值，否則將縮短壓敏電阻的使用壽命；(2)在電源線與大地間使用壓敏電阻時，有時由于接地不良而使線與地之間電壓上升，所以通常采用比線與線間使用場合更高標稱電壓的壓敏電阻器。壓敏電阻所吸收的浪涌電流應小于產品的最大通流量。應用電路浪涌和瞬變防護時的電路。對于壓敏電阻的應用連接，大致可分為四種類型：第一種類型是電源線之間或電源線和大地之間的連接，作為壓敏電阻器，最具有代表性的使用場合是在電源線及長距離傳輸?shù)男盘柧€遇到雷擊而使導線存在浪涌脈沖等情況下對電子產品起保護作用。一般在線間接入壓敏電阻器可對線間的感應脈沖有效，而在線與地間接入壓敏電阻則對傳輸線和大地間的感應脈沖有效。若進一步將線間連接與線地連接兩種形式組合起來，則可對浪涌脈沖有更好的吸收作用。第二種類型為負荷中的連接，它主要用于對感性負載突然開閉引起的感應脈沖進行吸收，以防止元件受到破壞。一般來說，只要并聯(lián)在感性負載上就可以了，但根據(jù)電流種類和能量大小的不同，可以考慮與R—C串聯(lián)吸收電路合用。第三種類型是接點間的連接，這種連接主要是為了防止感應電荷開關接點被電弧燒壞的情況發(fā)生，一般與接點并聯(lián)接入壓敏電阻器即可。第四種類型主要用于半導體器件的保護連接，這種連接方式主要用于可控硅、大功率三極管等半導體器件，一般采用與保護器件并聯(lián)的方式，以限制電壓低于被保護器件的耐壓等級，這對半導體器件是一種有效的保護。4氧化鋅壓敏電阻存在的問題現(xiàn)有壓敏電阻在配方和性能上分為相互不能替代的兩大類：高壓型壓敏電阻高壓型壓敏電阻，其優(yōu)點是電壓梯度高(100?250V/mm)、大電流特性好(V10kA/V1mA<1.4)但僅對窄脈寬(2<ms)的過壓和浪涌有理想的防護能力，能量密度較小，(50?300)J/cm3o高能型壓敏電阻高能型壓敏電阻，其優(yōu)點是能量密度較大(300J/cm3?750J/cm3),承受長脈寬浪涌能力強，但電壓梯度較低(20V/mm?500V/mm),大電流特性差(V10kA/V1mA>2.0)。這兩種配方的性能差別造成了許多應用上的“死區(qū)”，在10kV電壓等級的輸配電系統(tǒng)中廣泛采用了真空開關，由于它動作速度快、拉弧小，會在操作瞬間造成極高過壓和浪涌能量，如果選用高壓型壓敏電阻加以保護(如避雷器)，雖然它電壓梯度高、成本較低，但能量容量小，容易損壞；如果選用高能型壓敏電阻，雖然它能量容量大，壽命較長，但電壓梯度低，成本太高，是前者的5?13倍。在中小功率變頻電源中，過壓保護的對象是功率半導體器件，它對壓敏電阻的大電流特性和能量容量的要求都很嚴格，而且要同時做到元件的小型化。高能型壓敏電阻在能量容量上可以滿足要求，但大電流性能不夠理想，小直徑元件的殘壓比較高，往往達不到限壓要求；高壓型壓敏電阻的大電流特性較好，易于小型化，但能量容量不夠，達不到吸能要求。中小功率變頻電源在這一領域壓敏電阻的應用幾乎還是空白?！皦好綦娮?是指在一定電流電壓范圍內電阻值隨電壓而變，或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器。英文名稱叫aVoltageDependentResistor”簡寫為“VDR”，或者叫做“Varistor"。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種?，F(xiàn)在大量使用的"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素（Zn）和六價元素氧（O）所構成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“n-VI族氧化物半導體”。壓敏電阻的電路符號及其分類與參數(shù)：壓敏電阻器簡稱VSR,是一種對電壓敏感的非線性過電壓保護半導體元件。它在電路中用文字符號“RV”或“R”表示，圖1-21是其電路圖形符號。壓敏電阻作用：壓敏電阻的最大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值時，流過它的電流極小，相當于一只關死的閥門，當電壓超過UN時，流過它的電流激增，相當于閥門打開。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常由現(xiàn)的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。壓敏電阻的型號及選用方法：SJ1152-82部頒標準中壓敏電阻器的型號命名分為四部分，各部分的含義見表1。表1壓敏電阻器的型號命名及含義一部分：主稱第二部分：類別第三部分：用途或特征第四部分：序號字母含義字母含義字母含義敏感電阻器壓敏電阻器普通型用數(shù)字表示序號，有的在序號的后面還標有標稱電壓通流容量或電阻體直徑、標稱電壓、電壓誤差等。通用補償用消磁用消噪用過壓保護用滅弧用高可靠用防雷用防靜電用高能型高頻用元器件保護用特殊型穩(wěn)壓用環(huán)型組合型第一部分用字母“M”表示主稱為敏感電阻器。第二部分用字母“Y”表示敏感電阻器為壓敏電阻器。第三部分用字母表示壓敏電阻器的用途的特征。第四部分用數(shù)字表示序號，有的在序號的后面還標有標稱電壓、通流容量或電阻體直徑、電壓誤差、標稱電壓等。例如:MYL1-1（防雷用壓敏電阻器）MY31-270/3（270V/3kA普通壓敏電阻器）M——敏感電阻器M——敏感電阻器Y——壓敏電阻器Y——壓敏電阻器L防雷用31序號1-1序號1-1序號270——標稱電壓為270V3——通流容量為3kA壓敏電阻是一種以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物半導體非線性電阻元件；電阻對電壓較敏感，當電壓達到一定數(shù)值時，電阻迅速導通。由于壓敏電阻具有良好的非線特性、通流量大、殘壓水平低、動作快和無續(xù)流等特點。被廣泛應用于電子設備防雷。主要參數(shù)：1、殘壓：壓敏電阻在通過規(guī)定波形的大電流時其兩端由現(xiàn)的最高峰值電壓。2、通流容量：按規(guī)定時間間隔與次數(shù)在壓敏電阻上施加規(guī)定波形電流后，壓敏電阻參考電壓的變化率仍在規(guī)定范圍內所能通過的最大電流幅值。3、泄漏電流：在參考電壓的作用下，壓敏電阻中流過的電流。4、額定工作電壓：允許長期連續(xù)施加在壓敏電阻兩端的工頻電壓的有效值。而壓敏電阻在吸收暫態(tài)過電壓能量后自身溫度升高，在此電壓下能正常冷卻，不會發(fā)熱損壞。壓敏電阻的選用要點及原則1、氧化鋅壓敏電阻器應用原理壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當過電壓由現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現(xiàn)對后級電路的保護。壓敏電阻的主要參數(shù)有：壓敏電壓、通流容量、結電容、響應時間等。壓敏電阻的響應時間為ns級，比空氣放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護其響應速度可以滿足要求。壓敏電阻的結電容一般在幾百到幾千pF的數(shù)量級范圍，很多情況下不宜直接應用在高頻信號線路的保護中，應用在交流電路的保護中時，因為其結電容較大會增加漏電流，在設計防護電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。壓敏電阻器與被保護的電器設備或元器件并聯(lián)使用。當電路中由現(xiàn)雷電過電壓或瞬態(tài)操作過電壓Vs時，壓敏電阻器和被保護的設備及元器件同時承受Vs,由于壓敏電阻器響應速度很快，它以納秒級時間迅速呈現(xiàn)優(yōu)良非線性導電特性(見圖3中擊穿區(qū))，此時壓敏電阻器兩端電壓迅速下降，遠遠小于Vs,這樣被保護的設備及元器件上實際承受的電壓就遠低于過電壓Vs,從而使設備及元器件免遭過電壓的沖擊。2、氧化鋅壓敏電阻器壓敏電壓的選擇根據(jù)被保護電源電壓選擇壓敏電阻器的規(guī)定電流下的電壓V1mAo一般選擇原則為：對于直流回路：V1mA>2.0VDC對于交流回路：V1mAA2.2V有效值特別指由對于壓敏電阻壓敏電壓的選擇標準是要高于供電電壓，在能夠滿足可以保護需要保護器件的的同時，盡可能選擇壓敏電壓高的壓敏電阻，這樣不僅可以保護器件，也能提高壓敏電阻的使用壽命。比如要保護的器件耐壓為Vdc=550Vdc,器件的工作電壓V=300Vdc,那么我們選擇壓敏電阻就應該是壓敏電壓為470V的壓敏電阻，壓敏電壓范圍是(423-517),壓敏電壓最大負誤差470-47=423Vdc大于器件的供電電壓300Vac,最大正誤差為470+47=517Vdc小于器件的耐壓550Vdco選用時還必須注意：(1)必須保證在電壓波動最大時，連續(xù)工作電壓也不會超過最大允許值，否則將縮短壓敏電阻的使用壽命；(2)在電源線與大地間使用壓敏電阻時，有時由于接地不良而使線與地之間電壓上升，所以通常采用比線與線間使用場合更高標稱電壓的壓敏電阻器。3、通流量的選取通常產品給由的通流量是按產品標準給定的波形、沖擊次數(shù)和間隙時間進行脈沖試驗時產品所能承受的最大電流值。而產品所能承受的沖擊數(shù)是波形、幅值和間隙時間的函數(shù)，當電流波形幅值降低50%時沖擊次數(shù)可增加一倍，所以在實際應用中，壓敏電阻所吸收的浪涌電流應小于產品的最大通流量。4、應用圖1所示是采用壓敏電壓器進行電路浪涌和瞬變防護時的電路連接圖。對于壓敏電阻的應用連接，大致可分為四種類型：第一種類型是電源線之間或電源線和大地之間的連接，如圖1(a)所示。作為壓敏電阻器，最具有代表性的使用場合是在電源線及長距離傳輸?shù)男盘柧€遇到雷擊而使導線存在浪涌脈沖等情況下對電子產品起保護作用。一般在線間接入壓敏電阻器可對線間的感應脈沖有效，而在線與地間接入壓敏電阻則對傳輸線和大地間的感應脈沖有效。若進一步將線間連接與線地連接兩種形式組合起來，則可對浪涌脈沖有更好的吸收作用。第二種類型為負荷中的連接，見圖1(b)。它主要用于對感性負載突然開閉引起的感應脈沖進行吸收，以防止元件受到破壞。一般來說，只要并聯(lián)在感性負載上就可以了，但根據(jù)電流種類和能量大小的不同，可以考慮與R—C串聯(lián)吸收電路合用。第三種類型是接點間的連接，見圖1(c)。這種連接主要是為了防止感應電荷開關接點被電弧燒壞的情況發(fā)生，一般與接點并聯(lián)接入壓敏電阻器即可。第四種類型主要用于半導體器件的保護連接，見圖1(d)o這種連接方式主要用于可控硅、大功率三極管等半導體器件，一般采用與保護器件并聯(lián)的方式，以限制電壓低于被保護器件的耐壓等級，這對半導體器件是一種有效的保護。5、選型原則如果電器設備耐壓水平Vo較低，而浪涌能量又比較大，則可選擇壓敏電壓V1mA較低、片徑較大的壓敏電阻器；如果Vo較高，則可選擇壓敏電壓V1mA較高的壓敏電阻器，這樣既可以保護電器設備，又能延長壓敏電阻使用壽命。壓敏電阻器主要應用于各種電子產品的過電壓保護電路中，它有多種型號和規(guī)格。所選壓敏電阻器的主要參數(shù)(包括標稱電壓、最大連續(xù)工作電壓、最大限制電壓、通流容量等)必須符合應用電路的要求，尤其是標稱電壓要準確。標稱電壓過高，壓敏電阻器起不到過電壓保護作用，標稱電壓過低，壓敏電阻器容易誤動作或被擊穿。6、氧化鋅壓敏電阻器的使用方法壓敏電阻器是一種無極性過電壓保護元件，無論是交流還是直流電路，只需將壓敏電阻器與被保護電器設備或元器件并聯(lián)即可達到保護設備的目的（如圖4所示）當過電壓幅值高于規(guī)定電流下的電壓，過電流幅值小于壓敏電阻器的最大峰值電流時（若無壓敏電阻器足以使設備元器件破壞），壓敏電阻器處于擊穿區(qū)，可將過電壓瞬時限制在很低的幅值上，此時通過壓敏電阻器的浪涌電流幅值不大（&比100A/cm2）,不足以對壓敏電阻器產生劣化；當過電壓幅值很高時，壓敏電阻器將過電壓限制在較低的水平上（小于TOC\o"1-5"\h\z設備的耐壓水平），同時通過壓敏電阻器的沖擊電流很大，使壓敏電阻器性能劣化即將失效，這時通過熔斷器的電流很大，熔斷器斷開，這樣既可使電器設備、元器件免受過電壓沖擊，也可避免由于壓敏電阻器的劣化擊穿造成線路L-N、L-PE之間短路（推薦的熔斷器規(guī)格見表1）。壓敏電阻器在電路的過電壓防護中，如果正常工作在圖3的預擊穿區(qū)和擊穿區(qū)，理論上是不會損壞的。但由于壓敏電阻器要長期承受電源電壓，電路中暫態(tài)過電壓、超能量過電壓隨機的不斷沖擊及吸收電路儲能元件釋放能量，因此，壓敏電阻器也是會損壞的，它的壽命根據(jù)所在電路經(jīng)受的過電壓幅值和能量的不同而不同。氧化鋅壓敏電阻的作用（Carbonresistor）:按用途來分也稱為,突波吸收器是一種具有電壓電流對稱特性之電壓屬性電阻器，它主要的設計是用來保護所有的電子產品或元件免受開關或雷擊誘發(fā)所產生之突波的影響，而非線性指數(shù)的特性。特性：反應時間快速；低漏電流；優(yōu)越的電壓比；寬廣之電壓與能量比；低備用電力且無后續(xù)電流；高效能之突波電流處理能力；抑制電壓特性之穩(wěn)定執(zhí)行能力。壓敏電阻在休息時，相對受保護的電子元件而言，具有很高的阻抗-數(shù)兆歐姆），而且不會改變設計電路特性，但當瞬間突波電壓由現(xiàn)（越過壓敏電阻之崩潰電壓時），該壓敏電阻之阻抗會變低（僅有幾個歐姆而已），并造成原線路短路，換言之電子產品或元件因此而受到保護。主要用途：防雷，過壓保護。如電力變壓器在進戶端放入氧化鋅避雷器可以有效防雷，電子設備在電網(wǎng)電源輸入端放入壓敏電阻，一但電網(wǎng)電壓升高壓敏電阻會不可恢復擊穿短路同時保險絲也將斷開，從而有效的放止過電壓進入線路板。在空調線線路板應用壓敏電阻最為多當電源為220V時壓敏電阻的阻值是無窮大，當峰值電壓超過470V時（220V電壓的峰值是311V）壓敏電阻立刻擊穿短路，保險絲也會熔斷，高電壓就進不去設備端，從而有效保護電子電路不受侵害。更換壓敏電阻時在電阻體上需裹上絕緣材料加以保護，以防飛弧。使用壓敏電阻時之前必須加裝保險絲，壓敏電阻一但擊穿短路是不可恢復的，必須更換。正常的壓敏電阻用萬用表測量是無窮大的。壓敏電阻標稱參數(shù)壓敏電阻用字母“MY”表示，如加J為家用，后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分別用于穩(wěn)壓、過壓保護、高頻電路、防雷、滅弧、消噪、補償、消磁、高能或高可靠等方面。壓敏電阻雖然能吸收很大的浪涌電能量，但不能承受毫安級以上的持續(xù)電流，在用作過壓保護時必須考慮到這一點。壓敏電阻的選用，一般選擇標稱壓敏電壓V1mA和通流容量兩個參數(shù)。1、所謂壓敏電壓，即擊穿電壓或閾值電壓。指在規(guī)定電流下的電壓值，大多數(shù)情況下用1mA直流電流通入壓敏電阻器時測得的電壓值，其產品的壓敏電壓范圍可以從10—9000V不等?？筛鶕?jù)具體需要正確選用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中，Vp為電路額定電壓的峰值。VAC為額定交流電壓的有效值。ZnO壓敏電阻的電壓值選擇是至關重要的，它關系到保護效果與使用壽命。如一臺用電器的額定電源電壓為220V,則壓敏電阻電壓值V1mA=1.5Vp=1.5X1.414X220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2X220V=484V”,因此壓敏電阻的擊穿電壓可選在470-480V之間。2、所謂通流容量，即最大脈沖電流的峰值是環(huán)境溫度為25c情況下，對于規(guī)定的沖擊電流波形和規(guī)定的沖擊電流次數(shù)而言，壓敏電壓的變化不超過±10%時的最大脈沖電流值。為了延長器件的使用壽命，ZnO壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應小于手冊中給生的產品最大通流