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壓敏電阻應用技術節選

發布時間:2016/11/25    訪問人數:1567次
      1、什么是“壓敏電阻”

  “壓敏電阻是中國大陸的名詞,意思是"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。相應的英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”。

  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。現在大量使用的"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“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。

  在中國臺灣,壓敏電阻器是按其用途來命名的,稱為"突波吸收器"。壓敏電阻器按其用途有時也稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”。

2、壓敏電阻電路的“安全閥”作用

  壓敏電阻有什么用?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"UN"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,可以抑制電路中經常出現的異常過電壓,保護電路免受過電壓的損害。

3、應用類型

  不同的使用場合,應用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應力并不相同,因而對壓敏電阻的要求也不相同,注意區分這種差異,對于正確使用是十分重要的。

  根據使用目的的不同,可將壓敏電阻區分為兩大類:

    ①保護用壓敏電阻;

    ②電路功能用壓敏電阻。


3.1保護用壓敏電阻

    (1) 區分電源保護用,還是信號線,數據線保護用壓敏電阻器,它們要滿足不同的技術標準的要求。

    (2) 根據施加在壓敏電阻上的連續工作電壓的不同,可將跨電源線用壓敏電阻器可區分為交流用或直流用兩種類型,壓敏電阻在這兩種電壓應力下的老化特性表現不同。

    (3) 根據壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同,可將壓敏電阻區分為浪涌抑制型,高功率型和高能型這三種類型。

    浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態過電壓的壓敏電阻器,這種瞬態過電壓的出現是隨機的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大。絕大多數壓敏電阻器都屬于這一類。

    高功率型:是指用于吸收周期出現的連續脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開關電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現,且周期可知,能量值一般可以計算出來,電壓的峰值并不大,但因出現頻率高,其平均功率相當大。

    高能型:指用于吸收發電機勵磁線圈,起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器,對這類應用,主要技術指標是能量吸收能力。

    壓敏電阻器的保護功能,絕大多數應用場合下,是可以多次反復作用的,但有時也將它做成電流保險絲那樣的"一次性"保護器件。例如并接在某些電流互感器負載上的帶短路接點壓敏電阻。

3.2電路功能用壓敏電阻

    壓敏電阻主要應用于瞬態過電壓保護,但是它的類似于半導體穩壓管的伏安特性,還使它具有多種電路元件功能,例如可用作:

    (1)直流高壓小電流穩壓元件,其穩定電壓可高達數千伏以上,這是硅穩壓管無法達到的。

    (2)電壓波動檢測元件。

    (3)直流電瓶移位元件。

    (4)均壓元件。

    (5)熒光啟動元件。


4、保護用壓敏電阻的基本性能

    (1)保護特性,當沖擊源的沖擊強(或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規定值時,壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的沖擊耐電壓(Urp)。

    (2)耐沖擊特性,即壓敏電阻本身應能承受規定的沖擊電流,沖擊能量,以及多次沖擊相繼出現時的平均功率。

    (3)壽命特性有兩項,一是連續工作電壓壽命,即壓敏電阻在規定環境溫度和系統電壓條件應能可*地工作規定的時間(小時數)。二是沖擊壽命,即能可*地承受規定的沖擊的次數。

    (4)壓敏電阻介入系統后,除了起到"安全閥"的保護作用外,還會帶入一些附加影響,這就是所謂"二次效應",它不應降低系統的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項,一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬PF),二是在系統電壓下的漏電流,三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響。

      南京時恒集團司研發的“MF51E測溫型NTC熱敏電阻器”等在內的5個產品,近日拿到江蘇省科學技術廳頒發的高新技術產品認定證書。標志著我司研發能力和研究成果產業化水平又向前跨了一大步。

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