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基礎知識:壓敏電阻原理、參數、選型

[導讀]壓敏電阻并不是基礎一般的電阻,而是知識一種具有瞬態電壓抑制功能的元件,效果同TVS。壓敏原理這篇文章介紹壓敏電阻的電阻一些基本知識,包括參數、參數選型、選型應用等。基礎


基礎知識:壓敏電阻原理、參數、選型

周末好~


壓敏電阻并不是知識一般的電阻,而是壓敏原理一種具有瞬態電壓抑制功能的元件,效果同TVS。電阻


這篇文章介紹壓敏電阻的參數一些基本知識,包括參數、選型選型、基礎應用等。知識??



? ?基礎知識??



壓敏電阻用MY表示,壓敏原理MY后綴:J (家用)、W(穩壓)、G(過壓)、P (高頻)、L(防雷)、H(滅弧)、Z(消噪)等,這是一般通用命名方式,不同廠家的命名不太一樣。



壓敏電阻是一種具有非線性伏安特性的特殊電阻器件,英文名稱叫Voltage Dependent Resistor,簡寫為VDR ,或者叫做Varistor。


壓敏電阻不是真正的電阻,而是一種具有瞬態電壓抑制功能的元件,一般無正負極之分,這一點不同于TVS,使用時同樣是并接與被保護IC或電路,壓敏電阻的響應時間會比TVS慢一點。


當加到壓敏電阻上的電壓超過一定值時,它的阻值會迅速下降,以導通大電流,保護后端電路;當低于其工作電壓時,壓敏電阻阻值極高,相當于開路,不影響后端電路的工作狀態。


壓敏電阻雖然能吸收很大的浪涌能量, 但不能承受毫安級以上的持續電流,在用作過壓保護時必須考慮到這一點。


壓敏電阻與被保護設備連接


再看一下壓敏電阻的參數。



? ?參數解讀???



如下是某一壓敏電阻的電氣參數。


某一壓敏電阻電氣參數


▉ 壓敏電壓


指擊穿電壓或閾值電壓,特定電流下測得的壓敏電阻兩端的電壓,一般是1mA直流電流通入壓敏電阻時測試得到的。


一般符號是Vb@1mA(DC)或者V1mA。


▉ 最大工作電壓


分為交流和直流兩種情況。對交流來說,一般用AC RMS表示,指的是加在壓敏電阻上的交流有效值不能超過這個值,上面SPEC的Vwac指加在壓敏電阻上的交流電壓有效值不能超過4V。對直流來說,被保護信號或者電路的最高電壓不能超過這個值。


SPEC中的Vdc是5.5V,即對于即對于5.5V以上的直流電路來說,這個壓敏電阻是不合適的。


最大鉗位電壓


指施加規定的脈沖能量波形如(8/20μs)時壓敏電阻兩端電壓,從SPEC看,對壓敏電阻施加8/20μs脈沖波形時,最大鉗位電壓是18V。8/20us脈沖指的是8us達到100%Ipp,20us達到50%Ipp。


8/20μs脈沖能量波形


能量耐量


指施加規定的脈沖能量波形(如10/1000μs波形)時壓敏電阻吸收的最大能量,符號用E表示,單位是J(焦耳Joule),壓敏電阻的片徑越大,它的能量耐量越大,耐沖擊電流也越大。


能量耐量的計算公式是:W=KIVT,I是流過壓敏電阻的峰值電流,K是電流I的波形系數,不同的脈沖波形系數K不一樣(2ms的方波K=1,8/20μs的波形K=1.4,10/1000μs的波形K=1.4),T是電流的持續時間,V是電流為I時壓敏電阻兩端的電壓。


10/1000μs脈沖能量波形


浪涌電流


指的是施加規定的脈沖能量波形(如8/20μs)時,壓敏電阻的電氣特性不會下降的最大電流,從SPEC上可以看到此壓敏電阻,在8/20μs脈沖波形下,最大浪涌電流到3A。


有這么定義的:1次,以 8/20μs 標準波形的電流作一次沖擊的最大電流值,此時壓敏電壓變化率仍在±10%以內;2 次,以 8/20μs 標準波形的電流作兩次沖擊的最大電流值,兩次沖擊時間間隔為 5 分鐘,此時壓敏電壓變化率仍在±10%以內。


在一些資料上,會有通流容量這個概念,也可以把最大浪涌電流看作通流容量,通流容量比較難計算,多個壓敏電阻并聯,其壓敏電壓不變,通流量等于幾者之和,要求并聯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對選型來說,一般參照SPEC即可。


靜電電容


指的是壓敏電阻器本身固有的電容容量,一般測試條件是振蕩器頻率為1KHz或1MHz,振蕩器電壓1Vrms。


漏電流


現在一般SPEC不給出壓敏電阻的漏電流參數,漏電流又稱為等待電流,指壓敏電阻器在規定的溫度和最大直流電壓下,流過壓敏電阻器的電流。



? ?選型要點???



壓敏電阻的選型,我總結了如下幾點。


一、在交流回路中,V1mA(min)≥(2.2~2.5)*Vac,Vac是被保護交流電路工作電壓有效值。


二、在直流回路中,V1mA(min)≥(1.6~2)*Vdc,Vdc是直流電路最大工作電壓。


三、?如果被保護電路工作電壓或耐壓較低,而浪涌能量又比較大,則可選擇壓敏電壓較低、片徑較大的壓敏電阻器。


四、如果工作電壓或耐壓較高,可選擇壓敏電壓較高的壓敏電阻器,既保護了電路,又能延長壓敏電阻壽命。


五、壓敏電阻的電容量一般是幾十到幾百pF,不能用在高頻信號中,一般用在低頻信號,直流電源和交流電源


再來看看壓敏電阻的分類。


按結構分:可以分為結型壓敏電阻器、體型壓敏電阻器、單顆粒層壓敏電阻器和薄膜壓敏電阻器。


按使用材料分:可分為氧化鋅壓敏電阻器、碳化硅壓敏電阻器、金屬氧化物壓敏電阻器、鍺(硅)壓敏電阻器、鈦酸鋇壓敏電阻器。


按伏安特性分:可分為對稱型壓敏電阻器(無極性)和非對稱型壓敏電阻器(有極性),我們一般使用的壓敏電阻都是沒有極性的。


好了,今天的文章內容到這里就結束了,希望對你有幫助,我們下一期見,


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—— The End?——

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