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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,當過電壓出現(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(jié)電容、響應時間等。
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(chǎn)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1mA="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。
通流容量,即大脈沖電流的峰值是環(huán)境溫度為25℃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%時的大脈沖電流值。為了延長器件的使用壽命,壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應小于手冊中給出的產(chǎn)品大通流量。
作為壓敏電阻,典型的應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(chǎn)品起保護作用。一般在線間接入壓敏電阻可對線間的感應脈沖有效,而在線與地之間接入壓敏電阻則對傳輸線和大地間的感應脈沖有效。通??梢詫好綦娮柚苯硬⒙?lián)在感性負載上,但是根據(jù)電流種類和能量大小的不同,可以考慮采用RC串聯(lián)吸收電路的形式。
其電氣特性決定其可以用于各種半導體器件制造中,就像是齊納二極管一樣,但其伏安特性更由于齊納二極管,相當于兩個背對背的二極管的作用,非線性伏安特性明顯,具有上那個伏安特性區(qū)域,預擊穿區(qū),是在正常電路下壓敏電阻器所處的安全狀態(tài)。擊穿區(qū),是壓敏電阻器兩端施加大于壓敏電阻器電壓時,壓敏電阻器所處的狀態(tài),壓敏電阻器到點是一種隧道擊穿電子電導機理,呈現(xiàn)優(yōu)良的非線性電導特性。上升區(qū)則是電流與電壓幾乎相當于是線性關(guān)系,壓敏電阻器在該區(qū)域內(nèi)有劣化,失去了一致電壓和吸收或者是釋放浪涌的特性。所以壓敏電阻器也有一定的應用范圍。超出范圍就出紊亂,無法保護電子設(shè)備浪涌電壓等。
當浪涌脈沖以很短的間歇重復施加在壓敏電阻器上時,應使此時的平均功率低于靜態(tài)功率。
若熱敏電阻器被連接在設(shè)備的帶電部分和金屬外殼之間,采取必要的措施,以防造成人員的觸電事故。
壓敏電阻器在使用時,應避免陽光的直接照射,不應在露天和戶外工作。
壓敏電阻器應避免在風、雨、水蒸氣等高溫高濕的條件下工作,也應避免在沙塵、鹽露及有害氣體條件下工作。必要時應采用保護盒進行保護。
壓敏電阻器所吸收的能量可通過下式計算:W = K.I.U.T(J)
式中:I--流過壓敏電阻器的電流峰值;
U--在電流I流過壓敏電阻器時,在其兩端產(chǎn)生的電壓;
T--電流I持續(xù)的時間;
K--電波波形系數(shù),對2ms的方波,K=1;對于8/2Oμs波,K=1.4;對10/1000μs波,K≈1.4。
在實際應用中,電路中所儲存的能量(如線圈和電容上的能量及雜散能量)均要求壓敏電阻器來吸收。碰到這種情況時,在選擇壓敏電阻器時必須要使回路內(nèi)所儲存電能的總和小于壓敏電阻器所能吸收的能量。