压敏电阻器是什么?具有哪些技术参数?
扫描二维码
随时随地手机看文章
电阻器" target="_blank">压敏电阻器是指一种对电压变化反应灵敏的限压型元件,其特点是:在规定的温度下,当电压超过某一临界值时,其阻值将急剧减小,通过它的电流急剧增加,电压和电流不呈线性关系。因此,压敏电阻器又被称为非线性变阻器。
压敏电阻是电压敏感电阻器的简称,是一种非线性电阻元件。压敏电阻阻值与两端施加的电压大小有关,当加到压敏电阻器上的电压在其标称值以内时,电阻器的阻值呈现无穷大状态,几乎无电流通过。当压敏电阻器两端的电压略大于标称电压时,压敏电阻迅速击穿导通,其阻值很快下降,使电阻器处于导通状态。当电压减小至标称电压以下时,其阻值又开始增加,压敏电阻又恢复为高阻状态。当压敏电阻器两端的电压超过其最大限制电压时,它将完全击穿损坏,无法自行恢复。压敏电阻器性优价廉,体积小,具有工作电压范围宽、对过压脉冲响应快、耐冲击电流能力强、漏电电流小(低于几微安至几十微安)、电阻温度系数小等特点,是一种理想的保护元件,广泛地应用在家电及其他电子产品中,常被用于构成过压保护电路、消噪电路、消火花电路、防雷击保护电路、浪涌电压吸收电路和保护半导体元器件中。
敏电阻器的技术参数是衡量其性能优劣的重要指标。压敏电阻器的参数有很多,其主要参数有以下几项:(1)标称电压。标称电压又称压敏电压或基流电压,它是指规定基准电流下压敏电阻器两端的电压值。在大多数情况下,压敏电压值是在1mA的直流电流下测得的。(2)通流(容)量。压敏电阻器以规定的时间间隔和次数,通以标准的冲击电流时,所允许通过的最大脉冲(峰值)电流值。(3)漏电流。指在规定温度和规定电压(如75%的压敏电压)下,流过压敏电阻器的直流电流值。压敏电阻器的漏电流也称为等待电流。(4)最大限制电压。压敏电阻器两端所能承受的最大电压值,称为最大限制电压。(5)残压。流过压敏电阻器的电流为某一值时,在它两端所产生的电压,称作这一电流值的残压。残压也是压敏电阻器在通过规定波形的大电流冲击波时,在压敏电阻器两端出现的最高峰值电压。(6)电压比。当压敏电阻器通过一规定电流(如1mA)时,其两端的电压值与通过规定电流的10%(如0.1mA)时其两端电压值之比,即为电压比。电压比值总是大于I的,且电压比越接近于1,非线性电压系数值越大,表明该产品性能越好,其电压一电流特性曲线越陡直。(7)静态电容。它是指压敏电阻器本身的固有电容量。
在电子元件中有一类电阻器叫压敏电阻,它是一种非线性伏安特性的电阻器,对电压灵敏,在一定电压范围内,压敏电阻的电阻值会随着电压的变化而变化。它是由半导体材料制成的,属于半导体元件。压敏电阻在电路中起着过电压保护和防雷保护,当电路中电压过大时,压敏电阻进行电压钳位吸收多余电流,保护电路和其它电子元件,因此广泛应用于电源系统、安防系统、家用电器等领域。下面主要对压敏电阻进行简要分析,供大家参考。
压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特征,当过电压出现在非线性压敏电阻两端时,压敏电阻可以将电压钳位在一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。具体实现过程理解:当加在压敏电阻两端的电压低于其阈值电压时,流过它的电流极小,它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说当加在它上面的电压低于其阈值时,它相当于一个断开的开关。当加在压敏电阻两端的电压高于其阈值电压时,流过它的电流激增,它相当于一个阻值无穷小的电阻。也就是说当加在它上面的电压高于其阈值时,它相当于一个闭合的开关。
主要作用:
压敏电阻主要应用于雷击、浪涌等的瞬态过电压保护。
失效模式:
压敏电阻会在所加电压过大时短路。压敏电阻承受高压出现雪崩击穿后会使压敏电阻充当分流器,基于这一特性,可防止在未检测到保护电路故障时,可能导致的负载损坏。使用压敏电阻时,请务必选择对重复浪涌具有重复耐久性的压敏电阻。
怎样测试其好坏?
使用耐压测试仪,测试出不超过标称值的±10%即可。
压敏电阻实物图及常见的原理图符号
左侧压敏电阻实物是我们经常可以看到的(常见蓝色和黄色),我们要理解上面对我们有用的信息,如上左图,10D471K,10D是压敏电阻尺寸的一种表示方法,表示圆形外径时10mm;471代表压敏电阻电压值的表示,471表示47*10^1=470V,K代表误差。
常见的误差代码
压敏电阻的电阻体材料也是半导体,因此压敏电阻也是一半导体电阻器的一个品种。
压敏电阻常用基本参数
以上图 05D180K型号参数为例说明
1、Maximum Allowable Voltage(最大连续工作电压):
需要略低于压敏电压值,不然最大连续电压在压敏电压值附近会影响压敏电阻的使用寿命。
2、Varistor Voltage(@1mA DC)(压敏电压):
指通过规定持续时间的脉冲电流(一般为1mA 持续时间一般小于400mS)时压敏电阻器两端的电压值即在1mA的时候施加直流电压,当超过18V时,电压钳位在18V。
3、Clamping Voltage@Test Current(@8/20µs)(最大限制电压):
在压敏能承受的最大脉冲峰值电流Ip及规定波形下压敏电阻两端电压峰值,即当超过40V施加1A电流,该压敏电阻是会被损坏的。
4、Maximum Energy(@10/1000µs)(最大能量):
压敏电阻所吸收的能量通常按下式计算 W=kIVT(J)
其中 I---流过压敏电阻的峰值电流
V---在电流I流过压敏电阻时压敏电阻两端的电压
T---电流持续时间
k---电流I的波形系数
注:2ms的方波 k=1
8/20us波 k=1.4
10/1000us波 k=1.4
5、Maximum Peak Current(@8/20µs)(最大峰值电流):
以特定的脉冲电流(8/20us波形)冲击压敏电阻器一次或两次(每次间隔5分钟), 使的压敏电压变化仍在10%以内的最大冲击电流。
6、Rated Power(额定功率):
指压敏电阻能够承受规定波形的冲击电流冲击一次的最大能量,并且冲击后压敏电压变化率不大于10%。
7、Typical Capacitance(@1KHz):
压敏电阻的结电容一般为几百到几千皮法(pF),因为其结电容较大会增加漏电流,在设计防护电路时需要充分考虑。很多情况下,不宜直接应用在高频信号线路的保护中。
电容大小会影响信号响应时间。压敏电阻的响应时间为纳秒级,用于电力电子装置的过电压保护,其响应速度可以满足要求。
压敏电阻在电路中的应用类型就有:压敏电阻器,在电路中可进行并联、串联使用。并联用法,可增加耐浪涌电流的数值,但要求并联的器件标称电压要一致。串联用法,可以提高实际使用的标称电压值,通常串联后的标称电压值为两个标称电压值的和。
压敏电阻器可以对IC及其它设备的电路进行保护,防止因静电放电、浪涌及其它瞬态电流(如雷击等)而造成对它们的损坏。对于压敏电阻的应用,可分为四种类型:
第一种类型是电源线之间或电源线和大地之间的连接,作为压敏电阻器,具有代表性的使用场合是在电源线及长距离传输的信号线遇到雷击而使导线存在浪涌脉冲等情况下对电子产品起保护作用。一般在线间接入压敏电阻器可对线间的感应脉冲有效,而在线与地间接入压敏电阻则对传输线和大地间的感应脉冲有效。若进一步将线间连接与线地连接两种形式组合起来,则可对浪涌脉冲有更好的吸收作用。
第二种类型为负荷中的连接,它主要用于对感性负载突然开闭引起的感应脉冲进行吸收,以防止元件受到破坏。一般来说,只要并联在感性负载上就可以了,但根据电流种类和能量大小的不同,可以考虑与R-C串联吸收电路合用。
第三种类型是接点间的连接,这种连接主要是为了防止感应电荷开关接点被电弧烧坏的情况发生,一般与接点并联接入压敏电阻器即可。
第四种类型主要用于半导体器件的保护连接,这种连接方式主要用于可控硅、大功率三极管等半导体器件,一般采用与保护器件并联的方式,以限制电压低于被保护器件的耐压等级,这对半导体器件是一种有效的保护。