压敏电阻的应用有哪些？典型实例分析

首先，让我们来了解一下压敏电阻的工作原理。压敏电阻是一种阻值随外加电压变化而变化的电阻，其主要原理是利用压电效应、热释电效应、势垒效应等物理效应，使材料的电阻值随着外部环境的变化而发生变化。

压敏电阻的主要参数包括阻值、响应时间、耐压和功率。其中，阻值指电阻器的电阻值，通常用欧姆(Ω)为单位表示。响应时间是指压敏电阻器受到外部压力或电场后，输出电信号的时间。耐压是指电阻器能够承受的最大电压，常用伏特(V)为单位表示。功率是指电阻器能够承受的最大功率，通常用瓦特(W)为单位表示。

计算压敏电阻的电阻值需要考虑其材料的参数，如载流子浓度、晶粒度、烧结温度等。同时，压敏电阻的电阻值还会随着环境温度、湿度、压力等因素的变化而发生变化。

以压敏电阻的阻值为例，通常使用万用表来测试压敏电阻的电阻值。在测试前，需要先将万用表调整到正确的测试范围。然后，将待测的压敏电阻器两端连接到万用表的测试引脚上，通过万用表来读取电阻值。需要注意的是，在测试压敏电阻器时，需要避免施加过高的电压或电流，否则会导致压敏电阻器损坏或电路短路。

接插式压敏电阻和模块式压敏电阻能提供很大的额定工作电压和高浪涌吸收能力，广泛应用于工业设备、电力设备等。

引线式压敏电阻

贴片压敏电阻

接插式压敏电阻

模块式压敏电阻

各类别压敏电阻的特点:

压敏电阻在设备遭受静电放电或雷击浪涌时产生的瞬态过电压中表现出非常优秀的保护特性。

引线式压敏电阻或者贴片压敏电阻适用于(从100A~25kA)浪涌电流保护，接插式压敏电阻和模块式压敏电阻可用于(大于25kA)的浪涌电流保护，

应用示例：开关电源的浪涌保护

小型、轻量、高效的各类开关电源会被大多数电子设备采用。在开关电源中，电路前部分配有EMC滤波器，其用于抑制通过电源线进入的干扰，但仅依靠EMC滤波器无法阻挡雷击浪涌或电源开关产生的浪涌，因此在EMC滤波器前部分会配有引线式压敏电阻作为电路的浪涌保护，并与气体放电管组合成多种电路结构进行使用。此外，这样的保护电路方案也用于笔记本电脑适配器。压敏电阻也用于带有防雷功能的电源插排或者插头中。

压敏电阻器简称压敏电阻.它是在某一特定的电压范围内其电导随电压的增加而急剧增大的一种敏感元件。由其具有稳压和过电压保护等功能，故人们也将其称为“限幅器”、“斩波器”或“浪涌吸收器”.还称其为是家用电器和各种电器设备及电子器件的“安全卫士”或“警卫员”。

压敏电阻的种类很多.其中最有代表性的当首推氧化锌压敏电阻。这种电子陶瓷半导体元件的微观结构如图1.其基片是由大量的氧化锌晶粒及晶粒周围呈P型半导体性质的以氧化铋为主要成份的晶界层所组成。每个晶粒与晶界层形成一个相当齐纳二极管的PN结势垒.构成

一个单元。很明显，基片内串联的单元越多.击穿电压也就越高;并联的单元越多。

横截面积越大.其通流容量也就越大。氧化锌压敏电阻的伏安特性如图2。这种对称型的伏安特性可用于吸收交流或直流正、负极性的浪涌电压。在一定的电压范围内.其阻抗接近于开路状态.只有微安级的漏电流通过，故功耗甚微。该元件的适用电压范围特别广.可从几伏到几十万伏，而且对过电压的响应时间非常快.一般不大干50 n S：当电压达到一

定值。压敏电阻中的电流陡然增大。它承受电流的能力非常惊人，可达几十千安，而且不会导致电流的上升速率增大.不会产生续流和放电延迟现象。虽然压敏电阻的瞬时功率非常大，但平均持续功率却很小.故不能长时间工作于导通状态。

表示压敏电阻特性的参数有数个.其中最重要的就是压敏电压和通流容量。所谓压敏电压。是指压敏电阻在一定沮度范围内规定电流下的电压降。通常规定电流为1m A直流，该基准电流下的压敏电压记作V lmA。必须指出的是。压敏电阻的残压与压敏电压并非同一概念，它是压敏电阻通过某一给定的脉冲电流在其两端产生的电压降。压敏电阻的耐浪涌能力用通流容量表示。所谓通流容量。是指按规定的时间间隔和次数，在压敏电阻上施加规定的波形电流冲击时，压敏电压参数变化不超过规定值的最大峰值电流。目前测试该参数大多采用8×20uS的冲击波形，要求VlmA的变化率不超过±lO%。

压敏电阻的外形封装主要有片状引线型、环型、芯轴型和圆柱型油浸罐式几种。其中.大通流容量的压敏电阻采用后两种封装形式。

压敏电阻的图形符号如图3。

其中图3(a)、(b)分别为国标规定符号和国内常用符号;图3(c)、(d)分别为日本及其它国家所采用的符号。压敏电阻用字母R或RV表示。

正确选用压敏电阻，首先必须了解压敏电阻型号的组成与含义。压敏电阻的型号通常由以下五部分组成：

M Y口-口口口

其中。第1部分“M Y”表示压敏电阻;第Ⅱ部分用汉语拼音字母表示产品的分类与用途，如果J、W、G、L、H、Z、B、D等分别代表家用、稳压、过压保护、防雷、灭弧、消噪、补偿、通用;第Ⅲ部分表示以mm作为计量单位的基片直径;第Ⅳ部分用字母表示电压允许误差.如K±lO%.M±20%;第V部分表看标称压敏电压，可以带计量单位。当不带计量单位(V)采用三位数字表示压敏电压时.若V lmA是两位数，后面要加“O”。20则表示82V;如V lmA是三位数且末位数是0，如820V，应用82l表示;而8200 V则用822表示。例如型号MYGlOK47l表示是过压保护用压敏电阻，瓷片直径lO m m，允许偏差±lO%.标称电压是.470 V。由于目前国内在该产品的型号组成上尚未达到完全统一。故选用时应以产品样本为准。例如，某压敏电阻型号为M Y L 30-470V/5K A-K.则表示防雷用压敏电阻，基体直径30mm，压敏电压470V.通流容量5kA，电压允差±10%。

压敏电阻的正确选择和使用.要注意以下几点：

1.压敏电压参数的选择。该参数的选取，要根据实际电路和电源情况而定。若压敏电阻用于过压保护，其标称电压必须高于实际电路的电压值。在直流电压Vdc下，一般取V1mA=(1.5～2.2)Vdc;当用于交流电压Vac(有效值)下时.则取VlmA=(1.8～2.5)Vac;若压敏电阻上的电压是脉冲电压，则Vlma=(1.4～2)×脉冲电压幅值。如果压敏电阻在电路中处于间断工作状态.以上各式的系数宜取得小一些;若其长时间工作于不间断状态，系数应取大一点。V1mA的上限则由被保护器件或装置的耐压所决定。压敏电阻在吸收过电压时的残压应被抑制在器件或装置的耐压以下。虽然压敏电压选择低一些有利于提高

保护效果，但如果选择过低，电压稍一升高压敏电阻就会导通漉过大电流，易引起元件温升加剧甚至被烧毁。

2.通流容量的选取。为延长压敏电阻的使用寿命并为电子线路提供可靠保护，该参数的选择应留有充分余量。根据经验，一般用于操作过电压保护时，压敏电阻的通漉容量选择1 KA～5 KA;如用于防雷浪涌保护，可选用2 KA～20KA的元件。

3.当压敏电阻串联使用时，应确保每只压敏电阻的通流容量相同，特性相近。串联后的最大允许电路电压等于各只压敏电阻最大允许电路电压之和。在浪涌电流特别大的情况下也可将若干只压敏电阻并联使用，但要保证每只元件的压敏电压相同和伏安特性一致。并联后的压敏电压不变，总通流容量为各个压敏电阻的通流容量之和。由于串并联的只数增加往往使-口可靠性降低，故应控制串并联压敏电阻的数量。

4.由于压敏电阻的固有静态电容从几百到几千徽微法，在频率较高时应选用容值小的压敏电阻，并要在压敏电阻上串接高频阻流圈，以减小高频信号衰减。

此外，使用压敏电阻还要使引线与接线尽可能短。用作雷浪涌吸收时务必注意要可靠接地。