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防雷器件压敏电阻的工作原理和优缺点分析

已有 331 次阅读2015-7-24 14:36

    有受雷击浪涌威胁的电子/电 力设备,就一定有工程师为之设计的雷击浪涌防护方案,硕凯电子确实有为行业客户设计通用的雷击浪涌防护方案,但是在具体的防护应用中,硕凯电子工程师本着 防护最优化的原则,在电路保护器件选型的时候都会根据客户产品的防护等级以及实际的应用环境来随机应变,确保产品的雷击浪涌防护方案有效。本篇小硕的主要 目的是给各位关注雷击浪涌防护方案设计和雷击浪涌防护器件选型的工程师们分享压敏电阻避雷器的工作原理以及压敏电阻作为防雷器件的优缺点。

压敏电阻避雷器的工作原理:

它相当于一个可变电阻,它是并联于电路中的。当电路在正常使用时,压敏电阻的阻抗很高,漏电流很小,可视为开路,对电路几乎没有影响。但当一很高的突波电压到来时,压敏电阻的电阻值瞬间下降(它的电阻值可以从MΩ(兆欧)级变到mΩ(毫欧)级),使它可以流过很大的电流,同时将过电压箝位在一定数值。由于压敏电阻的突波承受能力取决于它的物理尺寸,因而有可能获得不同的浪涌电流值。

    以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当加在电阻两端的电压小于压敏电压时,压敏电阻呈高阻状态,如果并联在电路上,该阀片呈断路状态;当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时,压敏电阻就会击穿,呈现低阻值,甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的,当高于压敏电压的电压被撤销以后,它又恢复高阻状态。当电力线被雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。

压敏电阻避雷器的优缺点:

优点:

    1、由于压敏电阻避雷器不需要串联间隙,因此结构简单、体积小、重量轻、寿命长。

    2、性能稳定。由于压敏电阻避雷器没有间隙,不存在间隙放电电压受外界因素影响的问题,也不存在间隙放电分散性和误动等问题。

    3、制造方便,适用于自动化批量生产。

    4、便于制成直流避雷器。由于它没有间隙,不产生电弧,且具有良好的非线性电阻特性,使制造直流避雷器的困难迎刃而解。

    5、保护性能好。压敏电阻避雷器的保护性能与间隙的放电电压无关,仅由阀片冲击残压决定。而氧化锌阀片残压又较低,所以保护性能好。

    6、可以承受多重雷击。在雷电流通过金属氧化物避雷器之后,没有工频续流通过,所以通过避雷器的能量大为减少,因此它能承受多重雷击。

    7、通流能力大。金属氧化物避雷器通流能力比碳化硅避雷器强,当单片氧化锌阀片通流容量不能满足时,除可以将阀片直径加大外,还可以采用多支避雷器并联,以提高通流容量。

缺点:

1压敏电阻的非线性特性较差(动态电阻较大)                  

    2大电流时限制电压(箝位电压)较高                  

3低电压时漏电流较大,较易老化 

产 品的多样化促进了市场的繁荣,而同时带来的是产品选型的困扰,采购最容易在众多同类产品中挑花眼。其实防雷器件选型最佳的方式就是先由工程师确定产品的防 护等级、工作电压,初步确定选型的范围。再由采购筛选出实力相当能够提供优质样品和实验室的供应商,最终由双方的工程师进行最终的防护器件选型。压敏电阻 分为插件压敏电阻和贴片压敏电阻,工程师在进行选型的时候务必要根据产品的PCB板选择合适封装的压敏电阻避雷器。

本文摘自硕凯电子官网:压敏电阻避雷器工作原理,有哪些优缺点

 




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