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压敏电阻的原理及选型

已有 543 次阅读2018-4-23 14:05

压敏电阻的原理


ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件,在正常电压条件下,这相当于一只小电容器,而当电路出现过电压时,它的内阻急剧下降并迅速导通,其工作电流增加几个数量级,从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏。

它的伏安特性是对称的,如图(1)a 所示。这种元件是利用陶瓷工艺制成的,它的内部微观结构如图(1)b 所示。微观结构中包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层。氧化锌晶粒的电阻率很低,而晶界层的电阻率却很高,相接触的两个晶粒之间形成了一个相当于齐纳二极管的势垒,这就是一压敏电阻单元,每个单元击穿电压大约为3.5V,如果将许多的这种单元加以串联和并联就构成了压敏电阻的基体。串联的单元越多,其击穿电压就超高,基片的横截面积越大,其通流容量也越大。压敏电阻在工作时,每个压敏电阻单元都在承受浪涌电能量,而不象齐纳二极管那样只是结区承受电功率, 这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。


压敏电阻的选型:

DC(工作电压)>1.5*AC(电路中的工作电压)

压敏电阻器应该在其额定的参数条件以内工作,否则有可能导致压敏电阻发热劣化、甚至击穿的后果。压敏电阻的失效模式主要为短路,如果短路时间过长,会发生爆炸、起火,损坏周边的部件;也有可能出现开路。

必须遵守如下选型事项:   

压敏电阻的工作环境,应该在技术条件规定的范围以内:   

环境温度:-40C~+85 ℃ ;   

相对湿度:+40±2℃时,最大可达96% ;   

大气压力:达8.5KPa。

1、连续施加在压敏电阻两端的电源电压,不能超过规格表中列出的¡°最大持续工作电压¡±值。还要充分考虑到电网(或电路)工作电压的波动幅度,

2、选取压敏电阻的压敏电压值时,要留有足够的余量。国内一般的波动幅度为30%。通过压敏电阻的最大浪涌电流不应超过技术规格书中的¡°最大冲击电流¡±值(也就是最大通流量)。考虑到要耐受多次冲击时,应该选用能耐受10次以上冲击的浪涌电流值。

3、压敏电阻的箝位电压必须小于被保护的部件或设备能承受的最大电压(即安全电压)。

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