多层压敏电阻:紧凑耐用型过压保护

2017-08-30 root 68

过压及相关联的高电涌电流能危害甚至毁坏电气和电子设备,是以,稳定的 过压保护必不可少。现在基于一种新型陶瓷材料斥地了一款高电涌 系列多层压敏电阻,该系列电阻不仅尺寸紧凑,且具备精良的保护性能。

影响电气设备的过压其产生有多种启事,能量等第也不同,并可通过不同的 路径引入。例如,凭证IEC 61000-4-2丈量的ESD脉冲重要影响通信设备的输入/输出,个中,测试等第为8 kV (接触放电)或15 kV(空气放电)。相关脉冲波形的特点是以纳秒为单位的电压回升,但是该脉冲的能量含量绝对较低,仅为几个毫焦耳。

为了胁制ESD工作产生,提供了多种用于不同电压的小型压敏电阻(SMD封装),最小封装尺寸仅 为0.4 mm x 0.2 mm,其插入高度极低,仅为0.1 mm。也等于说,这些压敏电阻无比安妥智能手机、平板电脑和可穿戴设备等移动以及尺寸日益紧凑的各类运用。

另外一种过压重要通过电源线引入,也许由于四处的雷击或负载零落诱发。这些工作能诱发长达几个纳秒的几千安的电涌 电流。征兆最坏时,这些脉冲的能量能达到几千焦耳,比ESD工作还要高几倍。凭证IEC 61000-4-5,对组件经受这些高 能量脉冲的手段举办了测试,短路电流波形为8/20 µs,开路电压波形为1.2/50 µs。

短路电流测试(8/20 µs)

开路电压测试(1.2/50 µs)

为了充实胁制这些工作产生,保护设备的方案必须思索也许产生的漏地电流和相应的能量级别。从这方面来说,传统压 敏电阻的尺寸绝对更大。

新型陶瓷材料使得方案更紧凑 为了改革多层压敏电阻的性能和紧凑性,TDK集团为新型高电涌系列多层压敏电阻斥地了一种新型陶瓷材料。该新型材料改革后的性能基于ZnO压敏电阻夹杂了更多的一种稀罕的金属氧化物,从而产生了细粒状布局的陶瓷材料,每个单位体积产生的晶界也分明增多。是以,类似的组件无效体积内电流密度也许添加三倍多。与此同时,绝对介电常数添加了几倍,使得电场强度 (E ) 也鲜明添加。由于ZnO压敏电阻陶瓷夹杂了稀罕的金属氧化物从而组成细粒状布局,新型爱普科斯 (EPCOS) 多层压敏电阻具备更高的电场 强度。其利益是两重的:一方面,类似组件体积内可集成更多的外部电极,于是可改革高电涌性能;另外一方面,类似性能可在 更小组件上完成,使得压敏电阻的进一步小型化成为也许。

借助改革的电气性能,现在可通过添加内电极的数量来方案具备更高电压级别的压敏电阻,并鲜明添加组件的电涌电流 手段或在尺寸大幅度减小的组件上完成所需性能。电涌电流手段为1200 A (8/20 µs) 的标准压敏电阻是凭证EIA外壳尺寸 为2220举办出产。通过应用新型陶瓷材料,TDK集团曾经通过EIA外壳尺寸为1210的高电涌系列组件告成失掉类似性能,其体积相应缩小了三倍多。由于小型化在这些运用中扮演着日益重要的角色,新型压敏电阻无比安妥物联网 (IoT)或 工 业4.0运用。

钳位电压越低,性能越好 由于TDK集团新型陶瓷材料准许的电场强度更高,内电极数更多,还有也许低落组件的钳位电压。组件上产生稀罕电涌电流时,若是过压工作产生就会产生钳位电压。对付类似电流,压敏电阻上的钳位电压越高,电气功率也越高,终极压敏电阻必须吸收的能量也越高。反过来说,钳位电压越低,吸收类似能量所需的电流手段越强。

电涌电流手段 [A, 8/20 μs] 高达1 x 5000和10 x 3500

新型爱普科斯 (EPCOS) 高电涌/低钳位型压敏电阻钳位电压为135V时通过的电涌电流能够达到400 A.

元件越少,保护越强

借助新型TDK陶瓷材料,现在也许出产具备高电涌电流手段的压敏电阻,该压敏电阻能针对单个组件供给必要的保护。 是以,除了改革稳定性,还也许大幅缩小组件数,这样不仅可华侈印刷电路板的尴尬空间,还能低落材料和组装本钱。

在实践运用中,为了借助SMD多层压敏电阻失掉尽也许高的电涌电流手段, 通常将几个组件并联。但是,由于压敏电阻 的电压容差高达±20%,对付这些运用颇有必要应用相互切确受室的组件。反过来说,这也是一个至关大的本钱因素。另 外一个弱点是尽管容差范畴很窄,不同元件在电气特点方面照旧略有区别。是以,产生过压时,各组件经受的电流不同,偶尔由于负载过大诱发压敏电阻阻拦。

表:爱普科斯 (EPCOS) 高电涌系列多层压敏电阻的关键数据

形状尺寸 EIA 1210 至 2220

最大任务电压 [V DC] 高达 65

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