压敏电阻器在开关电源适配器中的使用

2017-09-07 温州创捷防雷电器有限公司 57
  压敏电阻器是一种具备瞬态电压抑制机能的元件,一般用于开关电源适配器电路电涌和瞬变防护电路,能够用来代替瞬态抑制二级管、齐纳二级管和电容器的组合。压敏电阻器能够对集成电路等重要元件以及其余电路和设备举办保护,胁制因静电放电、电涌及其余瞬态电流(如雷击等)而形成对它们的毁坏。使历时只有求将压敏电阻器并接于被保护的电路上,当电压瞬间高于某一数值时,压敏电阻器阻值迅速升高,导通大电流,禁止瞬间过压而起到保护作用,当电压低于压敏电阻器任务电压时,压敏电阻器阻值极高,近乎开路,以是不会影响器件或电气设备的失常任务。
压敏电阻器(Voltaga Sensor Resistor, VSR)是一种新型过压保护元件。压敏电阻器因此氧化锌为重要材料而制成的金属-氧化物-半导体陶瓷元件,构成压敏电阻的核心材料为氧化锌,它蕴含氧化锌晶粒和晶粒周围的晶界层,氧化锌晶粒的电阻率很低,而晶界层电阻率很高,相接触的两个晶粒之间构成一个至关于齐纳二级管的势垒,成为一个压敏电阻单元,良多单元通过勾串、并联构成压敏电阻器基体。压敏电阻器在任务时,每个压敏电阻单元都承当电涌能量,而这些压敏电阻单元大体上均匀散布在全体电阻体内,全体电阻体都承当能量,而不像齐纳二级稳压管那样只是结区承当电功率,其电阻随端电压变化而变化。
一、压敏电阻的布局特性和任务原理
压敏电阻器的重要特性是任务电压范畴宽(6~3000V,分若干档),对过压脉冲响应快(纳秒级),耐袭击电流的手段强(100~2000A),泄电流小(微安级),电阻温度系数小,性优价廉,体积小,是一种志向的保护元件,能够构成过压保护电路、消噪电路、消火花电路、吸发前程。在供电网络叠加有过电压脉冲时,接压敏电阻后,过电压峰值波形削平,限定在肯定的幅度内。在开启或洞开带有感性、容性的负载电路时,直流波形显现开关尖脉冲,压敏电阻在电路中能吸收这类反电功势,从而无效的保护开关电路不受危害。
经常使用的压敏电阻有碳化硅压敏电阻和氧化锌压敏电阻,个中氧化锌压敏电阻运用越发遍及,它因此氧化锌为重要质料,添加多种微量金属氧化物,经混合成型、烧结装置而成的一种新型志向的过压保护器件,它的导电值随施加电压的篡改而呈非线性变化,人们称它为压敏电阻或电涌吸收器。
二、压敏电阻的重要电参数术语
⑴标称电压或压敏电压U1mA:在直流电压条件下,压敏电阻流过规定的电流时,压敏电阻的端电压称为压敏电阻的压敏电压。一般规定,当压敏电阻流过直流1mA时的端电压称为压敏电压U1mA。对付直径5mm或更小尺寸的压敏电阻,则以0.1 mA为标称电压丈量点,对付低电压大直径产品,也有以20 mA来示意标称电压的。
⑵测试电流I1mA:与压敏电压绝对应的电流称为测试电流,通常测试电流规定为直流1mA。
⑶电压比:压敏电阻流过规定大小的电流时爆发的直流压降与压敏电压的比值称为电压比。
⑷电压温度系数:在规定的温度范畴内和规定的脉冲电流条件下,当压敏电阻体内温度篡改1℃时,电压绝对变化百分比称为电压温度系数。
⑸通流量:按规定的时间隔绝和次数,在压敏电阻上施加规定的标准电流波形袭击后,压敏电阻的压敏电压变化率小于或便是技术条件中所规定的值时,通过的最大电流值称为电涌通流容量,简称通流量。
在规守时间(8μs/20μs)内,准许通过脉冲电流的最大值。个中脉冲电流从最大值的90%到最大值的时间为8μs,峰值继续时间为20μs。
⑹电压变化率:压敏电阻在袭击试验先后,压敏电压绝对变化的百分比称为电压变化率。公式下列:
电压变化率=[(U1-U2)/U1]×100%
式中:U一、U2分袂为试验先后的电压。
⑺泄电流(μA):当元件两端电压便是规定电流下两端电压的75%时,压敏电阻上所通过的直流电流称为泄电流。
⑻额定功率P:在规定的环境温度下压敏电阻的负荷功率称为额定功率。
⑼固有电容C。:存储在压敏电阻两极间的电荷和施加在其上的电压之比。
⑽残压Uc:当压敏电阻流过某一脉冲电流时,在压敏电阻两端显现的电压峰值称为残压。
⑾残压比η:压敏电阻的残压值与压敏电压U1mA的比值。
压敏电阻不是一般意义上的电阻。它是由用绝缘膜拒却金属氧化物(如氧化锌)颗粒构成的,国外称为MOV(Metal Oxide Varistor)。如图3.1.6所示是压敏电阻的个性及其运用,图(a)是它的电气个性,为i=kU,k是常数,a在30~40范畴内.在低电压下具备很大电阻,很小的泄电流;当加高电压时,压敏电阻中绝缘膜酿成导体,电压稍微添加,电流急剧增大,相通于稳压管击穿个性,能够经受很大的瞬时功率。
压敏电阻一再并接在开关电源适配器输入端的火线与火线、火线与中线之间,以及电感器件端作为电涌和尖峰电压吸收元件。任务电压通常为击穿电压的一半即可。重要个性参数是击穿电压Ub、残压比η和经受的耗费能量W。