关于压敏电阻的正确使用

2017-09-07 温州创捷防雷电器有限公司 69
  对付咱们设备中应用的压敏电阻,原选用型号为14D101K,实践运转3个月中,此型号压敏电阻一再废弃。后改成14D121K,实践运转3个月,没有发现烧坏。
所以,为向导当前任务,摒挡并学习此资料,并在摒挡历程中,发现压敏电阻不应当直接并接在元件的输入端。细心压敏电阻的资料下列:
1、         压敏电阻的原理
压敏电阻意思是"在肯定电流电压范畴内电阻值随电压而变",可所以说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文称号叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。
随着加在它下面的电压一向增大,它的电阻值可以从MΩ(兆欧)级变到mΩ(毫欧)级。
当电压较低时,压敏电阻任务于泄电流区,泛起很大的电阻,泄电流很小;当电压下降进入非线性区后,电流在相当大的范畴内变化时,电压变化不大,泛起较好的限压个性;电压再下降,压敏电阻进入饱和区,泛起一个很小的线性电阻,由于电流很大,时间一长就会使压敏电阻过热废弃甚至炸裂。
失常使历时压敏电阻处于泄电流区,遭到电涌袭击时进入非线性区泄放电涌电流,一般不能进入饱和区
压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。
而今大量应用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所形成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。
2、         压敏电阻的作用
压敏电阻的最大特性是当加在它下面的电压低于它的阀值"UN"时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,流过它的电流激增,相当于阀门翻开。把持这一机能,可以抑制电路中一再泛起的异样过电压,保护电路免受过电压的危害。
压敏电阻器是一种具备瞬态电压抑制机能的元件,可以用来代替瞬态抑制二极管、齐纳二极管和电容器的组合。压敏电阻器可以对IC 及其他设备的电路举办保护,住手因静电放电、电涌及其他瞬态电流(如雷击等)而形成对它们的毁坏。
使历时只有将压敏电阻器并接于被保护的IC 或设备电路上,当电压瞬间高于某一数值时,压敏电阻器阻值迅速下降,导通大电流,从而保护IC 或电器设备;当电压低于压敏电阻器任务电压值时,压敏电阻器阻值极高,近乎开路,于是不会影响器件或电器设备的失常任务。
3、         压敏电阻的标称参数
压敏电阻用字母“MY”示意,如加J 为家用,后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K 分袂用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、弥补、消磁、高能或高稳定等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的电涌电能量,但不能经受毫安级以上的继续电流,在用作过压保护时必须思索到这一点。
4、         压敏电阻的个性参数
①压敏电压UN(U1mA):通常以在压敏电阻上通过1mA直流电流时的电压来示意其能否导通的标志电压,这个电压就称为压敏电压UN。压敏电压也经常使用符号U1mA示意。压敏电压的偏差范畴一般是±10%。在试验和实践应用中,通常把压敏电压从失常值下降10%作为压敏电阻失效的判据。
②最大继续任务电压UC:指压敏电阻能长久经受的最大交流电压(无效值)Uac或最大直流电压Udc。一般Uac≈0.64U1mA,Udc≈0.83U1mA。
③通流量(最大袭击电流)IP:指压敏电阻可以经受的8/20μs波的最大袭击电流峰值。“可以经受”的含义是,袭击后压敏电压的变化率不大于10%。现行的技术规格书中通常都给出了袭击1次的IP值。
④最大箝位电压(限定电压)VC:技术规格书中给出的最大箝位电压值是指给压敏电阻施加规定的8/20μs波袭击电流IX(A)时压敏电阻上泛起的电压。
实践应用中,压敏电压越高,施加的袭击电流越大,限定电压(或称残压)就越高,可从产品给出的V-I曲线上查到。
⑤额定能量E:额定能量是指压敏电阻可以经受规定波形的袭击电流袭击一次的最大能量(袭击后压敏电压的变化率不大于10%),可用下式示意:
E=K*IP*VC*T
式中:IP、VC见上,T为脉冲宽度,K为与波形无关的常数。对付8/20μs波和10/1000μs波,K=1.4;对付2ms方波,K=1。
⑥额定功率(最大均匀功率)Pm:指压敏电阻在室温下,中缀经受多次袭击,且各次袭击之间隔绝时间较短,于是有热储蓄积累效应的环境下,可以经受的最大均匀功率。尽管压敏电阻能经受很大的脉冲功率,但能经受的均匀功率却很小。
⑦电容C0:指压敏电阻两电极间泛起的电容,在几pF~几百nF的范畴内。体积越小,压敏电压越高,电容越小。
⑧泄电流Il:给压敏电阻施加最大直流电压Udc时流过的电流。丈量泄电流时,通常给压敏电阻加之Udc=0.83U1mA的电压(无意偶尔也用0.75U1mA)。一般要求动态泄电流Il≤20μA(也有要求≤10μA的)。在实践应用中,更关切的不是动态泄电流值本人的大小,而是它的波动性,即在袭击试验后或在高温条件下的变化率。在袭击试验后或在高温条件下其变化率不超过一倍,即以为是波动的。
⑨非线性指数α:指电压的变化对电流的影响手段,可用公式示意为:
I=KUα
或 α=log log
由前式可见,α越大标明电压的变化对电流的影响手段越大,非线性个性越好。由后式可见,α是伏安个性上各点斜率的倒数,个性越平坦的处所,α越大(泄电流区和饱和区α=1,又称低α区)。用仪器丈量时,一般设定I2=1mA,I1=0.1mA,所以
αT =1/log(U1mA/U0.1 mA)
5、         压敏电阻的降额个性
对压敏电阻举办袭击试验时,随着所要举办的袭击次数的添加,每次所施加的袭击电流要相应地减小。譬喻:Ф20基片的标准压敏电阻(U1mA≥82V的),其降额个性下列表所示(可从厂家给出的电涌寿命次数定额曲线中查到):
准许袭击次数 1次 2次 10次 100次 1000次 10000次
每次袭击电流 6500A 4000A 2000A 1000A 430A 200A
6、         压敏电阻的丈量
丈量时将万用表置10k 档,表笔接于电阻两端,万用表上应显示出压敏电阻上标示的阻值,若是超过这个数值很大,则阐明压敏电阻已损
7、         压敏电阻的选型
压敏电阻的选用,一般决定标称压敏电压V1mA 和通流容量两个参数。
1、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值,大多半环境下用1mA 直流电疏通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范畴可以从10-9000V 不等。可按照细心需求正确选用。一般1mA="1".5Vp="2".2VAC,式中,Vp 为电路额定电压的峰值。VAC 为额定交流电压的无效值。ZnO 压敏电阻的电压值决定是相当首要的,它相干到保护结果与应用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V , 则压敏电阻电压值V1mA="1".5Vp="1".5 × × 220V="476V" ,V1mA="2".2VAC="2".2×220V="484V",是以压敏电阻的击穿电压可选在470-480V 之间。
2、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃环境下,对付规定的袭击电流波形和规定的袭击电流次数而言,压敏电压的变化不超过± 10%时的最大脉冲电流值。为了延伸器件的应用寿命,ZnO 压敏电阻所吸收的电涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。但是从保护结果解缆,要求所选用的通流量大一些好。在良多环境下,实践产生的通流量是很难切确打算的,则选用2-20KA 的产品。如手头产品的通流量不能惬心应用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联应用,并联后的压敏电不乱,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安个性只管类似,不然易诱发分流不均匀而毁坏压敏电阻。
8、         压敏电阻的应用
压敏电阻一般并联在电路中应用,当电阻两端的电压产生急巨变化时,电阻短路将电流保险丝熔断,起到保护作用。压敏电阻在电路中,经常使用于电源过压保护和稳压。
电源防雷器的稳定性、恬适性在很大程度上依赖于压敏电阻的正确应用,下列原则可供应用参考。分外要指出的是,在电源防雷方案中还要思索各个处所的电源品质区别、雷击频度和强度的区别、被保护设备的安装应用环境和袭击耐受手段等的区别,不能用一个公式照搬照套。方案好的防雷保护装配必须在现场应用条件下或尽可以接近实在环境的模仿条件下举办试验验证。
①压敏电压的打算:
一般可用下式打算:
U1mA=KUac
式中:K为与电源品质无关的系数,一般取K=(2~3),电源品质较好的城市可取小些,电源品质较差的村落(分外是山区)可取大些。Uac为交流电源电压无效值。对付220V~240V交流电源防雷器,应选用压敏电压为470V~620V的压敏电阻较合适。选用压敏电压高一点的压敏电阻,可以低落阻拦率,延伸应用寿命,但残压略有增大。
②标称放电电流的打算:
压敏电阻的标称放电电流应大于要求经受的电涌电流或每一年可以泛起的最大电涌电流。标称放电电流应按压敏电阻电涌寿命次数定额曲线中袭击10次以上的数值举办打算,约为最大袭击通流量的30%(即0.3 IP)左右。
③压敏电阻的并联:
当一个压敏电阻惬心不了标称放电电流的要求时,应给与多个压敏电阻并联应用。
无意偶尔为了低落限定电压,即使标称放电电流惬心要求也给与多个压敏电阻并联。
要分外属意的是,压敏电阻并联使历时,肯定要严峻筛选参数同等的(譬喻:ΔU1mA≤3V,Δα≤3)举办配对,以担保电流的均匀调配。
9、         压敏电阻使历时的属意事变
压敏电阻的失效形式通常是短路,为了住手压敏电阻的失效形成电源短路而动怒,可以在每个压敏电阻上勾串一个温度保险管或热脱离机构。温度保险管应与压敏电阻有杰出的热耦合,当压敏电阻失效(高阻抗短路)时,它所产生的热量把温度保险管熔断,从而使失效的压敏电阻与电路拆散,确保设备的恬适。当较高的工频暂时过电压作用在压敏电阻上时,可以使压敏电阻瞬间击穿短路(低阻抗短路),而温度保险管还来不及熔断,还可以动怒。为住手这类景遇产生,可在每个压敏电阻上再勾串一个耐袭击工频保险丝(单用工频保险丝则在老化失效时可以不熔断)。也可以把压敏电阻与陶瓷气体放电管勾串应用,失常任务时陶瓷气体放电管不导通,压敏电阻没有泄电流,可以大大延伸应用寿命;受电涌袭击时,陶瓷气体放电管首先击穿,尔后由压敏电阻限定电涌电压,总的残压为两者之和,略有增大(几十伏);袭击畴昔后,由于压敏电阻限定了电流,放电管不能坚持导通而熄弧,回覆为失常任务状态;当压敏电阻短路失效后,因陶瓷气体放电管流过很大的工频电流也会很快失效,但它的失效形式绝大多半是开路,于是不容易哄动怒灾。
所以,咱们设备中压敏电阻的选型根本没有错误,按照公式,应当拔取压敏电压即标称电压为130V的压敏电阻,按照就上不就下的原则,实践应当拔取14D151型号。
而且,在实践应用要领上,咱们不应当直接将压敏电阻并接,按照实践环境,应当把压敏电阻与陶瓷气体放电管勾串应用。