特性曲線
當(dāng)電壓較低時(shí),壓敏電阻工作于漏電流區(qū),呈現(xiàn)很大的電阻,漏電流很小;當(dāng)電壓升高進(jìn)入非線性區(qū)后,電流在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化時(shí),電壓變化不大,呈現(xiàn)較好的限壓特性;電壓再升高,壓敏電阻進(jìn)入飽和區(qū),呈現(xiàn)一個(gè)很小的線性電阻,由于電流很大,時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)使壓敏電阻過(guò)熱燒毀甚至炸裂。正常使用時(shí)壓敏電阻處于漏電流區(qū),受到浪涌沖擊時(shí)進(jìn)入非線性區(qū)泄放浪涌電流,一般不能進(jìn)入飽和區(qū)。
注意事項(xiàng)
選用壓敏電阻器前,應(yīng)先了解以下相關(guān)技術(shù)參數(shù):標(biāo)稱電壓是指在規(guī)定的溫度和直流電流下,壓敏電阻器兩端的電壓值。漏電流是指在25℃條件下,當(dāng)施加大連續(xù)直流電壓時(shí),壓敏電阻器中流過(guò)的電流值。等級(jí)電壓是指壓敏電阻中通過(guò)8/20等級(jí)電流脈沖時(shí)在其兩端呈現(xiàn)的電壓峰值。通流量是表示施加規(guī)定的脈沖電流(8/20μs)波形時(shí)的峰值電流。浪涌環(huán)境參數(shù)包括大浪涌電流Ipm(或大浪涌電壓Vpm和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脈沖寬度Tt、相鄰兩次浪涌的小時(shí)間間隔Tm以及在壓敏電阻器的預(yù)定工作壽命期內(nèi),浪涌脈沖的總次數(shù)N等。
一般地說(shuō),壓敏電阻器常常與被保護(hù)器件或裝置并聯(lián)使用,在正常情況下,壓敏電阻器兩端的直流或交流電壓應(yīng)低于標(biāo)稱電壓,即使在電源波動(dòng)情況壞時(shí),也不應(yīng)高于額定值中選擇的大連續(xù)工作電壓,該大連續(xù)工作電壓值所對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電壓值即為選用值。對(duì)于過(guò)壓保護(hù)方面的應(yīng)用,壓敏電壓值應(yīng)大于實(shí)際電路的電壓值,一般應(yīng)使用下式進(jìn)行選擇:VmA=av/bc式中:
a為電路電壓波動(dòng)系數(shù);v為電路直流工作電壓(交流時(shí)為有效值);b為壓敏電壓誤差;c為元件的老化系數(shù),;這樣計(jì)算得到的VmA實(shí)際數(shù)值是直流工作電壓的1.5倍,在交流狀態(tài)下還要考慮峰值,因此計(jì)算結(jié)果應(yīng)擴(kuò)大1.414倍。
另外,選用時(shí)還注意:
?。?)保證在電壓波動(dòng)大時(shí),連續(xù)工作電壓也不會(huì)超過(guò)大允許值,否則將縮短壓敏電阻的使用壽命;
?。?)在電源線與大地間使用壓敏電阻時(shí),有時(shí)由于接地不良而使線與地之間電壓上升,所以通常采用比線與線間使用場(chǎng)合更高標(biāo)稱電壓的壓敏電阻器。
壓敏電阻所吸收的浪涌電流應(yīng)小于產(chǎn)品的大通流量。
貼片壓敏電阻和TVS二極管用作過(guò)電壓保護(hù)部件。
這些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和制造方法完全不同,但作為靜電保護(hù)器件具有相似的性質(zhì)。
因此,雖然在電路上都可以使用,但存在判斷不能使用貼片壓敏電阻的情況。
的確,由于其歷史背景,產(chǎn)品目錄和數(shù)據(jù)表中記載的不同項(xiàng)目很多,難以像電容器和其他通用部件那樣,僅靠紙上記載的規(guī)格進(jìn)行特性的比較。
因此,在本報(bào)道中,明確壓敏電阻和二極管的不同之處,介紹可以進(jìn)行二極管和壓敏電阻比較的數(shù)據(jù)。
壓敏電阻是一種用得多的限壓器件。壓敏電阻有碳化硅壓敏電阻和氧化鋅壓敏電阻。
常用的是氧化鋅(ZnO)壓敏電阻,它主要是以氧化鋅為原料,添加多種微量金屬氧化物,經(jīng)混合成型,燒結(jié)裝配而成的一種過(guò)壓保護(hù)器件,它的外面包封環(huán)氧樹(shù)脂(可添加顏料)。
它相當(dāng)于一個(gè)可變電阻,它是并聯(lián)于電路中的。當(dāng)電路在正常使用時(shí),壓敏電阻的阻抗很高,漏電流很小,可視為開(kāi)路,對(duì)電路幾乎沒(méi)有影響。但當(dāng)一很高的突波電壓到來(lái)時(shí),壓敏電阻的電阻值瞬間下降(它的電阻值可以從MΩ(兆歐)級(jí)變到mΩ(毫歐)級(jí)),使它可以流過(guò)很大的電流,同時(shí)將過(guò)電壓箝位在一定數(shù)值。由于壓敏電阻的突波承受能力取決于它的物理尺寸,因而有可能獲得不同的浪涌電流值。
貼片壓敏電阻是限壓型保護(hù)器件。利用貼片壓敏電阻的非線性特性,當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)在貼片壓敏電阻的兩極之間時(shí),貼片壓敏電阻可以將電壓鉗位于相對(duì)固定的電壓值,實(shí)現(xiàn)后級(jí)電路的保護(hù)。貼片壓敏電阻的主要參數(shù)有:壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應(yīng)時(shí)間等。
貼片壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為ns級(jí),比氣體放電管快,比TVS管慢一點(diǎn),一般用于電子電路的過(guò)電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可滿足要求。貼片壓敏電阻的結(jié)電容器一般在數(shù)百到數(shù)千Pf的數(shù)量范圍內(nèi),往往不應(yīng)直接應(yīng)用于高頻信號(hào)線路的保護(hù),應(yīng)用于交流電路的保護(hù)時(shí),其結(jié)電容器大會(huì)增加漏電流,因此在設(shè)計(jì)保護(hù)電路時(shí)需要充分考慮。貼片壓敏電阻通流容量大,但小于氣體放電管。貼片壓敏電阻簡(jiǎn)稱VDR,是對(duì)電壓敏感的非線性過(guò)電壓保護(hù)半導(dǎo)體部件。
貼片壓敏電阻普遍應(yīng)用在于電源系統(tǒng)、浪涌抑制器、安防系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、汽車電子系統(tǒng)、家用電器等電子產(chǎn)品上。