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直插压敏电阻的尺寸规格型号以及压敏电阻的选用

直插压敏电阻的尺寸规格型号以及压敏电阻的选用

1. 压敏电阻的定义:

    压敏电阻"是中国大陆的名词,意思是在一定电流电压范围内电阻值随电压而变,或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor"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。现在大量使用的"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)所构成。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。 在中国台湾,压敏电阻器称为"突波吸收器",有时也称为电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)

 

2. 压敏电阻的测量

    压敏电阻一般并联在电路中使用,当电阻两端的电压发生急剧变化时,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,常用于电源过压保护和稳压。测量时将万用表置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,如果超出这个数值很大,则说明压敏电阻已损。

 

3. 压敏电阻器的应用原理
   压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件,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及其它设备的电路进行保护,防止因静电放电、浪涌及其它瞬态电流(如雷击等)而造成 对它们的损坏。使用时只需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工作电压值时,压敏电阻器阻值极高,近乎开路,因而不会影响器件或电器设备的正常工作。

 

4. 保护用压敏电阻的基本性能

1)保护特性,当冲击源的冲击强(或冲击电流Isp=Usp/Zs)不超过规定值时,压敏电阻的限制电压不允许超过被保护对象所能承受的冲击耐电压(Urp)。   

2)耐冲击特性,即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流,冲击能量,以及多次冲击相继出现时的平均功率。   

3)寿命特性有两项,一是连续工作电压寿命,即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间(小时数)。二是冲击寿命,即能可靠地承受规定的冲击的次数。   

4)压敏电阻介入系统后,除了起到"安全阀"的保护作用外,还会带入一些附加影响,这就是所谓"二次效应",它不应降低系统的正常工作性能。这时要考虑的因素主要有三项,一是压敏电阻本身的电容量(几十到几万PF),二是在系统电压下的漏电流,三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响。

 

5. 压敏电阻的选用
  选用压敏电阻器前,应先了解以下相关技术参数:标称电压是指在规 定的温度和直流电流下,压敏电阻器两端的电压值。漏电流是指在25℃条件下,当施加最大连续直流电压时,压敏电阻器中流过的电流值。等级电压是指压敏电阻 中通过820等级电流脉冲时在其两端呈现的电压峰值。通流量是表示施加规定的脉冲电流(820μs)波形时的峰值电流。浪涌环境参数包括最大浪涌电流 Ipm(或最大浪涌电压Vpm和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脉冲宽度Tt、相邻两次浪涌的最小时间间隔Tm以及在压敏电阻器的预定工作寿命期内,浪涌脉冲的总 次数N等。

 

压敏电阻过热保护技术和使用注意事项

  压敏电阻过热保护技术主要有以下几种:

  (1)热熔保险丝技术。该技术是将用蜡保护的低熔点金属通过一定的工艺装在压敏电阻上,在压敏电阻漏电流过大,温度升高到一定程度时,低熔点金 属熔断,从而将压敏电阻从电路中切除,可以有效地防止压敏电阻起火燃烧。但热熔保险丝存在可靠性问题,而且在加强热循环的环境里约只有5年可靠寿命。在热 循环的环境中,热熔保险丝需定期更换以维持正常运行。

  (2)利用弹簧拉住低熔点焊锡技术。这种技术是目前绝大多数防雷器厂家的限压型SPD采用的技术,在压敏电阻的引脚处增加一个低熔点焊锡焊接 点,然后用一根弹簧将这个焊接点拉住,在压敏电阻漏电流过大,温度升高到一定程度时,焊接点的焊锡熔断,在弹簧的拉力作用下焊接点迅速分离,从而将压敏电 阻从电路中切除,同时联动告警触点,发出告警信号。因为低熔点金属在受力点会流动和产生裂缝,处于弹簧拉力中的低熔点焊锡接点的焊锡同样会流动和产生裂 缝,因此这种装置的最大问题是焊锡会老化,从而导致装置会无故断开。

  (3)温度保险丝技术。该技术将压敏电阻和温度保险丝串联封装在一起,利用热传导将漏电流在压敏电阻上产生的热量传导温度保险丝上,在温度升高 至温度保险丝的设定温度时,温度保险丝熔断,将压敏电阻从电路中切除。温度保险丝除了有同样有寿命和可靠性的问题外,利用温度保险丝对压敏电阻进行过热保 护还存在以下问题:热传导路径长,响应速度过慢,热量是通过一定的热传导介质(填充材料)、温度保险丝壳体,温度保险丝的内部填充材料,然后才传到温度保 险的熔体上,因此决定了温度保险丝的响应速度教慢。

  (4)隔离技术。该技术将压敏电阻装在一个密闭的盒体内,与其它电路相隔离,防止压敏电阻烟雾和火焰的蔓延。在各种后备保护都失灵的情况下,隔离技术也不失为一种简单而行之有效的方法,但需要占用教大的设备空间,同时也要防止烟雾和火焰从盒体引线开孔的地方冒出来。

  (5)灌封技术。为防止压敏电阻在失效时会冒烟、起火和爆炸,一些厂商采用该技术将压敏电阻灌封起来,但由于压敏电阻在失效时内部会出现拉弧, 导致密封材料失效,并产生碳,碳的产生又会使电弧得以维持,这样往往会导致设备内部短路及熏黑,甚至导致整个设备机房严重熏黑。实验表明:压敏电阻套热缩 套管后,由于压敏电阻的散热受到影响,其最大耗散功率降低,从而影响了压敏电阻的工频电压耐受能力,从另一个角度来说,散热受到影响也会加速压敏电阻的老 化,影响压敏电阻的使用寿命。

压敏电阻器的主要参数

  漏电流:在规定温度和最大直流电压下,流过压敏电阻器的电流。由于它是电路处于等待状态时一直产生的电流,通常又称为等待电流。其值越小越好,以减少功率的无谓损耗。
  响应时间:加在压敏电阻器上的脉冲电压峰值与其引起的残压之间的间隔时间。
  残压:压敏电阻器通过某一脉冲电流时的端电压降峰值。
  浪涌寿命:在规定环境条件下,施加给压敏电阻器规定的连续等间隔脉冲波,它仍能保持证常工作时所能经受脉冲波的最大次数。
  最大稳压电流:在规定环境条件下,保证稳压压敏电阻器正常工作时所允许连续施加的最大电流。
  非线性系数:表示压敏电阻器特性的一个重要参数,其值等于伏安特性曲线上某点的静态电阻与动态电阻之比,通常用"表示,"值越大,其保护性能越好。          
  电流温度系数:在恒定电压下,温度每改变lt时,压敏电阻器所通过电流的相对
变化量。
  电压温度系数:通过压敏电阻器的电流保持恒定和在规定的温度范围内,温度每改变lT时,压敏电阻器所产生的电压的相对变化量。
  能量容量:压敏电阻器正常工作时所能承受的最大脉冲能量。
压敏电阻器通流容量的选定

    通常产品给出的通流容量是按产品标准规定的波形、冲击次数和间隔时间进行脉冲试验的情况下,压敏电阻器压敏电压变化率小于初值的±10%时所能承受的最大 电流值。压敏电阻器所能承受的冲击次数是波形、幅值和间隔时间的函数,当电流波形幅值降低50%时,冲击次数可增加1倍。所以在实际应用中,压敏电阻器所 吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流容量,以使压敏电阻器有较长的工作寿命。
   
  在选定通流容量时,主要考虑的因素是压敏电阻器用 于防雷还是防止电子仪器及设备内部的操作过电压。一般感应雷击电压峰值为工作电压的3·5倍左右。如果主要用于防雷,可选用防雷型压敏电阻器,它们的通流 容量有3kA5kA2OkA等不同品种。实际检测到的雷电流在200-3000A范围内,绝大部分小于1OkA。电子仪器及设备内部操作产生的浪涌电 流一般小于500A,可选用通用型压敏电阻器。
压敏电阻器在使用时应注意以下事项

   ①对压敏电阻器应采取保护措施,这样可免除外界不确定因素对压敏电阻器和装置造成的损害。
                       
    ②压敏电阻器不应靠近发热或可燃元器件安装,最好要有大于3mm的间隙,以保证它工作在规定的工作温度范围内。
   
  压敏电阻器的工作电压(连续施加在压敏电阻器两端的电压)不应超过最大连续工作电压值。
   
  在浪涌电流重复产生的应用场合,通过压敏电阻器的浪涌电流峰值和浪涌能量不应超过脉冲寿命特性的规定。
 
  当浪涌脉冲以很短的间歇重复施加在压敏电阻器上时,应使此时的平均功率低于最大静态功率。
   
  若热敏电阻器被连接在设备的带电部分和金属外壳之间,必须采取必要的措施,以防造成人员的触电事故。
   
  压敏电阻器在使用时,应避免阳光的直接照射,不应在露天和户外工作。
   
  压敏电阻器应避免在风、雨、水蒸气等高温高湿的条件下工作,也应避免在沙尘、盐露及有害气体条件下工作。必要时应采用保护盒进行保护。
   
  使用中不要用丙酮等溶剂清洗压敏电阻器,以免破坏包封的环氧树脂。
   
  压敏电阻器应存放在温度在40℃以下,相对湿度不大于75%RH的库房内,库房内不应有腐蚀性气体。存放在库房内的压敏电阻器也不能被阳光直接照射。

 

直插压敏电阻的尺寸型号大小