关于咱们设备中运用的压敏电阻,原选用类型为14D101K,实践运转3个月中,此类型压敏电阻常常焚毁。后改为14D121K,实践运转3个月,没有发现烧坏。所以,为辅导今后作业,收拾并学习此资料,并在收拾过程中,发现压敏电阻不应该直接并接在元件的输入端。详细压敏电阻的资料如下:
一、压敏电阻的原理
压敏电阻意思是在必定电流电压规模内电阻值随电压而变,或者是说电阻值对电压灵敏的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。
跟着加在它上面的电压不断增大,它的电阻值能够从MΩ(兆欧)级变到mΩ(毫欧)级。当电压较低时,压敏电阻作业于漏电流区,呈现很大的电阻,漏电流很小;当电压升高进入非线性区后,电流在相当大的规模内改变时,电压改变不大,呈现较好的限压特性;电压再升高,压敏电阻进入饱满区,呈现一个很小的线性电阻,因为电流很大,时刻一长就会使压敏电阻过热焚毁乃至迸裂。正常运用时压敏电阻处于漏电流区,遭到浪涌冲击时进入非线性区泄放浪涌电流,一般不能进入饱满区。
压敏电阻器的电阻体资料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个种类。现在很多运用的氧化锌(ZnO)压敏电阻器,它的主体资料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从资料的视点来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。
二、压敏电阻的效果
压敏电阻的最大特点是当加在它上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,当电压超越UN时,流过它的电流激增,相当于阀门翻开。运用这一功用,能够按捺电路中常常呈现的反常过电压,维护电路免受过电压的危害。
压敏电阻器是一种具有瞬态电压按捺功用的元件,能够用来替代瞬态按捺二极管、齐纳二极管和电容器的组合。压敏电阻器能够对IC 及其它设备的电路进行维护,防止因静电放电、浪涌及其它瞬态电流(如雷击等)而形成对它们的损坏。运用时只需将压敏电阻器并接于被维护的IC 或设备电路上,当电压瞬间高于某一数值时,压敏电阻器阻值敏捷下降,导通大电流,然后维护IC 或电器设备;当电压低于压敏电阻器作业电压值时,压敏电阻器阻值极高,近乎开路,因此不会影响器材或电器设备的正常作业。
三、压敏电阻的标称参数
压敏电阻用字母“MY”标明,如加J 为家用,后边的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K 别离用于稳压、过压维护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高牢靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能接受毫安级以上的继续电流,在用作过压维护时有必要考虑到这一点。
四、压敏电阻的特性参数
①压敏电压UN(U1mA):一般以在压敏电阻上经过1mA直流电流时的电压来标明其是否导通的标志电压,这个电压就称为压敏电压UN。压敏电压也常用符号U1mA标明。压敏电压的差错规模一般是±10%。在实验和实践运用中,一般把压敏电压从正常值下降10%作为压敏电阻失效的判据。
②最大继续作业电压UC:指压敏电阻能长时间接受的最大沟通电压(有效值)Uac或最大直流电压Udc。一般Uac≈0.64U1mA,Udc≈0.83U1mA。
③通流量(最大冲击电流)IP:指压敏电阻能够接受的8/20μs波的最大冲击电流峰值。“能够接受”的意义是,冲击后压敏电压的改变率不大于10%。现行的技能规范书中一般都给出了冲击1次的IP值。
④最大箝位电压(约束电压)VC:技能规范书中给出的最大箝位电压值是指给压敏电阻施加规则的8/20μs波冲击电流IX(A)时压敏电阻上呈现的电压。
实践运用中,压敏电压越高,施加的冲击电流越大,约束电压(或称残压)就越高,可从产品给出的V-I曲线上查到。
⑤额外能量E:额外能量是指压敏电阻能够接受规则波形的冲击电流冲击一次的最大能量(冲击后压敏电压的改变率不大于10%),可用下式标明: E=K*IP*VC*T
式中:IP、VC见上,T为脉冲宽度,K为与波形有关的常数。关于8/20μs波和10/1000μs波,K=1.4;关于2ms方波,K=1。
⑥额外功率(最大平均功率)Pm:指压敏电阻在室温下,接连接受屡次冲击,且各次冲击之间间隔时刻较短,因此有热堆集效应的情况下,能够接受的最大平均功率。虽然压敏电阻能接受很大的脉冲功率,但能接受的平均功率却很小。
⑦电容C0:指压敏电阻两电极间呈现的电容,在几pF~几百nF的规模内。体积越小,压敏电压越高,电容越小。
⑧漏电流Il:给压敏电阻施加最大直流电压Udc时流过的电流。丈量漏电流时,一般给压敏电阻加上Udc=0.83U1mA的电压(有时也用0.75U1mA)。一般要求静态漏电流Il≤20μA(也有要求≤10μA的)。在实践运用中,更关怀的不是静态漏电流值自身的巨细,而是它的安稳性,即在冲击实验后或在高温条件下的改变率。在冲击实验后或在高温条件下其改变率不超越一倍,即认为是安稳的。
⑨非线性指数α:指电压的改变对电流的影响才能,可用公式标明为:
I=KUα 或 α=log log
由前式可见,α越大标明电压的改变对电流的影响才能越大,非线性特性越好。由后式可见,α是伏安特性上各点斜率的倒数,特性越平整的当地,α越大(漏电流区和饱满区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)
五、压敏电阻的降额特性
对压敏电阻进行冲击实验时,跟着所要进行的冲击次数的添加,每次所施加的冲击电流要相应地减小。例如:Ф20基片的规范压敏电阻(U1mA≥82V的),其降额特性如下表所示(可从厂家给出的浪涌寿数次数定额曲线中查到):
答应冲击次数 1次 2次 10次 100次 1000次 10000次
每次冲击电流 6500A 4000A 2000A 1000A 430A 200A
六、压敏电阻的丈量
丈量时将万用表Z10k 档,表笔接于电阻两头,万用表上应显示出压敏电阻上标明的阻值,假如超出这个数值很大,则阐明压敏电阻已损
七、压敏电阻的选型
压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压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。指在规则电流下的电压值,大多数情况下用1mA 直流电流转入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压规模能够从10-9000V 不等。可依据详细需求正确选用。一般1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp 为电路额外电压的峰值。VAC 为额外沟通电压的有效值。ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到维护效果与运用寿数。如一台用电器的额外电源电压为220V , 则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5 × × 220V=476V ,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V,因此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℃情况下,关于规则的冲击电流波形和规则的冲击电流次数而言,压敏电压的改变不超越± 10%时的最大脉冲电流值。为了延伸器材的运用寿数,ZnO 压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。但是从维护效果动身,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实践产生的通流量是很难准确核算的,则选用2-20KA 的产品。如手头产品的通流量不能满意运用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联运用,并联后的压敏电不变,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特性尽量相同,不然易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。
八、压敏电阻的运用
压敏电阻一般并联在电路中运用,当电阻两头的电压产生急剧改变时,电阻短路将电流保险丝熔断,起到维护效果。压敏电阻在电路中,常用于电源过压维护和稳压。
电源防雷器的牢靠性、安全性在很大程度上依赖于压敏电阻的正确运用,以下准则可供运用参阅。特别要指出的是,在电源防雷设计中还要考虑各个当地的电源质量不同、雷击频度和强度的不同、被维护设备的装置运用情况和冲击耐受才能等的不同,不能用一个公式照搬照套。设计好的防雷维护装Z有必要在现场运用条件下或尽或许挨近真实情况的模仿条件下进行实验验证。
①压敏电压的核算:
一般可用下式核算:
U1mA=KUac
式中:K为与电源质量有关的系数,一般取K=(2~3),电源质量较好的城市可取小些,电源质量较差的乡村(特别是山区)可取大些。Uac为沟通电源电压有效值。关于220V~240V沟通电源防雷器,应选用压敏电压为470V~620V的压敏电阻较适宜。选用压敏电压高一点的压敏电阻,能够下降故障率,延伸运用寿数,但残压略有增大。
②标称放电电流的核算:
压敏电阻的标称放电电流应大于要求接受的浪涌电流或每年或许呈现的最大浪涌电流。标称放电电流应按压敏电阻浪涌寿数次数定额曲线中冲击10次以上的数值进行核算,约为最大冲击通流量的30%(即0.3 IP)左右。
③压敏电阻的并联:
当一个压敏电阻满意不了标称放电电流的要求时,应选用多个压敏电阻并联运用。有时为了下降约束电压,即便标称放电电流满意要求也选用多个压敏电阻并联。要特别注意的是,压敏电阻并联运用时,必定要严厉选择参数共同的(例如:ΔU1mA≤3V,Δα≤3)进行配对,以保证电流的均匀分配。
九、压敏电阻运用时的注意事项
压敏电阻的失效形式一般是短路,为了防止压敏电阻的失效形成电源短路而起火,能够在每个压敏电阻上串联一个温度保险管或热脱离组织。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,然后使失效的压敏电阻与电路别离,保证设备的安全。当较高的工频暂时过电压效果在压敏电阻上时,或许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,还或许起火。为防止这种现象产生,可在每个压敏电阻上再串联一个耐冲击工频保险丝(单用工频保险丝则在老化失效时或许不熔断)。也能够把压敏电阻与陶瓷气体放电管串联运用,正常作业时陶瓷气体放电管不导通,压敏电阻没有漏电流,能够大大延伸运用寿数;受浪涌冲击时,陶瓷气体放电管首要击穿,然后由压敏电阻约束浪涌电压,总的残压为两者之和,略有增大(几十伏);冲击曩昔后,因为压敏电阻约束了电流,放电管不能保持导通而熄弧,康复为正常作业状况;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数是开路,因此不易引起火灾。
所以,咱们设备中压敏电阻的选型根本没有过错,依据公式,应该选取压敏电压即标称电压为130V的压敏电阻,依据就上不就下的准则,实践应该选取14D151类型。并且,在实践运用方法上,咱们不应该直接将压敏电阻并接,依据实践情况,应该把压敏电阻与陶瓷气体放电管串联运用。