壓敏電阻
1、什么是“壓敏電阻”

“壓敏電阻是"在一定電流電壓范圍內(nèi)電阻值隨電壓而變",或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器.相應(yīng)的英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”.

壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體,所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個品種.現(xiàn)在大量使用的"氧化鋅"(ZnO)壓敏電阻器,它的主體材料有二價元素(Zn)和六價元素氧(O)所構(gòu)成.所以從材料的角度來看,氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體”.

在中國臺灣,壓敏電阻器是按其用途來命名的,稱為"突波吸收器".壓敏電阻器按其用途有時也稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”.

2、壓敏電阻電路的“安全閥”作用

壓敏電阻有什么用?壓敏電阻的最大特點是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時,流過它的電流極小,相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門,當(dāng)電壓超過UN時,流過它的電流激增,相當(dāng)于閥門打開.利用這一功能,可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓,保護電路免受過電壓的損害.

3、應(yīng)用類型

不同的使用場合,應(yīng)用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應(yīng)力并不相同,

因而對壓敏電阻的要求也不相同,注意區(qū)分這種差異,對于正確使用是十分重要的.

根據(jù)使用目的的不同,可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類:①保護用壓敏電阻,②電路功能用壓敏電阻.

3.1保護用壓敏電阻

(1) 區(qū)分電源保護用,還是信號線,數(shù)據(jù)線保護用壓敏電阻器,它們要滿足不同的技術(shù)標準的要求.

(2) 根據(jù)施加在壓敏電阻上的連續(xù)工作電壓的不同,可將跨電源線用壓敏電阻器可區(qū)分為交流用或直流用兩種類型,壓敏電阻在這兩種電壓應(yīng)力下的老化特性表現(xiàn)不同.

(3) 根據(jù)壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同,可將壓敏電阻區(qū)分為浪涌抑制型,高功率型和高能型這三種類型.

★浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓的壓敏電阻器,這種瞬態(tài)過電壓的出現(xiàn)是隨機的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大.絕大多數(shù)壓敏電阻器都屬于這一類.

★高功率型:是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開關(guān)電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現(xiàn),且周期可知,能量值一般可以計算出來,電壓的峰值并不大,但因出現(xiàn)頻率高,其平均功率相當(dāng)大.

★高能型:指用于吸收發(fā)電機勵磁線圈,起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器,對這類應(yīng)用,主要技術(shù)指標是能量吸收能力.

壓敏電阻器的保護功能,絕大多數(shù)應(yīng)用場合下,是可以多次反復(fù)作用的,但有時也將它做成電流保險絲那樣的"一次性"保護器件.例如并接在某些電流互感器負載上的帶短路接點壓敏電阻.

3.2電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過電壓保護,但是它的類似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性,還使它具有多種電路元件功能,例如可用作:

(1)直流高壓小電流穩(wěn)壓元件,其穩(wěn)定電壓可高達數(shù)千伏以上,這是硅穩(wěn)壓管無法達到的.

(2)電壓波動檢測元件.

(3)直流電瓶移位元件.

(4)均壓元件.

(5)熒光啟動元件

4、保護用壓敏電阻的基本性能

(1)保護特性,當(dāng)沖擊源的沖擊強(或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規(guī)定值時,壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的沖擊耐電壓(Urp).

(2)耐沖擊特性,即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流,沖擊能量,以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時的平均功率.

(3)壽命特性有兩項,一是連續(xù)工作電壓壽命,即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應(yīng)能可靠地工作規(guī)定的時間(小時數(shù)).二是沖擊壽命,即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù).

(4)壓敏電阻介入系統(tǒng)后,除了起到"安全閥"的保護作用外,還會帶入一些附加影響,這就是所謂"二次效應(yīng)",它不應(yīng)降低系統(tǒng)的正常工作性能.這時要考慮的因素主要有三項,一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬PF),二是在系統(tǒng)電壓下的漏電流,三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響.