壓敏電阻器基本知識

2022-12-17 09:51:02 字數 2023 閱讀 7021

這一節簡單介紹壓敏電阻器

壓敏電阻器。壓敏電阻器(vsr)是電壓靈敏電阻器的簡稱,它是一種新型過壓保護元件。壓敏電阻器是以氧化鋅為主要材料而製成的金屬-氧化物-半導體陶瓷元件,構成壓敏電阻的核心材料為氧化鋅,氧化鋅又包括氧化鋅晶粒和晶粒周圍的晶界層,氧化鋅晶粒的電阻率很低,而晶界層電阻率很高,相接觸的兩個晶粒之間形成乙個相當於齊納二極體的勢壘,成為乙個壓敏電阻單元,許多單元通過串聯,併聯組成壓敏電阻器基體。

壓敏電阻器在工作時,每個壓敏電阻單元都承擔浪湧能量,而這些壓敏電阻單元是大體上均勻分布在整個電阻體內的,也就是整個電阻體都承擔能量,而不像齊納二極穩壓管那樣只是結區承擔電功率,這就是陶瓷壓敏電阻器具有比齊納二極穩壓管大得很多的通流和能量定額的原因。其電阻值隨端電壓而變化。壓敏電阻器的主要特點是工作電壓範圍寬(6—3000伏,分若干檔),對過壓脈衝響應快(幾至幾十納秒),耐衝擊電流的能力強(可達100安培-20千安培),漏電流小(低於幾至幾十微安),電阻溫度係數小,性優價廉,體積小,是一種理想的保護元件。

由它可構成過壓保護電路,消噪電路,消火花電路,吸收迴路。壓敏電阻的電路符號,外形和內部結構見圖1。

壓敏電阻的結構就象兩個特性一致的背靠背聯接的穩壓管,其性質基本相同。壓敏電阻的主要特性是,當兩端所加電壓在標稱額定值以內時,它的電阻值幾乎為無窮大,處於高阻狀態,其漏電流<50微安,當它兩端的電壓稍微超過額定電壓時,其電阻值急劇下降,立即處於導通狀態,工作電流增加幾個數量級,反應時間僅在毫微秒級。壓敏電阻在國外俗稱「斬波器」和」限幅器」,這是從它的實際作用而得名的。

圖2給出了壓敏電阻在電路中的工作波形。其中(a)表示,在供電網路疊加有過電壓脈衝時,接有壓敏電阻後,過電壓峰值波形被削平,限制在一定的幅度內,(b)則表示,在開啟或關閉帶有感性,容性的負載電路時,直流波形出現開關尖脈衝,壓敏電阻在電路中能吸收這種反電動勢,從而有效地保護開關電路不受損害。在汽車電器上用得最多的還是汽車電腦板中的電源保護電路,豐田車系的電腦板中用的壓敏電阻為黑色圓片狀,而美國車系和大宇車系的電腦板中壓敏電阻多數為紅色,如果車上的發電機電壓調節器失靈,造成長時間電壓過高或電瓶線與電瓶樁鬆動,脫開以及使用大功率的啟動電源啟動發動機,經常會使電腦板中的壓敏電阻損壞。

壓敏電阻的電氣引數很多,但主要的是標稱電壓,漏電流和通流量。(1)標稱電壓。也稱壓敏電壓,這是一種常用的表示方法,指通過1毫安直流電流時壓敏電阻兩端的電壓值。

對於直徑5公釐或更小尺寸的壓敏電阻,則以0.1毫安為標稱電壓,對於低電壓大直徑產品,也有以10毫安來表示標稱電壓的。(2)漏電流。

當元件兩端電壓等於規定電流下兩端電壓的75%時.壓敏電阻上所通過的直流電流。(3)通流量。在規定時間(8/20微秒)之內,允許通過脈衝電流的最大值。

其中,脈衝電流從最大值的90%到最大值的時間為8微秒,峰值持續時間為20微秒。壓敏電阻選用要點。壓敏電阻在電路中可進行併聯,串聯使用。

併聯用法可增加耐浪湧電流的數值,但要求併聯的器件標稱電壓要一致。串聯用法可提高實際使用的標稱電壓值,通常串聯後的標稱電壓值為兩個標稱電壓值的和。壓敏電阻選用的正確與否,直接影響保護效果和可靠性。

如果選用不當,不但不能起到保護作用,反而易造成被保護電器裝置不能正常工作。因此,必須根據使用電路的具體情況和工作條件(即間斷工作還是不間斷工作),來選取標稱電壓適當的壓敏電阻。雖然標稱電壓值選擇得越低保護靈敏度越高,但標稱電壓值若選得太低,在正常工作電壓下,流過壓敏電阻的電流也相應較大,會引起壓敏電阻自身損耗增大而發熱,當遇到過電壓時,流過壓敏電阻的電流會更大,容易將壓敏電阻燒毀,對某些有意選擇低電壓的壓敏電阻來進行保護的電路,壓敏電阻應安裝在易於散熱和便於更換操作的位置。

壓敏電阻的檢測方法。(1)測量絕緣電阻用萬用表rx1k擋,測量壓敏電阻兩引腳之間的正.反向絕緣電阻,均應為無窮大,否則,說明漏電流大。若所測電阻很小,說明壓敏電阻已損壞,不能使用。

(2)測量標稱電壓電路如圖3所示,利用兆歐表(搖表)提供測試電壓,使用兩塊萬用表,一塊用直流電壓擋讀出標稱電壓值,另一塊用直流電流擋讀出標稱電流。然後調換壓敏電阻引腳位置用同樣方法再讀出標稱電壓和標稱電流,然後對比兩次測量值,應該大約相等,否則說明對稱性不好。檢測壓敏電阻時應注意:

(1)萬用表直流電壓擋應視壓敏電阻標稱電壓值來正確選擇,例如標稱電壓470v則宜選用大於500v以上擋。(2)萬用表直流電流擋一般選1毫安擋。

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