壓敏電阻
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-06
壓敏電阻的實(shí)例教程
壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。
“壓敏電阻“是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。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(gè)品種。
一：壓敏電阻的作用與優(yōu)勢(shì)
壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值“UN”時(shí)，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(shí)，它的阻值變小，這樣就使得流過它的電流激增而對(duì)其他電路的影響變化不大從而減小過電壓對(duì)后續(xù)敏感電路的影響。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(hù)電路免受過電壓的損害。
同時(shí)，壓敏電阻還有一個(gè)很重要的作用。壓敏電阻主要用于電路中的瞬態(tài)過電壓保護(hù)，但由于其類似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性，使得它還具有多種的電路元件功能。比如：壓敏電阻https://www.misumi.com.cn/vona2/detail/222005018640/是一種直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，穩(wěn)定電壓可達(dá)數(shù)千伏以上，是硅穩(wěn)壓管無法達(dá)到的;壓敏電阻可用作電壓波動(dòng)檢測(cè)元件;可用作直流電平移位元件;可用作熒光啟動(dòng)元件;可用作均壓元件等等。
二：壓敏電阻的工作原理
當(dāng)加在壓敏電阻上的電壓低于它的閾值時(shí)，流過它的電流極小，它相當(dāng)于一個(gè)阻值無窮大的電阻。也就是說，當(dāng)加在它上面的電壓低于其閾值時(shí)，它相當(dāng)于一個(gè)斷開狀態(tài)的開關(guān)。
當(dāng)加在壓敏電阻上的電壓超過它的閾值時(shí)，流過它的電流激增，它相當(dāng)于阻值無窮小的電阻。
展開 Q
A
&
問：壓敏電阻規(guī)格說明
壓敏電阻是非線性雙向電壓依賴型保護(hù)器件，具有相對(duì)較高的瞬態(tài)電流和能量等級(jí)（反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為納秒至毫秒等級(jí)）。壓敏電阻的快速反應(yīng)時(shí)間用于防止電子電路出現(xiàn)電壓瞬變、電壓浪涌、電壓尖峰、過電壓事件和ESD。壓敏電阻通常用于電路前端的輸入線路，有時(shí)也用于電路后端的輸出線路。壓敏電阻是常開型器件，直至過壓發(fā)生，在這種情況下，壓敏電阻以指數(shù)級(jí)速度降低電阻的方式來鉗制電壓。
因?yàn)榇蠖鄶?shù)過電壓情況電壓值都未知，所以很難知道壓敏電阻是否是在其限值范圍內(nèi)使用。壓敏電阻如果在規(guī)格范圍內(nèi)操作，則隨著時(shí)間的推移通常不會(huì)出現(xiàn)任何劣化現(xiàn)象；但是，在電壓事件出現(xiàn)后壓敏電阻會(huì)隨著時(shí)間的推移變得“更具電阻性”（老化）。壓敏電阻的老化失效最初會(huì)表現(xiàn)為幾乎短路的狀態(tài)，但如果壓敏電阻沒有串聯(lián)熱敏電阻或電阻絲以限制電流值，則電路最終會(huì)開路。
某些壓敏電阻會(huì)內(nèi)置熱元件，這不僅可快速檢測(cè)過高熱量，還可節(jié)省電路板空間。此類壓敏電阻有2個(gè)或3個(gè)引腳封裝形式，其中第3個(gè)引腳通常是一個(gè)“輸出指示器”，顯示壓敏電阻內(nèi)部的狀態(tài)，通常是輸出到某種外部指示器電路。每個(gè)封裝內(nèi)也可以包含多個(gè)壓敏電阻。
Littelfuse的
SMOV25S151MP
EPCOS的
B72214T2301K105
大多數(shù)壓敏電阻的規(guī)格書中還包含脈沖率曲線圖或抗重復(fù)浪涌能力圖，以展示壓敏電阻對(duì)應(yīng)的規(guī)格。超出這些規(guī)格可能導(dǎo)致器件不符合最初發(fā)布的規(guī)格。如果未正確選擇規(guī)格，則可能導(dǎo)致壓敏電阻無法正常工作、生命周期縮短或完全失效。
展開 六、變頻器應(yīng)用——壓敏電阻基礎(chǔ)知識(shí)
1、什么是“壓敏電阻”
“壓敏電阻是中國(guó)大陸的名詞，意思是"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(duì)電壓敏感"的阻器。相應(yīng)的英文名稱叫“VoltageDependentResistor”簡(jiǎn)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(gè)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(jià)元素（Zn）和六價(jià)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(guó)臺(tái)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(shí)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(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí)，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(shí)，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(hù)電路免受過電壓的損害。
3、應(yīng)用類型
不同的使用場(chǎng)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(duì)壓敏電阻的要求也不相同，注意區(qū)分這種差異，對(duì)于正確使用是十分重要的。
4、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(hù)，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(dá)數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法達(dá)到的。
（2）電壓波動(dòng)檢測(cè)元件。
（3）直流電瓶移位元件。
（4）均壓元件。
展開 二、常用放雷器件的特性
直流開關(guān)電源中常用的防雷器件是壓敏電阻和氣體放電管。
1、壓敏電阻
壓敏電阻為限壓型器件，當(dāng)兩端施加工作電壓時(shí)阻值很高，漏電流為μA級(jí)。隨著端電壓升高，壓敏電阻阻值降低，端電壓超過一定值后阻值急劇降低，漏電流可高達(dá)20~40KA，形成雷電泄放通道。當(dāng)電壓降低至工作電壓后，壓敏電阻的漏電流迅速減小，恢復(fù)原來狀態(tài)。
直流開關(guān)電源常用的壓敏電阻主要參數(shù)如下，關(guān)鍵參數(shù)含義如圖2所示。
Uc：最大持續(xù)工作交流電壓，一般為385V。
U1mA：標(biāo)稱電壓，指漏電流達(dá)到1mA時(shí)施加的端電壓，一般為630V。
UP：殘壓，指通過壓敏電阻泄放限壓后兩端最高電壓，一般為1500V。
In：額定通流能力，能在額定通流能力內(nèi)安全泄放多次雷電流，一般為20KA。
Imax：最大通流能力，能安全泄放1次，一般為40KA，泄放后，壓敏電阻可能損壞。
此外，壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間也很關(guān)鍵，一般響應(yīng)時(shí)間為10~100ns。
圖2 常用壓敏電阻特性
隨著工作時(shí)間的增加，尤其是多次泄放雷電流，壓敏電阻漏電流逐漸增大。如果施加標(biāo)稱電壓U1mA的90%電壓時(shí)漏電流就達(dá)到1mA，就認(rèn)為壓敏電阻性能達(dá)不到要求，需要更換。基于此，可以比較容易地檢測(cè)壓敏電阻性能。
與防雷器有關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有很多，目前并未統(tǒng)一，一般要求壓敏電阻能耐受In電流正反各沖擊5次，耐受Imax電流正負(fù)各沖擊一次，10%In電流沖擊100次。壓敏電阻失效時(shí)，表現(xiàn)為短路，窗口由綠變紅；偶爾也會(huì)因?yàn)?em>壓敏電阻爆炸斷裂，表現(xiàn)為開路。
2、氣體放電管
氣體放電管為開關(guān)型器件，主要由電極及電極之間的氣隙組成。
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GDT/MOV/TVS的比較
壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)，比空氣放電管快，比TVS管稍慢一些，一般情況下用于電子電路的過電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千Pf的數(shù)量級(jí)范圍，很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號(hào)線路的保護(hù)中，應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時(shí)，因?yàn)槠浣Y(jié)電容較大會(huì)增加漏電流，在設(shè)計(jì)防護(hù)電路時(shí)需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大，但比氣體放電管小。具體可分為以下四點(diǎn)：
在反應(yīng)時(shí)間上，壓敏電阻介于TVS管和氣體放電管之間，TVS管為皮秒級(jí)，壓敏電阻略慢，為納秒級(jí);而氣體放電管最慢，通常為幾十個(gè)納秒甚至更多。
在通流容量上，壓敏電同樣介于TVS管和氣體放電管之間，TVS管通常只有幾百A;而壓敏電阻按不同規(guī)格，可通過數(shù)KA到數(shù)十KA的單次8/20μS浪涌電流;而對(duì)于氣體放電管來說通常10KA級(jí)別8/20μS浪涌電流可導(dǎo)通數(shù)百次。
從原理上看，TVS管基于二極管雪崩效應(yīng);壓敏電阻器基于氧化鋅晶粒間的勢(shì)壘作用;而氣體放電管則是基于氣體擊穿放電。
在電壓范圍方面，TVS管通常為5.5V到550V;壓敏電阻的范圍較寬，可從10V到9000V;而氣體放電管可從75V到3500V。
這三種器件各有各的絕技，如何選擇，就看你想要防止的損害是什么了，而且在具體的防護(hù)方案設(shè)計(jì)時(shí)，并沒有規(guī)定說只能選擇一種防護(hù)器件。FAE工程師完全可以根據(jù)實(shí)際的防護(hù)應(yīng)用，將這三大主力電路保護(hù)器件組合使用，相信其疊加的防護(hù)能力一定優(yōu)于單獨(dú)使用的防護(hù)等級(jí)。
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壓敏電阻的最新內(nèi)容
電阻類：插件薄膜（色環(huán)）電阻，金屬膜電阻，金屬氧化膜電阻，碳膜電阻，繞線電阻，水泥電阻，鋁殼電阻，陶瓷片式電阻，熱敏電阻，壓敏電阻等。
電容類：鋁電解電容，鉭電容點(diǎn)電容，滌綸電容，聚丙烯薄膜電容，金屬化聚丙烯薄膜電容，陶瓷電容，安規(guī)電容，抗EMI電容等。
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考慮超導(dǎo)繞組的保護(hù)元件氧化鋅壓敏電阻，動(dòng)態(tài)展示短路故障發(fā)生后，交流繞組和直流繞組的電壓、電流，為限流性能校驗(yàn)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全檢驗(yàn)提供參考。
電容器：鉭電容器（MnO2和聚合物）和鈮電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、薄膜電容器、超級(jí)電容器
電阻器：電阻、熱敏電阻器、微調(diào)電容器/電阻器、壓敏電阻、
磁性元件：電磁（電感/變壓器）
頻率元件：網(wǎng)絡(luò)（R-C/C/R）、石英晶體、陶瓷諧振器、鐵氧體EMI干擾抑制器/過濾器
保險(xiǎn)絲：聚合自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲
AEC-Q200新版下修了實(shí)驗(yàn)樣品的數(shù)量
AEC-Q200總共有28
AEC-Q200針對(duì)被動(dòng)組件的最新分類:
電容器：鉭電容器（MnO2和聚合物）和鈮電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、薄膜電容器、超級(jí)電容器
電阻器：電阻、熱敏電阻器、微調(diào)電容器/電阻器、壓敏電阻、
磁性元件：電磁（電感/變壓器）
頻率元件：網(wǎng)絡(luò)（R-C/C/R）、石英晶體、陶瓷諧振器、鐵氧體EMI干擾抑制器/過濾器
保險(xiǎn)絲：聚合自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲
二、新版下修了實(shí)驗(yàn)樣品的數(shù)量
壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。
“壓敏電阻“是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。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(gè)品種。
敏感電阻器：有壓敏電阻器、熱敏電阻器、光敏電阻器、力敏電阻器、氣敏電阻器、濕敏電阻器。
(2)可變式電阻器
可變電阻器分為滑線式變阻器和電位器，其中應(yīng)用最廣泛的是電位器。
電位器是一種具有3個(gè)接頭的可變電阻器，其阻值在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
按電阻體材料可分為薄膜和線繞兩種。
AEC-Q200針對(duì)被動(dòng)組件的最新分類:
電容器：鉭電容器（MnO2和聚合物）和鈮電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、薄膜電容器、超級(jí)電容器
電阻器：電阻、熱敏電阻器、微調(diào)電容器/電阻器、壓敏電阻、
磁性元件：電磁（電感/變壓器）
頻率元件：網(wǎng)絡(luò)（R-C/C/R）、石英晶體、陶瓷諧振器、鐵氧體EMI干擾抑制器/過濾器
保險(xiǎn)絲：聚合自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲
二、新版下修了實(shí)驗(yàn)樣品的數(shù)量
新標(biāo)準(zhǔn)適用產(chǎn)品包含:鉭電容器（MnO2和聚合物）和鈮電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、薄膜電容器、電磁（電感/變壓器）、網(wǎng)絡(luò)（R-C/C/R）、電阻、熱敏電阻器、微調(diào)電容器/電阻器、壓敏電阻、石英晶體、陶瓷諧振器、鐵氧體EMI干擾抑制器/ 過濾器、聚合自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲、超級(jí)電容器
二、根據(jù)產(chǎn)品尺寸重新定義測(cè)試樣品數(shù)量，新標(biāo)準(zhǔn)按照<10cm3、10cm3≤x≤330cm3、＞330cm3三種規(guī)格確認(rèn)測(cè)試樣品數(shù)量
