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《壓敏電阻工作原理05559》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、壓敏電阻工作原理、常見的技術問題分析壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現(xiàn)對后級電路的保護。壓皺電阻的主耍參數(shù)有：壓墩電壓、通流容量、結(jié)電容、響應時間等。壓敏電阻的響應時間為ns級，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其響應速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾TpF的數(shù)量級范圍，很多情況下不宜直接應用在高頻信號線路的保護中，應用在交流電路的保護中時，因為其結(jié)電容較大會增加漏電流，在設計防護電路時需耍充分考慮。壓敏電阻
2、的通流容量較大，但比氣體放電管小。壓敏電阻的壓敏電壓(min(UlmA))、通流容量是電路設計時應重點考慮的。在直流回路屮，應當有：n)in(UlmA)>(1.8?2)Udc,式屮Ude為回路屮的直流額定工作屯壓。在交流回路中，應當有：min(UlmA)>(2.2?2.5)Uac,式中Uac為回路中的交流工作電壓的有效值。上述取值原則主耍是為了保證壓敏電阻在電源電路屮應用時，冇適當?shù)陌踩６?。在信號回路屮時，應當冇：min(UlmA)N(1.2?1.5)Umax,式中Umax為信號冋路的峰值電壓。壓敏電阻的通流容量應根據(jù)防雷電路的設計指標來定。一般而言，壓敏電阻的
3、通流容量要大于等于防雷電路設計的通流容量。壓墩電阻主要可用丁?直流電源、交流電源、低頻信號線路、帶饋電的犬饋線路。壓敏電阻的失效模式主耍是短路，當通過的過電流太大時，也可能造成閥片被炸裂而開路。壓敏電阻使用壽命較短，多次沖擊后性能會下降。因此由壓敏電阻構成的防雷器長吋間使用后存在維護及更換的問題。在消費類電子產(chǎn)品中，為了追求較小的安裝面積，壓敏電阻做成疊層型，稱為Multi-layerVaristor(MLV),其結(jié)構與疊層型的瓷片電容(MLCC)完全相同，只是叉指電極間的材料不是普通的陶瓷電介質(zhì)，而是ZnO壓敏材料。也因為如此,MLV都是具有一定的電容特性的，甚
4、至可以根據(jù)需要定制具有某種容量的MLV,這對于防護設計屮兼顧EMI設計是非常有利的。曲于做成疊層結(jié)構后，MLV的電極寄生電感非常小，因此其反應速度與TVS不相伯仲，甚至比某些采用Bonding結(jié)構的TVS的速度還要快。在電流容量上，得益丁?疊層結(jié)構，MLV的通流能力也要比相同體積的TVS大得多。MLV的鉗位特性曲線不如TVS陡峭，不能實現(xiàn)精確的鉗位；MLV在多次大屯流沖擊后，性能會出現(xiàn)一定程度的退化，主要表現(xiàn)是漏電流增人，鉗位電壓冇所變化。不過，如果MLV僅用于ESD防護，上述兩個缺點對防護效杲的影響是很小的。這也是為什么MLV能在手機、數(shù)碼相機等領威大行。氧化鋅
5、壓敏電阻與被保護的電器設備或者元器件并聯(lián)使用。當電路中岀現(xiàn)雷電過電壓或瞬態(tài)操作電壓VS吋，壓敏電阻器和被保護的設備及元器件同吋承受VS,出于壓敏電阻器響應速度很快，它以納秒級時間迅速呈現(xiàn)優(yōu)良非線形導電特性，此時壓墩電阻器兩端電壓迅速下降，遠遠小于VS,這樣被保護的設備及元器件上實際承受的電壓就遠低于過電壓VS,從而使設備及元器件免遭過電壓的沖擊.一、壓散電阻的安全性問題：在以往的應用屮，跨接在電源線上的壓敏電阻器出現(xiàn)過起火燃燒，危機臨近其它元器件的事故。對此，制造者和使用者共同進行了大量研究和分析工作，采取了相應的對策，極大地降低了這類事故的概率，但尚未杜絕，因此
6、，壓敏電阻的使用安全性仍是個值得重視、需要繼續(xù)研究解決的課題。壓皺電阻起火燃燒的表觀現(xiàn)象，大體上可分為老化失效和暫態(tài)過電壓破壞兩種類型。①老化失效，這是指電阻休的低阻線性化逐步加劇，漏電流惡性增加且集中流入薄弱點，薄弱點材料融化，形成lkQ左右的短路孔后，電源繼續(xù)推動一個較大的電流灌入短路點，形成高熱而起火。這種事故通?？梢酝ㄟ^一個與壓敏電阻吊聯(lián)的熱熔接點來避免。熱熔接點應與電阻體有良好的熱耦合，當最大沖擊電流流過時不會斷開，但當溫度超過電阻體上限工作溫度時即斷開。研究結(jié)果表明，若壓敏電阻存在著制造缺陷，易發(fā)生早期失效，強度不大的電沖擊的多次作用,也會加速老化過程
7、，使老化失效提早出現(xiàn)。②暫態(tài)過電壓破壞，這是指較強的暫態(tài)過電壓使電阻體穿孔，導致更大的電流而高熱起火。整個過程在較短時間內(nèi)發(fā)生，以至電阻體上設置的熱熔接點來不及熔斷。在三相電源保護屮，N-PE線Z間的壓敏電阻器燒壞起火的事故概率較高，多數(shù)是屬于這一種情況。相應的對策集中在壓敏電阻損壞后不起火。一些壓敏電阻的應用技術資料屮，推薦與壓敏電阻串聯(lián)電流熔絲（保險絲）進行保護。二、壓散電阻的連接線問題將壓敏電阻接入電路的連接線要足夠粗，推薦的連接線的尺寸注：接地線為5.5mm2以上連接線要盡可能短，且走直線，因為沖擊電流會在連接線電感上產(chǎn)生附加電壓，使被保護設備兩端的限制電
8、壓升高。壓
