壓敏電阻一般指用氧化鋅(ZnO)等金屬氧化物材料制作的電壓敏感元件。與氣體放電管(GDT)、瞬態電壓抑制二極管(TVS)一樣屬于限壓型保護器件。除了英文名稱Metal Oxide Varistors (MOV)、Voltage Dependent Resistor (VDR)、Varistor以外,壓敏電阻器的中文名稱也不少,在臺灣地區還有突波吸收器、浪涌抑制器、吸波器等別稱。
工作原理
壓敏電阻具有非線性伏安特性,應用時一般并聯在電路中。當電路正常工作時(電壓低于閾值),壓敏電阻相當于一個阻值無窮大的電阻(即斷開狀態),不影響電路正常工作。
MOV的伏安特性曲線和壓敏電阻參數
當電路承受異常瞬時過電壓并達到導通電壓(超過閾值)時,壓敏電阻相當于一個阻值無窮小的電阻(近乎導體),能夠迅速由高阻狀態變為低阻狀態,泄放由異常瞬時過電壓導致的瞬時過電流到地,同時把異常瞬態過壓箝位在一個安全水平之內,從而保護后級電路免遭異常瞬時過電壓的損壞。
基本參數
壓敏電阻對電壓的響應速度較快,響應時間為ns級,比氣體放電管快,比TVS管稍慢。在產品規格書上,一般都會列出以下參數:
1.標稱壓敏電壓(V):指通過規定持續時間的脈沖電流(一般為1mA持續時間一般小于400mS)時壓敏電阻器兩端的電壓值。
2.電壓比:指壓敏電阻器的電流為1mA時產生的電壓值與壓敏電阻器的電流為0.1mA時產生的電壓值之比。
3.最大限制電壓(V):在壓敏能承受的最大脈沖峰值電流Ip及規定波形下壓敏電阻兩端電壓峰值。
4.殘壓比:通過壓敏電阻器的電流為某一值時,在它兩端所產生的電壓稱為這一電流值的殘壓。殘壓比則是殘壓與標稱電壓之比。
5.通流容量(kA):通流容量也稱通流量,是指在規定的條件(規定的時間間隔和次數,施加標準的沖擊電流)下,允許通過壓敏電阻器上的最大脈沖(峰值)電流值。
6.漏電流(mA):漏電流也稱等待電流,是指壓敏電阻器在規定的溫度和最大直流電壓下,流過壓敏電阻器電流。
7.電壓溫度系數:指在規定溫度范圍(溫度為20℃~70℃)內,壓敏電阻器標稱電壓的變化率,即在通過壓敏電阻器的電流保持恒定時,溫度改變1℃時,壓敏電阻器兩端電壓的相對變化。
8.電流溫度系數:指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時,溫度改變1℃時,流過壓敏電阻器電流的相對變化。
9.電壓非線性系數:指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下,其靜態電阻值與動態電阻值之比。
10.絕緣電阻:指壓敏電阻器的引出線(引腳)與電阻體絕緣表面之間的電阻值。
11.靜態電容量(PF):指壓敏電阻器本身固有的電容容量。
12 .額定功率:在特定的環境溫度85℃下工作1000小時,使壓敏電壓變化小于10%的最大功率。
13 .最大沖擊電流(8/20us):以特定的脈沖電流(8/20us波形)沖擊壓敏電阻器一次或兩次(每次間隔5分鐘),使的壓敏電壓變化仍在10%以內的最大沖擊電流。
選型指南
使用中,壓敏電阻一般與被保護器件或裝置并聯,其電涌吸收能力則取決于物理尺寸,可通過制造不同片徑的壓敏電阻而獲得不同的瞬態浪涌電流值。
各系列壓敏電阻器(MOV)基本參數表
對于過壓保護方面的應用,壓敏電壓值應大于過壓保護實際電路的電壓值。在電源線與大地間使用壓敏電阻時,有時由于接地不良而使線與地之間電壓上升,所以通常采用比線與線間使用場合更高標稱電壓的壓敏電阻器。
值得注意的是,壓敏電阻器會隨時間而緩慢老化,實際工作中應根據沖擊次數考慮降額使用。當壓敏電阻器承受多次沖擊后,應根據實際應用環境選取更高通流量的器件。
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