压敏电阻的作用及工作原理

发布时间：2022-08-04 16:55
作者：Ameya360
来源：网络
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    压敏电阻性优价廉，体积小，具有工作电压范围宽、对过压脉冲响应快、耐冲击电流能力强、漏电电流小(低于几微安至几十微安)、电阻温度系数小等特点，是一种理想的保护元件，所以它也是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器，它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。下面Ameya360电子元器件采购网将详细介绍其有什么作用，工作原理又是如何的?

压敏电阻的作用及工作原理

    一、工作原理

    普通电阻遵守欧姆定律，而压敏电阻的电压与电流则呈特殊的非线性关系。当压敏电阻两端所加电压低于标称额定电压值时，电阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过;而当压敏电阻两端电压略高于标称额定电压时，将迅速击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流也急剧增大。因此当两端电压低于标称额定电压时，压敏电阻又能恢复为高阻状态;当压敏电阻两端电压超过其最限制电压时，将完全击穿损坏，无法再自行恢复。

    二、作用

    压敏电阻的主要作用就是用于电路中的瞬态电压保护。由于其如上所述的工作原理，使得压敏电阻相当于一个开关，只有当电压高于阙值时，阻值无穷小，开关闭合，使得流过其的电流激增而对其他电路的影响变化不大，进而减小了过电压对后续敏感电路的影响。压敏电阻的这种保护功能可以多次反复使用，也可做成类似于电流保险丝的一次性保护器件。

    但由于其类似于半导体稳压管的伏安特性，使得它还具有多种的电路元件功能。比如：压敏电阻是一种直流高压小电流稳压元件，稳定电压可达数千伏以上，是硅稳压管无法达到的;压敏电阻可用作电压波动检测元件，也可用作直流电平移位元件，也可用作荧光启动元件，也可用作均压元件等等。

    现在压敏电阻的保护功能已有了广泛应用，例如，家用彩电的电源电路就是使用压敏电阻来完成过电压保护功能的，当电压超过阙值时，压敏电阻便体现其钳位特性，把过高的电压拉低，使得后级电路工作在安全电压范围内。

    以上就是Ameya360电子元器件采购网关于压敏电阻的作用以及工作原理介绍了。目前压敏电阻广泛地应用在家电及其他电子产品中，常被用于构成过压保护电路、消噪电路、消火花电路、防雷击保护电路、浪涌电压吸收电路和保护半导体元器件中。

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　　压敏电阻的工作原理大致分为一下两种：　　①压敏电阻当受到压力时或者电压低于它的阈值，流过它的电流时最小的，它就相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说，当加在电阻器上面的电压低于其阈值时，电阻器类似于一个断开状态的开关。　　②当加在电阻上的电压超过它的阈值时，流过它的电流激增加倍，它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说，当加在它上面的电压高于其阈值时，它就相当于一个闭合状态的开关而已。压敏电阻实物图　　压敏电阻的符号是什么　　“压敏电阻“是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”， 或者叫做“Varistor”。压敏电阻的符号示意图　　压敏电阻是串联在电路中还是并联在电路中?　　一般情况下，压敏电阻是是并联在电路中的。　　压敏电阻器通常是和被保护器件或装置并联在一起进行使用的，一般来说在常规情况下，压敏电阻器的两端直流或者是交流电压应低于标称电压，即便是在电源波动情况最坏的时候，它也不会高于额定值中选择的最大连续工作电压，该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。　　“压敏电阻“是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用在电路承受过压时进行电压钳位和吸收多余的电流以保护敏感器件的。它的英文名称为“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”， 或者叫做“Varistor”。压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器品种的一种。现在大量使用的“氧化锌”(ZnO)压敏电阻器，它的主体材料有二价元素锌(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。据了解在中国台湾，压敏电阻器称为“突波吸收器”，有时也称它为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。　　怎样正确使用过压保护压敏电阻器　　过压保护压敏电阻器是很多工程师都非常熟悉的一种电子元器件，尤其是在LED开关电源或大功率的电源设备中，更是非常常见。而这种压敏电阻器在运行过程中为电路系统所提供的瞬时过压保护，也是非常重要的。不过，对于这种过压保护压敏电阻器的使用情况，作为工程师的你，真的已经掌握住它的要领了吗?实际上，除了过压保护压敏电阻的技术参数外，在实际选择时还要考虑以下几个问题，下面我们就一起来看看吧。　　作为一种应用范围十分广泛的压敏电阻器，过压保护压敏电阻也经常被用于保护可控硅整流器之中，那么根据通流容量的不同，我们应该怎样选取合适的过压保护压敏电阻器呢?一般情况 下，3kA的压敏电阻型号通常会被用在电器设备的浪涌吸收上，而5kA的电阻型号则多被用在对雷击及电子设备的过电压吸收上，10kA的则会被用在对雷击的保护上。这里我们以雷击保护为例来进行说明。　　通常在测试时，我们会选择常用综合波(发生器开路输出时产生1.2/50μs的电压波;短路输出时产生8/20μs的电流波;发生器的内阻为2Ω)来在线考核设备对抗雷击浪涌干扰的能力。在4kV试验时，过压保护压敏电阻吸收的最大电流可达2kA，对6kV的试验，吸收电流的最大值为3kA。但在实际选择时，还应当适当加大所选过压保护压敏电阻的通流容量。
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　　MOV(Metal Oxide Varistors)即金属氧化物压敏电阻，以氧化锌为主体，掺杂多种金 属氧化物，采用典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元器件。其电阻随电压呈指数规 律变化，具有如下图所示对称的I-V特性。其用来稳定和钳制电压，限制异常过电压，并泄放及吸收由此产生的能量。　　一、主要参数：　　1) 压敏电压　　指在压敏电阻漏电流为1mA时其两端之间的电压。压敏电压误差一般在±10%之内;误差超过±10%可作为压敏电阻失效的判据。　　2)最大持续工作电压　　指压敏电阻能够长期持续承受的最大交/直流工作电压，也就是说当保护线路的最大工作电压低于　　时，压敏电阻处于高阻态状态，相当于断开。压敏电压与最大持续工作点的关系是：　　3) 最大钳位电压　　指给压敏电阻施加标准的8/20us脉冲电流时压敏电阻呈现出的电压。　　4) Withstanding Surge Curren 承受的最大浪涌电流(通流量)　　指在压敏电阻两端施加8/20us脉冲电流一次时，压敏电压的变化在±10%以内的最大脉冲浪涌电流。　　5)Maximum Energy (10/1000μs) 最大能量　　指在压敏电阻两端施加10/1000μs脉冲电流时，压敏电压的变化在±10%以内的最大能量。　　6)Rated Power 额定功率　　指压敏电阻在规定的环境温度下所能承受的的最大功率。　　7)静态电容值　　压敏电阻静态电容值一般较大，一般nF级别，压敏电压越大其电容值就越小。　　二、工作原理：　　当压敏电阻两端施加的电压(阈值电压)时，压敏电阻阻值为MΩ级别，此时其漏电流极小，可视为断路。　　当压敏电阻两端施加的电压(阈值电压)时，压敏电阻的阻值急剧减少，随着压敏电阻两端电压的不断增大，压敏电阻阻值就越来越小，最小可到1Ω以下，可视为短路，此时可将浪涌电流快速的泄放而保护后级电路。　　压敏电阻的响应时间一般≤25ns。　　三、器件特点：　　1)响应速度快，一般<25ns;ESD >TVS > MOV 。　　2)结电容大，一般nF级别;ESD　　3)钳压精度较低，一般±10%;ESD、TVS管都是在±5%。　　4)电压范围大，最大可达1800V;ESD　　5)MOV一般用于AC输入端;TVS管一般用于低压交/直流线路或低频信号线路;ESD静电管一般用于信号接口或高频信号线路。　　四、器件选型：　　1)保护线路交流有效值或直流电压值可能出现最大电压应该小于压敏电阻的，根据最大持续工作电压确定压敏电压值。　　2)根据设计需求，选择压敏电阻的最大浪涌电流(通流量);一般根据产品要求的实验等级去选择压敏电阻的最大浪涌电流(通流量)。　　3)电容值和漏电流等参数也要注意，是否满足设计要求。
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　　压敏电阻，也称为Metal Oxide Varistor (MOV)，是一种用于保护电子设备免受电压波动和浪涌损害的重要组件。选择适当的压敏电阻对于确保设备的安全运行至关重要。　　1.压敏电阻的工作原理　　压敏电阻是一种半导体元件，其阻值会随着外界电压的变化而改变。当电路中的电压超出设定范围时，压敏电阻会快速降低阻值，吸收电压脉冲并将其转化为热量来保护电路中其他元件不受损害。　　2.选型原则　　1. 额定电压：选择压敏电阻时，首要考虑的是其额定电压。额定电压应大于或等于系统中最高的工作电压，以确保在电压浪涌或过载情况下能够正常工作。　　2. 最大脉冲电流：压敏电阻的最大脉冲电流是指其可以瞬时承受的最大电流值。根据系统中可能出现的电流波动幅度选择合适的最大脉冲电流值。　　3. 响应时间：压敏电阻的响应时间是指其从检测到电压异常到达瞬间反应的时间。较短的响应时间可以更有效地保护电路中的其他元件。　　4. 尺寸和包装：根据系统空间和布局要求选择适当尺寸和包装形式的压敏电阻，确保其可以方便地集成到电路板中。　　5. 环境条件：考虑压敏电阻在工作环境中所需承受的温度、湿度和其他环境因素，选择耐高温、防潮等特性符合要求的产品。　　3.选型方法　　1. 查阅规格书：首先，查阅压敏电阻的规格书，了解其额定电压、最大脉冲电流、响应时间等关键参数，并与系统需求进行对比。　　2. 计算功率：根据系统中的最大工作电压和最大脉冲电流，计算压敏电阻在正常工作和过载状态下的功率消耗，选择功率值适当的产品。　　3. 试验和验证：在实际应用中，可以通过试验验证选型是否合适。监测压敏电阻在真实工作环境中的表现，确保其能够有效地保护电路中的其他元件。　　4. 咨询专业人士：如果在选型过程中遇到困难或有疑问，可以向压敏电阻制造商或专业工程师寻求建议，获得更准确的选型指导。　　正确选型的压敏电阻可以有效地保护电子设备免受电压波动和浪涌的影响，延长设备的使用寿命。在选择压敏电阻时，应综合考虑其额定电压、最大脉冲电流、响应时间等关键参数，并根据系统的实际需求和环境条件进行选择。通过合适的压敏电阻，可以提高电路的稳定性和可靠性，保障设备的正常运行。
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　　压敏电阻常用于电路中的过压保护，例如在电源电路中用于保护电子元器件免受过电压的损害。当电路中的电压超过设定值时，压敏电阻会变为导电状态，将过电压引向地线，从而保护其他元器件。不同型号的压敏电阻具有不同的特性和应用场景，因此正确识别压敏电阻的型号非常重要。本文AMEYA360电子元器件采购网将围绕压敏电阻的型号和识别方法进行详细介绍。　　一、压敏电阻的型号　　压敏电阻的型号通常由以下几个部分组成：　　1. 材料：压敏电阻的材料通常是氧化锌(ZnO)或硅酸铅(PbSiO3)等。　　2. 尺寸：压敏电阻的尺寸通常由直径和厚度两个参数来描述。　　3. 电阻值：压敏电阻的电阻值通常由一个数字表示，例如10Ω、100Ω等。　　4. 额定功率：压敏电阻的额定功率通常由一个字母表示，例如A、B、C等。　　二、压敏电阻的识别方法　　1. 观察外观：压敏电阻的外观通常是小巧的圆柱形，表面覆盖有一层白色或黄色的绝缘层。通过观察外观可以初步判断压敏电阻的类型。　　2. 查看标识：压敏电阻的标识通常印刷在绝缘层上，包括压敏电阻的型号、电阻值、额定功率等信息。通过查看标识可以准确识别压敏电阻的型号。　　3. 使用万用表：使用万用表可以测量压敏电阻的电阻值和额定功率，从而进一步确认压敏电阻的型号。　　4. 参考厂家资料：压敏电阻的型号和参数通常可以在厂家的产品手册或网站上查找到，可以通过参考厂家资料来确认压敏电阻的型号和参数。　　三、注意事项　　在识别压敏电阻的型号时，需要注意以下几点：　　1. 选择合适的工具和仪器，例如万用表等，以确保测量结果的准确性和可靠性。　　2. 注意压敏电阻的额定功率，避免超过额定功率使用导致烧坏。　　3. 注意压敏电阻的精度，选择合适的电阻表或万用表进行测量，避免测量误差。　　4. 注意压敏电阻的环境条件，避免温度、湿度等因素对测量结果产生影响。　　总结，压敏电阻的型号通常由材料、尺寸、电阻值和额定功率等几个部分组成，可以通过观察外观、查看标识、使用万用表和参考厂家资料等方法进行识别。
2023-08-08 09:24 阅读量：2077
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