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压敏电阻的作用与接线的方法

2017-11-15
类别:基础知识
eye 854
文章创建人 拍明
  一、压敏电阻的作用- -简介

  压敏电阻,英文名称为Voltage Dependent Resistor,简写为VDR,是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。类似于光敏电阻的阻值随外界光照变化、热敏电阻的阻值随外界温度变化,压敏电阻的阻值受电阻两端电压影响并随之变化。压敏电阻主要用于在电路过电压时进行电压钳位,吸收多余的电流以实现对敏感器件的保护。具有反应时间快、泄漏电流低等优点,现已在电源系统、安防系统、汽车电子系统、电动机保护、家用电器等多领域得以应用。

压敏电阻的作用.png

  二、压敏电阻的作用- -工作原理

  当压敏电阻两端电压低于其阈值时,流过其的电流相当小,此时压敏电阻阻值无穷大,其相当于一个处于断开状态的开关;

  当压敏电阻两端电压高于其阈值时,流过其的电流相当大,此时压敏电阻阻值无穷小,其相当于一个处于闭合状态的开关。

  三、压敏电阻的作用- -保护功能

  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。

  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。

  四、压敏电阻的作用- -其他功能

  压敏电阻主要用于电路中的瞬态过电压保护,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;可用作直流电平移位元件;可用作荧光启动元件;可用作均压元件等等。

  比如,电源防雷的保护模式有共模和差模两种方式。共模保护指相线-地线(L-PE)、零线-地线(N-PE)间的保护;差模保护指相线-零线(L-N)保护。

  L、N线间压傲虎敏电阻一般为14D471K或14D561K。线-大地间的保护选择14D182K。

  压敏电阻MOV是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。压敏电阻主要可用于直流电源、交流电源、低频信号线路、带馈电的天馈线路。

  共模保护:指SPD接在相线,中性线对地线之间,线路与设备内电路和器件对地绝缘。

  差模保护:指SPD接在相线对中性线之间与相线与相线之间。保护设备两个输入端之间的电路与器件。

  压敏电阻的连接线注意事项

  将压敏电阻接入电路的连接线要足够粗,推荐的连接线的尺寸注:接地线为5.5 mm2以上连接线要尽可能短,且走直线,因为冲击电流会在连接线电感上产生附加电压,使被保护设备两端的限制电压升高。

压敏电阻连接线问题详解

  例如:若压敏电阻MY两端各有3 cm长的接线,它的电感量L大体为18 nH,若有10 KA的8/20冲击电流流入压敏电阻,把电流的升速看作10KA / 8Μs,则引线电感上的附加电压UL1、UL2大体为

  UL1= UL2=L(di/dt)=18&TImes;10-9( 10&TImes;103 / 8&TImes;10-6 )=22.5 V

  这就使限制电压增高了45V。

  压敏电阻的串联和配对

  压敏电阻可以很简单地串联使用。将两只电阻体直径相同(通流量相同)的压敏电阻串联后,漆压敏电压、持续工作电压和限制电压相加,而通流量指标不变。例如在高压电力避雷器中,要求持续工作电压高达数千伏,数万伏,就是将多个ZnO压敏电阻阀片迭和起来(串联)而得到的。

  压敏电阻可以并联,目的是获得更大的通流量,或者在冲击电流峰值一定的条件下减小电阻体中的电流密度,以降低限制电压。

  当要求获得极大的通流量[ 例如8/20,(50~200)KA ],且压敏电压又比较低(例如低于200V)时,电阻体的直径 / 厚度比太大,在制造技术上有困难,且随着电阻体直径的加大,电阻体的微观均匀性变差,因此通流量不可能随电阻体面积成比例地增大。这时用较小直径的电阻片并联可能是个更合理的方法。

压敏电阻的连接线注意事项.png

  由于高非线性,压敏电阻片的并联需要特别小心谨慎,只有经过仔细配对,参数相同的电阻片相并联,才能保证电流在各电阻片之间均匀分配。针对这种需求,本公司专门为用户提供配对的电阻片。

  此外,纵向连结的几个压敏电阻器,使用经过配对的参数一致的压敏电阻器后,当冲击侵入时,出现在横向的电压差可以很小。在这种情况下,配对也是有意义的。

  压敏电阻与气体放电器件的串联和并联

  压敏电阻可以与气体放电管、空气隙、微放电间隙等气体放电器件相串联(图10.5a),这个串联组合的正常工作要满足两个基本条件:①、系统电压上限值应低于气体放电器件G的直流击穿电压;②、G点火后在系统电压上限值下,压敏电阻MY中的电流应小于G的电弧维持电流,以保证G的熄弧。

  这种串联组合具有电容量小,工作频率高;漏电流极小安全性好;以及不存在压敏电阻MY在系统电压下老化的问题,因而可靠性高等优点,但同时也有气体放电器件相应慢所引起的“让通电压”问题。

  压敏电阻也可与气体放电管并联,以降低气体放电管的冲击点火电压。


责任编辑:Davia

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标签: 压敏电阻

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