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压敏电阻在过压保护中的应用

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标签: 压敏电阻

“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”。

压敏电阻在过压保护中的应用。

文档内容节选

过压保护压敏电阻的使用要点:     过压保护压敏电阻的使用原则是在其接入被保护设备后,不能影响设备的正常运行,又 能有效地对设备实施瞬时过压保护为此,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:     过压保护压敏电阻使用要点一:通流容量选择     过压保护压敏电阻可用在可控硅整流器的保护上3kA的用在电器设备的浪涌吸收上5 kA的用在对雷击及电子设备的过电压吸收上10kA的用在对雷击的保护上按后者,常 用综合波发生器开路输出时产生1250s的电压波短路输出时产生820s的电流波 发生器的内阻为2来在线考核设备对抗雷击浪涌干扰的能力在4kV试验时,保护器 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     过压保护压敏电阻使用要点二:固有寄生电容     过压保护压敏电阻有一个固有电容问题,根据外形尺寸和标称电压的不同,其值在数百 至数千pF之间过压保护压敏电阻的固有电容决定了它不适合在高频场合下使用,否则 会影响系统的正常运行适合在工频系统里使用,如用作电源进线的保护......

过压保护压敏电阻的使用要点:     过压保护压敏电阻的使用原则是在其接入被保护设备后,不能影响设备的正常运行,又 能有效地对设备实施瞬时过压保护。为此,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:     过压保护压敏电阻使用要点一:通流容量选择     过压保护压敏电阻可用在可控硅整流器的保护上;3kA的用在电器设备的浪涌吸收上;5 kA的用在对雷击及电子设备的过电压吸收上;10kA的用在对雷击的保护上。按后者,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,保护器 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。     过压保护压敏电阻使用要点二:固有寄生电容     过压保护压敏电阻有一个固有电容问题,根据外形尺寸和标称电压的不同,其值在数百 至数千pF之间。过压保护压敏电阻的固有电容决定了它不适合在高频场合下使用,否则 会影响系统的正常运行;适合在工频系统里使用,如用作电源进线的保护、可控硅整流 器的保护等。     过压保护压敏电阻使用要点三:压敏电压选择     考虑到过压保护压敏电阻实际的压敏电压与标称电压之间的偏差(应考虑为标称电压的 1.1~1.2倍)、交流电路中电源电压可能的波动范围(应考虑为额定电压的 1.4~1.5倍)、交流电压峰值和有效值之间的关系(应考虑1.4倍),所以,应选用压敏 电压为额定电压2.2~2.5倍的过压保护压敏电阻。     一般来说,过压保护压敏电阻的选用是选择标称通流容量和压敏电压V1mA两个参数。     1、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值。      在环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电 压的变化不超过±10%时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命,ZnO过压保护压敏 电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发 ,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的 ,则选用2- 20KA的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的过压保护压敏 电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只过压保护压敏电阻数值之和。 要求并联的过压保护压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏过压保 护压敏电阻。     2、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压。      指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入过压保护压敏电阻器时测得 的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10- 9000V不等。可根据具体需要正确选用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp为电路额定 电压的峰值。VAC为额定交流电压的有效值。ZnO过压保护压敏电阻的电压值选择是至关 重要的,它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V,则过压 保护压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V, 因此过压保护压敏电阻的击穿电压可选在470-480V之间。      通常,过压保护压敏电阻的技术指标主要有哪些?     对于选择过压保护压敏电阻来说,哪些指标是必须考虑的?对信号传输线路,进行ESD防 护,须考虑:   (1)过压保护压敏电阻最大工作电压大于电路工作电压;   (2)过压保护压敏电阻电容量与信号传输速率相匹配,即过压保护压敏电阻在信号 传输时,对信号没有衰减   (3)过压保护压敏电阻耐ESD能力与整机要求相符。   对电源线路,进行感应过电压、操作过电压防护,须考虑:   (1)过压保护压敏电阻最大工作电压大于电路工作电压;   (2)过压保护压敏电阻的最大峰值电流、能量耐量须大于电路中可能出现的感应过 电压、操作过电压幅值。在电路结构、空间位置、设计成本许可的条件下,尽可能选用 电容量大或尺寸大的产品。   实际上,任何一种片式氧化锌过压保护压敏电阻,均能进行感应过电压、操作过电 压、ESD防护。     以上就是过压保护压敏电阻相关内容的解读,望大家有用。 为安全和正确使用过压保护压敏电阻,今天分享有关过压保护压敏电阻在使用时应注意 的事项。    在应用过压保护压敏电阻之前,应当了解过压保护压敏电阻的概念和原理,以及分类, 才能正确使用过压保护压敏电阻。     过压保护压敏电阻的概念和原理:    “过压保护压敏电阻”,意思是在一定电流电压范围内电阻值随电压而变,或者是说“电 阻值对电压敏感”的电阻器。     过压保护压敏电阻是一种限压型保护器件。利用过压保护压敏电阻的非线性特性,当过 电压出现在过压保护压敏电阻的两极间,过压保护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。过压保护压敏电阻的主要参数有:压敏电 压、通流容量、结电容、响应时间等。     过压保护压敏电阻有什么用?过压保护压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于 它的阈值“UN”时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,它的 阻值变小,这样就使得流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大从而减小过电压 对后续敏感电路的影响。利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护 电路免受过电压的损害。     过压保护压敏电阻广泛的被应用在电子线路中,来防护因为电力供应系统的瞬时电压突 变所可能对电路的伤害。当高压来到时,过压保护压敏电阻的电阻降低而将电流予以分 流,防止受到过大的瞬时电压破坏或干扰。因而保护了敏感的电子组件。     过压保护压敏电阻的分类:     根据使用目的的不同,可将过压保护压敏电阻区分为两大类:1、电路功能用过压保护压 敏电阻,2、保护用过压保护压敏电阻。     1、电路功能用过压保护压敏电阻     过压保护压敏电阻主要应用于瞬态过电压保护,但是它的类似于半导体稳压管的伏安特 性,还使它具有多种电路元件功能,例如可用作:    (1)直流电瓶移位元件。    (2)直流:高压小电流稳压元件,其稳定电压可高达数千伏以上,这是硅稳压管无法 达到的。    (3)电压波动检测元件。    (4)荧光启动元件。    (5)均压元件。     2、保护用过压保护压敏电阻    (1)根据施加在过压保护压敏电阻上的连续工作电压的不同,可将跨电源线用过压保 护压敏电阻器区分为交流用或直流用两种类型,过压保护压敏电阻在这两种电压应力下 的老化特性表现不同。    (2)根据过压保护压敏电阻承受的异常过电压特性的不同,可将过压保护压敏电阻区 分为高功率型,高能型和浪涌抑制型这三种类型。     ★高功率型:是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的过压保护压敏电阻器,例如并接在开 关电源变换器上的过压保护压敏电阻,这里冲击电压周期出现,且周期可知,能量值一 般可以计算出来,电压的峰值并不大,但因出现频率高,其平均功率相当大。     ★高能型:指用于吸收发电机励磁线圈,起重电磁铁线圈等大型电感线圈中的磁能的压敏 电压器,对这类应用,主要技术指标是能量吸收能力。     ★浪涌抑制型:是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的过压保护压敏电阻 器,这种瞬态过电压的出现是随机的,非周期的,电流电压的峰值可能很大。绝大多数 过压保护压敏电阻器都属于这一类。     过压保护压敏电阻器的保护功能,绝大多数应用场合下,是可以多次反复作用的,但有 时也将它做成电流保险丝那样的“一次性”保护器件。例如并接在某些电流互感器负载上 的带短路接点过压保护压敏电阻。    (3)区分电源保护用,还是信号线,数据线保护用过压保护压敏电阻器,它们要满足 不同的技术标准的要求。     知道如何正确使用过压保护压敏电阻后,应该清楚过压保护压敏电阻的安全性。     过压保护压敏电阻的安全性问题:   过压保护压敏电阻起火燃烧的表观现象,大体上可分为暂态过电压破坏和老化失效 两种类型。   1、暂态过电压破坏,这是指较强的暂态过电压使电阻体穿孔,导致更大的电流而高 热起火。整个过程在较短时间内发生,以至电阻体上设置的热熔接点来不及熔断。在三 相电源保护中,N- PE线之间的过压保护压敏电阻器烧坏起火的事故概率较高,多数是属于这一种情况。相 应的对策集中在过压保护压敏电阻损坏后不起火。一些过压保护压敏电阻的应用技术资 料中,推荐与过压保护压敏电阻串联电流熔丝(保险丝)进行保护。   2、老化失效,这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧,漏电流恶性增加且集中流入薄 弱点,薄弱点材料融化,形成1kΩ左右的短路孔后,电源继续推动一个较大的电流灌入短 路点,形成高热而起火。这种事故通常可以通过一个与过压保护压敏电阻串联的热熔接 点来避免。热熔接点应与电阻体有良好的热耦合,当最大冲击电流流过时不会断开,但 当温度超过电阻体上限工作温度时即断开。研究结果表明,若过压保护压敏电阻存在着 制造缺陷,易发生早期失效,强度不大的电冲击的多次作用,也会加速老化过程,使老 化失效提早出现。     使用过压保护压敏电阻,其正确性和安全性不可忽视,以上的内容供大家参考学习。
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