什么是压敏电阻?

时间: 2025-04-28 17:59:00 |   作者: 安博体育买球

  压敏电阻是一种压敏电阻器 (VDR)。压敏电阻的电阻是可变的而且取决于所施加的电压。该词由“可变电阻器”的部分所组成。当电压添加时,它们的电阻减小。假如电压添加过多,它们的电阻会急剧下降。这种行为使它们合适在电压浪涌期间维护电路。电涌的原因或许包含雷击和静电放电。常见的 VDR 类型是金属氧化物压敏电阻或 MOV。

  压敏电阻对错线性二元半导体,其电阻跟着电压的添加而下降。压敏电阻器一般用作灵敏电路的浪涌按捺器。

  压敏电阻用具有非线性改变的电阻,取决于所施加的电压。在标称负载条件下,阻抗很高,但当超越电压阈值(击穿电压)时,阻抗会急剧下降到较低值。它们一般用于维护电路免受过高瞬态电压的影响。当电路遭受高压瞬变时,压敏电阻开端导通并将瞬变电压钳位到安全水平。传入浪涌的能量部分传导,部分吸收,然后维护电路。

  常见的类型是 MOV(金属氧化物变阻器)。它们由氧化锌 (ZnO) 颗粒的烧结基质构成。晶界供给 PN 结半导体特性,相似于二极管结。随机定向晶粒的矩阵能够与串联和并联的二极管的大型网络作比较。当施加低电压时,只要十分小的电流活动,这是由经过结的反向走漏引起的。但是,当施加超越击穿电压的高电压时,结会阅历雪崩击穿而且会流过大电流。这种行为导致非线性电流-电压特性。

  经过端子的电流 ( I ) 与端子间的电压 ( V )之间的联系一般由以下公式描绘:

  术语α描绘了非线性程度。下图显现了 MOV(高 α)和 SiC 压敏电阻(低 α)的特性曲线。

  重要的挑选参数包含钳位电压、峰值电流、脉冲能量、额外沟通/直流电压和待机电流。当用于通信线路时,杂散电容也是一个重要参数。高电容能够充任高频信号的滤波器或引起串扰,然后约束通信线路的可用带宽。

  压敏电阻可用于在 1-1000 微秒量级的高瞬态电压浪涌状况下供给短期维护。但是,它们不合适处理继续的浪涌。假如瞬态脉冲能量(以焦耳 (J) 为单位)显着超越额外值,它们或许会熔化、焚烧或爆破。

  MOV 在重复遭受浪涌时会降解。每次浪涌后,MOV 钳位电压都会略微下降;多少取决于 MOV 相对于脉冲的焦耳额外值。跟着钳位电压越来越低,或许的毛病形式是部分或彻底短路,其间钳位电压低于受维护线电压。这种状况有几率会使火灾。为防止火灾,它们一般与热熔断器串联,在过热时断开 MOV。为了约束退化,主张运用受维护电路答应的尽或许高的钳位电压,以约束浪涌的露出量。

  压敏电阻的非线性特性使其很合适用作浪涌维护器设备。高压瞬变源或许包含雷击、静电放电 (ESD) 或电机或变压器的感应放电。因而,压敏电阻常用于浪涌维护器插排中。具有低电容的特别类型可维护通信线路。这些 VDR 可用于多种运用,包含:

  金属氧化物压敏电阻 – 如上所述,MOV 是一种由氧化锌 (ZnO) 组成的非线性瞬态按捺器碳化硅压敏电阻——在 MOV 进入市场之前,这曾经是常见的类型。这些组件选用碳化硅 (SiC)。它们已大范围的运用在高功率、高电压运用。这些设备的缺陷是它们耗费很多的待机电流。因而,需求串联空隙来约束待机功耗。

  硒电池 – 这些按捺器运用硒整流器,可发生高能反向击穿电流。一些硒电池具有自愈特性,使其可接受高能放电。但是,它们不具备现代 MOV 的夹紧才能。

  齐纳二极管 – 一种使用硅整流器技能的瞬态按捺器材。它们有很稳定的钳位电压。齐纳二极管的首要缺陷是它们的能量耗散才能有限。

  Crowbar 设备 - Crowbar 设备可将浪涌短路至接地。这种短路将继续到电流低于某个十分低的水平。创立滞后或功率跟从作用。撬棍设备的示例有:

  气体放电管(GDT)或火花隙——这些设备在发生导电火花后才导通,缺陷是需求相对较长的时刻来触发,长处是载流才能大。

  晶闸管浪涌维护设备 (TSPD) - 具有与 GDT 相似的特性,但动作速度更快。