【技术贴】压敏电阻器在电路浪涌及瞬变防护应用分析 

分享 收藏 已有 65 次阅读  2017-04-21 15:34   标签压敏电阻器 

压敏电阻是一种具有瞬态电压仰制功能的限压型保护器件。利用器件特别敏感的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两级间,压敏电阻可以将电压箝位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。可以用来代替瞬态仰制二极管、齐纳二极管和电容器的组合。常用于过电压保护的压敏电阻有金属氧化物压敏电阻(MOV)和碳化硅(SiC)两类。压敏电阻两端正、反向都具有同二极管反向击穿相类似的伏安特性,当作用在其两端的电压达到一定数值后,电阻对电压十分敏感。

SOCAY硕凯MOV压敏电阻

  压敏电阻最显着的特点是非线性特性好,电压范围很宽,可从几伏到几千伏,吸收电涌电流可从几十安到几千安培,反应速度快,非线性指数大,无极性、无续流、使用寿命长且成本低,多用于直流电源、交流电源、低频信号线路和带馈电线路等。在手机、手提电脑、PDA、数字相机、医疗仪器等设备上,表面贴装压敏电阻应用最为广泛。

  压敏电阻器在电路浪涌和瞬变防护时的应用大致可分四种类型:

  1)在电源线之间和大地之间连接压敏电阻

  该压敏电阻的使用最具代表性。在电源线及长距离传输的信号线遇到雷击而使导线存在浪涌脉冲时对电子产品起到保护作用。通常线间接入的压敏电阻对线间的感应脉冲有效;而线与地间接入的压敏电阻对传输线和大地间的感应脉冲有效。若对线间连接与线地连接两种形式进行组合,则可对浪涌脉冲能起到更好的吸收作用。

  2)在负荷中的保护

  将压敏电阻器并联至感性负载两端,主要用于对感性负载突然开闭引起的感应脉冲进行吸收,防止元件受到破坏。一般来讲,将压敏电阻并联至感应负载即可,如果再考虑电流种类和能量大小的不同,与RC串联吸收电路合用更为理想。

  3)接点间的连接保护

  将保护压敏电阻器并联至被保护接点两端,可防止感应电荷将开关接点电弧烧坏的情况发生。

  4)保护半导体器件

  将压敏电阻两端并接至大功率的集电极、发射极两端,或者可控硅阳极和阴极两端,以限制电压低于被保护器件的耐压等级,这对半导体是一种非常有效的保护。

  在具体使用压敏电阻器时,如果电器设备耐压水平Vo较低,而浪涌能量又比较大,则可选择压敏电阻V1mA较低、片径较大的压敏电阻器;如Vo较高可选择压敏电压V1mA较高的压敏电阻器,这样既可以保护电器设备又能延长压敏电阻使用寿命。

  另外压敏电阻也可以与空气放电管、TVS瞬态电压抑制器组成综合浪涌保护器,以得到最佳的保护效果。上述器件可组成二级保护或三级保护,气体放电管一般放在线路输入端,做为一级浪涌保护器件,承受大的浪涌电流;二级保护器件采用压敏电阻,在μs(微妙)级时间范围内更快地响应;对于高灵敏度的电子线路,可以增加第三级TVS保护,在ps(皮秒)级时间范围内对浪涌电压产生响应。
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