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什么是壓敏電阻?

技術中心

Technology

什么是壓敏電阻?

分類:
電源技術
作者:
廣州市愛浦電子科技有限公司
來源:
原創
發布時間:
2020/08/19
瀏覽量

壓敏電阻(MOV)是以氧化鋅(ZnO) 為主要成分的非線性電阻元件,該元件浪涌電流耐量及非線性系數非常大,在閥值電壓以下時,電阻非常高,幾乎沒有電流流過,如果超過該閥值電壓,電阻急劇降低,可以泄放大電流,由于這種特性,作為電子、電氣設備的保護元件,對異常電壓的吸收,雷擊浪涌的吸收等發揮著很大的作用。
壓敏電阻一般并聯在電路中使用,當電阻兩端的電壓發生急劇變化時,電阻短路將電流保險絲熔斷,起到保護作用。壓敏電阻在電路中,常用于電源過壓保護和穩壓。
 
壓敏電阻的參數
1壓敏電壓UN(U1mA):通常以在壓敏電阻上通過1mA直流電流時的電壓來表示其是否導通的標志電壓,這個電壓就稱為壓敏電壓UN。壓敏電壓也常用符號U1mA表示。壓敏電壓的誤差范圍一般是±10%。在試驗和實際使用中,通常把壓敏電壓從正常值下降10%作為壓敏電阻失效的判據
2最大持續工作電壓UC:指壓敏電阻能長期承受的最大交流電壓(有效值)Uac或最大直流電壓Udc。一般Uac≈0.64U1mA,Udc≈0.83U1mA
3最大箝位電壓(限制電壓)VC:最大箝位電壓值是指給壓敏電阻施加規定的8/20μs波沖擊電流IX(A)時壓敏電阻上呈現的電壓。
4漏電流Il:給壓敏電阻施加最大直流電壓Udc時流過的電流。測量漏電流時,通常給壓敏電阻加上Udc=0.83U1mA的電壓(有時也用0.75U1mA)。一般要求靜態漏電流Il≤20μA(也有要求≤10μA的)。在實際使用中,更關心的不是靜態漏電流值本身的大小,而是它的穩定性,即在沖擊試驗后或在高溫條件下的變化率。在沖擊試驗后或在高溫條件下其變化率不超過一倍,即認為是穩定的
5沖擊電流及重復沖擊次數
 
使用意事項
1壓敏電壓的計算:
  一般可用下式計算:U1mA=KUac式中:K為與電源質量有關的系數,一般取K=(2~3),電源質量較好的城市可取小些,電源質量較差的農村(特別是山區)可取大些。Uac為交流電源電壓有效值。對于220V~240V交流電源防雷器,應選用壓敏電壓為470V~620V的壓敏電阻較合適。選用壓敏電壓高一點的壓敏電阻,可以降低故障率,延長使用壽命,但殘壓略有增大
2標稱放電電流的計算:
  壓敏電阻的標稱放電電流應大于要求承受的浪涌電流或每年可能出現的最大浪涌電流。標稱放電電流應按壓敏電阻浪涌壽命次數定額曲線中沖擊10次以上的數值進行計算,約為最大沖擊通流量的30%(即0.3IP)左右
3壓敏電阻的并聯:
  當一個壓敏電阻滿足不了標稱放電電流的要求時,應采用多個壓敏電阻并聯使用。有時為了降低限制電壓,即使標稱放電電流滿足要求也采用多個壓敏電阻并聯。要特別意的是,壓敏電阻并聯使用時,一定要嚴格挑選參數一致的(例如:ΔU1mA≤3V,Δα≤3)進行配對,以保證電流的均勻分配
4注意事項
 
  溫度保險管應與壓敏電阻有良好的熱耦合,當壓敏電阻失效(高阻抗短路)時,它所產生的熱量把溫度保險管熔斷,使失效的壓敏電阻與電路分離,確保設備的安全。當較高的工頻暫時過電壓作用在壓敏電阻上時,可能使壓敏電阻瞬間擊穿短路(低阻抗短路),而溫度保險管還來不及熔斷,還可能起火。為避免這種現象發生,可在每個壓敏電阻上再串聯一個耐沖擊工頻保險絲(單用工頻保險絲則在老化失效時可能不熔斷)
 
  由于壓敏電阻(MOV)具有較大的寄生電容,用在交流電源系統,會產生可觀的泄漏電流,性能較差的壓敏電阻使用一段時間后,因泄漏電流變大可能會發熱自爆。為解決這一問題在壓敏電阻之間串入氣體放電管。如上圖 中,將壓敏電阻與氣體放電管串聯,由于氣體放電管寄生電容很小,可使串聯支路的總電容減至幾個pF。在這個支路中,氣體放電管將起一個開關作用,沒有暫態電壓時,它能將壓敏電阻與系統隔開,使壓敏電阻幾乎無泄漏電流。但這又帶來了缺點就是反應時間為各器件的反應時間之和。例如壓敏電阻的反應時間為25ns,氣體放電管的反應時間為100ns,則 R2、G、R3 的反應時間為150ns,為改善反應時間加入R1 壓敏電阻,這樣可使反應時間為25ns。
  防浪涌或防瞬變干擾常用的器件有氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和固體放電管幾種,以及它們的組合。在交流電源防雷電干擾電路及其裝置一般是氣體放電管和壓敏電阻的組合。

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