压敏电阻的类型与应用

发布时间：2018-10-12 文章来源：敏创原创点击次数：次

压敏电阻是电压相关电阻（VDR）。一个的电阻变阻器是可变的并且取决于所施加的电压。这个词由“ 可变电阻器 ” 这个词组成。当电压增加时，它们的电阻会降低。在电压过高的情况下，它们的电阻会急剧下降。这种行为使它们适合在电压浪涌期间保护电路。浪涌的原因可能包括雷击和静电放电。最常见的VDR类型是金属氧化物变阻器或MOV。

　　定义

　　压敏电阻是非线性双元件半导体，随着电压的增加会降低电阻。电压相关电阻通常用作敏感电路的浪涌抑制器。

　　封装

　　以下是经常遇到的不同封装的一些示例。块封装用于更高的额定功率。

圆盘

块

径向引导

轴向引线

　　特点：

　　电压相关电阻器具有非线性变化电阻，取决于所施加的电压。在额定负载条件下阻抗很高，但是当超过电压阈值(击穿电压)时，阻抗会急剧下降到一个低值。它们通常用于保护电路免受过大的瞬态电压影响。当电路暴露在高压瞬态时，压敏电阻开始导通并将瞬态电压钳位到安全水平。输入浪涌的能量部分传导并部分吸收，保护电路。

　　最常见的类型是MOV或金属氧化物压敏电阻。它们由氧化锌(ZnO)晶粒的烧结基质构成。晶界提供PN结半导体特性，类似于二极管结。随机取向的晶粒矩阵可以与串联和并联的大型二极管网络进行比较。当施加低电压时，仅通过结的反向泄漏引起非常小的电流流动。然而，当施加超过击穿电压的高电压时，结经历雪崩击穿并且可以流过大电流。这种行为导致非线性电流 - 电压特性。

电流(I)到端子之间的电压(V)之间的关系通常用下式描述：

$I=k imes V^lpha$

术语α描述了非线性程度。图1显示了MOV（高α）和SiC压敏电阻（低α）的特性曲线。

　　重要的选择参数是钳位电压，峰值电流，最大脉冲能量，额定AC / DC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。高电容可以充当高频信号的滤波器或引起串扰，限制通信线路的可用带宽。

　　在1-1000微秒量级的高瞬态电压浪涌的情况下，压敏电阻可用于短时间保护。然而，它们不适合处理持续的浪涌。如果以焦耳(J)为单位的瞬态脉冲能量过高且明显超过绝对最大额定值，则它们会熔化，燃烧或爆炸。

　　MOV在暴露于反复浪涌时会降解。每次浪涌后，MOV的钳位电压会稍微降低，多少取决于MOV相对于脉冲的焦耳等级。随着钳位电压越来越低，当钳位电压低于受保护的线电压时，可能的故障模式是部分或完全短路。这种情况可能导致火灾。为了防止火灾，它们通常与热熔丝串联连接，在过热的情况下断开MOV。为了限制降级，建议使用与受保护电路允许的高钳位电压，以限制浪涌的暴露量。

　 应用范围：

　　压敏电阻的非线性特性使其成为浪涌保护装置的理想选择。高压瞬变源可以是例如雷击，静电放电或来自电动机或变压器的感应放电。它们例如经常用在电涌保护器电源板中。具有低电容的特殊类型可保护通信线路。这些VDR适用于各种应用，包括：

电话和其他通信线路保护
无线电通信设备瞬态抑制
电涌保护器电源板
有线电视系统电涌保护器
电源保护
微处理器保护
电子设备保护
低压板级保护
瞬态电压浪涌抑制器（TVSS）
汽车电子保护
工业高能交流保护

类型

最重要的类型是：

金属氧化物压敏电阻 - 上面描述的MOV是一种由氧化锌（ZnO）组成的非线性瞬态抑制器
碳化硅压敏电阻 - 这曾经是MOV进入市场之前最常见的类型。这些组件使用碳化硅（SiC）。它们已广泛用于高功率，高压应用。这些器件的缺点是它们消耗了大量的待机电流，因此需要一系列间隙来限制待机功耗。

替代类型的浪涌抑制装置包括：

硒电池 - 这些抑制器使用硒整流器，允许高能反向击穿电流。一些硒细胞具有密封愈合特性，可以承受高能量放电。然而，它们没有现代MOV的夹紧能力。
齐纳二极管 - 采用硅整流技术的瞬态抑制器件。它们具有非常恒定的电压钳位能力。这些部件的主要缺点是它们具有有限的能量耗散能力。
撬棍装置 - 撬棒装置使浪涌对地短路，这种短路将持续到电流低于某一非常低的水平。创建滞后或电源跟随效果。撬棍装置的示例是：
- 气体放电管（GDT）或火花隙 - 这些器件在产生导电火花后导通，缺点是它们需要相对长的时间来触发，其优点是具有大的载流能力。
- 晶闸管浪涌保护装置（TSPD） - 具有与GDT类似的特性，但可以更快地动作。