2、壓敏電阻
壓敏電阻是一種具有瞬態(tài)電壓仰制功能的限壓型保護(hù)器件。利用器件特別敏感的非線性特性,當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩級間,壓敏電阻可以將電壓箝位到一個相對固定的電壓值,從而實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)??梢杂脕泶嫠矐B(tài)仰制二極管、齊納二極管和電容器的組合。常用于過電壓保護(hù)的壓敏電阻有金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和碳化硅(SiC)兩類。壓敏電阻兩端正、反向都具有同二極管反向擊穿相類似的伏安特性,當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后,電阻對電壓十分敏感。
壓敏電阻最顯著的特點(diǎn)是非線性特性好,電壓范圍很寬,可從幾伏到幾千伏,吸收電涌電流可從幾十安到幾千安培,反應(yīng)速度快,非線性指數(shù)大,無極性、無續(xù)流、使用壽命長且成本低,多用于直流電源、交流電源、低頻信號線路和帶饋電線路等。在手機(jī)、手提電腦、PDA、數(shù)字相機(jī)、醫(yī)療儀器等設(shè)備上,表面貼裝壓敏電阻應(yīng)用最為廣泛。
壓敏電阻器在電路浪涌和瞬變防護(hù)時的應(yīng)用大致可分四種類型:
1)在電源線之間和大地之間連接壓敏電阻
該壓敏電阻的使用最具代表性。在電源線及長距離傳輸?shù)男盘柧€遇到雷擊而使導(dǎo)線存在浪涌脈沖時對電子產(chǎn)品起到保護(hù)作用。通常線間接入的壓敏電阻對線間的感應(yīng)脈沖有效;而線與地間接入的壓敏電阻對傳輸線和大地間的感應(yīng)脈沖有效。若對線間連接與線地連接兩種形式進(jìn)行組合,則可對浪涌脈沖能起到更好的吸收作用。
2)在負(fù)荷中的保護(hù)
將壓敏電阻器并聯(lián)至感性負(fù)載兩端,主要用于對感性負(fù)載突然開閉引起的感應(yīng)脈沖進(jìn)行吸收,防止元件受到破壞。一般來講,將壓敏電阻并聯(lián)至感應(yīng)負(fù)載即可,如果再考慮電流種類和能量大小的不同,與R– C串聯(lián)吸收電路合用更為理想。
3)接點(diǎn)間的連接保護(hù)
將保護(hù)壓敏電阻器并聯(lián)至被保護(hù)接點(diǎn)兩端,可防止感應(yīng)電荷將開關(guān)接點(diǎn)電弧燒壞的情況發(fā)生。
4)保護(hù)半導(dǎo)體器件
將壓敏電阻兩端并接至大功率的集電極、發(fā)射極兩端,或者可控硅陽極和陰極兩端,以限制電壓低于被保護(hù)器件的耐壓等級,這對半導(dǎo)體是一種非常有效的保護(hù)。
在具體使用壓敏電阻器時,如果電器設(shè)備耐壓水平Vo較低,而浪涌能量又比較大,則可選擇壓敏電阻V1mA較低、片徑較大的壓敏電阻器;如Vo較高可選擇壓敏電壓V1mA較高的壓敏電阻器,這樣既可以保護(hù)電器設(shè)備又能延長壓敏電阻使用壽命。
另外壓敏電阻也可以與空氣放電管、TVS瞬態(tài)電壓抑制器組成綜合浪涌保護(hù)器,以得到最佳的保護(hù)效果。上述器件可組成二級保護(hù)或三級保護(hù),氣體放電管一般放在線路輸入端,做為一級浪涌保護(hù)器件,承受大的浪涌電流;二級保護(hù)器件采用壓敏電阻,在μs(微妙)級時間范圍內(nèi)更快地響應(yīng);對于高靈敏度的電子線路,可以增加第三級TVS保護(hù),在ps(皮秒)級時間范圍內(nèi)對浪涌電壓產(chǎn)生響應(yīng)。
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