KA_IX

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使用压敏电阻的一些经验方法(参数/计算)

2020-10-16 10:34:40 显示全部楼层
        “压敏电阻"是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,主要用于在电路承受过压时进行电压钳位,吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。压敏电阻在电路中,常用于电源过压保护和稳压。今天就来给大家分享一下在工作中使用压敏电阻的一些经验与方法。
        一、电路设计中需要了解的参数:
        1、压敏电压UN(U1mA):通常以在压敏电阻上通过1mA直流电流时的电压来表示其是否导通的标志电压,这个电压就称为压敏电压UN。压敏电压也常用符号U1mA表示。压敏电压的误差范围一般是±10%。在试验和实际使用中,通常把压敏电压从正常值下降10%作为压敏电阻失效的判据。
        2、最大持续工作电压UC:指压敏电阻能长期承受的最大交流电压(有效值)Uac或最大直流电压Udc。一般Uac≈0.64U1mA,Udc≈0.83U1mA
        3、最大箝位电压(限制电压)VC:最大箝位电压值是指给压敏电阻施加规定的8/20μs波冲击电流IX(A)时压敏电阻上呈现的电压。
        4、漏电流Il:给压敏电阻施加最大直流电压Udc时流过的电流。测量漏电流时,通常给压敏电阻加上Udc=0.83U1mA的电压(有时也用0.75U1mA)。一般要求静态漏电流Il≤20μA(也有要求≤10μA的)。在实际使用中,更关心的不是静态漏电流值本身的大小,而是它的稳定性,即在冲击试验后或在高温条件下的变化率。在冲击试验后或在高温条件下其变化率不超过一倍,即认为是稳定的。
        5、通流容量kA:通流容量也称通流量,是指在规定的条件(规定的时间间隔和次数,施加标准的冲击电流)下,允许通过压敏电阻器上的最大脉冲(峰值)电流值。
        6、 静态电容量PF:指压敏电阻器本身固有的电容容量。
        二、方法及步骤
        1、压敏电压的计算:
        U1mA=KUac 式中:K为与电源质量有关的系数,一般取K=(2~3),电源质量较好的城市可取小些,电源质量较差的农村(特别是山区)可取大些。Uac为交流电源电压有效值。对于220V~240V交流电源防雷器,应选用压敏电压为470V~620V的压敏电阻较合适。选用压敏电压高一点的压敏电阻,可以降低故障率,延长使用寿命,但残压略有增大。
       

        2、标称放电电流的计算:
        压敏电阻的标称放电电流应大于要求承受的浪涌电流或每年可能出现的最大浪涌电流。标称放电电流应按压敏电阻浪涌寿命次数定额曲线中冲击10次以上的数值进行计算,约为最大冲击通流量的30%(即0.3 IP)左右
       

        3、压敏电阻的并联:
        当一个压敏电阻满足不了标称放电电流的要求时,应采用多个压敏电阻并联使用。有时为了降低限制电压,即使标称放电电流满足要求也采用多个压敏电阻并联。要特别注意的是,压敏电阻并联使用时,一定要严格挑选参数一致的(例如:ΔU1mA≤3V,Δα≤3)进行配对,以保证电流的均匀分配。
       

        三、注意事项
        选用压敏电阻器前,应先了解以下相关技术参数:标称电压是指在规定的温度和直流电流下,压敏电阻器两端的电压值。漏电流是指在25℃条件下,当施加最大连续直流电压时,压敏电阻器中流过的电流值。等级电压是指压敏电阻中通过8/20等级电流脉冲时在其两端呈现的电压峰值。通流量是表示施加规定的脉冲电流(8/20μs)波形时的峰值电流。浪涌环境参数包括最大浪涌电流Ipm(或最大浪涌电压Vpm和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脉冲宽度Tt、相邻两次浪涌的最小时间间隔Tm以及在压敏电阻器的预定工作寿命期内,浪涌脉冲的总次数N等。
        一般地说,压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用,在正常情况下,压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压,即使在电源波动情况最坏时,也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压,该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用,压敏电压值应大于实际电路的电压值,一般应使用下式进行选择:VmA=av/bc式中:a为电路电压波动系数;v为电路直流工作电压(交流时为有效值);b为压敏电压误差;c为元件的老化系数,;这样计算得到的VmA实际数值是直流工作电压的1.5倍,在交流状态下还要考虑峰值,因此计算结果应扩大1.414倍。
        温度保险管应与压敏电阻有良好的热耦合,当压敏电阻失效(高阻抗短路)时,它所产生的热量把温度保险管熔断,使失效的压敏电阻与电路分离,确保设备的安全。当较高的工频暂时过电压作用在压敏电阻上时,可能使压敏电阻瞬间击穿短路(低阻抗短路),而温度保险管还来不及熔断,还可能起火。为避免这种现象发生,可在每个压敏电阻上再串联一个耐冲击工频保险丝(单用工频保险丝则在老化失效时可能不熔断)。

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