5点看压敏电阻和TVS的区别
eeskill 2022-06-23

一、压敏电阻简介

“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。英文名称叫“VoltageDependentResistor”简写为“VDR”,或者叫做“Varistor”。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。现在大量使用的“氧化锌”(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素锌(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。在中国台湾,压敏电阻器称为“突波吸收器”,有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。

压敏电阻工作原理:

当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时,流过它的电流极小,它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说,当加在它上面的电压低于其阈值时,它相当于一个断开状态的开关。

当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时,流过它的电流激增,它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说,当加在它上面的电压高于其阈值时,它相当于一个闭合状态的开关。

压敏电阻的优点:

各种直径尺寸:SMD、5mm、7mm、10mm、14mm、20mm、25mm、32mm、34mm、40mm、53mm

广泛的可变电阻电压范围:18V-1800V

多种浪涌承受能力:标准、高浪涌、超高浪涌

大电流处理和能量吸收能力

单体通流量可达到70KA甚至更高

快反应时间

低泄露电流

多种引线形式:直、弯和其他特殊引线类型

多种包装形式:散装、卷装包装、卷包装

压敏电阻的作用:

压敏电阻最大的优势是当出现压敏电阻本身的阀值大于外部给予它的电压时,电路中的电流流动值很小,它本身的阀门就会相当于一个不能工作的阀门,当电压增大时,电路中的电阻值减小,电流从而增加,最终减小了电压对电路的影响程度。通过这个作用,我们可以保护压敏电阻中的电路,防止电路受到电压的影响,使电压的值不会变化太大。

二、TVS简介

TVS(TransientVoltageSuppressor)二极管,又称为瞬态抑制二极管,是普遍使用的一种新型高效电路保护器件,它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时,TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,把它的两端电压箝制在一个预定的数值上,从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

TVS特性:

TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点,已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表(电度表),RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。

TVS的参数:

①最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。

VWM是TVS最大连续工作的直流或脉冲电压,当这个反向电压加入TVS的两极间时,它处于反向关断状态,流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。

②最小击穿电压VBR和击穿电流IR

VBR是TVS最小的雪崩电压。25℃时,在这个电压之前,TVS是不导通的。当TVS流过规定的1mA电流(IR)时,加入TVS两极间的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS的VBR与标准值的离散程度,可把TVS分为±5%VBR和平共处±10%VBR两种。对于±5%VBR来说,VWM=0.85VBR;对于±10%VBR来说,VWM=0.81VBR。

③最大箝拉电压VC和最大峰值脉冲电流IPP

当持续时间为20微秒的脉冲峰值电流IPP流过TVS时,在其两极间出现的最大峰值电压为VC。它是串联电阻上和因温度系数两者电压上升的组合。VC、IPP反映了TVS器件的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子,一般在1.2~1.4之间。

④电容量C

电容量C是TVS雪崩结截面决定的、在特定的1MHZ频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C过大将使信号衰减。因此,C是数据接口电路选用TVS的重要参数。

⑤最大峰值脉冲功耗PM

PM是TVS能承受的最大峰值脉冲耗散功率。其规定的试验脉冲波形和各种TVS的PM值,请查阅有关产品手册。在给定的最大箝位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流的承受能力越大;在给定的功耗PM下,箝位电压VC越低,其浪涌电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%,如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的“累积”,有可能使TVS损坏。

⑥箝位时间TC

TC是从零到最小击穿电压VBR的时间。对单极性TVS小于1&TImes;10-12秒;对双极性TVS小于是1&TImes;10-11秒。

TVS的应用:

TVS主要用于对电路元件进行快速过电压保护。它能“吸收”功率高达数千瓦的浪涌信号。TVS具有体积小、功率大、响应快、无噪声、价格低等诸多优点,它的应用十分广泛,如:家用电器;电子仪器;仪表;精密设备;计算机系统;通讯设备;RS232、485及CAN等通讯端口;ISDN的保护;I/O端口;IC电路保护;音、视频输入;交、直流电源;电机、继电器噪声的抑制等各个领域。它可以有效地对雷电、负载开关等人为操作错误引起的过电压冲击起保护作用

三、压敏电阻和tvs的区别

1.压敏电阻具有尺寸小,不占空间,成本低等因数.而TVS钳制电压比较低,但价格较高。

2.压敏电阻能承受更大的浪涌电流,而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大,最大可达几十kA到上百kA;但压敏电阻的非线性特性较差,大电流时限制电压较高,低电压时漏电流较大。

3.TVS管的非线性特性和稳压管一样,击穿前漏电流很小,击穿后是标准的稳压特性,比起压敏电阻来TVS管最大箝位电压偏离击穿电压较小,优于压敏电阻,但通流能力比压敏电阻较小。

4.从反应速度来看,TVS管的反应速度很快,为ps级,而压敏电阻反应速度较慢,为ns级。另外,两者的电容都较大(TVS管也有低电容产品)。

5.TVS管的可靠性高,不易劣化,使用寿命长。而压敏电阻的可靠性较差,易老化,使用寿命较短。

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