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片式壓敏電阻器(VARISTOR)是壓敏電阻器的一種.它是用氧化鋅非線性電阻元件作為核心而制成的電沖擊保護(hù)器件。氧化鋅非線性電阻元件是以氧化鋅( zn0 )為主體材料,添加多種其他微量元素,用陶瓷工藝制成的化合物半導(dǎo)體元件。它的基本特性是電流一電壓關(guān)系的非線性。當(dāng)加在它兩端的電壓低于某個(gè)閥電壓,即"壓敏電壓"時(shí),它的電阻值極大,為兆歐級(jí);而當(dāng)加在它兩端的電壓超過(guò)壓敏電壓后,電阻值隨電壓的增高急速下降,可小到歐姆級(jí)、毫歐姆級(jí)。壓敏電阻器與普通電阻器不同,普通電阻器遵守歐姆定律,而片式壓敏電阻器的電壓與電流則呈特殊的非線性關(guān)系。當(dāng)片式壓敏電阻器兩端所加電壓低于標(biāo)稱額定電壓值時(shí),其電阻值接近無(wú)窮大,內(nèi)部幾乎無(wú)電流流過(guò)。當(dāng)片式壓敏電阻器兩端電壓略高于標(biāo)稱額定電壓時(shí),它將被迅速擊穿導(dǎo)通,并由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài),工作電流也急劇增大。當(dāng)其兩端電壓低于標(biāo)稱額定電壓時(shí),片式壓敏電阻器又能恢復(fù)為高阻狀態(tài)。當(dāng)壓敏電阻器兩端電壓超過(guò)其最大限制電壓時(shí),壓敏電阻器將完全擊穿損壞,無(wú)法再自行恢復(fù)。一般而言,片式壓敏電阻器的制作工藝流程如下:疊層,切割,排膠,燒結(jié),倒角,涂敷,端電極,電鍍.

片式壓敏電阻器廣泛地應(yīng)用在家用電器及其它電子產(chǎn)品中,起過(guò)電壓保護(hù)、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪、保護(hù)半導(dǎo)體元器件等作用。

片式壓敏電阻器的主要參數(shù)有:標(biāo)稱電壓、電壓比、最大控制電壓、殘壓比、通流容量、漏電流、電壓溫度系數(shù)、電流溫度系數(shù)、電壓非線性系數(shù)、絕緣電阻、靜態(tài)電容等。

1、壓敏電壓(VARISTOR VOLTAGE):

MYG05K規(guī)定通過(guò)的電流為0.1mA,MYG07K、MYG10K、MYG14K、MYG20K標(biāo)稱電壓是指通過(guò)1mA直流電流時(shí),壓敏電阻器兩端的電壓值。

所謂壓敏電壓,即擊穿電壓或閾值電壓。指在規(guī)定電流下的電壓值,大多數(shù)情況下用1mA直流電流通入壓敏電阻器時(shí)測(cè)得的電壓值,其產(chǎn)品的壓敏電壓范圍可以從10-9000V不等。可根據(jù)具體需要正確選用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp為電路額定電壓的峰值。VAC為額定交流電壓的有效值。ZnO壓敏電阻的電壓值選擇是至關(guān)重要的,它關(guān)系到保護(hù)效果與使用壽命。如一臺(tái)用電器的額定電源電壓為220V,則壓敏電阻電壓值V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V,因此壓敏電阻的擊穿電壓可選在470-480V之間。

2、最大允許電壓(最大限制電壓 MAXIMUM ALLOWABLE VOLTAGE):

此電壓分交流和直流兩種情況,如為交流,則指的是該壓敏電阻所允許加的交流電壓的有效值,以ACrms表示,所以在該交流電壓有效值作用下應(yīng)該選用具有該最大允許電壓的壓敏電阻,實(shí)際上V1mA與ACrms間彼此是相互關(guān)聯(lián)的,知道了前者也就知道了后者,不過(guò)ACrms對(duì)使用者更直接,使用者可根據(jù)電路工作電壓,可以直接按ACrms來(lái)選取合適的壓敏電阻。在交流回路中,應(yīng)當(dāng)有:min(U1mA) ≥(2.2~2.5)Uac,式中Uac為回路中的交流工作電壓的有效值。上述取值原則主要是為了保證壓敏電阻在電源電路中應(yīng)用時(shí),有適當(dāng)?shù)陌踩�裕度。�?duì)直流而言在直流回路中,應(yīng)當(dāng)有:min(U1mA) ≥(1.6~2)Udc,式中Udc為回路中的直流額定工作電壓。在信號(hào)回路中時(shí),應(yīng)當(dāng)有:min(U1mA)≥(1.2~1.5)Umax,式中Umax為信號(hào)回路的峰值電壓。壓敏電阻的通流容量應(yīng)根據(jù)防雷電路的設(shè)計(jì)指標(biāo)來(lái)定。一般而言,壓敏電阻的通流容量要大于等于防雷電路設(shè)計(jì)的通流容量。

3、通流容量( Imax (8/20us)):

通流容量也稱通流量,是指在規(guī)定的條件(以規(guī)定的時(shí)間間隔和次數(shù),施加標(biāo)準(zhǔn)的沖擊電流)下,允許通過(guò)壓敏電阻器上的最大脈沖(峰值)電流值。一般過(guò)壓是一個(gè)或一系列的脈沖波。實(shí)驗(yàn)壓敏電阻所用的沖擊波有兩種,一種是為8/20μs波,即通常所說(shuō)的波頭為8μs波尾時(shí)間為20μs的脈沖波,另外一種為2ms的方波.

所謂通流容量,即最大脈沖電流的峰值是環(huán)境溫度為25℃情況下,對(duì)于規(guī)定的沖擊電流波形和規(guī)定的沖擊電流次數(shù)而言,壓敏電壓的變化不超過(guò)± 10%時(shí)的最大脈沖電流值。為了延長(zhǎng)器件的使用壽命,ZnO壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應(yīng)小于手冊(cè)中給出的產(chǎn)品最大通流量。然而從保護(hù)效果出發(fā),要求所選用的通流量大一些好。在許多情況下,實(shí)際發(fā)生的通流量是很難精確計(jì)算的,則選用2-20KA的產(chǎn)品。如手頭產(chǎn)品的通流量不能滿足使用要求時(shí),可將幾只單個(gè)的壓敏電阻并聯(lián)使用,并聯(lián)后的壓敏電不變,其通流量為各單只壓敏電阻數(shù)值之和。要求并聯(lián)的壓敏電阻伏安特性盡量相同,否則易引起分流不均勻而損壞壓敏電阻。

4、最大限制電壓(CLAMPING VOLTAGE (MAX.)):

最大限制電壓是指壓敏電阻器兩端所能承受的最高電壓值,它表示在規(guī)定的沖擊電流Ip通過(guò)壓敏電阻時(shí)次兩端所產(chǎn)生的電壓此電壓又稱為殘壓,所以選用的壓敏電阻的殘壓一定要小于被保護(hù)物的耐壓水平Vo,否則便達(dá)不到可靠的保護(hù)目的,通常沖擊電流Ip值較大,例如2.5A或者10A,因而壓敏電阻對(duì)應(yīng)的最大限制電壓Vc相當(dāng)大,例如MYG7K471其Vc=775(Ip=10A時(shí))。

5、最大能量(能量耐量):

壓敏電阻所吸收的能量通常按下式計(jì)算W=kIVT(J)

其中I——流過(guò)壓敏電阻的峰值

V——在電流I流過(guò)壓敏電阻時(shí)壓敏電阻兩端的電壓

T——電流持續(xù)時(shí)間

k——電流I的波形系數(shù)

對(duì):

2ms的方波 k=1

8/20μs波 k=1.4

10/1000μs k=1.4

壓敏電阻對(duì)2ms方波,吸收能量可達(dá)330J每平方厘米;對(duì)8/20μs波,電流密度可達(dá)2000A每立方厘米,這表明他的通流能力及能量耐量都是很大的

一般來(lái)說(shuō)壓敏電阻的片徑越大,它的能量耐量越大,耐沖擊電流也越大,選用壓敏電阻時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)常遇到能量較小、但出現(xiàn)頻率次數(shù)較高的過(guò)電壓,如幾十秒、一兩分鐘出現(xiàn)一次或多次的過(guò)電壓,這時(shí)就應(yīng)該考慮壓敏電阻所能吸收的平均功率。

6、電壓比: 電壓比是指壓敏電阻器的電流為1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值與壓敏電阻器的電流為0.1mA時(shí)產(chǎn)生的電壓值之比。

7、額定功率: 在規(guī)定的環(huán)境溫度下所能消耗的最大功率。

8、最大峰值電流 ( SURGE CURRENT (8/20μs) ):

一次以8/20μs標(biāo)準(zhǔn)波形的電流作一次沖擊的最大電流值,此時(shí)壓敏電壓變化率仍在±10%以內(nèi)。2次:以8/20μs標(biāo)準(zhǔn)波形的電流作兩次沖擊的最大電流值,兩次沖擊時(shí)間間隔為5分鐘,此時(shí)壓敏電壓變化率仍在±10%以內(nèi)。

9、殘壓比: 流過(guò)壓敏電阻器的電流為某一值時(shí),在它兩端所產(chǎn)生的電壓稱為這一電流值的殘壓。殘壓比則為殘壓與標(biāo)稱電壓之比。

10、漏電流: 漏電流又稱等待電流,是指壓敏電阻器在規(guī)定的溫度和最大直流電壓下,流過(guò)壓敏電阻器的電流。

11、電壓溫度系數(shù): 電壓溫度系數(shù)是指在規(guī)定的溫度范圍(溫度為20~70℃)內(nèi),壓敏電阻器標(biāo)稱電壓的變化率,即在通過(guò)壓敏電阻器的電流保持恒定時(shí),溫度改變1℃時(shí)壓敏電阻兩端的相對(duì)變化。

12、電流溫度系數(shù): 電流溫度系數(shù)是指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時(shí),溫度改變1℃時(shí),流過(guò)壓敏電阻器電流的相對(duì)變化。

13、電壓非線性系數(shù): 電壓非線性系數(shù)是指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下,其靜態(tài)電阻值與動(dòng)態(tài)電阻值之比。

14、絕緣電阻: 絕緣電阻是指壓敏電阻器的引出線(引腳)與電阻體絕緣表面之間的電阻值。

15、靜態(tài)電容: 靜態(tài)電容是指壓敏電阻器本身固有的電容容量。

壓敏電阻雖然能吸收很大的浪涌電能量,但不能承受毫安級(jí)以上的持續(xù)電流,在用作過(guò)壓保護(hù)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。壓敏電阻的選用,一般選擇標(biāo)稱壓敏電壓V1mA和通流容量?jī)蓚�(gè)參數(shù)。