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压敏电阻的应用

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sinasun|  楼主 | 2023-2-16 21:07 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 sinasun 于 2023-2-18 15:42 编辑

一般电阻是具有伏安特性,符合欧姆定律。但压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻特性,压敏电阻简称VDR。主要用于在电阻承受过压的时候,将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后极电路的保护。
压敏电阻的特点是当加在压敏电阻上面的电压低于它的阈值时,流过它的电流小,相当于一只关死的阀门,也就是等效为一个阻值无穷大的电阻,类似处于断开的开关。当电压超过阈值时,它的阻值变小,就就又类似一个闭合的开关。这样就使得流过它的电流激增而对其它电路的影响变化不大从而减小过电压对后续敏感电路的影响。利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害。压敏电阻是半导体电阻器的一个品种,一般响应时间为ns级。比气体放电管要快,但是比TVS管要稍微慢一些。
常用的压敏电阻的应用范围有:电源系统,安防系统,电动机保护,汽车电子系统,家用电器中使用。压敏电阻这个器件之所以被发明出来,主要是为了在雷击的发生的时候,防护器件的。雷电的存在是不以人的意志为转移的,对于这个意外产生的电源,既然利用不了它,但是总不能被其所害。由于雷电产生的高压高能量具有瞬间性,那么必然要求防护器件也具有这样的响应特性。压敏电阻也就应运而生了。因此压敏电阻有“防雷神器”的美誉。在电路中一般接在电源L线和N线之间,下图的压敏电阻表示只要电压超过470V,就会动作,呈现低阻抗的特性,进行钳位电压。将过高的电压拉低。大量的雷击能量都会从压敏电阻流过,被压敏电阻吸收了,以热能形式散发了。通过这样的方式,就实现了对负载的保护。
对于为什么压敏电阻具有加压后,阻值变小的特性。就是要看压敏电阻内部是氧化锌颗粒特性,它的内部结构是使用陶瓷工艺制作而成。
而在微观中,它包含了氧化锌的晶粒和晶界。简单来说,氧化锌是压敏电阻重要的组成部分。而重点的是,氧化锌在压敏电阻中的作用表现为:氧化锌晶粒的自身电阻很低,但是在颗粒和颗粒的晶界层的电阻率非常高,相接触的两个晶粒之间形成一个相当于齐纳二极管的势垒(类似稳压管的特性),这就是一个压敏电阻单元,一般每个单元击穿电压大约为3.5V而压敏电阻的基体就是由很多个电阻单元串联和并联构成。串联的单元越多,其击穿电压就超高,基片的横截面积就越大,其通流容量也越大。也就是说,氧化锌就是压敏电阻组成的主要材料,一款好的氧化锌,不仅在压敏电阻中起到重要的作用,更能发挥其“保驾护航”的效果。
虽然压敏电阻类似齐纳二极管的特性,但压敏电阻在工作时,每个压敏电阻单元都是在承受浪涌电能量,而不是像齐纳二极管那样只是结区承受电功率,这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。

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王栋春 2023-2-16 22:05 回复TA
复习一下相关知识,多谢楼主分享。 

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