一、什么是压敏电阻

       压敏电阻(Voltage Dependent Resistor,VDR),是一种具有非线性伏安特性的电压敏感元件,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后级电路。

       保护原理:当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时,相当于一个小电容;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,内阻急剧下降并导通,压敏电阻与电路并联使用,从而保护后级电路不被高电压损坏。

       保护原理听起来是不是有点熟悉,这和我们前面文章所提到的TVS管有点相似,那我们也可以结合加深理解。

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 二、压敏电阻参数解读 ​

       个人一直觉得,脱离实际看理论都有点虚,那我们废话不多说,直接看手册,以Vishay的一款压敏电阻为例。

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       1、压敏电压(Varistor Voltag):即击穿电压或阈值电压,一般是在1ma时测量的电压;

       2、工作电压(Maximum Allowable Voltag):应用在电路上允许长时间加在器件两端的有效工作电压,AC与DC之间可以按照1.2倍换算;

       3、最大通流量(Maximum Peak Current):冲击电流下,通过器件的最大电流,图中手册的意思是以脉冲电流(8/20us波形)冲击压敏电阻器一次或两次(每次间隔5分钟),压敏电压变化仍能满足要求的最大冲击电流;

       4、钳位电压(Clamping Voltag):可以理解为器件导通后两端最高电压,通常也叫残压;

       5、静态结电容(Capacitanc):指器件本身固有的电容,一般是在1kHz条件下测量;

       6、额定功率(Rate Power):指压敏电阻能够承受规定波形的冲击电流冲击一次的最大能量;

       7、其他参数:如最大能量、工作温度、封装等。

三、压敏电阻选型

       压敏电阻一般应用于电源电路、信号电路的保护,选型参数一般重点关注以下几个:

       1、确定应用电路正常工作电压和压敏电压:一般情况压敏电压取值为电路最大直流工作电压的1.5~2倍均可,AC电源时应考虑峰值;

       2、确定防护量级和通流量:计算回路电流为I=V/R,器件通流量l1=2I;

       3、确定结电容的影响:压敏电阻加在线对地之间的电源电路时,需要考虑漏电流对于产品的影响;压敏电阻加在信号电路时,防护器件的结电容需要根据保护电路信号速率来定,不能影响被保护电路的正常工作。

四、压敏电阻应用注意事项

       前文提到,压敏电阻应用是与被保护电路并联,避免后级电路受到高电压冲击而损坏。一般电路设计结构大概如下:

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       由于压敏电阻的失效模式为短路,故应在电源线上加保险丝Fuse1搭配使用,或者与气体放电管GDT1(敬请期待后续文章)搭配使用。相对于TVS管而言,压敏电阻防护会更粗犷,同时承受能力也更强。

五、总结

       到此,压敏电阻的介绍也到此告一段落,随着产品的应用条件越来越广泛,压敏电阻的身影也随处可见,像是空调、电磁炉、打印机等设备都有运用,那么通过这篇文章,也希望下次再遇到压敏电阻就不再是“熟悉的陌生人”了。好了,下一章我们将走进下一个器件《初识EMC元器件(九)——气体放电管的参数解读及选型应用》。

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