压敏电阻特性及选用..doc

压敏电阻的原理、选型及设计实例分析压敏电阻的设计与选型 2013/4/11 16:44:30 关键词：?传感技术?过电压?压敏电阻器?保护器 图1 压敏电阻伏安特性 图2 压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端  图3 压敏电阻特性曲线????????????????????????????? 图4 Zs与保护特性之间的关系 压敏电阻的设计与选型????压敏电阻的选用原则：瞻前顾后，符合标准，折中考虑，实验为准。具体来说，瞻前需考虑到：系统电压正常波动范围的上限值，故障套件下的最高暂态电压及其持续时间；冲击源的冲击电压峰值和源阻抗（或冲击电流），冲击的时间宽度及频率等；顾后即考虑到：被保护对象的耐压水平；被保护对象允许的压敏电阻的固有电容和阻性漏电流。瞻前顾后的基本要求为：在预期的冲击源的最大冲击电压下，压敏电阻的限制电压，应低于被保护对象的冲击耐压值；在系统电压正常波动范围的上限值和故障以及最高环境温度条件下，压敏电阻的预期工作寿命时间应大于设计要求值；压敏电阻的通流量，额定能量，功耗应大于冲击源预订的最大冲击电流，冲击能量和平均功耗，在规定条件下，压敏电阻的冲击寿命次数应大于寿命期内冲击源的冲击次数；在系统电压和冲击源发生超过预期值的异常情况时，压敏电阻不会起火，不会发生危及邻近元器件的爆裂，且没有导致点击的危险；压敏电阻的电容量和非线性电流对被保护对象或系统的影响，应在允许的范围内。符合标准即符合相关的安规测试。 折中考虑即在压敏电阻应用中，有些要求是互相矛盾的，因此要折中考虑，例如限制电压和电压寿命对压敏电压的要有时是矛盾的，保护的可靠度与保护的成本有时是矛盾的。实验为准即在选定压敏电压后，还需在现场作用条件下或者尽可能的接近真实情况来模拟环境条件进行实验验证，在验证中需检测在正常工作条件下压敏电阻对被保护对象的影响程度是否在允许的范围，进行模拟冲击实验以检验过压保护性能是否满足设计要求。?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。?又如在AC220V线间使用（暂不考虑能量和耐量）,设电源电压波动系数为0.8～1.3，在最坏情况下，压敏电阻器两端的电压可达220×1.3=286V，从额定值可以查出应选择的压敏电阻规格为471K。对于普通一次电源，如果输入电压范围Vin=85-264Vac，依照我司压敏电阻电压降额要求0.9,可知电压可达264/0.9=293Vac, 即至少选取300Vac（471K）；?值得注意的是：第一，必须保证在电压波动最大的时候，连续工作电压也不允许超过最大允许值，否则将缩短了压敏电阻器的使用寿命；第二，在电源线与大地使用压敏电阻时，有时由于接触不良而使线与地之间电压上升，所以通常采用比线与线间使用场合更高压敏电压的压敏电阻；第三，压敏电阻的寿命特性有两项，一是连续工作电压寿命，即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间（小时数）。二是冲击寿命，即能可靠地承受规定的冲击的次数；第四，在应用中，压敏电阻器所吸收的浪涌电流要小于产品的最大通流量，以使产品有较长的工作寿命；第五，压敏电阻介入系统后，除了起到安全阀的保护作用外，还会带入一些附加影响，这就是所谓二次效应，它不应降低系统的正常工作性能。这时要考虑的因素主要有三项，一是压敏电阻本身的电容量（几十到几万PF），二是在系统电压下的漏电流，三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响。?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：?V1.0mA＝av／bc?式中：a为电路电压波动系数，一般取1.2；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，一般取0.85；c为元件的老化系数，一般取0.9； 这样计算得到的V1.0mA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。另外，选用时还必须注意：必须保证在电压波动最大时，连续工作电压也不会超过最大允许值，否则将缩短压敏电阻的使用寿命；在电源线与大地间使用压敏电阻时，有时由于接地不良而使线与地之间电压上升，所以通常采用比线与线间使用场合更高标称电压的压敏电阻器；压敏电阻所吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流量。?设计，选型，替代注意：设计选型时选取合适压敏电压，使用电压，通流量的压敏电阻，并需考虑到降额要求，目前我司的压敏电阻最大工作电压降额要求为90%. 压敏电阻的失效模式?压敏电阻的失效模式有三种方式：?