壓敏電阻的作用與優(yōu)勢對比

　　壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現(xiàn)對后級電路的保護。

　　“壓敏電阻“是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時進行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護敏感器件。英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”， 或者叫做“Varistor”。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種?，F(xiàn)在大量使用的“氧化鋅”（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素鋅（Zn）和六價元素氧（O）所構(gòu)成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。 在中國臺灣，壓敏電阻器稱為“突波吸收器”，有時也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。

　　一：壓敏電阻的作用與優(yōu)勢-壓敏電阻的作用

　　壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值“UN”時，流過它的電流極小，相當于一只關(guān)死的閥門，當電壓超過UN時，它的阻值變小，這樣就使得流過它的電流激增而對其他電路的影響變化不大從而減小過電壓對后續(xù)敏感電路的影響。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。

　　例如：我們家用的彩電的電源電路中就使用了氧化鋅壓敏電阻，這里使用的壓敏電阻壓敏電壓為470V，當瞬態(tài)的浪涌電壓最大值（非有效值）超過470V時，壓敏電阻就是體現(xiàn)他的鉗位特性，把過高的電壓拉低，讓后級電路工作在一個安全的范圍內(nèi)。

　　同時，壓敏電阻還有一個很重要的作用。壓敏電阻主要用于電路中的瞬態(tài)過電壓保護，但由于其類似于半導體穩(wěn)壓管的伏安特性，使得它還具有多種的電路元件功能。比如：壓敏電阻是一種直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，穩(wěn)定電壓可達數(shù)千伏以上，是硅穩(wěn)壓管無法達到的;壓敏電阻可用作電壓波動檢測元件;可用作直流電平移位元件;可用作熒光啟動元件;可用作均壓元件等等。

　　二：壓敏電阻的作用與優(yōu)勢-工作原理

　　當加在壓敏電阻上的電壓低于它的閾值時，流過它的電流極小，它相當于一個阻值無窮大的電阻。也就是說，當加在它上面的電壓低于其閾值時，它相當于一個斷開狀態(tài)的開關(guān)。

　　當加在壓敏電阻上的電壓超過它的閾值時，流過它的電流激增，它相當于阻值無窮小的電阻。也就是說，當加在它上面的電壓高于其閾值時，它相當于一個閉合狀態(tài)的開關(guān)。

　　三：壓敏電阻的作用與優(yōu)勢-壓敏電阻器與其他浪涌抑制器比較的優(yōu)勢

　　1． 更好的熱特性

　　與硅二極管只有一個P-N結(jié)承受浪涌電流不一樣，氧化鋅壓敏電阻器是由數(shù)百萬個P-N結(jié)組成，這種結(jié)構(gòu)有更好的能量吸收能力和浪涌承受能力。

　　2.反應速度快

　　壓敏電阻器有與其它的半導體元件類似的動作特性。因為壓敏電阻器的傳導發(fā)生非常快，延時只在納秒級的范圍內(nèi)，所以能夠滿足任何實際需求。上海雷卯電子

　　3.過溫條件下有穩(wěn)定的電壓

　　在超過崩潰電壓的情況下，一旦環(huán)境溫度超過正常的工作溫度范圍，齊納二極管的限制電壓會隨著環(huán)境溫度的升高而升高，而壓敏電阻器的限制電壓在超過工作溫度范圍的情況下仍然幾乎保持恒定。當壓敏電阻器的漏電流隨著元件本體溫度的升高而增加時，壓敏電阻器的限制電壓不會隨著溫度的改變而改變。

　　4.電容

　　與齊納二極管相比，壓敏電阻器有更高的電容值，根據(jù)不同的應用領(lǐng)域，對浪涌抑制器的電容值是不同的，在直流電路中，壓敏電阻器的電容既可起到去耦的作用又可以起到抑制瞬時過電壓的雙重作用。

　　5.低成本

　　與二級管相比，壓敏電阻器具有成本低和尺寸小的優(yōu)點。

　　四：壓敏電阻的作用與優(yōu)勢-典型應用電路

　　下圖所示是采用壓敏電壓器進行電路浪涌和瞬變防護時的電路連接圖。對于壓敏電阻的應用連接，大致可分為四種類型：

　　第一種類型是電源線之間或電源線和大地之間的連接，如圖1（a）所示。作為壓敏電阻器，最具有代表性的使用場合是在電源線及長距離傳輸?shù)男盘柧€遇到雷擊而使導線存在浪涌脈沖等情況下對電子產(chǎn)品起保護作用。一般在線間接入壓敏電阻器可對線間的感應脈沖有效，而在線與地間接入壓敏電阻則對傳輸線和大地間的感應脈沖有效。若進一步將線間連接與線地連接兩種形式組合起來，則可對浪涌脈沖有更好的吸收作用。

　　第二種類型為負荷中的連接，見圖1（b）。它主要用于對感性負載突然開閉引起的感應脈沖進行吸收，以防止元件受到破壞。一般來說，只要并聯(lián)在感性負載上就可以了，但根據(jù)電流種類和能量大小的不同，可以考慮與R－C串聯(lián)吸收電路合用。

　　第三種類型是接點間的連接，見圖1（c）。這種連接主要是為了防止感應電荷開關(guān)接點被電弧燒壞的情況發(fā)生，一般與接點并聯(lián)接入壓敏電阻器即可。

　　第四種類型主要用于半導體器件的保護連接，見圖1（d）。這種連接方式主要用于可控硅、大功率三極管等半導體器件，一般采用與保護器件并聯(lián)的方式，以限制電壓低于被保護器件的耐壓等級，這對半導體器件是一種有效的保護。

　　五：壓敏電阻的作用與優(yōu)勢-壓敏電阻選型技巧

　　壓敏電阻的主要參數(shù)有：壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應時間等。選用壓敏電阻器前，應先了解以下相關(guān)技術(shù)參數(shù)：標稱電壓是指在規(guī)定的溫度和直流電流下，壓敏電阻器兩端的電壓值。漏電流是指在25℃條件下，當施加最大連續(xù)直流電壓時，壓敏電阻器中流過的電流值。等級電壓是指壓敏電阻中通過8/20 等級電流脈沖時在其兩端呈現(xiàn)的電壓峰值。通流量是表示施加規(guī)定的脈沖電流（8/20μs）波形時的峰值電流。浪涌環(huán)境參數(shù)包括最大浪涌電流Ipm（或最大浪涌電壓Vpm 和浪涌源阻抗Zo）、浪涌脈沖寬度Tt、相鄰兩次浪涌的最小時間間隔Tm 以及在壓敏電阻器的預定工作壽命期內(nèi)，浪涌脈沖的總次數(shù)N等。

　　標稱電壓選取

　　一般地說，壓敏電阻器常常與被保護器件或裝置并聯(lián)使用，在正常情況下，壓敏電阻器兩端的直流或交流電壓應低于標稱電壓，即使在電源波動情況最壞時，也不應高于額定值中選擇的最大連續(xù)工作電壓，該最大連續(xù)工作電壓值所對應的標稱電壓值即為選用值。對于過壓保護方面的應用，壓敏電壓值應大于實際電路的電壓值，一般應使用下式進行選擇：VmA＝av/bc 式中：a為電路電壓波動系數(shù)，一般取1.2；v為電路直流工作電壓（交流時為有效值）；b 為壓敏電壓誤差，一般取0.85；c為元件的老化系數(shù)，一般取0.9；這樣計算得到的VmA 實際數(shù)值是直流工作電壓的1.5 倍，在交流狀態(tài)下還要考慮峰值，因此計算結(jié)果應擴大1．414 倍。另外，選用時還必須注意：

　?。?） 必須保證在電壓波動最大時，連續(xù)工作電壓也不會超過最大允許值，否則將縮短壓敏電阻的使用壽命；

　?。?） 在電源線與大地間使用壓敏電阻時，有時由于接地不良而使線與地之間電壓上升，所以通常采用比線與線間使用場合更高標稱電壓的壓敏電阻器。壓敏電阻所吸收的浪涌電流應小于產(chǎn)品的最大通流量。