壓敏阻值的檢測:壓敏內阻通常并聯在電路中使用,當內阻兩端的電流發生急遽變化時,內阻漏電將電壓保險絲熔斷,起到保護作用。壓敏內阻在電路中,常用于電源缺相保護和穩壓。檢測時將萬用表置10k檔,基極接于阻值兩端,萬用表上應顯示出壓敏內阻上標示的電阻電阻和電容并聯怎么算電壓,假如超出這個數值很大,則說明壓敏內阻已損
壓敏內阻標稱參數
壓敏內阻用字母“MY”表示,如加J為家用,前面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分別用于穩壓、過壓保護、高頻電路、防雷、滅弧、消噪、補償、消磁、高能或高可靠等方面。壓敏內阻其實能吸收很大的浪涌電能量,但不能承受毫安級以上的持續電壓,在用作缺相保護時必須考慮到這一點。壓敏內阻的選用,通常選擇標稱壓敏電流V1mA和通流容量兩個參數。
1、所謂壓敏電流,即擊穿電流或閥值電流。指在規定電壓下的電流值,大多數情況下用1mA直流電流通入壓敏內阻器時測得的電流值,其產品的壓敏電流范圍可以從10-9000V不等。可依據具體須要正確選用。通常V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp為電路額定電流的峰值。VAC為額定交流電流的有效值。ZnO壓敏內阻的電流值選擇是至關重要的,它關系到保護療效與使用壽命。如一臺用家電的額定電源電流為220V,則壓敏內阻電流值V1mA=1.5Vp=1.5××220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V,因而壓敏內阻的擊穿電流可選在470-480V之間。
2、所謂通流容量,即最大脈沖電壓的峰值是環境濕度為25℃情況下,對于規定的沖擊電壓波形和規定的沖擊電壓次數而言,壓敏電流的變化不超過±10%時的最大脈沖電壓值。為了延長元件的使用壽命,ZnO壓敏內阻所吸收的浪涌電壓幅值應大于指南中給出的產品最大通流量。但是從保護療效出發,要求所選用的通流量大一些好。在許多情況下,實際發生的通流量是很難精確估算的,則選用2-20KA的產品。如手頭產品的通流量不能滿足使用要求時,可將幾只單個的壓敏內阻并聯使用,并聯后的壓敏電不變,其通流量為各單只壓敏內阻數值之和。要求并聯的壓敏內阻伏安特點盡量相同,否則易導致分流不均勻而毀壞壓敏內阻。
壓敏內阻器的應用原理
壓敏內阻器是一種具有瞬態電焦躁制功能的器件,可以拿來替代瞬態抑制晶閘管、齊納晶閘管和電容器的組合。壓敏內阻器可以對IC及其它設備的電路進行保護,避免因靜電放電、浪涌及其它瞬態電壓(如雷擊等)而導致對它們的毀壞。使用時只需將壓敏內阻器并接于被保護的IC或設備電路上,當電流頓時低于某一數值時,壓敏內阻器電阻迅速增長,導通大電壓,進而保護IC或家電設備;當電流高于壓敏內阻器工作電流值時,壓敏內阻器電阻極高,近乎開路,因此不會影響元件或家電設備的正常工作。
壓敏內阻的選用
選用壓敏內阻器前,應先了解以下相關技術參數:標稱電流是指在規定的氣溫和直流電壓下,壓敏內阻器兩端的電流值。漏電壓是指在25℃條件下,當施加最大連續直流電流時,壓敏內阻器中流過的電壓值。等級電流是指壓敏內阻中通過8/20等級電壓脈沖時在其兩端呈現的電流峰值。通流量是表示施加規定的脈沖電壓(8/20μs)波形時的峰值電壓。浪涌環境參數包括最大浪涌電壓Ipm(或最大浪涌電流Vpm和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脈沖長度Tt、相鄰兩次浪涌的最小時間間隔Tm以及在壓敏內阻器的預定工作壽命期內,浪涌脈沖的總次數N等。
3.1標稱電流選定
通常地說,壓敏內阻器經常與被保護元件或裝置并聯使用,在正常情況下,壓敏內阻器兩端的直流或交流電流應高于標稱電流,雖然在電源波動情況最壞時,也不應低于額定值中選擇的最大連續工作電流,該最大連續工作電流值所對應的標稱電流值即為選用值。對于缺相保護方面的應用,壓敏電流值應小于實際電路的電流值,通常應使用下式進行選擇:
VmA=av/bc
式中:a為電路電流波動系數,通常取1.2;v為電路直流工作電流(交流時為有效值);b為壓敏電流偏差,通常取0.85;c為器件的老化系數,通常取0.9;
這樣估算得到的VmA實際數值是直流工作電流的1.5倍,在交流狀態下還要考慮峰值電阻和電容并聯怎么算電壓,因而估算結果應擴大1.414倍。另外,選用時還必須注意:
(1)必須保證在電流波動最大時,連續工作電流也不會超過最大容許值,否則將減短壓敏阻值的使用壽命;
(2)在電源線與大地間使用壓敏內阻時,有時因為接地不良而使線與地之間電流上升,所以一般采用比線與線間使用場合更高標稱電流的壓敏內阻器。
壓敏內阻所吸收的浪涌電壓應大于產品的最大通流量。
應用
電路浪涌和瞬變防護時的電路。對于壓敏內阻的應用聯接,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聯接,作為壓敏內阻器,最具有代表性的使用場合是在電源線及長距離傳輸的訊號線遇見雷擊而使導線存在浪涌脈沖等情況下對電子產品起保護作用。通常在線間接入壓敏內阻器可中單間的感應脈沖有效,而在線與地間接入壓敏內阻則對傳輸線和大地間的感應脈沖有效。若進一步將線間聯接與線地聯接兩種方式組合上去,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聯接,它主要用于對感性負載忽然開閉造成的感應脈沖進行吸收,以避免器件遭到破壞。通常來說,只要并聯在感性負載上就可以了,但依照電壓種類和能量大小的不同,可以考慮與R-C串聯吸收電路合用。
第三種類型是接點間的聯接,這些聯接主要是為了避免感應電荷開關接點被電弧燒毀的情況發生,通常與接點并聯接入壓敏內阻器即可。
第四種類型主要用于半導體元件的保護聯接,這些聯接方法主要用于可控硅、大功率二極管等半導體元件,通常采用與保護元件并聯的方法,以限制電流高于被保護元件的耐壓等級,這對半導體元件是一種有效的保護。
氧化鋅壓敏內阻存在的問題
現有壓敏內阻在配方和性能上分為互相不能代替的兩大類:
4.1高壓型壓敏內阻
高壓型壓敏阻值,其優點是電流梯度高(100~250V/mm)、大電壓特點好(V10kA/V1mA≤1.4)但僅對窄占空比(2≤ms)的缺相和浪涌有理想的防護能力,能量密度較小,(50~300)J/cm3。
4.2高能型壓敏內阻
高能型壓敏內阻,其優點是能量密度較大(300J/cm3~750J/cm3),承受長占空比浪涌能力強,但電流梯度較低(20V/mm~500V/mm),大電壓特點差(V10kA/V1mA>2.0)。
這兩種配方的性能差異導致了許多應用上的“死區”,在10kV電流等級的輸配電系統中廣泛采用了真空開關,因為它動作速率快、拉弧小,會在操作頓時引起極高缺相和浪涌能量,假如選用高壓型壓敏內阻加以保護(如避雷器),盡管它電流梯度高、成本較低,但能量容量小,容易受損;假如選用高能型壓敏內阻,盡管它能量容量大,壽命較長,但電流梯度低,成本太高,是后者的5~13倍。
在中小功率變頻電源中,缺相保護的對象是功率半導體元件,它對壓敏內阻的大電壓特點和能量容量的要求都很嚴格,并且要同時做到器件的大型化。高能型壓敏內阻在能量容量上可以滿足要求,但大電壓性能不夠理想,小半徑器件的殘壓比較高,常常達不到限壓要求;高壓型壓敏內阻的大電壓特點較好,便于大型化,但能量容量不夠,達不到吸能要求。中小功率變頻電源在這一領域壓敏內阻的應用幾乎還是空白。