压敏电阻的结构、特征参数及应用电路 (压敏电阻的工作原理)

一、关于雷击浪涌防护简介对于电磁兼容的整改，很多都会涉及*瞬变干扰的影响的抗性，特别是对于雷击浪涌这种*性能量的抑制，一般LC网络组成的滤波电路对这种高速大能量干扰，很难起到抑制作用。最常用的方法是在*的输入端用并联的方式接入瞬变干扰吸收电路，对超过*可承受电压的部分进行能量转移泄放、或者能量平滑。常用于雷击浪涌的吸收器件有：气体放电管、压敏电阻、电解电容、TVS管、TSS管、玻璃放电管。往往由于防护的精度不同，可以使用不同规格不同类型的器件配合使用，甚至与LC网络构成的EMI滤波器配合使用。典型应用电路如下图所示。

整理分享压敏电阻的结构、特征参数及应用电路 (压敏电阻的工作原理)，希望有所帮助，仅作参考，欢迎阅读内容。

内容相关其他词:压敏电阻的结构特点,压敏电阻的基本结构,压敏电阻的结构特点,压敏电阻内部构造,压敏电阻的结构特点,压敏电阻结构图,压敏电阻的结构及功能作用,压敏电阻的结构及功能作用,内容如对您有帮助，希望把内容链接给更多的朋友！

对于不同应用场合的产品，《GB/T.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》规定了不测试电压等级、不同形状的开路电压及短路电流测试波形，对于连接到对称通信线的端口，使用开路电压波形为/μs(波前时间μs，半峰时间μs)的组合波发生器，对于其他情况，特别是连接到电源线和短距离信号互连线的端口，使用1.2/μs的组合波发生器。发生器有效输出阻抗设定为2×(1±%)Ω。我们可以通过测试仪器发生器的输出电压波形，跟对应的“开路电压峰值和短路电流峰值的关系”来稍微感受一下雷击浪涌的能量大小。先是1.2/μs波形的图：

然后是/μs波形的图：

二、关于压敏电阻(下文讨论对象为双脚直插式的压敏电阻，由于时间原因及知识所限并未提及其他规格封装，见谅)压敏电阻(MOV)，全称金属氧化物压敏电阻，是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，同时也是雷击浪涌抑制两大类器件中“箝位型器件”的代表(另一类是“开关型器件”)。由于相应速度快、吸收效果明显，且*便宜，经常用于各种场合的浪涌雷击吸收，常与气体放电管、TVS管等配合使用。其抑制效果可以形象地用下图表示：

1、压敏电阻结构压敏电阻中最常见封装的是双脚直插型的，如下图所示。金属氧化物压敏电阻其组成以氧化锌为主体，掺有少量钴、锰、铋等金属的氧化物;外层由玻璃釉包裹，并从氧化物的两侧引出电极引脚。氧化锌颗粒可以当做是许多个PN结以串联或并联的形式排列在一起，所以其特性与两只反接的硅稳压二极管近似。

由于其本身近似半导体的特点，两端电压在较低幅值时，阻抗近似无穷大;当瞬变干扰超过一定电压值时，导通阻抗瞬间下降，超过幅值的电压被转化为瞬态大电流继而变成热量消耗，因此需要较大的表面积，方便器件散热。基于上述结构特征，可归纳出压敏电阻相关特点：对瞬变*扰吸收能力与体积正相关——A、厚度正比于箝位电压;B、面积正比于耐流;C、体积正比于容量。同时压敏电阻本身有较大的寄生电容，因此难以吸收高频、短脉窄的瞬变*扰，决定了压敏电阻对电瞬变的防护作用多用于浪涌雷击，一般的压敏电阻对于静电等脉冲宽度极短的瞬变*扰难以起到很好的抑制作用。

压敏电阻的相应速度为ns级，故引线电感对响应速度的影响是不可忽略的，同时引线又会引入感应电压，对箝位效果有反作用。所以压敏电阻的引脚越短越好，同时电路板上的走线尽量布短布宽(另外要保证加工过程不会因为对引脚的*作不会对压敏电阻结构造成*，故又不能极尽短)。下图是相关引脚长度对箝位的影响：

2、特征参数上文可知，压敏电阻的工作过程是：将超过箝位范围的那部分电压转化为瞬态大电流，以此起到电压箝位作用。故最主要的参数是压敏电压及对浪涌电流的吸收能力。常作为选型考虑的有下面一些参数：1)压敏电压：包装上标识的电压规格。恒流条件下测得的压敏电阻两端的压降(测试条件：直径5mm的管芯，测试电流μA;管芯大于5mm，1mA)。2)残余电压：压敏电阻在通过规定波形(8/μs)的浪涌电流时，其两端测得电压的峰值。3)残压比：残压与压敏电压的比值，二者一般不相等，在进行较低等级的浪涌电压测试时，大约在1.3~2.2，残压比一般随测试电压的增大而增大。4)通流容量：按规定时间间隔和次数，在压敏电阻上施加规定波形(8/μs)的浪涌电流，其压敏电压变化率保持在规定范围内所能通过的最大电流峰值。5)最大连续电压：允许长期连续施加在压敏电阻两端的工作电压有效值(或直流电压值);简单来讲就是不加浪涌时，电路正常工作的输入电压。保证在正常工作过程中能*，不会热击穿。举个例子，之前用过的兴勤TVR系列氧化锌压敏电阻器，其产品规格书中有如下标识：

3、使用及失效作为瞬变干扰抑制保护器件，压敏电阻的选型既要保证接入电路可以对浪涌电压进行箝位，又要保证不能影响电路正常工作过程。综合来讲有几个点：1)电路正常工作电压范围在最大连续工作电压范围内，并保留一定余量。2)压敏电阻的标称压敏电压与实际压敏电压有差别，最好选用标称压敏电压为直流电路设计额定值的1.8~2倍、交流电路设计额定值的2.2~2.5倍。3)流通容量，即最大冲击电流值的选取，可考虑两个方面：使用场合，试验标准规定的实验等级。前者可按“1kA(8/μs，下同)的压敏电阻可用于晶闸管整流器的保护，3kA可用于电器设备浪涌吸收，5kA或以上用于电子设备的雷击保护”做大概选型。后者，由于常用综合波发生器的内阻为2Ω，可粗略地认为测试等级为2kV时，保护电路需吸收的最大电流为1kA，4kV时为2kA。此外，由于吸收同样大小的浪涌电流时，流通能力更大的压敏电阻残压更小，故设计时也要保证一定的裕量。4)由于其本身固有的寄生电容，故不能在高频下工作。5)部分使用问题，如*温度等，查阅使用的压敏电阻对应的规格书;规格大小按照设计电路的大小及保护规格决定，如设备耐压水平Vo较低，而浪涌能量又比较大，则可选择压敏电压低、片径较大的MOV;如果Vo较高，则可选择压敏电压较高的压敏电阻器。失效形式一般有几种：1)热击穿：因压敏电阻的荷电率太高、吸收脉冲能量过大、内部吸收不均匀等原因，造成局部或整体发热大于散热，引起热崩溃而击穿。2)闪络：外部是假的瞬态电场强度过高或外部绝缘层太差，导致强电场作用下，沿元器件侧表发生发电。3)开裂：吸收能量过大时，热应力作用导致开裂(或导致短路、开路)。4)炸裂着火：元件吸收超大的脉冲能量时，电流过大，过大的热应力使得元器件炸裂。元件内部杂质、气孔过多时也会有此问题。4、应用电路：1)单只使用：用于吸收线与线之间的浪涌。

2)与气体放电管配合使用：由于压敏电阻本身较大的寄生电容，导致它有较大的漏电流，而气体放电管漏电流很小，使得*几乎没有漏电流。同时配合气体放电管的使用可以承受更大等级的冲击电流。

3)串并联使用：串联：将两只电阻体直径相同(通流量相同)的压敏电阻串联后，漆压敏电压、持续工作电压和*电压相加，而通流量指标不变。并联：目的是获得更大的通流量，或者在冲击电流峰值一定的条件下减小电阻体中的电流密度，以降低*电压。一般并联的两只压敏电阻规格一致，保证电流在各电阻片之间均匀分配。4)与TVS管等配合使用：进行更高精度的电压箝位。原文标题：瞬变干扰吸收器件讲解(一)——压敏电阻[]文章出处：【微信公众号：电磁兼容EMC】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。本文家电维修技术