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壓敏電阻相關(guān)術(shù)語(yǔ)解析 怎樣選擇正確的壓敏電阻

得捷電子DigiKey ? 來(lái)源:得捷電子DigiKey ? 作者:得捷電子DigiKey ? 2021-11-01 15:15 ? 次閱讀
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問(wèn):壓敏電阻規(guī)格說(shuō)明

壓敏電阻是非線(xiàn)性雙向電壓依賴(lài)型保護(hù)器件,具有相對(duì)較高的瞬態(tài)電流和能量等級(jí)(反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為納秒至毫秒等級(jí))。壓敏電阻的快速反應(yīng)時(shí)間用于防止電子電路出現(xiàn)電壓瞬變、電壓浪涌、電壓尖峰、過(guò)電壓事件和ESD。壓敏電阻通常用于電路前端的輸入線(xiàn)路,有時(shí)也用于電路后端的輸出線(xiàn)路。壓敏電阻是常開(kāi)型器件,直至過(guò)壓發(fā)生,在這種情況下,壓敏電阻以指數(shù)級(jí)速度降低電阻的方式來(lái)鉗制電壓。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)過(guò)電壓情況電壓值都未知,所以很難知道壓敏電阻是否是在其限值范圍內(nèi)使用。壓敏電阻如果在規(guī)格范圍內(nèi)操作,則隨著時(shí)間的推移通常不會(huì)出現(xiàn)任何劣化現(xiàn)象;但是,在電壓事件出現(xiàn)后壓敏電阻會(huì)隨著時(shí)間的推移變得“更具電阻性”(老化)。壓敏電阻的老化失效最初會(huì)表現(xiàn)為幾乎短路的狀態(tài),但如果壓敏電阻沒(méi)有串聯(lián)熱敏電阻或電阻絲以限制電流值,則電路最終會(huì)開(kāi)路。

某些壓敏電阻會(huì)內(nèi)置熱元件,這不僅可快速檢測(cè)過(guò)高熱量,還可節(jié)省電路板空間。此類(lèi)壓敏電阻有2個(gè)或3個(gè)引腳封裝形式,其中第3個(gè)引腳通常是一個(gè)“輸出指示器”,顯示壓敏電阻內(nèi)部的狀態(tài),通常是輸出到某種外部指示器電路。每個(gè)封裝內(nèi)也可以包含多個(gè)壓敏電阻。

大多數(shù)壓敏電阻的規(guī)格書(shū)中還包含脈沖率曲線(xiàn)圖或抗重復(fù)浪涌能力圖,以展示壓敏電阻對(duì)應(yīng)的規(guī)格。超出這些規(guī)格可能導(dǎo)致器件不符合最初發(fā)布的規(guī)格。如果未正確選擇規(guī)格,則可能導(dǎo)致壓敏電阻無(wú)法正常工作、生命周期縮短或完全失效。因?yàn)獒槍?duì)每個(gè)壓敏電阻可采用不同的測(cè)試方法來(lái)確定壓敏電阻值,所以在確定是否選擇了正確的壓敏電阻之前,務(wù)必要查看規(guī)格書(shū)。

壓敏電阻相關(guān)術(shù)語(yǔ)

壓敏電壓(最小值): 壓敏電阻電阻值發(fā)生變化時(shí)的近似最小電壓,或“開(kāi)始導(dǎo)通”電壓,通常通過(guò)在指定的受控電路或電氣值下運(yùn)行壓敏電阻來(lái)確定該值。

壓敏電壓(典型值): 該值為最小和最大壓敏電壓之間的典型浪涌電壓或近似“中點(diǎn)”電壓。這通常是衍生自最小和最大電壓的中點(diǎn)電壓的特定通用值。

壓敏電壓(最大值): 有時(shí)稱(chēng)為鉗位電壓(最大值),是壓敏電阻在指定峰值脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)(或通過(guò)電路)的近似最大電壓,如果在規(guī)格范圍內(nèi)操作,則不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。通常在指定的受控電路中運(yùn)行壓敏電阻來(lái)確定該值,或者在諸如最大鉗位電壓(類(lèi)電流下)等電氣值下確定。

電流 - 浪涌: 給定波形的指定峰值脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)的最大峰值電流,可在不引起設(shè)備故障的情況下應(yīng)用。雖然壓敏電阻可以應(yīng)對(duì)這種浪涌,但大多數(shù)制造商都認(rèn)為在建議更換壓敏電阻之前,浪涌電流只能出現(xiàn)一次。

能量: 在事件發(fā)生時(shí),壓敏電阻在給定波形的指定峰值脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)可消耗的最大焦耳(或瓦秒)。通常在指定的受控電路和電氣值下運(yùn)行壓敏電阻來(lái)確定該值。壓敏電阻只能對(duì)此最大量級(jí)做出一次反應(yīng),做出反應(yīng)后建議進(jìn)行更換。盡管壓敏電阻在事件發(fā)生后可能仍可以工作,但可能無(wú)法正常工作。

最大交流電壓: 該值為可以在壓敏電阻上持續(xù)施加的最大RMS線(xiàn)電壓。選值可稍高于實(shí)際的RMS線(xiàn)電壓。正弦波的峰值電壓不應(yīng)與最小壓敏電壓重疊,這會(huì)降低壓敏電阻的壽命。值得慶幸的是,這是制造商在其規(guī)格范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算的常規(guī)做法。

最大直流電壓: 該值為可以在壓敏電阻上持續(xù)施加的最大直流線(xiàn)電壓。選值可稍高于實(shí)際的直流線(xiàn)電壓,但制造商很多時(shí)候會(huì)在其規(guī)格范圍內(nèi)包含這個(gè)余量。

怎樣選擇正確的壓敏電阻

確定能夠使壓敏電阻正常工作的連續(xù)工作電壓,并選擇最大交流或直流電壓等于或稍高于此連續(xù)工作電壓的壓敏電阻。由于供電線(xiàn)通常具有電壓變化容差,因此最大額定電壓比實(shí)際線(xiàn)電壓高10-15%很常見(jiàn)。通常情況下,壓敏電阻已經(jīng)將該比率計(jì)入其電壓值。當(dāng)極低的漏電流比可能的最低保護(hù)電平更重要時(shí),可以考慮使用具有更高工作電壓的壓敏電阻。

確定事件發(fā)生時(shí)由壓敏電阻吸收的能量。雖然這有時(shí)可能是未知值,但是可以在發(fā)生環(huán)境和規(guī)格書(shū)規(guī)范界定的事件期間使用壓敏電阻的所有絕對(duì)最大負(fù)載值來(lái)確定該值。重要的是選擇具有能量耗散額定值的壓敏電阻,其最小值等于或在理想情況下超過(guò)電路可能產(chǎn)生事件所需的能量耗散。壓敏電阻只能對(duì)其額定的最高能量水平做出一次反應(yīng),做出反應(yīng)后建議進(jìn)行更換。盡管壓敏電阻在事件發(fā)生后可能仍可以工作,但可能無(wú)法正常工作。

計(jì)算穿過(guò)壓敏電阻的峰值瞬態(tài)電流,通常稱(chēng)為浪涌電流。浪涌電流是指在指定的持續(xù)時(shí)間和波形內(nèi)可以通過(guò)壓敏電阻的最大電流。重要的是選擇具有浪涌電流額定值的壓敏電阻,該值等于或在理想情況下超過(guò)電路可能產(chǎn)生的事件所需的電流額定值以確保正常工作。雖然壓敏電阻可以應(yīng)對(duì)這種浪涌,但大多數(shù)制造商都認(rèn)為在建議更換壓敏電阻之前,浪涌電流只能出現(xiàn)一次。

確定功率耗散要求。重要的是選擇額定功率等于或在理想情況下超過(guò)電路可能產(chǎn)生的事件所需的功率容量的壓敏電阻。功率、浪涌電流和能量等級(jí)遠(yuǎn)高于事件預(yù)期值很常見(jiàn)。這些降額因數(shù)通常比所需的常見(jiàn)應(yīng)力容差大至少50倍。如果不確定事件的因素,選擇功率、浪涌電流和能量等級(jí)更高的設(shè)備會(huì)更安全。

選擇提供所需壓敏電壓最大值的模型,有時(shí)稱(chēng)為鉗位電壓(最大值)。必須根據(jù)電路輸入或輸出在事件期間可承載的近似最大電壓值來(lái)選擇鉗位電壓。您必須確保您的電路能夠承載此電壓。簡(jiǎn)而言之,該電壓大概是電路下線(xiàn)可承載的最高電壓。然而,當(dāng)電壓接近于最小壓敏電壓時(shí),壓敏電阻開(kāi)始傳導(dǎo),可能會(huì)在達(dá)到實(shí)際鉗位電壓之前產(chǎn)生一些較微弱的鉗制效應(yīng)。

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原文標(biāo)題:如何讀懂壓敏電阻規(guī)格書(shū)?從相關(guān)術(shù)語(yǔ)到元件選型,一文講清楚

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