压敏电阻干嘛用的，压敏电阻的工作原理是什么?拥有哪些性能特点?

我们设备使用的压敏电阻原本选用的是原型号14D101K，但实际运行3个月后，该压敏电阻频繁烧坏。之后我们换成14D121K，使用了3个月，没有出现烧坏的情况。因此，我整理并考虑了这些信息以帮助以后的工作，并发现压敏电阻不应该直接并联到组件的输入端。咖啡师的具体信息如下。

1、咖啡师原理

压敏电阻的意思是“在一定的电流/电压范围内，电阻值根据电压而变化”或“电阻值对电压敏感”。对应的英文名称为“VoltageDependentResistor”，缩写为“VDR”。

随着施加电压的不断增加，其电阻从M（兆欧）级变化到m（毫欧）级。在低电压下，压敏电阻工作在漏电流区，表现出很大的阻值和很小的漏电流，但随着电压升高并进入非线性区，即使电流在相当大的范围内变化，电压仍然几乎没有变化。虽然它表现出较好的限压特性，但当电压再次升高时，压敏电阻进入饱和区，表现出较小的线性电阻。随着时间的推移，高电流会导致压敏电阻过热、燃烧，甚至爆炸。压敏电阻在正常使用时处于漏电流区，但当施加浪涌时，它们进入非线性区以泄放浪涌电流，通常不能进入饱和区。

压敏电阻的电阻材料是半导体，因此它是半导体电阻器的一种。目前广泛使用的氧化锌（ZnO）压敏电阻由二价元素（Zn）和六价元素氧（O）组成。因此，从材料角度来看，氧化锌压敏电阻属于“II-VI族氧化物半导体”。

2. 咖啡师的角色

压敏电阻最大的特点是，当施加的电压低于阈值“UN”时，流过的电流极小，相当于关闭的阀门，而当电压超过UN时，流过的电流减小。去做。即相当于阀门开度的喘振。通过利用该功能，可以抑制电路中容易发生的异常过电压，保护电路免受过电压破坏。

压敏电阻是一种瞬态电压抑制元件，可替代TVS 二极管、齐纳二极管和电容器组合。压敏电阻可保护IC 和其他设备中的电路免受静电放电、浪涌和其他电流瞬变（例如雷击）造成的损坏。使用时只需将压敏电阻与要保护的IC或设备电路并联即可，当电压瞬间超过一定值时，压敏电阻的阻值迅速下降，引起大电流流过，IC或设备电路被保护。被保护的电路。保护。电气设备和设备；当电压低于压敏电阻的工作电压值时，压敏电阻的阻值很高，几乎变成开路，因此不影响设备或电气设备的正常工作。

3、压敏电阻标称参数

压敏电阻用字母“MY”表示，例如J表示家用，W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K用于稳压。过压保护、高频相应电路、防雷、灭弧、消除噪声、补偿、消磁、高能量或高可靠性等。压敏电阻虽然可以吸收大量的浪涌能量，但不能承受毫安级以上的连续电流，用作过压保护时必须考虑这一点。

4、压敏电阻特性参数

压敏电阻电压UN（U1mA）：通常，压敏电阻电压UN是当直流1mA电流通过压敏电阻时指示是否导通的电压。压敏电阻电压通常也用符号U1mA 表示。压敏电阻电压误差范围通常为10%。在实验和实际使用中，通常以压敏电阻电压较正常值下降10%作为压敏电阻失效的判断标准。

最大连续工作电压UC：指压敏电阻能长期承受的最大交流电压（有效值）Uac或最大直流电压Udc。一般情况下，Uac0.64U1mA，Udc0.83U1mA。

通流（最大浪涌电流）IP：指压敏电阻所能承受的8/20s波的最大浪涌电流峰值。 “可容忍”是指受到冲击后压敏电阻电压的变化率小于10%。当前的技术规范通常提供单次影响的IP 值。

最大钳位电压（限制电压）VC：技术规格书中规定的最大钳位电压值是当规定的8/20s波冲击电流IX（A）施加到压敏电阻点时出现在压敏电阻上的电压。

实际使用中，随着压敏电阻电压增大，施加的冲击电流也增大，产品V-I曲线所示的极限电压（或残余电压）也增大。

额定能量E：额定能量是指压敏电阻在一次规定波形的冲击电流冲击下所能承受的最大能量（冲击后压敏电阻电压变化率在10%以下），用下式表示。使用以下公式计算：

E=K*IP*VC*T

式中，IP和VC如上，T为脉冲宽度，K为与波形相关的常数。对于8/20s和10/1000s波，K=1.4，对于2ms方波，K=1。

额定功率（最大平均功率）Pm：是指压敏电阻在室温下连续受到多次冲击时所能承受的最大平均功率，且因每次冲击间隔时间短而有蓄热作用。压敏电阻可以承受很大的脉冲功率，但它们能承受的平均功率很小。

电容C0：指压敏电阻两电极之间的电容，范围为数pF至数百nF。尺寸越小，压敏电压越高，电容越低。

漏电流Il：向压敏电阻施加最大直流电压Udc时流过的电流。测量漏电流时，通常向压敏电阻施加Udc=0.83U1mA 的电压（有时使用0.75U1mA）。一般情况下，静态漏电流Il应小于20A（有的要求小于10A）。在实际使用中，问题不在于静态漏电流值本身的大小，而在于其稳定性，即冲击测试和高温条件下的变化率。如果冲击试验后或高温条件下的变化率不超过2倍，则认为是稳定的。

非线性指标：指电压变化影响电流的能力，可用下式表示。

I=KU 或=loglog

从上式可以看出，越大，电压变化对电流的影响越大，非线性特性越好。从下式可以看出，是电压电流特性上各点斜率的倒数，特性越平坦，越大（也称为漏电流区和饱和区=1）。低区域）。用设备测量时，一般设置I2=1mA，I1=0.1mA。

T=1/log(U1mA/U0.1mA)

5.压敏电阻降额特性

对压敏电阻进行冲击试验时，随着冲击次数的增加，每次冲击所施加的冲击电流必须相应减少。例：20板上标准压敏电阻（U1mA82V）的降额特性如下表所示（可从厂家提供的浪涌寿命额定曲线中查到）：

允许冲击次数1次2次10次100次1000次10000次

每次浪涌电流6500A4000A2000A1000A430A200A

6. 压敏电阻测量

测量时，将万用表置于10k档，将表笔跨接在电阻上。万用表将显示压敏电阻上标记的电阻值。如果明显超过该值，则说明压敏电阻已损坏。

7. 咖啡师的选择

选择压敏电阻时，通常选择两个参数：压敏电阻标称电压V1mA和电流容量。

1、所谓压敏电压就是击穿电压或阈值电压。这是指压敏电阻通过规定的电流时的电压值，常测量压敏电阻通过1mA的直流电压时的电压值，压敏电阻的电压范围为109000V。您可以根据您的具体需求做出正确的选择。一般情况下，1mA=“1”.5Vp=“2”.2VAC，式中Vp为电路额定电压的峰值。 VAC是额定交流电压的有效值。 ZnO压敏电阻电压值的选择非常重要，关系到保护效果和使用寿命。例如某电器产品额定电源电压为220V，则压敏电压值V1mA=“1”.5Vp=“1”.5220V=“476V”，V1mA=“2”.2VAC=“ 2220V=“484V”，压敏电阻的耐压可以在470480V之间选择。

2、所谓电流容量，或最大脉冲电流峰值，是指对于规定的浪涌电流波形和规定的浪涌电流个数，压敏电阻电压变化不超过10%时的最大值。环境温度25时的脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命，ZnO压敏电阻吸收浪涌电流的幅值应小于产品说明书规定的最大流量。但从保护效果的角度考虑，宜选择较大的流量。由于很难准确计算实际吞吐量，因此通常选择2 至20 KA 的产品。如果您现有的产品流量不满足使用要求，可以使用多个单压敏电阻并联，但并联后压敏电阻不会发生变化，流量将为各个压敏电阻的值之和单压敏电阻。它变成了。并联压敏电阻的伏安特性应尽可能一致。否则，可能会出现分流不均匀并损坏压敏电阻。

8. 弩炮的使用

压敏电阻一般并联在电路中使用，当电阻两端电压突变时，电阻短路，熔断电流保险丝，起到保护作用。压敏电阻通常用于电源中的过压保护和电路中的电压稳定。

电力避雷器的可靠性和安全性很大程度上依赖于压敏电阻的正确使用，可以遵循以下原则作为指导：特别是电源防雷设计时，要考虑到不同地区的电能质量差异、雷击频率和强度的差异、被保护设备的安装和使用条件、抗冲击能力、 ETC。不能只用一个公式，请复制再复制。设计的避雷器必须在现场使用条件下或在尽可能接近实际情况的模拟条件下进行测试和验证。

压敏电压的计算：

一般来说，可以使用以下公式计算：

U1mA=KUac

式中，K是与电能质量有关的系数，一般K=(2~3)，但如果城市地区电能质量好，可能会比这个小，但在农村地区（特别是山区）如果某些部位（如部分）电能质量较差，可做大一些。 Uac是交流电源电压的有效值。对于交流220V至240V电源的避雷器，最好选择压敏电阻电压为470V至620V的压敏电阻。选择压敏电压较高的压敏电阻，会降低故障率，增加使用寿命，但会略微增加残余电压。

标称放电电流的计算：

压敏电阻的标称放电电流必须大于其必须承受的浪涌电流或一年中可能出现的最大浪涌电流。标称放电电流应根据压敏电阻浪涌寿命额定曲线中10次以上冲击的值计算。这大约是最大脉冲流量（即0.3IP）的30%。

压敏电阻并联：

如果单个压敏电阻不能满足标称放电电流要求，则应采用多个压敏电阻并联。在某些情况下，即使标称放电电流满足要求，也可能会并联几个压敏电阻以降低限制电压。由于压敏电阻并联使用时，必须严格选择参数一致（如U1mA3V、3）的压敏电阻进行配对，以保证电流分布均匀，需特别注意。

9、压敏电阻使用时的注意事项

压敏电阻的失效模式通常是短路，为了防止因压敏电阻失效而造成电源短路和火灾，可以在每个压敏电阻上串联热熔断器或温度切断机构。热熔断器必须与压敏电阻有良好的热耦合，如果压敏电阻失效（高阻抗短路），产生的热量将熔断热熔断器，将失效的压敏电阻从电路中断开，是设备安全的保证。如果较高工频的暂时过电压作用在压敏电阻上，压敏电阻可能会引起瞬时短路（低阻抗短路），从而可能使热熔断器无法熔断而引起火灾。为了避免这种现象，可以在每个压敏电阻上串联一个耐冲击的工频保险丝（单独使用工频保险丝可能会随着时间的推移而失效）。压敏电阻和陶瓷气体放电管还可以串联使用，正常工作时陶瓷气体放电管不导电，压敏电阻无漏电流，大大延长了使用寿命，同时也不易受这种情况下，陶瓷气体放电管首先受到冲击，浪涌电压受到压敏电阻的限制，残余电压之和为两者之和，略有增加（几十伏）；之后冲击时，放电管将不再能够保持连续性，原因如下：当电弧熄灭后，恢复正常工作状态，但如果压敏电阻因短路而失效，陶瓷气体放电管会因流过大频率电流而很快失效。其故障模式大多为开路，因此不易引起火灾。

因此，我们设备所选择的压敏电阻基本是正确的。按照官方的说法，我们会选择标称电压为130V的压敏电阻，但实际上我们按照不升不降的原则选择了14D151型号。我会做。当选。另外，在实际使用中，压敏电阻与陶瓷气体放电管是串联的，而不是直接并联的。