浅谈“压敏电阻”

发布于:2025-08-01 ⋅ 阅读:(15) ⋅ 点赞:(0)

目录

一、原理

一)钳位原理:

二)恢复过程与特性

1、恢复过程:

2、恢复特性:

三)电路应用

二、特点及用途

一)用途

二)特点


一、原理

        压敏电阻是一种电压敏感型非线性电阻器,其电阻值随外加电压变化而变化(与齐纳二极管原理类似),达到一定电压值便导通。主要由金属氧化锌等金属氧化物半导材料构成。 

工作区状态 原理
低电压区(漏电流区) 电压<压敏电压,电阻极高(兆欧级),漏电流很小,几乎不导通,相当于断路,对电路无影响
非线性区(击穿区) 电压>压敏电压,电阻值迅速下降(毫欧级),电流急剧增加,进入导通状态,将过电压钳位在安全范围内,保护电路。
饱和区 电压继续升高,电阻值很低,电流很大,长时间工作会因过热而损坏。(因此要耐压值选择要尽可能高于冲击电压)

一)钳位原理:

正常电压下 压敏电阻值极高,相当于一个断开状态开关,留过电流极小(漏电流),对电路几乎没有影响。
过电压出现时 电路中出现超过阈值电压瞬态过电压,压敏电阻组织迅速降低,相当于一个闭合开关,将过电压能量通过自身泄放,并将电压钳位在一个相对固定的较低值,称为钳位电压
钳位电压<被保护元件耐压值,确保敏感元件不会因过电压而损坏。

二)恢复过程与特性

1、恢复过程:
过电压消失 导致压敏电阻导通的瞬态电压消失后,其两端电压<压敏电阻阈值电压
电阻值回升 电阻值迅速从低阻状态回升到高阻状态(兆欧级);
恢复正常状态 压敏电阻恢复初始高阻抗状态,漏电流再次变得极小,几乎不导通,不影响电路。等待下一次过电压的出现。
2、恢复特性:
快恢复性 恢复时间通常在纳秒(ns)级,能够迅速响应连续的过电压冲击
可逆性 只要过电压不超过压敏电阻的极限承受能力,其导通和恢复过程是可逆的,能够多次重复使用。
自保护机制 如果过电压持续时间过长或能量过大,可能导致压敏电阻过热损坏

三)电路应用

        压敏电压(Piezoelectric Voltage)是指由压电材料在受到外力作用时产生的电压这种现象称为压电效应。具体来说,当材料受到机械压力或应变时,会在其表面产生电荷,从而引起电压的变化。在电子和传感器应用中,压敏电压用于检测压力、振动或冲击等机械变化。

 

 

二、特点及用途

一)用途

        压敏电阻主要用于保护电路,一般并联于电路中一端接电源输入,另一端接地,防止瞬态过电压对电子设备造成损害。

用途 详述
过电压保护

1)电源系统:在交流(AC)输入侧(并联于电路中)抑制浪涌电压,保护电源及后继电路;

2)电子设备:保护家用电器、通信设备、计算机等免受雷击、电网波动等引起的过电压损害

3)汽车电子:保护车载电子设备免受点火系统或外部干扰带来的脉冲电压影响。

静电放电(ESD)保护 用于信号线、电源线等易受静电干扰的部位,联想到PESD3v3LIBA类型的“静电和浪涌保护(TVS/ESD)双向二极管”,吸收ESD能量,防止设备损坏。
抑制浪涌电流和尖峰脉冲 在开关电源、电机驱动电路中,吸收开关过程中产生的浪涌电流和尖峰脉冲,提高电路稳定性。
其他应用

1)电压稳定:在高电压小电流电路中,起到稳压作用;

2)均压:在高压电路中,平衡各元件承受的电压;

3)荧光启动:用于荧光灯的启动电路。

二)特点

特点 详述
响应速度快 压敏电阻响应时间在纳秒(ns)级,能够迅速对瞬态过电压做出反应。

通流容量大

能够承受较大的浪涌电流,有效应对各种过电压情况。
稳定性好 经过合理设计与选型,压敏电阻能在多次过电压冲击下保持稳定的性能。