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壓敏電阻如何選擇-高能型與高壓型壓敏電阻優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)
  • 發(fā)布時(shí)間:2020-05-12 15:07:50
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壓敏電阻如何選擇-高能型與高壓型壓敏電阻優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)
如今壓敏電阻的應(yīng)用價(jià)值越來越高,也越來越多元化,但是很多人會(huì)遇到這樣的問題,就是不知壓敏電阻如何選擇,選擇什么類型的壓敏電阻才是最適合的。壓敏電阻有兩個(gè)大的分類,高壓型壓敏電阻與高能型壓敏電阻,今天我們就來了解一下這兩個(gè)類型壓敏電阻的優(yōu)缺點(diǎn),選出最實(shí)用的類型。
壓敏電阻
壓敏電阻如何選擇
一般情況下,為了保證線路的正常工作,同時(shí)又為了保證壓敏電阻器在保護(hù)線路的同時(shí),自己不受損害,壓敏電壓值的選擇應(yīng)確定在一定的范圍內(nèi)。
通常情況下,在保護(hù)電路中,壓敏電壓的最小值確定應(yīng)滿足公式(1) 的要求。另外,壓敏電壓的大值還應(yīng)根據(jù)保護(hù)線路的耐壓水平滿足公式(2) 的要求:
V1 ≈2. 2Vac或V1≈2. 0Vdc (1)
V1 ≤0. 9Vz/ Kp (2)
式中:
V1 ———表示1mA 直流電流下的壓敏電壓值;
Vac ———表示交流電壓的有效值;
Vp - p ———表示交流電壓的峰- 峰值;
Vdc ———表示直流電壓值。
式中:
Vz ———表示被保護(hù)設(shè)備(或元器件)的脈沖絕緣耐壓值;
Kp ———限制電壓比,是一個(gè)與材料有關(guān)的常數(shù)。
壓敏電阻
例如:某電子鎮(zhèn)流器的交流電壓為220Vac,那么壓敏電阻器的最小電壓值應(yīng)為V1 = 115 × 2 ×220V = 467 V。按照IEC的有關(guān)規(guī)定,電子設(shè)備的防護(hù)等級(jí)為D 級(jí)防護(hù), 其絕緣耐壓值一般規(guī)定為115kV。
實(shí)際上,對(duì)于具體的電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品而言,如果整流電路的脈沖耐電壓1000V~1200V ,普通0~10 KA通流容量的壓敏電阻,若Kp值為117~118 ,通過計(jì)算,壓敏電阻的大壓敏值應(yīng)為V1 ≤019Vz/ K≈019 ×1200/ 117≈643 V。因此,對(duì)于供電電壓相對(duì)穩(wěn)定的220Vac 電源系統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品,一般選用MYG3/ 300 (壓敏電壓為470 V) 型的壓敏電阻器。
對(duì)于電源電壓為120Vac 的電子鎮(zhèn)流器,通常選用MYG3/ 150 (壓敏電壓為250 V) 型的壓敏電阻器。當(dāng)然,在電路設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的條件下,也可通過大量的試驗(yàn)確定實(shí)際電路的保護(hù)水平,選擇更加合適的壓敏電阻器。
壓敏電阻
高能型和高壓型壓敏電阻優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
高壓型壓敏電阻:其特點(diǎn)是電壓值高(100~250V/mm)、大電流特質(zhì)好(V10kA/V1mA≤1.4)但單單對(duì)窄脈寬(2≤ms)的額定電壓和浪涌有希望的保護(hù)能力,能量質(zhì)量與體積的比值較小,(50~300)J/cm3。
高能型壓敏電阻:其特點(diǎn)是能量質(zhì)量與體積的比值較大(300J/cm3~750J/cm3),接受長(zhǎng)脈寬浪涌技能強(qiáng),但電壓值較低(20V/mm~500V/mm),大電流特點(diǎn)差(V10kA/V1mA>2.0)。
這兩種配方的性能差別造成了許多應(yīng)用上的“死區(qū)”,例如:在10kV電壓等級(jí)的輸配電系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛采用了真空開關(guān),由于它動(dòng)作速度快、拉弧小,會(huì)在操 作瞬間造成極高過壓和浪涌能量,如果選用高壓型壓敏電阻加以保護(hù)(如氧化鋅避雷器),雖然它電壓梯度高、成本較低,但能量容量小,容易損壞;如果選用高能 型壓敏電阻,雖然它能量容量大,壽命較長(zhǎng),但電壓梯度低,成本太高,是前者的5~13倍。
在中小功率變頻電源中,過壓保護(hù)的對(duì)象是功率半導(dǎo) 體器件,它對(duì)壓敏電阻的大電流特性和能量容量的要求都很嚴(yán)格,而且要同時(shí)做到元件的小型化。高能型壓敏電阻在能量容量上可以滿足要求,但大電流性能不夠理 想,小直徑元件的殘壓比較高,往往達(dá)不到限壓要求;高壓型壓敏電阻的大電流特性較好,易于小型化,但能量容量不夠,達(dá)不到吸能要求。目前中小功率變頻電源 在國(guó)內(nèi)外發(fā)展非常迅速,國(guó)內(nèi)銷售量已近100億元/年,但壓敏電阻在這一領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎還是空白。
解決上述問題的有效方法是提高高壓型壓敏電阻的能量密度,或提高高能型壓敏電阻的電壓梯度和非線性系數(shù)(降低殘壓比),即開發(fā)高壓高能型壓敏電阻。
壓敏電阻
壓敏電阻的應(yīng)用類型
根據(jù)使用目的的不同,可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類:①保護(hù)用壓敏電阻,②電路功能用壓敏電阻。
保護(hù)電阻
(1) 區(qū)分是電源保護(hù)用壓敏電阻器,還是信號(hào)線、數(shù)據(jù)線保護(hù)用壓敏電阻器,它們要滿足不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(2) 根據(jù)施加在壓敏電阻上的連續(xù)工作電壓的不同,可將跨電源線用壓敏電阻器區(qū)分為交流用或直流用兩種類型,壓敏電阻在這兩種電壓應(yīng)力下的老化特性表現(xiàn)不同。
(3) 根據(jù)壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同,可將壓敏電阻區(qū)分為浪涌抑制型、高功率型和高能型這三種類型。
1、浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓的壓敏電阻器,這種瞬態(tài)過電壓的出現(xiàn)是隨機(jī)的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大。絕大多數(shù)壓敏電阻器都屬于這一類。
2、高功率型:是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開關(guān)電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現(xiàn),且周期可知,能量值一般可以計(jì)算出來,電壓的峰值并不大,但因出現(xiàn)頻率高,其平均功率相當(dāng)大。
3、高能型:指用于吸收發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈,起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器,對(duì)這類應(yīng)用,主要技術(shù)指標(biāo)是能量吸收能力。
壓敏電阻器的保護(hù)功能,絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下,是可以多次反復(fù)作用的,但有時(shí)也將它做成電流保險(xiǎn)絲那樣的"一次性"保護(hù)器件。例如并接在某些電流互感器負(fù)載上的帶短路接點(diǎn)壓敏電阻。
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