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Leaded Varistors (Standar D Seriers)
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Design
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尺寸(mm)
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允許最大電壓(VAC)
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Max Allowable Voltage(VDC)
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DISK
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5φ
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11-350
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14-360
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DISK
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7φ
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11-420
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14-560
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DISK
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10φ
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11-680
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14-895
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DISK
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14φ
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11-1000
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14-1465
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DISK
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20φ
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11-1000
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14-1465
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DISK
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25φ
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130-680
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170-895
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Strap Varistors (High E Seriers )
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Design
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尺寸(mm)
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允許最大電壓(VAC)
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Max Allowable Voltage(VDC)
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DISK
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32φ
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130-680
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170-895
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DISK
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40φ
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130-680
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170-895
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DISK
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53φ
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130-680
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170-895
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RECTANGULAR
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34X34
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130-680
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170-895
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Block Varistors(High E Seriers )
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Design
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尺寸(mm)
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允許最大電壓(VAC)
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Max Allowable Voltage(VDC)
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BLOCK
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25φ
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130-680
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170-895
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BLOCK
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32φ
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130-680
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170-895
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BLOCK
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40φ
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130-680
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170-895
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BLOCK
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60φ
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130-680
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170-895
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BLOCK
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80φ
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130-680
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170-895
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“壓敏電阻"是一種具有非線(xiàn)性伏安特性的電阻器件,主要用于在電路承受過(guò)壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位,吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。英文名稱(chēng)叫“Voltage Dependent Resistor”簡(jiǎn)寫(xiě)為“VDR”, 或者叫做“Varistor"。壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體,所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個(gè)品種。現(xiàn)在大量使用的"氧化鋅"(ZnO)壓敏電阻器,它的主體材料有二價(jià)元素鋅(Zn)和六價(jià)元素氧(O)所構(gòu)成。所以從材料的角度來(lái)看,氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體”。 在中國(guó)臺(tái)灣,壓敏電阻器稱(chēng)為"突波吸收器",有時(shí)也稱(chēng)為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”。
壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線(xiàn)性特性,當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。壓敏電阻的主要參數(shù)有:壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應(yīng)時(shí)間等。
壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間為ns級(jí),比氣體放電管快,比TVS管稍慢一些,一般情況下用于電子電路的過(guò)電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿(mǎn)足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千Pf的數(shù)量級(jí)范圍,很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號(hào)線(xiàn)路的保護(hù)中,應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時(shí),因?yàn)槠浣Y(jié)電容較大會(huì)增加漏電流,在設(shè)計(jì)防護(hù)電路時(shí)需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大,但比氣體放電管小。壓敏電阻器簡(jiǎn)稱(chēng)VDR,是一種對(duì)電壓敏感的非線(xiàn)性過(guò)電壓保護(hù)半導(dǎo)體元件。
壓敏電阻的工作原理
當(dāng)加在壓敏電阻上的電壓低于它的閾值時(shí),流過(guò)它的電流極小,它相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)窮大的電阻。也就是說(shuō),當(dāng)加在它上面的電壓低于其閾值時(shí),它相當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)狀態(tài)的開(kāi)關(guān) 。
當(dāng)加在壓敏電阻上的電壓超過(guò)它的閾值時(shí),流過(guò)它的電流激增,它相當(dāng)于阻值無(wú)窮小的電阻。也就是說(shuō),當(dāng)加在它上面的電壓高于其閾值時(shí),它相當(dāng)于一個(gè)閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān) 。
壓敏電阻的選用及注意事項(xiàng)
選用壓敏電阻器前,應(yīng)先了解以下相關(guān)技術(shù)參數(shù):標(biāo)稱(chēng)電壓是指在規(guī)定的溫度和直流電流下,壓敏電阻器兩端的電壓值。漏電流是指在25℃條件下,當(dāng)施加最大連續(xù)直流電壓時(shí),壓敏電阻器中流過(guò)的電流值。等級(jí)電壓是指壓敏電阻中通過(guò)8/20等級(jí)電流脈沖時(shí)在其兩端呈現(xiàn)的電壓峰值。通流量是表示施加規(guī)定的脈沖電流(8/20μs)波形時(shí)的峰值電流。浪涌環(huán)境參數(shù)包括最大浪涌電流Ipm(或最大浪涌電壓Vpm和浪涌源阻抗Zo)、浪涌脈沖寬度Tt、相鄰兩次浪涌的最小時(shí)間間隔Tm以及在壓敏電阻器的預(yù)定工作壽命期內(nèi),浪涌脈沖的總次數(shù)N等。
一般地說(shuō),壓敏電阻器常常與被保護(hù)器件或裝置并聯(lián)使用,在正常情況下,壓敏電阻器兩端的直流或交流電壓應(yīng)低于標(biāo)稱(chēng)電壓,即使在電源波動(dòng)情況最壞時(shí),也不應(yīng)高于額定值中選擇的最大連續(xù)工作電壓,該最大連續(xù)工作電壓值所對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱(chēng)電壓值即為選用值。對(duì)于過(guò)壓保護(hù)方面的應(yīng)用,壓敏電壓值應(yīng)大于實(shí)際電路的電壓值,一般應(yīng)使用下式進(jìn)行選擇:VmA=av/bc式中:a為電路電壓波動(dòng)系數(shù);v為電路直流工作電壓(交流時(shí)為有效值);b為壓敏電壓誤差;c為元件的老化系數(shù),;這樣計(jì)算得到的VmA實(shí)際數(shù)值是直流工作電壓的1.5倍 ,在交流狀態(tài)下還要考慮峰值,因此計(jì)算結(jié)果應(yīng)擴(kuò)大1.414倍。
另外,選用時(shí)還必須注意:
(1)必須保證在電壓波動(dòng)最大時(shí),連續(xù)工作電壓也不會(huì)超過(guò)最大允許值,否則將縮短壓敏電阻的使用壽命;
(2)在電源線(xiàn)與大地間使用壓敏電阻時(shí),有時(shí)由于接地不良而使線(xiàn)與地之間電壓上升,所以通常采用比線(xiàn)與線(xiàn)間使用場(chǎng)合更高標(biāo)稱(chēng)電壓的壓敏電阻器。
壓敏電阻所吸收的浪涌電流應(yīng)小于產(chǎn)品的最大通流量。
應(yīng)用范圍
電源系統(tǒng)
浪涌抑制器
安防系統(tǒng)
電動(dòng)機(jī)保護(hù)
汽車(chē)電子系統(tǒng)
家用電器
電阻的作用
壓敏電阻有什么用?壓敏電阻的最大特點(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí),流過(guò)它的電流極小,相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門(mén),當(dāng)電壓超過(guò)UN時(shí),它的阻值變小,這樣就使得流過(guò)它的電流激增而對(duì)其他電路的影響變化不大從而減小過(guò)電壓對(duì)后續(xù)敏感電路的影響。利用這一功能,可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過(guò)電壓,保護(hù)電路免受過(guò)電壓的損害。
例如:我們家用的彩電的電源電路中就使用了氧化鋅壓敏電阻,這里使用的壓敏電阻壓敏電壓為470V,當(dāng)瞬態(tài)的浪涌電壓最大值(非有效值)超過(guò)470V時(shí),壓敏電阻就是體現(xiàn)他的鉗位特性,把過(guò)高的電壓拉低,讓后級(jí)電路工作在一個(gè)安全的范圍內(nèi)。
應(yīng)用類(lèi)型
不同的使用場(chǎng)合,應(yīng)用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應(yīng)并不相同,
因而對(duì)壓敏電阻的要求也不相同,注意區(qū)分這種差異,對(duì)于正確使用是十分重要的。
根據(jù)使用目的的不同,可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類(lèi):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(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)保護(hù)用壓敏電阻器,它們要滿(mǎn)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(xiàn)用壓敏電阻器區(qū)分為交流用或直流用兩種類(lèi)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(guò)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(lèi)型。
★浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓等瞬態(tài)過(guò)電壓的壓敏電阻器,這種瞬態(tài)過(guò)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(lèi)。
★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(kāi)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(lái),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。
★高能型:指用于吸收發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線(xiàn)圈,起重電磁鐵線(xiàn)圈等大型電感線(xiàn)圈中的磁能的壓敏電壓器,對(duì)這類(lèi)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。
作用
壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù),但是它的類(lèi)似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性,還使它具有多種電路元件功能,例如可用作:
(1)直流高壓小電流穩(wěn)壓元件,其穩(wěn)定電壓可高達(dá)數(shù)千伏以上,這是硅穩(wěn)壓管無(wú)法達(dá)到的。
(2)電壓波動(dòng)檢測(cè)元件。
(3)直流電平移位元件。
(4)均壓元件。
(5)熒光啟動(dòng)元件
基本性能
(1)保護(hù)特性,當(dāng)沖擊源的沖擊強(qiáng)(或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過(guò)規(guī)定值時(shí),壓敏電阻的限制電壓不允許超過(guò)被保護(hù)對(duì)象所能承受的沖擊耐電壓(Urp)。
(2)耐沖擊特性,即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流,沖擊能量,以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時(shí)的平均功率。
(3)壽命特性有兩項(xiàng),一是連續(xù)工作電壓壽命,即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應(yīng)能可靠地工作規(guī)定的時(shí)間(小時(shí)數(shù))。二是沖擊壽命,即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù)。
(4)壓敏電阻介入系統(tǒng)后,除了起到"安全閥"的保護(hù)作用外,還會(huì)帶入一些附加影響,這就是所謂"二次效應(yīng)",它不應(yīng)降低系統(tǒng)的正常工作性能。這時(shí)要考慮的因素主要有三項(xiàng),一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬(wàn)PF),二是在系統(tǒng)電壓下的漏電流,三是壓敏電阻的非線(xiàn)性電流通過(guò)源阻抗的耦合對(duì)其他電路的影響。