您当前的位置:五五电子网电子知识电子学习基础知识元器件基础知识贴片压敏电阻基础知识 正文
贴片压敏电阻基础知识

贴片压敏电阻基础知识

点击数:7298 次   录入时间:03-20 08:04:35   整理:http://www.55dianzi.com   元器件基础知识

    (1) 必须保证在电压波动最大时,连续工作电压也不会超过最大允许值,否则将缩短压敏电阻的使用寿命;

    (2) 在电源线与大地间使用压敏电阻时,有时由于接地不良而使线与地之间电压上升,所以通常采用比线与线间使用场合更高标称电压的压敏电阻器。

    3.2 通流量的选取

    通常产品给出的通流量是按产品标准给定的波形、冲击次数和间隙时间进行脉冲试验时产品所能承受的最大电流值。而产品所能承受的冲击数是波形、幅值和间隙时间的函数,当电流波形幅值降低50%时冲击次数可增加一倍,所以在实际应用中,压敏电阻所吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流量。

    3.3 应 用

    图1所示是采用压敏电压器进行电路浪涌和瞬变防护时的电路连接图。对于压敏电阻的应用连接,大致可分为四种类型:

    第一种类型是电源线之间或电源线和大地之间的连接,如图1(a)所示。作为压敏电阻器,最具有代表性的使用场合是在电源线及长距离传输的信号线遇到雷击而使导线存在浪涌脉冲等情况下对电子产品起保护作用。一般在线间接入压敏电阻器可对线间的感应脉冲有效,而在线与地间接入压敏电阻则对传输线和大地间的感应脉冲有效。若进一步将线间连接与线地连接两种形式组合起来,则可对浪涌脉冲有更好的吸收作用。

    第二种类型为负荷中的连接,见图1(b)。它主要用于对感性负载突然开闭引起的感应脉冲进行吸收,以防止元件受到破坏。一般来说,只要并联在感性负载上就可以了,但根据电流种类和能量大小的不同,可以考虑与R-C串联吸收电路合用。

    第三种类型是接点间的连接,见图1(c)。这种连接主要是为了防止感应电荷开关接点被电弧烧坏的情况发生,一般与接点并联接入压敏电阻器即可。

    第四种类型主要用于半导体器件的保护连接,见图1(d)。这种连接方式主要用于可控硅、大功率三极管等半导体器件,一般采用与保护器件并联的方式,以限制电压低于被保护器件的耐压等级,这对半导体器件是一种有效的保护。

    4 氧化锌压敏电阻存在的问题

    现有压敏电阻在配方和性能上分为相互不能替代的两大类:

    4.1 高压型压敏电阻

    高压型压敏电阻,其优点是电压梯度高(100~250V/mm)、大电流特性好(V10kA/V1mA≤1.4)但仅对窄脉宽(2≤ms)的过压和浪涌有理想的防护能力,能量密度较小,(50~300)J/cm3。

    4.2 高能型压敏电阻

    高能型压敏电阻,其优点是能量密度较大(300J/cm3~750J/cm3),承受长脉宽浪涌能力强,但电压梯度较低(20V/mm~500V/mm),大电流特性差(V10kA/V1mA>2.0)。

    这两种配方的性能差别造成了许多应用上的“死区”,例如:在10kV电压等级的输配电系统中已经广泛采用了真空开关,由于它动作速度快、拉弧小,会在操作瞬间造成极高过压和浪涌能量,如果选用高压型压敏电阻加以保护(如氧化锌避雷器),虽然它电压梯度高、成本较低,但能量容量小,容易损坏;如果选用高能型压敏电阻,虽然它能量容量大,寿命较长,但电压梯度低,成本太高,是前者的5~13倍。

    在中小功率变频电源中,过压保护的对象是功率半导体器件,它对压敏电阻的大电流特性和能量容量的要求都很严格,而且要同时做到元件的小型化。高能型压敏电阻在能量容量上可以满足要求,但大电流性能不够理想,小直径元件的残压比较高,往往达不到限压要求;高压型压敏电阻的大电流特性较好,易于小型化,但能量容量不够,达不到吸能要求。目前中小功率变频电源在国内外发展非常迅速,国内销售量已近100亿元/年,但压敏电阻在这一领域的应用几乎还是空白。

www.55dianzi.com

    解决上述问题的有效方法是提高高压型压敏电阻的能量密度,或提高高能型压敏电阻的电压梯度和非线性系数(降低残压比),即开发高压高能型压敏电阻。

    5 应用纳米材料改性压敏电阻

    氧化锌压敏陶瓷属体型压敏材料,电压、电流特性对称,压敏电压和通流能力可以控制,具有很高的非线性系数,成为当今压敏材料中的一个重要分支。为了解决高压型压敏电阻与高能型压敏电阻应用上的“死区”,提出添加纳米材料进行压敏电阻改性实验研究,制得高压高能型压敏电阻,将能大幅度提高电压梯度、非线性系数和能量密度。

    到目前为止,在亚微米级前驱粉体基础上进行的各种传统改性研究(粉体制备方法的改进、配方和烧结工艺调整等),均无法解决高压高能问题,实现高压高能压敏电阻是公认的难题。压敏行业的专家普遍认为:发展多学科交*研究,利用新技术、新材料对压敏电阻进行改性是解决问题的关键。在各种新技术、新材料的应用方面,纳米材料已得到广泛重视,也正在形成一种新的发展趋势。目前国内外有相当一批学者正在着手这方面的研究,初步研究结果已经显示出采用纳米材料是实现高压高能的有效途径。

    在国外由前南斯拉夫塞尔维亚科学院MilosevIC1994年使用高能球磨法,制成平均粒径100nm以下的复合ZnO压敏电阻粉末,经高温烧结而成的压敏电阻,非线性系数达到45,烧成密度达到理论密度的99%,而且漏电流比较小。

    由此可见,纳米材料可以大幅度提高电压梯度、非线性系数(即降低残压比,改善大电流特性)和能量密度,对实现压敏电阻和高压高能具有重要意义。

    但是,当前文献报道所涉及的研究方法仅限于全部使用纳米材料,这种方法工艺复杂、成本高,不便于生产应用。而在采用纳米添加法领域内(使用少量或微量的纳米粉与亚微米粉相结合的方法),对压敏电阻进行改性研究,这种方法的优点在于:

    纳米添加法具有选择性,可根据不同的应用需要,有目的地进行单组份纳米添加实验,寻求改性效果最佳的纳米材料和添加比例,因而原料成本不会大幅度增加。

    制备方法简单,基本上改变压敏电阻的现有生产方法,研究成果便于直接应用到生产实际中去。

    6 结 论

    综上所述,压敏电阻器应用趋向为:有引线的压敏电阻器近两年来仍有一定幅度的增长,目前为总需求的55%~60%;由于手持式电子产品的广泛使用,片式无引线压敏电阻器市场增长率将不断提高,将逐步超过有引线的压敏电阻器产量,成为今后的主流产品。在研究和产品开发方面,采用纳米添加改性压敏电阻,研究开发一种全新概念的氧化锌压敏电阻,实现压敏电阻的高压高能化,将具有很好的市场前景和实际应用价值。



上一页  [1] [2] 


本文关键字:基础知识  元器件基础知识电子学习 - 基础知识 - 元器件基础知识

上一篇:电流检测电阻

《贴片压敏电阻基础知识》相关文章>>>