氧化鋅壓敏電阻器是一種以氧化鋅為主體、添加多種金屬氧化物、經典型的電子陶瓷工藝制成的多晶半導體陶瓷元, , 件。由于其獨特的晶界結構,在一定電場下,晶界導電由熱電子發射傳導瞬間轉變為電子隧道傳導,其電阻值隨著電壓的增大而急劇減小,具有優異的非線性伏安特性。那么,當存在過電壓時,晶界電子隧道效應抑制過電壓峰值增長,吸收部分過電壓能量,從而起到對線路或設備的防護作用。但是,不論壓敏電阻器應用在電力線路或電子線路,若各種類型的過電壓頻繁出現,則壓敏電阻器就會頻繁動作以抑制過電壓幅值和吸收釋放浪涌能量,保護電氣設備及元器件,這勢必會導致壓敏電阻器的性能劣化乃至失效。
(1)劣化,表現為漏電流增大,壓敏電壓顯著下降,直至為零;
(2)炸裂,若過電壓引起的浪涌能量太大,超過了所選用的壓敏電阻器極限承受能力,則壓敏電阻器在抑制過電壓時將會發生陶瓷炸裂現象;
(3)穿孔,若過電壓峰值特別高,導致壓敏電阻器陶瓷瞬間發生電幾穿,表現為穿孔。 其中,在進行分級防雷保護前提下,壓敏電阻器的失效模式絕大部分表現為劣化和穿孔(即短路),因此,在使用壓敏電阻器時,必須與之串聯一個合適的斷路器或保險絲,避免電路短路引起事故。 目前,國際上流行的過電壓保護器就是將壓敏電阻器與限流、過流和劣化告警裝置有機地組合在一起,它除了具有過電壓保護功能外,還具有防止自身劣化、導致電路短路的功能。
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壓敏電阻的選型 壓敏電阻的選用,一般選擇標稱壓敏電壓V1mA 和通流容量兩個參數。
1、所謂壓敏電壓,即擊穿電壓或閾值電壓。指在規定電流下的電壓值,大多數情況下用1mA 直流電流通入壓敏電阻器時測得的電壓值,其產品的壓敏電壓范圍可以從10-9000V 不等??筛鶕唧w需要正確選用。一般1mA='1'.5Vp='2'.2VAC,式中,Vp 為電路額定電壓的峰值。VAC 為額定交流電壓的有效值。ZnO 壓敏電阻的電壓值選擇是至關重要的,它關系到保護效果與使用壽命。如一臺用電器的額定電源電壓為220V , 則壓敏電阻電壓值V1mA='1'.5Vp='1'.5 × × 220V='476V' ,V1mA='2'.2VAC='2'.2×220V='484V',因此壓敏電阻的擊穿電壓可選在470-480V 之間
2、所謂通流容量,即蕞大脈沖電流的峰值是環境溫度為25℃情況下,對于規定的沖擊電流波形和規定的沖擊電流次數而言,壓敏電壓的變化不超過± 10%時的蕞大脈沖電流值。為了延長器件的使用壽命,ZnO 壓敏電阻所吸收的浪涌電流幅值應小于手冊中給出的產品蕞大通流量。然而從保護效果出發,要求所選用的通流量大一些好。在許多情況下,實際發生的通流量是很難精卻計算的,如手頭產品的通流量不能滿足使用要求時,可將幾只單個的壓敏電阻并聯使用,并聯后的壓敏電不變,其通流量為各單只壓敏電阻數值之和。要求并聯的壓敏電阻伏安特性盡量相同,否則易引起分流不均勻而損壞壓敏電阻。
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