氧化锌压敏电阻器的应用

一氧化锌压敏电阻器的应用敬履伟铁道部二局兴达电子电器厂成都

摘要氧化锌压敏电阻器的主要功能是探测和抑制反复出现的浪涌电压及过电压而自身不会破坏具有优良的柞线性伏安特性在稳态工作电压下漏电流很

小

能耗低利用这些特性可制造各种半导休器件的过电压保护电子设备的雷击浪涌保护各种负荷开关的浪涌吸收各种装笠中的瞬间脉冲抑制等电子保护装

笠

关键词氧化锌压敏电阻器浪涌电压雷击保护电路

】

日。势闰基本特性

氧化锌压敏电阻器是国外年代末年代初发展的一种电子陶瓷器件在我国年代末年代初开始发展它的主要功能是探测和抑制反复出现的浪涌电压及过电压而本身不会破坏具有优良的非线性伏安特性类似于齐纳二极管与齐纳二极管不同的地方是它能对两个方向的过电压等同地抑制相当于两只背对背的齐纳二极管压敏电阻器既可用于直流也可用于交流电压范围宽可以从几伏到数万伏电流范围也很宽从毫安级到千安级压敏电阻器具有很大的瞬间能量吸收能力可吸收几焦到数千焦的能量压敏电阻器的导电机理已经明确它是一种在相邻晶粒间发生的电子隧道过程这种过程是极快的导通时间小于它的用途相当广泛如各种半导体器件的过电压保护电子设备的雷击浪涌保护各种负荷开关的浪涌吸收各种装置中的瞬间脉冲抑制这对于提高电气电子装置的可靠性促进科学枝术发展有着垂要意

义

预击穿区击穿区非线性区比升区

一图电流密度和电场强度的典型特性曲

线

压敏电阻在电压值达到击穿电压

或阂值电压以前接近于绝缘体其电阻率一一。一旦电压值超过就

成

收稿日期年月电子元件与材料

为导体压敏电阻使设计人员最感兴趣

的是电性能在导电状态下的非线性或叫非欧姆特性以及稳态工作电压下的漏电流很小能耗低如图图曲线上的三个区段对压敏电阻器的特性表现得更加明显扭沉沉「厂下「厂,日门获大展饭电压口团〔洲盈大漏白自目日曰国曰日曰日曰习曰日曰日目目罚畏巨耳月目目月珍舜异障巨子感卜一一月卜同巨巴卜月阵二月尸甚沂引于门曰于二若匀匀三月月阵荟荟月三月呈二二车多多多目弓贺宁畏曰不蔽国三至弓芝习习巨毒示华莽多味弃肠肠石百又又「一引引刁尸二习广」口二节门口二习了之门尸二刁刁口,月二月声二杯日日声门亩习二盖巴匀国二二二夕一爹于二弃若习已毛亏芝弓二弓轰一里艺荟策客到李夭子妻目目夔目巨目自目圈目目目目巨鬓巨丝目概婆目目遥国国日目目眯爹习日目目揣类丝孟写二蕊毒圣二兰王二芝奢旦多卫王葵匡轰国里二多署国吕攀言泛轰巨二二澎爹润目目目国月目目月目曰日臼日曰日曰鬓之纂弃三尸‘目三三己任于于弓任牙二乏三三曰「恶日厂然一日「二曰序不阵「月日阵寻日户目阵月氏日圈「曰日曰「序日曰日曰日曰日曰日曰图系列压敏电阻器特性曲线目前产品的说明书表示的特性曲线是瞬间脉冲波如波冲击压敏电阻器用示波器显示出来的毫安级至数十安级的曲线只是击穿区的部分见图①③夕钊尸。一‘乞。③①图产品说明书的特性曲线选用方法选择标称电压一般说来压敏电阻器常常与被保护元件或装置并联使用在正常情况下即无瞬态脉冲电压时压敏电阻器两端的直流或交流电压低于标称电压并且在电源波动情况最坏时也不高于额定值中选定的最大连续工作电压该最大连续工作电压值对应的标称电压值即为选用值例如在线间使用时暂不考虑能量耐量设电源

电压波动系数为一因此在最坏情况下压敏电阻器两端的电压可达

又

从额定值查出该值小于最大连续工作电压为有效值那一栏故

应选择对应的压敏电阻器

其标称电压为值得注意的是必须保证在电压波动最大的时候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器的使用寿命在电源线与大地间使用压敏电阻器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例如在线与大地间使用的情况下选用用的压敏电阻器即以上级别‘简单计算交流电压源一直流电压源

一

、

稳压电源

选择压敏电阻器直径能量耐量选择

以我厂产品为例直径有笋必沪笋沪五种在标称电压相同的情况下产品直径越大能量耐量通流量就越大选择电阻器直径要根据浪涌环境参数和产品脉冲寿命特性曲线来决定下面举例

说明选择方法公式法一。若要选用一种用于防护雷电过电压的氧化锌压敏电阻器已知浪涌环境参数为

开路浪涌电压浪涌源阻抗

。浪涌脉冲宽度半幅值娜显然不能满足要求再看拜为典型雷击电流的脉冲宽度系列同样条件时、一再从额定值

预计每年有次这样的冲击要求工作中查知的能量耐量为大年由以上条件可求出于说明所选压敏电阻器能经受该浪

涌

介。脉冲的冲击满足要求因此选择电阻器

浪涌次数一,次直径为笋浪涌能量一一经验选择法

察看产品脉冲寿命特性图先看保险丝的电流大小同脉冲寿命特性曲线系列当一。娜次时通流量几结合选择见表表结合保险丝电流大小选择压敏电阻器序鲤鱼鱼寿命特性曲线直径型号号介次数

只

忿。

,乙几乙

一忿

保护作用的校核在电压低于标称电压时压敏电阻器的电阻值相当高达兆欧级而浪涌脉冲到来

后电阻值迅速下降低至数欧甚至小于一欧浪涌脉冲的能量几乎全被吸收电压被抑制在很低值便起到了保护作用氧化锌压敏电阻器的限制电压远较压敏电阻器电容器或电容电阻串联吸收回路的限制电压为低具体数值可察看选定型号的电压电流特性曲线如上面选定的电阻器在、一时限制电压一见图压敏电阻器的限制电压应低于被保护对象的耐压允许值若查得的限制电压比被保护对象的耐压允许值低得多说明富裕量很大从价值工程的角度应考虑降低被保护对象的耐压等级进而降低成本或改进标称电压更高的压敏电阻器使长期工作稳定性进一步提高若查得的限制电压超过了被保护对象的耐压允许值就起不到过压保护作用解决的方法是提高被保护对象的耐压等级使其高于压敏电阻器的限制电压在确保压敏电阻器两端电压不大于最大允许回路电压的前提下改用标称电压较低的压敏电阻选用尺寸较大的压敏电阻器可适当地降低限制电压采用两级保护方案试验验证将选定的压敏电阻器接入实际电路中进行两个方面的测试和试验一是检测在正常工作条件下压敏电阻器对被保护对象的影响程度是否在允许范围内二是进行模拟冲年月电子元件与材料

击电流试验以检验过压保护性能是否能满足设计要求

应用

见图但根据电流种类和能量大小等不同也可以考虑与串联吸收回路等并用见图

电源线之间及电源线与大地之间

作为压敏电阻器最有代表性的使用场合是在电源线以及长距离传输的信号线等

感应雷击浪涌以及电闸开关引起的导线脉冲等情况下对电子装置起保护作用在线间

接入压敏电阻器时对线间的感应脉冲有效在线地间接入压敏电阻时对传输线和大地间的感应脉冲有效如图若进一步将线间连接与地连接两种形式

组合起来则可对浪涌脉冲有更好的吸收作

用如图

感性

负载

图负荷间连接

感性负载

图与回路并用在浪涌能量很大情况下电源线或信号线

电子

装置接点一」

电源堪军、

图线间联接

图接点间连接电源线

或信号线

电子装置

图线地联接

图。可控硅保护

电源线

或信号线

电子

装置

图线间与地连接组合

方式

负荷中的连接主要是用于对感性负荷突然开闭所引起

的感应脉冲进行吸收以防止元件受到破坏一般说来只是在感性负荷上并联就行了图三极管保护接点间连接主要是为了防止感生负荷开关接点被电弧烧损的现象与接点并联接入压敏电阻器见图

要消去接点间发生的电火花需要将接点电压限制到以下有时即使接上压敏电阻器接点表面上火花也并没有完全消失但是由于减少了浪涌能量所以实质上还是达到了保护接点的目的半导体器件保护与被保护半导体器件并联使限制电压低于被保护器件的耐压等级对半导体器件

是一种有效的保护方法见图在这种情况下由于半导体器件与

压

敏

电阻器的固有电容相并联因此在设计高

频电路时应加以注意编辑廖品善

担粉的制取及性能

潘伦桃李荣德张巧元

宁夏有色金属冶炼厂石嘴山

摘要采用新的氛担酸钾的钠还原工艺并运用掺杂脱氧造拉热团化等先进技术制取重量比容为。拜担粉其化学纯度物理性能和电气性能优良经国内外用户试用证明能满足小型化担电解电容器要求关键词担电解电容器担粉钠还原

,产司卜吕

前言钮电容器的片状化率逐年提高年日本估计生产担电容器亿支其片状化率

达片状担电容器一般都使用重量比容为拼以上的担粉电容器小

型

化是另一发展趋势现在日本的最小担电容器芯块用粉量为最薄的为拼

担电容器的片状化和小型化促进了担粉技术的发展特别是钠还原担粉的比容迅速提高质量得到改进年代

还只能生

产拼的担粉到年代末年

代初德国美国及开发

出了拼的担粉现在日本和昭和卡博特之拜担

粉已被担电解电容器厂使用并且研制出了

收稿日期