壓敏電阻的主要作用是保護電路中的瞬態電壓。由于上面提到的工作原理,壓敏電阻相當于一個開關,只有當電壓高于閾值時,阻值極小,開關才閉合,使流過它的電流發生浪涌,對其他器件產生影響。電路變化不大,從而減少了過電壓對后續敏感電路的影響。壓敏電阻的這種保護功能可以多次重復使用,也可以做成類似于電流保險絲的一次性保護裝置。
壓敏電阻主要用于電路中的瞬態過電壓保護,但由于其伏安特性類似于半導體穩壓器,因此壓敏電阻還具有多種電路器件功能。例如,壓敏電阻是直流高壓小電流穩壓器件;壓敏電阻可用作電壓波動檢測器件、直流電平移位器件、熒光啟動器件、電壓均衡器件等。壓敏電阻廣泛應用于家用電器和其他電子產品中,如過壓保護、防雷擊、抑制浪涌電流、吸收峰值脈沖、限幅、高壓滅弧、去噪、保護半導體器件等。
應用示例:
(1) 防雷
雷擊會導致大氣過電壓。其中大部分是感性過電壓。雷擊對輸電線路產生的過電壓稱為直接雷電過電壓,其電壓值極高,對102~104V可造成極大危害。因此,必須采取措施防止室外電力系統和電氣設備出現過電壓。
(2) 電路保護
在實際應用中,各種電子電路和電氣設備經常受到工作過電壓的影響。所謂工作過電壓,是指電路工作狀態突然變化時,電磁能迅速轉換,電能迅速轉移時產生的抑制過電壓。為防止這種過電壓,可采用高能ZnO壓敏電阻保護各種大型電力設備、大型電磁鐵和大型電動機等;對于汽車電路、通信線路和許多民用電路,可以使用低壓ZnO壓敏電阻或其他類型的低壓壓敏電阻進行保護。
下圖是幾個使用壓敏電阻防止過壓保護電路的例子。圖(a)為三相整流電路的保護方式;圖(b)是單相橋式整流電路的保護;圖(c)是使用壓敏電阻和真空開關來抑制對高壓電機的操作過電壓的保護;圖(d)和圖(e)分別是微型電機和直流電機的壓敏電阻保護電路。
圖 13。電路保護
(3) 開關保護
當帶有感性負載的電路突然斷開時,其過電壓可能會超過電源電壓的數倍。過電壓會使觸點之間產生電弧和火花放電,從而損壞接觸器、繼電器、電磁離合器等觸點,縮短設備的使用壽命。壓敏電阻在高壓下具有分流功能,因此可以在觸點斷開的瞬間防止火花放電,從而保護觸點。壓敏電阻保護開關或觸點的連接方法如下圖所示。
當壓敏電阻與電感并聯時,開關上的過電壓等干電源電壓與壓敏電阻殘余電壓之和,壓敏電阻吸收的能量就是電感存儲的能量。當壓敏電阻與開關并聯時,開關上的過電壓等于壓敏電阻的殘壓,壓敏電阻吸收的能量略大于電感存儲的能量。
圖 14。(a) 與電感并聯;(b)與開關并聯
(4) 設備保護
為了防止半導體器件在工作過程中因某種原因產生過電壓而燒毀,常采用壓敏電阻進行保護。下圖為壓敏保護晶體管的應用電路。在三極管的集電極與發射極之間,或與變壓器初級的壓敏電阻并聯,可有效抑制因過壓對三極管造成的損壞。在正常電壓下,壓敏電阻處于高阻狀態,漏電流很小。
當受到過電壓時,壓敏電阻迅速變為低阻狀態,過電壓能量以放電電流的形式被壓敏電阻吸收。經過浪涌電壓后,當電路或器件承受正常電壓時,壓敏電阻恢復到高阻狀態。
圖 15。(a) 與三極管并聯;(b) 與電感器并聯
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原文標題:壓敏電阻的作用與應用
文章出處:【微信號:QCDZYJ,微信公眾號:汽車電子工程知識體系】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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