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压敏电阻

2018-08-21 10:05:21     所属分类:电子元件
金属氧化物压敏电阻,385V
非线性电阻的 IEC 电路符号,旁边加 U 代表电压[1]则特指压敏电阻

压敏电阻英语:Varistor 或 Voltage Dependent Resistor,缩写VDR),又称变阻器变阻体突波吸收器,是一种具有显著非欧姆导体性质的电子元件,电阻值会随外部电压而改变,因此它的电流-电压特性曲线具有显著的非线性。压敏电阻广泛的被应用在电子线路中,来防护因为电力供应系统的暂态电压突波所可能对电路的伤害。当高压来到时,压敏电阻的电阻降低而将电流予以分流,因而保护了敏感的电子元件。

压敏电阻它的电阻会因两端电压之不同而改变,也就是说,英文名称 Varistor 得名于 Variable(会变的)+ Resistor(电阻)两字的结合,也称为 VDR (Voltage Dependent Resistor)。 变阻器通常用来保护电子电路,防止受到过大的暂态电压破坏或干扰。

虽然压敏电阻(变阻器)的英文 Varistor 字源来自“可变”与“电阻”两字,但压敏电阻与可变电阻这两个名词指的是完全不同的两种零件,请勿混淆。 可变电阻是一种欧姆导体(电流-电压特性曲线是线性的),附带一提的是: 常见具有三个端子的可变电阻英文称为电位计(potentiometer),至于较少见只有两个端子的可变电阻英文称为rheostat(没有专属译名,可变电阻器)。

目录

  • 1 动作原理
  • 2 金属氧化物压敏电阻
  • 3 主要成分种类
  • 4 应用领域
  • 5 压敏电阻不能做到的事
  • 6 参考资料与附注
  • 7 参见

动作原理

突波吸收器之保护原理: 压敏电阻在预备状态时,相对于受保护之电子组件而言, 具有很高的阻抗(数兆欧姆)而且不会影响原设计电路之特性。 但当瞬间突波电压出现(超过突波吸收器之崩溃电压时), 该突波吸收器之阻抗会变低(仅有几个欧姆)并造成线路短路,也因此电子产品或较昂贵之组件受到保护。

金属氧化物压敏电阻

最常见的压敏电阻是金属氧化物压敏电阻(MOV, Metal Oxide Varistor),它包含由氧化锌颗粒与少量其他金属氧化物或聚合物间隔构成的陶瓷块,夹于两金属片间。颗粒与邻近氧化物交界处会形成二极管效应,由于有大量杂乱颗粒,使得它等同于一大堆背向相连的二极管,低电压时只有很小的逆向漏电电流,当遇到高电压时,二极管因热电子与隧道效应而发生逆向崩溃,流通大电流。因此,压敏电阻的电流-电压特性曲线具有高度的非线性: 低电压时电阻高、高电压时电阻低。

由于主要成分或品牌的不同,金属氧化物压敏电阻有时还可以看到这些名称: ZNR (Zinc-Oxide Non-linear Resistor, 氧化锌非线性电阻)、ZOV (Zinc-oxide Varistor)、CNR (Composite Nonlinear Resistor[2]),TNR (Titanium-oxide based Non-linear Resistor, 氧化钛非线性电阻, 不过也可能是 Toshiba Non-linear Resistor, 东芝公司的非线性电阻等。

典型的压敏电阻特性曲线

主要成分种类

  • 氧化锌,Zinc Oxide,ZnO
  • 碳化硅,Silicon Carbide,SiC
  • 氧化钛,Titanium Oxide,TiO2

应用领域

1. 电源端子的突波防护。 2. 界面端子的突波防护,如电话线界面等。

压敏电阻不能做到的事

一些人以为突波吸收装置里的压敏电阻可以提供完整的电压保护,但不幸的,压敏电阻或突波吸收器所能承受的能量或功率有限,不能提供持续性的过电压保护。持续的过电压会破坏保护装置(压敏电阻或突波吸收器),并对设备造成损害,并可能有着火的危险。

压敏电阻不能提供保护的部分还有: 开机时的冲击电流、短路时的过电流、电压突降等情况,这些情况需要以继电器、保险丝、无熔丝断路器及其他方式的防护。 此外,也有少数保护装置会侦测电源电压,如超过危险限度时会以继电器将电源切离。

参考资料与附注

  1. ^ U 是拉丁文 Urgere 的字头,代表电压
  2. ^ Hashimov, A. E. et al., "Nonlinear resistor based on a polymer-ceramic composition", Abstract, Technical Physics V52 N8, Aug 2007, accessed online at http://www.springerlink.com/content/186w55472008013n/

参见

  • 压敏陶瓷

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