如今壓敏電阻的應用價值越來越高,也越來越多元化,但是很多人會遇到這樣的問題,就是不知壓敏電阻如何選擇,選擇什么類型的壓敏電阻才是最適合的。壓敏電阻有兩個大的分類,高壓型壓敏電阻與高能型壓敏電阻,今天我們就來了解一下這兩個類型壓敏電阻的優缺點,選出最實用的類型。
壓敏電阻如何選擇
一般情況下,為了保證線路的正常工作,同時又為了保證壓敏電阻器在保護線路的同時,自己不受損害,壓敏電壓值的選擇應確定在一定的范圍內。
通常情況下,在保護電路中,壓敏電壓的最小值確定應滿足公式(1) 的要求。另外,壓敏電壓的大值還應根據保護線路的耐壓水平滿足公式(2) 的要求:
V1 ≈2. 2Vac或V1≈2. 0Vdc (1)
V1 ≤0. 9Vz/ Kp (2)
式中:
V1 ———表示1mA 直流電流下的壓敏電壓值;
Vac ———表示交流電壓的有效值;
Vp - p ———表示交流電壓的峰- 峰值;
Vdc ———表示直流電壓值。
式中:
Vz ———表示被保護設備(或元器件)的脈沖絕緣耐壓值;
Kp ———限制電壓比,是一個與材料有關的常數。
例如:某電子鎮流器的交流電壓為220Vac,那么壓敏電阻器的最小電壓值應為V1 = 115 × 2 ×220V = 467 V。按照IEC的有關規定,電子設備的防護等級為D 級防護, 其絕緣耐壓值一般規定為115kV。
實際上,對于具體的電子鎮流器產品而言,如果整流電路的脈沖耐電壓1000V~1200V ,普通0~10 KA通流容量的壓敏電阻,若Kp值為117~118 ,通過計算,壓敏電阻的大壓敏值應為V1 ≤019Vz/ K≈019 ×1200/ 117≈643 V。因此,對于供電電壓相對穩定的220Vac 電源系統的電子鎮流器產品,一般選用MYG3/ 300 (壓敏電壓為470 V) 型的壓敏電阻器。
對于電源電壓為120Vac 的電子鎮流器,通常選用MYG3/ 150 (壓敏電壓為250 V) 型的壓敏電阻器。當然,在電路設計已經確定的條件下,也可通過大量的試驗確定實際電路的保護水平,選擇更加合適的壓敏電阻器。
高能型和高壓型壓敏電阻優點和缺點
高壓型壓敏電阻:其特點是電壓值高(100~250V/mm)、大電流特質好(V10kA/V1mA≤1.4)但單單對窄脈寬(2≤ms)的額定電壓和浪涌有希望的保護能力,能量質量與體積的比值較小,(50~300)J/cm3。
高能型壓敏電阻:其特點是能量質量與體積的比值較大(300J/cm3~750J/cm3),接受長脈寬浪涌技能強,但電壓值較低(20V/mm~500V/mm),大電流特點差(V10kA/V1mA>2.0)。
這兩種配方的性能差別造成了許多應用上的“死區”,例如:在10kV電壓等級的輸配電系統中已經廣泛采用了真空開關,由于它動作速度快、拉弧小,會在操 作瞬間造成極高過壓和浪涌能量,如果選用高壓型壓敏電阻加以保護(如氧化鋅避雷器),雖然它電壓梯度高、成本較低,但能量容量小,容易損壞;如果選用高能 型壓敏電阻,雖然它能量容量大,壽命較長,但電壓梯度低,成本太高,是前者的5~13倍。
在中小功率變頻電源中,過壓保護的對象是功率半導 體器件,它對壓敏電阻的大電流特性和能量容量的要求都很嚴格,而且要同時做到元件的小型化。高能型壓敏電阻在能量容量上可以滿足要求,但大電流性能不夠理 想,小直徑元件的殘壓比較高,往往達不到限壓要求;高壓型壓敏電阻的大電流特性較好,易于小型化,但能量容量不夠,達不到吸能要求。目前中小功率變頻電源 在國內外發展非常迅速,國內銷售量已近100億元/年,但壓敏電阻在這一領域的應用幾乎還是空白。
解決上述問題的有效方法是提高高壓型壓敏電阻的能量密度,或提高高能型壓敏電阻的電壓梯度和非線性系數(降低殘壓比),即開發高壓高能型壓敏電阻。
壓敏電阻的應用類型
根據使用目的的不同,可將壓敏電阻區分為兩大類:①保護用壓敏電阻,②電路功能用壓敏電阻。
保護電阻
(1) 區分是電源保護用壓敏電阻器,還是信號線、數據線保護用壓敏電阻器,它們要滿足不同的技術標準的要求。
(2) 根據施加在壓敏電阻上的連續工作電壓的不同,可將跨電源線用壓敏電阻器區分為交流用或直流用兩種類型,壓敏電阻在這兩種電壓應力下的老化特性表現不同。
(3) 根據壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同,可將壓敏電阻區分為浪涌抑制型、高功率型和高能型這三種類型。
1、浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態過電壓的壓敏電阻器,這種瞬態過電壓的出現是隨機的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大。絕大多數壓敏電阻器都屬于這一類。
2、高功率型:是指用于吸收周期出現的連續脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開關電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現,且周期可知,能量值一般可以計算出來,電壓的峰值并不大,但因出現頻率高,其平均功率相當大。
3、高能型:指用于吸收發電機勵磁線圈,起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器,對這類應用,主要技術指標是能量吸收能力。
壓敏電阻器的保護功能,絕大多數應用場合下,是可以多次反復作用的,但有時也將它做成電流保險絲那樣的"一次性"保護器件。例如并接在某些電流互感器負載上的帶短路接點壓敏電阻。
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