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压敏电阻(MOV)是以氧化锌(ZnO) 为主要成分的非线性电阻元件,该元件浪涌电流耐量及非线性系数非常大,在阀值电压以下时,电阻非常高,几乎没有电流流过,如果超过该阀值电压,电阻急剧降低,可以泄放大电流,由于这种特性,作为电子、电气设备的保护元件,对异常电压的吸收,雷击浪涌的吸收等发挥着很大的作用。

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压敏电阻一般并联在电路中使用,当电阻两端的电压发生急剧变化时,电阻短路将电流保险丝熔断,起到保护作用。压敏电阻在电路中,常用于电源过压保护和稳压。

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压敏电阻的参数

1压敏电压UN(U1mA):通常以在压敏电阻上通过1mA直流电流时的电压来表示其是否导通的标志电压,这个电压就称为压敏电压UN。压敏电压也常用符号U1mA表示。压敏电压的误差范围一般是±10%。在试验和实际使用中,通常把压敏电压从正常值下降10%作为压敏电阻失效的判据

2最大持续工作电压UC:指压敏电阻能长期承受的最大交流电压(有效值)Uac或最大直流电压Udc。一般Uac≈0.64U1mA,Udc≈0.83U1mA

3最大箝位电压(限制电压)VC:最大箝位电压值是指给压敏电阻施加规定的8/20μs波冲击电流IX(A)时压敏电阻上呈现的电压。

4漏电流Il:给压敏电阻施加最大直流电压Udc时流过的电流。测量漏电流时,通常给压敏电阻加上Udc=0.83U1mA的电压(有时也用0.75U1mA)。一般要求静态漏电流Il≤20μA(也有要求≤10μA的)。在实际使用中,更关心的不是静态漏电流值本身的大小,而是它的稳定性,即在冲击试验后或在高温条件下的变化率。在冲击试验后或在高温条件下其变化率不超过一倍,即认为是稳定的

5冲击电流及重复冲击次数

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使用注意事项

1、压敏电压的计算:

一般可用下式计算: U1mA=KUac 式中:K为与电源质量有关的系数,一般取K=(2~3),电源质量较好的城市可取小些,电源质量较差的农村(特别是山区)可取大些。Uac为交流电源电压有效值。对于220V~240V交流电源防雷器,应选用压敏电压为470V~620V的压敏电阻较合适。选用压敏电压高一点的压敏电阻,可以降低故障率,延长使用寿命,但残压略有增大

2、标称放电电流的计算:

压敏电阻的标称放电电流应大于要求承受的浪涌电流或每年可能出现的最大浪涌电流。标称放电电流应按压敏电阻浪涌寿命次数定额曲线中冲击10次以上的数值进行计算,约为最大冲击通流量的30%(即0.3 IP)左右

3、压敏电阻的并联:

当一个压敏电阻满足不了标称放电电流的要求时,应采用多个压敏电阻并联使用。有时为了降低限制电压,即使标称放电电流满足要求也采用多个压敏电阻并联。要特别注意的是,压敏电阻并联使用时,一定要严格挑选参数一致的(例如:ΔU1mA≤3V,Δα≤3)进行配对,以保证电流的均匀分配

4、注意事项

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温度保险管应与压敏电阻有良好的热耦合,当压敏电阻失效(高阻抗短路)时,它所产生的热量把温度保险管熔断,使失效的压敏电阻与电路分离,确保设备的安全。当较高的工频暂时过电压作用在压敏电阻上时,可能使压敏电阻瞬间击穿短路(低阻抗短路),而温度保险管还来不及熔断,还可能起火。为避免这种现象发生,可在每个压敏电阻上再串联一个耐冲击工频保险丝(单用工频保险丝则在老化失效时可能不熔断)

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由于压敏电阻(MOV)具有较大的寄生电容,用在交流电源系统,会产生可观的泄漏电流,性能较差的压敏电阻使用一段时间后,因泄漏电流变大可能会发热自爆。为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。如上图 中,将压敏电阻与气体放电管串联,由于气体放电管寄生电容很小,可使串联支路的总电容减至几个pF。在这个支路中,气体放电管将起一个开关作用,没有暂态电压时,它能将压敏电阻与系统隔开,使压敏电阻几乎无泄漏电流。但这又带来了缺点就是反应时间为各器件的反应时间之和。例如压敏电阻的反应时间为25ns,气体放电管的反应时间为100ns,则 R2、G、R3 的反应时间为150ns,为改善反应时间加入R1 压敏电阻,这样可使反应时间为25ns。

防浪涌或防瞬变干扰常用的器件有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变电压吸收二极管和固体放电管几种,以及它们的组合。在交流电源防雷电干扰电路及其装置一般是气体放电管和压敏电阻的组合。

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