“压敏电阻"是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,主要用于在电路承受过压时进行电压钳位,吸收多余的电流以保护敏感器件。英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor"。压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素锌(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾,压敏电阻器称为"突波吸收器",有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。


压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。


压敏电阻的响应时间为ns级,比气体放电管快,比TVS管稍慢一些,一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围,很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中,应用在交流电路的保护中时,因为其结电容较大会增加漏电流,在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量较大,但比气体放电管小。压敏电阻器简称VDR,是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。

 

压敏电阻的作用

(图片来源于互联网)

 

压敏电阻的工作原理:当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时,流过它的电流极小,它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说,当加在它上面的电压低于其阈值时,它相当于一个断开状态的开关。

当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时,流过它的电流激增,它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说,当加在它上面的电压高于其阈值时,它相当于一个闭合状态的开关。

 

压敏电阻的作用:

氧化锌压敏电阻(Carbon resistor):按用途来分也称为"突波吸收器是一种具有电压电流对称特性之电压属性电阻器,它主要的设计是用来保护所有的电子产品或元件免受开关或雷击诱发所产生之突波的影响,而非线性指数的特性。

 

特性:反应时间快速;低漏电流;优越的电压比;宽广之电压与能量比;低备用电力且无后续电流;高效能之突波电流处理能力;抑制电压特性之稳定执行能力。

 

压敏电阻在休息时,相对受保护的电子元件而言,具有很高的阻抗生素数兆欧姆),而且不会改变设计电路特性,但当瞬间突波电压出现(越过压敏电阻之崩溃电压时),该压敏电阻之阻抗会变低(仅有几个欧姆而已),并造成原线路短路,换言之电子产品或元件因此而受到保护。主要用途:防雷,过压保护。如电力变压器在进户端放入氧化锌避雷器可以有效防雷,电子设备在电网电源输入端放入压敏电阻,一但电网电压升高压敏电阻会不可恢复击穿短路同时保险丝也将断开,从而有效的放止过电压进入线路板。在空调线线路板应用压敏电阻最为多。

 

(图片来源于互联网)

 

压敏电阻的应用:不同的使用场合,应用压敏电阻的目的,作用在压敏电阻上的电压/电流应并不相同,因而对压敏电阻的要求也不相同,注意区分这种差异,对于正确使用是十分重要的。
根据使用目的的不同,可将压敏电阻区分为两大类:①保护用压敏电阻,②电路功能用压敏电阻。


作保护电阻:
(1) 区分是电源保护用压敏电阻器,还是信号线、数据线保护用压敏电阻器,它们要满足不同的技术标准的要求。
(2) 根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同,可将跨电源线用压敏电阻器区分为交流用或直流用两种类型,压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。
(3) 根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同,可将压敏电阻区分为浪涌抑制型、高功率型和高能型这三种类型。

 

【浪涌抑制型】:是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态
过电压的压敏电阻器,这种瞬态过电压的出现是随机的,非周期的,电流电压的峰值可能很大。绝大多数压敏电阻器都属于这一类。
 

【高功率型】:是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的压敏电阻器,例如并接在开关电源变换器上的压敏电阻,这里冲击电压周期出现,且周期可知,能量值一般可以计算出来,电压的峰值并不大,但因出现频率高,其平均功率相当大。

 

高能型】:指用于吸收发电机励磁线圈,起重电磁铁线圈等大型电感线圈中的磁能的压敏电压器,对这类应用,主要技术指标是能量吸收能力。


压敏电阻器的保护功能,绝大多数应用场合下,是可以多次反复作用的,但有时也将它做成电流保险丝那样的"一次性"保护器件。例如并接在某些电流互感器负载上的带短路接点压敏电阻。