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淺談壓敏電阻的應(yīng)用

文檔作者：牛軼霞宋吉江鄧紅偉文檔來源：山東建材學(xué)院分院機(jī)電系		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年11月24日
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、 毛 越 、 藿‰L
壓敏電阻是對(duì)電壓變化敏癱的非線性電
阻元件，在某一臨界電壓下其電阻值非常高
但當(dāng)超過這一臨界電壓時(shí)，電阻將急劇變化
并有電流通過。壓敏電阻的種類很多，按制造
材料來分有碳化硅壓敏電阻、硅壓敏電阻、鍺
壓敏電阻、鈦酸鋇壓敏電阻、ZnO壓敏電阻。
壓敏電阻的主要用于電氣電子電路中抑
制浪涌。我們知道，在電路中經(jīng)常出現(xiàn)浪涌，
它們是由于原先儲(chǔ)存的能量突然釋放所引起
的。這種能量可能是電路本身儲(chǔ)存的，當(dāng)電路
發(fā)生換路動(dòng)作時(shí)釋放出來，也可能是通過耦
合或其它途徑從外部侵入電路中的。最常見
的是雷電引起的浪涌．電感電路中電流突變
引起的浪涌和靜電電壓等。這些暫態(tài)沖擊電
壓的幅值可以高出電路正常電壓幾倍乃至幾
百倍．從而造成電路器件擊穿、電接點(diǎn)跳火，
使計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備誤動(dòng)作或化工生產(chǎn)過程
中發(fā)生爆炸等。用壓敏電阻將浪涌限制在允
許的范圍內(nèi)．可以降低對(duì)設(shè)備絕緣等級(jí)和器
件耐壓的要求．可以提高系統(tǒng)的可靠性，可以
使開關(guān)、繼電器、有利電機(jī)等機(jī)電產(chǎn)品的工作
壽命延長(zhǎng)，可以防止電火花或靜電壓引起的
爆炸及干擾。此外壓敏電阻還可以用于高壓
穩(wěn)壓、非線性補(bǔ)償和自動(dòng)增益控制、高壓元件
的均壓電阻。下面介紹壓敏電阻的幾種應(yīng)用。
1、電氣設(shè)備避雷
大氣過電壓由于雷擊引起，大多數(shù)屬于
感應(yīng)性過電壓，雷擊對(duì)輸電線路放電產(chǎn)生了
過電壓．這種過電壓高達(dá)100—10000伏，造
成的危害極大。因此對(duì)于裝在室外的電力系
統(tǒng)和電器設(shè)備來說．必須采取措施防止大氣
過電壓。其方法之一是采用壓敏電阻器。一
般將它與電器設(shè)備并聯(lián)連接。如果電器設(shè)備
要求殘壓很低時(shí)．可采用多級(jí)保護(hù)。圖1所示
為利用znO避雷器消除大氣過電壓的保護(hù)
電路．其中(a)圖是三相電氣設(shè)備znO避雷
器的連接方式．(b)圖為電穗}閥控制系統(tǒng)
ZnO避雷器的連接形式．(c)圖是電源與負(fù)
載之間znO避雷器的連接形式。
2、防止操作過電壓
操作過電壓是電路工作狀態(tài)突然變化
時(shí)．電磁能量急劇轉(zhuǎn)化，快速釋放時(shí)產(chǎn)生的一
種過電壓。為防止這種過電壓．可以用高能的
ZnOE敏電阻保護(hù)各種大型電源設(shè)備、大型
·48 ·
田1
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電磁鐵及大型電機(jī)等。而對(duì)汽車電路、通訊線
路及許多民用電器線路，則可應(yīng)用低壓壓敏
電阻予以保護(hù)。圖2為壓敏電阻防止操作過
電壓的例子。其中(a)圖為三相整流電路的保
護(hù)方式，(b)圖為橋式整流電路的保護(hù)方式，
真空開關(guān)
t
(c)圖為采用壓敏電阻與真空開關(guān)配合通過
抑制操作過電壓來保護(hù)高壓電機(jī)，(d)和(e)
圖分別是徽型電機(jī)和直流電機(jī)中用壓敏電阻
的保護(hù)電路。
(b)
田2
(d)
3、半導(dǎo)體器件的過電壓保護(hù) 4、對(duì)接觸器、繼電器的保護(hù)
為了防止半導(dǎo)體器件工作時(shí)由于某些原
因產(chǎn)生過電壓而被燒毀，常常使用壓敏電阻
加以保護(hù)。圖3所示電路中，在晶體管發(fā)射極
和集電極之間或者在變壓器的初級(jí)連接壓敏
電阻，來防止過電壓燒毀晶體管。在正常電壓
的作用下，壓敏電阻呈高阻狀態(tài)，只有很小的
泄漏電流，而當(dāng)承受過電壓時(shí)，壓敏電阻迅速
變成低阻狀態(tài)，過電壓的能量以放電電流的
形式被壓敏電阻吸收掉。浪捅電壓過后，當(dāng)電
路或元件承受正常電壓時(shí)，壓敏電阻又恢復(fù)
到高阻狀態(tài)。對(duì)于二極管和可控硅元件來說，
一般將壓敏電阻與它們并聯(lián)或者與電源并
接，而且應(yīng)滿足兩個(gè)耍求：一是重復(fù)動(dòng)作的反
向電壓耍大于壓敏電阻的殘壓，二是非重復(fù)
動(dòng)作的反向電壓也要大于壓敏電阻的殘壓。
圈5
當(dāng)切斷含有接觸器、繼電器、電磁離合器
等感性負(fù)荷的電路時(shí)，其過電壓可以超過電
源電壓許多倍，過電壓造成接點(diǎn)間電弧和火
花放電，損壞觸頭，縮短設(shè)備壽命。由于壓敏
·49 ·
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電阻在高電位的分流作用，從而保護(hù)了觸點(diǎn)。
壓敏電阻保護(hù)繼電器等的連接方法如圖4所
示。壓敏電阻器與線圈并聯(lián)連接時(shí)，觸點(diǎn)間的
過電壓等于電源電壓與壓敏電阻殘壓之和，
壓敏電阻吸收的能量為線圈存儲(chǔ)的能量}壓
敏電阻與觸點(diǎn)并聯(lián)時(shí)，觸點(diǎn)的過電壓等于壓
敏電阻的殘壓，壓敏電阻吸收的能量為線圈
儲(chǔ)存能量的1．2倍。
R
L
圍4
化時(shí)，由于壓敏電阻器伏安特性的非線性，從
5、穩(wěn)壓電路 而負(fù)載中流過的電流變化程小，所以輸出電
壓的變化率小于輸入電壓的變化率，該電路
如圖5所示，當(dāng)輸入電壓的太小發(fā)生變 起到了穩(wěn)壓作用。
豳5
6、電壓變化倍增電路
如圖6所示，當(dāng)輸入電壓增加或減小時(shí)，
如果電路中兩只電阻都是普通電阻，則輸出
電壓的變化率一樣大。如果R 為壓敏電阻，
由于它有相似于穩(wěn)壓瞢的穩(wěn)壓特性，輸入電
壓的變化部分幾乎全部到達(dá)輸出端，使該電
田6
路輸出電壓的變化率大于輸入電壓的變化
率，起到電壓變化倍增的作用。這種電路可用
于將某個(gè)一量變換為電壓時(shí)取出其變化量的
裝置。
另外，壓敏電阻還用于彩電的消磁電路
中。總之，壓敏電阻的用途非常廣泛，在應(yīng)用
時(shí)著重要注意其電壓等級(jí)和連接方式。
(上接弟47頁(yè))
三、電路的性能
1．元件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。
2．恒l流性能好，精度為1 。
3．可靠性高。
·50 ·
四、電路元器件的推薦參數(shù)
＆ ：(E 一3)／J ，其中E 為蓄電池的
放電終止電壓IJ 為放電電流
Rsl 0．33 R1：6．2k R2lIk
R{：16k RIlIk R5{100k R6：Ik

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