干貨 | 壓敏電阻的原理、選型及參數(shù)詳解

壓敏電阻并不是一般的電阻，而是一種具有瞬態(tài)電壓抑制功能的元件，效果同 TVS。

這篇文章介紹壓敏電阻的一些基本知識(shí)，包括參數(shù)、選型、應(yīng)用等。

基礎(chǔ)知識(shí)??

壓敏電阻用 MY 表示，MY 后綴：J （家用）、W（穩(wěn)壓）、G（過壓）、P （高頻）、L（防雷）、H（滅?。?、Z（消噪）等，這是一般通用命名方式，不同廠家的命名不太一樣。

壓敏電阻是一種具有非線性伏安特性的特殊電阻器件，英文名稱叫 Voltage Dependent Resistor，簡(jiǎn)寫為 VDR ，或者叫做 Varistor。

壓敏電阻不是真正的電阻，而是一種具有瞬態(tài)電壓抑制功能的元件，一般無正負(fù)極之分，這一點(diǎn)不同于 TVS，使用時(shí)同樣是并接與被保護(hù) IC 或電路，壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間會(huì)比 TVS 慢一點(diǎn)。

當(dāng)加到壓敏電阻上的電壓超過一定值時(shí)，它的阻值會(huì)迅速下降，以導(dǎo)通大電流，保護(hù)后端電路；當(dāng)?shù)陀谄涔ぷ麟妷簳r(shí)，壓敏電阻阻值極高，相當(dāng)于開路，不影響后端電路的工作狀態(tài)。

壓敏電阻雖然能吸收很大的浪涌能量， 但不能承受毫安級(jí)以上的持續(xù)電流，在用作過壓保護(hù)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。

壓敏電阻與被保護(hù)設(shè)備連接

再看一下壓敏電阻的參數(shù)。

參數(shù)解讀???

如下是某一壓敏電阻的電氣參數(shù)。

某一壓敏電阻電氣參數(shù)

▉ 壓敏電壓

指擊穿電壓或閾值電壓，特定電流下測(cè)得的壓敏電阻兩端的電壓，一般是 1mA 直流電流通入壓敏電阻時(shí)測(cè)試得到的。

一般符號(hào)是 Vb@1mA(DC)或者 V1mA。

▉ 最大工作電壓

分為交流和直流兩種情況。對(duì)交流來說，一般用 AC RMS 表示，指的是加在壓敏電阻上的交流有效值不能超過這個(gè)值，上面 SPEC 的 Vwac 指加在壓敏電阻上的交流電壓有效值不能超過 4V。對(duì)直流來說，被保護(hù)信號(hào)或者電路的最高電壓不能超過這個(gè)值。

SPEC 中的 Vdc 是 5.5V，即對(duì)于即對(duì)于 5.5V 以上的直流電路來說，這個(gè)壓敏電阻是不合適的。

▉?最大鉗位電壓

指施加規(guī)定的脈沖能量波形如（8/20μs）時(shí)壓敏電阻兩端電壓，從 SPEC 看，對(duì)壓敏電阻施加 8/20μs 脈沖波形時(shí)，最大鉗位電壓是 18V。8/20us 脈沖指的是 8us 達(dá)到 100%Ipp，20us 達(dá)到 50%Ipp。

8/20μs 脈沖能量波形

▉?能量耐量

指施加規(guī)定的脈沖能量波形（如 10/1000μs 波形）時(shí)壓敏電阻吸收的最大能量，符號(hào)用 E 表示，單位是 J（焦耳 Joule），壓敏電阻的片徑越大，它的能量耐量越大，耐沖擊電流也越大。

能量耐量的計(jì)算公式是：W=KIVT，I 是流過壓敏電阻的峰值電流，K 是電流 I 的波形系數(shù)，不同的脈沖波形系數(shù) K 不一樣（2ms 的方波 K=1，8/20μs 的波形 K=1.4，10/1000μs 的波形 K=1.4），T 是電流的持續(xù)時(shí)間，V 是電流為 I 時(shí)壓敏電阻兩端的電壓。

10/1000μs 脈沖能量波形

▉?浪涌電流

指的是施加規(guī)定的脈沖能量波形（如 8/20μs）時(shí)，壓敏電阻的電氣特性不會(huì)下降的最大電流，從 SPEC 上可以看到此壓敏電阻，在 8/20μs 脈沖波形下，最大浪涌電流到 3A。

有這么定義的：1 次，以 8/20μs 標(biāo)準(zhǔn)波形的電流作一次沖擊的最大電流值，此時(shí)壓敏電壓變化率仍在±10%以內(nèi)；2 次，以 8/20μs 標(biāo)準(zhǔn)波形的電流作兩次沖擊的最大電流值，兩次沖擊時(shí)間間隔為 5 分鐘，此時(shí)壓敏電壓變化率仍在±10%以內(nèi)。

在一些資料上，會(huì)有通流容量這個(gè)概念，也可以把最大浪涌電流看作通流容量，通流容量比較難計(jì)算，多個(gè)壓敏電阻并聯(lián)，其壓敏電壓不變，通流量等于幾者之和，要求并聯(lián)的壓敏電阻伏安特性盡量相同，否則易引起分流不均勻而損壞壓敏電阻對(duì)選型來說，一般參照 SPEC 即可。

▉?靜電電容

指的是壓敏電阻器本身固有的電容容量，一般測(cè)試條件是振蕩器頻率為 1KHz 或 1MHz，振蕩器電壓 1Vrms。

▉?漏電流

現(xiàn)在一般 SPEC 不給出壓敏電阻的漏電流參數(shù)，漏電流又稱為等待電流，指壓敏電阻器在規(guī)定的溫度和最大直流電壓下，流過壓敏電阻器的電流。

壓敏電阻的選型，我總結(jié)了如下幾點(diǎn)。

一、在交流回路中，V1mA(min)≥(2.2~2.5)*Vac，Vac 是被保護(hù)交流電路工作電壓有效值。

二、在直流回路中，V1mA(min)≥(1.6~2)*Vdc，Vdc 是直流電路最大工作電壓。

三、?如果被保護(hù)電路工作電壓或耐壓較低，而浪涌能量又比較大，則可選擇壓敏電壓較低、片徑較大的壓敏電阻器。

四、如果工作電壓或耐壓較高，可選擇壓敏電壓較高的壓敏電阻器，既保護(hù)了電路，又能延長(zhǎng)壓敏電阻壽命。

五、壓敏電阻的電容量一般是幾十到幾百 pF，不能用在高頻信號(hào)中，一般用在低頻信號(hào)，直流電源和交流電源。

再來看看壓敏電阻的分類。

按結(jié)構(gòu)分：可以分為結(jié)型壓敏電阻器、體型壓敏電阻器、單顆粒層壓敏電阻器和薄膜壓敏電阻器。

按使用材料分：可分為氧化鋅壓敏電阻器、碳化硅壓敏電阻器、金屬氧化物壓敏電阻器、鍺（硅）壓敏電阻器、鈦酸鋇壓敏電阻器。

按伏安特性分：可分為對(duì)稱型壓敏電阻器（無極性）和非對(duì)稱型壓敏電阻器（有極性），我們一般使用的壓敏電阻都是沒有極性的。

好了，今天的文章內(nèi)容到這里就結(jié)束了，希望對(duì)你有幫助，我們下一期見，

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