概述

压敏电阻（Varistor，Voltage Dependent Resistor，简称VDR）是一种非线性电阻元件，其电阻值随外加电压变化而显著变化。由于其特性类似于一个可变电阻器，因此被广泛应用于过压保护和浪涌抑制电路中。以下详细介绍其特性及应用。

压敏电阻的基本特性

1、非线性伏安特性

压敏电阻的伏安特性呈显著的非线性，其电流与电压的关系可以用以下公式近似描述：I=C⋅Vα

  • I为流过压敏电阻的电流。
  • V 为压敏电阻两端的电压。
  • C 为比例常数，与压敏电阻的物理结构和材料有关。
  • α 为非线性系数（一般在20~50之间），α越大，压敏电阻的非线性特性越强。

2、通流能力

压敏电阻能够承受一定的瞬态大电流，而不会损坏。这种能力通常通过其标称通流量（以安培为单位）表示，用于表明其抗浪涌电流的能力。

3、响应时间

压敏电阻的响应时间极短，一般在纳秒级，能快速响应瞬态过压。

4、压敏电压

压敏电阻的压敏电压（也称阈值电压）是指其开始显著导通的电压值。通常该值由设计参数决定，用于匹配具体电路的保护要求。

5、漏电流

压敏电阻在正常工作电压下的漏电流极小，通常仅为微安级。

压敏电阻的主要材料

压敏电阻通常由氧化锌（ZnO）与少量其他金属氧化物（如氧化钴、氧化镍等）制成。这些材料在高温烧结后形成具有晶界势垒的多晶结构，从而赋予其非线性特性。

压敏电阻的应用

1、浪涌保护

压敏电阻广泛应用于电力系统、通信设备和家用电器的浪涌保护电路中。它可以在雷击、电网波动或其他瞬态过压事件中迅速导通，将过压能量转化为热量释放，从而保护后端电路。

  • 典型应用：电源适配器、UPS电源、防雷插座。

2、过压保护

在直流或交流电路中，压敏电阻能够防止因过压引起的元器件损坏。例如，在开关电源中，当电网电压骤升时，压敏电阻可以限制电压峰值，避免对整流桥和电容器的损害。

  • 典型应用：工业控制设备、电机驱动器。

3、电磁干扰（EMI）抑制

压敏电阻通过吸收电路中的高频噪声，减小电磁干扰对系统的影响。

  • 典型应用：高频变压器的初级侧保护。

压敏电阻的使用注意事项

  • 选型：根据工作电压、压敏电压、通流能力等参数选择合适的压敏电阻。
  • 散热设计：确保压敏电阻工作时产生的热量能够有效散发，避免因过热导致失效。
  • 老化：压敏电阻在长期使用后可能会因多次承受浪涌而老化，其漏电流和压敏电压可能发生漂移，需要定期检查和更换。
  • 并联配置：当单个压敏电阻的通流能力不足时，可采用多个并联方案，但需注意均流问题。

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压敏电阻在电路保护中的作用至关重要，其良好的非线性特性和快速响应能力使其成为处理过压问题的理想器件。在设计中，应综合考虑其电气特性与应用环境，以确保可靠性和使用寿命。Semiware提供全系列的压敏电阻产品，如需了解更多产品和应用技术，请访问Semiware产品线：https://semiware.com/products/general-mov/