網絡中包含的每個電子設備都需要防止超過電流或電壓的閾值。各種保險絲和斷路器用於電流保護，但壓敏電阻最常用於保護設備免受過壓。在這篇文章中，我們將考慮壓敏電阻的工作原理，它的特點，這種電子元件的優點和缺點。
什麼是壓敏電阻以及它在哪裡使用
壓敏電阻 - 這是一種由半導體材料製成的可變電阻器，它能夠根據施加在其上的電壓來改變其電阻。
這種電子元件的工作原理不同於傳統的電阻器和電位器。標準 電阻器 在任何時候都有一個恆定的電阻值，無論電路中的電壓如何，電位器允許您通過轉動控制旋鈕手動更改電阻。但壓敏電阻具有非線性對稱的電流電壓特性，其阻值完全取決於電路中的電壓。
由於這種特性，壓敏電阻被廣泛有效地用於保護電網、機器和設備，以及電子元件、電路板和微電路，無論電壓類型如何。它們具有低製造成本、使用可靠並且能夠承受高負載。
壓敏電阻用於高達 20 kV 的高壓裝置和 3 至 200 V 的低壓裝置中作為電壓限制器。同時，它們可以在交流電和直流電的網絡中工作。它們用於調節和穩定電流和電壓，以及用於浪湧保護設備。用於網絡濾波器、電源、手機、 浪湧保護器 和其他 SPE。
種類及工作原理
在正常情況下工作時，壓敏電阻具有巨大的電阻，當電壓超過閾值時，電阻會減小。也就是說，如果電路中的電壓顯著增加，則壓敏電阻從絕緣狀態轉變為導電狀態，並且由於半導體中的雪崩效應，通過使大電流通過自身來穩定電壓。
壓敏電阻可以在高電壓和低電壓下工作，因此分為兩組具有相同工作原理的器件：
- 高壓：能夠在電流值高達 20 kV 的電路中運行（用於網絡和設備的保護系統，用於浪湧保護裝置）。
- 低電壓：這類元件的額定電壓在3～200V之間（用於保護電流為0.1～1A的電子設備和設備元件，安裝在電源的輸入或輸出端）。
壓敏電阻響應時間 電源浪湧 約為 25 ns，這是一個極好的值，但在某些情況下不足。因此，電子元件製造商開發了一種製造 smd 電阻器的技術，其響應時間為 0.5 ns。
所有類型的壓敏電阻都是由碳化矽或氧化鋅通過將這種材料與粘合劑（樹脂、粘土、玻璃）在高溫下燒結而成的。接收半導體元件後，用焊接金屬引線將其兩面金屬化以進行連接。
標記、主要特性和參數
每個壓敏電阻製造商都以某種方式標記其產品，因此有相當多的名稱選項及其解釋。最常見的俄羅斯壓敏電阻是K275，國外流行的元件有7n471k、kl472m等。
CNR-10d751k 壓敏電阻的名稱可解讀如下： 中國北車 – 金屬氧化物壓敏電阻； d - 表示組件為圓盤形式； 10 是圓盤的直徑； 751 – 該設備的響應電壓（通過將前兩位數乘以 10 乘以等於第三位數的冪來計算，即 75 乘以 10 的第一次，我們得到 750 V）； ķ - 額定電壓的允許偏差，在任何方向上為 10%（l - 15%，M - 20%，P - 25%）。
壓敏電阻的主要特性有以下參數：
分級電壓 - 在流過壓敏電阻的特定電流值下的電壓（通常這個值是 1mA)。此設置是有條件的，不影響設備選擇；
最大允許電壓 – 電壓範圍（有效值或有效值)，此時壓敏電阻開始降低其電阻；
最大吸收能量 - 顯示壓敏電阻耗散的能量值並且在暴露於單個脈衝時不會失效的特性（以焦耳為單位);
最大浪湧電流 – 歸一化電流脈衝的上升時間和持續時間（以安培為單位);
容量 是一個非常重要的參數，它是在閉合狀態和給定頻率下測量的（如果向壓敏電阻施加大電流，則降至零);
寬容 - 兩個方向上標稱電位差的偏差（以百分比表示).
響應時間 - 壓敏電阻從閉合狀態到打開狀態的時間間隔（通常是幾十納秒).
壓敏電阻的優缺點
非線性電阻器（壓敏電阻）的一個重要優點是它在高頻和重負載下穩定可靠地運行。它用於許多工作電壓從 3 V 到 20 kV 的設備中，它的製造相對簡單、成本低且運行效率高。其他重要的好處是：
- 高響應速度（納秒）；
- 使用壽命長；
- 監測電壓降的能力（無慣性方法）。
儘管這種電子元件有很多優點，但它也有影響其在各種系統中使用的缺點。這些包括：
- 運行時的低頻噪聲；
- 組件老化（隨著時間的推移參數丟失）；
- 大電容：取決於電壓和元件類型，在 70 至 3200 pF 範圍內，影響器件性能；
- 在最大電壓值下，功率不會消散 - 它會顯著過熱並在長期最大電壓值下失效。
壓敏電阻選擇
要為特定設備選擇合適的壓敏電阻，您需要了解其電源的特性：瞬態脈衝的電阻和功率。除其他外，最大允許電流值取決於其暴露持續時間和重複次數，因此，當安裝一個峰值電流值被低估的壓敏電阻時，它會很快失效。簡而言之，為了有效保護器件，必須選擇電壓與標稱值有較小裕量的壓敏電阻。
此外，對於這種電子元件的無故障運行，所吸收的熱能的耗散率和快速恢復正常運行狀態的能力非常重要。
圖表上的名稱和連接壓敏電阻的選項
在 計劃 壓敏電阻通常 表示，就像普通電阻一樣，但在斜線旁邊添加了一個 U。該特徵在圖表中表明該元件的電阻取決於電路中的電壓。也在 接線圖 此元素標有兩個字母 R 和 U，並添加了一個序列號（RU1、RU2 ... 等）。
連接壓敏電阻有很多選擇，但所有方法的共同點是該組件與電源電路並聯。因此，在沒有電壓脈衝危險值的情況下，流過壓敏電阻的電流值很小（由於電阻值大），不會以任何方式影響系統性能。當發生過電壓時，壓敏電阻變阻值變小，負載分流，吸收的能量消散到周圍空間。
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