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压敏电阻在灯具电子线路中的应用

发布时间:2022-12-08 发布时间:
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  众所周知,晶体管是单晶半导体器件,而压敏电阻是有空架晶格的多晶半导体,随着所加电压,晶格发生变化,其电阻值也随着发生巨大变化的敏感器件类的电子元件,如烧结成的SiC、ZnO2等,其特点是它的内部电阻对外加电压非常敏感和迅速,当所加入的电压在标称额定值内,它的电阻几乎无穷大,而所加的电压稍微高于额定值后,电阻值迅速下降,反应时间为毫微秒级。

  从图1中便可反应出压敏电阻的伏安特性曲线来,基本特性如一对性能相同的同极性串联的稳压二极管。

 

  此外在进行半导体零部件抑制浪涌电压、斩波、限幅、保护的同时,还要求能防止因干扰而引起的执行元器件的误动作,要求压敏电阻还附有电容器储存电荷的功能。因此,TiO2、SaTiO3(钛酸锶)等容性的压敏电阻,越来越多的运用在电子线路中。

  图2可以看出压敏电阻所起的实际作用,在国家标准《管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求》GB/T15144-94中第5.12条,瞬时过电压(4.12)试验:电源中的瞬时过电压如表所示。

 

图3表示电源瞬时过电压的波形图

  根据国家标准要求选择好适当的压敏电阻,运用在电子镇流器线路中,便可有效抑制浪涌瞬时过电压,吸收过电压尖脉冲对电子镇流器的冲击破坏,有效保护电子镇流器的正常稳定工作,这便是压敏电阻在供电电网由于叠加有过电压脉冲或受雷击时,接有压敏电阻后波形被削平,限制在一定的额定幅度内。

  图4中在开启或关闭带有感性,容性的负载电路时,直流波形出现开关尖脉冲,压敏电阻将吸收这种反电动势,有效地保护开关电路、变电压。

  压敏电阻的各种技术参数很多,在此讨论最主要的技术参数,即标称电压和耐浪涌电流值。

  压敏电阻的标称值电压是指在允许变化温度的范围内,压敏电阻的两端施加的电压,是压敏电阻的阻值变化最敏感电压点。

  图1中坐标X轴上所指的位置,按压敏电阻的检测要求,流过压敏电阻的电流为1mA所得出的标称值,电压为V。在此必须明确指出:压敏电阻的标称电压是峰值或直流电压值,用万用电表所检测的交流电压是有效值,应用下式来选择压敏电阻的标称值:

  B=U2B为压敏电阻标称值;U为电路中所实际使用的电压;2为系数。

  耐浪涌电流是指在电路中由于各种原因如电源电压忽然升高、雷击、相线的变化反电动势的冲击所产生的瞬时电压或电流超过正常值的几倍乃至几十倍,而所超过的时间又是短暂的,属微秒量级的,称之为浪涌电压和浪涌电流。

  压敏电阻能承受浪涌的最大量为耐浪涌电流,单位为A。按压敏电阻的检测要求,其试验检测条件是在浪涌电流8/20s,冲击两次为基准。压敏电阻耐冲击电流均在100A以上,在电光源产品的电路中已满足使用要求。

  压敏电阻与其它过压保护器在同样条件的线路中比较,具有明显优势,压敏电阻具有耐浪涌电流大,非线性质数大,抑制过压能力强,电压响应快,漏电流小,特性曲线对称,温度特性好,使用电压范围大,可用在交流直流电路中,体积小,可靠性高,价格低,在电光源线路中作防雷击、过压保护、稳压、斩波、限幅、减弧、吸收反电动势电能,取代隔离变压器等。

  压敏电阻在具体的线路中虽位置不同,但都可以进行并联、串联使用。在线路中并联使用将增加耐浪涌电流的安培数,要指出的是要求并联的压敏电阻器标称电压基本一致。

  在线路中串联使用将提高使用的标称电压值,串联使用的压敏电阻为几个相加的和为串联后的实际标称值。

  压敏电阻在照明灯具实际使用线路中,要选择好标称电压值,如选择不当,不但不能起到保护作用,反而会造成对照明灯具的破坏。一般电路中可掌握在1.4~2倍标称值,特别要注意交流有效值与峰值的换算关系。

  虽然实际运用中选择标称电压越低越好,但太低时,在正常工作电压下,流过压敏电阻的电流也大,便带来压敏电阻自身损耗而发热,一但发生过电压时,流过压敏电阻的电流会更大,以致造成烧毁。对某些照明灯具线路有意选择低电压差来保护电路的场合,压敏电阻应安装在易散热和易更换的位置。


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