壓敏電阻選型指南
確定額定電壓
壓敏電阻的額定電壓是指其能承受的最大電壓值。選型時,需依據(jù)電路的工作電壓范圍來確定壓敏電阻的額定電壓,確保其與電路工作電壓相適配。
選擇壓敏電阻類型
不同電路對壓敏電阻的性能要求有別。如直流電源線路適宜選用大功率 PTC 壓敏電阻;模擬電路則應(yīng)挑選具有超前故障保護(hù)功能的壓敏電阻。
確定阻值及考慮相關(guān)因素
結(jié)合所選類型、額定電壓和電路工作條件,確定阻值范圍,并從中挑選合適的壓敏電阻。此時,要綜合考慮壓敏電阻的功率耗散能力、工作環(huán)境等因素,以確保其穩(wěn)定工作。
壓敏電阻雖能吸收大量浪涌能量,但無法承受持續(xù)的毫安級以上電流,用作過壓保護(hù)時需注意這一點(diǎn)。選型時,重點(diǎn)關(guān)注標(biāo)稱壓敏電壓 V1mA 和通流容量這兩個參數(shù)。


壓敏電壓
壓敏電壓即擊穿電壓或閾值電壓,通常是在規(guī)定電流(如 1mA 直流電)下測得的電壓值,其范圍從 10V 到 9000V 不等。選型時,一般遵循 V1mA=1.5Vp=2.2VAC 的原則,Vp 為電路額定電壓的峰值,VAC 為額定交流電壓的有效值。例如,額定電源電壓 220V 的電器,壓敏電阻電壓值 V1mA 可選在 470 - 480V 之間。
通流容量
通流容量是指在環(huán)境溫度 25℃下,對應(yīng)規(guī)定沖擊電流波形和次數(shù),壓敏電壓變化不超過 ±10% 時的最大脈沖電流值。為延長使用壽命,所選壓敏電阻吸收的浪涌電流應(yīng)小于產(chǎn)品最大通流量。從保護(hù)效果考慮,宜選擇通流量大些的產(chǎn)品,一般可選 2 - 20KA。若單個產(chǎn)品通流量不足,可并聯(lián)多個壓敏電阻,此時并聯(lián)后的通流量為各單只數(shù)值之和,且需保證并聯(lián)的壓敏電阻伏安特性相近,以免分流不均造成損壞。
標(biāo)稱電壓選取
壓敏電阻常與被保護(hù)器件并聯(lián),正常工作時,其兩端電壓應(yīng)低于標(biāo)稱電壓,即使在電源波動最壞情況下,也不能超過最大連續(xù)工作電壓對應(yīng)的標(biāo)稱電壓值。對于過壓保護(hù)應(yīng)用,壓敏電壓應(yīng)大于實(shí)際電路電壓,可按 VmA=av/bc 計(jì)算選取,其中 a 為電路電壓波動系數(shù)(一般取 1.2),v 為電路直流工作電壓(交流取有效值),b 為壓敏電壓誤差(一般取 0.85),c 為元件老化系數(shù)(一般取 0.9)。計(jì)算得到的 VmA 是直流工作電壓的 1.5 倍,交流狀態(tài)下還需乘以 1.414。此外,還要注意保證在電壓波動最大時,連續(xù)工作電壓不超過最大允許值;當(dāng)壓敏電阻用于電源線與大地間時,鑒于接地不良可能導(dǎo)致線與地間電壓上升,宜選用標(biāo)稱電壓高于線與線間使用場合的產(chǎn)品。
壓敏電阻選型參數(shù)及計(jì)算
以工作電壓 85 - 265V 的電源為例,其最大電壓通常不超過 300V(小于壓敏的連續(xù)工作電壓),國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電壓為 220V。壓敏電阻電壓選擇應(yīng)滿足 V1mA=1.5Vpp=2.2VAC,Vpp 為額定峰值電壓(√2×VAC),VAC 為交流有效值。其中 1.5 與 2.2 為安全余量系數(shù)。計(jì)算時,V1mA 實(shí)際數(shù)值是直流工作電壓的 1.5 倍,交流電壓安全倍數(shù)取 2.2。
壓敏電壓要小于橋堆 BR1 反向重復(fù)峰值電壓 VRRM。若電路中 BD207 電壓為 1000V,橋堆電壓余量充足時,可適當(dāng)提高壓敏電阻電壓取值,以避免電壓不穩(wěn)或雷擊天氣下反復(fù)工作導(dǎo)致元件過早損壞。同時,可適當(dāng)增大本體直徑,以增強(qiáng)抗沖擊電流能力。
上電瞬間沖擊電流與電網(wǎng)阻值有關(guān),主要阻值來自線路阻抗、高壓電解電容 ESR、NTC。假設(shè)線阻 + ESR=1Ω,那么 NTC 的取值決定了瞬間沖擊電流大小。

熱敏電阻取值需與橋堆的正向非重復(fù)浪涌電流 IFSM 相關(guān)。如 DR1 的 IFSM=60A,則沖擊電流要小于 60A,以最大輸入電壓 265V/60A=4.4Ω 來看,必須大于 4Ω 才能保證元件不被損壞。設(shè)計(jì)時一般會預(yù)留充足余量。

熱敏電阻取值需與橋堆的正向非重復(fù)浪涌電流 IFSM 相關(guān)。如 DR1 的 IFSM=60A,則沖擊電流要小于 60A,以最大輸入電壓 265V/60A=4.4Ω 來看,必須大于 4Ω 才能保證元件不被損壞。設(shè)計(jì)時一般會預(yù)留充足余量。
還要考慮電源工作電流與 NTC 殘留電阻阻值。例如熱敏電阻選 SCK10202,電路穩(wěn)態(tài)最大工作電流為 0.5A,小于熱敏電阻 SCK10202 的功率 0.24W,且留有足夠余量。但 NTC 存在一個缺點(diǎn),即再次上電時需要等待,因?yàn)闊崦綦娮杌謴?fù)需要時間(熱時常數(shù)),馬上開機(jī)時阻值很小,起不到限流保護(hù)作用。
在電子電路設(shè)計(jì)中,壓敏電阻選型對電路的過壓保護(hù)至關(guān)重要。合理選型能有效保障電路穩(wěn)定運(yùn)行,延長元件使用壽命。
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