貼片壓敏電阻的工作原理:
它相當(dāng)于一個(gè)可變電阻,它是并聯(lián)于電路中的。當(dāng)電路在正常使用時(shí),壓敏電阻的阻抗很高,漏電流很小,可視為開路,對(duì)電路幾乎沒有影響。但當(dāng)一很高的突波電壓到來時(shí),壓敏電阻的電阻值瞬間下降(它的電阻值可以從MΩ(兆歐)級(jí)變到mΩ(毫歐)級(jí)),使它可以流過很大的電流,同時(shí)將過電壓箝位在一定數(shù)值。由于壓敏電阻的突波承受能力取決于它的物理尺寸,因而有可能獲得不同的浪涌電流值。
壓敏電阻的最大特點(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí),流過它的電流極小,相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門,當(dāng)電壓超過UN時(shí),它的阻值變小,這樣就使得流過它的電流激增而對(duì)其他電路的影響變化不大從而減小過電壓對(duì)后續(xù)敏感電路的影響。利用這一功能,可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓,保護(hù)電路免受過電壓的損害。
壓敏電阻保護(hù)電路圖(一)
壓敏電阻器在電路中通常并接在被保護(hù)電器的輸入端,如圖所示。從圖中可以看出,壓敏電阻器的阻抗zv與電路總阻抗(包括浪涌阻抗么)構(gòu)成了分壓器,因此壓敏電阻器的限制電壓可由下式確定:
Vc=VsZv/(Zs+Zv)
式中:VC--限制電壓;
VS--浪涌電壓;
ZV--壓敏電阻器的阻抗,它可以從正常值的幾兆歐降到兒歐,甚至小于lΩ;
ZS--電路總阻抗。
從上式可見,Zv在瞬間流過很大電流時(shí),瞬間過電壓大部分降落在么上,而用電被保護(hù)電器得到的電壓在其耐壓之下,因而能起到保護(hù)作用。
壓敏電阻保護(hù)電路圖(二)
壓敏電阻經(jīng)常被用于儀器設(shè)備的電源入口處進(jìn)行防雷、防浪涌設(shè)計(jì),在此類用途中,通常將壓敏電阻與氣體放電管、熔斷器、熱敏電阻等器件一起作用,相互結(jié)合來更好的發(fā)揮作用。
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上圖為一典型的防雷抗浪涌電路結(jié)構(gòu)。RV1~RV3為壓敏電阻,GAS為氣體放電管,F(xiàn)1、F2為保險(xiǎn)管。RV1用來防護(hù)差模浪涌電壓,RV2、RV3、GAS三者相結(jié)合用來進(jìn)行共模浪涌電壓的保護(hù)。保險(xiǎn)絲用來進(jìn)行短路保護(hù),防止壓敏電阻擊穿而發(fā)生短路。
圖中由RV2、RV3、GAS相結(jié)合而構(gòu)成的共模浪涌保護(hù)電路結(jié)合了壓敏電阻與氣體放電管的優(yōu)點(diǎn),相互彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn),是一種常用的浪涌保護(hù)電路。氣體放電管的通流容量大,在,但動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng),漏電流大,而壓敏電阻響應(yīng)速度快且漏電流小。
壓敏電阻保護(hù)電路圖(三)
采用壓敏電阻的穩(wěn)壓電源過壓保護(hù)接線圖將壓敏電阻MY并接在整流二極管或電源變壓器的輸入端即可起到保護(hù)作用。
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壓敏電阻保護(hù)電路圖(四)
不少地方由于電網(wǎng)供電不穩(wěn)或錯(cuò)相(220V照明電壓變成380V動(dòng)力電壓),而造成家用電器過壓燒毀的事故屢有發(fā)生。為此,巧用一只壓敏電阻器將普通漏電保護(hù)器改造成了過壓、漏電雙功能保護(hù)器,經(jīng)使用效果良好。此法簡(jiǎn)單易行,不須打開漏電保護(hù)器外殼進(jìn)行改告,—般愛好者都可完成。
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一、工作原理
電路如圖所示,其中虛線框內(nèi)為漏電保護(hù)器原有電路,RV為新增壓敏電阻器。平時(shí),電網(wǎng)輸入電壓正常時(shí),RV阻值很大,呈斷開狀態(tài),對(duì)保護(hù)器構(gòu)不成任何影響。一旦電網(wǎng)因故過壓(》260V)或錯(cuò)相(380V),則RV阻值急劇變小,形成一個(gè)大電流回路。此時(shí),穿過零序電流互感器的進(jìn)線電流I1和經(jīng)過負(fù)載及RV回到電源中線的電流I2,盡管方向相反,但大小不等,即矢量和不為零(與漏電時(shí)情形一樣)。于是,零序電流互感器的次級(jí)就有感應(yīng)電壓產(chǎn)生,這一電壓經(jīng)電子電路檢測(cè)、識(shí)別、處理后,就會(huì)使脫扣器線圈通電工作,在0.1s內(nèi)通過主開關(guān)切斷包括保護(hù)器在內(nèi)的供電電源,從而使家用電器免遭過電壓損壞。
待電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后,手動(dòng)合上主開關(guān),即恢復(fù)正常供電。
二、改裝方法
購(gòu)買一只MYG360-14D型(標(biāo)稱電壓360V、最大峰值電流500A)氧化鋅壓敏電阻器,通過適當(dāng)長(zhǎng)度導(dǎo)線(接頭處用絕緣膠布包扎嚴(yán)實(shí))將其中—腳接在普通家用漏電保護(hù)器進(jìn)線端的相線L(或零線N)接線柱上,另—腳接在出線端的N(或L)接線柱上。筆者所用漏電保護(hù)開關(guān)型號(hào)為DZLJ.8-20A,只要通過RV的過壓(》260V)電流達(dá)到30mA,保護(hù)器將在0.1s內(nèi)迅速切斷供電電源。
改造后的保護(hù)器,不影響漏電保護(hù)功能的正常發(fā)揮及操作,而且一旦過壓或漏電,均可迅速切斷包括保護(hù)器在內(nèi)的全部用電器電源,其性價(jià)比優(yōu)于目前市售的大多數(shù)家電保護(hù)器(如冰箱過壓保護(hù)器等)。
壓敏電阻保護(hù)電路圖(五)
線間應(yīng)用電路
下圖所示是線間應(yīng)用電路。這一電路的特點(diǎn)是將壓敏電阻R并聯(lián)在電源線進(jìn)線之間或是信號(hào)線與地線之間,當(dāng)R1兩端的電壓達(dá)到擊穿電壓時(shí),R1阻值迅速減小,達(dá)到過壓保護(hù)目的。
作為壓敏電阻,典型的應(yīng)用場(chǎng)合是在電源線及長(zhǎng)距離傳輸?shù)男盘?hào)線遇到雷擊而使導(dǎo)線存在浪涌脈沖等情況下對(duì)電子產(chǎn)品起保護(hù)作用。
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一般在線間接入壓敏電阻可對(duì)線間的感應(yīng)脈沖有效,而在線與地之間接入壓敏電阻則對(duì)傳輸線和大地間的感應(yīng)脈沖有效。
壓敏電阻保護(hù)電路圖(六)
感性負(fù)載應(yīng)用電路
下圖所示是感性負(fù)載應(yīng)用電路。電路中,R1是壓敏電阻,當(dāng)?shù)陠T開關(guān)S1斷開時(shí),感性負(fù)載兩端會(huì)產(chǎn)生很大反向電動(dòng)勢(shì),這時(shí)R1用來限制這一反向電動(dòng)勢(shì),達(dá)到保護(hù)目的。
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通??梢詫好綦娮柚苯硬⒙?lián)在感性負(fù)載上,但是根據(jù)電流種類和能量大小的不同,可以考慮采用RC串聯(lián)吸收電路的形式。
壓敏電阻保護(hù)電路圖(七)
該裝置的應(yīng)用電路如圖所示。當(dāng)固態(tài)繼電器SSR用于驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí),在電源接通與斷開的瞬間會(huì)產(chǎn)生較高的浪涌電壓,為了保護(hù)SSR內(nèi)部的雙向可控硅元件不致過電壓而損壞或誤動(dòng)作,可在SSR的交流輸出端并接一只壓敏電阻MY。壓敏電阻的選擇,如果是220V電源,采用470V即可;如果是380V電源,選用830V的。
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壓敏電阻保護(hù)電路圖(八)
采用熱保護(hù)型壓敏電阻的兩種典型電路。
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說明:
a、TMOV1~3中溫度保險(xiǎn)絲TCO能承受的最大放電電流與相串聯(lián)的壓敏電阻MOV的最大放電電流相當(dāng);
b、如果僅需采用橫向保護(hù)(差模保護(hù))的話,圖中的TMOV1、TMOV2可去除;
c、不用考慮圖中后置的電流保險(xiǎn)絲fuse的浪涌通流量,其電流額定值的選定僅需考慮后續(xù)電路中的過流保護(hù)。