压敏电阻选型详解,压敏电阻选型参数,计算-KIA MOS管
压敏电阻如何选型
1.根据电路工作条件确定额定电压
压敏电阻的额定电压是指最大允许通过压敏电阻的电压值。在选择压敏电阻时,需要根据所保护电路的工作电压范围来确定压敏电阻的额定电压。
2.根据电路保护类型选择压敏电阻类型
不同类型的电路对压敏电阻的选型要求也不同。一般情况下,可以根据电路的保护类型来选择相应的压敏电阻类型。例如,对于直流电源线路,可以选择大功率负温度系数(PTC)压敏电阻;对于模拟电路,应选择失效具有超前故障保护的压敏电阻。
3.确定阻值
根据所选类型、额定电压和电路工作条件,可以确定需要的阻值范围,然后在这个阻值范围内选择合适的压敏电阻。需要注意的是,在实际选型中,应考虑压敏电阻允许的功率耗散和周围环境等因素。
压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。
1、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10-9000V不等。可根据具体需要正确选用。一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp为电路额定电压的峰值。VAC为额定交流电压的有效值。ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V,则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5×1.414×220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V,因此压敏电阻的击穿电压可选在470-480V之间。
2、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过±10%时的最大脉冲电流值。为了延长器件的使用寿命,ZnO压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量。然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好。在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的,则选用2-20KA的产品。如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和。要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻。
3、标称电压选取,一般地说,压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用,在正常情况下,压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压,即使在电源波动情况最坏时,也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压,该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用,压敏电压值应大于实际电路的电压值,一般应使用下式进行选择:
VmA=av/bc
式中:a为电路电压波动系数,一般取1.2;v为电路直流工作电压(交流时为有效值);b为压敏电压误差,一般取0.85;c为元件的老化系数,一般取0.9;
这样计算得到的VmA实际数值是直流工作电压的1.5倍,在交流状态下还要考虑峰值,因此计算结果应扩大1.414倍。
另外,选用时还必须注意:
(1)必须保证在电压波动最大时,连续工作电压也不会超过最大允许值,否则将缩短压敏电阻的使用寿命;
(2)在电源线与大地间使用压敏电阻时,有时由于接地不良而使线与地之间电压上升,所以通常采用比线与线间使用场合更高标称电压的压敏电阻器。
压敏电阻选型参数,计算
一般电源的工作电压为85~265V,最大应该也不会300V(小于压敏的连续工作电压),国内的标准电压为220V。
压敏电阻电压选择:V1mA=1.5Vpp=2.2VAC,Vpp为额定峰值电压(根号2xVAC)。VAC为交流有效值。
其中的1.5与2.2为安全余量系数,是一个大概的取值范围,1.5为VmA=av/bc式中:a为电路电压波动系数,一般取1.2;v为电路直流工作电压(交流时为有效值);b为压敏电压误差,一般取0.85;c为元件的老化系数,一般取0.9;这样计算得到的VmA实际数值是直流工作电压的1.5倍。交流电压安全倍数≧(2.2~2.5),这里取2.2。
压敏电压的电压取值要小于桥堆BR1反向重复峰值电压VRRM,电路中BD207=1000V,桥堆电压余量很多时,压敏电阻的是电压取值可以取高点,在电压不稳时可以避免反复工作造成元件过早损坏,还有一种就是多雷天气,为保险起见多会把本体直径选大点,这样可以抗住更大电流冲击。
而上电瞬间冲击电流与电网中的阻值有关系,主要阻值来自线路阻抗,高压电解电容ESR,NTC,假如线阻+ESR=1R,那NTC的取值决定了瞬间冲击电流的大小。
热敏电阻取值与桥堆的正向非重复浪涌电流IFSM有关。DR1:IFSM=60A,那冲击电流要小于60A才不至于损坏。以最大输入电压265V/60A=4.4R,必须大于4R才能保证元件不被损坏。一般设计时会留有充足的余量。
还要考虑电源的工作电流与NTC的残留电阻的阻值,比如热敏电阻选SCK10202,电路稳态最大工作电流=0.5A;小于热敏电阻SCK10202的功率0.24W,并有足够余量。但是NTC有一个缺点,就是再次上电时要等下,热敏电阻恢复需要时间(热时常数),马上开机时阻值很小就起不到限流保护的作用。
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