静电抑制器与压敏电阻工作原理和性能比较
TVS管与压敏电阻的区别
TVS管与压敏电阻的区别在ESD保护领域,目前主流的是哪几类产品?这些产品的工作原理是什么?怎么选型?各种适用于哪些具体应用?他们之间有什么区别?共同点又有哪些?下面让财冠为您一一解答:一、TVS管TVS(Transient Voltage Suppresser瞬态电压抑制器)是普遍使用的一种新型高效电路保护器件,它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。
当它的两端经受瞬间的高能量冲击时,TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,从而把它的两端电压钳制在一个预定的数值上,从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。
正因为如此,TVS可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压,以及感应雷所产生的过电压TVS管是瞬态电压抑制器(Transient VoltageSuppressor)的简称。
它的特点是:响应速度特别快(为ps级);耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差,其10/1000μs波脉冲功率从400W~30KW,脉冲峰值电流从0.52A~544A;击穿电压有从6.8V~550V的系列值,便于各种不同电压的电路使用。
TVS管有单向与双向之分(单向的型号后面的字母为“A”,双向的为“CA”),单向TV S管的特性与稳压二极管TVS管使用时,一般并联在被保护电路上。
为了限制流过TVS管的电流不超过管子允许通过的峰值电流IPP,应在线路上串联限流元件,如电阻、自恢复保险丝、电感等。
相似,双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向串联。
二、压敏电阻压敏电阻是一种限压型保护器件。
利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。
压敏电阻的主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。
压敏电阻的响应时间为ns级,比空气放电管快,比TVS管稍慢一些,一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。
压敏电阻工作原理及技术参数
压敏电阻“压敏电阻"是中国大陆的名词,意思是在一定电流电压范围内电阻值随电压而变,或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。
英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor"。
压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。
现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。
所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。
在中国台湾,压敏电阻器称为"突波吸收器",有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。
目录1、压敏电阻电路的“安全阀”作用压敏电阻有什么用?压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,流过它的电流激增,相当于阀门打开。
利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害。
例如:现在我们家用的彩电的电源电路中就使用了氧化锌压敏电阻,这里使用的压敏电阻的阀值电压约为270V,当电源电压小于270V时(正常值为220V)它相当于不导通,而当电源异常,短时超过270V时,它就导通,将电压限制在270V。
不同的使用场合,应用压敏电阻的目的,作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同,因而对压敏电阻的要求也不相同,注意区分这种差异,对于正确使用是十分重要的。
根据使用目的的不同,可将压敏电阻区分为两大类:①保护用压敏电阻,②电路功能用压敏电阻。
保护用压敏电阻(1)区分电源保护用,还是信号线,数据线保护用压敏电阻器,它们要满足不同的技术标准的要求。
(2)根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同,可将跨电源线用压敏电阻器区分为交流用或直流用两种类型,压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。
压敏电阻的工作原理及作用与优势
压敏电阻的工作原理及作用与优势压敏电阻是一种限压型保护器件。
利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。
“压敏电阻“是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,主要用于在电路承受过压时进行电压钳位,吸收多余的电流以保护敏感器件。
英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”,或者叫做“Varistor”。
压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。
现在大量使用的“氧化锌”(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素锌(Zn)和六价元素氧(O)所构成。
所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。
在中国台湾,压敏电阻器称为“突波吸收器”,有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。
一:压敏电阻的作用与优势压敏电阻有什么用?压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值“UN”时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,它的阻值变小,这样就使得流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大从而减小过电压对后续敏感电路的影响。
利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害。
例如:我们家用的彩电的电源电路中就使用了氧化锌压敏电阻,这里使用的压敏电阻压敏电压为470V,当瞬态的浪涌电压最大值(非有效值)超过470V时,压敏电阻就是体现他的钳位特性,把过高的电压拉低,让后级电路工作在一个安全的范围内。
同时,压敏电阻还有一个很重要的作用。
压敏电阻主要用于电路中的瞬态过电压保护,但由于其类似于半导体稳压管的伏安特性,使得它还具有多种的电路元件功能。
比如:压敏电阻是一种直流高压小电流稳压元件,稳定电压可达数千伏以上,是硅稳压管无法达到的;压敏电阻可用作电压波动检测元件;可用作直流电平移位元件;可用作荧光启动元件;可用作均压元件等等。
压敏电阻的工作原理
压敏电阻的工作原理
压敏电阻是一种特殊的电阻器件,其工作原理基于随压力变化而改变的电阻值。
它的内部结构由一层或多层压电陶瓷片组成。
当外部施加的压力改变时,陶瓷片内部的微小晶体结构也会发生相应变化,导致电阻值的变化。
压敏电阻的工作原理可以分为两个过程:静电过程和电子过程。
在静电过程中,当外部施加压力时,陶瓷片内部的电荷分布会改变,从而导致电阻值的变化。
电子过程则是指当外力施加到压敏电阻上时,微小晶粒的位移引起的电荷重分布,从而改变电阻值。
压敏电阻的特殊结构和材料使其具有良好的电阻变化特性。
在正常情况下,压敏电阻的电阻值很高,接近无穷大。
但当外部施加压力时,电阻值会迅速下降,变得很小,从几百兆欧姆降低到几十欧姆。
这种电阻值的变化使得压敏电阻在电子电气系统中被广泛应用,用于测量、控制和保护电路。
需要注意的是,压敏电阻的工作原理使其对压力非常敏感,但对其他物理量的响应较弱。
因此,在使用压敏电阻时,应根据具体应用场景选择合适的压力范围和压敏电阻的参数。
此外,压敏电阻还具有较低的功耗和较高的可靠性,但也容易受到温度、湿度和电压等环境因素的影响,因此需要合理设计和使用。
压敏电阻作用及其原理
压敏电阻作用及其原理
压敏电阻(Varistor)是一种特殊材料制成的电阻器件,其主
要作用是在电路中用于保护其他元件免受过电压的损害。
当电路中
出现过电压时,压敏电阻会自动变成一个低电阻状态,吸收大部分
过电压,从而保护其他元件不受损害。
压敏电阻的原理是基于压阻
效应,即在受到外力作用时,材料的电阻会发生变化。
具体来说,
压敏电阻的材料是由氧化锌、硒化镉等半导体材料组成的,这些材
料在电场作用下会产生非线性电阻特性。
当电压低于材料的“击穿
电压”时,压敏电阻表现为高电阻状态;而当电压超过“击穿电压”时,材料内部的电子会受到加速,从而使材料的电阻急剧下降,形
成一个低电阻通路,吸收过电压。
这种特性使得压敏电阻能够在电
路中起到过电压保护的作用。
从应用角度来看,压敏电阻广泛应用于各种电子设备和电路中,特别是用于保护灯泡、电动机、半导体器件等不受电压波动的影响。
此外,压敏电阻还可以用于测量和控制系统中,例如作为电压调节
器或电压稳定器的一部分。
在雷击保护、过电压保护等方面也有重
要作用。
总的来说,压敏电阻通过利用材料的压阻特性,能够在电路中
起到过电压保护的作用,对电子设备和电路的稳定运行起到重要的作用。
压敏电阻的原理与作用
压敏电阻的原理与作用
在维修现在的一些电子设备的开关电源时常常看到压敏电阻存在。
那么压敏电阻究竟是一种什么电子元件呢?
压敏电阻是一种能限制电压的电阻性保护器件,并且具有非线性伏安特性。
压敏电阻在电路中的主要作用就是防雷、过压保护。
图1
电子设备在电网电源输入端放入压敏电阻,遇到电网电源突然升高时,压敏电阻就会击穿短路不可修复。
迫使保险丝也熔断断开,从而有效的防止过电压进入电路板。
压敏电阻在输入电源电压正常的情况下阻抗非常高,对受保护的电子线路来说相当于开路,不会改变电路的设计特性。
但当瞬间出现高压突破电压时,超过压敏电阻的崩溃电压,压敏电阻瞬间阻抗会变低,低到的几欧姆。
图2
压敏电阻标称电压的选取,一般而言压敏电阻与被保护的电路或设备并联使用,在电网电源电压输入正常的情况下,应该低于压敏电阻两端标称的直流电压或交流电压,即使在电源电压波动最严重的时候,也不能高于压敏电阻额定值中选择的最大连续工作电压,即选取电压或标称电压。
也就是说压敏电阻的工作电压值必须高于实际电路的工作电压值。
图3
一般根据公式VmA=av/bc选择,公式中a为电路电压波动系数,一般去1.2;v为电路直流工作电压(交流电压取有效值);b为压敏电压误差,一般取0.85;c为元件老化系数,取0.9。
这样计算得出的VmA数值是直流工作电压的1.5倍,在交流状态下工作还要考虑峰值,所以计算结果还应该扩大1.414倍。
静电抑制器与压敏电阻工作原理和性能比较汇总
静电抑制器与压敏电阻工作原理和性能比较
1内部构造和工作原理
压敏电阻由金属氧化锌叠层构成,当静电过来时先由氧化锌吸收然后再泄放。
静电抑制器外部由Polymer聚合物材料制成,内部菱形的高电分子以规则的点阵离散状排列,当静电电压超过Polymer的触发电压时,内部分子迅速产生尖端对尖端的放电,将静电在瞬间泄放到地。
2性能比较
压敏电阻等效容值一致性低,误差大,容易因工作环境(温度和湿度和静电冲击次数影响等效容值和阻抗。
一旦容值有变化会造成数据波形失真,影响数据的传输;遵循IEC61000-4-2要求,200次静电冲击后,阻抗明显发生变化,从而失去抗静电能力,一旦被击穿,容易照成短路现象;漏电流较高,达1uA。
静电抑制器的外部Polymer本体是绝缘体材料,起触发电压和保护内部高电分子免被氧化作用,不会受外部环境影响等效容值,又因尖端对尖端放电是一种物理工作原理,所以不会有寿命问题,300000次静电冲击后,阻抗不会发生变化,同样保持静电泄放能力,对信号衰减极微小,可以忽略不计(即使是被击穿,也是开路现象,因为静电抑制器的内部高电分子以离散状排列;
漏电流小于1nA。
压敏电阻的工作原理及作用
压敏电阻的工作原理及作用
嘿,你问压敏电阻的工作原理及作用?那咱就来好好聊聊。
压敏电阻啊,它的工作原理其实挺简单的。
就像一个小卫士,专门对付那些突然出现的高电压。
当电路里的电压正常的时候,压敏电阻就乖乖地待在那儿,不怎么起作用。
可要是电压一下子变得很高,比如说打雷啦、电路出故障啦,这时候压敏电阻就会挺身而出。
它的电阻会迅速变小,就像打开了一个大阀门,把多余的电流引走,保护后面的电路不被高电压给烧坏喽。
它的作用可大了去了。
首先呢,能保护电器设备。
你想想,要是没有压敏电阻,一个雷打下来,或者电压突然升高,那家里的电视啊、电脑啊啥的可能就一下子被烧坏了。
有了压敏电阻,它就像一个保护神,把危险挡在外面。
然后呢,在工业生产中也很重要。
很多大型设备都需要稳定的电压,如果电压不稳定,可能会导致设备故障,影响生产。
压敏电阻就能在关键时刻发挥作用,保证设备正常运行。
还有啊,压敏电阻还能提高电路的安全性。
如果电路出现异常情况,它能及时反应,避免发生火灾或者其他危险。
我给你讲个事儿吧。
我有个朋友,他家有一次打雷,结果电视坏了。
后来他找了个懂行的人来看,发现是没有装压敏电阻。
那个人就给他讲了压敏电阻的作用,还帮他装上了。
从那以后,再打雷的时候,他家的电器就没事了。
所以啊,压敏电阻的工作原理就是在高电压时电阻变小,引走多余电流。
它的作用是保护电器设备、保证工业生产、提高电路安全性。
要是你也关心电路安全,可别忘了压敏电阻这个小卫士哦。
加油吧!。
压敏电阻的原理
压敏电阻的原理
压敏电阻(Pressure-sensitiveResistor)是一种特殊的电阻器,它的电阻值会随压力的大小而不断变化。
它以应变膜片为基础,应变膜片的电阻值会随压力的变化而产生变化,通过与电路中其他元件的结合,实现电路控制。
压敏电阻的原理及其用途详细说明如下:
一、压敏电阻的原理
压敏电阻是利用应变膜片的原理,在普通电阻器中加入应变膜片,由于外界压力的变化,会导致应变膜片的电阻值发生变化,从而达到电路的调节目的。
压敏电阻的基本工作原理是:外界压力的变化会使应变膜片的电阻值发生变化,这个变化会引起普通电阻器的电阻值也发生变化,从而使电路中其他元件产生变化,从而达到电路控制的目的。
二、压敏电阻的用途
压敏电阻的用途是控制电路,它可以用于控制感应设备的电压,用于计算机、音响、汽车等电子设备的自动调节,也可以用来作为动力控制器。
压敏电阻也可以用于智能装备,比如智能门禁系统、智能家居等,其中可以使用压敏电阻来检测外壳上的压力,根据压力的大小来执行相应的动作,达到控制电路的目的。
总之,压敏电阻是一种常用于控制电路的元件,其原理是利用应变膜片的变化来改变电阻值,从而控制电路中其他元件的工作。
压敏电阻具有广泛的用途,如控制感应设备的电压、计算机、音响、汽车
等电子设备的自动调节、智能装备,以及动力控制器等。
压敏电阻的原理
压敏电阻的原理压敏电阻,又叫压阻器,是一种具有压力敏感的电阻器,它的电阻值会随着外加压力的变化而发生变化,因此也叫压力变阻器,是一种新型的感应器,被广泛应用于工业控制仪器、智能监控仪表、汽车电子保安、家用电子应用等领域。
压敏电阻的基本原理就是采用可变电阻元件(陶瓷片和涂有电阻性铂膜的银内芯),当外加的压力发生变化时,陶瓷片表面上的压力变化可生成相应的机械变形,从而改变内部涂有电阻性铂膜的银内芯的间隙,从而导致电阻的值也随之发生变化。
压敏电阻的结构原理有两种:传感电阻和受压型。
传感电阻一般由金属件(如铝或钢)压板等制成,压板上固定有压敏电阻陶瓷片。
当外加压力发生变化时,陶瓷片表面上的压力变化也可以用来同步改变压板上压陷的电阻片,最终改变压敏电阻的阻值。
然而,在这种传感电阻的电路中,电路的灵敏度受到一定的限制,使得该电阻器的应用范围也受到一定限制。
受压型压敏电阻也被称为压力晶体,其原理是利用由半导体材料制成的陶瓷片上的压力和温度变化而释放出的电荷变化来生成电流,它的一般结构是由半导体材料压片、电容片和涂层电阻体组成。
这种型号由于半导体特性,受压型电阻值改变速度快,因此在实时控制应用中有其独特贡献。
此外,压敏电阻在各种应用中还具有耐高温的优点。
据报道,一些工业应用的压敏电阻可耐受大于250°C,它们保持着非常高的稳定性,甚至可以表现良好的灵敏度,以及优异的耐久性和可靠性。
综上所述,压敏电阻在传感器领域中应用广泛,其原理是:当外加压力发生变化时,陶瓷片发生变形,从而改变内部银内芯的间隙,导致电阻的值发生变化,因此可以在实际应用中实现压力变化的控制,具有非常重要的意义。
压敏电阻保护电路原理
压敏电阻保护电路原理咱先来说说压敏电阻是个啥。
你就把它想象成一个特别聪明的小卫士,平时安安静静的,但是一旦电路里有啥“风吹草动”,它就立刻行动起来。
压敏电阻呀,它的电阻值是会根据电压的变化而变化的。
在正常的电压下,它就像一个很乖的小朋友,电阻值比较大,就安安稳稳地待在电路里,电流就按照正常的路径走,电路也正常工作,大家相安无事。
那什么时候它开始发挥保护作用呢?当电路中的电压突然升高的时候,这就好比突然来了一群调皮捣蛋的家伙,想要破坏电路这个和谐的小世界。
这个时候呀,压敏电阻就像超级英雄变身一样,它的电阻值会急剧减小。
这一减小可不得了,就相当于给那些突然多出来的电压找了一个新的“宣泄口”。
那些多余的电压就会更多地从压敏电阻这里通过,而不是去冲击电路里那些比较脆弱的元件,像什么芯片呀、电容呀之类的。
你想啊,如果没有压敏电阻这个小卫士,那些脆弱的元件就像小绵羊一样,面对突然升高的电压这个大老虎,肯定会被欺负得很惨的。
可能一下子就被过高的电压给烧坏了,电路也就跟着罢工了。
但是有了压敏电阻就不一样啦,它就像一个坚强的盾牌,把那些危险挡在外面,保护着电路里的其他小伙伴。
再从微观的角度来看呢。
压敏电阻的材料结构是很特殊的哦。
当电压升高的时候,它内部的电子就像是被叫醒的小蚂蚁一样,开始变得活跃起来,能够更自由地移动,这样就使得电阻变小了。
这是一种很神奇的物理现象呢。
而且呀,压敏电阻在保护电路之后,还不会轻易就“牺牲”自己。
当电压恢复正常的时候,它又会慢慢地变回原来那种高电阻的状态,就好像它完成了任务之后,又回到自己的岗位上休息,准备迎接下一次可能出现的危险。
不过呢,压敏电阻也不是万能的。
就像人一样,它也有自己的极限。
如果电压升高得太离谱了,超过了它所能承受的范围,那它也可能会被损坏。
但是即便如此,它也已经为保护电路里的其他元件争取了时间,就像在战场上,一个战士即便受伤了,但他已经为战友们挡住了很多的攻击。
在我们日常生活中的很多电器里都有压敏电阻的身影呢。
压敏电阻保护电路原理
压敏电阻保护电路原理压敏电阻这玩意儿,在电路保护中可有着不小的作用呢!咱今天就来好好唠唠压敏电阻保护电路的原理。
先给您说个我之前碰到的事儿。
有一回,我朋友家里的电器突然出了故障,找了半天原因,最后发现是电压不稳定惹的祸。
这可把他给愁坏了,修起来又麻烦又费钱。
从那时候起,我就对电路保护特别上心,也更深刻地认识到了压敏电阻的重要性。
那到底啥是压敏电阻呢?压敏电阻呀,就像是电路里的“超级卫士”。
它的阻值会随着电压的变化而迅速改变。
当电压正常的时候,它就安静地待在那儿,不怎么起眼。
可一旦电压突然升高,超过了它能忍受的范围,它就会像英勇的战士一样立刻行动起来,阻值急剧下降,把多余的电流引走,从而保护后面的电路元件不受过高电压的损害。
比如说,在一个简单的电源电路中,压敏电阻就被连接在电源的输入端和地之间。
平常的时候,电源输出的电压稳定,压敏电阻的阻值很大,几乎不影响电路的正常工作。
但要是突然来了个雷电或者电网电压波动,导致输入电压瞬间飙升,这时候压敏电阻的阻值会瞬间变得很小,就像给电路开了一条“泄洪通道”,把那多余的电流迅速导向大地,避免后面那些娇贵的芯片、电阻、电容之类的元件被过高的电压给“击垮”。
再举个例子,您家里的空调在夏天用电高峰时,是不是偶尔会出现一些小毛病?这很可能就是电压波动,而又没有压敏电阻来保护电路导致的。
压敏电阻的这种特性,让它在各种各样的电子设备中都有了用武之地。
像电脑、电视、手机充电器等等,几乎所有需要用电的地方,都可能有它默默守护的身影。
而且呀,压敏电阻的种类也不少。
有不同的电压等级、不同的封装形式,您得根据具体的电路需求来选择合适的压敏电阻。
选对了,那就是电路的“守护神”;选错了,可能就起不到应有的保护作用啦。
另外,压敏电阻也不是一劳永逸的。
它在多次承受过高电压的冲击后,性能可能会逐渐下降。
所以,定期检查和更换也是很有必要的哦。
总之,压敏电阻保护电路的原理虽然听起来有点复杂,但只要您明白了它是怎么根据电压变化来保护电路的,就能更好地理解和维护我们身边的各种电子设备啦。
静电防护和多层压敏电阻
静电防护和多层压敏电阻1.前言静电(ESD)的研究由来已久,但是从来没有像现在这样受到工业界的重视,主要的原因是现在的电子设备越来越小型化、通讯设备传输工作电压越来越低和通信频率的越来越高。
特别是随着集成电路集成度增加,静电也越来越显示出它的危害性。
静电的发生是随时随处的,从静电敏感设备的生产、装配、运输到应用的每一个环节,都有可能遭受静电的破坏。
专家估计,ESD 的对工业产品的破坏占到总数的8~33%,每年大约有几十亿美元的损失1,我国通讯行业每年由静电危害造成的损失高达几亿元人民币2.所破坏的产品从一个简单的二极管到上百美元的设备。
下来自Intel 的资料表明,在引起电脑故障的诸多因素中,EOS/ESD 是最大的隐患,将近一半的电脑故障都是由EOS/ESD 引起的3。
本文主要从静电产生的机理,防护的原理和多层压敏电阻技术特点及其发展竞争的态势来探讨静电的防护和多层压敏电阻的发展。
2.静电的工业标准和破坏的机理静电的产生是基于摩擦生电的机理当两种不同的物体相互接触和分离时,由于两种物体表面电子活性的不同,会使一种物体带正电,而另一种物体带负电,典型的例子就是耳熟能详的毛皮和橡胶的摩擦生电。
在静电的研究中,有三种静电的模型:(1)第一种就是所谓的人体模型(HBM),(2)带电体模型(CMD),(3)机器模型(MM)。
其中人体模型为脉冲衰减电路,后两者为周期震荡衰减电路。
三种模型的典型峰值电流分别为:1.3A(2,000VHBM)、15A(@4pF”>1000VCDM@4pF)以及3.8A(200VMM)。
这三种模型中最常见,也是最被重视的模型是所谓的人体模型,这种模型模拟的是当人体带电(正电或者负电)时,接触电子设备,人身上的电荷向设备转移的情况。
模拟波形产生的电路原理国际电工协会(IEC)在标准IEC61000-4-2 中规。
静电抑制器的工作原理
静电抑制器的工作原理静电抑制器(ESD suppressor)是一种用于抑制静电放电的装置,其工作原理基于静电放电的物理特性。
静电放电是指当两个物体之间存在电势差时,由于电荷的不平衡导致的电荷流动,通常可见为闪电放电或火花放电。
静电放电不仅会对电子设备和元器件造成损坏,还会对生命安全产生威胁,因此需要采取措施进行抑制。
静电抑制器的工作原理可以简单描述为在电路中引入一个具有特殊电学特性的元件,以吸收或分散静电放电产生的能量。
这个元件通常被称为抑制器或抑制剂,其内部结构和材料的选择是实现静电抑制的关键。
抑制器通常由金属氧化物半导体材料(Metal Oxide Semiconductor,简称MOS)制成。
这种材料具有高电阻和高电压容忍能力,能够有效地吸收和分散静电放电产生的能量。
当静电放电发生时,抑制器会迅速导电,将能量传递到地线或其他接地点,从而避免能量积累和损害其他元器件。
抑制器通常被集成到电子设备的电路板上,以确保对整个系统的静电保护。
在设计电路板时,通常会根据系统的需求和静电放电的特性选择合适的抑制器。
一般来说,抑制器应具有低电压放电起始电压、高电压容忍能力和快速响应的特点。
除了抑制器本身的作用,设计良好的接地系统也是静电抑制的关键因素之一。
接地系统能够提供一个低电阻路径,将静电放电的能量有效地引导到地线上。
合理布置和连接接地线,以及选择低电阻的接地点,可以提高整个系统的静电抑制效果。
除了抑制器和接地系统,静电抑制还可以通过其他措施来实现。
例如,合理选择材料,尽量避免积聚静电电荷;使用防静电包装和设备,确保在操作过程中不会发生静电放电;定期检查和维护设备,确保抑制器和接地系统的有效性。
静电抑制器是一种用于抑制静电放电的装置,其工作原理基于静电放电的物理特性。
通过引入抑制器和合理设计接地系统,可以有效地吸收和分散静电放电产生的能量,保护电子设备和元器件的安全运行。
在实际应用中,还需要综合考虑材料选择、布线和维护等因素,以确保静电抑制效果的可靠性和持久性。
压敏电阻的原理
压敏电阻的原理,作用,应用,性能,选型1、什么是“压敏电阻”“压敏电阻是中国大陆的名词,意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变",或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。
相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。
压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。
现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。
所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。
在中国台湾,压敏电阻器是按其用途来命名的,称为"突波吸收器"。
压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。
2、压敏电阻电路的“安全阀”作用压敏电阻有什么用?压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,流过它的电流激增,相当于阀门打开。
利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害。
3、应用类型不同的使用场合,应用压敏电阻的目的,作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同,因而对压敏电阻的要求也不相同,注意区分这种差异,对于正确使用是十分重要的。
根据使用目的的不同,可将压敏电阻区分为两大类:①保护用压敏电阻,②电路功能用压敏电阻。
3.1保护用压敏电阻(1)区分电源保护用,还是信号线,数据线保护用压敏电阻器,它们要满足不同的技术标准的要求。
(2)根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同,可将跨电源线用压敏电阻器可区分为交流用或直流用两种类型,压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。
(3)根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同,可将压敏电阻区分为浪涌抑制型,高功率型和高能型这三种类型。
★浪涌抑制型:是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的压敏电阻器,这种瞬态过电压的出现是随机的,非周期的,电流电压的峰值可能很大。
压敏电阻工作原理(压敏电阻的工作原理分析)
压敏电阻工作原理(压敏电阻的工作原理分析)压敏电阻器。
压敏电阻器(VSR)是电压灵敏电阻器的简称,它是一种新型过压保护元件。
压敏电阻器是以氧化锌为主要材料而制成的金属-氧化物-半导体陶瓷元件,构成压敏电阻的核心材料为氧化锌,氧化锌又包括氧化锌晶粒和晶粒周围的晶界层,氧化锌晶粒的电阻率很低,而晶界层电阻率很高,相接触的两个晶粒之间形成一个相当于齐纳二极管的势垒,成为一个压敏电阻单元,单元通过串联,并联组成压敏电阻器基体。
压敏电阻器在工作时,每个压敏电阻单元都承担浪涌能量,而这些压敏电阻单元是大体上均匀分布在整个电阻体内的,也就是整个电阻体都承担能量,而不像齐纳二极稳压管那样只是结区承担电功率,这就是陶瓷压敏电阻器具有比齐纳二极稳压管大得很多的通流和能量定额的原因。
其电阻值随端电压而变化。
压敏电阻器的主要特点是工作电压范围宽(6—3000伏,分若干档),对过压脉冲响应快(几至几十纳秒),耐冲击电流的能力强(可达100安培-20千安培),漏电流小(低于几至几十微安),电阻温度系数小,性优价廉,体积小,是一种理想的保护元件。
由它可构成过压保护电路,消噪电路,消火花电路,吸收回路。
压敏电阻的电路符号,外形和内部结构见图1。
压敏电阻的结构就象两个特性一致的背靠背联接的稳压管,其性质基本相同。
压敏电阻的主要特性是,当两端所加电压在标称额定值以内时,它的电阻值几乎为无穷大,处于高阻状况,其漏电流<50微安,当它两端的电压稍微超过额定电压时,其电阻值急剧下降,立即处于导通状况,工作电流增加几个数量级,反应时间仅在毫微秒级。
压敏电阻在国外俗称“斩波器”和”限幅器”,这是从它的实际作用而得名的。
图2给出了压敏电阻在电路中的工作波形。
其中(a)表示,在供电网络叠加有过电压脉冲时,接有压敏电阻后,过电压峰值波形被削平,限制在一定的幅度内,(b)则表示,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,压敏电阻在电路中能吸收这种反电动势,从而有效地保护开关电路不受损害。
高分子静电抑制器
高分子静电抑制器这里介绍手机中比较常用的TVS管和压敏电阻。
一、ESD器件的主要性能参数1、最大工作电压(Max Working Voltage)允许长期连续施加在ESD保护器件两端的电压(有效值),在此工作状态下ESD器件不导通,保持高阻状态,反向漏电流很小。
2、击穿电压(Breakdown Voltage)ESD器件开始动作(导通)的电压。
一般地,TVS管动作电压比压敏电阻低。
3、钳位电压(Clamping Voltage)ESD器件流过峰值电流时,其两端呈现的电压,超过此电压,可能造成ESD永久性损伤。
4、漏电流(Leakage Current)在指定的直流电压(一般指不超过最大工作电压)的作用下,流过ESD器件的电流。
一般地,TVS管的反向漏电流是nA级,压敏电阻漏电流是μA级,此电流越小,对保护电路影响越小。
5、电容(Capacitance)在给定电压、频率条件下测得的值,此值越小,对保护电路的信号传输影响越小。
比如硅半导体TVS管的结电容(pF级),压敏电阻的寄生电容(nF级)6、响应时间(Response Time)指ESD器件对输入的大电压钳制到预定电压的时间。
一般地,TVS管的响应时间是ns级,压敏电阻是μs级,此时间越小,更能有效的保护电路中元器件。
7、寿命(ESD Pulse Withstanding)TVS技术利用的是半导体的钳位原理,在经受瞬时高压时,会立即将能量释放出去,基本上没有寿命限制;而压敏电阻采用的是物理吸收原理,因此每经过一次ESD事件,材料就会受到一定的物理损伤,形成无法恢复的漏电通道,会随着使用次数的增多性能下降,存在寿命限制。
二、TVS管(硅半导体)瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor)简称TVS,是一种二极管形式的高效能保护器件,利用P-N 结的反向击穿工作原理,将静电的高压脉冲导入地,从而保护了电器内部对静电敏感的元件。
TVS与压敏电阻的区别
TVS与压敏电阻的区别
1) TVS管和压敏电阻不象开关元件那样具有开关特性,而是类似稳压二极管那样具有稳压特性。
2) 压敏电阻能承受更大的浪涌电流,而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大,最大可达几十kA到上百kA
3)TVS管的非线性特性和稳压管一样,击穿前漏电流很小,击穿后是标准的稳压特性,比起压敏电阻来TVS管最大箝位电压偏离击穿电压较小,优于压敏电阻,但通流能力比压敏电阻较小。
4) 从反应速度来看,TVS管的反应速度很快,为ps级,而压敏电阻反应速度较慢,为ns级。
5)TVS管的可靠性高,不易劣化,使用寿命长。
而压敏电阻的可靠性较差,易老化,使用寿命较短。
两者各有千秋,压敏电阻具有尺寸小,不占空间,成本低等因数.而TVS钳制电压比较低,但价格较高。
两者现在都有较低容值的产品问世,可以很好满足高速信号线的要求。
TVS、压敏、放电管这三个元件对于雷击,哪个效果更好?
TVS、压敏、放电管这三个元件对于雷击,哪个效果更好?TVS、压敏、放电管做雷击哪个更好!在雷电放电的过程中,由于瞬间放电产生了强烈的电磁脉冲,在临近的设备或电子线路上感应了幅值和变化速率都很高的浪涌电压电流,对某些电子设备产生毁灭性的的破坏,而过压/浪涌防护器件就是为各类电子设备提供防护的,避免设备内部的电子元器件遭受雷击浪涌的损坏。
压敏电阻、气体放电管、TVS管(瞬间抑制二极管)三种器件都限压型的浪涌保护器件,都被用来在电路中用作浪涌保护,但是却有不少客户认为TVS二极管不如气体放电管和压敏电阻。
关于TVS二极管和气体放电管、压敏电阻谁在限压/浪涌防护中作用更大的问题,元芳,你怎么看?有比较才能够凸显出优劣,从而找到最佳的方案。
这一招不管是在市场招商还是电子保护器件的选型都是适用的。
但是在这里居然能够看到有人说TVS二极管不如气体放电管和压敏电阻,这个很多工程师们就不同意了。
工程师从反应时间、通流容量以及工作原理三个方面分析了三种过压/浪涌防护器件的优劣,也深深的让小编感受到了TVS二极管的强大,瞬间就能理解TVS二极管为什么应用范围那么广泛了。
小编也不藏私,以下就是某电子FAE工程师分析三种过压/浪涌防护器件优劣的三点:1,在反应时间上快: TVS二极管的反应速度是最快的,为皮秒级中:压敏电阻介于TVS和气体放电管之间压敏电阻略慢,为纳秒级;慢:而气体放电管最慢,通常为几十个纳秒甚至更多。
2,在通流容量上小: TVS二极管通常只有几百A;中:压敏电同样介于TVS和气体放电管之间,而压敏电阻按不同规格,可通过数KA到数十KA的单次8/20uS浪涌电流;大:而对于气体放电管来说通常十KA级别8/20μS浪涌电流可导通数百次。
3,从原理上看TVS管基于二极管雪崩效应;压敏电阻器基于氧化锌晶粒间的势垒作用;而气体放电管则是基于气体击穿放电。
另一个不能忽略的特点是二极管可以很方便地与其它器件集成在一个芯片上,现有很多将EMI过滤和RFI防护等功能与TVS管集成在一起的器件,不但减少设计所采用的器件数目降低成本,而且也避免PCB板上布线时易诱发的伴生自感。
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静电抑制器与压敏电阻工作原理和性能比较
1)内部构造和工作原理
压敏电阻由金属氧化锌叠层构成,当静电过来时先由氧化锌吸收然后再泄放。
静电抑制器外部由Polymer聚合物材料制成,内部菱形的高电分子以规则的点阵离散状排列,当静电电压超过Polymer的触发电压时,内部分子迅速产生尖端对尖端的放电,将静电在瞬间泄放到地。
2)性能比较
压敏电阻等效容值一致性低,误差大,容易因工作环境(温度和湿度)和静电冲击次数影响等效容值和阻抗。
一旦容值有变化会造成数据波形失真,影响数据的传输;遵循IEC61000-4-2要求,200次静电冲击后,阻抗明显发生变化,从而失去抗静电能力,一旦被击穿,容易照成短路现象;漏电流较高,达1uA。
静电抑制器的外部Polymer本体是绝缘体材料,起触发电压和保护内部高电分子免被氧化作用,不会受外部环境影响等效容值,又因尖端对尖端放电是一种物理工作原理,所以不会有寿命问题,300000次静电冲击后,阻抗不会发生变化,同样保持静电泄放能力,对信号衰减极微小,可以忽略不计(即使是被击穿,也是开路现象,因为静电抑制器的内部高电分子以离散状排列);
漏电流小于1nA。