【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所以并不能保證壓敏電阻在波長(zhǎng)大于20μs或電流峰值大于規(guī)定的Ia情況下，也能承受一萬(wàn)次的沖擊。 額定功率Po（最大平均脈沖功率）額定功率Po是指在電流脈沖群作用下，壓敏電阻器能承受且保持熱穩(wěn)定和不發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞的最大平均功率。在沒有專門要求的情況下，電流脈沖波形為8/20μs、峰值為Ia，沖擊104 次（每50次改變一次沖擊方向），Ia的規(guī)定值見表122。每秒鐘最大沖擊次數(shù)N按下式計(jì)算：（次/s） （）式中：Po ： 額定功率，見表123（W）Up ： 限制電壓，見產(chǎn)品樣本（V）使得試樣的平均功率為 Po177。10%，其后在室溫中恢復(fù),恢復(fù)時(shí)間1～2小時(shí)。恢復(fù)后壓敏電阻器應(yīng)滿足下列要求：外觀檢驗(yàn)：不應(yīng)有可見損傷，且標(biāo)志清楚。規(guī)定電流下的電壓：變化率不大于177。10%。表122 各種規(guī)格壓敏電阻的額定功率Po的規(guī)定值瓷片直徑（mm）57101420Po（W）UN≤68VUN68V額定功率或最大平均脈沖功率Po具有兩個(gè)實(shí)際應(yīng)用意義。當(dāng)直流或交流工作電壓在短時(shí)間內(nèi)（幾個(gè)小時(shí)）超過了規(guī)定的UDC或URMS時(shí)，如果壓敏電阻在該電壓下的實(shí)際有功功率不大于Po，則壓敏電阻仍然是安全的，如果如果壓敏電阻在該電壓下的實(shí)際有功功率超過了規(guī)定的Po，則壓敏電阻會(huì)在短時(shí)間內(nèi)會(huì)因溫度上升過快而損壞，甚至起火。當(dāng)電路中存在周期性“毛刺”過電壓時(shí)（如晶閘管的換向過電壓），壓敏電阻在該周期性過壓作用下的平均功率也應(yīng)小于Po。 溫度降額曲線和脈沖電流降額曲線額定指標(biāo)降額百分比1. 高能型壓敏電阻2. 通用型及防雷型壓敏電阻3. 圖127 各種類型壓敏電阻的溫度降額曲線，壓敏電阻的V/I特性會(huì)隨溫度發(fā)生漂移。前面介紹的最大連續(xù)工作電壓（URMS和UDC）、通流量Im、額定功率Po、最大能量Em五個(gè)性能指標(biāo)的有效范圍是下限類別溫度到上限類別溫度，當(dāng)使用的環(huán)境溫度高于壓敏電阻的上限類別溫度時(shí)，這五個(gè)指標(biāo)都要按圖127降低指標(biāo)，圖127稱為壓敏電阻的溫度降額曲線。圖128 14D820K~14D511K壓敏電阻脈沖電流降額曲線當(dāng)脈沖電流的波寬不等于20μs，或脈沖電流的峰值小于一次通流量Im時(shí)，壓敏電阻能夠承受的沖擊次數(shù)n將隨著電流波寬（等效方波持續(xù)時(shí)間）和電流峰值的大小發(fā)生變化，沖擊次數(shù)與波寬和峰值之間的關(guān)系曲線稱為脈沖電流降額曲線。相近規(guī)格壓敏電阻的降額曲線是基本一致的，我們公司在產(chǎn)品樣本中，采用分段方法向用戶提供脈沖電流降額曲線，14D820K～14D511K規(guī)格的壓敏電阻的脈沖電流降額曲線如圖128所示。 通用型壓敏電阻的型號(hào)命名方法目前世界各國(guó)的壓敏電阻生產(chǎn)商實(shí)行兩種形式的型號(hào)命名方法：以松下電氣為代表的日系型號(hào)命名法和以西門子為代表的IEC系型號(hào)命名法。 日系型號(hào)命名法該命名法以7組英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成的字符串代表產(chǎn)品型號(hào)：?...? ?..? ? ? ? ? ? ? ? ?…?① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦說明：① 3～4個(gè)英文字母，表示商標(biāo)、廠名、產(chǎn)品代號(hào)等；② 1～2個(gè)英文字母，表示壓敏電阻產(chǎn)品系列代號(hào)，具體代號(hào)廠家自定；③ 2位阿拉伯?dāng)?shù)字，表示瓷片以毫米單位度量的名義尺寸（圓的直徑或正方形的邊長(zhǎng)）；④ 1個(gè)英文字母，表示瓷片的形狀，D表示圓片、S表示正方形片；⑤ 3位阿拉伯?dāng)?shù)字，表示壓敏電阻的名義壓敏電壓（U1mA/ ），前兩位數(shù)字表示實(shí)際壓敏電壓數(shù)字，第三位數(shù)字表示后面0的個(gè)數(shù)；如201表示200V、182表示1800V、270代表27V；⑥ 1個(gè)英文字母，表示壓敏電壓的公差范圍，有K（177。10％）、J（177。5％）和L（177。15％）三種選擇；⑦ 附加碼，位數(shù)不確定；無附加碼表示直角引線的散裝標(biāo)準(zhǔn)品，如有則表示壓敏電阻的其他特征，如外彎腳引線、引線長(zhǎng)度、編帶包裝等，具體代號(hào)廠家自定；日系型號(hào)命名法目前在日本、中國(guó)大陸、臺(tái)灣、韓國(guó)普遍使用。以松下電氣的壓敏電阻型號(hào)為例： IEC系型號(hào)命名法IEC通用壓敏電阻的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓敏電阻的規(guī)格代號(hào)中必須注明壓敏電阻的最大連續(xù)工作電壓（URMS或UDC）的值，而未規(guī)定注明壓敏電壓。以西門子為代表的歐美壓敏電阻生產(chǎn)商普遍采用IEC IEC系型號(hào)命名法，該命名法以7組英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成的字符串代表產(chǎn)品型號(hào)，具體如下：?...?—?..? ? ? ? ? ... ? ?…?① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 說明：① 3～4個(gè)英文字母，表示商標(biāo)、廠名、產(chǎn)品代號(hào)等；② 1～2個(gè)英文字母，表示壓敏電阻產(chǎn)品設(shè)計(jì)或形式代號(hào)，具體代號(hào)廠家自定；③ 2位阿拉伯?dāng)?shù)字，表示瓷片以毫米單位度量的名義尺寸（圓的直徑或正方形的邊長(zhǎng)）；④ 1個(gè)英文字母，表示壓敏電壓的公差范圍，有K（177。10％）、L（177。15％）和M（177。20％）三種選擇；⑤ 2～4位阿拉伯?dāng)?shù)字，表示壓敏電阻的最大連續(xù)交流工作電壓URMS的值；⑥ 附加碼，位數(shù)不確定；無附加碼表示直角引線的散裝標(biāo)準(zhǔn)品，如有則表示壓敏電阻的其他特征，如外彎腳引線、引線長(zhǎng)度、編帶包裝等，具體代號(hào)廠家自定；以西門子壓敏電阻型號(hào)為例：第二章 通用型氧化鋅壓敏電阻器的接線方式和選型計(jì)算由于硅半導(dǎo)體器件中的pn結(jié)對(duì)過電壓非常敏感且承受能力很差，所以隨著硅半導(dǎo)體器件在電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、家用電器、汽車中的大量使用，異常過電壓對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的威脅也日益嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備中可能出現(xiàn)的各種異常過電壓施行防護(hù)措施目前已成為電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。迄今為止，壓敏電阻是應(yīng)用最為廣泛的過壓保護(hù)元件。電路中出現(xiàn)的過電壓來源十分復(fù)雜，使用壓敏電阻進(jìn)行過壓保護(hù)時(shí)，需要針對(duì)不同的來源采用不同接線方式和選型計(jì)算方法。為此，我們首先需要了解異常過電壓的種類和特點(diǎn)。 異常過電壓的破壞作用及其種類我們通常將數(shù)值超過設(shè)計(jì)規(guī)定上限的電壓，稱為（異常）過電壓。過電壓對(duì)電路、元器件和系統(tǒng)的破壞作用可大體分為以下幾種狀況：1） 使計(jì)算機(jī)或智能化設(shè)備工作停頓（死機(jī)），或使電路工作錯(cuò)亂；2） 使電路中的元器件性能下降、壽命縮短，并因此造成系統(tǒng)的可靠性下降；3） 造成電路、元器件或絕緣的永久性損壞；4） 導(dǎo)致電器起火、觸電等安全事故。通常我們將過電壓分為以下雷擊過電壓、操作過電壓、靜電過電壓和故障過電壓四類，現(xiàn)分述如下： 雷擊過電壓雷云直接通過未加保護(hù)的建筑物和電氣設(shè)備對(duì)地放電的情形，被稱為“直擊雷”。直擊雷對(duì)擊中目標(biāo)產(chǎn)生的過電壓極大，有的超過一百萬(wàn)伏，因此其危害是毀滅性的。不過直擊雷畢竟比較少見，而且現(xiàn)代建筑和露天設(shè)備絕大多數(shù)都已加裝了避雷裝置（如避雷針等），因此直擊雷的防護(hù)一般不屬于壓敏電阻的應(yīng)用范圍。Class IClass IIClass III圖211 低壓配電系統(tǒng)的防雷等級(jí)劃分我們通常所說的雷擊過電壓一般是指“感應(yīng)雷擊過電壓”。當(dāng)空中有雷電發(fā)生或雷云通過避雷裝置向地面放電時(shí)，因此在此范圍內(nèi)的電源饋線等一切導(dǎo)體都會(huì)被此電磁擾動(dòng)感應(yīng)出較高的瞬態(tài)過電壓，即感應(yīng)雷擊過電壓。雷擊過電壓一般都是透過低壓配電系統(tǒng)中的導(dǎo)線（饋電線）對(duì)電氣設(shè)備造成損害。IEC6100045對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的感應(yīng)雷擊過電壓給出了三種強(qiáng)度類別的劃分方法，如圖211所示。按此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所謂“Class I（一類）”指從電線桿的引下線到用戶建筑物的進(jìn)線口的饋線，包括引入的空架線、引出至戶外的空架線、電表與總配電盤之間的連線、引入地下的電纜等（從建筑物內(nèi)引入地下的電纜不在此類）；“Class II（二類）”指建筑物內(nèi)的主饋線和較短的支路饋線，包括配電盤、母線和橋架、從總配電盤至大型設(shè)備的較短的支路饋線，以及照明線路等；“Class III（三類）”指終端出口和較長(zhǎng)的支路饋線；包括從二類區(qū)域配電裝置引出的長(zhǎng)10m以上的終端插座和從一類區(qū)域配電裝置引出的長(zhǎng)20m以上的終端插座。圖212 低壓配電系統(tǒng)雷擊過電壓的發(fā)生率與 過電壓峰值和地理位置的關(guān)系所在位置的關(guān)系通用壓敏電阻一般用于三類等級(jí)的雷擊過電壓保護(hù)。IEEE對(duì)三種不同雷暴等級(jí)地理?xiàng)l件下未采取防雷措施的低壓配電系統(tǒng)中的雷擊過電壓的發(fā)生率與過電壓峰值進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀察，并得到圖212所示的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。圖212中，LOW EXPOSURE、MEDIUM EXPOSURE、HIGH EXPOSURE分別代表低、中、高三種不同的雷暴等級(jí)，LOW EXPOSURE和MEDIUM EXPOSURE等級(jí)最常見，HIGH EXPOSURE非常罕見。一般我們只考慮中低雷暴等級(jí)下的雷擊規(guī)律。在中和低雷暴等級(jí)下，低壓配電系統(tǒng)遭受的年平均雷擊次數(shù)與雷擊過電壓的峰值的大小成反比，即發(fā)生次數(shù)多雷擊造成的過壓較低，而發(fā)生次數(shù)少的雷擊造成的過壓較高；這兩種等級(jí)的曲線斜率相等。在雷擊發(fā)生次數(shù)相同的情況下，雷暴等級(jí)越高，雷擊造成的過壓越高；如在低雷暴等級(jí)下，而在中雷暴等級(jí)下，同為年平均發(fā)生10次的雷擊所造成的過壓則高達(dá)3kV。另外，雷擊造成的過電壓還會(huì)受到電氣設(shè)備中的導(dǎo)體之間以及導(dǎo)體與大地之間的間隙放電的影響。對(duì)戶內(nèi)使用的設(shè)備，間隙放電電壓一般為6kV；而戶外設(shè)備的間隙放電電壓一般為10kV，個(gè)別的可達(dá)到20kV。圖212中的垂直虛線代表戶內(nèi)設(shè)備的典型間隙放電電壓（6kV），它表示中雷暴等級(jí)的雷擊過電壓雖然理論上可達(dá)到6kV以上，但由于間隙放電的原因，過電壓最多只能達(dá)到6kV。根據(jù)圖212，IEC6100045對(duì)安裝于三類防雷區(qū)域的電氣設(shè)備（如家電等）“折中”地制訂了用于認(rèn)證測(cè)試的雷擊過電壓等級(jí)－、1kV、2kV和4kV，基本涵蓋了中和低雷暴等級(jí)的實(shí)際狀況。美國(guó)UL1449標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)戶內(nèi)設(shè)備的典型間隙放電電壓為6kV，將最高認(rèn)證測(cè)試?yán)讚暨^電壓等級(jí)定為6kV。就目前低壓電器行業(yè)的實(shí)際狀況而言，一般情況下使用4kV作為最高的認(rèn)證測(cè)試的雷擊過電壓，如果進(jìn)行UL安全認(rèn)證則選用6kV。圖213 IEC規(guī)定，（定義方法參見圖213），前述的雷擊過電壓的大小均指該電壓波形的峰值（VPEAK）。對(duì)三類防雷區(qū)域電氣設(shè)備的雷擊測(cè)試采用復(fù)合波發(fā)生器進(jìn)行，當(dāng)該發(fā)生器的輸出端為開路時(shí)，模擬防雷元件導(dǎo)通前的雷擊過電壓；當(dāng)該發(fā)生器的輸出端為短路時(shí)，輸出的短路電流的波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形，模擬防雷元件導(dǎo)通時(shí)流過的雷電流；復(fù)合波發(fā)生器還可以輸出一個(gè)正常的工頻正弦交流電壓，模擬被測(cè)試電器的正常工作電壓。 操作過電壓操作過電壓是指電路中的電感性元部件（如變壓器、電動(dòng)機(jī)、線圈等）被突然導(dǎo)通或切斷時(shí)產(chǎn)生的過電壓。圖214示出了一個(gè)小型電機(jī)控制回路中，由于電機(jī)被開關(guān)S切斷產(chǎn)生過電壓V1的實(shí)測(cè)波形，從圖中可見V1在S開斷過程中從正常的120V DC，振蕩跳升至1020V R1R2至示波器V1S圖214 操作過電壓的實(shí)測(cè)波形與雷擊過電壓相比，操作過電壓的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（毫秒級(jí)），但造成的浪涌電流較小。 靜電過電壓當(dāng)不同的物體之間發(fā)生接觸或摩擦，就會(huì)在兩個(gè)物體上產(chǎn)生靜電，帶有靜電的物體與其他物體接觸時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生靜電放電。一個(gè)常見的實(shí)例是人體與衣物之間的摩擦?xí)谷梭w帶電，當(dāng)人與電子設(shè)備（如手機(jī)）接觸時(shí)，人體就會(huì)對(duì)電子設(shè)備放電，有時(shí)這種靜電放電會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成損害。靜電放電的電壓（靜電過電壓）一般很高，但時(shí)間很短（納秒級(jí)）。IEC6100042規(guī)定以圖215所示電流波形來模擬靜電放電過程，~30A，相應(yīng)的靜電過電壓等級(jí)為2kV～8kV。靜電過電壓的抑制，一般采用表面貼裝式壓敏電阻MLV進(jìn)行。 故障過電壓圖215 IEC6100042規(guī)定的靜電放電電流波形顧名思義，故障過電壓是由于供電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)各種人為和非人為的故障造成的過電壓，如單相接地過電壓、甩負(fù)荷過電壓、電弧接地過電壓、諧振過電壓、錯(cuò)電過電壓（如220V錯(cuò)接為380V）等。故障過電壓的持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理且施工規(guī)范的情況下，~60秒，在施工質(zhì)量低劣的情況下（如變壓器接地電阻過大），持續(xù)時(shí)間會(huì)長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)。壓敏