压敏电阻基础
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Zn0Zn0Zn0Zn0
异常?电?的破坏作用及种类
异常?电?的破坏作用通常是把超?设??定的正常工作电?上限值的电?,??
“
异常?电?
”
或??
“
?电?
”
。
它是?敏电阻器的工作?象
,
如果?有?电?
,
也就?
有?敏电阻器的生存空间了
,
因此要了解?敏电阻器
,
就必???电?有个基本了解
。
?电
???电气或电子装置
,
其中的电路
,
元器件
,
造成直接破坏
,
?种破坏
,
依据其?重程度
,
大体可分?以下四种情况
:
① 使设备
、
装置短?间工作??
。
② 造成潜故障
,
即使得电路和
器件的性能下降,寿命?短,是前失效。 ③ 造成电路或器件的永久性?坏。 ④ ?致起火
,
触
电等安全事故
。
异常?电?可能是外?的
,
也可能是设备
,
装置?部自生的
。
外侵?电?的
侵入途?
,
可以通???
、
电路???入
,
也可以通??电感?
,
电磁感?侵入
。
?电?的
出?可能是有?律的周期性的
,
但更多?是随机的
。
因此在大多?情况下
,
很?准确的把握
它
。
异常?电?
,
依据其成因的不同
,
可以分?雷??电?
、
操作?电?
、
?电和???电
?等。
3.2
雷电?电?雷云直接?设备
、
装置放电?
,
设备装置所承受的是
“
直?雷?电?
”
,
?种情况
,
?竟是很少的
,
而通常所?的雷??电?是指
“
感?雷电?
”
。
?雷??地面某
一点放电?,通常是在它周?方?
1.5m
范??的??,?体中,都会有一定幅度值的瞬?
电??生
,
?生?种冲?电?的主要机理如下
:
① 雷云?附近地面的物体放电
,
或在附近云
?中放电,?生的电磁?,会在供电系统的?路?体中?生感?电?。 ② 附近云
-
地之间放
电?生的入地电流
,
耦合到接地网的公共接地阻抗上
,
在接地网的长度和?度方向上?生电
?差
。
③ 若雷??
,
变?器一次?的间隙性避雷器动作
,
一次?电?快速跌落
,
?种快速跌
落通?变?器的电容耦合
,
?送到二次?
,
迭加在通?正常变?器耦合的电?上
,
形成二次
?冲?电?
。
④ 雷电直接?中高?一次??路
,
向一次??路注入极大的电源
。
?种大电流
流?接地电阻或一次??体的冲?阻抗
,
都会?生高电?
。
一次?的?种高电?又可通?电
容耦合,和正常的变?器耦合,在低?交流电源?路中出?。 ⑤ 雷电直?中二次??路
,
?
意味着极大的电流和?种电流所?生的极高电?
,
他???超?设备本身和接在二次??路
中的保护器件的承受能力
。
?模拟雷电冲?
,
国际上?定
“
1.2/50 ”
电?波??准雷电?波
( 1.2/50
的含义是指一个?极性的指?波,其波前?间?
1.2
,波尾下降到半峰值的?间?
50
μ s
)
。
“
10/350 ”
电流波?未经??衰减的电流波,
“
8/20 ”
电流波?经??衰减的感
?雷电流波。雷电冲?波的特点是持??短,但峰值很高。
3.3
操作?电?是指电路中的?路器、隔离??、?电器、可控硅??等通??接?,
在系统电路中
、
电路?地以及??两端所?生的?电?
。
?生操作?电?的原因是由于?路
及其中的元器件都?有电感和电容
,
?存在电感中磁能和?存在电容中的?电?能量
,
在电
路??突变??生能量??
,
?度的振??程
,
由振?而出??电?
。
操作?电?的持??
间比雷??电?长,比???电?短,在?百微秒到
100ms
之间,并且衰减很快。
GB/T16927.1-1997 ( ICE60-1.1989
)?定用
250/2500
冲?电?波?模拟操作冲?电?
。
在
?敏电阻??中?定用
10/1000
电流波,
2ms
电流波?行能量的??。
3.4
?电放电
100% ins t
?
2.2
?电放电波形
i 30ns 60ns
?所周知
,
在天气干燥的冬天
,
人体与衣服间的摩擦会使人体?电
,
??电的人与电子?品接触?
,
就会?电子?品
(
如手
机
)
放电
,
?是一种典型的?电放电
,
?电放电的特点是电?很高
,
但?间很短
,
??秒极
。
IEC61000-4-2
?定的模拟?电放电的电?,等??
2kv-8kv
,相?的电流峰值?(
7.3-30
)
A
,波形如?
2.2
所示。
3.5
???电?是指?电力系统发生接地故障,切??荷或?振??生的相
-
地,或相
-
相间的电?升高,它的特点是持??间比?长(
0.1s-60s
,与系统的保护方式有?
)
。??
?电?的幅值随供电系统的接地方式而异,接地电阻大的系统,???电?倍?就大。
?敏电阻加?比
Rap
(荷电率)
加?比是指加在?敏电阻上的电?峰值与?敏电阻
un
之比
,
也??
“
荷电率
”
,
?考
核?敏电阻在工???电?下的?定性?需要用到?一指?
,
例如??敏电阻施加工?交流
电?,使加?比
Rap
达到
1.13
,考核?样能否达到??定,好的?敏电阻可达 到
Rap=1.15~1.18
。
?敏电阻的通流量(最大冲?电流)
In
?敏电阻能够承受的波形?
8/20
的最大冲?电流值,??通流量
In
。
“
能够承受
”
的
含义是
,
冲?后?敏电?的变化率不大于
10%
。
?行的技??格中通常?出冲?
1
次和冲?
2
次的
In
值。
最大持?工作电?
Uac
、
Udc
?是指?敏电阻能够长期承受的最大交流电?有效值
Uac
,或最大直流电?值
Udc
。
D
确定
Uac
的原?是:交流电?的峰值不大于?敏电?的公差下限值。常?
Zn0
?敏电阻
的?敏电??
K
?公差(
± 10%
) ,同而
Uac
可表示?
:
( 3
)确定
Udc
的原?是:?敏电
阻在
Uac
下的功耗与
Udc
下的功耗大体相等。常?
Zn0
?敏电阻的
Udc
可表示?:
Udc
?
0.83UN
,
Udc
?
1.3Uac
实际器件能否承受指??定的
Uac
、
Udc
,是通?实???
?的
,
方法是在
85 ℃
的?境下
,
加上
Uac
或
Udc
,
实?
1000
小?
,
?敏电?和限制电?的
变化不大于
± 10%
。上面叙述了?敏电阻器的四个主要指?
UN
、
Uac
、
Udc
、
Up
。
添加稀土氧化物的氧化??敏?片的制备工艺及其参?优化
氧化??敏?片的制造工艺和一般电子陶瓷的制造工艺大致相同
,
但也有它的特殊性
。
由于?敏电阻?片具有高电阻非?性
,
微??构的不均?性
,
都??著地影响其性能的不均
?
,
使其电阻非?性
、
通流容量和寿命特性降低
。
因此在?敏?片的制造?程中
,
?格地控
制工艺是提高其性能的??
。
氧化??敏?片的工艺?程主要包括混合
、
干燥
、
??
、
造粒
、
成型和?成
。
胚体在高温下发生一系列物理化学变化
,
形成?期的化学?成和微??构的?
?体,?一工艺?程????。?了得到性能良好?得??体,必?制定正确的??制度
,
因此?成是工艺?程的重要??
。
本章主要研究影响???量的几个主要工艺参?并?其?
行优化
。
分析??温度?氧化??敏?片性能的影响
,
提高??温度
,
有利于液相的重?晶
,
会促?晶粒长大
,
晶粒越大?敏电位梯度越低
,
因此随着??温度的提高
,
电位梯度一直呈
下降??。另外随??温度提高,氧化?粒长大,晶粒分布更加均?,晶粒?度?于一致
,
气孔减少
,
?部?构更加致密
,
所以?比降低
,
非?性提高
。
如果??提高??温度
,
由 于
Bi203
和
Sb203
大量?发
,
会破坏一部分合适的晶界?构
(
即耗??破坏
)
,
晶界越?越薄
,
使得电阻率下降
,
所以?比升高
,
非?性系?急?下降
,
其他电性能也出?劣化
。
本章小?
( 1
)?合考??敏?片的主要电性能指?(?敏电位梯高度,?比低
)
,???温度工艺
参??行优化后得到??:??温度?
11500C
?电位梯度?高,而?比最小,因此确定
11500C
作?最佳??温度
。
( 2
)
?合考??敏?片的主要电性能参?
(
电位梯高度
,
?比
低
)
,
?保温?间工艺参??行优化后得到??
:
保温?间?
2.5
小??电位梯度?高
,
?比
最低,因此确定
2.5
小??最佳保温?间
。
( 3
)?升温方式工艺参??行优化后得到??:
随炉?慢升温的?样的电位梯度高于到
11500C
后再加入?样的电位梯度
,
非?性系?和其
他电性能也优于后者,因此确定随炉???慢升温?最佳生物方式
。
( 4
)?冷却方式工艺
参??行优化后得到??
:
炉冷?样的?敏电?
、
电位梯度
、
?比
、
非?性系?等各?电性
能指?均优于空冷?样,因此确定随炉?冷作?最佳冷却方式。
限制电?
Up
,限?比
Rp
广义的限制电?是指冲?电流流入?敏电阻器?,它两端的峰值。作??敏电?器考
核指?的限制电?
Up
,?是指波形
8/20
,峰值
Ix
?表
7.1
?定值?的冲?电流流入?,?
敏电阻两端电?的峰值
。
?里要注意
,
由于?敏电阻本身材料的特性
,
电流的峰值与电?的
峰值
,
在出?的?间上可能不重合
。
Ix
的取值
,
是按电流密度大体?
60A/cm
2
(
?
U
n
? 68 V
?
)
或
30A/cm
2
(
?
U
n
>68V
?
)
?确定的
。
由于不同直?的电阻片
,
以大体相同的电流密
度??量
,
?样一?
,
?敏电阻
UN
相同而直?不同的?敏电阻器
,
它?的限制电?
Up
的
指?值就可以是相同的了
。
?敏电阻的基本功能是抑制瞬?异常电?
,
所以限制电?是它?
最重要的一个使用参?
。
器件的实际限制电??低于?定的指?值
。
限制电?
Up
与?敏电
阻
UN
之比??限?比
Rp
。
Rp
越小
,
越接近于
1
,
表明器件的限?性越好
,
因此技?指?
中?定
Up
的最大允?值
。
有的技??准
,
如
IE61643-1
,
??定冲?电流下
,
器件两端?
得的电?峰值?作
“
??
”
,而把一????据中的最大值?作?器件的限制电?。
?敏电阻漏电流
?敏电阻的漏电流
IL
漏电流是指?敏电阻吉?穿?通以前
,
即电?低于?敏电?
UN
?的电流
。
通常总希望
漏电流
IL
?可能小。并且要?定。目前,?量漏电流所用的电?有多种?定,因此也就有
多种不同的漏电流?总?如下:定电?漏电流的?量电?,一般?最大持?直流工作电?
,
或用户?定的某个使用电?
。
?里要注意
,
由于在?量电?下
,
?敏电阻器有一定的非?性
,
同此,以同一电?值?龙去脉?量
UN
处在公差上限的?品,和
UN
处在公差下限的?品
,
其漏电流的差?会很大
,
因此定电?漏电流?然?于使用而言是个合适指?
,
但?于?判其
?在?量并不合适,因此提出
0.83
或
0.75
倍
UN
条件下的漏电流,即实际?敏电?变化?
,
漏电流的?量电?也要相?地变化
,
但?量电??
UN
的比例不变
。
??敏电阻加上工?正
弦电?
U
?,其中漏电流
iz
包括容性电流
ic
和阻性电流
iR
两部分,如?
7.1
所示。容性电
流不会?生有功?耗
,
其量值一般也不大
,
在多?情况下不予特??注
。
阻性漏电流会引起
电阻体发?
,
并且随着电阻体的老化
,
其量值逐?增大
,
因此?予重视
。
由于?敏电阻的高
非?性
,
因此在
50HZ
工?正弦交流电?下
,
阻性漏电流大体?半幅值?度?
1.5-3ms
的尖
脉冲
。
?梅的研究?告指出
,
?种电流波的波峰系?
kf (
电流峰值?于有效值的比例
)
大体
?
2.7
左右。?样,只要?得电流峰值,就可以方便地估算出它的有效值了。
?敏电阻的?定能量
Em
?定能量是指?敏电阻能够承受?定波形式冲?电流冲?一次的最大能量。
“
能够承
受
”
的判据是冲?后?敏电?的变化率不大于
10%
。
Em
值是与冲?电流的波形密切相?
的,?行
Zn0
?敏电阻?品技??料中?出了
10/1000
电流波和
2ms
方波电流条件下的
E
m
值,同一器件承受
10/1000
电流的能量,大体承受
2ms
电流的能量的
1.4
倍。实际器件的能
量耐受能力能否达到指??定值
,
?通?冲?电流????
。
即?
10/1000
或
2ms
电流波加
在器件上
,
?量实际的电流峰值
Ip
和电?峰值
Up
,
然后用下面的公式?算出能量
。
?整?
?设备,使?个能量值等于指??定值。??后?量?敏电?的变化率不?大于
10%10/1000
电流波
E=1.4UpIp
×
10-3 ( 5
)
2ms
电流波
E=2 UpIp
×
10-3 ( 6
)
?敏电阻?定功率(最大平均脉冲功率)
Pm
Pm
是指?敏电阻在?境温度
85 ℃
的条件下
,
??承受多少冲?
,
且各次冲?之间间隔
?间?短
,
因而有?累?效?的情况下
,
能够承受的最大平均功率
。
实际器件是否能承受指
?要求的?定功率
,
需要通?实????
。
?行的技?文献中有两种不同的??方法
,
一种
是在
85 ℃
的?境温度下
,
加上工?交流电?
,
使?样中的功耗达到?定功率
Pm
,
??
1000
小?后,?敏电?的变化不?大于
± 10%
。另一种方法是通?
1
万次
8/20
冲?电流寿命??
?
,
在?定的电流峰值下
,
通?改变冲?的?率?使冲?的平均功率达到
Pm
值
,
??后?
查?敏电?和限制电?的变化不?大于
± 10%
。
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