压敏电阻的工作原理/作用/基本参数/应用电路

压敏电阻定义：

压敏电阻“是一种具有非线性伏安特性的电阻器件（无极性），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”。

工作原理：

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征，当过电压出现在非线性压敏电阻两端时，压敏电阻可以将电压钳位在一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。具体实现过程理解：当加在压敏电阻两端的电压低于其阈值电压时，流过它的电流极小，它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说当加在它上面的电压低于其阈值时，它相当于一个断开的开关。当加在压敏电阻两端的电压高于其阈值电压时，流过它的电流激增，它相当于一个阻值无穷小的电阻。也就是说当加在它上面的电压高于其阈值时，它相当于一个闭合的开关。

主要作用：

压敏电阻主要应用于雷击、浪涌等的瞬态过电压保护。

失效模式：

压敏电阻会在所加电压过大时短路。压敏电阻承受高压出现雪崩击穿后会使压敏电阻充当分流器，基于这一特性，可防止在未检测到保护电路故障时，可能导致的负载损坏。使用压敏电阻时，请务必选择对重复浪涌具有重复耐久性的压敏电阻。

怎样测试其好坏？

使用耐压测试仪，测试出不超过标称值的±10%即可。

压敏电阻实物图及常见的原理图符号

左侧压敏电阻实物是我们经常可以看到的（常见蓝色和黄色），我们要理解上面对我们有用的信息，如上左图，10D471K，10D是压敏电阻尺寸的一种表示方法，表示圆形外径时10mm；471代表压敏电阻电压值的表示，471表示47*10^1=470V，K代表误差。

常见的误差代码

压敏电阻的电阻体材料也是半导体，因此压敏电阻也是一半导体电阻器的一个品种。

压敏电阻常用基本参数

以上图 05D180K型号参数为例说明

1、Maximum Allowable Voltage（最大连续工作电压）：

需要略低于压敏电压值，不然最大连续电压在压敏电压值附近会影响压敏电阻的使用寿命。

2、Varistor Voltage（@1mA DC）（压敏电压）：

指通过规定持续时间的脉冲电流（一般为1mA 持续时间一般小于400mS）时压敏电阻器两端的电压值即在1mA的时候施加直流电压，当超过18V时，电压钳位在18V。

3、Clamping Voltage@Test Current（@8/20µs）（最大限制电压）：

在压敏能承受的最大脉冲峰值电流Ip及规定波形下压敏电阻两端电压峰值，即当超过40V施加1A电流，该压敏电阻是会被损坏的。

4、Maximum Energy（@10/1000µs）（最大能量）：

压敏电阻所吸收的能量通常按下式计算 W=kIVT（J）

其中 I---流过压敏电阻的峰值电流

V---在电流I流过压敏电阻时压敏电阻两端的电压

T---电流持续时间

k---电流I的波形系数

注：2ms的方波 k=1

8/20us波 k=1.4

10/1000us波 k=1.4

5、Maximum Peak Current（@8/20µs）（最大峰值电流）：

以特定的脉冲电流（8/20us波形）冲击压敏电阻器一次或两次（每次间隔5分钟）， 使的压敏电压变化仍在10%以内的最大冲击电流。

6、Rated Power（额定功率）：

指压敏电阻能够承受规定波形的冲击电流冲击一次的最大能量，并且冲击后压敏电压变化率不大于10%。

7、Typical Capacitance（@1KHz）：

压敏电阻的结电容一般为几百到几千皮法（pF），因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。很多情况下，不宜直接应用在高频信号线路的保护中。

电容大小会影响信号响应时间。压敏电阻的响应时间为纳秒级，用于电力电子装置的过电压保护，其响应速度可以满足要求。

注：8/20us、10/1000us示意图

典型应用电路：

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