壓敏電阻過熱保護技術(shù)和使用注意事項
壓敏電阻過熱保護技術(shù)主要有以下幾種:
(1)熱熔保險絲技術(shù)。該技術(shù)是將用蠟保護的低熔點金屬通過一定的工藝裝在壓敏電阻上,在壓敏電阻漏電流過大,溫度升高到一定程度時,低熔點金 屬熔斷,從而將壓敏電阻從電路中切除,可以有效地防止壓敏電阻起火燃燒。但熱熔保險絲存在可靠性問題,而且在加強熱循環(huán)的環(huán)境里約只有5年可靠壽命。在熱 循環(huán)的環(huán)境中,熱熔保險絲需定期更換以維持正常運行。
(2)利用彈簧拉住低熔點焊錫技術(shù)。這種技術(shù)是目前絕大多數(shù)防雷器廠家的限壓型SPD采用的技術(shù),在壓敏電阻的引腳處增加一個低熔點焊錫焊接 點,然后用一根彈簧將這個焊接點拉住,在壓敏電阻漏電流過大,溫度升高到一定程度時,焊接點的焊錫熔斷,在彈簧的拉力作用下焊接點迅速分離,從而將壓敏電 阻從電路中切除,同時聯(lián)動告警觸點,發(fā)出告警信號。因為低熔點金屬在受力點會流動和產(chǎn)生裂縫,處于彈簧拉力中的低熔點焊錫接點的焊錫同樣會流動和產(chǎn)生裂 縫,因此這種裝置的最大問題是焊錫會老化,從而導(dǎo)致裝置會無故斷開。
(3)溫度保險絲技術(shù)。該技術(shù)將壓敏電阻和溫度保險絲串聯(lián)封裝在一起,利用熱傳導(dǎo)將漏電流在壓敏電阻上產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)溫度保險絲上,在溫度升高 至溫度保險絲的設(shè)定溫度時,溫度保險絲熔斷,將壓敏電阻從電路中切除。溫度保險絲除了有同樣有壽命和可靠性的問題外,利用溫度保險絲對壓敏電阻進行過熱保 護還存在以下問題:熱傳導(dǎo)路徑長,響應(yīng)速度過慢,熱量是通過一定的熱傳導(dǎo)介質(zhì)(填充材料)、溫度保險絲殼體,溫度保險絲的內(nèi)部填充材料,然后才傳到溫度保 險的熔體上,因此決定了溫度保險絲的響應(yīng)速度教慢。
(4)隔離技術(shù)。該技術(shù)將壓敏電阻裝在一個密閉的盒體內(nèi),與其它電路相隔離,防止壓敏電阻煙霧和火焰的蔓延。在各種后備保護都失靈的情況下,隔離技術(shù)也不失為一種簡單而行之有效的方法,但需要占用教大的設(shè)備空間,同時也要防止煙霧和火焰從盒體引線開孔的地方冒出來。
(5)灌封技術(shù)。為防止壓敏電阻在失效時會冒煙、起火和爆炸,一些廠商采用該技術(shù)將壓敏電阻灌封起來,但由于壓敏電阻在失效時內(nèi)部會出現(xiàn)拉弧, 導(dǎo)致密封材料失效,并產(chǎn)生碳,碳的產(chǎn)生又會使電弧得以維持,這樣往往會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部短路及熏黑,甚至導(dǎo)致整個設(shè)備機房嚴重熏黑。實驗表明:壓敏電阻套熱縮 套管后,由于壓敏電阻的散熱受到影響,其最大耗散功率降低,從而影響了壓敏電阻的工頻電壓耐受能力,從另一個角度來說,散熱受到影響也會加速壓敏電阻的老 化,影響壓敏電阻的使用壽命。
壓敏電阻器的主要參數(shù)
①漏電流:在規(guī)定溫度和最大直流電壓下,流過壓敏電阻器的電流。由于它是電路處于等待狀態(tài)時一直產(chǎn)生的電流,通常又稱為等待電流。其值越小越好,以減少功率的無謂損耗。
②響應(yīng)時間:加在壓敏電阻器上的脈沖電壓峰值與其引起的殘壓之間的間隔時間。
③殘壓:壓敏電阻器通過某一脈沖電流時的端電壓降峰值。
④浪涌壽命:在規(guī)定環(huán)境條件下,施加給壓敏電阻器規(guī)定的連續(xù)等間隔脈沖波,它仍能保持證常工作時所能經(jīng)受脈沖波的最大次數(shù)。
⑤最大穩(wěn)壓電流:在規(guī)定環(huán)境條件下,保證穩(wěn)壓壓敏電阻器正常工作時所允許連續(xù)施加的最大電流。
⑥非線性系數(shù):表示壓敏電阻器特性的一個重要參數(shù),其值等于伏安特性曲線上某點的靜態(tài)電阻與動態(tài)電阻之比,通常用"表示,"值越大,其保護性能越好。
⑦電流溫度系數(shù):在恒定電壓下,溫度每改變lt時,壓敏電阻器所通過電流的相對
變化量。
⑧電壓溫度系數(shù):通過壓敏電阻器的電流保持恒定和在規(guī)定的溫度范圍內(nèi),溫度每改變lT時,壓敏電阻器所產(chǎn)生的電壓的相對變化量。
⑨能量容量:壓敏電阻器正常工作時所能承受的最大脈沖能量。
壓敏電阻器通流容量的選定
通常產(chǎn)品給出的通流容量是按產(chǎn)品標準規(guī)定的波形、沖擊次數(shù)和間隔時間進行脈沖試驗的情況下,壓敏電阻器壓敏電壓變化率小于初值的±10%時所能承受的最大 電流值。壓敏電阻器所能承受的沖擊次數(shù)是波形、幅值和間隔時間的函數(shù),當電流波形幅值降低50%時,沖擊次數(shù)可增加1倍。所以在實際應(yīng)用中,壓敏電阻器所 吸收的浪涌電流應(yīng)小于產(chǎn)品的最大通流容量,以使壓敏電阻器有較長的工作壽命。
在選定通流容量時,主要考慮的因素是壓敏電阻器用 于防雷還是防止電子儀器及設(shè)備內(nèi)部的操作過電壓。一般感應(yīng)雷擊電壓峰值為工作電壓的3·5倍左右。如果主要用于防雷,可選用防雷型壓敏電阻器,它們的通流 容量有3kA、5kA、2OkA等不同品種。實際檢測到的雷電流在200-3000A范圍內(nèi),絕大部分小于1OkA。電子儀器及設(shè)備內(nèi)部操作產(chǎn)生的浪涌電 流一般小于500A,可選用通用型壓敏電阻器。
壓敏電阻器在使用時應(yīng)注意以下事項
①對壓敏電阻器應(yīng)采取保護措施,這樣可免除外界不確定因素對壓敏電阻器和裝置造成的損害。
②壓敏電阻器不應(yīng)靠近發(fā)熱或可燃元器件安裝,最好要有大于3mm的間隙,以保證它工作在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)。
③壓敏電阻器的工作電壓(連續(xù)施加在壓敏電阻器兩端的電壓)不應(yīng)超過最大連續(xù)工作電壓值。
④在浪涌電流重復(fù)產(chǎn)生的應(yīng)用場合,通過壓敏電阻器的浪涌電流峰值和浪涌能量不應(yīng)超過脈沖壽命特性的規(guī)定。
⑤當浪涌脈沖以很短的間歇重復(fù)施加在壓敏電阻器上時,應(yīng)使此時的平均功率低于最大靜態(tài)功率。
⑥若熱敏電阻器被連接在設(shè)備的帶電部分和金屬外殼之間,必須采取必要的措施,以防造成人員的觸電事故。
⑦壓敏電阻器在使用時,應(yīng)避免陽光的直接照射,不應(yīng)在露天和戶外工作。
⑧壓敏電阻器應(yīng)避免在風、雨、水蒸氣等高溫高濕的條件下工作,也應(yīng)避免在沙塵、鹽露及有害氣體條件下工作。必要時應(yīng)采用保護盒進行保護。
⑨使用中不要用丙酮等溶劑清洗壓敏電阻器,以免破壞包封的環(huán)氧樹脂。
⑩壓敏電阻器應(yīng)存放在溫度在40℃以下,相對濕度不大于75%RH的庫房內(nèi),庫房內(nèi)不應(yīng)有腐蝕性氣體。存放在庫房內(nèi)的壓敏電阻器也不能被陽光直接照射。