Question

压敏电阻防雷是什么工作原理？

压敏电阻防雷是什么工作原理？

Answer 1

压敏电阻 的反向非线性特性，当两端电压越高（雷击）；它的内阻越细
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）”。
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，比气体放电管快，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。压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，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。压敏电阻的通流容量较大，但比气体放电管小。压敏电阻器简称VDR，是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。

Answer 2

压敏电阻器相当于一个可变电阻，它是并联于电路中的
当电路在正常使用时，压敏电阻的阻抗很高，漏电流很小，可视为开路，对电路几乎没有影响
但当一很高的突波电压到来时，压敏电阻的电阻值瞬间下降（它的电阻值可以从MΩ（兆欧）级变到mΩ（毫欧）级），使它可以流过很大的电流，同时将过电压箝位在一定数值
由于压敏电阻的突波承受能力取决于它的物理尺寸，因而有可能获得不同的浪涌电流值
以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当加在电阻两端的电压小于压敏电压时，压敏电阻呈高阻状态
如果并联在电路上同，该阀片呈断路状态
当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时，压敏电阻就会击穿同，呈现低阻值，甚至接近短路状态
压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的，当高于压敏电压的电压被撤销以后，它又恢复高阻状态
当电力线被雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电力线上的类电压被钳制在安全范围内
压敏电阻器防雷的特点：1、由于压敏电阻避雷器不需要串联间隙，因此结构简单、体积小、重量轻、寿命长
2、性能稳定
由于压敏电阻避雷器没有间隙，不存在间隙放电电压受外界因素影响的问题，也不存在间隙放电分散性和误动等问题
3、制造方便，适用于自动化批量生产
4、便于制成直流避雷器
由于它没有间隙，不产生电弧，且具有良好的非线性电阻特性，使制造直流避雷器的困难迎刃而解
5、保护性能好
压敏电阻避雷器的保护性能与间隙的放电电压无关，仅由阀片冲击残压决定
而氧化锌阀片残压又较低，所以保护性能好
6、可以承受多重雷击
在雷电流通过金属氧化物避雷器之后，没有工频续流通过，所以通过避雷器的能量大为减少，因此它能承受多重雷击
7、通流能力大
金属氧化物避雷器通流能力比碳化硅避雷器强，当单片氧化锌阀片通流容量不能满足时，除可以将阀片直径加大外，还可以采用多支避雷器并联，以提高通流容量
8、压敏电阻的非线性特性较差（动态电阻较大）
9、大电流时限制电压（箝位电压）较高
10、低电压时漏电流较大，较易老化