簡述壓敏電(diàn)阻特點和工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

一、壓敏電(diàn)阻性能(néng)特點：

壓敏電(diàn)阻是指“在一定電(diàn)壓範圍内，電(diàn)阻值随電(diàn)壓而變的電(diàn)阻”，或者是說“電(diàn)阻值對電(diàn)壓敏感”的電(diàn)阻器（英文(wén)名(míng)稱為(wèi)： varistor）。

壓敏電(diàn)阻是半導體(tǐ)元件。當施加在壓敏電(diàn)阻兩端的電(diàn)壓從0至U1mA（壓敏電(diàn)壓）時,流經壓敏電(diàn)阻的電(diàn)流≤1mA，壓敏電(diàn)阻阻值較大，我們可(kě)以認為(wèi)在這一段壓敏是“絕緣體(tǐ)”；當瞬間脈沖高壓入侵時，脈沖電(diàn)壓峰值超過壓敏電(diàn)壓，壓敏電(diàn)阻阻值迅速變小(xiǎo),動作(zuò)反應時間小(xiǎo)于20*10^-9秒(miǎo)，壓敏“瞬間”變為(wèi)“導體(tǐ)”。例如：當壓敏兩端脈沖電(diàn)壓峰值是壓敏電(diàn)壓U1mA的2倍時，壓敏的電(diàn)阻值通常小(xiǎo)于1Ω，它完全是導體(tǐ)了。

壓敏電(diàn)阻作(zuò)用(yòng)：壓敏電(diàn)阻工(gōng)作(zuò)時，抑制的是單個或間歇的多(duō)個瞬間浪湧電(diàn)壓/電(diàn)流脈沖。

浪湧持續時間：浪湧電(diàn)壓/電(diàn)流持續時間是微秒(miǎo)、毫秒(miǎo)級的。如常見的1.2/50μs（标準電(diàn)壓波），8/20μs（電(diàn)流短波），10/1000μs（電(diàn)流長(cháng)波），2mS（方波）等這類瞬間脈沖，對線(xiàn)路中(zhōng)元器件的沖擊猶如“海浪拍岸”，抑制減弱這類破壞性浪湧脈沖是壓敏電(diàn)阻的專業專職。而對于施加在其兩端的長(cháng)時間的過電(diàn)壓，壓敏電(diàn)阻則“身陷險境”弱點顯現。

壓敏電(diàn)阻的弱點：不能(néng)耐受長(cháng)時間的過電(diàn)壓。對于出現在AC電(diàn)網裏的故障過電(diàn)壓，如果AC電(diàn)壓的峰值＞壓敏電(diàn)壓U1mA，則流過壓敏電(diàn)阻的電(diàn)流＞1mA，壓敏電(diàn)阻就處于導通狀态，此時，連續湧入壓敏電(diàn)阻的電(diàn)流就像“決堤的海嘯”（參閱下圖1）。由于壓敏的功率很(hěn)小(xiǎo)，數秒(miǎo)至數小(xiǎo)時内就會出現壓敏電(diàn)阻冒煙燃燒、内部瓷體(tǐ)穿孔的狀況，這個要特别注意。

（圖1）

二、壓敏電(diàn)阻工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)：

對于壓敏電(diàn)阻工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)有(yǒu)各種各樣的描述，為(wèi)了方便大家理(lǐ)解，下面從“分(fēn)流作(zuò)用(yòng)”和“分(fēn)壓作(zuò)用(yòng)”角度來簡單闡述一下。

分(fēn)流作(zuò)用(yòng)：從電(diàn)流角度講，遭遇高壓脈沖時，壓敏電(diàn)阻阻值瞬間變得遠(yuǎn)小(xiǎo)于與之并聯的被保護電(diàn)路的總體(tǐ)阻抗值，脈沖電(diàn)流大部分(fēn)通過壓敏電(diàn)阻，流向設備外端，壓敏電(diàn)阻起到分(fēn)流作(zuò)用(yòng)，将脈沖大電(diàn)流的大部分(fēn)“拒之門外”，保護設備免受瞬間大電(diàn)流高能(néng)量的侵擾。如下圖2：

（圖2）

分(fēn)壓作(zuò)用(yòng)：從電(diàn)壓角度來講，由于源阻抗R₀的配合分(fēn)擔了部分(fēn)脈沖電(diàn)壓，脈沖電(diàn)壓在壓敏電(diàn)阻上隻剩下小(xiǎo)部分(fēn)電(diàn)壓——殘餘電(diàn)壓（壓敏的重要參數），選用(yòng)合适規格的壓敏電(diàn)阻使殘餘電(diàn)壓小(xiǎo)于被保護電(diàn)路元器件的絕緣耐壓，設備就不會因高壓脈沖而損壞了。

高壓脈沖瞬間消失後，壓敏電(diàn)阻瞬間又(yòu)恢複絕緣狀态，繼續待命。

備注——關于源阻抗R₀：

上圖2中(zhōng)源阻抗R₀定義：在電(diàn)路上自産(chǎn)生脈沖高電(diàn)壓的源頭之處起（可(kě)以把脈沖高壓源頭看做一個“電(diàn)源”），該“電(diàn)源”與壓敏電(diàn)阻形成的回路上，壓敏電(diàn)阻以外的所有(yǒu)元器件及導線(xiàn)的阻抗總和。

R₀在電(diàn)路上起到了分(fēn)擔脈沖電(diàn)壓、阻礙脈沖電(diàn)流、消耗脈沖能(néng)量的積極作(zuò)用(yòng)，有(yǒu)經驗的工(gōng)程師在電(diàn)路設計時會有(yǒu)意增加R₀。

對于測試設備，R₀就是設備本身的阻抗。例如：常用(yòng)的6kV/3k組合波設備，阻抗R₀就是2歐姆。