压敏电阻器

压敏电阻器是指一种对电压变化反应灵敏的限压型元件，其特点是：在规定的温度下，当电压超过某一临界值时，其阻值将急剧减小，通过它的电流急剧增加，电压和电流不呈线性的关系。因此，压敏电阻器又被称为非线性变阻器。

压敏电阻器是基于材料的压电效应和可变电阻效应工作的，当外部施加力或压力时，其电阻值会发生变化，从而实现对电路的保护。

压敏电阻器的工作原理

压电效应和可变电阻效应：压敏电阻由压电材料和电极组成，当外部施加力或压力时，压电材料发生形变，导致内部电荷分布变化，从而改变电阻值。

阈值电压的作用：压敏电阻的阈值电压是一个重要参数，它决定了压敏电阻在何时开始发挥作用。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，相当于一个阻值无穷大的电阻;当电压高于阈值时，电阻值迅速减小，相当于一个闭合的开关

压敏电阻器特点

性能优异且价格实惠：压敏电阻器以其性优价廉而著称，是一种理想的保护元件。

体积小：其小巧的体积使得在各种电子设备中的应用更为便捷。

工作电压范围宽：通常可以从较低的电压值到较高的电压值，满足多种电路需求。

对过压脉冲响应快：能够在极短的时间内对电路中的过压脉冲进行响应，从而保护电路安全。

耐冲击电流能力强：能够承受较大的冲击电流，确保电路在异常情况下稳定运行。

漏电电流小：漏电电流通常低于几微安至几十微安，有效减少能量损失。

电阻温度系数小：这意味着其电阻值随温度变化较小，提高了电路的稳定性。

非线性伏安特性：压敏电阻器具有非线性伏安特性，能够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。

响应时间快：压敏电阻的响应时间一般为纳秒级，可以迅速响应电路中的过压情况。

浪涌承受能力强：浪涌承受能力可达70KA，为电路提供强大的保护。

压敏电阻器用途

过压保护电路：压敏电阻器常被用于构成过压保护电路，以防止电路中的电压过高而损坏设备。

消噪电路：在电子设备中，压敏电阻器也被用于消除电路中的噪声，提高设备的性能。

消火花电路：在某些应用中，压敏电阻器还可以用于消除电路中的火花，保护设备免受损坏。

防雷击保护电路：压敏电阻器能够有效地吸收雷电产生的过电压和过电流，保护电子设备免受雷击损坏。

浪涌电压吸收电路：在电力系统中，压敏电阻器可用于吸收浪涌电压，保护设备免受电压波动的影响。

保护半导体元器件：通过其限压型保护特性，压敏电阻器能够保护半导体元器件免受过压损坏。

其他应用：压敏电阻器还可用于压力传感器、医疗设备等领域，用于测量压力、体积、重量等物理参数。

一、存放与使用环境

环境干燥：压敏电阻器应存放在干燥的环境中，避免潮湿对其性能的影响。

无腐蚀气体：存放和使用环境应远离腐蚀气体，防止腐蚀气体对电阻器造成损害。

通风良好：确保存放和使用环境通风良好，有助于散热和防止过热。

二、温度与湿度控制

温度范围：压敏电阻器的使用温度应控制在0℃至40℃之间，避免过高或过低的温度影响其性能。

湿度控制：湿度应控制在70%以下，以防止电阻器吸水导致性能下降。

三、清洁与防尘

定期清洁：压敏电阻器应定期进行清洁，以减少灰尘、污染物等的影响，避免出现故障。

清洁方法：清洁时应使用酒精等溶剂进行擦拭，确保电阻器表面干净。

四、防震与防静电

防震措施：振动会影响压敏电阻器的电阻值和稳定性，因此在使用过程中需要避免震动。可以采取固定安装或使用防震垫等措施。

防静电干扰：注意在使用和存储时，避免压敏电阻器受到静电干扰。

五、维修与更换

检查易损件：对于长时间使用的压敏电阻器，应定期检查其易损件，如引线、电极等，如有损坏应及时更换。

维修流程：

开路维修：确定开路位置，重新焊接或更换引线，然后重新安装电路板。注意焊接点位置、温度和焊料的选择。

短路维修：确定短路位置，清理或更换导体，然后重新安装电路板。注意不损坏周围元器件，保持连接状态及长度一致。

阻值异常维修：确定阻值异常位置，更换压敏电阻，然后重新安装电路板。注意参数和型号的匹配，选用品质稳定的压敏电阻。

一、原料准备

主要原料：氧化锌(ZnO)和其他添加剂。氧化锌在生产过程中需要进行粉碎、混合等处理，以确保原料的均匀性和稳定性。

辅助材料：电极材料(如银、铜等)和绝缘材料。

二、混合制备

将经过处理的原料按照一定的配方混合均匀。这个过程需要精确控制原料的比例和混合时间，以确保混合后的原料质量稳定。

三、成型

混合后的原料经过压制成型，形成固定尺寸的压敏电阻坯。控制压制的压力和成型的温度，以确保成型后的电阻坯密度均匀和稳定。

四、烧结

将成型的电阻坯放入烧结炉中进行烧结处理。这个过程非常关键，烧结温度和时间需要精确控制，以确保烧结后的电阻坯具有良好的密度和结晶度。

五、金属化处理

将烧结后的陶瓷材料表面进行金属化处理，用于焊接和引出端子。

六、涂层

烧结后的电阻坯需要进行涂层处理，以增加其表面的导电性。这个过程需要喷涂或者浸涂导电材料，并经过干燥和固化处理。

七、研磨和成型

经过涂层处理的电阻坯需要进行研磨和成型，以确保其尺寸和表面粗糙度符合要求。

八、测试和筛选

对成型的电阻坯进行严格的测试和筛选，包括电阻特性、电压灵敏度等测试，以确保其性能符合设计要求。不符合要求的产品需要进行淘汰或者返工处理。

九、焊接

将测试合格的压敏电阻器焊接到印刷电路板上或者成品器件上。

十、包装

将通过测试的压敏电阻器进行包装，以防止在运输和使用过程中受到损坏。

1. 选择合适的型号和规格

根据电路的保护需求选择合适的压敏电阻器型号和规格，包括额定电压、最大持续工作电压、通流容量等参数。

2. 注意安装方向

压敏电阻器在安装时应注意其极性，虽然大部分压敏电阻器是无极性的，但仍需根据具体产品说明书进行操作。

3. 保持适当的间距

在安装压敏电阻器时，应确保其与周围元器件之间保持足够的间距，避免过近的安装导致散热不良或相互影响。

4. 防止过电压和过流

压敏电阻器的主要功能是保护电路免受过电压和过流的损害，但在使用过程中仍需注意防止过大的电压和电流冲击，以免超过其承受范围。

5. 注意工作环境

压敏电阻器应在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中使用，避免潮湿、高温、污染等环境对其性能的影响。

6. 定期检查和维护

定期对压敏电阻器进行检查和维护，包括检查其外观、连接状态、电阻值等参数，确保其处于正常工作状态。

7. 遵循使用说明

在使用压敏电阻器时，应严格遵循产品说明书中的使用说明和注意事项，避免误操作或不当使用导致的问题。

8. 储存注意事项

在储存压敏电阻器时，应将其放置在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中，避免阳光直射和高温。同时，应确保包装完好，避免受潮和污染。

9. 老化与失效

压敏电阻器在使用过程中会逐渐老化，其性能可能会发生变化。因此，需要定期检测其性能，并在发现性能下降或失效时及时更换。

10. 注意安全

在处理压敏电阻器时，应注意安全，避免短路、电击等危险情况的发生。在更换或维修压敏电阻器时，应先切断电源，并遵循相关安全操作规程。

一、故障现象识别

短路现象：压敏电阻器在电路中并联使用，当两端电压超过其标称值时，内阻急剧减小，可能呈现短路状态。

开路现象：在某些情况下，如过电压引起的浪涌能量过大，压敏电阻器可能发生炸裂或爆裂，导致断路。

性能下降：表现为漏电流增大，压敏电压显著下降，直至为零。

二、故障排查步骤

1. 外观检查

检查压敏电阻器表面是否有烧焦、发黑、裂纹、断裂等痕迹。

检查引脚是否完好，有无断裂、松动等现象。

2. 电阻值测量

使用万用表，将挡位旋钮置于电阻挡(如R×1或R×10K挡)，短接红黑测试笔，检查万用表指针是否指向零。

选择适当倍率挡，将红黑测试笔分别接触压敏电阻器的两端引脚，读取电阻值。

比较测量值与标称值，如偏差很大，则压敏电阻器可能存在问题。

3. 电压测量

使用一个合适的电压源串联一个保护电阻给压敏电阻器施加电压。

测量压敏电阻器的电压值，看是否在标称值上。

如果与标称值偏差很大，则压敏电阻器可能有问题。

4. 浪涌能量检查

检查电路中是否有浪涌能量过大的情况，如雷电、电网波动等。

如果浪涌能量过大，可能需要增加压敏电阻器的数量或选用更高规格的压敏电阻器。

5. 温度检查

检查压敏电阻器周围的环境温度，是否超过其工作范围。

如果温度过高，可能导致压敏电阻器性能下降或损坏。

三、故障处理

更换压敏电阻器：如果经过上述检查确认压敏电阻器已经损坏或性能下降，应及时更换新的压敏电阻器。

改善工作环境：对于因环境导致的故障，如温度过高、湿度过大等，应改善工作环境，确保压敏电阻器在适宜的环境下工作。

增加保护措施：在电路中增加断路器或保险丝等保护措施，以避免短路等故障引起的损害。