压敏电阻技术交流文稿.pptx
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1、压敏电阻器技术交流压敏电阻器技术交流XXXX有限责任公司有限责任公司有限责任公司有限责任公司 目目录一、压敏电阻器的结构和工作原理一、压敏电阻器的结构和工作原理 1、基本结构、基本结构 2、基本特性、基本特性 3、功能及主要应用、功能及主要应用二、压敏电阻器的制造工艺流程简介二、压敏电阻器的制造工艺流程简介 1、工艺流程图、工艺流程图 2、工序简介、工序简介三、压敏电阻器的主要参数及它们在应用的作用。三、压敏电阻器的主要参数及它们在应用的作用。1、压敏电压、压敏电压 2、最大允许工作电压、最大允许工作电压 3、漏电流、漏电流 4、电压比、电压比 5、限压比、限压比 6、残压比、残压比 7、极限
2、冲击电流、极限冲击电流 8、能量耐量、能量耐量 9、电流冲击稳定性、电流冲击稳定性 10、电容量、电容量四、压敏电阻器的正确使用及极限应用条件四、压敏电阻器的正确使用及极限应用条件 1、安全事项、安全事项 2、其它注意事项、其它注意事项 3、极限情况下的应用、极限情况下的应用五、压敏电阻器的选型五、压敏电阻器的选型 1、压敏电压的选择、压敏电压的选择 2、压敏电阻直径的选择、压敏电阻直径的选择一、一、压敏敏电阻器的阻器的结构和工作原理构和工作原理1、基本结构:、基本结构:图1 如图如图1,压敏电阻瓷片决定了压敏电阻器的主要电性能,压敏电阻瓷片决定了压敏电阻器的主要电性能,瓷片的主材料是氧化锌,
3、并添加了氧化铋、氧化钴、氧瓷片的主材料是氧化锌,并添加了氧化铋、氧化钴、氧化锑等若干金属氧化物烧制成的半导体陶瓷。工作原理化锑等若干金属氧化物烧制成的半导体陶瓷。工作原理可理解为许多双向齐纳二极管的串并联,增加瓷体的厚可理解为许多双向齐纳二极管的串并联,增加瓷体的厚度即可理解为增加串联二极管的数量,可提高压敏电压度即可理解为增加串联二极管的数量,可提高压敏电压(即导通电压),增大瓷体直径即增加并联二极管数量,(即导通电压),增大瓷体直径即增加并联二极管数量,可提高通流能力(即抗雷击能力)。可提高通流能力(即抗雷击能力)。2、基本特性、基本特性压敏电阻器的伏安特性可表示为:压敏电阻器的伏安特性可
4、表示为:I=KV其中:其中:K为常数为常数 为非线性系数,氧化锌压敏电阻的为非线性系数,氧化锌压敏电阻的 =3070用伏安特性图来表示:可表示为下图:用伏安特性图来表示:可表示为下图:压敏敏电阻伏安特性阻伏安特性图:图2:压敏敏电阻器具有下述特性阻器具有下述特性(1)限制电压低。从伏安特性图中可以看出,流过它的电)限制电压低。从伏安特性图中可以看出,流过它的电流从毫安到数千安之间变化时,它两端的电压变化都很流从毫安到数千安之间变化时,它两端的电压变化都很小,为后级电路提供了很好的过压保护。小,为后级电路提供了很好的过压保护。(2)通流量大。用)通流量大。用8/20s标准雷电波测试,可容易地达标
5、准雷电波测试,可容易地达到到6KA/cm2的通流量。的通流量。(3)伏安特性正负对称,适用于交流场合。)伏安特性正负对称,适用于交流场合。(4)响应快。压敏瓷片的响应时间为)响应快。压敏瓷片的响应时间为12ns,考虑到电极,考虑到电极的固有电容和引线的串联电感的固有电容和引线的串联电感 的影响,元件的响应时间的影响,元件的响应时间为为20ns20ns,(5 5)无续流。在无浪涌冲击时,压敏电阻呈高阻状态,阻)无续流。在无浪涌冲击时,压敏电阻呈高阻状态,阻值高达值高达10M10M以上,在浪涌冲击时,阻值迅速下降,最低以上,在浪涌冲击时,阻值迅速下降,最低可到零点几欧,浪涌过后,阻值又迅速自动回复
6、到高阻可到零点几欧,浪涌过后,阻值又迅速自动回复到高阻状态,不会对整机的工作状态造成影响状态,不会对整机的工作状态造成影响。3、功能及主要、功能及主要应用用 由于压敏电阻器具有上述特点,使它成由于压敏电阻器具有上述特点,使它成为电源回路中抗浪涌干扰的首选元件。最为电源回路中抗浪涌干扰的首选元件。最常见的用途是在电子装置的电源进线端提常见的用途是在电子装置的电源进线端提供保护或并联在功率半导体器件两端提供供保护或并联在功率半导体器件两端提供保护。保护。曲型应用如下图:曲型应用如下图:(1)电源回路提供共模保护电路)电源回路提供共模保护电路3、功能及主要、功能及主要应用用(2)对电源回路提供差模保
7、护电路对电源回路提供差模保护电路(3)对大功率半导体器件提供过压保护对大功率半导体器件提供过压保护二、二、压敏敏电阻器的制造工阻器的制造工艺流程流程简介介1、工艺流程图工艺流程图配料配料造粒造粒成型成型焊接焊接被银被银烧结烧结入库入库包装包装标识、切脚标识、切脚测量测量包封包封二、二、压敏敏电阻器的制造工阻器的制造工艺流程流程简介介2、工序简介:、工序简介:(1)配料:将氧化锌主料和各种添加剂按)配料:将氧化锌主料和各种添加剂按比例配制。主要设备有精密天平、磅称等。比例配制。主要设备有精密天平、磅称等。(2)造粒:将配好的瓷料混合均匀,以喷)造粒:将配好的瓷料混合均匀,以喷雾造粒的方式干燥成流
8、动性好的小颗粒。雾造粒的方式干燥成流动性好的小颗粒。主要设备有:高速搅拌机、喷雾造粒机、主要设备有:高速搅拌机、喷雾造粒机、制纯水机等。制纯水机等。造粒工序:造粒工序:喷雾造粒机造粒机2、工序、工序简介介(3)成型:将粒料干压成型。主要设备有成型:将粒料干压成型。主要设备有旋转压片机等。旋转压片机等。(4)烧结:将成型的毛坯在约)烧结:将成型的毛坯在约1100高温高温烧制成压敏瓷片。主要设备有隧道除胶炉、烧制成压敏瓷片。主要设备有隧道除胶炉、隧道烧结炉等。隧道烧结炉等。烧结工序:隧道工序:隧道烧结炉炉2、工序、工序简介介(5)被银:用丝网印刷的方式在瓷片两面)被银:用丝网印刷的方式在瓷片两面涂
9、覆银电极。主要设备有印银机、烘干炉、涂覆银电极。主要设备有印银机、烘干炉、隧道烧渗炉等。隧道烧渗炉等。(6)焊接:将镀锡铜线焊接在芯片上。主)焊接:将镀锡铜线焊接在芯片上。主要设备有引线成型、上片、焊接三联机等。要设备有引线成型、上片、焊接三联机等。焊接工序:接工序:焊接三接三联机机2、工序、工序简介介(7)包封:将焊好引线的芯片包封一层环)包封:将焊好引线的芯片包封一层环氧树脂保护层。主要设备有超声波清洗机、氧树脂保护层。主要设备有超声波清洗机、粉末环氧树脂包封机、隧道固化炉等。粉末环氧树脂包封机、隧道固化炉等。(8)测量:对上道工序产品的压敏电压、)测量:对上道工序产品的压敏电压、漏电流和
10、电压比进行漏电流和电压比进行100%测量,并自动测量,并自动分选剔除不合格品,对合格品进行激光标分选剔除不合格品,对合格品进行激光标识、切脚、记数装袋等工作。主要设备有识、切脚、记数装袋等工作。主要设备有测量、标识、切脚三联机等。测量、标识、切脚三联机等。(9)包装:按客户要求将产品装箱、贴标)包装:按客户要求将产品装箱、贴标签、打包入库等待发货。签、打包入库等待发货。包封工序:粉末包封工序:粉末环氧氧树脂包封机脂包封机测量工序:全自量工序:全自动成品成品测试四四联机机三、三、压敏敏电阻的主要参数及它阻的主要参数及它 们在在应用的作用用的作用1、压敏电压(、压敏电压(V1mA):):规定在给压
11、敏电阻施加规定在给压敏电阻施加1mA直流电流的直流电流的条件下,压敏电阻器两端的电压。这也是条件下,压敏电阻器两端的电压。这也是供需双方交收时要检测的重要指标。通常供需双方交收时要检测的重要指标。通常的误差范围在标称值的误差范围在标称值10%以内,该指标以内,该指标的物理意义就是压敏电阻器截止区和箝位的物理意义就是压敏电阻器截止区和箝位导通区的分界点,当外部电压低于此时,导通区的分界点,当外部电压低于此时,压敏电阻处于截止区,呈高阻状态;高于压敏电阻处于截止区,呈高阻状态;高于此时,呈导通限压状态。此时,呈导通限压状态。三、三、压敏敏电阻的主要参数及它阻的主要参数及它 们在在应用的作用用的作用
12、2、最大允许工作电压、最大允许工作电压(UmaxAC or UmaxDC):正常工作条件下理论上可以长期连续施正常工作条件下理论上可以长期连续施加在压敏电阻两端的最大交流电压(有效加在压敏电阻两端的最大交流电压(有效值)或直流电压。压敏电阻的环境工作电值)或直流电压。压敏电阻的环境工作电压不得超过此值,以确保压敏电阻在没有压不得超过此值,以确保压敏电阻在没有浪涌脉冲时处于高阻状态。浪涌脉冲时处于高阻状态。在实际应用时,应取一个工程系数在实际应用时,应取一个工程系数C=0.50.8,实际环境工作电压应落在,实际环境工作电压应落在C*Umax的范围区间内的范围区间内。三、三、压敏敏电阻的主要参数及
13、它阻的主要参数及它 们在在应用的作用用的作用3、漏电流、漏电流(IL):给压敏电阻施加最大允许直流电压,测给压敏电阻施加最大允许直流电压,测试流过它的电流值为漏电流,也是供需双试流过它的电流值为漏电流,也是供需双方交收时要检测的重要指标。通常要求方交收时要检测的重要指标。通常要求20A。对漏电流的初始值要求越小越好,。对漏电流的初始值要求越小越好,更重要的是要求该指标在各种严酷的环境更重要的是要求该指标在各种严酷的环境下变化不大。如潮湿试验、下变化不大。如潮湿试验、“双双85”试验、试验、高温负荷试验等。试验后样品漏电流无显高温负荷试验等。试验后样品漏电流无显著增大的,预示着产品品质较好,寿命
14、较著增大的,预示着产品品质较好,寿命较长。长。三、三、压敏敏电阻的主要参数及它阻的主要参数及它 们在在应用的作用用的作用4、电压比(、电压比(V1mA/V0.1mA):):在压敏电阻伏安特性曲线图中在压敏电阻伏安特性曲线图中I=0.1mA处和处和I=1mA处处的压敏电压的比值,决定压敏电阻的非线性系数的压敏电压的比值,决定压敏电阻的非线性系数,也,也是供需双方交收时要检测的重要指标,通常要求是供需双方交收时要检测的重要指标,通常要求V1mA/V0.1mA1.08,该值越接近理想值,该值越接近理想值1.0,表示压敏电阻,表示压敏电阻的非线性系数越大,保护效果越好的非线性系数越大,保护效果越好。5
15、、限压比(、限压比(VP1/V1mA):在压敏电阻伏安特性图中导通箝位区低端指定电流处在压敏电阻伏安特性图中导通箝位区低端指定电流处(一般(一般10瓷片在瓷片在25A处,处,14瓷片在瓷片在50A处,处,20瓷片瓷片在在100A处)的电压值与压敏电压(处)的电压值与压敏电压(1mA时的电压值)时的电压值)的比值,表示压敏电阻在小浪涌时的保护水平,一般实的比值,表示压敏电阻在小浪涌时的保护水平,一般实测值在测值在1.45左右。左右。三、三、压敏敏电阻的主要参数及它阻的主要参数及它 们在在应用的作用用的作用6、残压比(、残压比(VP2/V1mA):):在压敏电阻伏安特性图中导通箝位区高端指定电流处
16、在压敏电阻伏安特性图中导通箝位区高端指定电流处(一般(一般10瓷片在瓷片在500A处,处,14瓷片在瓷片在1KA处,处,20瓷瓷片在片在2KA处)的电压值与压敏电压(处)的电压值与压敏电压(V1mA)的比值,表)的比值,表示压敏电阻在大浪涌时的保护水平,一般实测值在示压敏电阻在大浪涌时的保护水平,一般实测值在1.9左左右。右。电压比、限压比、残压比都是用伏安特性图上不同的电压比、限压比、残压比都是用伏安特性图上不同的电流点位的电压的比值,都代表了压敏电阻的保护水平,电流点位的电压的比值,都代表了压敏电阻的保护水平,它们具有很强的正相关性。一个指标好了,其它指标也它们具有很强的正相关性。一个指标
17、好了,其它指标也不会差。由于电压比的测量最好操作,因此,常常用它不会差。由于电压比的测量最好操作,因此,常常用它来作交收试验标准。来作交收试验标准。7、极限冲击电流(、极限冲击电流(Ipeak):):压敏电阻能承受的最大冲击电流。规定电流波形为压敏电阻能承受的最大冲击电流。规定电流波形为8/20s标准雷电波,冲击次数为标准雷电波,冲击次数为1次,该指标和压敏电阻次,该指标和压敏电阻的直径成正比,表示压敏电阻能承受的最大雷击浪涌强的直径成正比,表示压敏电阻能承受的最大雷击浪涌强度。度。三、三、压敏敏电阻的主要参数及它阻的主要参数及它 们在在应用的作用用的作用8、能量耐量:、能量耐量:压敏电阻能承
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