电源适配器压敏电阻防雷小知识

电源适配器作为现代电子设备的重要组成部分，其安全性和稳定性直接关系到设备的运行效果和使用寿命。雷电作为一种常见的自然灾害，对电源适配器的危害不容忽视。因此，在电源适配器的设计中，防雷措施显得尤为重要。

一、雷电对电源适配器的危害

雷电是一种强大的自然现象，其蕴含的能量极大，瞬间放电产生的电压和电流可高达数万伏特和数千安培。雷电主要通过两种途径对电源适配器造成危害：直击雷和感应雷。直击雷是直接击中电源适配器的雷电，这种情况虽然较为罕见，但一旦发生，其破坏力是毁灭性的。感应雷则是雷电在附近放电时，通过电磁感应在电源适配器的线路中产生的瞬态过电压，这种情况更为常见。

雷电产生的瞬态过电压会对电源适配器的电路造成严重的冲击，可能导致电子元器件损坏、电路短路甚至火灾等严重后果。因此，采取有效的防雷措施，保护电源适配器免受雷电侵害，是确保设备正常运行的关键。

二、压敏电阻在防雷中的应用

压敏电阻(Voltage Dependent Resistor，简称VDR，或Varistor)是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。其主要作用是在电路承受过压时，进行电压钳位，吸收多余的电流，以保护敏感器件。压敏电阻的电阻体材料通常是半导体，因此它属于半导体电阻器的一种。

压敏电阻的工作原理可以概括为：当加在其两端的电压低于其阈值(UN)时，流过它的电流极小，相当于一个阻值无穷大的电阻，此时压敏电阻相当于一个断开的开关;当电压超过UN时，压敏电阻的阻值迅速减小，流过它的电流激增，相当于一个阻值无穷小的电阻，此时压敏电阻相当于一个闭合的开关。利用这一特性，压敏电阻可以在电路出现过电压时，将电压钳位在一个相对固定的电压值，从而保护后级电路不受损害。

在电源适配器中，压敏电阻通常被用作防雷元件，其主要作用是吸收雷电产生的瞬态过电压，防止其对电路造成损害。当雷电产生的高电压冲击电源适配器时，压敏电阻会迅速响应，将过电压钳位在一个较低的水平，同时短路引起的过流会烧毁前方的保险管或迫使空气开关跳闸，从而强制切断电源，保护电路不受损害。

三、压敏电阻的选型与参数

在选择用于电源适配器防雷的压敏电阻时，需要考虑多个因素，包括最大连续工作电压、压敏电压、最大限制电压、最大能量、最大峰值电流等参数。

最大连续工作电压：这是压敏电阻在正常工作条件下能够承受的最大电压值。在选择时，应确保最大连续工作电压略低于压敏电压值，以避免影响压敏电阻的使用寿命。

压敏电压：指通过规定持续时间的脉冲电流(通常为1mA，持续时间小于400ms)时，压敏电阻器两端的电压值。在电源适配器中，压敏电压的选择应根据设备的工作电压和可能遇到的过电压情况来确定。

最大限制电压：在压敏电阻能够承受的最大脉冲峰值电流及规定波形下，压敏电阻两端电压的峰值。这个参数决定了压敏电阻在过电压冲击下的保护能力。

最大能量：压敏电阻在承受过电压冲击时所能吸收的最大能量。这个参数与压敏电阻的寿命和可靠性密切相关。

最大峰值电流：在特定的脉冲电流波形(如8/20μs)冲击下，压敏电阻能够承受的最大冲击电流。这个参数反映了压敏电阻在极端条件下的承受能力。

此外，还需要考虑压敏电阻的耐冲击特性，即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流、冲击能量以及多次冲击相继出现时的平均功率。同时，压敏电阻的连续工作电压寿命和冲击寿命也是重要的选型依据。

四、压敏电阻在电源适配器中的实际应用

在电源适配器的防雷设计中，压敏电阻通常与保险丝、过压保护器等元件配合使用，形成完整的防雷保护电路。例如，在三相四线制供电系统中，第一级防雷通常采用高能避雷器，将雷电产生的瞬态过电压短路泄放到大地;第二级防雷则采用过压保护器，其中就包含了压敏电阻元件，用于进一步吸收过电压能量，保护电路不受损害。

在电源适配器的内部电路中，压敏电阻通常被安装在输入端，与保险丝串联。当雷电产生的高电压冲击电源适配器时，压敏电阻会迅速响应，将过电压钳位在一个较低的水平，同时短路引起的过流会烧毁前方的保险管，从而切断电源，保护电路不受损害。

五、结论

压敏电阻作为电源适配器中的重要防雷元件，具有响应时间快、通流容量大、无后续跟随电流等优点，能够有效吸收雷电产生的瞬态过电压，保护电路免受过电压的损害。在电源适配器的防雷设计中，应根据设备的实际情况和可能遇到的过电压情况，合理选择压敏电阻的型号和参数，确保防雷保护电路的有效性和可靠性。同时，还应定期对电源适配器进行检查和维护，及时发现和处理潜在的防雷隐患，确保设备的正常运行和使用安全。