浅谈压敏电阻会被损坏的原因
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压敏电阻损坏的主要原因包括以下几种:
老化失效:压敏电阻体材料老化会导致漏电流增大,压敏电压显著下降,甚至为零,这可能导致大电流灌入短路点,引发高热甚至起火。
暂态过电压破坏:强大的暂态过电压会使电阻体穿孔,导致更大的电流和高热,这种破坏过程非常迅速,可能来不及触发热熔接点的熔断。
过压保护次数过多:频繁的过压保护会导致压敏电阻损坏。
工作温度过高:周围的工作温度过高会影响压敏电阻的寿命。
挤压和浪涌能量过大:压敏电阻受到挤压或浪涌能量超出其吸收功率时,可能导致损坏。
耐压不够:如果压敏电阻的耐压值低于工作电压,可能会导致击穿损坏。
电流与浪涌过大:过大的电流和浪涌能量会超过压敏电阻的承受能力,导致损坏。
预防和解决压敏电阻损坏的方法包括:
选用耐压超过工作电压50V左右的压敏电阻,例如工作电压为220V时,可以选择56V或82V的压敏电阻。
对于插拔设备,可采用长短针设计,确保每次插拔时先接触地线,然后是信号线,最后是电源线,或者采用其他插拔方式(如开关控制或不支持热插拔)。
一、压敏电阻烧坏的原因
1. 过电流:压敏电阻在受到过电流时容易烧坏,因为过大的电流会使电阻的功率超过其承受范围,从而导致电阻发热、熔断或烧坏。
2. 过压:压敏电阻的主要作用是起到电压保护作用,但是当电路中出现过高的电压时,电阻的电压也会超过其额定值,从而导致烧坏。
3. 长期负载:在长时间高负载的情况下,压敏电阻的内部结构可能会受到损坏,这也是导致其烧坏的原因之一。
4. 工作环境不良:在潮湿、高温、高压等环境下,压敏电阻的性能可能会受到影响,甚至导致烧坏。
二、压敏电阻烧坏后的解决方法
1. 更换电阻:如果压敏电阻烧坏了,最简单的解决方法是将其更换为新的电阻。
2. 加装熔断器:为了避免在过大电流情况下电阻烧坏,可以在电路中加装熔断器,以保护电阻和其他电路元件。
3. 选择正确的电阻:在设计电路时,应根据实际应用需求选择正确的压敏电阻,以确保其工作在安全的范围内。
4. 改善工作环境:可以通过控制温度、湿度、压力等因素,来改善压敏电阻的工作环境,减少烧坏的风险。
目前市场上广泛应用的压敏电阻多采用氧化锌(ZnO)材质。这种压敏电阻的损坏原因可归结为以下几点:一是耐压不足,即所选压敏电阻的耐压值低于产品实际工作电压,从而导致击穿损坏;二是电流与浪涌过大,特别是在需要频繁插拔的器件中,产品插拔时产生的浪涌可能超过压敏电阻的承受能力,进而导致损坏率上升。
(1)采用弹簧牵引低熔点焊锡的方法
(2)通过在压敏电阻表面增加保护层来提升其耐电流和耐浪涌能力
(3)针对频繁插拔的器件,设计专门的浪涌抑制电路,以降低对压敏电阻的冲击。
该技术被广泛应用于多个厂家,其核心是在压敏电阻的引脚处增设一个低熔点焊接点,并通过弹簧牵引该焊接点。当压敏电阻因漏电流过大导致温度升高至特定阈值时,焊接点的焊锡将熔断。在弹簧的拉力作用下,焊接点会迅速分离,从而将压敏电阻从电路中自动切除。同时,这一动作还会联动告警触点,触发告警信号的发出。
(2)灌封技术。
灌封技术是另一种重要的保护措施。其基本原理是在压敏电阻外部施加一层保护性的封装材料,以增强其耐候性和机械强度。这种技术可以有效减少外部环境对压敏电阻的影响,进一步提高其稳定性和可靠性。同时,灌封技术还能在一定程度上防止内部元件的腐蚀和老化,延长压敏电阻的使用寿命。
为确保压敏电阻在失效时不会冒烟、起火或爆炸,某些制造商会选择采用灌封技术对其进行保护。然而,当压敏电阻失效时,其内部会产生的拉弧现象会破坏密封材料,进而导致碳的形成。这些碳颗粒不仅会维持电弧的持续存在,还可能引发设备内部的短路现象,甚至造成设备熏黑。
(3)采用隔离技术。
该技术通过将压敏电阻置于一个封闭的盒体内,实现与其他电路的隔离,从而有效阻止压敏电阻烟雾和火焰的扩散。在后备保护措施全部失效的极端情况下,这种隔离技术依然能够发挥其简单有效的优势。然而,它也存在一定的局限性,例如需要占用较多的设备空间,并且需要特别防范烟雾和火焰可能通过盒体引线开孔处逸出。
首先,过电压是导致压敏电阻损坏的主要原因之一。当电路中出现过高的电压时,压敏电阻会受到过大的电压冲击,超过其承受范围,从而导致其损坏。过电压可能是由于电源故障、雷击或其他外部因素引起的,因此在设计电路时,应考虑到这些潜在的过电压风险,并采取适当的保护措施,以避免压敏电阻损坏。
其次,过电流也是压敏电阻损坏的原因之一。当电路中出现过大的电流时,压敏电阻可能无法承受这样的电流负荷,导致其损坏。过电流可能是由于电路设计不当、短路或其他故障引起的。因此,在设计电路时,应确保压敏电阻的额定电流能够满足实际电路的要求,并采取适当的电流限制措施。
此外,温度也是压敏电阻损坏的重要因素。当压敏电阻长时间处于高温环境中时,其材料可能会发生热膨胀或热应力,从而导致其损坏。因此,在设计电路时,应注意压敏电阻的温度耐受能力,并根据实际应用情况选择合适的材料和散热措施,以保证其正常运行。
过电压导致损坏
过电压是压敏电阻损坏的常见原因之一。当电路中的电压超过压敏电阻的额定电压时,电阻内部的晶界层可能被击穿,导致电阻值急剧下降,甚至发生短路。为避免这种情况,应确保电路中的电压不超过压敏电阻的额定电压。
过电流引起损坏
除了过电压外,过电流也是压敏电阻损坏的重要原因。在雷电、电力系统操作等情况下,电路中可能产生浪涌电流。如果浪涌电流超过压敏电阻的承受范围,将导致电阻内部结构受损,进而影响其性能。因此,在电路设计中应充分考虑浪涌电流的影响,并选择合适的压敏电阻进行保护。
环境温度过高
压敏电阻的工作性能受环境温度的影响较大。如果环境温度过高,可能导致电阻内部的热应力增大,进而加速电阻的老化过程。此外,高温环境还可能使电阻内部的材料发生化学反应,导致性能下降。因此,在安装和使用压敏电阻时,应注意保持适宜的环境温度。
机械应力损伤
机械应力也是导致压敏电阻损坏的一个不可忽视的因素。在电阻的安装、运输或使用过程中,如果受到过大的机械应力作用,可能导致电阻内部结构发生破裂或变形,从而影响其正常工作。为避免这种情况发生,应妥善处理压敏电阻的运输和安装过程,并确保其在使用过程中不受过大的机械应力作用。
长期老化
随着时间的推移,压敏电阻可能会因长期老化而损坏。老化过程中,电阻内部的材料性能可能发生变化,导致电阻值逐渐偏离标称值。为延长压敏电阻的使用寿命,应定期进行性能测试和维护工作,及时发现并更换性能下降的电阻器件。
综上所述,压敏电阻的损坏可能由多种原因共同作用而导致。为确保压敏电阻的正常工作和延长其使用寿命,我们应充分了解这些损坏原因并采取相应的预防措施