多层压敏电阻:紧凑耐用型过压保护.doc
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1、多层压敏电阻:紧凑耐用型过压保护过压及相关联的高浪涌电流能损害甚至损坏电气和电子设备,因此,可靠的 过压保护必不可少。目前TDK集团基于一种新型陶瓷材料开发了一款高浪涌 系列多层压敏电阻,该系列电阻不仅尺寸紧凑,且具有卓越的保护性能。影响电气设备的过压其产生有多种原因,能量等级也不同,并可通过不同的 途径引入。比如,根据IEC 61000-4-2测量的ESD脉冲主要影响通信设备的输入/输出,其中,测试等级为8 kV (接触放电)或15 kV(空气放电)。相关脉冲波形的特征是以纳秒为单位的电压上升,然而该脉冲的能量含量相对较低,仅为几个毫焦耳。为了防止ESD事件发生,TDK集团提供了多种用于不同
2、电压的小型CeraDiode压敏电阻(SMD封装),最小封装尺寸仅 为0.4 mm x 0.2 mm,其插入高度极低,仅为0.1 mm。也就是说,这些压敏电阻非常适合智能手机、平板电脑和可穿戴设备等移动以及尺寸日益紧凑的各种应用。另一种过压主要通过电源线引入,可能由于附近的雷击或负载脱落引起。这些事件能引起长达几个纳秒的几千安的浪涌 电流。情况最坏时,这些脉冲的能量能达到几千焦耳,比ESD事件还要高几倍。根据IEC 61000-4-5,对组件承受这些高 能量脉冲的能力进行了测试,短路电流波形为8/20 s,开路电压波形为1.2/50 s(图1)。图1:符合IEC 61000-4-5标准的脉冲波
3、形短路电流测试(8/20 s)开路电压测试(1.2/50 s)为了充分防止这些事件发生,保护设备的设计必须考虑可能产生的漏地电流和相应的能量级别。从这方面来说,传统压 敏电阻的尺寸相对更大。新型陶瓷材料使得设计更紧凑 为了改进多层压敏电阻的性能和紧凑性,TDK集团为新型高浪涌系列多层压敏电阻开发了一种新型陶瓷材料。该新型材料改进后的性能基于ZnO压敏电阻掺杂了更多的一种特殊的金属氧化物,从而产生了细粒状结构的陶瓷材料,每个单位体积产生的晶界也明显增多。因此,相同的组件有效体积内电流密度可能增加三倍多。与此同时,相对介电常数增加了几倍,使得电场强度 (E ) 也显著增加(相同体积,看图2)。图2
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