氧化锌压敏电阻8/20μS脉冲电流下的伏安特性曲线分析
应冲击电流时的电压降,从数据显示,引出电阻的影响确实不可忽略。
表2 直径1mm的平行双铜导线电阻的理论计算结果
电流 mA | 电阻 | 电压降V | ||
mΩ | @0.9kA | @2kA | @3kA | |
10 | 0.446 | 0.401 | 0.892 | 1.338 |
50 | 2.23 | 2.007 | 4.460 | 6.69 |
125 | 5.575 | 5.018 | 11.150 | 16.725 |
4.2 从测试数据中计算出等效电感值
根据测试得到对应电流的上升沿和下降沿电流变化率和电压差值,按照式(4)计算出125mm平行双铜导线、20D101的引线及被银陶瓷体、20D620的引线及被银陶瓷体的等效电感值,分别列于表3、表4和表5。
表3 125mm平行双铜导线的试验推导电感值
2kA | 电流A | 900 | 1200 | 1500 | 1800 | 2000 |
上升沿电流变化率A/μS | 368 | 272 | 192 | 100 | 0 | |
下降沿电流变化率A/μS | -65.6 | -73.6 | -76.8 | -60.8 | 0 | |
上升下降沿电流变化率差A/μS | 433.6 | 345.6 | 268.8 | 160.8 | 0 | |
上升沿电压V | 63.6 | 48.8 | 35.6 | 24.8 | 8.8 | |
下降沿电压V | -5.6 | -6 | -4 | -0.8 | 8.8 | |
上升下降沿电压差V | 69.2 | 54.8 | 39.6 | 25.6 | 0 | |
等效电感nH | 159.6 | 158.6 | 147.3 | 159.2 |
| |
3kA | 电流A | 900 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 |
上升沿电流变化率A/μS | 580 | 420 | 328 | 220 | 0 | |
下降沿电流变化率A/μS | -88 | -120 | -126 | -108 | 0 | |
上升下降沿电流变化率差A/μS | 668 | 540 | 454 | 328 | 0 | |
上升沿电压V | 93.8 | 71 | 58 | 42.8 | 9.6 | |
下降沿电压V | -10 | -12 | -12.8 | -8.4 | 9.6 | |
上升下降沿电压差V | 103.8 | 83 | 70.8 | 51.2 | 0 | |
等效电感nH | 155.4 | 153.7 | 155.9 | 156.1 |
|
表4 20D101的引线及被银陶瓷体的试验推导电感值
2kA | 电流A | 900 | 1200 | 1500 | 1800 | 2000 |
上升沿电流变化率A/μS | 368 | 272 | 192 | 80 | 0 | |
上升沿电流变化率A/μS | -65.6 | -73.6 | -76.8 | -60.8 | 0 | |
上升下降沿电流变化率差A/μS | 433.6 | 345.6 | 268.8 | 140.8 | 0 | |
根部上升沿电压V | 220 | 227 | 230 | 235 | 234 | |
根部下降沿电压V | 181 | 194 | 207 | 223 | 234 | |
5cm导线处上升沿电压V | 249 | 250 | 249 | 244 | 237 | |
5cm导线处下降沿电压V | 178 | 192 | 205 | 222 | 237 | |
5cm导线的上升沿电压V | 29 | 23 | 19 | 9 | 3 | |
5cm导线的下降沿电压V | -3 | -2 | -2 | -1 | 3 | |
被银瓷片上升下降沿电压差V | 39 | 33 | 23 | 12 | 0 | |
5cm导线上升下降沿电压差V | 32 | 25 | 21 | 10 | 0 | |
被银瓷片电感nH | 89.9 | 95.5 | 85.6 | 85.2 |
| |
5cm导线电感nH | 73.8 | 72.3 | 78.1 | 71.0 |
| |
3kA | 电流A | 900 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 |
上升沿电流变化率A/μS | 580 | 424 | 328 | 220 | 0 | |
上升沿电流变化率A/μS | -88 | -120 | -126 | -108 | 0 | |
上升下降沿电流变化率差A/μS | 668 | 544 | 454 | 328 | 0 | |
根部上升沿电压V | 232 | 250 | 260 | 268 | 268 | |
根部下降沿电压V | 174 | 198 | 218 | 238 | 268 | |
5cm导线处上升沿电压V | 275 | 281 | 285 | 288 | 272 | |
5cm导线处下降沿电压V | 170 | 191 | 212 | 234 | 272 | |
5cm导线的上升沿电压V | 43 | 31 | 25 | 20 | 4 | |
5cm导线的下降沿电压V | -4 | -7 | -6 | -4 | 4 | |
被银瓷片上升下降沿电压差V | 58 | 52 | 42 | 30 | 0 | |
5cm导线上升下降沿电压差V | 47 | 38 | 31 | 24 | 0 | |
被银瓷片电感nH | 86.8 | 95.6 | 92.5 | 91.5 |
| |
5cm导线电感nH | 70.4 | 69.9 | 68.3 | 73.2 |
|
表5 20D620的引线及被银陶瓷体的试验推导电感值
2kA | 电流A | 900 | 1200 | 1500 | 1800 | 2000 |
上升沿电流变化率A/μS | 368 | 272 | 192 | 80 | 0 | |
上升沿电流变化率A/μS | -65.6 | -73.6 | -76.8 | -60.8 | 0 | |
上升下降沿电流变化率差A/μS | 433.6 | 345.6 | 268.8 | 140.8 | 0 | |
根部上升沿电压V | 186 | 197 | 205 | 211 | 214 | |
根部下降沿电压V | 157 | 172 | 185 | 201 | 214 | |
5cm导线处上升沿电压V | 212 | 218 | 220 | 220 | 217 | |
5cm导线处下降沿电压V | 155 | 168 | 182 | 200 | 217 | |
5cm导线的上升沿电压V | 26 | 21 | 15 | 9 | 3 | |
5cm导线的下降沿电压V | -2 | -4 | -3 | -1 | 3 | |
被银瓷片上升下降沿电压差V | 29 | 25 | 20 | 10 | 0 | |
5cm导线上升下降沿电压差V | 28 | 25 | 18 | 10 | 0 | |
被银瓷片电感nH | 66.9 | 72.3 | 74.4 | 71.0 |
| |
5cm导线电感nH | 64.6 | 72.3 | 67.0 | 71.0 |
| |
3kA | 电流A | 900 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 |
上升沿电流变化率A/μS | 620 | 424 | 328 | 220 | 0 | |
上升沿电流变化率A/μS | -88 | -120 | -126 | -108 | 0 | |
上升下降沿电流变化率差A/μS | 708 | 544 | 454 | 328 | 0 | |
根部上升沿电压V | 196 | 216 | 231 | 244 | 246 | |
根部下降沿电压V | 153 | 177 | 198 | 219 | 246 | |
5cm导线处上升沿电压V | 237 | 247 | 255 | 259 | 250 | |
5cm导线处下降沿电压V | 148 | 172 | 192 | 214 | 250 | |
5cm导线的上升沿电压V | 41 | 31 | 24 | 15 | 4 | |
5cm导线的下降沿电压V | -5 | -5 | -6 | -5 | 4 | |
被银瓷片上升下降沿电压差V | 43 | 39 | 33 | 25 | 0 | |
5cm导线上升下降沿电压差V | 46 | 36 | 30 | 20 | 0 | |
被银瓷片电感nH | 60.7 | 71.7 | 72.7 | 76.2 |
| |
5cm导线电感nH | 65.0 | 66.2 | 66.1 | 61.0 |
|
4.3 用试验推导出引线电感是合理的方法
表6是用式(5)[5]的方法计算的引线理论电感值和试验推导出的等效引线电感比较。
(5)
表6 理论计算的引线电感值和试验推导出的等效引线电感比较
理论计算电感 | 产品 | 125mm导线 | 20101 | 20620 |
间距a mm | 10.3 | 12.2 | 12.2 | |
引线直径d mm | 1 | 1 | 1 | |
引线长度l mm | 125 | 56 | 50 | |
理论计算电感nH | 150 | 71.2 | 63.5 | |
2kA推导电感 | 均值nH | 156.2 | 73.8 | 68.7 |
极差比率% | 7.86% | 9.62% | 11.29% | |
和理论偏差率% | 4.11% | 3.68% | 8.23% | |
3kA推导电感 | 均值nH | 155.3 | 70.4 | 64.6 |
极差比率% | 1.54% | 6.94% | 8.06% | |
和理论偏差率% | 3.52% | -1.10% | 1.65% |
从表6可以看出,在合理的误差范围内,引线电感的理论计算值和试验推导值非常接近,引线电感为常数,用试验推导出等效电感值的方法是可行的方法。
4.4 压敏电阻器披银陶瓷体的等效电感是常数
将表4和表5中试验推导的20D101和20D620的压敏电阻器披银陶瓷电
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