压敏电阻用于SCB火工品静电防护的研究(4)
1.4.2 压敏电阻简介
（1）压敏电阻的概念与作用
压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。
压敏电阻的作用是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过UN时,流过它的电流激增,相当于阀门打开.利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害[40]。
（2）常见压敏电阻的结构与外形
以多层片式ZnO压敏电阻器为例。多层片式压敏电阻器在结构上类似独石电容器，由多个分立压敏电阻器并联构成，如图所示：
图1.3 多层片式ZnO压敏电阻器结构示意图
多层片式ZnO压敏电阻器产品有两种类型：一类0603、0805、1206等（图a）；另一类是外形尺寸为0405（由两只0402多层片式压敏电阻器集合而成）、0508（由4只0402压敏电阻器集合而成）、0612（由4只0603压敏电阻器集合而成）等的阵列型（图b）[41]。外形如下图：
图1.4 ZnO压敏电阻外形示意图
（3）压敏电阻的优点
2005年，天津大学的孟辉博士对新型多层片式压敏一电容双功能电子陶瓷元件的制备与性能等方面进行了相关的研究[42]，下面摘选总结了一些其能适于静电防护的优点:
a）极快反应时间，通常小于1ns，低泄露电流。
b）尺寸小，价格低
c）极高的电流和能量处理能力。因为采用叠层技术，使得通流能力大大加强。
d）低的触发动作电压，最小的保护不动作电压已经到了3V的量级。
e）双向导通功能，因为瞬间的电压可能是正电压，也可能是负电压。
另外，压敏电阻还具有广泛的可变电阻电压范围、多种浪涌承受能力及较高的单体流通量等特点[43]，这些特点都使它能够更好的适用于静电防护领域。本课题就是根据压敏电阻能用于静电防护的这些特点来研究其在SCB火工品领域的应用。
（4）电路保护用压敏电阻的分类
根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同，可将压敏电阻区分为浪涌抑制型，高功率型和高能型这三种类型。
a）浪涌抑制型：是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的压敏电阻器，这种瞬态过电压的出现是随机的，非周期的，电流电压的峰值可能很大。绝大多数压敏电阻器都属于这一类。
b）高功率型：是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的压敏电阻器，例如并接在开关电源变换器上的压敏电阻，这里冲击电压周期出现，且周期可知，能量值一般可以计算出来，电压的峰值并不大，但因出现频率高，其平均功率相当大。
c）高能型：指用于吸收发电机励磁线圈，起重电磁铁线圈等大型电感线圈中的磁能的压敏电压器，对这类应用，主要技术指标是能量吸收能力。
压敏电阻器的保护功能，绝大多数应用场合下，是可以多次反复作用的，但有时也将它做成电流保险丝那样的"一次性"保护器件。例如并接在某些电流互感器负载上的带短路接点压敏电阻[44]。
1.5 本文的主要研究内容
SCB火工品所处的电磁环境越来越恶劣，静电脉冲能量很容易会造成火工品的意外发火或性能改变（如发火延迟、钝感等）。压敏电阻与SCB芯片并联，在正常的工作电压下压敏电阻呈高阻值状态，当系统中出现意外静电过电压，若超过压敏电阻的击穿电压，此时压敏电阻立即对过电压响应，呈低阻值状态，通过压敏电阻的电流增大，从而达到分流的目的；当电路中静电过电压消失时，压敏电阻又恢复到高阻状态，从而达到防静电的目的。课题主要研究内容有：