热保护设计应用在压敏电阻上的安
规要求
突波保护器 (Surge Protective Devices,
SPDs) 零组件 – 压敏电阻(Metal-Oxide
Varistors, MOVs) ，由于具有易于使用的特
性，因此常被应用在工业控制设备、电源供
应类、家电等各式产品中，以做为基本的突波保护组件。压敏电阻的主要组成为氧化锌
(ZnO)，是一种半导体材料，所拥有的独特电
气特性可在正常工作电压时呈现高阻抗状态，
在异常高电压时则会降低阻抗让电流通过。
当压敏电阻被安装在电气回路的前端时，可
让回路后端的电器产品在异常高电压下达到
被保护的作用。
常见的异常高电压为发生闪电时所造成。闪电直接或间接集中于建筑物上都会让异常高电压出现在电气回路中，虽然能量很大但时间十分短暂，而压敏电阻正可承受这种瞬间的高压冲击，然若是异常高电压属长时间维持，则压敏电阻会因无法承受而起火燃烧，另压敏电阻也会因使用一段期间的多次突波冲击而呈现功能退化，造成理应保持高阻抗的状态却在正常情况下产生导通而可能过热起火。制造商鉴于此，为了防止前述的异常状况造成安全疑虑，因此在电路设计上，一般皆会让压敏电阻串联一颗温度保险丝，以为异常现象时可断开电气回路，来达到保护使用者的作用。
整合温度保险丝功能的压敏电阻 (TMOV)
由于温度保险丝的特性不一，在不同的电路
设计上可能无法达到一致性的保护，因此常
令许多研发人员感到棘手。另基于提高安全
和精简成本的双重考虑，亦有愈来愈多的突波保护器制造商开始在压敏电阻上加上热保
护的设计，以便如温度保险丝 (Thermal-link)，
让异常高温下的压敏电阻可断开电气回路并
达到自我保护，及防止高温自燃所带来的伤害。此举因此有了整合温度保险丝功能的压敏电阻 (TMOV)，并让压敏电阻产品在既有的突波保护功能下，进一步具备过温断路保护功能，从而大幅提高电器产品的整体安全性。
UL 1449 针对 TMOV 的安规要求
2000 年初开始发展一系列的TMOV 产品
结构和测试审核要求。透过标准制定小组
(Standard Technical Panel, STP) 长期的讨
论及修订，UL 终在2010 年4 月19 日正
式在UL 1449 标准发布相关条文，其中亦涵
盖TMOV在不同的应用上，所应有的不同审
查方式。举例来说，若在电路应用上，温度
保险丝会被接在火线(Line) 上，即须采用
UL 1449 条文39C 审查，且须针对温度保
险丝部件的结构；而若温度保险丝在电路应
用上不会被串联在火在线，则须以UL 1449
条文39B 评估。
因为热保护设计能否正常作动对于产品的安
全性来说非常重要，为确保TMOV 的安全性
能够达到一致的要求，UL 1449 对此类产品
的要求相对增加。在此即节录UL 1449 针对
热保护设计分别「并接在两个极性中间」与
「串接在火在线」的表格39B.1和39C.1所
列之相关测试，其中每个测试组都是一整个
系列的测试；另UL 在产品的后续检验上，
将定期从制造厂抽样并送回UL 实验室做热
分析测试，以确保送审的热保护设计样品和量产的样品皆符合UL 1449 要求。
UL 1449 第三版的最更新版本
2006 年9 月29 日所公布的UL 1449 第三版标准已于2010 年5 月3 日完成更新版本。目前凡通过UL 1449 第三版的突波保护器，产品的UL 类别管制编号(Category Control Number, CCN) 已改为”VZCA”或”VZCA2”。若有任何UL 1449 的
相关疑问或是技术问题，欢迎与UL 大中华区服务团队联络。
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2 https://www.doczj.com/doc/3111872991.html, 3 AUMOV?系列压敏电阻介绍5 LV UltraMOV?压敏电阻系列介绍6 压敏电阻基础 8 汽车MOV 背景信息和应用例举 11 LV UltraMOV?背景信息和应用例举13 低压直流 MOV 选型16 瞬态浪潮抑制技术 18 金属氧化物压敏电阻（MOV ）介绍18 压敏电阻串、并联 21 附件：技术规格和零件号相互参照 本文件的技术规格说明和说明性材料为出版时所知的最准确的描述，如有变更，恕不另行通知。 更多信息，请访问https://www.doczj.com/doc/3111872991.html, 。
https://www.doczj.com/doc/3111872991.html, 3 AUMOV TM 系列压敏电阻介绍 以上器件有以下规格： ? 磁盘大小： 5mm, 7mm, 10mm, 14mm, 20mm ? 额定工作电压：16–50VDC 额定浪涌电流：400－5000A （8/20ps ）? ? 额定助推起动功率：6－100焦耳? 额定负载突降: 25–35 V AUMOV TM 系列特点 ? 符合AEC-Q200（表10）的规定? 强劲的负载突降和助推起动功率? 通过UL 认证（可选环氧树脂涂层） ? 较高的工作温度：最高达125°C （可选酚醛树脂涂层）? 较高的额定峰值浪涌电流和能量吸收能力 AUMOV TM 系列的优点 ? 符合汽车行业要求? 符合ISO 7637-2的规定 ? 有助于电路设计员符合UL1449标准? 适合高温环境和应用 ? 卓越的浪涌保护和能量吸收能力，提高了产品的安全性? 具有通过TS16949认证的生产器件 AUMOV?系列压敏电阻是专为保护低压（12VDC 、24VDC 和42VDC ）汽车系统的电路而设计的。该系列压敏电阻有5种磁盘规格，径向引线可选择环氧树脂涂层或酚醛树脂涂层。汽车MOV 压敏电阻符合AEC-Q200（表10）的规定，能够提供强劲的负载突降、实现助推起动、产生额定峰值浪涌电流以及具有高能量吸收能力。
热保护设计应用在压敏电阻上的安 规要求 突波保护器 (Surge Protective Devices, SPDs) 零组件 – 压敏电阻(Metal-Oxide Varistors, MOVs) ，由于具有易于使用的特 性，因此常被应用在工业控制设备、电源供 应类、家电等各式产品中，以做为基本的突波保护组件。压敏电阻的主要组成为氧化锌 (ZnO)，是一种半导体材料，所拥有的独特电 气特性可在正常工作电压时呈现高阻抗状态， 在异常高电压时则会降低阻抗让电流通过。 当压敏电阻被安装在电气回路的前端时，可 让回路后端的电器产品在异常高电压下达到 被保护的作用。 常见的异常高电压为发生闪电时所造成。闪电直接或间接集中于建筑物上都会让异常高电压出现在电气回路中，虽然能量很大但时间十分短暂，而压敏电阻正可承受这种瞬间的高压冲击，然若是异常高电压属长时间维持，则压敏电阻会因无法承受而起火燃烧，另压敏电阻也会因使用一段期间的多次突波冲击而呈现功能退化，造成理应保持高阻抗的状态却在正常情况下产生导通而可能过热起火。制造商鉴于此，为了防止前述的异常状况造成安全疑虑，因此在电路设计上，一般皆会让压敏电阻串联一颗温度保险丝，以为异常现象时可断开电气回路，来达到保护使用者的作用。 整合温度保险丝功能的压敏电阻 (TMOV) 由于温度保险丝的特性不一，在不同的电路 设计上可能无法达到一致性的保护，因此常 令许多研发人员感到棘手。另基于提高安全 和精简成本的双重考虑，亦有愈来愈多的突波保护器制造商开始在压敏电阻上加上热保 护的设计，以便如温度保险丝 (Thermal-link)， 让异常高温下的压敏电阻可断开电气回路并 达到自我保护，及防止高温自燃所带来的伤害。此举因此有了整合温度保险丝功能的压敏电阻 (TMOV)，并让压敏电阻产品在既有的突波保护功能下，进一步具备过温断路保护功能，从而大幅提高电器产品的整体安全性。 UL 1449 针对 TMOV 的安规要求
安规设计注意事项 1.零件选用 (1)在零件选用方面,要求掌握: a .安规零件有哪些?(见三.安规零件介绍) b.安规零件要求 安规零件的要求就是要取得安规机构的认证或是符合相关安规标准; c.安规零件额定值 任何零件均必须依MANUFACTURE规定的额定值使用; I 额定电压; II 额定电流; III 温度额定值; (2). 零件的温升限制 a. 一般电子零件: 依零件规格之额定温度值,决定其温度上限 b. 线圈类: 依其绝缘系统耐温决定 Class A ΔT≦75℃ Class E ΔT≦90℃ Class B ΔT≦95℃ Class F ΔT≦115℃ Class H ΔT≦140℃ c. 人造橡胶或PVC被覆之线材及电源线类: 有标示耐温值T者ΔT≦(T-25)℃ 无标示耐温值T者ΔT≦50℃ d. Bobbin类: 无一定值,但须做125℃球压测试; e. 端子类: ΔT≦60℃ f. 温升限值 I. 如果有规定待测物的耐温值(Tmax),则: ΔT≦Tmax-Tmra II. 如果有规定待测物的温升限值(ΔTmax),则: ΔT≦ΔTmax+25-Tmra 其中Tmra=制造商所规定的设备允许操作室温或是25℃ (3).使用耐然零件: a.PCB: V-1以上; b.FBT, CRT, YOKE :V-2以上; c.WIRING HARNESS:V-2以上; d.CORD ANONORAGE: HB以上; e.其它所有零件: V-2以上或HF-2以上; f.例外情形: 下述零件与电子零件(限会在失误状况下,因温度过高而引燃的电子零件)若相隔
13mm以上,或是相互间以至少V-1等级之障碍物隔开,则其耐燃等级要求如下: I.小型的齿轮,凸轮,皮带,轴承及其它小零件,不须防火证明; II.空气载液的导管,粉状物容器及发泡塑料零件,防火等级为HB以上或HBF以上 g.下述件不须防火证明: I.胶带; II.已获认证零件; III.密封于无开孔且体积小于0.06m 金属壳之零件; IV.仪表壳,仪表面,指示灯或宝石,置于至少V-1等级的PCB上的IC,晶体管,光耦合器及其它小零件的外壳. 2.整体配置 (1)安全距离(沿面距离和空间距离) 如果知道了工作电压及绝缘等级,就可决定所需之安全距离. 表一: 绝缘等级及各式绝缘适用情形
电源pcb设计指南包括：PCB安规、emc、布局布线、PCB热设计、PCB工艺 导读 1.安规距离要求部分 2.抗干扰、EMC部分 3.整体布局及走线部分 4.热设计部分 5.工艺处理部分 1.安规距离要求部分 安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离。 1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 一、爬电距离和电气间隙距离要求，可参考NE61347-1-2-13/GB19510.14. （1）、爬电距离:输入电压50V-250V时，保险丝前L—N≥2.5mm，输入电压250V-500V时，保险丝前L—N≥5.0mm；电气间隙:输入电压50V-250V时，保险丝前L—N≥1.7mm，输入电压250V-500V时，保险丝前L—N≥3.0mm；保险丝之后可不做要求，但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 （2）、一次侧交流对直流部分≥2.0mm （3）、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地 （4）、一次侧对二次侧≥6.4mm，如光耦、Y 电容等元器零件脚间距≤6.4mm 要开槽。 （5）、变压器两级间≥6.4mm 以上，≥8mm加强绝缘。 2.抗干扰、EMC部分
在图二中，PCB 布局时，驱动电阻R3应靠近Q1（MOS管），电流取样电阻R4、C2应靠近IC1的第 4 Pin，如图一所说的R应尽量靠近运算放大器缩短高阻抗线路。因运算放大器输入端阻抗很高，易受干扰。输出端阻抗较低，不易受干扰。一条长线相当于一根接收天线，容易引入外界干扰。 在图三的A中排版时，R1、R2要靠近三极管Q1放置，因Q1的输入阻抗很高，基极线路过长，易受干扰，则R1、R2不能远离Q1。 在图三的B中排版时，C2要靠近D2，因为Q2三极管输入阻抗很高，如Q2至D2的线路太长，易受干扰，C2应移至D2附近。 二、小信号走线尽量远离大电流走线，忌平行，D>=2.0mm。
压敏电阻老化炸机解决方案 压敏电阻是典型的钳位型过压器件，在实际过压防护中，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。其优点也是极为显着的通流量大(100A~70kA)其体积越大所能承受的浪涌电流越大、种类齐全，使用范围广;其缺点也广为人知：1、压敏电阻的非线性特性较差(动态电阻较大);2、大电流时限制电压(箝位电压)较高;3、低电压时漏电流较大，较易老化。 压敏电阻的缺点是易老化，大多数情况下P-N结过载时会造成短路且不可回转至正常状态，在电冲击的反复多次作用下压敏电阻内的二极管元件被击穿，电阻体的低阻线性化逐步加剧，压敏电压越来越低，漏电流越来越大，随着MOV本体温度的升高，漏电流更大，形成恶性循环，以至MOV的温度升高达到外包封材料的燃点，这种情况称之为高阻抗短路(1kΩ左右)，焦耳热使得MOV发热增加且集中流入薄弱点，薄弱点材料融化，形成1kΩ左右的短路孔后，电源继续推动一个较大的电流灌入短路点，形成高热而起火。研究结果表明，若压敏电阻存在着制造缺陷，易发生早期失效，强度不大的电冲击的反复多次作用，也会加速老化过程，使老化失效提早出现。 压敏电阻与陶瓷放电管并联： 压敏电阻在通过持续大电流后其自身的性能要退化，将压敏电阻与放电管并联起来，可以克服这一缺点。在放电管尚未导通之前，压敏电阻就开始动作，对暂态过电压进行钳位，泄放大电流，当放电管
放电导通后.它将与压敏电阻进行并联分流，减小了对压敏电阻的通流压力，从而缩短了压敏电阻通大电流的时间，有助于减缓压敏电阻的性能退化。在这种并联组合中.如果压敏电阻的参考电压Uima选得过低，则放电管将有可能在暂态过电压作用期间内不会放电导通.过电压的能最全由压敏电阻来泄放，这对压敏电阻是不利的，因此Uima 的数值必须选得比放电管的直流放电电压要大些才行。必须指出.这种井联组合电路并没有解决放电管可能产生的续流问题，因此，它不宜应用于交流电源系统的保护。 压敏电阻与放电管的另一种组合是串联： 压敏电阻具有较大的寄生电容，当它应用于交流电源系统的保护时，往往会在正常运行状态下产生数值可观的泄漏电流。例如一个寄生电容为2nF的压敏电阻安装在220V,50hz的交流电源系统中，其泄漏电流可达0.14mA(有效值)，这样大的泄漏电流往往会对系统的正常运行产生影响。将压敏电阻与陶瓷气体放电管串联之后.由于放电管的寄生电容很小.可使整个串联支路的总电容减到几个微法。在这种串联组合支路中.放电管起着一个开关作用.当没有暂态过电压作用时，它能够将压敏电阻与系统隔离开，使压敏电阻中几乎无泄漏电流，这就能降低压敏电阻的参考电压Uima.而不必顾及由此会引起泄漏电流的增大，从而能较为有效地减缓压敏电阻性能的衰退。在暂态过电压作用期间，由于压敏电限的参考电压Uima可选得较低，只要放电管能迅速放电导通，则串联支路能给出比单个压敏电阻更低的钳位电压.在实际应用中。要确定放电管和压敏电限的参数往往不是一
电源的EMC及安规设计 开关电源不需要沉重的电源变压器，具有体积小、重量轻、效率高的优点，且市场上已有成品开关电源集成控制模块，使电源设计、调试简化许多，所以，在大多数的电子设备(如计算机、电视机及各种控制系统)中得到了广泛的应用。然而，开关电源自身产生的各种噪声却形成了一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大而明显地增强，对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁。因此，只有提高开关电源的电磁兼容性，才能使开关电源在那些对电源噪声指标有严格要求的场合下被采用。 开关电源产生噪声的原因 开关电源的种类很多，按变换器的电路结构可分为串并联式和直流变换式两种；按激励方式可分为自激和它激两种；按开关管的组合可分为桥式、半桥式、推挽式等。但无论何种类型的开关电源都是利用半导体器件的开和关工作的，并以开和关的时间比来控制输出电压的高低。由于它通常在20kHz以上的开关频率下工作，所以电源线路内的dv/dt、di/dt很大，产生很大的浪涌电压、浪涌电流和其它各种噪声。它们通过电源线以共模或差模方式向外传导，同时还向周围空间辐射噪声。图1给出了一种典型的开关电源电路的简图，下面以此为例分析其产生噪声的主要原因。 一次整流回路的噪声 在一次整流回路中，整流二极管D1～D4只有在脉动电压超过C1的充电电压的瞬间，电流才从电源输入侧流入。所以，一次整流回路产生高次畸变波，形成噪声。 开关回路的噪声 一是电磁辐射。电源在工作时，开关管Ｔ处于高频率通断状态，在由脉冲变压器初级线圈L、开关管T和滤波器C构成的高频电流环路中，可能会产生较大的空间辐射噪声。如果C的滤波不足，则高频电流还会以差模方式传导到交流电源中去。二是感性负载引起的浪涌电压。在开关回路中开关管T的负载是脉冲变压器的初级线圈L，是感性负载，所以开关管在通断时，在脉冲变压器的初级线圈的两端会出现较高的浪涌电压，很可能造成与此同一回路的电子器件(尤其是开关管T)的损坏。 二次整流回路的噪声 一是电磁辐射。电源在工作时，整流二极管D也处于高频通断状态，由脉冲变压器次级线圈L、整流二极管D和滤波电容C构成了高频开关电流环路，可能向空间辐射噪声。如果电容C滤波不足，则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上，影响负载电路的正常工作。 二次整流回路的噪声 二是浪涌电流。硅二极管在正向导通时ＰＮ结内的电荷被积累，二极管加反向电压时积累的电荷将消失并产生反向电流。由于二次整流回路中D在开关转换时频率很高，即由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生反电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电容、分布电感的存在，使因浪涌引起的干扰成为高频衰减振荡。 控制回路的噪声 控制回路中的脉冲控制信号是主要的噪声源。 分布电容引起的噪声 一是Ci的作用。散热片K与开关管T的集电极间虽然有绝缘垫片，但由于其接触面较大，绝缘垫较薄，因此两者之间的分布电容Ci在高频时不能忽略。因此高频电流会通过Ci流到散热片上，再流到机壳
TE电路保护产品的创新历史可以追溯到1980 年，当年TE 率先在电路保护应用中将PPTC器件作为可变电阻使用。从手机电池到汽车方向盘，TE电路保护产品已在日常生活中无处不在，始终致力於为更安全的生活环境并提高电子产品的可靠性。时至今日，数以亿计的TE电路保护产品已在众多电子产品领域中被广泛运用：计算机，电池，便携式电子产品，电子消费品，汽车电子，工业以及电信业市场等。 全球范围内的TE电路保护产品的各家机构均已通过IS09000 / TSl6949 标准认证。 泰科电子的过压过热电路保护解决方案： PESD过压保护器件 TE的高分子PESD器件系列专为HDMI 1.3、便携 式视频播放器、LCD和等离子电视、USB 2.0、数 字视频接口（DVI）及天线开关的输入/输出端口保 护而设计。可使高清电视、打印机、手提电脑、手 机和其他便携式装置中的敏感电路免受静电放电 的破坏。 PESD优于传统的保护器件，例如多层压敏电阻器 （MLV）。传统的保护器件在高速数据传输应用中会 导致信号质量下降或失真。另一方面，小型气体放 电管（GDTs）对目前体积日趋减小的紧凑型信息设备而言，显得过大或过于昂贵。 PESD保护器件可提供极低电容值；符合传输线路（TLP）测试。 特性： ?符合RoHS规范?无铅?无卤素器件（溴≦900ppm，氯≦900ppm，溴+氯≦1500ppm）?典型电容为0.25pF ?泄露电流低?箝位电压低?反应速度快（<1ns） ?能够承受大量的静电放电冲击?适用于标准回流焊?厚膜技术?双向保护 优点： ?为高频率应用（HDMI 1.3）提供静电放电保护?节省电路板空间 ?有助于保护敏感的电子电路不受静电放电（ESD）的破坏?帮助设备通过IEC61000-4-2 等级4 测试 ChipSESD过压保护器件
压敏电阻的使用注意事项 压敏电阻的使用原则是在其接入被保护设备后，不能影响设备的正常运行，又能有效地对设备实施瞬时过压保护。为此，除了压敏电阻的技术参数外，在实际选择时还要考虑以下几个问题： ⑴压敏电压选择 考虑到压敏电阻实际的压敏电压与标称电压之间的偏差（应考虑为标称电压的1.1～1.2倍）、交流电路中电源电压可能的波动范围（应考虑为额定电压的 1.4～1.5倍）、交流电压峰值和有效值之间的关系（应考虑1.4倍），所以，应选用压敏电压为额定电压2.2～2.5倍的压敏电阻。在直流电路中，常选用压敏电压为直流电压额定值1.8～2倍的压敏电阻。 ⑵通流容量选择 原则上应按可能遭受的最大暂态浪涌电流来选择，但要做到这一点是困难的。实用中无非是按照使用场合，或是按照产品试验标准上规定的试验等级来选择压敏电阻。 按前者，1kA（8/20μs电流波）的压敏电阻可用在可控硅整流器的保护上；3kA的用在电器设备的浪涌吸收上；5kA的用在对雷击及电子设备的过电压吸收上；10kA的用在对雷击的保护上。按后者，常用综合波（发生器开路输出时产生1.2/50μs的电压波；短路输出时产生8/20μs的电流波；发生器的内阻为2Ω）来在线考核设备对抗雷击浪涌干扰的能力。在4kV 试验时，保护器吸收的最大电流可达2kA；对6kV的试验，吸收电流的最大值为3kA。但在实际选择时，还应当适当加大所选压敏电阻的通流容量。因为通流能力大的压敏电阻，在吸收同样大小的浪涌电流时，应当有相对较小的残余压降；同时，对选用的压敏电阻来说，也有较大的保护裕度。 ⑶固有寄生电容 压敏电阻有一个固有电容问题，根据外形尺寸和标称电压的不同，其值在数百至数千pF 之间。压敏电阻的固有电容决定了它不适合在高频场合下使用，否则会影响系统的正常运行；适合在工频系统里使用，如用作电源进线的保护、可控硅整流器的保护等。 压敏电阻的瞬时功率比较大，但平均持续功率却很小，故不能长时间工作于导通状态。
安规知识解读 以下如未特别说明，安规要求均指GB4943-2001 1、基本绝缘：对防电击提供基本保护的绝缘。 2、加强绝缘：除基本绝缘外施加的独立的绝缘，用于确保基本绝缘一旦失效时仍 能防止电击。 3、电气间隙（clearance）：两个导电零部件之间的最短空间距离。 4、爬电距离（creepage distance）：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间的最短 路径。 5、Y1电容可以认为具有加强绝缘的功能。 初—次级跨接的电容用Y1 初—地之间可用Y2电容(1.5.7.1) ?工程师设计时常见错误： 没有Y1和Y2电容的使用概念，以致初---次级之间也“不知不觉”地用了Y2电容。 6、设备的防电击保护类别： Ⅰ类设备：采用基本绝缘，而且有保护接地导体； Ⅱ类设备：采用双重绝缘，这类设备既不依靠保护接地，也不依靠安装条件的保护措施； Ⅲ类设备：SELV供电，且不会产生危险电压； 7、电源上的铭牌标示 i.电源额定值标志 1）额定电压及电流 对具有额定电压范围的设备:
100V—240V; 2.8A 100V—240V; 2.8—1.1A 200V—240V; 1.4A 对多个额定电压: 120/ 220V ; 2.4/1.2A 2)电源的性质符号: 直流——交流~(GB8898-2001) ii.制造厂商名称或商标识别标记 iii.型号 iv.符号“回”，仅对Ⅱ类设备适用。
?工程师设计时常见错误： Ⅱ类设备大标贴没有“回”字符 没有LOGO或LOGO与认证证书不是同一公司 交流输入性质用“AC”表示，不用“~”表示 具有额定电压范围或多个额定电压的设备，电流标示本应是“100V—240V; 2.8—1.1A”或“120/ 220V ; 2.4/1.2A”，错写成“100V—240V; 1.1—2.8A” 或“120/ 220V ; 1.2/2.4A” 8、保护接地和等电位连接端子标示 预定要与保护接地导线相连的接线端子 应标示符号，该符号不能用于其它接地端子。 对保护连接导线的端子不要求标示，
压敏电阻的原理、选型及设计实例分析压敏电阻的设计 与选型 2013/4/11 16:44:30 关键词：传感技术过电压压敏电阻器保护器 目前压敏电阻绝大多数为氧化锌压敏电阻，本文就不要以氧化锌压敏电阻来介绍原理、选型以及应用实例。 压敏电阻的原理 ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件，在正常电压条件下，这相当于一只小电容器，而当电路出现过电压时，它的内阻急剧下降并迅速导通，其工作电流增加几个数量级，从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏。 它的伏安特性是对称的，如图(1)a 所示。这种元件是利用陶瓷工艺制成的，它的内部微观结构如图(1)b 所示。微观结构中包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层。氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层的电阻率却很高，相接触的两个晶粒之间形成了一个相当于齐纳二极管的势垒，这就是一压敏电阻单元，每个单元击穿电压大约为3.5V，如果将许多的这种单元加以串联和并联就构成了压敏电阻的基体。串联的单元越多，其击穿电压就超高，基片的横截面积越大，其通流容量也越大。压敏电阻在工作时，每个压敏电阻单元都在承受浪涌电能量，而不象齐纳二极管那样只是结区承受电功率，这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。 图1 压敏电阻伏安特性 压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端，如图(2)所示。
图2 压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端 压敏电阻的Zv与电路总阻抗（包括浪涌源阻抗Zs）构成分压器，因此压敏电阻的限制电压为 V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以从正常时的兆欧级降到几欧，甚至小于1Ω。由此可见Zv在瞬间流过很大的电流，过电压大部分降落在Zs上，而用电器的输入电压比较稳定，因而能起到的保护作用。图(3)所示特性曲线可以说明其保护原理。直线段是总阻抗Zs，曲线是压敏电阻的特性曲线，两者相交于点Q，即保护工作点，对应的限制电压为V，它是使用了压敏电阻后加在用电器上的工作电压。Vs为浪涌电压，它已超过了用电器的耐压值VL，加上压敏电阻后，用电器的工作电压V小于耐压值VL，从而有效地保护了用电器。不同的线路阻抗具有不同的保护特性，从保护效果来看，Zs越大，其保护效果就越好，若Zs=0，即电路阻抗为零，压敏电阻就不起保护作用了。图(4)所描述的曲线可以说明Zs与保护特性之间的关系。 图3 压敏电阻特性曲线
安全距离及其相关安全要求 安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离 1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 电气间隙的决定： 根据测量的工作电压及绝缘等级，即可决定距离 一次侧线路之电气间隙尺寸要求，见表3及表4 二次侧线路之电气间隙尺寸要求见表5 但通常：一次侧交流部分：保险丝前L—N≥2.5mm，L.N PE（大地）≥2.5mm，保险丝装置之后可不做要求，但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源。一次侧交流对直流部分≥2.0mm 一次侧直流地对大地≥2.5mm （一次侧浮接地对大地） 一次侧部分对二次侧部分≥4.0mm，跨接于一二次侧之间之元器件 二次侧部分之电隙间隙≥0.5mm即可 二次侧地对大地≥1.0mm即可 附注：决定是否符合要求前，内部零件应先施于10N力，外壳施以30N力，以减少其距离，使确认为最糟情况下，空间距离仍符合规定。 爬电距离的决定： 根据工作电压及绝缘等级，查表6可决定其爬电距离 但通常：（1）、一次侧交流部分：保险丝前L—N≥2.5mm，L.N 大地≥2.5mm，保险丝之后可不做要求，但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 （2）、一次侧交流对直流部分≥2.0mm （3）、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地 （4）、一次侧对二次侧≥6.4mm，如光耦、Y电容等元器零件脚间距≤6.4mm要开槽。 （5）、二次侧部分之间≥0.5mm即可 （6）、二次侧地对大地≥2.0mm以上 （7）、变压器两级间≥8.0mm以上 3、绝缘穿透距离： 应根据工作电压和绝缘应用场合符合下列规定： ——对工作电压不超过50V（71V交流峰值或直流值），无厚度要求； ——附加绝缘最小厚度应为0.4mm； ——当加强绝缘不承受在正常温度下可能会导致该绝缘材料变形或性能降低的任何机械应力时的，则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm。 如果所提供的绝缘是用在设备保护外壳内，而且在操作人员维护时不会受到磕碰或擦伤，并且属于如下任一种情况，则上述要求不适用于不论其厚度如何的薄层绝缘材料； ——对附加绝缘，至少使用两层材料，其中的每一层材料能通过对附加绝缘的抗电强度试验；或者：——由三层材料构成的附加绝缘，其中任意两层材料的组合都能通过附加绝缘的抗电强度试验；或者：——对加强绝缘，至少使用两层材料，其中的每一层材料能通过对加强绝缘的抗电强度试验；或者：——由三层绝缘材料构成的加强绝缘，其中任意两层材料的组合都能通过加强绝缘的抗电强度试验。 4、有关于布线工艺注意点： 如电容等平贴元件，必须平贴，不用点胶 如两导体在施以10N力可使距离缩短，小于安规距离要求时，可点胶固定此零件，保证其电气间隙。
压敏电阻参数知识大全 片式压敏电阻的应用行业 压敏电阻主要是用来保护那些易受静电和高压等破坏环境的一种电阻，在一些集成化较高，应用功能复杂的环境中应用较多，其中片式压敏电阻体积小，适应于高度集成化的电子环境。据了解，手持式电子产品的广泛应用，使得手机、手提电脑、PDA、数码相机和医疗仪器等产品对电路系统的速度和工作电压提出更为严格的要求。片式压敏电阻虽因其响应速度快、无极性、成本低以及和SMT工艺兼容等优点而被推到了市场前沿。 在手机中的应用中，由于增加了多种新功能，如彩屏、可拍照、MMS，手机中的IC集成度也越来越高，与此同时，半导体器件和IC的工作电压越来越低，当芯片变得越来越薄时，遭受过电压和静电放电(ESD)危害的几率大大增加了。由于过电压和静电放电对集成电路和半导体器件会造成损坏，因而需要大量的过电压保护元件来对昂贵的半导体器件提供保护。 片式压敏电阻行情看好，但同时却面临了一个尴尬，片式压敏电阻由于价格坚挺，一般而言，同种类型的片式压敏电阻要比DIP型的价格高出3-5倍。以致扩大市场份额的过程中和贴片LED同显步履蹒跚。元件市场片式压敏电阻的实际情形是，供应市场不大，需求市场也不大。目前压敏电阻市场DIP直插产品是主流，SMT产品则是发展趋势。片式压敏电阻虽有更大的发展空间，但尚未找到合适的契机。目前，正规渠道的片式压敏电阻不少是来自台湾生产的，但现货市场却流通着不少非台湾产的不知名水货产品。由于水货的价格和正品相比有一倍之差，也有客户乐意买水货产品。 压敏电阻型号压敏电阻的选用方法上网时间 : 2010-10-13压敏电阻型号压敏电阻的选用方法 压敏电阻型号 SJ1152-82部颁标准中压敏电阻器的型号命名分为四部分，各部分的含义见表1。 表1 压敏电阻器的型号命名及含义 一部分：主称第二部分：类别第三部分：用途或特征第四部分：序号 字母含义字母含义字母含义 M敏感 电阻器Y压敏 电阻器无普通型用数字表示序号，有的在序号的后面还标有标称电压通流容量或电阻体直径、标称电压、电压误差等。 D通用 B补偿用 C消磁用 E消噪用 G过压保护用 H灭弧用 K高可靠用 L防雷用 M防静电用 N高能型 P高频用 S元器件保护用 T特殊型
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安规设计注意事项(doc 14页)
安规设计注意事项 1.零件选用 (1)在零件选用方面,要求掌握: a .安规零件有哪些?(见三.安规零件介绍) b.安规零件要求 安规零件的要求就是要取得安规机构的认证或是符合相关安规标准; c.安规零件额定值 任何零件均必须依MANUFACTURE规定的额定值使用; I 额定电压; II 额定电流; III 温度额定值; (2). 零件的温升限制 a. 一般电子零件: 依零件规格之额定温度值,决定其温度上限 b. 线圈类: 依其绝缘系统耐温决定 Class A ΔT≦75℃ Class E ΔT≦90℃ Class B ΔT≦95℃ Class F ΔT≦115℃
a.
b.例外情形: 下述零件与电子零件(限会在失误状况下,因温度过高而引燃的电子零件)若相隔13mm以上,或是相互间以至少V-1等级之障碍物隔开,则其耐燃等级要求如下: I.小型的齿轮,凸轮,皮带,轴承及其它小零 件,不须防火证明; II.空气载液的导管,粉状物容器及发泡塑料 零件,防火等级为HB以上或HBF以上 g.下述件不须防火证明: I.胶带; II.已获认证零件; III.密封于无开孔且体积小于0.06m 金属壳内之零件; IV.仪表壳,仪表面,指示灯或宝石,置于至少V-1等级的PCB上的IC,晶体管,光耦合 器及其它小零件的外壳. 2.整体配置 (1)安全距离(沿面距离和空间距离) 如果知道了工作电压及绝缘等级,就可决定所需之安全距离.
表一: 绝缘等级及各式绝缘适用情形绝缘等级适用情形 操作型(OPERAATIONAL INSULATION) 介于两不同电压之零件间 介于ELV(SELV)及接地导电零件 间 基本型(BASIC INSULATLON)介于具危险电压零件及接地导电 零件间 介于具危险电压零件及依赖接地 SELV电路间 介于PRI的电源导体及接地屏蔽 物或主电源变压 器的铁心间 做为双重绝缘一部分 补充型(SUPPLEMENTARY INSULATION)介于可触及导体零件及在基本绝 缘损坏后有可 能带有危险电压的零件间 做为双重绝缘一部分 介于PRI电路及可触及未接地导 电零件间
压敏电阻压敏电阻器器浪涌保护应用 压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件，可以用来代替瞬态抑制二极管、齐纳二极管和电容器的组合。压敏电阻器可以对IC 及其它设备的电路进行保护，防止因静电放电、浪涌及其它瞬态电流（如雷击等）而造成对它们的损坏。使用时只需将压敏电阻器并接于被保护的IC 或设备电路上，当电压瞬间高于某一数值时，压敏电阻器阻值迅速下降，导通大电流，从而保护IC 或电器设备；当电压低于压敏电阻器工作电压值时，压敏电阻器阻值极高，近乎开路，因而不会影响器件或电器设备的正常工作。 一般用于电路浪涌和瞬变防护电路，对于压敏电阻的应用，大致可分为四种类型： 1． 电源线之间或电源线和大地之间的连接，作为压敏电阻器，最具有代表性的 使用场合是在电源线及长距离传输的信号线遇到雷击而使导线存在浪涌脉冲 等情况下对电子产品起保护作用。一般在线间接入压敏电阻器可对线间的感 应脉冲有效，而在线与地间接入压敏电阻则对传输线和大地间的感应脉冲有 效。若进一步将线间连接与线地连接两种形式组合起来，则可对浪涌脉冲有 更好的吸收作用。 2． 负荷中的连接，它主要用于对感性负载突然开闭引起的感应脉冲进行吸收， 以防止元件受到破坏。一般来说，只要并联在感性负载上就可以了，但根据 电流种类和能量大小的不同，可以考虑与R-C 串联吸收电路合用。 3． 接点间的连接，这种连接主要是为了防止感应电荷开关接点被电弧烧坏的情 况发生，一般与接点并联接入压敏电阻器即可。 4． 主要用于半导体器件的保护连接，这种连接方式主要用于可控硅、大功率三 极管等半导体器件，一般采用与保护器件并联的方式，以限制电压低于被保 护器件的耐压等级，这对半导体器件是一种有效的保护。 压敏电阻应用的常见压敏电阻应用的常见技术技术技术问题问题 一、压敏电阻的安全性问题： 在以往的应用中，跨接在电源线上的压敏电阻器出现过起火燃烧，危机临近其它元器件的事故。对此，制造者和使用者共同进行了大量研究和分析工作，采取了相应的对策，极大地降低了这类事故的概率，但尚未杜绝，因此，压敏电阻的使用安全性仍是个值得重视、需要继续研究解决的课题。
压敏电阻的作用及原理 2008-08-11 20:08 压敏电阻是一种以氧化锌为主要成份的金属氧化物半导体非线性电阻元件；电阻对电压较敏感，当电压达到一定数值时，电阻迅速导通。由于压敏电阻具有良好的非线特性、通流量大、残压水平低、动作快和无续流等特点。被广泛应用于电子设备防雷。 主要参数： *残压：压敏电阻在通过规定波形的大电流时其两端出现的最高峰值电压。 *通流容量：按规定时间间隔与次数在压敏电阻上施加规定波形电流后，压敏电阻参考电压的变化率仍在规定范围内所能通过的最大电流幅值。 *泄漏电流：在参考电压的作用下，压敏电阻中流过的电流。 *额定工作电压：允许长期连续施加在压敏电阻两端的工频电压的有效值。而压敏电阻在吸收暂态过电压能量后自身温度升高，在此电压下能正常冷却，不会发热损坏。 压敏电阻的不足： （1）寄生电容大压敏电阻具有较大的寄生电容，一般在几百至几千微微法的范围。在高频信号系统中会引起高频信号传输畸变，从而引起系统正常运行。 （2）泄漏电流的存在压敏电阻的泄漏电流指标既关系到被保护电子系统的正常运行，又关系到压敏电阻自身的老化和使用寿命。 压敏电阻的损坏形： （3）当压敏电阻在抑制暂态过电压时能量超过其额定容量时，压敏电阻会因过热而损坏，主要表现为短路、开路。 压敏电阻是中国大陆的名词，意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变"，或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。 压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"（ZnO）压敏电阻器，它的主体材料有二价元素（Zn）和六价元素氧（O）所构成。所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾，压敏电阻器是按其用途来命名的，称为"突波吸收器"。压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击（浪涌）抑制器（吸收器）”。 2、压敏电阻电路的“安全阀”作用 压敏电阻有什么用？压敏电阻的最大特点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。 3、应用类型 不同的使用场合，应用压敏电阻的目的，作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同， 因而对压敏电阻的要求也不相同，注意区分这种差异，对于正确使用是十分重要的。 根据使用目的的不同，可将压敏电阻区分为两大类：①保护用压敏电阻，②电路功能用压敏电阻。 3.1保护用压敏电阻 （1）区分电源保护用，还是信号线，数据线保护用压敏电阻器，它们要满足不同的技术标准的要求。 （2）根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同，可将跨电源线用压敏电阻器可区分为交流用或直流用两种类型，压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。 （3）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
压敏电阻应如何选择 我国规定压敏电阻用字母“MY”表示,如加J为家用,后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面.压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点.压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数. 1、所谓压敏电压,即击穿电压或阈值电压.指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,其产品的压敏电压范围可以从10-9000V不等.可根据具体需要正确选用.一般V1mA=1.5Vp=2.2VAC,式中,Vp为电路额定电压的峰值.VAC为额定交流电压的有效值.ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的,它关系到保护效果与使用寿命.如一台用电器的额定电源电压为220V,则压敏电阻电压值V1mA=1.5Vp=1.5××220V=476V,V1mA=2.2VAC=2.2×220V=484V,因此压敏电阻的击穿电压可选在470-480V之间. 2、所谓通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过±10%时的最大脉冲电流值.为了延长器件的使用寿命,ZnO压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量.然而从保护效果出发,要求所选用的通流量大一些好.在许多情况下,实际发生的通流量是很难精确计算的,则选用2-20KA的产品.如手头产品的通流量不能满足使用要求时,可将几只单个的压敏电阻并联使用,并联后的压敏电不变,其通流量为各单只压敏电阻数值之和.要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同,否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻. 压敏电阻如何选择应用？ 压敏电阻的应用类型 不同的使用场合，应用压敏电阻的目的，作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同，因而对压敏电阻的要求也不相同，注意区分这种差异，对于正确使用是十分重要的。 根据使用目的的不同，可将压敏电阻区分为两大类：①保护用压敏电阻，②电路功能用压敏电阻。 1.保护用压敏电阻 （1）区分电源保护用，还是信号线，数据线保护用压敏电阻器，它们要满足不同的技术标准的要求。（2）根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同，可将跨电源线用压敏电阻器可区分为交流用或直流用两种类型，压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。 （3）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。 ★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。 ★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。 ★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。 压敏电阻器的主要参数： 除标称阻值、额定功率和允许偏差等基本指标外，还有如下指标： 1.标称电压(V)：指通过1mA直流电流时压敏电阻器两端的电压值。
IEC 60950产品设计/结构简介 IEC 60950 Design / Construction 1. 绝缘方式 (Insulation, Clause 1. 2.9) 做为电击保护者基本绝缘 (Basic Insulation) –针对于电击之保护所提供之基本绝缘。 辅助绝缘 (Supplementary Insulation) –附加于基本绝缘上之独立性绝缘，以 在基本绝缘失败时，可以减少电击之危险。 双重绝缘 (Double Insulation) - 基本绝缘加辅助绝缘之总称。 强化绝缘 (Reinforced Insulation) - 相等于双重绝缘之单层绝缘。 非做为电击保护者功能绝缘 (Fuctional Insulation) –产品正常使用时所必要之绝缘。
2. 直接插入式产品 (Direct Plug-In Unit) 可以使用 UL 60950/CSA 60950 (I.T.E产品)或 UL1310/CSA223 (Class 2 Power Supply) 做验证。 美规插头尺寸须符合NEMA 1-15P (2-pin) or 5-15P (3-pin)。 插头拉力测试 (20 lb， 2 min each blade， UL 1310)。 插头推力测试 (30 lb each blade， 40 lb together， 1 min， UL 1310)。 插头至外壳边缘≥ 5.1mm(for UL)，7.9 mm (CSA)。 输入线须耐 35 lb 拉力测试 (UL 1310)。 输出线须耐 20 lb 拉力测试 (UL 1310)。 3. 空间/沿面距离 (Clearance/Creepage Distances,Clause 2.10, Tables 2H, 2J, 2K and 2L) 空间直线距离以峰值电压，根据 Table 2H (primary)、2J (primary additional)、2K (secondary) 计 算。 沿面爬行距离以RMS电压值，根据 Table 2L 计算，但不小于空间直线距离。 250 V 以下时，L 至 N、初级至地：creepage 2.5 mm，clearance 2.0 mm (整流前)。 250 V 以下时初级至次级：creepage 5 mm，clearance 4 mm。 TNV 至 SELV线路：creepage 2.5 mm，clearance 2.0 mm (Nemko)：creepage 2.0 mm，clearance 1.8 mm (TüV)。 PCB 间距应参照实际工做电压 (peak or dc)，若间距不足时 UL 可做耐压测试，CSA 做短路测试。 零件应施以 10 N 之推力作判断。 空间距离： 空间距离的数值应符合下列最小值的规定： —立地式产品的外壳或桌上型产品上非重直面顶部，可接近导电零件，与危险性电压上零件，用作强化绝缘 (Reinforced insulation) 之空气间隙，不得小于10mm。 —A类插头式产品之外壳上，已接地之可接近导电零件，与危险性电压上零件，用作基本绝缘 (Basic insulation) 之空气间隙，不得小于2mm。 Primary Circuit之空间距离应符合Table 2H 及2J中最小值之规定。 如果工作电压之峰值超过AC主电源电压之峰值时，绝缘之最小空间距离为下列两项数值之和：—工作电压等于AC主电源电压时，Table 2H之最小空间距离值；以及 —Table 2J中附加空间距离值。 沿面距离： 沿面距离不得少于Table 2L之最小数值。 强化绝缘或双重绝缘 (Reinforced or Double insulation) 之沿面距离是Table 2L中基本绝缘数值的两倍。 如果Table 2L之沿面距离小于Table 2H， 2J 与2K之空间距离时，则空间距离即是最小沿面距 离。 判定沿面距离时之工作电压应考虑下列要项： —实际的RMS值或DC 电压值。 —如使用DC 电压值，不必考虑附加之纹波。 —短期情况 (如TNV线路中之振铃信号)，不必考虑。 —短暂之干扰不必考虑 (如噪声)。 —连到TNV 线路中，如果无法得知通讯网络之特性时，其工作电压应假定，TNV-1 线路为60 Vdc，TNV-2 与TNV-3线路为120Vdc。 如果所量测之工作电压，在相邻两点之间可使用内插法，来决定最小沿面距离。