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。
压敏电阻起火燃烧的表观现象，大体上可分为老化失效和暂态过电压破坏两种类型。
①老化失效，这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧，漏电流恶性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。这种事故通常可以通过一个与压敏电阻串联的热熔接点来避免。热熔接点应与电阻体有良好的热耦合，当最大冲击电流流过时不会断开，但当温度超过电阻体上限工作温度时即断开。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多次作用，也会加速老化过程，使老化失效提早出现。
②暂态过电压破坏，这是指较强的暂态过电压使电阻体穿孔，导致更大的电流而高热起火。整个过程在较短时间内发生，以至电阻体上设置的热熔接点来不及熔断。在三相电源保护中，N-PE线之间的压敏电阻器烧坏起火的事故概率较高，多数是属于这一种情况。相应的对策集中在压敏电阻损坏后不起火。一些压敏电阻的应用技术资料中，推荐与压敏电阻串联电流熔丝（保险丝）进行保护。
二、压敏电阻的连接线问题
将压敏电阻接入电路的连接线要足够粗，推荐的连接线的尺寸注：接地线为 5.5 mm2以上连接线要尽可能短，且走直线，因为冲击电流会在连接线电感上产生附加电压，使被保护设备两端的限制电压升高。
压敏电阻通流量≤600A (600～2500)A ( 2500～4000)A (4000～20K)A
导线截面积≥ 0.3 mm2 ≥ 0.5 mm2 ≥ 0.8 mm2 ≥ 2 mm2
例如：若压敏电阻MY两端各有3 cm长的接线，它的电感量L大体为18 nH，若有10 KA 的8/20冲击电流流入压敏电阻，把电流的升速看作10KA / 8Μs，则引线电感上的附加电压UL1、UL2大体为
UL1= UL2=L(di/dt)=18×10-9( 10×103 / 8×10-6 )=22.5 V
这就使限制电压增高了45V。
三、压敏电阻的串联和配对
压敏电阻可以很简单地串联使用。将两只电阻体直径相同（通流量相同）的压敏电阻串联后，漆压敏电压、持续工作电压和限制电压相加，而通流量指标不变。例如在高压电力避雷器中，要求持续工作电压高达数千伏，数万伏，就是将多个ZnO压敏电阻阀片迭和起来（串联）而得到的。
压敏电阻可以并联，目的是获得更大的通流量，或者在冲击电流峰值一定的条件下减小电阻体中的电流密度，以降低限制电压。
当要求获得极大的通流量［例如8/20，（50～200）KA ］，且压敏电压又比较低（例如低于200V）时，电阻体的直径 / 厚度比太大，在制造技术上有困难，且随着电阻体直径的加大，电阻体的微观均匀性变差，因此通流量不可能随电阻体面积成比例地增大。这是用较小直径的电阻片并联可能是个更合理的方法。
由于高非线性，压敏电阻片的并联需要特别小心谨慎，只有经过仔细配对，参数相同的电阻片相并联，才能保证电流在各电阻片之间均匀分配。针对这种需求，本公司专门为用户提供配对的电阻片。
此外，纵向连结的几个压敏电阻器，使用经过配对的参数一致的压敏电阻器后，当冲击侵入
时，出现在横向的电压差可以很小。在这种情况下，配对也是有意义的。
四、压敏电阻与气体放电器件的串联和并联
压敏电阻可以与气体放电管、空气隙、微放电间隙等气体放电器件相串联（图10.5a），这个串联组合的正常工作要满足两个基本条件：①、系统电压上限值应低于气体放电器件G 的直流击穿电压；②、G点火后在系统电压上限值下，压敏电阻MY中的电流应小于G的电弧维持电流，以保证G的熄弧。
这种串联组合具有电容量小，工作频率高；漏电流极小安全性好；以及不存在压敏电阻MY 在系统电压下老化的问题，因而可靠性高等优点，但同时也有气体放电器件相应慢所引起的"让通电压"问题。
压敏电阻也可与气体放电管并联，以降低气体放电管的冲击点火电压。
鉴于传统常用的过压保护设备—阻容吸收装置、硒堆保护及普通压敏电阻，阻容吸收浪涌能量的能力较差、损耗大、响应速度慢、发热量大、易损坏、且电容器易漏油；硒堆吸收浪涌能量的能力较强、非线性系数较低、损耗大及易发生老化失效；普通压敏电阻通流容量虽大，但能量容量却不大，另外普通压敏电阻冲击电流最大脉冲宽度远远小于大中功率半导体系统实际脉冲电流宽度，所以普通压敏电阻常发生短路或爆炸。
SPD吸能型过压保护器及吸收箱(国家专利号: 200720070747.X)是传统的过压保护设备的新型更新换代产品,采用以纳米材料添加研制的高能氧化锌压敏阀片作为主功能件,其结构由氧化锌微结晶及高阻晶界层组成,其电压大小由高阻晶界层串联来决定,而通流量则由它有面积来决定.高阻晶界层是发热体,而氧化锌晶粒具有很大的热容量,是吸热体,它决定能量承受能力. 氧化锌微结晶电阻系数很低(1～10Ωcm);而晶界层的电阻系数很高(1012～13Ωcm);若升高加在电阻上之电压其电阻系数会降到10Ωcm以下.因此高能氧化锌压敏阀片在一定电压下是为绝缘体,但超过电压又成良导体.也就是说当其在线路的正常工作电压下,其电阻值很高,可认为是开路状态,伏安特性是线性的;当过电压出现时,伏安特性为非线性,其阻值急剧下降,成为过电压的通路, 使电阻两端保持一恒定电压.当电压消失后,其本身电阻值又恢复常态呈高阻值.其具有通流容量大,能量密度大(300～500J/cm3),非线性系数高,残压低,漏电流小,伏安曲线对称/图2(无正负极之分),无续流,响应时间快(ns级)等特点.
压敏电阻过热保护技术介绍
压敏电阻过热保护技术主要有以下几种：
（1）热熔保险丝技术。该技术是将用蜡保护的低熔点金属通过一定的工艺装在压敏电阻上，在压敏电阻漏电流过大，温度升高到一定程度时，低熔点金属熔断，从而将压敏电阻从电路中切除，可以有效地防止压敏电阻起火燃烧。但热熔保险丝存在可靠性问题，而且在加强热循环的环境里约只有5年可靠寿命。在热循环的环境中，热熔保险丝需定期更换以维持正常运行。
（2）利用弹簧拉住低熔点焊锡技术。这种技术是目前绝大多数防雷器厂家的限压型SPD 采用的技术，在压敏电阻的引脚处增加一个低熔点焊锡焊接点，然后用一根弹簧将这个焊接点拉住，在压敏电阻漏电流过大，温度升高到一定程度时，焊接点的焊锡熔断，在弹簧的拉力作用下焊接点迅速分离，从而将压敏电阻从电路中切除，同时联动告警触点，发出告警信号。因为低熔点金属在受力点会流动和产生裂缝，处于弹簧拉力中的低熔点焊锡接点的焊锡同样会流动和产生裂缝，因此这种装置的最大问题是焊锡会老化，从而导致装置会无故断开。
（3）温度保险丝技术。该技术将压敏电阻和温度保险丝串联封装在一起，利用热传导将漏电流在压敏电阻上产生的热量传导温度保险丝上，在温度升高至温度保险丝的设定温度时，温度保险丝熔断，将压敏电阻从电路中切除。温度保险丝除了有同样有寿命和可靠性的问题外，利用温度保险丝对压敏电阻进行过热保护还存在以下问题：热传导路径长，响应速度过慢，热量是通过一定的热传导介质（填充材料）、温度保险丝壳体，温度保险丝的内部填充材料，然后才传到温度保险的熔体上，因此决定了温度保险丝的响应速度教慢。
（4）隔离技术。该技术将压敏电阻装在一个密闭的盒体内，与其它电路相隔离，防止压敏电阻烟雾和火焰的蔓延。在各种后备保护都失灵的情况下，隔离技术也不失为一种简单而行之有效的方法，但需要占用教大的设备空间，同时也要防止烟雾和火焰从盒体引线开孔的地方冒出来。
（5）灌封技术。为防止压敏电阻在失效时会冒烟、起火和爆炸，一些厂商采用该技术将压敏电阻灌封起来，但由于压敏电阻在失效时内部会出现拉弧，导致密封材料失效，并产生碳，碳的产生又会使电弧得以维持，这样往往会导致设备内部短路及熏黑，甚至导致整个设备机房严重熏黑。实验表明：压敏电阻套热缩套管后，由于压敏电阻的散热受到影响，其最大耗散功率降低，从而影响了压敏电阻的工频电压耐受能力，从另一个角度来说，散热受到影响也会加速压敏电阻的老化，影响压敏电阻的使用寿命。
压敏电阻标称参数
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。
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，一般考虑标称压敏电压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=2.2V AC，式中，Vp为电路额定电压的峰值。V AC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=2.2V AC=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。
压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻的结电容一般在几百到几千pF的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量较大，但比气体放电管小。
压敏电阻的压敏电压（min(U1mA））、通流容量是电路设计时应重点考虑的。在直流回路中，应当有：min(U1mA) ≥(1.6～2)Udc，式中Udc为回路中的直流额定工作电压。在交流回路中，应当有：min(U1mA) ≥(2.2～2.5)Uac，式中Uac为回路中的交流工作电压的有效值。上述取值原则主要是为了保证压敏电阻在电源电路中应用时，有适当的安全裕度。在信号回路中时，应当有：min(U1mA)≥(1.2～1.5)Umax，式中Umax为信号回路的峰值电压。压敏电阻的通流容量应根据防雷电路的设计指标来定。一般而言，压敏电阻的通流容量要大于等于防雷电路设计的通流容量。
选用压敏电阻器前，应先了解以下相关技术参数：
●标称电压（即压敏电压）是指在规定的温度和直流电流下，压敏电阻器两端的电压值。
●漏电流：指在25℃条件下，当施加最大连续直流电压时，压敏电阻器中流过的电流值。
●等级电压是指压敏电阻中通过8／20等级电流脉冲时在其两端呈现的电压峰值。
●通流量是表示施加规定的脉冲电流（8／20μs）波形时的峰值电流。
●浪涌环境参数包括最大浪涌电流Ipm（或最大浪涌电压Vpm和浪涌源阻抗Zo）、浪涌脉冲宽度Tt、相邻两次浪涌的最小时间间隔Tm以及在压敏电阻器的预定工作寿命期内，浪涌脉冲的总次数N等。
a．压敏电压的选取
一般地说，压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用，在正常情况下，压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压，即使在电源波动情况最坏时，也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压，该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用，压敏电压值应大于实际电路的电压值，一般应使用下式进行选择：
VmA＝av／bc
式中：a为电路电压波动系数，一般取1．2；v为电路直流工作电压（交流时为有效值）；b为压敏电压误差，一般取0．85；c为元件的老化系数，一般取0．9；
这样计算得到的VmA实际数值是直流工作电压的1．5倍，在交流状态下还要考虑峰值，因此计算结果应扩大1．414倍。另外，选用时还必须注意：
（1）必须保证在电压波动最大时，连续工作电压也不会超过最大允许值，否则将缩短压
敏电阻的使用寿命；
（2）在电源线与大地间使用压敏电阻时，有时由于接地不良而使线与地之间电压上升，所以通常采用比线与线间使用场合更高标称电压的压敏电阻器。
b．通流量的选取
通常产品给出的通流量是按产品标准给定的波形、冲击次数和间隙时间进行脉冲试验时产品所能承受的最大电流值。而产品所能承受的冲击数是波形、幅值和间隙时间的函数，当电流波形幅值降低50％时冲击次数可增加一倍，所以在实际应用中，压敏电阻所吸收的浪涌电流应小于产品的最大通流量。
c．应用
图1所示是采用压敏电压器进行电路浪涌和瞬变防护时的电路连接图。对于压敏电阻的应用连接，大致可分为四种类型：
第一种类型是电源线之间或电源线和大地之间的连接，如图1（a）所示。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。
第二种类型为负荷中的连接，见图1（b）。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。
第三种类型是接点间的连接，见图1（c）。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。
第四种类型主要用于半导体器件的保护连接，见图1（d）。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。
在电子镇流器和节能灯过压保护的压敏电阻,一般小于20W选用MYG07K系列，30W-40W 一般选用MYG10系列的压敏电阻做过压保护
稳压管、TVS管、压敏电阻、FUSE 稳压管: 1、浪涌保护电路:稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件.只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开. 2、电视机里的过压保护电路:EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态. 3、电弧抑制电路:在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了.这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它. 4、串联型稳压电路:在此电路中,串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了.这个电路在很多场合下都有应用 瞬态电压抑制二极管（TVS管） 瞬态电压抑制二极管（TVS管）常称为防雷管，是一种安全保护器件。这种器件在电路系统中起到分流、箝位作用，可以有效降低由于雷电、电路中开关通断时产生的高压脉冲，避免雷电、高压脉冲损坏其它器件。其工作原理是交流到直流震荡产生直流波，用TVS去掉尖峰，直接并接在次级被保护的设备之前。TVS是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。正因为如此，TVS可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。 TVS管有单向、双向两种。单向的图形符号与稳压管相似，TVS器件按极性可分为单极性和双极性两种；按用途可分为通用型和专用型；按封装和内部结构可分为轴向引线二极管、双列直插TVS阵列、贴片式和大功率模块等[1]。轴向引线的产品峰值功率可达400 W、500 W、600W、1500W和5 000W。其中大功率的产品主要用在电源馈线上，低功率产品主要用在高密度安装场合。对于高密度安装的场合，也可以选择双列直插和表面贴装等封装形式。 应用电路。当输入端有高压浪涌脉冲引入时，不论脉冲方向如何，TVS管能快速进入击穿状态，对输入电压进行箝位。在电源端用ＴＶＳ比较好。电源主要保护有两种： AC/DC电源输入防雷过压保护： AC/DC电源输入过压保护： 常用的电能有二种AC,DC.国内电网供电通常为AC220/AC380V，但是由于电网通常不稳定，所以要在选型的时候考虑相应的浮动电压。当用于低压电源（通常属于次级保护）我们可以选用TVS。 常用的双向TVS管参数： 截止电压（V）击穿电压（Vmin）击穿电压（Vmax）测试电流（mA）最大箝位电压（V）最高脉冲电流（A）反向漏电流（uA） 在选用TVS时，应考虑以下几个主要因素： (1)若TVS有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时，应当选用双极性的，否则可选用单极性。 (2)所选用TVS的Vc值应低于被保护元件的最高电压。Vc是二极管在截止状态的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件面临被损坏的危险。(3)TVS在正常工作状态下不要处于击穿状态，最好处于VR以下，应综合考虑VR和VC两方面的要求来
图4 电源SPD 后备保护装置失效模式分析 Power SPD overcurrent protection device Failure analysis 厦门大恒科技有限公司 摘要：SPD 火灾事故与雷电防护失效是SPD 应用中的一个短板和难题，本文从理论与实验两方面分析了SPD 后备保护装置熔断器、断路器的失效模式，并介绍了一种新的能够最大限度确保SPD 安全的专用后备保护器。 关键词：SPD 、熔断器、断路器、边界条件、失效模式 1、概述： 国内外用于SPD 后备过流保护使用的是熔断器或断路器，这两种器件为了保证雷电冲击电流到来时不开断取值往往较大。当SPD 出现劣化或者电源出现异常导致流入工频电流（俗称续流），熔断器或断路器不能迅速切断电路致使SPD 起火燃烧（由于SPD 的导通电阻随着工频异常电压不同而变，工频续流是个不确定值）。当两种保护装置速断值选择偏小时，雷电冲击电流又会造成速断致使防雷保护失效。SPD 引发的火灾事故和防雷失效事故现场分析及实验室验结果表明：火灾事故基本是由SPD 工频续流引发（持续的电源能量使SPD 迅速燃烧），防雷失效事故大多数是防雷器脱离了保护线路造成的。图1是一个SPD 起火烧毁机柜的现场图片。 SPD 失效或工频电源出现暂态过电压引起的SPD 起火是小概率事件，导致目前许多SPD 工程应用不安装后备过流保护装置。这种观点认为在一次电源异常事故中，SPD 起火是几乎不可能发生的。关于这一点我们要有以下两个方面的认识：一是这里的“几乎不可能发生”是针对“一次电源异常事故”来说的，因为电源异常事故是个不确定的事件，那就有可能发生；二是当我们运用“小概率事件几乎不可能发生的原理”进行推断时，我们也有5%犯错误的可能。众多的SPD 火灾事故应该能说明这一点。 2、SPD 起火的边界条件 2.1、MOV 氧化锌压敏电阻（MOV ）是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物的多晶体半导体陶瓷元件（图2）。当通过电流能量超过本身承受极限时，出现不可恢复性损坏。雷电冲击电流持续的时间短暂，损坏的模式基本上为本体炸裂。如果能量由交流持续供给，电流集中流向MOV 的薄弱点，产生的高热使薄弱点肖基特势垒消失，形成击穿气化燃烧，SPD 分离装置没有温度积累的时间，巨大的气体膨胀力促使SPD 向外喷火燃烧。铁路、移动基站、计算机房、工厂配电等发生的多起SPD 火灾事故说明了这一点。 在对V 1mA =620V ，电压梯度=275 34mm MOV 方片进行的工频电流起火边界条件测试证明：MOV 的起火边界条件大于工频电流5A （这与YD/T 1235.1-2002 {通讯局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求}6.4.7条规定的边界条件是吻合的）。质量参差不齐的25mm 圆片和34×34mm 方片承受不超过5C 电量是安全的；在TOV 故障试验（1420V/ac 有效值，300A ）条件下，通过1个周波是安全的！当通过3个周波时（16.7C 电量）芯片出现不可恢复性损坏，图3是损坏后的芯片金相图。 2.2、GDT 安装在L-PE 上的GDT ，一个浪涌或电源振荡即可激发导通，导通的GDT 弧电压使电源处于短路状态。当持续的电弧烧穿封装电极片时，火焰迅速喷发燃烧。对600V/60kA 和600V/100kA 间隙放电管（厂家给出具有较高的续流遮断能力）进行的800Vac/110A 试验第11个周波起火燃烧（图4，电压波形见图5）。试验证明：GDT 依靠具有工频续流遮断能力防火是十分危险的！2010年内蒙某风力发电站3起间隙型SPD 火灾事故和2012年西安4起间隙型SPD 火灾事故充分证明了这一点。 图 5 图 2 图3 图1
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2 https://www.doczj.com/doc/753714230.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/753714230.html, 。
https://www.doczj.com/doc/753714230.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
气体放电管和压敏电阻组合构成的抑制电路原理 上传者：dolphin 由于压敏电阻（VDR）具有较大的寄生电容，用在交流电源系统，会产生可观的泄漏电流，性能较差的压敏电阻使用一段时间后，因泄漏电流变大可能会发热自爆。为解决这一问题在压敏电阻之间串入气体放电管。图1 中，将压敏电阻与气体放电管串联，由于气体放电管寄生电容很小，可使串联支路的总电容减至几个pF。在这个支路中，气体放电管将起一个开关作用，没有暂态电压时，它能将压敏电阻与系统隔开，使压敏电阻几乎无泄漏电流。但这又带来了缺点就是反应时间为各器件的反应时间之和。例如压敏电阻的反应时间为25ns，气体放电管的反应时间为100ns，则图2 的R2、G、R3 的反应时间为150ns，为改善反应时间加入R1 压敏电阻，这样可使反应时间为25ns。 金属氧化物压敏电阻（MOV）的电压-电流特性见图3，金属氧化物压敏电阻（MOV）特性参数见表1。气体放电管（GDT）的电压-电流特性见图4，气体放电管（GDT）特性参数见表2。
金属氧化物压敏电阻（MOV）特性参数 由于浪涌干扰所致，一旦加在气体放电管两端的电压超过火花放电电压（图4 的u1）时，放电管内部气体被电离，放电管开始放电。放电管端的压降迅速下降至辉光放电电压（图4 的u2）（u2 在表2 中的数值为140V 或180V，与管子本身的特性有关），管内电流开始升高。随着放电电流的进一步增大，放电管便进入弧光放电状态。在这种状态下，管子两端电压（弧光电压）跌得很低（图4的u3）（u3 在表2 中数值为15V 或20V，与管子本身的特性有关），且弧光电压在相当宽的电流变动范围（从图4 的i1→i2 过程中）内保持稳定。因此，外界的高电压浪涌干扰，由于气体放电管的放电作用，被化解成了低电压和大电流的受保护情况（u3 和i2），且这个电流（从图4 的i2→i3）经由气体放电管本身流回到干扰源里，免除了干扰对灯具可能带来的危害。随着浪涌过电压的消退，流过气体放电管的电流降到维持弧光放电状态所需的最小值以下（约为10mA~100mA，与管子本身的特性关）,弧光放电便停止，并再次通过辉光放电状态后，结束整个放电状态（熄弧）。
PCB失效分析技术及部分案例 作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽，PCB已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题。 对于这种失效问题，我们需要用到一些常用的失效分析技术，来使得PCB在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证，本文总结了十大失效分析技术，供参考借鉴。 1.外观检查 外观检查就是目测或利用一些简单仪器，如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查PCB的外观，寻找失效的部位和相关的物证，主要的作用就是失效定位和初步判断PCB 的失效模式。外观检查主要检查PCB的污染、腐蚀、爆板的位置、电路布线以及失效的规律性、如是批次的或是个别，是不是总是集中在某个区域等等。另外，有许多PCB的失效是在组装成PCBA后才发现，是不是组装工艺过程以及过程所用材料的影响导致的失效也需要仔细检查失效区域的特征。 2.X射线透视检查 对于某些不能通过外观检查到的部位以及PCB的通孔内部和其他内部缺陷，只好使用X 射线透视系统来检查。X光透视系统就是利用不同材料厚度或是不同材料密度对X光的吸湿或透过率的不同原理来成像。该技术更多地用来检查PCBA焊点内部的缺陷、通孔内部缺陷和高密度封装的BGA或CSP器件的缺陷焊点的定位。目前的工业X光透视设备的分辨率可以达到一个微米以下，并正由二维向三维成像的设备转变，甚至已经有五维（5D）的设备用于封装的检查，但是这种5D的X光透视系统非常贵重，很少在工业界有实际的应用。 3.切片分析 切片分析就是通过取样、镶嵌、切片、抛磨、腐蚀、观察等一系列手段和步骤获得PCB
1. 关于触点的基本注意事项 电压 触点电路的电压，在电路含有感应时会发生非常高的反向电压，电压越高能量越大，由于触点的消耗 量、移动量增大，所以需要注意继电器的控制容量。另外直流电压时控制容量会极度降低需要注意。 这是DC 的情况，如果象AC 电流那样没有零点（电流为零的点），则一旦发生电弧后很难消去，电弧时间变长是主因。尤其是因为电流方向一定，在下面有所记述，所以会引起触点的移动现象，与触点 消耗相关。 一般在手册中记载了大概的控制容量，但只有这些是不够的，应该在特殊的触点电路里进行试验确认。另外，在手册等里面虽然记载了电阻负载的情况和限定的控制容量，但这主要是表示了继电器的级别， 一般以AC 的125V 电路的电流容量来考虑是比较妥当的。手册中记载的最小适用负载并非继电器可以通断的下限标准值、保证值。这个值由于通断频率、环境条件、被要求的接触电阻的变化、绝对值的 不同，可靠程度是不同的。要求模拟微小负载控制或者接触电阻为100m Ω以下的情况（测量、无线等）请使用AgPd 触点的继电器。 电流 触点闭合及开路时的电流对触点影响很重要。例如负载为电动机或者指示灯的时候，闭合时的冲击电 流越大，触点的消耗量、移动量就越增加，由于触点的粘连、移动会产生触点不能断开的故障，请在 实际使用时认真确认。 2. 一般触点材料的特征 下表为触点材料的特征。请在选择继电器时进行参考。
Ag （银） 导电率·导热率在金属中是最大的。由于低接触电阻、低价位而被广泛使用。缺 点是在硫化物的环境容易生成硫化膜。在低电压·微电流水平要注意。 AgCdO （银酸化 镉） 触 AgSnO 2（银酸化点 锡） 材 料AgW （银钨）显示了Ag 具有的导电性和低接触电阻，有良好的耐粘连性。与Ag 一样在硫化物环境里容易生成硫化膜。 具有比AgCdO 还要优良的耐粘连性。与Ag 一样在硫化物环境容易生成硫化膜。 硬度·融点高，耐电弧性好，不易被移动·粘连，要求触点压力高。另外，接触电阻也比较高，耐环境性差。加工、向接触弹簧安装也有限制。 AgNi （银镍）电传导度可与Ag 匹敌，耐电弧性好。 AgPd （银钯） 在常温下耐蚀性较好，耐硫化性虽然也不错，但在微小功率电路里容易吸着有机 气体而生成聚合物，需要贴层金属来防止生成聚合物。价格贵。 兼具良好的耐腐蚀性和高硬度。作为镀金触点在小负载情况下使用。在有机气体Rh 镀金（铑）环境中易生成聚合物，请注意。所以作为密闭型（干簧继电器等）使用。价格较贵。 表 Au 金属包层（贴面 金属膜） 处 理Au 镀金（金镀 金）将耐腐蚀性最好的Au 压接在母材上，厚度均一和无小孔是其最大的特征。使用环境条件比较恶劣的情况下，特别对于微小负载效果大。已有标准品的金属包层会有设计上、设备上的困难。 与Au 包层效果几乎相同。由于镀金处理会有小孔和龟裂的可能，请注意保管。 已有标准品的金镀金比较容易。 Au flash （金薄镀金）0.1 ～以开关或者与开关组成的成套保管中的触点母材的保护为目的，负载通断时可以得到一定程度的接触稳定性。
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
本文以问答的形式介绍了NTC PTC热敏电阻在电源电路中的作用。 问题1: NTC电阻串联在交流电路中主要是起什么作用!它是怎样工作!请大侠指点!谢谢! 问题2: 压敏电阻并联在交流侧电路中主要是起什么作用!它是怎样工作!如果 没有以上两个元器件!会造成什么影响!谢谢!! NTC电阻串联在交流电路中主要是起“电流保险”作用. 压敏电阻并联在交流侧电路中主要是起“限制电压超高”作用. 为了避免电子电路中在开机的瞬间产生的浪涌电流,在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻器,能有效地抑制开机时的浪涌电流,并且在完成抑制浪涌电流作用以后,由于通过其电流的持续作用,功率型NTC热敏电阻器的电阻值将下降到非常小的程度,它消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响,所以,在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻器,是抑制开机时的浪涌,以保证电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。 压敏电阻的工作原理:比如一个“标称300V”的压敏电阻在220V的工作中,突然220V上升到310V!这时压敏电阻被击穿,通过很大的电流,熔断了保险丝后,就保护了后面的电路,然后压敏电阻又恢复了原来的状态. 我的故事讲完了. 老人家:按照你说的意思是压敏电阻设计时最好是放在保险管后面咯,那样压敏电阻导通时不会对电网有什么危害吗而保险管一般都是慢断的! 是NTC没错. 没通电时,NTC的阻值高,一通电霎那,阻值仍高,限制了涌流,随着NTC有电流流过,温度增加,阻值下降到很低,可以忽略. 明白了,但是这样的话,正常工作时,电流小,阻值就小,那么突然来一个浪涌电流,或者电路那段路使得电流增大,那就起不了保护作用了吧,也就是说只能拿来防通电时的浪涌了吗 正常工作后基本就没有浪涌电流了吧只有浪涌电压.如果真有浪涌电流,例如电源短路了,由于NTC已经导通了,对它也无能为力,只有靠保险丝起作用.记住NTC 只是起开机保护的就可以了. 试想若电路已经正常上电,NTC已低阻,这时遭遇高压NTC是无能为力的 说的不错,在电源正常工作一段时间后,再进行频繁开关机,会对电源造成伤害的,因为这时由于NTC的温度上升,阻值下降,对浪涌的抑制能力已经及其有限了 说的对,采用NTC抑制开机浪涌的电源设备,不能够频繁的开关机.需要等NTC冷却,恢复至其冷态阻值后,才能再次开机.要不,安装NTC的意义就没有了.
1.关于触点的基本注意事项 电压 触点电路的电压，在电路含有感应时会发生非常高的反向电压，电压越高能量越大，由于触点的消耗量、移动量增大，所以需要注意继电器的控制容量。另外直流电压时控制容量会极度降低需要注意。这是DC的情况，如果象AC电流那样没有零点（电流为零的点），则一旦发生电弧后很难消去，电弧时间变长是主因。尤其是因为电流方向一定，在下面有所记述，所以会引起触点的移动现象，与触 点消耗相关。 一般在手册中记载了大概的控制容量，但只有这些是不够的，应该在特殊的触点电路里进行试验确认。另外，在手册等里面虽然记载了电阻负载的情况和限定的控制容量，但这主要是表示了继电器的级别，一般以AC的125V电路的电流容量来考虑是比较妥当的。手册中记载的最小适用负载并非继电器可以通断的下限标准值、保证值。这个值由于通断频率、环境条件、被要求的接触电阻的变化、绝对值的不同，可靠程度是不同的。要求模拟微小负载控制或者接触电阻为100mΩ以下的情况（测量、无线等）请使用AgPd触点的继电器。 电流 触点闭合及开路时的电流对触点影响很重要。例如负载为电动机或者指示灯的时候，闭合时的冲击电流越大，触点的消耗量、移动量就越增加，由于触点的粘连、移动会产生触点不能断开的故障，请在实际使用时认真确认。 2.一般触点材料的特征 下表为触点材料的特征。请在选择继电器时进行参考。 触点材料 Ag（银） 导电率·导热率在金属中是最大的。由于低接触电阻、低价 位而被广泛使用。缺点是在硫化物的环境容易生成硫化膜。 在低电压·微电流水平要注意。 AgCdO（银酸化 镉） 显示了Ag具有的导电性和低接触电阻，有良好的耐粘连性。 与Ag一样在硫化物环境里容易生成硫化膜。 AgSnO 2 （银酸化 锡） 具有比AgCdO还要优良的耐粘连性。与Ag一样在硫化物环 境容易生成硫化膜。 AgW（银钨） 硬度·融点高，耐电弧性好，不易被移动·粘连，要求触点 压力高。另外，接触电阻也比较高，耐环境性差。加工、向 接触弹簧安装也有限制。 AgNi（银镍）电传导度可与Ag匹敌，耐电弧性好。 AgPd（银钯） 在常温下耐蚀性较好，耐硫化性虽然也不错，但在微小功率 电路里容易吸着有机气体而生成聚合物，需要贴层金属来防 止生成聚合物。价格贵。 表面Rh镀金（铑） 兼具良好的耐腐蚀性和高硬度。作为镀金触点在小负载情况 下使用。在有机气体环境中易生成聚合物，请注意。所以作
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
压敏电阻器(VSR)结构原理、应用知识 压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件，一般用于电路浪涌和瞬变防护电路。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。压敏电阻器可以对集成电路等重要元件以及其它电路和设备进行保护，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，阻止瞬间过压而起到保护元器件或电路的作用；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。 压敏电阻器(VSR)是电压灵敏电阻器的简称，它是一种新型过压保护元件。压敏电阻器是以氧化锌为主要材料而制成的金属-氧化物-半导体陶瓷元件，构成压敏电阻的核心材料为氧化锌，氧化锌又包括氧化锌晶粒和晶粒周围的晶界层，氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层电阻率很高，相接触的两个晶粒之间形成一个相当于齐纳二极管的势垒，成为一个压敏电阻单元，许多单元通过串联，并联组成压敏电阻器基体。压敏电阻器在工作时，每个压敏电阻单元都承担浪涌能量，而这些压敏电阻单元是大体上均匀分布在整个电阻体内的，也就是整个电阻体都承担能量，而不像齐纳二极稳压管那样只是结区承担电功率，这就是陶瓷压敏电阻器具有比齐纳二极稳压管大得很多的通流和能量定额的原因。其电阻值随端电压而变化。 压敏电阻器的主要特点是工作电压范围宽(6—3000伏，分若干档)，对过压脉冲响应快(几至几十纳秒)，耐冲击电流的能力强(可达100安培-20千安培)，漏电流小(低于几至几十微安)，电阻温度系数小，性优价廉，体积小，是一种理想的保护元件。由它可构成过压保护电路，消噪电路，消火花电路，吸收回路。压敏电阻的电路符号，外形和内部结构见图1。 压敏电阻的结构就象两个特性一致的背靠背联接的稳压管，其性质基本相同。压敏电阻的主要特性是，当两端所加电压在标称额定值以内时，它的电阻值几乎为无穷大，处于高阻状态，其漏电流<50微安，当它两端的电压稍微超过额定电压时，其电阻值急剧下降，立即处于导通状态，工作电流增加几个数量级，反应时间仅在毫微秒级。压敏电阻在国外俗称“斩波器”和”限幅器”，这是从它的实际作用而得名的。
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
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。
压敏电阻的响应时间 ZnO压敏电阻这种半导体材料，在电场下的导电过程，基本上是电子过程，因此，它对测量电压/电流的响应是很快的。美国GE公司的测量结果表明，ZnO压敏电阻抑制冲击过电压的时间小于1ns。按过冲定义计算的响应时间，对于 ZnO-Bi2O3配方系统，大体在（20～25）nS。但这种材料内部，还有一定程度的离子电导，这使得电阻体从一种电阻状态到另一种电阻状态的稳定时间，需要几时毫秒到10秒钟左右的时间。这就是说ZnO压敏电阻从"截止"到"导通"，或从"导通"到"截止"，不是瞬时完成的，它需要一段稳定时间。下述这些现象就是这一特性的表现。 压敏电阻冲击电流减额特性 通流量指标给定了压敏电阻能承受的8/20电流波冲击一次和二次的最大电流值。当电流波的时间宽度τ增大时，或冲击次数n增多试，允许的电流峰值Ip应随之减小。曲线 Ip=f(τ，n)称作冲击电流减额特性。 压敏电阻电容量 电容量压敏电阻器的固有电容量Co，随着规格的不同，大体在几个PF到104PF左右，它与压敏电阻的电阻成分相并联，对测试过程产生影响。测试信号刚一加上是首先对它充电，测试信号结束后，这个Co上存储的电荷要放电。为此，在测试过程中应注意：（1）在相同的加压比下，压敏电阻器的工频交流漏电流比直流漏电大。（2）施加在试样上的测量电压（电流），应保持足够的时间，使电容上的电荷状态稳定，然后才能读取测试结果。（3）若试样电容量较大，且测试电压较高，则在测试信号结束后，应使试样充分放电，以免试样在测量过程中储存的电荷对人体造成电击。 压敏电阻极性现象 极性现象极性是指压敏电阻两个方向的测试结果不一致，低压压敏电阻的这一现象尤为明显。从前面几章的讨论可以知道，产生这一现象的原因有两个：一是电阻体内正方向的势垒与反方向的势垒本来就不是完全相同的，二是压敏电阻经电流电压作用后产生了劣化，使得两
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。 压敏电阻起火燃烧的表观现象，大体上可分为老化失效和暂态过电压破坏两种类型。 ①老化失效，这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧，漏电流恶性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。这种事故通常可以通过一个与压敏电阻串联的热熔接点来避免。热熔接点应与电阻体有良好的热耦合，当最大冲击电流流过时不会断开，但当温度超过电阻体上限工作温度时即断开。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多次作用，也会加速老化过程，使老化失效提早出现。 ②暂态过电压破坏，这是指较强的暂态过电压使电阻体穿孔，导致更大的电流而高热起火。整个过程在较短时间内发生，以至电阻体上设置的热熔接点来不及熔断。在三相电源保护中，N-PE线之间的压敏电阻器烧坏起火的事故概率较高，多数是属于这一种情况。相应的对策集中在压敏电阻损坏后不起火。一些压敏电阻的应用技术资料中，推荐与压敏电阻串联电流熔丝（保险丝）进行保护。 二、压敏电阻的连接线问题 将压敏电阻接入电路的连接线要足够粗，推荐的连接线的尺寸注：接地线为 5.5 mm2以上连接线要尽可能短，且走直线，因为冲击电流会在连接线电感上产生附加电压，使被保护设备两端的限制电压升高。 压敏电阻通流量≤600A (600～2500)A ( 2500～4000)A (4000～20K)A 导线截面积≥ 0.3 mm2 ≥ 0.5 mm2 ≥ 0.8 mm2 ≥ 2 mm2 例如：若压敏电阻MY两端各有3 cm长的接线，它的电感量L大体为18 nH，若有10 KA 的8/20冲击电流流入压敏电阻，把电流的升速看作10KA / 8Μs，则引线电感上的附加电压UL1、UL2大体为 UL1= UL2=L(di/dt)=18×10-9( 10×103 / 8×10-6 )=22.5 V 这就使限制电压增高了45V。 三、压敏电阻的串联和配对 压敏电阻可以很简单地串联使用。将两只电阻体直径相同（通流量相同）的压敏电阻串联后，漆压敏电压、持续工作电压和限制电压相加，而通流量指标不变。例如在高压电力避雷器中，要求持续工作电压高达数千伏，数万伏，就是将多个ZnO压敏电阻阀片迭和起来（串联）而得到的。 压敏电阻可以并联，目的是获得更大的通流量，或者在冲击电流峰值一定的条件下减小电阻体中的电流密度，以降低限制电压。 当要求获得极大的通流量［例如8/20，（50～200）KA ］，且压敏电压又比较低（例如低于200V）时，电阻体的直径 / 厚度比太大，在制造技术上有困难，且随着电阻体直径的加大，电阻体的微观均匀性变差，因此通流量不可能随电阻体面积成比例地增大。这是用较小直径的电阻片并联可能是个更合理的方法。 由于高非线性，压敏电阻片的并联需要特别小心谨慎，只有经过仔细配对，参数相同的电阻片相并联，才能保证电流在各电阻片之间均匀分配。针对这种需求，本公司专门为用户提供配对的电阻片。 此外，纵向连结的几个压敏电阻器，使用经过配对的参数一致的压敏电阻器后，当冲击侵入
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
压敏电阻的特性与参数以及如何选用 压敏电阻的特性与参数以及如何选用 如果电机是AC24V的，在电机方向线对地接一个470K压敏电阻；如果电机是AC220V，则加471K压敏电阻。意义重要是消除电机换相产生的尖峰高压。 压敏电阻的测量：压敏电阻一般并联在电路中使用，当电阻两端的电压发生急剧变化时，电阻短路将电流保险丝熔断，起到保护作用。压敏电阻在电路中，常用于电源过压保护和稳压。测量时将万用表置10k档，表笔接于电阻两端，万用表上应显示出压敏电阻上标示的阻值，如果超出这个数值很大，则说明压敏电阻已损 压敏电阻标称参数 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=2.2V AC，式中，Vp为电路额定电压的峰值。V AC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=1.5×1.414×220V=476V，V1mA=2.2V AC=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。 压敏电阻器的应用原理