01、壓敏電阻選型指南
1.1、壓敏電阻的選型
- 確定應(yīng)用電路正常工作電壓和壓敏電壓
根據(jù)電路的工作電壓，通過(guò)以下的方式來(lái)確定壓敏電阻的標(biāo)稱壓敏電壓，一般情況下，實(shí)際的壓敏電壓是標(biāo)稱壓敏電壓存在誤差，這種誤差導(dǎo)致在計(jì)算實(shí)際壓敏電壓時(shí)，需要乘以1.2倍。如果是直流電路，考慮到實(shí)際直流電壓波動(dòng)常見范圍為1.5倍，在直流電路中，一般為額定電壓的2倍。如果是交流電路，電壓峰值和有效值存在1.4倍的關(guān)系，交流電路中電壓也會(huì)存在波形，波動(dòng)上限為1.5倍左右。
- 確定被保護(hù)電路的防護(hù)量級(jí)和通流量
根據(jù)防護(hù)量級(jí)確定壓敏電阻通流量，假設(shè)防護(hù)器件測(cè)量波形為8/20us主要有幾種計(jì)算方式:電源電路差模防護(hù)、電源電路共模防護(hù)、信號(hào)電路共模防護(hù)。
- 確定壓敏電阻兩端的結(jié)電容
結(jié)電容以不影響防護(hù)電路的正常工作為準(zhǔn)，壓敏電阻的電容一般都較大，不適合應(yīng)用在高頻的場(chǎng)合，不然會(huì)影響電路的工作。應(yīng)用與電源線-線之間通常不需要關(guān)注結(jié)電容，而應(yīng)用于線對(duì)地之間需要考慮漏電流對(duì)安全的影響。1.2、壓敏電阻的選型注意事項(xiàng)壓敏電阻防護(hù)器件是要求器件最大通流量為理論計(jì)算通流量的兩倍以上，以便增加器件的使用壽命，通容量不能滿足使用要求時(shí)，不建議使用壓敏電阻并聯(lián)的方式。壓敏電阻在抑制暫態(tài)過(guò)壓時(shí)，能量超過(guò)其額定容量時(shí)，一旦擊穿短路是不可恢復(fù)的必須要換，在器件應(yīng)用到電源電路上前面必須加裝保險(xiǎn)絲。壓敏電阻用于電源端口對(duì)地進(jìn)行共模防護(hù)時(shí)，需要在線地之間增加保險(xiǎn)絲，防止器件失效導(dǎo)致電源對(duì)地短路或者壓敏電阻配合氣體放電管對(duì)地使用。壓敏電阻使用時(shí)需要考慮殘壓大小是后級(jí)電路可以接受的。
1.3、壓敏電阻的典型應(yīng)用
圖1: 壓敏電阻在交流電源防護(hù)中的典型應(yīng)用
圖2: 壓敏電阻在直流電源防護(hù)中的典型應(yīng)用
02、壓敏電阻失效形式
壓敏電阻的失效形式主要有以下幾種：
- 短路失效：
短路失效是指壓敏電阻在工作過(guò)程中出現(xiàn)短路現(xiàn)象，導(dǎo)致電路無(wú)法正常工作。這種是由于壓敏電阻內(nèi)部出現(xiàn)短路導(dǎo)致的，可能是材料老化，電壓過(guò)高等原因?qū)е碌摹?/span>
- 開路失效：
開路失效是指壓敏電阻在工作過(guò)程中出現(xiàn)開路現(xiàn)象，導(dǎo)致其失去保護(hù)功能，這種失效模式通常是由材料老化、電壓過(guò)高、應(yīng)力損傷等原因?qū)е碌摹?/span>
- 阻值漂移失效：
阻值漂移失效是指壓敏電阻在電路工作狀態(tài)下，應(yīng)該處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，而實(shí)際上壓敏電阻卻存在一定的阻抗，這個(gè)阻抗影響電路的正常狀態(tài)。這種失效模式通常是由壓敏電阻內(nèi)部材料老化、溫度變化、靜電放電損傷等原因?qū)е隆?/span>
- 電容失效
電容失效是指壓敏電阻在工作過(guò)程中出現(xiàn)電容現(xiàn)象，影響電路工作性能或者電路工作異常，這種失效模式通常是壓敏電阻內(nèi)部材料老化、溫度變化或者壓敏電阻選型問(wèn)題導(dǎo)致。
03、壓敏失效原因
根據(jù)壓敏電阻應(yīng)用電路，應(yīng)用場(chǎng)景，其失效機(jī)理有幾下幾種情況：
- 老化
隨著時(shí)間的推移，壓敏電阻的性能會(huì)逐漸下降，最終導(dǎo)致失效。是最常見的原因之一。
- 過(guò)載
如果電路中的電流超過(guò)壓敏電阻的最大額定值，就會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱損壞。
- 溫度過(guò)高
高溫會(huì)導(dǎo)致壓敏電阻的性能下降、甚至燒毀。因此，在設(shè)計(jì)安裝電路時(shí)，必須考慮溫度的因素。
- 機(jī)械應(yīng)力
如果壓敏電阻受到機(jī)械應(yīng)力的影響，例如振動(dòng)或撞擊，就會(huì)導(dǎo)致其失效。壓敏電阻的安裝需要注意充分考慮在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中機(jī)械應(yīng)力，還需要注意長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)力的影響。