01、壓敏電阻選型指南

1.1、壓敏電阻的選型

• 確定應用電路正常工作電壓和壓敏電壓

根據電路的工作電壓，通過以下的方式來確定壓敏電阻的標稱壓敏電壓，一般情況下，實際的壓敏電壓是標稱壓敏電壓存在誤差，這種誤差導致在計算實際壓敏電壓時，需要乘以1.2倍。如果是直流電路，考慮到實際直流電壓波動常見范圍為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倍的關系，交流電路中電壓也會存在波形，波動上限為1.5倍左右。

• 確定被保護電路的防護量級和通流量

根據防護量級確定壓敏電阻通流量，假設防護器件測量波形為8/20us主要有幾種計算方式:電源電路差模防護、電源電路共模防護、信號電路共模防護。

• 確定壓敏電阻兩端的結電容

結電容以不影響防護電路的正常工作為準，壓敏電阻的電容一般都較大，不適合應用在高頻的場合，不然會影響電路的工作。應用與電源線-線之間通常不需要關注結電容，而應用于線對地之間需要考慮漏電流對安全的影響。1.2、壓敏電阻的選型注意事項壓敏電阻防護器件是要求器件最大通流量為理論計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，不建議使用壓敏電阻并聯的方式。壓敏電阻在抑制暫態過壓時，能量超過其額定容量時，一旦擊穿短路是不可恢復的必須要換，在器件應用到電源電路上前面必須加裝保險絲。壓敏電阻用于電源端口對地進行共模防護時，需要在線地之間增加保險絲，防止器件失效導致電源對地短路或者壓敏電阻配合氣體放電管對地使用。壓敏電阻使用時需要考慮殘壓大小是后級電路可以接受的。    

1.3、壓敏電阻的典型應用

圖1: 壓敏電阻在交流電源防護中的典型應用

圖2: 壓敏電阻在直流電源防護中的典型應用

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程中出現短路現象，導致電路無法正常工作。這種是由于壓敏電阻內部出現短路導致的，可能是材料老化，電壓過高等原因導致的。

• 開路失效：    

開路失效是指壓敏電阻在工作過程中出現開路現象，導致其失去保護功能，這種失效模式通常是由材料老化、電壓過高、應力損傷等原因導致的。

• 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下，應該處于高阻抗狀態，而實際上壓敏電阻卻存在一定的阻抗，這個阻抗影響電路的正常狀態。這種失效模式通常是由壓敏電阻內部材料老化、溫度變化、靜電放電損傷等原因導致。

• 電容失效

電容失效是指壓敏電阻在工作過程中出現電容現象，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部材料老化、溫度變化或者壓敏電阻選型問題導致。

03、壓敏失效原因

根據壓敏電阻應用電路，應用場景，其失效機理有幾下幾種情況：

• 老化

隨著時間的推移，壓敏電阻的性能會逐漸下降，最終導致失效。是最常見的原因之一。

• 過載

如果電路中的電流超過壓敏電阻的最大額定值，就會導致過熱損壞。

• 溫度過高

高溫會導致壓敏電阻的性能下降、甚至燒毀。因此，在設計安裝電路時，必須考慮溫度的因素。

• 機械應力

如果壓敏電阻受到機械應力的影響，例如振動或撞擊，就會導致其失效。壓敏電阻的安裝需要注意充分考慮在實際應用場景中機械應力，還需要注意長時間應力的影響。