用5000字講清楚壓敏電阻
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1. 壓敏電阻
壓敏電阻，英文名Voltage Dependent Resistor，縮寫VDR，或者叫Varistor，Variable（會(huì)變的）+ Resistor（電阻）。它的伏安特性曲線具有非線性。也就是壓敏電阻的阻值并不是固定的，存在動(dòng)態(tài)變化。
這種電阻的動(dòng)態(tài)變化正是因?yàn)閴好綦娮鑳啥说碾妷翰煌憩F(xiàn)出不同的阻值。即在一定電流電壓范圍內(nèi)，壓敏電阻值隨電壓而變，或者說是電阻值對(duì)電壓敏感的器件，所以這就是為什么叫壓敏電阻。
壓敏電阻的工作原理是：在正常電壓下相當(dāng)于一個(gè)小電容（結(jié)電容），當(dāng)電路出現(xiàn)過電壓時(shí)，利用壓敏電阻的非線性，它的內(nèi)阻急劇下降并迅速導(dǎo)通，其工作電流增大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)壓敏電阻的電壓會(huì)立馬被鉗位在某個(gè)固定值，因此。壓敏電阻與電路并聯(lián)使用，是一種過壓保護(hù)元件，從而保護(hù)電路不受過壓的影響而損壞。
組成壓敏電阻的材料類型比較多，常見的有氧化鋅壓敏電阻，碳化硅壓敏電阻，氧化鈦壓敏電阻和鈦酸鋇壓敏電阻。氧化鋅壓敏電阻的主體材料是二價(jià)元素鋅和六價(jià)元素氧。因此，壓敏電阻經(jīng)常被簡稱為MOV，金屬氧化物壓敏電阻。
壓敏電阻也被稱為突波吸收器，是一種具有電壓電流對(duì)稱特性的電壓屬性電阻器，它主要的設(shè)計(jì)是用來保護(hù)電子產(chǎn)品或元件免受開關(guān)或雷擊所產(chǎn)生突波的影響。壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間是ns級(jí)，比氣體放電管要快，但是比TVS管要慢一些，用在一般電子電路中進(jìn)行過壓防護(hù)，響應(yīng)時(shí)間可以滿足要求。
壓敏電阻在電路中的標(biāo)識(shí)如下：
從圖片的標(biāo)識(shí)可以看出，壓敏電阻的原理圖符號(hào)是在電阻的基礎(chǔ)上增加了可變的意思。
壓敏電阻封裝類型有直插式和貼片式。
圖1和圖3長引線式是插件型，圖2和圖4封裝為貼片型。引線越短，寄生的電感和電容就越小，在受到浪涌沖擊時(shí)，壓敏電阻的殘壓一定時(shí)，因?yàn)榧纳鷧?shù)的影響會(huì)導(dǎo)致峰值電壓不一樣。在使用時(shí)，可以從同型號(hào)器件的不同封裝進(jìn)行對(duì)比參數(shù)差異。壓敏電阻最常見的是使用圖1的封裝放在電源口進(jìn)行浪涌防護(hù)。
壓敏電阻器件構(gòu)造如下圖所示
從上面的示意圖中可以看出，壓敏電阻主要有5個(gè)部件組成：絕緣層，本體，導(dǎo)電銀漿，連接條，引腳。
2. 壓敏電阻伏安特性曲線
壓敏電阻的伏安曲線如下圖所示，從上圖中可看出壓敏電阻的伏安曲線具有對(duì)稱性，比較適合實(shí)用交流電路中進(jìn)行過電壓的防護(hù)。
壓敏電阻的伏案特性具有非線性，根據(jù)電壓的不同，可以將壓敏電阻的伏案曲線分為三個(gè)部分，漏電流區(qū)（Leakage Region）」、「工作區(qū) （Normal Region）」及「上轉(zhuǎn)區(qū) （Upturn Region）」。
下面對(duì)這三個(gè)區(qū)進(jìn)行分別說明：
（1）漏電流區(qū)
當(dāng)壓敏電阻工作在漏電區(qū)時(shí)，此時(shí)壓敏電阻兩端的電壓較低，壓敏電阻對(duì)外表現(xiàn)出較大的阻抗，通常在MΩ級(jí)別，此時(shí)壓敏電阻在電路中僅僅會(huì)增加漏電流，器件不會(huì)動(dòng)作。
（2）工作區(qū)
工作區(qū)也是壓敏電阻的非線性區(qū)，此時(shí)電流在較大范圍內(nèi)變化，但是壓敏電阻兩端的電壓并沒有太大的變化，呈現(xiàn)較好的鉗位特性，這也正是壓敏電阻發(fā)揮作用的區(qū)間。
（3）上轉(zhuǎn)區(qū)
上轉(zhuǎn)區(qū)也被稱為飽和區(qū)。當(dāng)工作在非線區(qū)的壓敏電阻承受的電流繼續(xù)增大后，此時(shí)壓敏電阻限壓的特性會(huì)消失，電阻會(huì)急劇下降，阻抗變得很小，此時(shí)因?yàn)閴好綦娮钑?huì)因?yàn)檩^大功耗而發(fā)熱，最終會(huì)將壓敏電阻燒毀甚至炸裂。因此，壓敏電阻在使用的時(shí)候，不能進(jìn)入到飽和區(qū)即上轉(zhuǎn)區(qū)，基本上就損壞了。
3. 壓敏電阻關(guān)鍵參數(shù)
壓敏電阻的關(guān)鍵參數(shù)如下圖所示，來源于音特電子的官網(wǎng)5D系列的壓敏電阻。
同理，對(duì)于君耀電子的壓敏電阻數(shù)據(jù)手冊(cè)如下圖所示。
從上面兩個(gè)廠家的器件規(guī)格書可以提煉出壓敏電阻的關(guān)鍵參數(shù)有如下幾個(gè)：
（1）壓敏電壓Varistor Voltage
壓敏電壓是指在壓敏電阻兩端通1mA的直流電流來表示其是否導(dǎo)通的電壓。在有些規(guī)格書里面被稱為Vb，同時(shí)，壓敏電阻經(jīng)常會(huì)表示為V@ 1mA。從兩份規(guī)格書可以看出，壓敏電壓通常是一個(gè)范圍，同樣是18V的壓敏電壓，音特電子測出的電壓范圍在16~20V，而君耀電子是15~21.6V。因此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出，壓敏電壓通常的誤差范圍在15%左右。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)壓敏電壓偏離正常值的15%，可認(rèn)為壓敏電阻為失效的狀態(tài)。
（2）最大允許使用電壓 Maximum Allowable Voltage
最大允許使用電壓里面包含了兩個(gè)電壓，直流電壓DC值和正弦交流電壓有效值A(chǔ)C值。也就是壓敏電阻能持續(xù)用在交流電路和直流電路時(shí)，壓敏電阻兩端的電壓不要超過這個(gè)推薦的數(shù)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，最大允許使用電壓Uac=0.6U1mA，Udc=0.8U1mA
在電路中如果選用音特電子5D180K型號(hào)的壓敏電阻，那么直流電壓最大不要超過14V，交流電壓有效值不能超過11V，如果計(jì)算交流電壓的最大峰值15.5V。
（3）最大限制（鉗位）電壓 Maximum Limited（Clamping）Voltage
音特電子規(guī)格書中稱為最大限制電壓，君耀電子規(guī)格書中是最大鉗位電壓，所表達(dá)的意思是一樣的。在談到鉗位電壓時(shí)，有比較說明一下，電路防護(hù)器件防護(hù)類型有鉗位型和開關(guān)型，壓敏電組是屬于鉗位型的器件。
也就是壓敏電阻在發(fā)揮作用后，即使外界的電壓很高，但是最終都會(huì)被鉗位型的器件鉗位在某一個(gè)固定的電壓。壓敏電阻的最大鉗位電壓是指，在壓敏電阻兩端施加規(guī)定的8/20us波沖擊電流時(shí)，壓敏電阻上呈現(xiàn)的電壓。施加的電流為某特定的脈沖電流波，在規(guī)格書中都有詳細(xì)的說明。如下圖所示。
在音特電子規(guī)格書中還單獨(dú)對(duì)該電流進(jìn)行了說明，其他器件所使用的電流為5A，但是對(duì)于180K~680K型號(hào)的器件最大限制電壓改為1A。而在君耀電子的規(guī)格書中， 每個(gè)最大鉗位電壓會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的施加電流值。
比如選擇180K型號(hào)的壓敏電阻，可以看到器件的最大限制電壓為40V，也就是殘壓為40V，后級(jí)電路正常工作的電壓要高于40V才行，不然壓敏電阻將電壓鉗位在40V，后級(jí)還是會(huì)被損壞。
（4）通流容量 Withstanding Surge Current
通流能力也被稱為最大沖擊電流，是指壓敏電阻能承受1.2/50us和8/20us的沖擊電流峰值。在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時(shí)間間隔和次數(shù)，施加標(biāo)準(zhǔn)的沖擊電流，允許通過器件的最大電流。
在音特電子規(guī)格書中要求能承受兩種不同的電流波形，但是在君耀電子的規(guī)格書里面只寫一種8/20us的沖擊電流，這種電流只需要施加一次就可以。判斷壓敏電阻在這種標(biāo)準(zhǔn)的電流波形沖擊下是否能承受住的標(biāo)準(zhǔn)是壓敏電壓是否存在10%的改變。
從規(guī)格書中也能看到，這個(gè)同流能力包含兩個(gè)值，一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)的電流，數(shù)值比較小，而另外一個(gè)是更高的浪涌電流，數(shù)值相對(duì)更大。
（5）靜態(tài)功率 Rated Wattage
靜態(tài)功率是指壓敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下，可以承受施加在壓敏電阻上最大的平均功率。也就是這個(gè)功率和溫度有關(guān)系。在特定的環(huán)境溫度85℃下工作1000小時(shí)，使壓敏電壓變化小于10%的最大功率。
（6）能量耐量 Energy
能量耐量的意思是指在壓敏電阻兩端施加一個(gè)10/100us或者2ms的脈沖波時(shí)，壓敏電壓變化不能超過10%所能承受的能量。如果按照10%的變化會(huì)損壞壓敏電阻，那么就是上面的能力施加后，壓敏電阻不能失效。
（7）靜態(tài)電容量 Typical capacitance
靜態(tài)電容量，都會(huì)帶有一個(gè)@1KHz，也就是壓敏電阻在這樣的標(biāo)準(zhǔn)波形下面呈現(xiàn)出來的寄生電容值為對(duì)應(yīng)的數(shù)值，一般在幾千pF。
（8）精度范圍
指器件標(biāo)稱的壓敏電壓上下浮動(dòng)的精度。一般為±10%
（9）絕緣電阻
在特定的環(huán)境溫度85℃下工作1000小時(shí)，使壓敏電壓變化小于10%的最大功率。
（10）電流溫度系數(shù)
指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時(shí)，溫度改變1℃時(shí)，流過壓敏電阻器電流的相對(duì)變化。
（11）電壓非線性系數(shù)
指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下，其靜態(tài)電阻值與動(dòng)態(tài)電阻值之比。
（12）殘壓比
通過壓敏電阻器的電流為某一值時(shí)，在它兩端所產(chǎn)生的電壓稱為這一電流值的殘壓。殘壓比則是殘壓與標(biāo)稱電壓之比。
（13）漏電流
壓敏電阻在電路中還未動(dòng)作時(shí)，流過壓敏電阻的電流為漏電流。
（14）電壓溫度系數(shù)
指在規(guī)定的溫度范圍(溫度為20℃～70℃)內(nèi)，壓敏電阻器標(biāo)稱電壓的變化率，即在通過壓敏電阻器的電流保持恒定時(shí)，溫度改變1℃時(shí)，壓敏電阻器兩端電壓的相對(duì)變化。
（15）最大沖擊電流（8/20us）
以特定的脈沖電流(8/20us波形)沖擊壓敏電阻器一次或兩次(每次間隔5分鐘)，使壓敏電壓變化仍在10%以內(nèi)的最大沖擊電流。
4. 壓敏電阻選型
（1）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，通過以下的方式來確定壓敏電阻的標(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1.1~1.2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1.2~1.5，因此在直流電路中，一般為額定電壓的1.8~2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1.4~1.5倍左右，因此，在交流電路中，一般為額定電壓的2.2~2.5（1.2*1.5*1.4）倍。
具體的計(jì)算和原因分析在君耀電子的手冊(cè)中有詳細(xì)的介紹。對(duì)于過壓保護(hù)方面的應(yīng)用，要充分考慮到VDR雖然可以吸收很大的浪涌電能量，但是不能承受毫安級(jí)以上的持續(xù)電流；一般考慮V1mA和通流容量兩個(gè)參數(shù)，VDR的壓敏電壓值要大于實(shí)際電路電壓值，還有電源電壓波動(dòng)，壓敏電壓精度，壓敏電阻老化等因素，一般用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
b為壓敏電阻誤差，一般取0.1~0.2
c為元件的老化系數(shù)，一般取0.1
這樣算出來得到下面這個(gè)公式：
V1mA = 1.35~1.8Vp = 1.9~2.5VAC，Vp為額定電壓峰值，VAC為交流電壓有效值一般會(huì)放寬到：V1mA = (1.8~2.0) Vp = (2.2~2.5) Vp
（2）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)器件測量波形為8/20us主要有以下幾種計(jì)算方式。
電源電路差模防護(hù)：比如某電源接口差模防護(hù)量級(jí)測試需要達(dá)到2000V，那么根據(jù)回路內(nèi)阻2Ω，計(jì)算回路電流I為V測試/R內(nèi)阻=100A通流量選擇要求IMAX>I工作×2=2000A。
電源電路共模防護(hù):比如某電源接口供模防護(hù)量級(jí)需要達(dá)到4000V，那么根據(jù)回路電阻為12Ω，計(jì)算回路電流330A，器件通流量選擇要求660A。
信號(hào)電路共模防護(hù)：比如某信號(hào)接口共模防護(hù)量級(jí)1000V，根據(jù)回路內(nèi)阻40Ω，計(jì)算回路25A，器件通流量選擇50A。
（3）確定壓敏電阻兩端的結(jié)電容。
結(jié)電容以不影響被防護(hù)電路的正常工作為準(zhǔn)。壓敏電阻的電容一般都較大，存在幾千pF級(jí)別，因此不適合用在高頻的場合，不然會(huì)影響電路的正常工作。
電源電路如果加在線線之間結(jié)電容可以不用關(guān)注，如果加在線地之間那么需要考慮漏電流對(duì)于產(chǎn)品安全的影響。信號(hào)電路防護(hù)器件的結(jié)電容需要根據(jù)電保護(hù)電路信號(hào)速率來定，高速信號(hào)線上盡可能選擇結(jié)電容小的器件，以便不影響保護(hù)電路的正常工作。
通流量不能滿足使用要求時(shí)，可將幾只單個(gè)的壓敏電阻并聯(lián)使用，其通流量為各單只壓敏電阻之和，要求并聯(lián)的壓敏電阻伏安特性盡量相同，否則易引起分流不均而損壞壓敏電阻，這種方法可以使用，但是不推薦使用。
由于壓敏電阻在抑制暫態(tài)過壓時(shí)，能量超過其額定容量時(shí)，一旦擊穿短路是不可恢復(fù)的，必須更換，因此在器件應(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。
由于壓敏電阻結(jié)電容較大，在信號(hào)接口設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮對(duì)工作信號(hào)的衰減。壓敏電阻一般用在工頻電路中。
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。
壓敏電阻在進(jìn)行交流防護(hù)時(shí)，共模防護(hù)會(huì)和氣體放電管搭配使用，差模防護(hù)就使用單個(gè)壓敏電阻即可。
（2）直流防護(hù)
直流防護(hù)如果沒有PE線，直接在正負(fù)極之間放置壓敏電阻即可，如果有PE線可以參考交流防護(hù)的方式，共模和差模都需要進(jìn)行防護(hù)。下面是TDK官網(wǎng)展示的壓敏電阻防護(hù)的示意圖。
考慮到壓敏電阻失效后電阻下降比較大，用在直流防護(hù)時(shí)，一般會(huì)和保險(xiǎn)絲配合起來使用，當(dāng)后級(jí)有較大電流時(shí)，前級(jí)的保險(xiǎn)絲可以快速的熔斷。
壓敏電阻，英文名Voltage Dependent Resistor，縮寫VDR，或者叫Varistor，Variable（會(huì)變的）+ Resistor（電阻）。它的伏安特性曲線具有非線性。也就是壓敏電阻的阻值并不是固定的，存在動(dòng)態(tài)變化。
這種電阻的動(dòng)態(tài)變化正是因?yàn)閴好綦娮鑳啥说碾妷翰煌憩F(xiàn)出不同的阻值。即在一定電流電壓范圍內(nèi)，壓敏電阻值隨電壓而變，或者說是電阻值對(duì)電壓敏感的器件，所以這就是為什么叫壓敏電阻。
壓敏電阻的工作原理是：在正常電壓下相當(dāng)于一個(gè)小電容（結(jié)電容），當(dāng)電路出現(xiàn)過電壓時(shí)，利用壓敏電阻的非線性，它的內(nèi)阻急劇下降并迅速導(dǎo)通，其工作電流增大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，此時(shí)壓敏電阻的電壓會(huì)立馬被鉗位在某個(gè)固定值，因此。壓敏電阻與電路并聯(lián)使用，是一種過壓保護(hù)元件，從而保護(hù)電路不受過壓的影響而損壞。
組成壓敏電阻的材料類型比較多，常見的有氧化鋅壓敏電阻，碳化硅壓敏電阻，氧化鈦壓敏電阻和鈦酸鋇壓敏電阻。氧化鋅壓敏電阻的主體材料是二價(jià)元素鋅和六價(jià)元素氧。因此，壓敏電阻經(jīng)常被簡稱為MOV，金屬氧化物壓敏電阻。
壓敏電阻也被稱為突波吸收器，是一種具有電壓電流對(duì)稱特性的電壓屬性電阻器，它主要的設(shè)計(jì)是用來保護(hù)電子產(chǎn)品或元件免受開關(guān)或雷擊所產(chǎn)生突波的影響。壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間是ns級(jí)，比氣體放電管要快，但是比TVS管要慢一些，用在一般電子電路中進(jìn)行過壓防護(hù)，響應(yīng)時(shí)間可以滿足要求。
壓敏電阻在電路中的標(biāo)識(shí)如下：
從圖片的標(biāo)識(shí)可以看出，壓敏電阻的原理圖符號(hào)是在電阻的基礎(chǔ)上增加了可變的意思。
壓敏電阻封裝類型有直插式和貼片式。
圖1和圖3長引線式是插件型，圖2和圖4封裝為貼片型。引線越短，寄生的電感和電容就越小，在受到浪涌沖擊時(shí)，壓敏電阻的殘壓一定時(shí)，因?yàn)榧纳鷧?shù)的影響會(huì)導(dǎo)致峰值電壓不一樣。在使用時(shí)，可以從同型號(hào)器件的不同封裝進(jìn)行對(duì)比參數(shù)差異。壓敏電阻最常見的是使用圖1的封裝放在電源口進(jìn)行浪涌防護(hù)。
壓敏電阻器件構(gòu)造如下圖所示
從上面的示意圖中可以看出，壓敏電阻主要有5個(gè)部件組成：絕緣層，本體，導(dǎo)電銀漿，連接條，引腳。
2. 壓敏電阻伏安特性曲線
壓敏電阻的伏安曲線如下圖所示，從上圖中可看出壓敏電阻的伏安曲線具有對(duì)稱性，比較適合實(shí)用交流電路中進(jìn)行過電壓的防護(hù)。
壓敏電阻的伏案特性具有非線性，根據(jù)電壓的不同，可以將壓敏電阻的伏案曲線分為三個(gè)部分，漏電流區(qū)（Leakage Region）」、「工作區(qū) （Normal Region）」及「上轉(zhuǎn)區(qū) （Upturn Region）」。
下面對(duì)這三個(gè)區(qū)進(jìn)行分別說明：
（1）漏電流區(qū)
當(dāng)壓敏電阻工作在漏電區(qū)時(shí)，此時(shí)壓敏電阻兩端的電壓較低，壓敏電阻對(duì)外表現(xiàn)出較大的阻抗，通常在MΩ級(jí)別，此時(shí)壓敏電阻在電路中僅僅會(huì)增加漏電流，器件不會(huì)動(dòng)作。
（2）工作區(qū)
工作區(qū)也是壓敏電阻的非線性區(qū)，此時(shí)電流在較大范圍內(nèi)變化，但是壓敏電阻兩端的電壓并沒有太大的變化，呈現(xiàn)較好的鉗位特性，這也正是壓敏電阻發(fā)揮作用的區(qū)間。
（3）上轉(zhuǎn)區(qū)
上轉(zhuǎn)區(qū)也被稱為飽和區(qū)。當(dāng)工作在非線區(qū)的壓敏電阻承受的電流繼續(xù)增大后，此時(shí)壓敏電阻限壓的特性會(huì)消失，電阻會(huì)急劇下降，阻抗變得很小，此時(shí)因?yàn)閴好綦娮钑?huì)因?yàn)檩^大功耗而發(fā)熱，最終會(huì)將壓敏電阻燒毀甚至炸裂。因此，壓敏電阻在使用的時(shí)候，不能進(jìn)入到飽和區(qū)即上轉(zhuǎn)區(qū)，基本上就損壞了。
3. 壓敏電阻關(guān)鍵參數(shù)
壓敏電阻的關(guān)鍵參數(shù)如下圖所示，來源于音特電子的官網(wǎng)5D系列的壓敏電阻。
同理，對(duì)于君耀電子的壓敏電阻數(shù)據(jù)手冊(cè)如下圖所示。
從上面兩個(gè)廠家的器件規(guī)格書可以提煉出壓敏電阻的關(guān)鍵參數(shù)有如下幾個(gè)：
（1）壓敏電壓Varistor Voltage
壓敏電壓是指在壓敏電阻兩端通1mA的直流電流來表示其是否導(dǎo)通的電壓。在有些規(guī)格書里面被稱為Vb，同時(shí)，壓敏電阻經(jīng)常會(huì)表示為V@ 1mA。從兩份規(guī)格書可以看出，壓敏電壓通常是一個(gè)范圍，同樣是18V的壓敏電壓，音特電子測出的電壓范圍在16~20V，而君耀電子是15~21.6V。因此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出，壓敏電壓通常的誤差范圍在15%左右。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)壓敏電壓偏離正常值的15%，可認(rèn)為壓敏電阻為失效的狀態(tài)。
（2）最大允許使用電壓 Maximum Allowable Voltage
最大允許使用電壓里面包含了兩個(gè)電壓，直流電壓DC值和正弦交流電壓有效值A(chǔ)C值。也就是壓敏電阻能持續(xù)用在交流電路和直流電路時(shí)，壓敏電阻兩端的電壓不要超過這個(gè)推薦的數(shù)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，最大允許使用電壓Uac=0.6U1mA，Udc=0.8U1mA
在電路中如果選用音特電子5D180K型號(hào)的壓敏電阻，那么直流電壓最大不要超過14V，交流電壓有效值不能超過11V，如果計(jì)算交流電壓的最大峰值15.5V。
（3）最大限制（鉗位）電壓 Maximum Limited（Clamping）Voltage
音特電子規(guī)格書中稱為最大限制電壓，君耀電子規(guī)格書中是最大鉗位電壓，所表達(dá)的意思是一樣的。在談到鉗位電壓時(shí)，有比較說明一下，電路防護(hù)器件防護(hù)類型有鉗位型和開關(guān)型，壓敏電組是屬于鉗位型的器件。
也就是壓敏電阻在發(fā)揮作用后，即使外界的電壓很高，但是最終都會(huì)被鉗位型的器件鉗位在某一個(gè)固定的電壓。壓敏電阻的最大鉗位電壓是指，在壓敏電阻兩端施加規(guī)定的8/20us波沖擊電流時(shí)，壓敏電阻上呈現(xiàn)的電壓。施加的電流為某特定的脈沖電流波，在規(guī)格書中都有詳細(xì)的說明。如下圖所示。
在音特電子規(guī)格書中還單獨(dú)對(duì)該電流進(jìn)行了說明，其他器件所使用的電流為5A，但是對(duì)于180K~680K型號(hào)的器件最大限制電壓改為1A。而在君耀電子的規(guī)格書中， 每個(gè)最大鉗位電壓會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的施加電流值。
比如選擇180K型號(hào)的壓敏電阻，可以看到器件的最大限制電壓為40V，也就是殘壓為40V，后級(jí)電路正常工作的電壓要高于40V才行，不然壓敏電阻將電壓鉗位在40V，后級(jí)還是會(huì)被損壞。
（4）通流容量 Withstanding Surge Current
通流能力也被稱為最大沖擊電流，是指壓敏電阻能承受1.2/50us和8/20us的沖擊電流峰值。在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時(shí)間間隔和次數(shù)，施加標(biāo)準(zhǔn)的沖擊電流，允許通過器件的最大電流。
在音特電子規(guī)格書中要求能承受兩種不同的電流波形，但是在君耀電子的規(guī)格書里面只寫一種8/20us的沖擊電流，這種電流只需要施加一次就可以。判斷壓敏電阻在這種標(biāo)準(zhǔn)的電流波形沖擊下是否能承受住的標(biāo)準(zhǔn)是壓敏電壓是否存在10%的改變。
從規(guī)格書中也能看到，這個(gè)同流能力包含兩個(gè)值，一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)的電流，數(shù)值比較小，而另外一個(gè)是更高的浪涌電流，數(shù)值相對(duì)更大。
（5）靜態(tài)功率 Rated Wattage
靜態(tài)功率是指壓敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下，可以承受施加在壓敏電阻上最大的平均功率。也就是這個(gè)功率和溫度有關(guān)系。在特定的環(huán)境溫度85℃下工作1000小時(shí)，使壓敏電壓變化小于10%的最大功率。
（6）能量耐量 Energy
能量耐量的意思是指在壓敏電阻兩端施加一個(gè)10/100us或者2ms的脈沖波時(shí)，壓敏電壓變化不能超過10%所能承受的能量。如果按照10%的變化會(huì)損壞壓敏電阻，那么就是上面的能力施加后，壓敏電阻不能失效。
（7）靜態(tài)電容量 Typical capacitance
靜態(tài)電容量，都會(huì)帶有一個(gè)@1KHz，也就是壓敏電阻在這樣的標(biāo)準(zhǔn)波形下面呈現(xiàn)出來的寄生電容值為對(duì)應(yīng)的數(shù)值，一般在幾千pF。
（8）精度范圍
指器件標(biāo)稱的壓敏電壓上下浮動(dòng)的精度。一般為±10%
（9）絕緣電阻
在特定的環(huán)境溫度85℃下工作1000小時(shí)，使壓敏電壓變化小于10%的最大功率。
（10）電流溫度系數(shù)
指在壓敏電阻器的兩端電壓保持恒定時(shí)，溫度改變1℃時(shí)，流過壓敏電阻器電流的相對(duì)變化。
（11）電壓非線性系數(shù)
指壓敏電阻器在給定的外加電壓作用下，其靜態(tài)電阻值與動(dòng)態(tài)電阻值之比。
（12）殘壓比
通過壓敏電阻器的電流為某一值時(shí)，在它兩端所產(chǎn)生的電壓稱為這一電流值的殘壓。殘壓比則是殘壓與標(biāo)稱電壓之比。
（13）漏電流
壓敏電阻在電路中還未動(dòng)作時(shí)，流過壓敏電阻的電流為漏電流。
（14）電壓溫度系數(shù)
指在規(guī)定的溫度范圍(溫度為20℃～70℃)內(nèi)，壓敏電阻器標(biāo)稱電壓的變化率，即在通過壓敏電阻器的電流保持恒定時(shí)，溫度改變1℃時(shí)，壓敏電阻器兩端電壓的相對(duì)變化。
（15）最大沖擊電流（8/20us）
以特定的脈沖電流(8/20us波形)沖擊壓敏電阻器一次或兩次(每次間隔5分鐘)，使壓敏電壓變化仍在10%以內(nèi)的最大沖擊電流。
4. 壓敏電阻選型
（1）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，通過以下的方式來確定壓敏電阻的標(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1.1~1.2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1.2~1.5，因此在直流電路中，一般為額定電壓的1.8~2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1.4~1.5倍左右，因此，在交流電路中，一般為額定電壓的2.2~2.5（1.2*1.5*1.4）倍。
具體的計(jì)算和原因分析在君耀電子的手冊(cè)中有詳細(xì)的介紹。對(duì)于過壓保護(hù)方面的應(yīng)用，要充分考慮到VDR雖然可以吸收很大的浪涌電能量，但是不能承受毫安級(jí)以上的持續(xù)電流；一般考慮V1mA和通流容量兩個(gè)參數(shù)，VDR的壓敏電壓值要大于實(shí)際電路電壓值，還有電源電壓波動(dòng)，壓敏電壓精度，壓敏電阻老化等因素，一般用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
a為電源電壓的波動(dòng)系數(shù)，一般?。?.1~0.3）
b為壓敏電阻誤差，一般取0.1~0.2
c為元件的老化系數(shù)，一般取0.1
這樣算出來得到下面這個(gè)公式：
V1mA = 1.35~1.8Vp = 1.9~2.5VAC，Vp為額定電壓峰值，VAC為交流電壓有效值一般會(huì)放寬到：V1mA = (1.8~2.0) Vp = (2.2~2.5) Vp
（2）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)器件測量波形為8/20us主要有以下幾種計(jì)算方式。
電源電路差模防護(hù)：比如某電源接口差模防護(hù)量級(jí)測試需要達(dá)到2000V，那么根據(jù)回路內(nèi)阻2Ω，計(jì)算回路電流I為V測試/R內(nèi)阻=100A通流量選擇要求IMAX>I工作×2=2000A。
電源電路共模防護(hù):比如某電源接口供模防護(hù)量級(jí)需要達(dá)到4000V，那么根據(jù)回路電阻為12Ω，計(jì)算回路電流330A，器件通流量選擇要求660A。
信號(hào)電路共模防護(hù)：比如某信號(hào)接口共模防護(hù)量級(jí)1000V，根據(jù)回路內(nèi)阻40Ω，計(jì)算回路25A，器件通流量選擇50A。
（3）確定壓敏電阻兩端的結(jié)電容。
結(jié)電容以不影響被防護(hù)電路的正常工作為準(zhǔn)。壓敏電阻的電容一般都較大，存在幾千pF級(jí)別，因此不適合用在高頻的場合，不然會(huì)影響電路的正常工作。
電源電路如果加在線線之間結(jié)電容可以不用關(guān)注，如果加在線地之間那么需要考慮漏電流對(duì)于產(chǎn)品安全的影響。信號(hào)電路防護(hù)器件的結(jié)電容需要根據(jù)電保護(hù)電路信號(hào)速率來定，高速信號(hào)線上盡可能選擇結(jié)電容小的器件，以便不影響保護(hù)電路的正常工作。
5. 壓敏電阻選型注意事項(xiàng)
通流量不能滿足使用要求時(shí)，可將幾只單個(gè)的壓敏電阻并聯(lián)使用，其通流量為各單只壓敏電阻之和，要求并聯(lián)的壓敏電阻伏安特性盡量相同，否則易引起分流不均而損壞壓敏電阻，這種方法可以使用，但是不推薦使用。
由于壓敏電阻在抑制暫態(tài)過壓時(shí)，能量超過其額定容量時(shí)，一旦擊穿短路是不可恢復(fù)的，必須更換，因此在器件應(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。
由于壓敏電阻結(jié)電容較大，在信號(hào)接口設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮對(duì)工作信號(hào)的衰減。壓敏電阻一般用在工頻電路中。
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。
6. 壓敏電阻防護(hù)電路
壓敏電阻在進(jìn)行交流防護(hù)時(shí)，共模防護(hù)會(huì)和氣體放電管搭配使用，差模防護(hù)就使用單個(gè)壓敏電阻即可。
（2）直流防護(hù)
直流防護(hù)如果沒有PE線，直接在正負(fù)極之間放置壓敏電阻即可，如果有PE線可以參考交流防護(hù)的方式，共模和差模都需要進(jìn)行防護(hù)。下面是TDK官網(wǎng)展示的壓敏電阻防護(hù)的示意圖。
考慮到壓敏電阻失效后電阻下降比較大，用在直流防護(hù)時(shí)，一般會(huì)和保險(xiǎn)絲配合起來使用，當(dāng)后級(jí)有較大電流時(shí)，前級(jí)的保險(xiǎn)絲可以快速的熔斷。
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