压敏电阻的选择

在网上看到了很多关于压敏电阻的话题，对压敏电阻的各个参数有了非常详尽的描述，给我们的选择带来了很大的便利。但是在工作中，还是遇到很多人在问一个问题，那就是：同样的压敏电压，不同的直接，该如何选择？今天我首先对基础的东西，做一些描述和说明，然后再针对这个问题和大家详细的讨论一下。
首先，我们先一起回忆下压敏电阻的特性参数有哪些？

1）压敏电压Va；2）峰值电流Ip；3）残压Vc；4）最大连续工作电压Vdc,Vac；5）通流容量Imax；6）静态电容值；7）额定功率P

击穿电压：在测试电流为1mA的测试条件下直流击穿电压值

漏电流：在最大连续直流电压下，测得通过压敏电阻的电流

通流容量：按规定时间间隔和次数，在压敏电阻上施加规定波形（常为8/20μs）的浪涌电流，压敏电阻的压敏电压变化率保持在规定范围内，所能通过的最大电流峰值最大连续电压：指允许长期连续施加在压敏电阻两端的工频电压有效值（或直流电压值）。压敏电阻在此电压下能正常冷却，不会发生热击穿。

残压：压敏电阻在通过规定波形（8/20us)的浪涌电流时，其两端出现的峰值电流。

残压比：压敏电阻的残余电压通常与压敏电压是不相等的，两者之比称为残压比，大约在1.8～3.2之间（或更高），这说明压敏电阻有较大的动态内阻。

MOV的选型

 压敏电压V1ma的选择

V1ma=a*U/(b*c)

a–电源电压波动系数，一般取1.2

U-电路直流工作电压或交流电压的峰值

b-压敏电压误差，取0.9

c压敏电阻的老化系数，一般取0.9

 通流量选择

确定压敏电阻是用于防雷还是防止电子仪器及设备内部的操作过电压,以及防雷应用的测试条件。雷击测试常用1.2/50us&8/20us综合波。

发生器的电压6KV,内阻为2欧姆时, 电流3KA

发生器的电压6KV,内阻为12欧姆时, 电流500A

压敏电阻的失效模式

 热击穿

由于劣化,内部均匀化差及吸收的脉冲能量过大等原因,会造成它的发热大于散热,引起热崩溃(或局部热崩溃),最终造成薄弱点穿孔而击穿

 开裂

由于元件本身存在结构应力,在元件吸收大量能量时,因热应力作用而导致开裂.有时也有短路或开路情况发生

 炸裂

当冲击电流的幅值很大,且时间宽度小于50uS(例如8/20uS电流波)时,就会发生炸裂,就会发生炸裂.这是因为在这样短的时间内,电流所产生的热量来不及在晶粒间传导,可视作绝热过程.其结果是电流比较集中的

解决方法：

 尽量选择优质的产品（如已经过认证的产品）。譬如通过的认证UL1449 ：、VDE、CQC、CSA

 从抑制瞬变干扰的角度出发，要尽量降低外施电压与压敏电压的比率（它反映压敏电的荷电率），选择压敏电压稍高的MOV。必要时可采取多级保护，以解决元件寿命和被保护设备对瞬变抑制的要求。

 当压敏电阻应用在浪涌脉冲重复产生的场合时，通过压敏电阻的浪涌峰值电流和浪涌能量不应超过“脉冲电流寿命值”中的规定值。选择通流量稍大的压敏电阻。

MOV常见厂家（仅做参考，不做推荐，更不是广告）

 BRIGHTKING EPCOS  TNR  LITTLEFUSE  PANASONIC  CERAMATE  MAIDA  JOYIN

好了，现在就要说到最困扰的问题了，相信大家看了上面的描述以后，对压敏电阻不再陌生了吧，以及如何计算压敏电压等，都会有了自己的见解。那么同样的压敏电压，直径不同的压敏电阻如何去选呢？譬如681D10,681D14,681D20……

首先和大家先去了解一下UL1449的认证中定义的几种类型：

Type 1 – Permanently connected SPDs intended for installation between the secondary of the

service transformer and the line side of the service equipment overcurrent device, as well as

the load side, including watt-hour meter socket enclosures and intended to be installed without

an external overcurrent protective device..

Type 2 – Permanently connected SPDs intended for installation on the load side of the service

equipment overcurrent device; including SPDs located at the branch panel.

Type 3 – Point of utilization SPDs, installed at a minimum conductor length of 10 meters (30

feet) from the electrical service panel to the point of utilization, for example cord connected,

direct plug-in, receptacle type and SPDs installed at the utilization equipment being protected.

See marking in 64.2. The distance (10 meters) is exclusive of conductors provided with or used to attach SPDs.

Type 4 – Component SPDs, including discrete components as well as component assemblies.

以及下表对各种类型所测试的规定，如下是UL1449的文件，供大家参考。

从如上定义及测试规格就可以看出，对于出口产品，最低的要求就是要6KV/3KA的，而满足这个的最小直径就是10的，所以很多输入输出端口出使用D5,D7的压敏电阻是没有办法过认证的。理论上，直径越大越好，是不是真的这样呢？

答案当然不是，原因有二。1）成本，价格和是面积成正比的，所以D10和D20价格是有天壤之别的；2）空间，两者所占用的空间也是相差很多。

至此，结合认证，成本，PCB，我想压敏电阻的选择还有问题吗；）

在此，非常感谢LLT的大力支持。

附：
UL 1449-2009 Surge Protective Devices.pdf