電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）隨著用戶對(duì)器件安全越來(lái)越重視，器件的故障安全功能越來(lái)越受歡迎，因此，市場(chǎng)上的壓敏電阻器的種類在近幾年不斷增加，有了許多不同尺寸和浪涌能力的設(shè)計(jì)。

作為一種用得最多的限壓器件，壓敏電阻在成本上就很有優(yōu)勢(shì)，而且通流量大，其體積越大能承受的浪涌電流也就越大。壓敏電阻發(fā)揮抑制器作用，保護(hù)設(shè)備及電路免受來(lái)自ESD靜電放電或雷擊浪涌等瞬態(tài)異常電壓的影響。

多層壓敏電阻的浪涌保護(hù)應(yīng)用

小型、輕量、高效率的各類電源開(kāi)關(guān)十分常見(jiàn)，在開(kāi)關(guān)電源中，電源電路前端擁有EMC濾波器電路，用于抑制通過(guò)電源線侵入的傳導(dǎo)噪音。但僅依靠EMC濾波器無(wú)法阻擋雷擊浪涌或開(kāi)關(guān)浪涌，因此可以在EMC濾波器前端設(shè)有使用盤(pán)型壓敏電阻的浪涌保護(hù)電路。

在這種小型的電子應(yīng)用中，超小型表面貼裝多層壓敏電阻器（MLV）非常實(shí)用。當(dāng)電路或系統(tǒng)遇到破壞性的電壓尖峰時(shí)，關(guān)閉的MLV被激活并通過(guò)將尖峰重定向到地面來(lái)保護(hù)設(shè)備。因?yàn)槎鄬訅好綦娮鐼LV 由摻雜有半導(dǎo)體氧化鋅的晶粒陶瓷制成，想要保持MLV的高性能晶粒需要均勻且細(xì)小。低質(zhì)量的MLV中不規(guī)則的晶間邊界會(huì)導(dǎo)致器件擊穿電壓降低和漏電流增加。在這種應(yīng)用中，TVS二極管也很常見(jiàn)，作為MLV的替代品。TVS二極管雖然也具有快速響應(yīng)，但并不具有MLV的重復(fù)觸發(fā)能力。

在電路板級(jí)環(huán)境中，有些特定部分需要額外的加強(qiáng)保護(hù)，在這個(gè)基礎(chǔ)上MLV會(huì)做一些延申。例如用于高數(shù)據(jù)速率ESD抑制、用于ESD同時(shí)提供濾波功能以及針對(duì)汽車(chē)電子中的特定瞬態(tài)抑制。

帶熱耦合熔斷的壓敏電阻

一般情況下，壓敏電阻用于電子設(shè)備浪涌過(guò)壓保護(hù)的效果很明顯。但有一個(gè)問(wèn)題是壓敏電阻容易老化，這也是壓敏電阻的通病之一。一旦壓敏電阻在異常過(guò)電壓下或到達(dá)壽命終點(diǎn)時(shí)，器件失效可能會(huì)導(dǎo)致熱失控，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)壓敏電阻的電路保護(hù)功能。

帶熱耦合熔斷的壓敏電阻就是為了防止此類情況發(fā)生而設(shè)計(jì)，壓敏電阻通過(guò)混合設(shè)計(jì)將壓敏電阻和熱耦合熔斷器集成到一個(gè)組件中，壓敏電阻與熱耦合熔斷器串聯(lián)連接，熱耦合熔斷器用于保護(hù)壓敏電阻。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱元件開(kāi)始融化，彈簧將壓敏電阻安全地與電源線斷開(kāi)，避免重新連接。

在電壓水平波動(dòng)大，浪涌脈沖頻繁的應(yīng)用中，單個(gè)壓敏電阻容易遇上熱失控風(fēng)險(xiǎn)，帶熱耦合熔斷器的壓敏電阻比單個(gè)壓敏電阻元件更安全。在光伏逆變器、工業(yè)電源以及大型照明系統(tǒng)中，這種更可靠的方案更受青睞。

壓敏電阻的老化問(wèn)題

帶熱耦合熔斷的壓敏電阻解決了器件老化后的失控風(fēng)險(xiǎn)，但壓敏電阻容易老化這個(gè)缺點(diǎn)存在。為了延緩壓敏電阻的老化速度，通常將其與陶瓷放電管一起使用。

將壓敏電阻與陶瓷放電管并聯(lián)可以盡量減小持續(xù)大電流后壓敏電阻性能退化的問(wèn)題。二者并聯(lián)操作時(shí)。壓敏電阻在放電管尚未導(dǎo)通之前開(kāi)始動(dòng)作，對(duì)過(guò)電壓進(jìn)行鉗位泄放大電流，放電管導(dǎo)通后二者一起進(jìn)行并聯(lián)分流，減小壓敏電阻的通流壓力。陶瓷放電管通過(guò)幫助縮短壓敏電阻通大電流的時(shí)間來(lái)延緩壓敏電阻的老化。

將壓敏電阻與陶瓷放電管串聯(lián)也有相同的效果，整個(gè)串聯(lián)支路的總電容可以減少很多，當(dāng)沒(méi)有過(guò)電壓作用時(shí)，壓敏電阻幾乎沒(méi)有漏電流，也能減緩壓敏電阻性能的衰退。

小結(jié)

壓敏電阻的選取要根據(jù)實(shí)際電路中的輸入電壓以及電壓峰值來(lái)確定，壓敏電阻雖然能夠吸收很大的浪涌電量，但是不能承受毫安級(jí)以上的持續(xù)電流，這點(diǎn)在過(guò)壓保護(hù)時(shí)也需要考慮。