IEC62368-1之壓敏電阻1

“壓敏電阻"是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件。英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”, 或者叫做“Varistor"。壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體，所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個(gè)品種。

金屬氧化物壓敏電阻（MOV, Metal Oxide Varistor），它包含由氧化鋅顆粒與少量其他金屬氧化物或聚合物間隔構(gòu)成的陶瓷塊（"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器），夾于兩金屬片間。顆粒與鄰近氧化物交界處會(huì)形成二極管效應(yīng)，由于有大量雜亂顆粒，使得它等同于一大堆背向相連的二極管，低電壓時(shí)只有很小的逆向漏電電流，當(dāng)遇到高電壓時(shí)，二極管因熱電子與隧道效應(yīng)而發(fā)生逆向崩潰，流通大電流。因此，壓敏電阻的電流-電壓特性曲線具有高度的非線性: 低電壓時(shí)電阻高、高電壓時(shí)電阻低。如圖1所示

圖1

壓敏電阻器的基本功能是抑制瞬態(tài)過電壓和分流瞬態(tài)過電流，保護(hù)輸變電系統(tǒng)、各種電氣、電子設(shè)備和產(chǎn)品，特別是信息技術(shù)產(chǎn)品免遭雷電過電壓、操作過電壓、靜電過電壓等浪涌電壓的損壞，并提高它們的抗干擾能力和電磁兼容性。壓敏電阻器是目前電子工業(yè)用量最大、不可或缺的瞬態(tài)過電壓保護(hù)元件。

壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)，為什么標(biāo)準(zhǔn)會(huì)把一個(gè)功能保護(hù)器件列入標(biāo)準(zhǔn)要管控的關(guān)鍵件隊(duì)列中呢？

因?yàn)?：壓敏電阻器是會(huì)損壞的。

壓敏電阻器在電路的過電壓防護(hù)中，如果正常工作在圖2的預(yù)擊穿區(qū)和擊穿區(qū)，理論上是不會(huì)損壞的。但由于壓敏電阻器要長期承受電源電壓，電路中暫態(tài)過電壓、超能量過電壓隨機(jī)的不斷沖擊及吸收電路儲(chǔ)能元件釋放能量，因此，壓敏電阻器也是會(huì)損壞的，它的壽命根據(jù)所在電路經(jīng)受的過電壓幅值和能量的不同而不同。

圖2

因?yàn)?：損壞的壓敏電阻可能會(huì)著火

壓敏電阻起火燃燒的現(xiàn)象，基本可分為兩種： 

① 老化失效，這是指電阻體的低阻線性化逐步加劇，漏電流惡性增加且集中流入薄弱點(diǎn)，薄弱點(diǎn)材料融化，形成1kΩ左右的短路孔后，電源繼續(xù)推動(dòng)一個(gè)較大的電流灌入短路點(diǎn)，形成高熱而起火。

② 暫態(tài)過電壓破壞，這是指較強(qiáng)的暫態(tài)過電壓使電阻體穿孔，導(dǎo)致更大的電流而高熱起火。整個(gè)過程在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生，以至電阻體上設(shè)置的熱熔接點(diǎn)來不及熔斷。在三相電源保護(hù)中，N-PE線之間的壓敏電阻器燒壞起火的事故概率較高，多數(shù)是屬于這一種情況。

因此IEC 62368-1標(biāo)準(zhǔn)將MOV視為PIS（潛在引燃源），對(duì)壓敏電阻要進(jìn)行防觸電保護(hù)和著火防護(hù)的測試以考察器件的耐電壓沖擊性能和阻燃性能。