如何读懂压敏电阻规格书？从相关术语到元件选型，一文讲清楚

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问：压敏电阻规格说明

压敏电阻是非线性双向电压依赖型保护器件，具有相对较高的瞬态电流和能量等级（反应时长为纳秒至毫秒等级）。压敏电阻的快速反应时间用于防止电子电路出现电压瞬变、电压浪涌、电压尖峰、过电压事件和ESD。压敏电阻通常用于电路前端的输入线路，有时也用于电路后端的输出线路。压敏电阻是常开型器件，直至过压发生，在这种情况下，压敏电阻以指数级速度降低电阻的方式来钳制电压。

 

因为大多数过电压情况电压值都未知，所以很难知道压敏电阻是否是在其限值范围内使用。压敏电阻如果在规格范围内操作，则随着时间的推移通常不会出现任何劣化现象；但是，在电压事件出现后压敏电阻会随着时间的推移变得“更具电阻性”（老化）。压敏电阻的老化失效最初会表现为几乎短路的状态，但如果压敏电阻没有串联热敏电阻或电阻丝以限制电流值，则电路最终会开路。

 

某些压敏电阻会内置热元件，这不仅可快速检测过高热量，还可节省电路板空间。此类压敏电阻有2个或3个引脚封装形式，其中第3个引脚通常是一个“输出指示器”，显示压敏电阻内部的状态，通常是输出到某种外部指示器电路。每个封装内也可以包含多个压敏电阻。

	Littelfuse的 SMOV25S151MP
	EPCOS的 B72214T2301K105

大多数压敏电阻的规格书中还包含脉冲率曲线图或抗重复浪涌能力图，以展示压敏电阻对应的规格。超出这些规格可能导致器件不符合最初发布的规格。如果未正确选择规格，则可能导致压敏电阻无法正常工作、生命周期缩短或完全失效。因为针对每个压敏电阻可采用不同的测试方法来确定压敏电阻值，所以在确定是否选择了正确的压敏电阻之前，务必要查看规格书。

压敏电阻相关术语

• 压敏电压（最小值）： 压敏电阻电阻值发生变化时的近似最小电压，或“开始导通”电压，通常通过在指定的受控电路或电气值下运行压敏电阻来确定该值。

  
  

• 压敏电压（典型值）： 该值为最小和最大压敏电压之间的典型浪涌电压或近似“中点”电压。这通常是衍生自最小和最大电压的中点电压的特定通用值。

  
  

• 压敏电压（最大值）： 有时称为钳位电压（最大值），是压敏电阻在指定峰值脉冲持续时间内传导（或通过电路）的近似最大电压，如果在规格范围内操作，则不会导致设备故障。通常在指定的受控电路中运行压敏电阻来确定该值，或者在诸如最大钳位电压（类电流下）等电气值下确定。

  
  

• 电流 - 浪涌： 给定波形的指定峰值脉冲持续时间内的最大峰值电流，可在不引起设备故障的情况下应用。虽然压敏电阻可以应对这种浪涌，但大多数制造商都认为在建议更换压敏电阻之前，浪涌电流只能出现一次。

  
  

• 能量： 在事件发生时，压敏电阻在给定波形的指定峰值脉冲持续时间内可消耗的最大焦耳（或瓦秒）。通常在指定的受控电路和电气值下运行压敏电阻来确定该值。压敏电阻只能对此最大量级做出一次反应，做出反应后建议进行更换。尽管压敏电阻在事件发生后可能仍可以工作，但可能无法正常工作。

  
  

• 最大交流电压： 该值为可以在压敏电阻上持续施加的最大RMS线电压。选值可稍高于实际的RMS线电压。正弦波的峰值电压不应与最小压敏电压重叠，这会降低压敏电阻的寿命。值得庆幸的是，这是制造商在其规格范围内进行计算的常规做法。

  
  

• 最大直流电压： 该值为可以在压敏电阻上持续施加的最大直流线电压。选值可稍高于实际的直流线电压，但制造商很多时候会在其规格范围内包含这个余量。

怎样选择正确的压敏电阻

1. 确定能够使压敏电阻正常工作的连续工作电压，并选择最大交流或直流电压等于或稍高于此连续工作电压的压敏电阻。由于供电线通常具有电压变化容差，因此最大额定电压比实际线电压高10-15%很常见。通常情况下，压敏电阻已经将该比率计入其电压值。当极低的漏电流比可能的最低保护电平更重要时，可以考虑使用具有更高工作电压的压敏电阻。

2. 确定事件发生时由压敏电阻吸收的能量。虽然这有时可能是未知值，但是可以在发生环境和规格书规范界定的事件期间使用压敏电阻的所有绝对最大负载值来确定该值。重要的是选择具有能量耗散额定值的压敏电阻，其最小值等于或在理想情况下超过电路可能产生事件所需的能量耗散。压敏电阻只能对其额定的最高能量水平做出一次反应，做出反应后建议进行更换。尽管压敏电阻在事件发生后可能仍可以工作，但可能无法正常工作。

3. 计算穿过压敏电阻的峰值瞬态电流，通常称为浪涌电流。浪涌电流是指在指定的持续时间和波形内可以通过压敏电阻的最大电流。重要的是选择具有浪涌电流额定值的压敏电阻，该值等于或在理想情况下超过电路可能产生的事件所需的电流额定值以确保正常工作。虽然压敏电阻可以应对这种浪涌，但大多数制造商都认为在建议更换压敏电阻之前，浪涌电流只能出现一次。

4. 确定功率耗散要求。重要的是选择额定功率等于或在理想情况下超过电路可能产生的事件所需的功率容量的压敏电阻。功率、浪涌电流和能量等级远高于事件预期值很常见。这些降额因数通常比所需的常见应力容差大至少50倍。如果不确定事件的因素，选择功率、浪涌电流和能量等级更高的设备会更安全。

5. 选择提供所需压敏电压最大值的模型，有时称为钳位电压（最大值）。必须根据电路输入或输出在事件期间可承载的近似最大电压值来选择钳位电压。您必须确保您的电路能够承载此电压。简而言之，该电压大概是电路下线可承载的最高电压。然而，当电压接近于最小压敏电压时，压敏电阻开始传导，可能会在达到实际钳位电压之前产生一些较微弱的钳制效应。