壓敏電阻燒壞的原因後果及解決辦法

壓敏電阻燒壞的原因後果及解決辦法

壓敏電阻的電阻體材料是半導體，所以也是半導體電阻器的一種。現在常用的是氧化鋅壓敏電阻。

壓敏電阻在電路各簡單概括有三個作用：一過電壓保護；二耐雷擊要求；三安規測試需要。

壓敏電阻不是感知壓力，是一個電壓的感受器，有點像保險絲，超過自身的所承受的電壓就會擊穿，斷路保護。

壓敏電阻燒壞的原因後果及解決辦法

壓敏電阻常用作過壓保護裝置，但是它的通流容量雖大，但能量容量卻不大，另外它的衝擊電流最大脈衝寬度遠遠小於大中功率半導體系統實際脈衝電流寬度，所以才會時常發生短路或爆炸。

壓敏電阻的特性引數
①壓敏電壓UN（U1mA）：通常以在壓敏電阻上通過1mA直流電流時的電壓來表示其是否導通的標誌電壓，這個電壓就稱為壓敏電壓UN。壓敏電壓也常用符號U1mA表示。壓敏電壓的誤差範圍一般是±10%。在試驗和實際使用中，通常把壓敏電壓從正常值下降10%作為壓敏電阻失效的判據。

②最大持續工作電壓UC：指壓敏電阻能長期承受的最大交流電壓（有效值）Uac或最大直流電壓Udc。一般Uac≈0.64U1mA，Udc≈0.83U1mA。

③通流量（最大沖擊電流）IP：指壓敏電阻能夠承受的8/20μs波的最大沖擊電流峰值。“能夠承受”的含義是，衝擊後壓敏電壓的變化率不大於10%。現行的技術規格書中通常都給出了衝擊1次的IP值。

④最大箝位電壓（限制電壓）VC：技術規格書中給出的最大箝位電壓值是指給壓敏電阻施加規定的8/20μs波衝擊電流IX（A）時壓敏電阻上呈現的電壓。

實際使用中，壓敏電壓越高，施加的衝擊電流越大，限制電壓（或稱殘壓）就越高，可從產品給出的V-I曲線上查到。

⑤額定能量E：額定能量是指壓敏電阻能夠承受規定波形的衝擊電流衝擊一次的最大能量（衝擊後壓敏電壓的變化率不大於10%），可用下式表示：

E=KIPVC*T

式中：IP、VC見上，T為脈衝寬度，K為與波形有關的常數。對於8/20μs波和10/1000μs波，K=1.4;對於2ms方波，K=1。

⑥額定功率（最大平均功率）Pm：指壓敏電阻在室溫下，連續承受多次衝擊，且各次衝擊之間間隔時間較短，因而有熱積累效應的情況下，能夠承受的最大平均功率。儘管壓敏電阻能承受很大的脈衝功率，但能承受的平均功率卻很小。

⑦電容C0：指壓敏電阻兩電極間呈現的電容，在幾pF～幾百nF的範圍內。體積越小，壓敏電壓越高，電容越小。

⑧漏電流Il：給壓敏電阻施加最大直流電壓Udc時流過的電流。測量漏電流時，通常給壓敏電阻加上Udc=0.83U1mA的電壓（有時也用0.75U1mA）。一般要求靜態漏電流Il≤20μA（也有要求≤10μA的）。在實際使用中，更關心的不是靜態漏電流值本身的大小，而是它的穩定性，即在衝擊試驗後或在高溫條件下的變化率。在衝擊試驗後或在高溫條件下其變化率不超過一倍，即認為是穩定的。

⑨非線性指數α：指電壓的變化對電流的影響能力，可用公式表示為：

I=KUα或α=loglog

由前式可見，α越大表明電壓的變化對電流的影響能力越大，非線性特性越好。由後式可見，α是伏安特性上各點斜率的倒數，特性越平坦的地方，α越大（漏電流區和飽和區α=1，又稱低α區）。用儀器測量時，一般設定I2=1mA，I1=0.1mA，所以

αT=1/log（U1mA/U0.1mA）

壓敏電阻燒壞的原因：
1、老化失效，表現為漏電流增大，壓敏電壓顯著下降，直至為零；

老化失效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，薄弱點材料融化，形成1kΩ左右的短路孔後，電源繼續推動一個較大的電流灌入短路點，形成高熱而起火。這種事故通常可以通過一個與壓敏電阻串聯的熱熔接點來避免。而暫態過電壓破壞是指較強的暫態過電壓使電阻體穿孔，導致更大的電流而高熱起火。整個過程在較短時間內發生，以至電阻體上設定的熱熔接點來不及熔斷。

2、暫態過電壓破壞。

3、過壓保護的次數；

4、周圍工作溫度；

5、壓敏電阻有無受擠壓；

6、是否通過品質認證；

7、浪湧能量太大，超出吸收功率；

8、耐壓不夠；

9、電流與浪湧過大等等。

壓敏電阻燒壞的原因後果及解決辦法

壓敏電阻的使用安全性一直是一個需要重視的問題。因壓敏電阻器廣泛地應用在家用電器及其它電子產品中，起過電壓保護、防雷、抑制浪湧電流、吸收尖峰脈衝、限幅、高壓滅弧、消噪、保護半導體元器件等作用。建議選用優質的壓敏電阻器。

避免壓敏電阻燒壞的解決辦法
壓敏電阻過熱保護技術主要有以下幾種：

（1）熱熔保險絲技術。該技術是將用蠟保護的低熔點金屬通過一定的工藝裝在壓敏電阻上，在壓敏電阻漏電流過大，溫度升高到一定程度時，低熔點金屬熔斷，從而將壓敏電阻從電路中切除，可以有效地防止壓敏電阻起火燃燒。但熱熔保險絲存在可靠性問題，而且在加強熱迴圈的環境里約只有5年可靠壽命。在熱迴圈的環境中，熱熔保險絲需定期更換以維持正常執行。

（2）利用彈簧拉住低熔點焊錫技術。這種技術是目前絕大多數防雷器廠家的限壓型SPD採用的技術，在壓敏電阻的引腳處增加一個低熔點焊錫焊接點，然後用一根彈簧將這個焊接點拉住，在壓敏電阻漏電流過大，溫度升高到一定程度時，焊接點的焊錫熔斷，在彈簧的拉力作用下焊接點迅速分離，從而將壓敏電阻從電路中切除，同時聯動告警觸點，發出告警訊號。因為低熔點金屬在受力點會流動和產生裂縫，處於彈簧拉力中的低熔點焊錫接點的焊錫同樣會流動和產生裂縫，因此這種裝置的最大問題是焊錫會老化，從而導致裝置會無故斷開。

（3）溫度保險絲技術。該技術將壓敏電阻和溫度保險絲串聯封裝在一起，利用熱傳導將漏電流在壓敏電阻上產生的熱量傳導溫度保險絲上，在溫度升高至溫度保險絲的設定溫度時，溫度保險絲熔斷，將壓敏電阻從電路中切除。溫度保險絲除了有同樣有壽命和可靠性的問題外，利用溫度保險絲對壓敏電阻進行過熱保護還存在以下問題：熱傳導路徑長，響應速度過慢，熱量是通過一定的熱傳導介質（填充材料）、溫度保險絲殼體，溫度保險絲的內部填充材料，然後才傳到溫度保險的熔體上，因此決定了溫度保險絲的響應速度教慢。

（4）隔離技術。該技術將壓敏電阻裝在一個密閉的盒體內，與其它電路相隔離，防止壓敏電阻煙霧和火焰的蔓延。在各種後備保護都失靈的情況下，隔離技術也不失為一種簡單而行之有效的方法，但需要佔用教大的裝置空間，同時也要防止煙霧和火焰從盒體引線開孔的地方冒出來。

（5）灌封技術。為防止壓敏電阻在失效時會冒煙、起火和爆炸，一些廠商採用該技術將壓敏電阻灌封起來，但由於壓敏電阻在失效時內部會出現拉弧，導致密封材料失效，併產生碳，碳的產生又會使電弧得以維持，這樣往往會導致裝置內部短路及燻黑，甚至導致整個裝置機房嚴重燻黑。

壓敏電阻燒壞的原因後果及解決辦法

實驗表明：壓敏電阻套熱縮套管後，由於壓敏電阻的散熱受到影響，其最大耗散功率降低，從而影響了壓敏電阻的工頻電壓耐受能力，從另一個角度來說，散熱受到影響也會加速壓敏電阻的老化，影響壓敏電阻的使用壽命。

原文介紹 比較詳細，還有圖片
http://www.elecfans.com/yuanqijian/yamin/20180410659416.html