压敏电阻劣化与热保护型压敏电阻优越性分析2014 11 8

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1、压敏电阻劣化分析与热保护型压敏电阻优越性说明张廷凤13950118003Mail:tf.zhang@setfuse.com一、背景说明氧化锌压敏电阻器简称“MOV”，在一定电流电压范围内电阻值随电压变化呈非线性变化的元器件。所谓压敏电压,即击穿电压或阀值电压.指在规定电流下的电压值,大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值,压敏电阻主要应用于瞬态过电压保护，压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点。二、雷击下的劣化状况当压敏电阻在带电负载的情况下，压敏电阻经过多次反复的浪涌电压冲击时压敏电

2、阻的压敏电压可能会出现劣化现象，也就是阀值电压降低，这是压敏电阻可能就会产生持续的漏电流；随着漏电流的增加压敏电阻产生的热积累将会导致压敏电阻的热崩溃击穿，压敏电阻劣化失效后变成永久导通状态，就无法切断回路电流，此时压敏电阻本体温度将持续升高，甚至产生火灾危险。热保护型压敏电阻产品就是带有合金型温度保险丝的压敏电阻，其原理就是在压敏电阻上串接一动作温度较为精确地温度保险丝，二者通过电极片紧密连接在一起，具有较快的传热效果，当压敏电阻失效时发热传递给温度保险丝使温度保险丝动作切断电路。现将压敏电阻20D471与热保护型压敏电阻15S471（15S系列的热保护型压敏电

3、阻产品与20D压敏电阻产品具有同等通流容量）按IEC62643的标准要求施加8/20μs冲击电流为标称5kA及加严测试8kA试验的对比数据如下：冲击电流判定样品型号测试次数変化率试验结果试验后外观照片（kA）結果压敏电阻20D471515次4.3%没有问题OK热保护型压敏电阻515次4.2%没有问题OK15S471压敏电阻被压敏电阻20D471811次参考碳化烧焦击穿热保护型压敏电阻TCO断开89次13%参考15S471外壳完好无损x-Ray从以上实验结果可见，冲击电流次数增加，峰值电流变大，会导致压敏电阻劣化。而温度保险丝内藏型压敏电阻，在压敏电阻劣化时，温度保

4、险丝熔断而切断电力，可有效的防止因压敏电阻劣化而发生的异常发热导致的着火问题。三、轻微过电压情况下的劣化情况当回路电压超过压敏电阻最大连续使用电压时，压敏电阻会产生漏电流而逐渐劣化破坏。电压越高，漏电流越大。给2只相同型号的热保护型压敏电阻20S511分别施加0.83Un和0.84Un的交流电压，如下所示，漏电流有很明显的不同（0.84Un时的漏电流明显比0.83Un情况下的漏电流大）。1/40.83Un交流电压时的漏电流波形0.84Un交流电压时的漏电流波形压敏电阻的劣化和破坏是随着漏电流的增大而加速。而温度保险丝内藏型的压敏电阻，因是内藏的温度保险丝热传导的结

5、构，在压敏电阻被破坏之前，温度保险丝就会切断电路，过电压引起的劣化时，可起到保护作用。将压敏电阻20D471与热保护型压敏电阻15S471（15S系列的热保护型压敏电阻产品具有20D压敏电阻相同的通流容量）分别放入85度的烤箱里，并且施加1倍的最大连续使用电压Uc（300Vac），测试1000H。实验结果如下所示：实验压敏电压试验后判定试验后试品型号样品编号电压变化率试品外观结果试品外观照片A11.5%OKOKA22.1%OKOK压敏电阻20D471A31.6%OKOKA41.8%OKOKA52.2%OKOK300VacB11.2%OKOKB21.9%OKOK热保

6、护型压敏电阻B31.5%OKOK15S471B41.7%OKOKB52.1%OKOK如上实验结果可见，回路电压在Uc范围内，压敏电阻与热保护型压敏电阻二者均可正常工作。因此各取1只压敏电阻20D471与热保护型压敏电阻15S471置于85℃烘箱内并施加1.3Uc:390Vac进行加严测试，，测试结果如下：试验后压敏电试品实验实验试验后试品外观照片阻试品外观型号电压时间状态碳化烧焦压敏电阻20D471390Vac21分钟破坏热保护型压敏电阻温度保险丝断开390Vac73秒完好15S471外观完好以上实验结果可见，流过压敏电阻电压超过最大连续使用电压时，压敏电阻发生劣

7、化，但没有切断电路，进而异常发热，甚至有导致火灾的危害可2/4能性。而温度保险丝内藏型压敏电阻，是温度保险丝和压敏电阻用电极紧密的连接在一起，因为热传导性能好，过电压情况下在压敏电阻被破坏之前，温度保险丝可迅速切断电路，起到保护作用。四、异常过电压下的劣化情况压敏电阻的优点是在瞬间过电压时可产生非常大的通流容量，但当回路电压超过压敏电阻的最大连续使用电压时，随着回路电压的增大，压敏电阻劣化的速度加快，没有被保护的压敏电阻，不断的升温，有发生火灾的危险。以下是异常电压的环境下，实验电流与压敏电阻破坏时间的关系曲线。型号热保护型压敏电阻25S621是弊司温度保险丝内藏

8、型压敏电压