选择压敏电阻用于瞬态电压抑制

我很庆幸自己从未经历过乘坐的飞机或汽车被闪电击中的情况。如果这种情况发生，过压保护电路将启动，帮助抑制有害电流，防止它们损坏敏感的电子设备。如果你正在高电压环境中、航空系统中或其他重负荷区域部署新产品，你将需要在新产品中设计过压保护。

新设备中有多种过压保护选项。从二极管到保险丝和继电器，都有可用于过压保护的组件。一个没有得到应有关注的组件是压敏电阻。这些组件具有小型尺寸、低成本以及与其他组件相比的可比过压保护能力。以下是你需要了解的关于不同过压保护组件以及它们与压敏电阻的比较。

压敏电阻与其他过压保护组件的比较

压敏电阻具有类似于TVS二极管所见的非线性行为，尽管它不表现出整流特性。这种组件的响应，即其直流电阻/交流阻抗，是非线性的，并且随着输入浪涌强度的增加而单调减少。这些组件是双向的，即它们可以正向或反向驱动。这种类型的设备展现出与背靠背的齐纳二极管配置相似的特性。

压敏电阻最常见的材料是氧化锌，尽管它们也可以由碳化硅制成。用于构建压敏电阻的材料将决定设备的亚阈值摆动、钳位电压和耐用性。氧化锌的电阻比碳化硅高得多，因此在低电压下它具有较低的漏电流。这些设备通常以穿孔组件的形式提供，尽管也有SMD组件可用。

另一种氧化锌压敏电阻是多层压敏电阻（MLV）。这些压敏电阻设计用于操作在电力电子系统的PCB中通常发现的交流信号（中等电压，相对低频率）。当作为受保护电路中的并联元件时，它们非常适合抑制感应负载切换、ESD和闪电浪涌残留引起的瞬态，这些瞬态可能会损坏IC。

重要的压敏电阻规格

市场上压敏电阻的广泛范围使得确定下一个系统的最佳选项变得困难。瞬态电压阈值和峰值电压/电流值很重要，但选择压敏电阻不仅仅是这些值。以下是在压敏电阻数据表中需要考虑的一些重要规格：

• 钳位电压：这是在用特定瞬态脉冲形状和峰值电流脉冲时，将会在压敏电阻上产生的电压降。

• 最大能量：这是MOV能够耗散的特定瞬态脉冲形状的最大能量。抑制这么多能量会降低压敏电阻的性能，它可能无法在后续的瞬态电压抑制事件中正常工作。

• 最大直流电压与交流电压：交流过电压保护值与直流值不同。交流过电压通常指定为RMS值，这些值小于额定的直流值。这些值可以略高于所需的线路电压，因为压敏电阻需要抑制大的瞬态。

• 峰值电流与峰值电压曲线：这两个电压值取决于钳位电压。一般来说，随着峰值电压和电流保护值的增加，钳位电压也会增加。

• 响应时间：理想的压敏电阻具有零响应时间，但实际的压敏电阻的响应时间在微秒或纳秒级别。响应时间与负载电容和电阻有关，这又与封装几何形状和材料组成有关。氧化锌压敏电阻在钳制瞬态时提供更短的响应时间。

• 温度稳定性：在某一温度以上，压敏电阻的峰值功率抑制额定值将会迅速下降。如果您的压敏电阻将被部署在温暖的环境中，这个额定值非常重要。

• 最大电流与瞬态脉冲时间：压敏电阻能承受的额定最大电流会随着瞬态脉冲时间的增加而减少。

下面展示的压敏电阻包括SMD和穿孔元件，覆盖了一系列的电压、电流和功率额定值。穿孔设备适用于工业系统或轻型飞机，而SMD组件可能更适合需要在高电压环境中部署的嵌入式设备。

Littelfuse, V10E275P

Littelfuse的V10E275P是UltraMOV系列压敏电阻的一部分。该组件提供高达350V的钳位电压，以及高达3.5kA的峰值电流，用于8/20瞬态。这种穿孔组件在~85°C的低温敏感度。该系列的其他组件对于各种模型尺寸有可重现的规格，允许设计师在不妥协电压保护的情况下更换更小的压敏电阻。更大的封装在各种瞬态浪涌时间下具有更高的峰值电流抑制值，如数据手册的第42和43页所示。

EPCOS, B72220S151K101

EPCOS的B72220S151K101压敏电阻在AC系统中提供线路电压保护，具有约25ns的快速额定响应时间。钳位电压额定为395V，最大浪涌电流值为8kA。如下图所示，最大额定电流随着瞬态时间的增加而缓慢下降。

Eaton, MLVB06V18C003

Eaton的MLVB06V18C003压敏电阻是一种低电压压敏电阻，但它具有非常低的电容量，为3 pF，响应时间短，为1 ns。这种压敏电阻的额定电压仅为18 V，因此不适合在高电压环境中部署。这是一种表面贴装组件，非常适合在高密度系统中进行瞬态电压抑制。这种压敏电阻提供0603或0402 SMD封装。

任何在高电压下运行的PCB都需要瞬态抑制电路来保护敏感电路。您可以在我们的部件选择指南中找到这里展示的压敏电阻和许多其他瞬态电压抑制组件。

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