压敏电阻应用中有哪些重要的参数？

压敏电阻是一种特殊的电阻器，它的“阻值”对施加在其两端的“电压”非常敏感。它的名字就来源于“电压敏感电阻器”。

您可以把它想象成一个智能的、自动控制的“电压阀门”：

在正常电压下：它的电阻值非常高（通常为兆欧级），就像一道关闭的阀门，只允许极其微弱的电流（漏电流）通过，对电路几乎没有影响。

在异常高压（浪涌电压）下：当电压超过某个特定值（压敏电压）时，它的电阻值会急剧下降（变为几欧姆），就像阀门瞬间被冲开，形成一个低阻抗通路，将巨大的浪涌电流（如雷击、静电、感性负载开关引起的瞬变）迅速泄放到地线，从而保护并联在后面的精密电子元件。

当电压恢复正常：它的电阻值又会恢复到高阻状态，阀门自动关闭。

核心功能：瞬态过压保护。它像电路中的“安全卫士”，专门吸收和泄放那些突如其来的、高能量的电压尖峰。

压敏电阻的重要参数

理解这些参数对于正确选择和运用压敏电阻至关重要。

1. 压敏电压

定义：指在特定电流（通常为1mA直流电流）下，压敏电阻两端的电压值。记作 V_{1mA}。

意义：这是压敏电阻开始动作的“门槛电压”。只有当电路中的电压超过这个值时，它才会启动保护。

选择：通常选择压敏电压值略高于电路的最大正常工作电压。例如，对于220V交流电源，峰值电压约为311V，通常会选择压敏电压在470V至680V之间的型号。

2. 最大持续工作电压

定义：指压敏电阻能长期安全、稳定地承受的最大交流电压（ACrms）或直流电压（DC）。

意义：这是保证压敏电阻在正常工作时不会过早老化或损坏的电压上限。它必须高于电路的实际工作电压。

与压敏电压的关系：对于交流电，MCOV ≈ V_{1mA} / √2。

3. 最大钳位电压

定义：当通过一个指定的大电流（通常是8/20μs标准雷击测试波形下的峰值电流，如I_p）时，压敏电阻两端呈现的电压。

意义：这是衡量压敏电阻保护性能的最关键参数。它表示在遭受大浪涌冲击时，压敏电阻能将其后端被保护器件上的电压限制在什么水平。这个电压必须低于被保护元件的耐压极限。

举个例子：一个压敏电阻的钳位电压是600V。这意味着即使有一个1000V的浪涌来袭，经过这个压敏电阻后，传到后面电路上的电压最高也只有600V。

4. 通流容量 / 浪涌耐量

定义：指压敏电阻能承受的最大瞬态电流峰值（通常以8/20μs电流波形为标准），而不会发生性能劣化或损坏。

意义：这代表了压敏电阻吸收能量的能力。数值越大，说明它能承受的浪涌冲击越强。在雷电多发区或工业环境中，需要选择通流容量更大的压敏电阻。

5. 漏电流

定义：在低于压敏电压的正常工作电压下，流过压敏电阻的微小电流。

意义：漏电流越小越好，表示在正常工作时对电路的影响越小，自身功耗也越低。随着压敏电阻老化，其漏电流会逐渐增大。

6. 响应时间

定义：压敏电阻从高阻态转变为低阻态所需的时间。

意义：压敏电阻的响应时间非常快，通常在纳秒（ns） 级别，能非常迅速地响应突然的电压尖峰。

7. 能量耐量

定义：指压敏电阻能安全吸收的单次或多次浪涌能量总和，单位通常是焦耳（J）。

意义：它与通流容量相关，但更侧重于能量的角度。对于重复性的浪涌，需要考虑其能量耐量。
总结与应用

主要应用场景：

电源电路：交流/直流电源入口，防止雷击和开关浪涌。

电子产品：保护关键IC、MOSFET、IGBT等半导体器件。

通信线路：电话线、网络接口的防浪涌保护。

汽车电子：防止负载突降等产生的瞬变电压。

缺点：

在承受大的浪涌后，其性能会逐渐退化（漏电流增加，压敏电压下降）。

如果浪涌能量超过其极限，可能会短路失效，有起火风险（因此常配合 thermal fuse 使用）。

审核编辑 黄宇