电磁兼容（EMC）：一文读懂压敏电阻选型

本文主要是介绍电磁兼容（EMC）：一文读懂压敏电阻选型，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1 MOV 外观结构

2 MOV 常见品牌

3 MOV命名规则

4 MOV 工作原理

5 MOV基本特点

6 MOV典型应用

7 MOV电气参数说明

8 MOV 选型注意事项

8.1 压敏电压V1mA

8.2 峰值脉冲电流 IP，钳位电压VC

8.3 漏电流IR

8.4 结电容

9 有绝缘耐压测试要求时选型

10 安规认证要求

11 应用案例

压敏电阻MOV作为电磁兼容设计中最常用的元器件之一，主要应用于防浪涌设计。本文详细说明了MOV的设计应用指南。

1 MOV 外观结构

MOV（Metal OxideVaristors），即金属氧化物压敏电阻。目前市场上应用于低压电器浪涌保护的压敏电阻多为氧化锌为主体材料的压敏电阻，它是以氧化锌为主体，掺杂多种金属氧化物，采用典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元器件。常见的压敏电阻外观如下图示的蓝色和黄色两种。

2 MOV 常见品牌

从某元器件采购平台搜索的主要国内外供应商名录。目前国内元器件与国际一流厂家的主要区别在于价格和批量一致性，以及某些极限参数指标。

3 MOV命名规则

不同厂家的命名规则略有差异，但大体相同。以如下风华与松田为例：
风华：FNR05K180T表示风华非线性电阻直径5mm，压敏电压180V，允许误差10%，编带包装方式
松田：STE05D180K表示松田非线性电阻直径5mm，压敏电压180V，允许误差10%

4 MOV 工作原理

压敏电阻具有对称的伏安特性曲线（如下图），流过MOV 的电流随MOV 两端电压的增大呈指数规律增大。

预击穿区（即低电场区、小电流区）：该区域特点是呈高电阻态，电阻率受晶界控制。该区域与击穿区之间存在一个明显的拐点电压，称为击穿电压。
击穿区（即中电场区、中电流区）：是 ZnO 压敏电阻工作的核心区域，特点是当施加在压敏电阻两端的电压超过击穿电压后，电压和电流表现出很强的非线性关系。此时的 I-V 曲线越平坦，非线性越高。
上升区（高电场区）：该区域呈低阻状态，伏安特性主要由晶粒电阻率控制，此时可看作一个小电阻率的线性电阻，也是压敏电阻可能受到破坏而导致失效的区域。

5 MOV基本特点

具有较强的浪涌吸收能力， MOV 在8/20μs 波形的通流范围为几百安培至几十千安培，直径为53mm 的MOV 单体在8/20μs 波形的单次通流量可达70kA；
压敏电压范围为18V~1800V，电压精度通常为±10%，满足低压到高压的应用需求；
MOV 具有双向对称的击穿电压特性，常用于交变电源线或信号线的保护；
MOV 尺寸多样化，常见直径尺寸为5mm~53mm的MOV；
MOV 是一种老化型元器件，用于大功率电源端口保护时常与陶瓷气体放电管（GDT）或玻璃气体放电管（SPG）串联使用，以减缓MOV 的老化，延长MOV 使用寿。

6 MOV典型应用

应用时，MOV 一般并联在电路中如下图示，当电路正常工作时，它处于高阻状态，不影响电路正常工作。当电路出现异常瞬时过电压并达到其导通电压（压敏电压）时，MOV 迅速由高阻状态变为低阻状态，泄放由异常瞬时过电压导致的瞬时过电流，同时把异常瞬态过压钳制在一个安全水平之内，从而保护后级电路免遭异常瞬时过电压的损坏。MOV 具有较高的瞬时脉冲吸收能力，电容量较大，一般应用于AC 交流输入端防雷保护。由于压敏电阻的电涌吸收能力取决于它的物理尺寸，可通过制造不同大小的MOV 而获得不同的瞬态浪涌电流值。

为了充分提高MOV 的可靠性， MOV 一般会配合陶瓷气体放电管（GDT）或玻璃气体放电管（SPG）一起使用，以减缓MOV 的老化。GDT 和SPG 具有较高的脉冲击穿电压和绝缘阻抗（100MΩ以上），在正常使用条件下，GDT或SPG 与MOV 串联再并联在被保护线路，这样MOV 不会因为电网的波动或各种操作过电压误动作以引起MOV 的老化。
由于压敏电阻的失效模式大多呈短路失效模式，因而存在燃烧的风险。在一些高可靠性保护场合，不允许有明火的发生，为解决压敏电阻失效时易短路燃烧的问题，还有专门带温度保险丝的压敏电阻TMOV。TMOV 是将温度保险丝与MOV 银片焊接在一起，外面由环氧树脂包封而成，在MOV 短路燃烧起火之前，温度保险丝会先断开，从而使MOV 的失效模式呈现开路失效。TMOV 的电路连接示意图如下所示，有双引线及三引线，可应用于不同的电路设计中，如设定LED 指示电路等随时监控TMOV 的状态。

7 MOV电气参数说明

以561KD14型号的压敏电阻参数表，对电气参数一一说明。

V1mA，IR
V1mA ，压敏电压，即压敏电阻通过1mA 电流时，压敏电阻两端的电压。
IR，电流，压敏电阻的漏电流一般是在83%的压敏电压下测得流过压敏电阻的电流，漏电流测试可参考下图。下图为压敏电压测试电路示意图，电源应为恒流源，不管负载阻抗大小，电源应保持在一个稳定值。测试结果依据规格书判定。如上表，561KD14 检测出来压敏电压范围应504V~616V 之间为合格。为避免压敏电阻受热损坏，试验电流的施加时间应小于400ms，除非另有规定，试验电流应为1mA。

VAC，VDC
VAC，规定温度下可连续施加在压敏电阻两端的交流有效值。
VDC，规定温度下可连续施加在压敏电阻两端的直流电压。
IP ，VC，ITM
IP，某一波形冲击电流的峰值，MOV 一般采用如下图所示8/20μs 电流波形进行测量。
VC，钳位电压，即在冲击电流IP 下MOV 两端的电压。
ITM，即对应表1中的Withstanding Surge Current，不引起MOV 失效，可单次施加规定波形脉冲的额定最大值。

VC 是衡量MOV 电压限制能力的参数，对于同一型号MOV，在相同IP 下的VC 值越小说明MOV 的钳位特性越好。ITM是衡量MOV 耐浪涌冲击能力的参数，对同型号的MOV，ITM 越大，耐冲击电流能力越强。

8 MOV 选型注意事项

8.1 压敏电压V1mA

压敏电压选择时要考虑电源电压波动、压敏电阻电压精度、压敏电阻的老化系数等因素，如下为压敏电阻经验选型公式：

a 的取值取决于电网的稳定程度，如电网波动较小可选取的小一些，如偏远地区或工业应用环境电网波动较大，a 可选取的大一些。
如对110VAC 输入保护，MOV 电压按照上述公式计算如下，压敏电压应选取范围为211V~249V。压敏电阻电压选的越低，MOV 越容易误动作，使用寿命也越短。

8.2 峰值脉冲电流 IP，钳位电压VC

MOV 是一种老化型的元器件，在实际应用中，需要考虑应用环境及测试标准的冲击次数及测试方法，多次冲击需要选取更高通流量的器件，具体可参考MOV 的降额曲线。
MOV 的钳位电压应小于后级被保护电路最大可承受的瞬态安全电压，VC 与MOV 的压敏电压及IP 都成正比。对于同一尺寸的MOV，其击穿电压越高VC 也越高。

8.3 漏电流IR

对于一些通信电路及低功耗电路，要特别关注IR，IR 不能影响系统的效率及正常工作。

8.4 结电容

MOV 的结电容一般在几百皮法到几十纳法。对于相同电压的MOV，其尺寸越大电容值也越大。在一些通信线路中，要关注MOV 的结电容，不能影响线路正常工作。

9 有绝缘耐压测试要求时选型

在安规测试项目中，有一项是电气强度耐压测试。测试方法分别是对L，N分别对PE施加AC1000V 60s或AC1500V 60s，AV1800V 3s。不同的产品要求不一样。某些产品可以允许拆除防浪涌器件再进行耐压测试，但一些要求高的产品不允许拆除。若220V市电供电，压敏电压选择560V，在最低档的1000V耐压测试，压敏电阻将直接导通，测试失败。因此对耐压测试要求高的产品可以再搭配一个高耐压的气体放电管。