瓷片直径（mm） Ia (A) UN≤68V UN>68V 5 8 20 7 26 100 10 50 140 14 90 200 20 130 250
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压敏电阻器的电性能参数
脉冲电流降额曲线
通流量与冲击 次数和脉冲电流宽 度的关系曲线
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压敏电阻器的电性能参数
最大能量Em（maximum permissible enery）
指压敏电阻能够耗散的规定波形的浪涌电流或脉冲 电流的的最大能量。
IEC 60060-2: 1973标准： 2 ms方波电流波形
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IEC61051： 压敏电阻在直流参考电流下的电压降。
直流参考电流： 1mA（瓷片直径7mm及其以上） 0.1mA（瓷片直径5mm ） UN： U1mA U0.1mA
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压敏电阻器的电性能参数
最大连续工作电压
定义：压敏电阻在应用时能长期承受的最大直流电压 UDC或最大交流电压有效值URMS
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什么是压敏电阻器
工艺
前制程：精细电子陶瓷 工艺
后制程：通用电子元件工艺
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什么是压敏电阻器
用途
Байду номын сангаас
异常过电压的感知、抑制和浪涌能量的吸收
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什么是压敏电阻器
名称
压敏电阻器 變阻器 突波吸收器 Voltage Dependent Resistor (VDR) Metal Oxide Varistor (MOV)
1. 压敏电阻对故障过电压是无能为力的； 2. 对压敏电阻施行“过热保护”。
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压敏电阻的保护接线方式
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压敏电阻的保护接线方式
图2-2-2 压敏电阻L－L、L－PE防雷保护接线方法
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通用型压敏电阻的型号命名方法
日系型号命名法
举例： GNR14D561K(L/J)×××…. 561: 560V；330: 33V；182: 1800V 日本、中国大陆、台湾…
IEC系型号命名法
举例： SIOV-S14K175×××…. 175：最大连续工作电压（交流） 欧美国家…
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压敏电阻过压保护的数学原理
连续操作下平均功率
P= EL T +τ
或
P≈
EL T
（T >>τ）
P0 > P 最小的时间间隔Tmin可设计为 ：
Tmin
EL = −τ P0
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选型计算实例
实例一
某低压电器（内含EPROM等数个IC芯片）曾在雷雨 天发生过IC芯片损坏的问题。生产厂家考虑在产品的交流 电源侧（L－N之间）加装压敏电阻，要求我公司代为选 型。经了解，其主要技术信息如下（参见图2-4-1）：
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压敏电阻器的电性能参数
IEEE标准C62.62第7.12条
“...对冲击电压波前的响应特性，依赖于侵入波的上 升速率、冲击源阻抗、保护器件内部电抗的作用，以 及抑制元件内部导电机理所决定的响应特性。换言 之，对波前的响应，除了受抑制元件响应速度的影响 外，更多地受到包括连接线阻抗在内的试验线路状态 的制约。此外，在规定条件下测得的响应电压的峰 值，对冲击保护的目的而言，才是具有头等重要意义 的特性。因此，对于本标准所述器件的典型应用而 言，对波前的响应，被认为是一个可能引起误导的且 没有必要的技术要求，在没有特殊要求的情况下，对 波前的响应不应规定技术要求，也不进行试验、测 量、计算或认证”。
雷击过电压
1. 直击雷过电压 2. 感应雷击过电压 3. 雷击过电压一般都 是透过低压配电系 统中的导线（馈电 线）对电气设备造 成损害。
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异常过电压的分类和特点
雷击过电压的统计规律
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异常过电压的分类和特点
1.2/50μs的标准雷电压波形
压敏电阻器基础知识
孙丹峰
材料科学与工程博士 中国电子学会敏感元器件分会电压敏感专业委员会副主任委员 中国电源学会理事 苏州中普电子有限公司总经理
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介绍
主要内容：
1. 什么是压敏电阻 2. 压敏电阻的电性能参数 3. 异常过电压对电路破坏作用及其分类 4. 压敏电阻的接线方式 5. 压敏电阻的选型计算
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压敏电阻器的电性能参数
V/I 特性
外加电压 E (V/mm)
电流密度 J ( A/cm2 ) 图1-2-1 压敏电阻的伏安特性（24℃）
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压敏电阻器的电性能参数
压敏电压UN（varistor voltage）
最小时间间隔
Tmin =
16.4u R i pm × 10 −6 P0
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压敏电阻过压保护的数学原理
操作过电压情况下
等效波形参数
τ基本上等效于压敏电阻脉冲电
流降额曲线的脉冲宽度，i0相当于 雷电波下的ipm
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压敏电阻过压保护的数学原理
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压敏电阻在8/20μs电流波下的限制电压波形 8/20
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压敏电阻器的电性能参数
通流量（maximum peak current）Im
压敏电阻能够承受的波形为8/20μs的最大浪涌电 流峰值，称为通流量Im。 “能够承受”的含义是：冲击后的压敏电压UN 的与冲击前相比不大于±10％，且同时不能发生 目视可见的机械损伤。
压敏电阻器的电性能参数
额定功率P0（最大平均脉冲功率）
表1-2-2 各种规格压敏电阻的额定功率P0的规定值
瓷片直径（mm） P0（W） UN≤68V UN>68V 5 0.01 0.1 7 0.02 0.25 10 0.05 0.4 14 0.1 0.6 20 0.2 1.0
表1-2-2 各种规格压敏电阻的脉冲电流寿命值Ia
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异常过电压的分类和特点
异常过电压
通常将数值超过设计规定上限的电压，称 为（异常）过电压。
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异常过电压的分类和特点
异常过电压的种类
雷击过电压 操作过电压 故障过电压 静电过电压
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异常过电压的分类和特点
压敏电阻器的电性能参数
额定功率P0（最大平均脉冲功率）
指在8/20μs电流脉冲群作用下，压敏电阻能承受 且保持热稳定和不发生结构破坏的最大平均功率。
0.9 P0 N= U p I a × 2 ×10−5
式中：N：每秒钟最大冲击次数 P0 ： 额定功率 Up ： 限制电压
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压敏电阻在多次雷击下的最大导通电压 和最大导通电流
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压敏电阻过压保护的数学原理
源阻抗的确定
IEC 61000-4-5规定的模拟雷击测试标准 开路电压VS 源阻抗XS（Ω） (1.2/50μs) 严酷等级 L－L / N L/N－PE ( kV) 0.5 2 12 一级 1 2 12 二级 2 2 12 三级 4 2 12 四级 模拟雷电波冲击10次，正反向各5次，冲击时间间隔60s 其他 42 42 42 42
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压敏电阻过压保护的数学原理
双对数坐标下的 Load Line
imax > ipm
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压敏电阻过压保护的数学原理
压敏电阻在多次雷击下的的平均功率
平均功率
P=
16.4u R i pm × 10−6 T
P0 > P
压敏电阻对操作波的能量吸收能力
电感中储存的磁能EL为:
2 Li0 EL = 2
压敏电阻的能量吸收能力Emax为 ：
Emax =
0.9umax imaxτ 1.1
式中，imax为压敏电阻脉冲电流降额曲线上对应着冲击寿命n和τ的最大 通流量；umax为压敏电阻V/I 特性曲线上imax所对应的最大残压（压敏电压偏 差为＋10％）。如果Emax > EL，则该规格的压敏电阻满足能量吸收的要求。
1. 2. 该低压电器的电源部分为单相，且只有两条进线L、N进入电源变压 器初级端。 电源变压器初级的额定电压为220VAC，电压偏差为±10％，但生产 厂家出于安全考虑，规定产品出厂前要将电压升高到380VAC考核2 小时； 电源入口端的保护电压水平为1800V； 雷击测试的条件为：开路电压5kV（1.2/50μs）、源阻抗2Ω，连续 冲击10次（正反向各5次）、每次间隔60s。