01、压敏电阻选型指南
1.1、压敏电阻的选型
- 确定应用电路正常工作电压和压敏电压
根据电路的工作电压，通过以下的方式来确定压敏电阻的标称压敏电压，一般情况下，实际的压敏电压是标称压敏电压存在误差，这种误差导致在计算实际压敏电压时，需要乘以1.2倍。如果是直流电路，考虑到实际直流电压波动常见范围为1.5倍，在直流电路中，一般为额定电压的2倍。如果是交流电路，电压峰值和有效值存在1.4倍的关系，交流电路中电压也会存在波形，波动上限为1.5倍左右。
- 确定被保护电路的防护量级和通流量
根据防护量级确定压敏电阻通流量，假设防护器件测量波形为8/20us主要有几种计算方式:电源电路差模防护、电源电路共模防护、信号电路共模防护。
- 确定压敏电阻两端的结电容
结电容以不影响防护电路的正常工作为准，压敏电阻的电容一般都较大，不适合应用在高频的场合，不然会影响电路的工作。应用与电源线-线之间通常不需要关注结电容，而应用于线对地之间需要考虑漏电流对安全的影响。1.2、压敏电阻的选型注意事项压敏电阻防护器件是要求器件最大通流量为理论计算通流量的两倍以上，以便增加器件的使用寿命，通容量不能满足使用要求时，不建议使用压敏电阻并联的方式。压敏电阻在抑制暂态过压时，能量超过其额定容量时，一旦击穿短路是不可恢复的必须要换，在器件应用到电源电路上前面必须加装保险丝。压敏电阻用于电源端口对地进行共模防护时，需要在线地之间增加保险丝，防止器件失效导致电源对地短路或者压敏电阻配合气体放电管对地使用。压敏电阻使用时需要考虑残压大小是后级电路可以接受的。
1.3、压敏电阻的典型应用
图1: 压敏电阻在交流电源防护中的典型应用
图2: 压敏电阻在直流电源防护中的典型应用
02、压敏电阻失效形式
压敏电阻的失效形式主要有以下几种：
- 短路失效：
短路失效是指压敏电阻在工作过程中出现短路现象，导致电路无法正常工作。这种是由于压敏电阻内部出现短路导致的，可能是材料老化，电压过高等原因导致的。
- 开路失效：
开路失效是指压敏电阻在工作过程中出现开路现象，导致其失去保护功能，这种失效模式通常是由材料老化、电压过高、应力损伤等原因导致的。
- 阻值漂移失效：
阻值漂移失效是指压敏电阻在电路工作状态下，应该处于高阻抗状态，而实际上压敏电阻却存在一定的阻抗，这个阻抗影响电路的正常状态。这种失效模式通常是由压敏电阻内部材料老化、温度变化、静电放电损伤等原因导致。
- 电容失效
电容失效是指压敏电阻在工作过程中出现电容现象，影响电路工作性能或者电路工作异常，这种失效模式通常是压敏电阻内部材料老化、温度变化或者压敏电阻选型问题导致。
03、压敏失效原因
根据压敏电阻应用电路，应用场景，其失效机理有几下几种情况：
- 老化
随着时间的推移，压敏电阻的性能会逐渐下降，最终导致失效。是最常见的原因之一。
- 过载
如果电路中的电流超过压敏电阻的最大额定值，就会导致过热损坏。
- 温度过高
高温会导致压敏电阻的性能下降、甚至烧毁。因此，在设计安装电路时，必须考虑温度的因素。
- 机械应力
如果压敏电阻受到机械应力的影响，例如振动或撞击，就会导致其失效。压敏电阻的安装需要注意充分考虑在实际应用场景中机械应力，还需要注意长时间应力的影响。