贴片压敏电阻失效方式分析
2017-05-08 09:29:03
lipscall
雷电是一种强电磁波，它会在载流导体中产生瞬间感应过电压。除防护直击雷电之外，更重要的是防护雷电感应过电压。实际上，雷电对电气设备的破坏主要来自感 应过电压。
因此，对感应过电压的防护已成为人们着重研究的课题。如已发布了建筑物和电气设备内部防雷即感应过电压防护的国家标准和IEC标准。通常，雷电 波是通过电源线、信号传输线和空间交变电磁场感应到线路和电气设备中，对线路和电气设备的保护应从电源系统的防雷、信号系统的防雷和空间屏蔽3方面进行。（相关阅读：压敏电阻的五种过热保护技术）
氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。由于其独特的晶界结构，在一定电场下，晶界 导电由热电子发射传导瞬间转变为电子隧道传导，其电阻值随着电压的增大而急剧减小，具有优异的非线性伏安特性。
那么，当存在过电压时，晶界电子隧道效应抑 制过电压峰值增长，吸收部分过电压能量，从而起到对线路或设备的防护作用。但是，不论压敏电阻器应用在电力线路或电子线路，若各种类型的过电压频繁出现， 则压敏电阻器就会频繁动作以抑制过电压幅值和吸收释放浪涌能量，保护电气设备及元器件，这势必会导致压敏电阻器的性能劣化乃至失效。
目前，国际上流行的过电压保护器就是将压敏电阻器与限流、过流和劣化告警装置有机地组合在一起，它除了具有过电压保护功能外，还具有防止自身劣化、导致电 路短路的功能。（推荐阅读：压敏电阻的主要类型）
压敏电阻器的失效方式有3种：
（1）劣化，表现为漏电流增大，压敏电压显著下降，直至为零；
（2）炸裂，若过电压引起的浪涌能量太大，超过了所选用的压敏电阻器极限承受能力，则压敏电阻器在抑制过电压时将会发生陶瓷炸裂现象；
（3）穿孔，若过电压峰值特别高，导致压敏电阻器陶瓷瞬间发生电击穿，表现为穿孔。
其中，在进行分级防雷保护前提下，压敏电阻器的失效模式绝大部分表现为劣化和穿孔（即短路），因此，在使用压敏电阻器时，必须与之串联一个合适的断路器或保险丝，避免电路短路引起事故。