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压敏电阻的工作原理及失效机理

作者:硕凯电子   文章来源:硕凯电子   发布时间:2018-04-12 09:29:39

氧化锌压敏电阻器MOV 是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物,典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。MOV 具有独特的晶界结构,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,当家用电器所接的电源中存在过电压时,MOV 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,从而起到防护作用,MOV 具有高通流容量,低残压,无续流且成本较低等优点,已被首选使用在家用电器的电源入口作为过电压保护元件。

 MOV 具有很高的瞬时(纳秒级或微妙级)过电压抑制能力,但在暂时(毫秒级或秒级)过电压、过电流或频繁的浪涌电流冲击下,MOV 较容易出现老化现象。
      MOV 的失效主要有两种模式,一种为开路模式,该模式主要发生在MOV 流过远远超出自身能够承受的浪涌电流时,表征为MOV 本体炸裂,但这种模式不会引起燃烧现象,且出现在家用电器中概率是很低的;另一种为短路模式,大体上可分为老化失效和暂态过电压破坏两种类型:
      a、老化失效,这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧,漏电流恶性增加且集中流入薄弱点,薄弱点材料融化,形成1kΩ 左右的短路孔后,电源继续推动一个较大的电流灌入短路点,形成高热而起火。研究结果表明, 若压敏电阻存在着制造缺陷,易发生早期失效, 强度不大的电冲击的多次作用,也会加速老化过程,使老化失效提早出现;
      b、暂态过电压破坏,这是指较强的暂态过电压使电阻体穿孔,导致更大的电流而高热起火,整个过程在较短时间内发生。
      短路失效是引起压敏电阻起火燃烧的主要原因,从而导致家用电器发生火灾事故。

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