電路係統中自身產生的操作過電壓、通過電源線和信號線傳導電磁感應產生的感應過電壓都會對電子設備遭受致命的過電壓危害，而動輒上千伏的靜電放電（ESD）也使電子設備尤其使敏感高性能的ICxinpiansunhaihuowudongzuo。jiejuezhexiewenti，yamindianzushigaoxingjiabidejiejuefangan
，namezaixuanzeyamindianzushixuyaokaolvnaxieyinsune？zaishiyongyamindianzushihuipengdaodezhuruneizubupipeizheyangdewentiyougairuhejiejuene？duiyuzhexiewenti，dianziyuanjianjishuwangzhuanmencaifangle深圳順絡電子有限公司的副總工程師賈廣平先生。賈廣平先生曾獲“陝西省有突出貢獻青年專家”稱號，在壓敏電阻器等電路保護器的研發和應用方麵經驗豐富。

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時間、地點：4月10號深圳會展中心3.12教室
演講題目：片式壓敏電阻在電路過電壓及ESD防護中的應用設計
演講嘉賓：深圳順絡電子有限公司的副總工程師賈廣平先生

Cntronics：為電路保護應用選擇壓敏電阻，哪些參數是必須考慮的？

賈廣平：對信號傳輸線路

，進行ESD防護
，須考慮：
1.壓敏電阻最大工作電壓大於電路工作電壓；
2.壓敏電阻電容量與信號傳輸速率相匹配
，即壓敏電阻在信號傳輸時，對信號沒有衰減；
3.壓敏電阻耐ESD能力與整機要求相符。
4.在滿足信號傳輸質量時
，盡可能選用電容量大的壓敏電阻，這樣ESD保護效果優良，而且提高了能量吸收能力。

對電源線路
，進行感應過電壓、操作過電壓防護，須考慮：
1．壓敏電阻最大工作電壓大於電路工作電壓；
2．壓敏電阻的最大峰值電流
、能量耐量須大於電路中可能出現的感應過電壓、操作過電壓幅值。在電路結構、空間位置、設計成本許可的條件下，盡可能選用電容量大或尺寸大的產品，提高了能量吸收能力，增加使用可靠性。

Cntronics：請問對於電路保護應用，壓敏電阻相對於TVS的優、缺點各是什麼？

賈廣平： 由於壓敏電阻和TVS雖屬不同材料，但其導電機理均是隧道電子效應，具有優良的非線性電導特性，能夠將幾千伏過電壓在瞬間（納秒級）鉗位至幾十伏
，起到抑製過電壓的作用。但是TVS隻有電流導通功能、無法吸收過電壓能量
，過電壓能量全部由線路自身消耗；壓敏電阻具有電流導通
、吸收過電壓能量功能，過電壓能量部分壓敏電阻耗散，剩餘部分由線路自身消耗。

因此對於線路中的ESD防護，ESD能量很小，用片式壓敏電阻和TVS抑製過電壓
，可相互替代。但在電路中進行感應過電壓
、操作過電壓防護時
，由於脈衝電流能量很大，對線路有很大的損害，這時隻能用氧化鋅壓敏電阻抑製過電壓、吸收過電壓能量。

實際上，任何一種片式氧化鋅壓敏電阻，均能同時進行感應過電壓、操作過電壓
、ESD防護。

氧化鋅壓敏電阻是一種多晶陶瓷元件，具有良好的抑製過電壓、吸收過電壓能量、熱穩定性，TVS是一種矽材料元件，壓敏電阻相對於TVS的優點是：（1）很強的吸收過電壓能量能力
，並且該性能不隨線路工作電壓增大而減小
，可以根據線路要求設計。（2）很強的熱穩定性，壓敏電阻在85℃以上開始降額使用

，TVS在25℃以上開始降額使用。同時片式壓敏電阻不燃燒
，無阻燃等級
，TVS燃燒
，有阻燃等級（3）具有EMC功能
，可以吸收線路中過電壓，對其他元件或線路無過電壓反衝擊； TVS不能吸收能量，可能導致脈衝電流產生電磁幹擾。

壓敏電阻相對於TVS的缺點是：（1）因壓敏電阻具有晶粒而吸收能量
，那麼其限製電壓稍高於TVS，但可以將幾千伏過電壓降至100V以下。

Cntronics：如何解決由於壓敏電阻瞬態內阻與負載和受保護IC內阻不匹配而導致的設計失敗

？

賈廣平：在實際線路中，由於布線結構、分布電容影響，會影響到ESD保護效果，實際上是部分ESD脈衝電流通過IC、IC無法承受而造成的IC無動作，尤其是阻抗很小的接口位置（如耳機、話筒、充電器口等），容易產生ESD保護不理想。出現這種現象，解決方案之一是在傳輸速率許可條件下，選用大電容量的壓敏電阻，降低壓敏電阻瞬態內阻
，可以提高ESD防護效果；解決方案之二是在該接口與IC之間串聯一10～30Ω的磁珠
，限製進入IC的脈衝電流
；解決方案之三是采用相匹配電容量的TVS
，因為TVS無晶粒、瞬態內阻要小於壓敏電阻，但是TVS不能吸收過電壓能量，在線路共用地上可能產生過電壓，產生新的電磁幹擾
，對共用地要求嚴格。而壓敏電阻吸收能量
，具有EMC功能，對共用地沒有嚴格要求。

Cntronics：您認為電子係統設計師在選擇電路保護器件時的誤區有哪些，該如何解決？

賈廣平：1.過電壓保護元件的保護水平問題。任何電子元件的耐受電壓包括直流耐壓、交流耐壓、脈衝耐壓，其中脈衝耐壓遠遠大於交直流耐壓，如根據IEC61000-4-2
，電氣電子元件的ESD耐壓為2KV，而其直流耐壓可能隻有幾十伏。而過電壓保護器件是在脈衝條件下應用
，其性能參數（如限製電壓）與yu被bei保bao護hu元yuan器qi件jian的de脈mai衝chong耐nai壓ya相xiang配pei合he即ji可ke，即ji限xian製zhi電dian壓ya小xiao於yu被bei保bao護hu元yuan器qi件jian的de脈mai衝chong耐nai壓ya就jiu可ke以yi起qi到dao保bao護hu作zuo用yong。部bu分fen設she計ji師shi將jiang過guo電dian壓ya保bao護hu元yuan件jian的de限xian製zhi電dian壓ya與yu被bei保bao護hu元yuan器qi件jian的de交jiao直zhi流liu耐nai壓ya是shi不bu合he適shi的de，從cong而er對dui過guo電dian壓ya保bao護hu元yuan件jian的de保bao護hu水shui平ping提ti出chu懷huai疑yi。

2.電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)與(yu)被(bei)保(bao)護(hu)元(yuan)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan)配(pei)合(he)問(wen)題(ti)。一(yi)般(ban)來(lai)講(jiang)，過(guo)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)限(xian)製(zhi)電(dian)壓(ya)小(xiao)於(yu)被(bei)保(bao)護(hu)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)脈(mai)衝(chong)耐(nai)壓(ya)，即(ji)被(bei)保(bao)護(hu)元(yuan)器(qi)件(jian)得(de)到(dao)保(bao)護(hu)

、 過(guo)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)，從(cong)而(er)達(da)到(dao)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)與(yu)被(bei)保(bao)護(hu)元(yuan)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)合(he)理(li)絕(jue)緣(yuan)配(pei)合(he)。從(cong)整(zheng)機(ji)設(she)計(ji)，所(suo)有(you)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)壽(shou)命(ming)都(dou)關(guan)係(xi)到(dao)整(zheng)機(ji)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，所(suo)有(you)元(yuan)器(qi)件(jian)均(jun)能(neng)承(cheng)受(shou)一(yi)定(ding)幅(fu)值(zhi)的(de)脈(mai)衝(chong)電(dian)壓(ya)、電流和能量，但若過分強調過電壓保護元件限製電壓降低，勢必造成過電壓保護元件承受更高的脈衝電壓、電(dian)流(liu)和(he)能(neng)量(liang)
，可(ke)能(neng)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)它(ta)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，影(ying)響(xiang)整(zheng)機(ji)的(de)使(shi)用(yong)可(ke)靠(kao)性(xing)。因(yin)此(ci)采(cai)用(yong)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)時(shi)
，必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)其(qi)本(ben)身(shen)壽(shou)命(ming)與(yu)線(xian)路(lu)要(yao)求(qiu)配(pei)合(he)。在(zai)線(xian)路(lu)各(ge)方(fang)麵(mian)指(zhi)標(biao)允(yun)許(xu)時(shi)
，采(cai)用(yong)額(e)定(ding)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)高(gao)、高通流能量
、高峰值電流
、高電容量的過電壓保護產品，這樣可提高整機可靠性。

Cntronics：與國外壓敏電阻製造商比較
，順絡產品的特點是什麼？順絡對國內電子製造商的價值是什麼
？

賈廣平：順絡產品的特點是：
1.以材料研究及持續改進為前提，材料的性能指標高（如通流能量
、峰值電流
、脈衝條件下的可靠性），產品技術水平得到保證。
2.專業化片式元件製造技術平台，持續優化工藝
，產品質量穩定，產品競爭力強。
3.與市場緊密接觸，不斷快速研發市場需求的產品，產品品種多，滿足市場需求。
順絡對國內電子製造商的價值：
1.提供滿足客戶技術要求、品質穩定的產品。
2.不斷研究產品應用技術，為客戶提供實際依據。
3.與客戶設計相互聯係，共同解決有關技術問題。
4.針對客戶設計合適的新產品
，滿足客戶特殊需求。
5.快捷周到的技術服務和商務服務。

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