實現高性能電路保護，壓敏電阻應用正當時

電子發燒友網報道（文/李寧遠）作為電子工業的黃金配角，全球電阻市場達到按百億美元計算的級別，國內市場也是全球最大的基礎電阻市場。電阻大家都很熟悉，任何電路板上都會需要用到電阻，電阻也是電路板上使用最多的一類器件。

各式類別的電阻也有著不同的功能，有些利用電阻熱效應，有些利用電阻限流特性，有些利用電阻阻抗匹配等等。半導體敏感型電阻是一類利用半導體材料對物理量極度敏感導致阻值變化的電阻。壓敏、熱敏、光敏、力敏、氣敏等等敏感型電阻都是電子電路中常見的元件，而且功能多樣。

高功率方案普及，壓敏電阻應用正當時

在電阻這類被動元器件的應用上，總體高功率的應用方案越來越普及，結構牢固，精度好，功率大的電阻，在市場中是很香的。隨著用戶對器件安全越來越重視，器件的故障安全功能越來越受歡迎，市場上壓敏電阻器的應用在近幾年仍在不斷增加。

壓敏電阻是一種在兩端施加電壓到某一特定值時，其電阻值急劇變小的敏感電阻器，主要用于過壓保護和穩壓電路之中。壓敏電阻可以稱得上是一種用得最多的限壓器件，成本優勢很明顯，而且它通流量大，體積越大能承受的浪涌電流也就越大。

根據中金企信國際咨詢的調研數據，2021年全球壓敏電阻市場增速在7.9%左右，約為325億只，預計到2026年，全球壓敏電阻需求量將增長到378億只，市場規模將達到106.4億元。

在高功率電子設備越來越普及的當下，各種器件故障和電路風險加大了市場對壓敏電阻的需求。壓敏電阻發展至今有了許多不同尺寸和浪涌能力的設計，充分發揮出抑制器作用，保護設備及電路免受來自ESD靜電放電或雷擊浪涌等瞬態異常電壓的影響。

在各類小型高效率的電源開關里，超小型表面貼裝多層壓敏電阻器MLV就很實用，能有效地應對破壞性極強的尖峰電壓。作用類似于TVS二極管，不過TVS并不如MLV實用，TVS二極管響應也很快，但是它并不像MLV能夠重復觸發。

高數據速率ESD抑制，同時提供濾波功能以及針對汽車電子中的特定瞬態抑制，壓敏電阻也都能在這些電路板級環境中提供加強型的保護。這種壓敏電阻使用了金屬氧化物，因此吸收短電壓瞬變的能力和能量處理能力很高。

說到壓敏電阻材料，一直以來氧化鋅陶瓷材料都是市場里最主流的。主流的材料研究也是圍繞氧化鋅陶瓷壓敏材料展開，主要是解決高壓型壓敏電阻與高能型壓敏電阻在應用上的突破，提高通流能力、提高電壓梯度、非線性系數和能量密度。

壓敏電阻的老化與熱失控

壓敏電阻用于保護效果很好，但是有一個問題，容易老化，這也是壓敏電阻的通病之一。老化后不僅沒有了防護效果，還容易引發熱失控風險。為了延緩壓敏電阻的老化速度，可以將其與陶瓷放電管一起并聯使用，減少其通流壓力。

這一點其實和上面提到的對壓敏電阻材料的研究目的是一樣的，提高通流能力。通流能力的提升能縮短壓敏電阻通大電流的時間，延緩其老化。壓敏電阻與陶瓷放電管一起串聯使用也能通過減少過電壓減少漏電流起到延緩老化效果。

壓敏電阻的老化可以延緩，但總是不能避免的，那熱失控風險如何解決?，F在很多設計都會集成熱耦合熔斷器來解決壓敏電阻老化后可能出現的熱失控。壓敏電阻與熱耦合熔斷器串聯連接，出現熱失控時，熱元件融化將壓敏電阻安全地與電源線斷開，避免重新連接。

這種設計很適合電壓水平波動大、浪涌脈沖頻繁的應用，比如光伏逆變器、工業UPS、大型照明系統等。

小結

高性能的電路保護是不會過時的，電子設備對于靈活可靠的電路保護要求只會越來越高。隨著電子產品功能的增多，系統結構日益復雜，電路保護的重要性會愈發重要，壓敏電阻在保護應用上也必須緊隨電路設計的趨勢。