3.1 壓敏電阻MOV 與電流保險絲FUSE 的浪涌電流承受能力對比，見表1

　　表1

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　　3.2 家用電器電路設計現狀及矛盾

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　　圖9:空氣調節器典型電路設計(截圖)之一

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　　圖10:空氣調節器典型電路設計(截圖)之二

　　從圖9、圖10 反映了目前家用電器電路設計的習慣思路，在MOV 前端置放了電流保險絲fuse,浪涌電流從電源端輸入后先經過FUSE,再由流經MOV.如此有兩個矛盾存在：

　　a、MOV 與FUSE 的最大浪涌承受能力的矛盾，如表1 中所示;電路設計時，如果為了滿足MOV 的浪涌電流承受能力時，就必須提高FUSE 的額定電流值，這樣過大的電流額定值將嚴重降低對后置電路的過流保護效果，火災隱患倍增;反之，為了保證FUSE 對后置電路的過流保護效果，就得按需要選擇較小的額定電流值，同時也大幅減低了整個電路的浪涌承受能力，在客戶使用過程中將出現FUSE 很容易斷開。

　　b、引起MOV 燃燒的擊穿電流與FUSE 的斷開電流的矛盾。

　　如圖1~圖8 所示， 不管MOV 的浪涌承受能力的大小，MOV 在不同的過電流下就會引起高溫、冒煙甚至燃燒;FUSE 只在MOV 因暫時過電壓作用下、擊穿電流快速增大到2 倍的FUSE額定電流時才能迅速斷開電流;如果是MOV 老化引起的壓敏電壓逐漸下降，MOV 的漏電流緩慢增加而引發的MOV 燃燒，此時的FUSE 將無法斷開電路。

　　4 推薦應對壓敏電阻失效的合適方案

　　4.1 壓敏電阻失效表征特點為本體溫度快速上升，采用溫度管理是最有效方式

　　壓敏電阻實際上是一種具有非線性伏安特性的敏感元件，在正常電壓條件下，這相當于一只小電容器，而當電路出現過電壓時，它的內阻急劇下降并迅速導通，其工作電流增加幾個數量級，從而有效地保護了電路中的其它元器件不致過壓而損壞，它的伏安特性是對稱的，如圖(11)a 所示。這種元件是利用陶瓷工藝制成的，它的內部微觀結構如圖(11)b 所示。微觀結構中包括氧化鋅晶粒以及晶粒周圍的晶界層。其中氧化鋅晶粒中摻有施主雜質而呈N 型半導體，晶界物質中含有大量金屬氧化物形成大量界面態，這樣每一微觀單元是一個背靠背肖特基勢壘，整個陶瓷就是由許多背靠背肖特基墊壘串并聯的組合體。

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　　圖(11)a 伏安特性曲線

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　　圖(11)b 內部微觀結構

　　圖12 是壓敏電阻器的等效電路。 氧化鋅晶粒的電阻率很低，而晶界層的電阻率卻很高，相接觸的兩個晶粒之間形成了一個相當于齊納二極管的勢壘，這就是一壓敏電阻單元，每個單元擊穿電壓大約為3~3.5V,如果將許多的這種單元加以串聯和并聯就構成了壓敏電阻的基體。串聯的單元越多，其擊穿電壓就超高，基片的橫截面積越大，其通流容量也越大。壓敏電阻在工作時，每個壓敏電阻單元都在承受浪涌電能量。

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　　圖12 壓敏電阻等效電路

　　壓敏電阻的缺點是易老化，大多數情況下P-N結過載時會造成短路且不可回轉至正常狀態，在電沖擊的反復多次作用下壓敏電阻內的二極管元件被擊穿，電阻體的低阻線性化逐步加劇，壓敏電壓越來越低，漏電流越來越大，隨著MOV 本體溫度的升高，漏電流更大，形成惡性循環，以至MOV 的溫度升高達到外包封材料的燃點，這種情況稱之為高阻抗短路(1kΩ 左右)，焦耳熱使得MOV 發熱增加且集中流入薄弱點，薄弱點材料融化，形成1kΩ 左右的短路孔后，電源繼續推動一個較大的電流灌入短路點，形成高熱而起火。研究結果表明， 若壓敏電阻存在著制造缺陷，易發生早期失效， 強度不大的電沖擊的反復多次作用，也會加速老化過程，使老化失效提早出現。這是通過試驗能夠證明的。

　　因此可見，壓敏電阻的失效前兆是其溫度的快速提升，溫度的提升速度快于漏電流的提升速度，故采用溫度管理方式來及時判斷壓敏電阻的性能是最為合適了。采用溫度管理保護壓敏電阻的方式有機械脫扣方式、溫度保險絲切斷電路方式等，其保護效果的關鍵在于熱的采集、傳遞速度，最佳的熱保護方式能夠讓因失效而處于過度發熱的壓敏電阻及時地脫離電路，從而避免連環式火災的產生。